時間：2022-05-20 06:50:55
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地下工程論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1防水設(shè)計的新理念
近幾年來，隨著新材料的推廣應(yīng)用和技術(shù)進(jìn)步，促使我們以全新的角度對原有建筑工程地下混凝土防水體系的設(shè)計理念，以及技術(shù)特性和優(yōu)、缺點進(jìn)行了總體分析和研究，指出了傳統(tǒng)防水體系設(shè)計方面存在的一些誤區(qū)和缺陷，并打破傳統(tǒng)的“一剛一柔”的保守防水理念，提出了以“剛性為主，柔性為輔”的防水結(jié)構(gòu)體系設(shè)計的新理念[1]。新設(shè)計理念根據(jù)目前防水新材料、新技術(shù)方面的應(yīng)用效果和實踐經(jīng)驗，提出了注重結(jié)構(gòu)剛性自防水的防水結(jié)構(gòu)體系設(shè)計新觀點、新方案，并指出地下混凝土自身防水是解決問題的關(guān)鍵，并根據(jù)防水等級和設(shè)計要求，輔以與混凝土基層具有粘結(jié)牢固、且不會引起防水層層間竄水的、剛性或剛?cè)嵝偷姆浪繉酉嘟Y(jié)合的防水結(jié)構(gòu)體系設(shè)計方案，放棄使用各類改性瀝青基和橡膠類防水卷材做外防水層的傳統(tǒng)設(shè)計方案。
2防水機(jī)理和解決方案
2.1混凝土剛性防水體系的防水機(jī)理
主要是通過封閉混凝土中水泥砂漿內(nèi)部的毛細(xì)孔和孔洞缺陷等連通的孔隙結(jié)構(gòu)，來達(dá)到防水的目的。根據(jù)所用材料不同，封閉微孔的方式也不同。其一，利用混凝土外加劑（如防水劑及水泥基滲透結(jié)晶性防水材料中的活性化學(xué)物質(zhì)）在水的作用下，與未水化水泥顆粒所形成的不溶于水的凝膠體，來填充混凝土內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)或微裂縫。其二，利用外加劑（如膨脹劑）或膨脹水泥中的無機(jī)膨脹結(jié)晶組分，填充水泥石水化硬化初期的孔隙結(jié)構(gòu)，提高了混凝土內(nèi)部的密實度，堵塞透水通道。其三，利用水性高分子聚合物滲透和填充到水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)中（如聚合物混凝土和聚合物水泥防水砂漿、聚合物乳液防水涂料和聚合物水泥防水涂料），直接封閉透水通道。
2.2剛性防水材料的特點和種類
剛性防水材料主要是指將防水材料摻入混凝土和水泥砂漿中，或?qū)⑵渑涑蓾{料涂刷（抹）或滲透于混凝土或水泥砂漿表面，與其共同組成剛性自防水結(jié)構(gòu)體系的材料。它們主要包括：（1）混凝土、砂漿的外加劑（如：各種混凝土、砂漿防水劑、膨脹劑、引氣劑和減水劑等）。注：完全剛性。（2）水性高分子聚合物樹脂（如：改性乙烯—醋酸乙烯乳液EVA、丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯和環(huán)氧樹脂、可分散乳膠粉、有機(jī)硅橡膠等）。注：剛?cè)峥烧{(diào)。（3）水泥基防水材料（如防水寶、確保時和水不漏等）。注：完全剛性。（4）水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，簡稱CCCW。注：完全剛性，并有自修復(fù)混凝土微裂縫的功能。
2.3混凝土剛性防水體系的優(yōu)缺點
（1）優(yōu)點：在混凝土或水泥砂漿內(nèi)部形成了自身整體的防水能力，從微觀結(jié)構(gòu)上看，處處都形成可靠的防水屏障。（2）缺點：不能適應(yīng)應(yīng)力變形所引起的混凝土或水泥砂漿裂縫的發(fā)生。但該體系發(fā)生裂縫引起滲漏時，要進(jìn)行修復(fù)是非常簡單的，且費用也較低。對該體系通常采取綜合堵漏的處理方法，作為出現(xiàn)滲漏的補(bǔ)充防范手段。
2.4解決方案及說明
當(dāng)前最簡單和最省錢的解決方案，就是在設(shè)計時不使用（或淘汰）瀝青基或橡膠類防水卷材做地下混凝土的外防水層，而只使用普通硅酸鹽水泥和混凝土復(fù)合防水劑，來配制高質(zhì)量的自防水混凝土作為防水設(shè)防，必要時輔以聚合物水泥（乳液）防水涂料或水泥基滲透結(jié)晶型防水材料做補(bǔ)充，以提高系統(tǒng)的防水等級。說明一：為什么要淘汰防水卷材眾所周知，傳統(tǒng)的地下混凝土工程的防水設(shè)計，一般要將防水卷材做在混凝土底板的墊層上面，形成一層膜防水層，再將混凝土結(jié)構(gòu)底板澆筑在防水層之上，這種設(shè)計方案已經(jīng)延續(xù)了幾十年，很少有人提出異議。但實踐證明，在工程的實際使用中，這層防水卷材是不可能承受結(jié)構(gòu)混凝土底板與混凝土墊層之間的壓應(yīng)力的，此時防水卷材被建筑物上部重量傳遞下來的力完全擠壓破壞了，早已失去整體防水層的作用了。因此，地下混凝土工程的防水設(shè)計只能采用剛性防水為主的防水結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計方案，所以做好混凝土自身的防水才是關(guān)鍵所在。說明二：為什么要用混凝土防水劑。因為防水劑在混凝土中與未水化的水泥顆粒反應(yīng)產(chǎn)生的是微膨脹不溶于水的凝膠體，其防水效果是持久可靠的。而有些工程上使用的膨脹劑所產(chǎn)生的是相對不穩(wěn)定的礦物結(jié)晶體，僅有短期效果，而且應(yīng)用條件也是有限的，用其做混凝土防水是錯誤的，效果較差風(fēng)險很大，尤其是在混凝土的耐久性方面是十分不利的[2]。因此，在設(shè)計自防水混凝土?xí)r應(yīng)優(yōu)先考慮使用混凝土防水劑而非膨脹劑。說明三：防水設(shè)計規(guī)范的限制規(guī)范規(guī)定對地下工程的防水設(shè)計，除了必須有自防水混凝土這道防水措施之外，還要有附加外防水層的設(shè)計要求，而且強(qiáng)調(diào)要做到剛?cè)嵯酀?jì)，這就是傳統(tǒng)設(shè)計的“一剛一柔”的防水設(shè)計理念。在現(xiàn)實中，由于往往不太重視對自防水混凝土的設(shè)計和施工要求，而所做的柔性防水層又出了上述差錯，這就是我們現(xiàn)在地下工程滲漏問題嚴(yán)重的根源所在。綜上所述，地下混凝土防水工程要做好自防水混凝土是關(guān)鍵，而自防水混凝土的關(guān)鍵是選用何種混凝土外加劑。
3推薦選用的首選設(shè)計方案
目前，解決自防水混凝土的設(shè)計方案有如下幾種：（1）采用復(fù)合防水劑配制自防水混凝土的方案。通常是將混凝土防水劑與一些高效減水劑或泵送劑復(fù)合使用，替代膨脹劑和其他減水劑的方案。目前工程應(yīng)用效果比較好的是混凝土防水復(fù)合液（如北京大胡子商標(biāo)的產(chǎn)品），在全國和山東省已有眾多工程應(yīng)用，效果良好。（2）是用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料。如中核公司的2000或加拿大進(jìn)口的XYPEX（賽柏斯）等，摻入混凝土或在其表面涂刷使用，使其活性成分激發(fā)混凝土中的水泥顆粒，形成新的凝膠物質(zhì)封閉混凝土內(nèi)部的微孔結(jié)構(gòu)，達(dá)到防水目的。但此方案有時因材料價格較貴，防水費用相對較高。（3）選用與混凝土粘結(jié)力好、不會引起結(jié)合（粘接）層間竄水的剛?cè)嵝曰騽傂裕ㄈ缇酆衔锼啵ㄈ橐海┓浪苛虾途酆衔锼喾浪皾{等）防水材料，涂（抹）敷在混凝土表面，起到防水層的作用。這些材料可以與基層混凝土結(jié)合牢固，甚至可以滲透到混凝土的表層內(nèi)部，但對混凝土基層的整體性能要求較高，一般可以作為附加的輔助防水措施使用。上述做法的共同優(yōu)勢都是防水材料與混凝土基層結(jié)合形成一個整體的防水機(jī)制，即使防水系統(tǒng)個別部位(如結(jié)構(gòu)因溫度或受力變形引起的開裂等)破壞致使?jié)B漏發(fā)生，也不會引起像柔性卷材防水系統(tǒng)那樣發(fā)生大面積滲漏，而且堵漏和維修操作簡便，費用也較低。因此，我們建議應(yīng)從設(shè)計著手，直接采用第一種方案，即用復(fù)合防水劑及其設(shè)計方案，在混凝土施工時就配制優(yōu)質(zhì)的自防水混凝土，做好混凝土自身的剛性防水體系。如設(shè)計有需求時，再輔以第二或第三種方案中涂層的一種，以提高地下混凝土的防水等級和可靠性。這樣做的優(yōu)勢是只稍微增加或基本不增加現(xiàn)澆自防水混凝土的成本，并節(jié)省了原設(shè)計防水卷材的費用，或者將其換成了更可靠的防水涂層材料，而且施工技術(shù)和條件比防水卷材要求低、速度快、質(zhì)量好、綜合造價低、后期維護(hù)費用少，建設(shè)方比較容易接受。
4要注意或應(yīng)避免發(fā)生的問題
（1）地下混凝土工程發(fā)生滲漏的現(xiàn)象多種多樣，情況也比較復(fù)雜。在制定處理方案時，應(yīng)仔細(xì)分析，判明原因，再對癥處理。尤其是對底板和側(cè)墻的裂縫處理應(yīng)十分謹(jǐn)慎，不要輕易使用水性聚氨酯等有機(jī)聚合物的壓力灌漿材料堵漏。應(yīng)查看裂縫的位置與受力關(guān)系，盡可能選用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料進(jìn)行堵漏和防水處理，使修復(fù)后的混凝土能通過自愈形成同類材料的結(jié)構(gòu)整體，不要留下結(jié)構(gòu)方面的隱患。（2）對于地下混凝土防水設(shè)計方案中，在自防水混凝土表面設(shè)計選用聚合物水泥（乳液）防水涂料做防水附加層時，此時該附加層一般可以設(shè)計做在混凝土的背水面上[3]，這樣施工簡便，不影響工期，費用也較低。若地下水對混凝土有腐蝕性時，再做在迎水面上，以保護(hù)混凝土不受侵蝕。
5結(jié)束語
[關(guān)鍵詞]卓越工程師教育培養(yǎng)計劃 隧道與地下工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 教學(xué)改革
引言
2010年6月教育部啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（以下簡稱“卓越計劃”）[1]，2011年10月，重慶交通大學(xué)入選教育部第二批卓越工程師教育培養(yǎng)計劃，實踐性較強(qiáng)的土木工程系為“卓越計劃”實施系之一。隧道與地下工程專業(yè)（卓越工程師班）從2012屆開始招收學(xué)生，2016年春期該屆學(xué)生將進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)。
隧道與地下工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計不僅是學(xué)生在畢業(yè)前的最后學(xué)習(xí)和綜合訓(xùn)練階段、培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)和工程實踐能力的重要階段，還是從理論學(xué)習(xí)過渡到實際工作的重要階段，在隧道與地下工程專業(yè)教學(xué)大綱中具有舉足輕重的地位。當(dāng)前，人才競爭日益激烈，工程單位工作節(jié)奏日趨加快，傳幫帶的傳統(tǒng)已經(jīng)難以實現(xiàn)，使得畢業(yè)設(shè)計這個從學(xué)校學(xué)習(xí)到工作崗位的過渡階段對于畢業(yè)生來說變得非常重要，甚至具備了部分“就業(yè)前期培訓(xùn)”的職能[2]。畢業(yè)設(shè)計過渡階段的特點決定了畢業(yè)設(shè)計的選題、實施和評價不能僅停留在紙上談兵的層次，必須要面向工程實際[2]。
本文針對重慶交通大學(xué)隧道與地下工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中存在的問題，進(jìn)行了適應(yīng)“卓越計劃”人才培養(yǎng)的畢業(yè)設(shè)計教學(xué)改革探討。首先，分析現(xiàn)有畢業(yè)設(shè)計的現(xiàn)狀和存在問題；其次，基于“卓越計劃”的要求和特點，探討現(xiàn)有畢業(yè)設(shè)計模式與“卓越計劃”要求之間的差距；第三，針對現(xiàn)階段畢業(yè)設(shè)計模式的問題進(jìn)行改革，探索一套與“卓越計劃”人才培養(yǎng)相適應(yīng)的畢業(yè)設(shè)計模式。
一、隧道與地下工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)狀及存在問題
在畢業(yè)設(shè)計方面，國外畢業(yè)設(shè)計都針對實際工程項目，讓學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計中獲得真正的工程經(jīng)驗，為未來的職業(yè)奠定基礎(chǔ)[2]。而國內(nèi)高校，畢業(yè)設(shè)計則更注重理論教學(xué)而忽視了工程應(yīng)用，國內(nèi)高校在與企業(yè)、同行的合作、交流上，尚處于半封閉狀態(tài)。以重慶交通大學(xué)隧道與地下工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計為例，在整個過程中便存在以下種種問題：
（一） 畢業(yè)設(shè)計選題類型和方法的局限性
隧道與地下工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計選題大多為隧道工程、基坑支護(hù)、滑坡治理等工程設(shè)計與施工類題目。這類設(shè)計任務(wù)雖然能與大部分學(xué)生今后的工作掛鉤，但存有以下兩不足：其一是畢業(yè)設(shè)計選題的科研內(nèi)容偏少，對于今后從事科研工作的同學(xué)來說，需要增加一些偏科研方向的課題；其二是畢業(yè)設(shè)計選題涉及施工和管理方面的內(nèi)容不多，對于畢業(yè)后從事施工技術(shù)和現(xiàn)場管理的的同學(xué)來說，需要增加一些這方面的工作。
隧道與地下工程專業(yè)和地鐵與軌道工程、巖土工程等兩個專業(yè)同時選題，畢業(yè)設(shè)計歷年的選題方法則存在很大的局限性。“畢業(yè)設(shè)計動員大會”沒有教師對畢業(yè)設(shè)計題目的主要目的、要求和內(nèi)容的講解環(huán)節(jié)，學(xué)生也不能了解全系各位教師所設(shè)計的畢業(yè)設(shè)計題目的全貌。畢業(yè)設(shè)計選題采用教師在“畢業(yè)設(shè)計管理系統(tǒng)”網(wǎng)站上掛出題目及要求、內(nèi)容等，學(xué)生自主選擇，教師最后加以確定的方式。從往屆畢業(yè)設(shè)計選題結(jié)果來看，出現(xiàn)“搶”畢業(yè)設(shè)計題目的現(xiàn)象。這就直接導(dǎo)致了學(xué)生們選擇的題目和今后的工作掛不上鉤，也非自己內(nèi)心所想要的題目，教師所設(shè)計的題目也未能找到符合條件的學(xué)生。
（二） 實際工作程序認(rèn)識不足
目前，學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計大概采用在網(wǎng)絡(luò)上或者上屆的畢業(yè)設(shè)計中找到類似題目的計算書和圖紙等資料，在教師或畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的指引下完成畢業(yè)設(shè)計的程序。一方面，本系很多教師并未直接從事設(shè)計工作和施工技術(shù)與管理方面的工作，因此對設(shè)計和施工管理整個完整過程的掌握還不是很充分。另一方面，學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計的認(rèn)識僅僅停留于“計算”和“畫圖”，離真正的“工程設(shè)計”還有一段距離，主要原因是學(xué)生對真正的工程建設(shè)基本程序不了解，更不清楚作為設(shè)計人員應(yīng)該如何與甲方、施工以及工程監(jiān)理單位打交道，導(dǎo)致畢業(yè)之后不能馬上與實際工程設(shè)計接軌，這些觀念都應(yīng)該在畢業(yè)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)階段有所體現(xiàn)[3]。
（三） 時間精力投入不足
畢業(yè)設(shè)計是一項綜合性較強(qiáng)的教學(xué)任務(wù)，要求指導(dǎo)教師具備較高的教學(xué)水平和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，以及土木行業(yè)相關(guān)工程實踐經(jīng)驗[3]。但與此相矛盾的是：1） 部分高校為解決師資緊缺的問題引進(jìn)大量缺乏工程實踐經(jīng)驗的年輕博士，承擔(dān)指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計這一綜合性和實踐性較強(qiáng)的課程，難免力不從心；2） 高校教師兼有教學(xué)、科研和學(xué)科建設(shè)等任務(wù)，部分教師甚至還有兼職工作，因此用于指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的時間和精力皆不足；3） 高校擴(kuò)招，存在一位教師指導(dǎo)近十名學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的情況，不能做到針對學(xué)生各自的特點、興趣因材施教和抽出更多精力投入畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)中。
畢業(yè)設(shè)計通常安排在本科最后一個學(xué)期，考研的學(xué)生則忙于參加考研學(xué)習(xí)、復(fù)試，很多學(xué)生還要參加各種招聘會、雙選會，這些都會分散學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的精力[3]。另外，簽約之后的學(xué)生，認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計成績的好壞已經(jīng)無關(guān)緊要而輕視畢業(yè)設(shè)計，甚至把最后一學(xué)期當(dāng)成畢業(yè)旅行的最佳日子。因此，學(xué)生們投入時間和精力是不足的，存在部分學(xué)生半個月、一個星期完成畢業(yè)設(shè)計的例子。
（四） 畢業(yè)設(shè)計工作量和質(zhì)量參差不齊
畢業(yè)設(shè)計存在依賴電算、忽視理論計算的現(xiàn)象。利用有限元應(yīng)用軟件進(jìn)行工程設(shè)計在各大設(shè)計院已經(jīng)普及，各大專院校工程類畢業(yè)設(shè)計對應(yīng)用軟件的依賴非常嚴(yán)重。在畢業(yè)設(shè)計計算過程中，學(xué)生往往只注重對軟件的操作和應(yīng)用，而忽略專業(yè)基本知識、對規(guī)范的理解和具體計算過程的問題，因此對計算結(jié)果合理與否無從驗證；更有甚者，對軟件的操作尚處于一知半解，計算結(jié)果和真實值大相徑庭。另一方面，利用計算機(jī)軟件設(shè)計出來的圖紙一般會存在某些錯誤，而學(xué)生在設(shè)計中缺失了基礎(chǔ)概念和對規(guī)范的理解和掌握，因此不能及時發(fā)現(xiàn)并改正這些錯誤。
畢業(yè)設(shè)計存在嚴(yán)重的抄襲現(xiàn)象。畢業(yè)設(shè)計相關(guān)題目的設(shè)計資料在互聯(lián)網(wǎng)上皆能找到，甚至高年級的畢業(yè)設(shè)計資料也能得到，很多學(xué)生依葫蘆畫瓢，有的學(xué)生到最后甚至不加思索大篇大段抄襲。在很短時間內(nèi)倉促完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，設(shè)計資料漏洞百出、施工圖和計算書前后矛盾的現(xiàn)象頻現(xiàn)。
畢業(yè)設(shè)計深度和要求不規(guī)范的現(xiàn)象。由于畢業(yè)設(shè)計深度和要求比較模糊，學(xué)生們做的畢業(yè)設(shè)計深度不一致，也不規(guī)范，這就使得做得全面的學(xué)生畢業(yè)設(shè)計計算書分量是深度不夠的學(xué)生的幾倍。畢業(yè)設(shè)計深度和要求的模糊，甚至導(dǎo)致考核標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一。
畢業(yè)設(shè)計規(guī)范更新滯后的現(xiàn)象。土木專業(yè)規(guī)范近年來更新頻繁，這就需要高校圖書館資料做到及時更新，但是大多圖書館更新速度較慢，導(dǎo)致學(xué)生不能利用最新的規(guī)范進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計；高校擴(kuò)招學(xué)生人數(shù)的增加，導(dǎo)致學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計時人均能利用的規(guī)范和手冊較少，尤其是最近兩三年新頒布的規(guī)范和規(guī)程[3]。另外，網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的今天，畢業(yè)設(shè)計相關(guān)最新規(guī)范互聯(lián)網(wǎng)上基本都有電子版本，但是由于學(xué)生、甚至教師的主要精力不在其上，導(dǎo)致規(guī)范更新滯后，存在與社會現(xiàn)狀脫節(jié)的現(xiàn)象。
二、隧道與地下工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計模式改革
教育部2010年6月啟動的“卓越計劃”目的在于通過教育和行業(yè)、高校和企業(yè)的密切合作，以實際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力，按照“3+1”人才培養(yǎng)模式培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需要的多種類型優(yōu)秀工程師[5]。鑒于現(xiàn)行畢業(yè)設(shè)計模式存在上述四個方面的問題，且而現(xiàn)行畢業(yè)設(shè)計模式對實踐能力的培養(yǎng)尚有欠缺，對創(chuàng)新能力、團(tuán)隊協(xié)作能力與綜合解決問題能力的培養(yǎng)基本為零。因此，為滿足卓越隧道與地下工程專業(yè)師培養(yǎng)需求，在隧道與地下工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計模式方面應(yīng)具有符合“卓越計劃”要求的全新模式。
（一）畢業(yè)設(shè)計題目改革并實行雙向選擇
畢業(yè)設(shè)計題目設(shè)計方面：將學(xué)生走出校門后的實際工作作為畢業(yè)設(shè)計選題范圍和方向，通過需求分析，進(jìn)行面向?qū)嶋H的畢業(yè)設(shè)計選題庫建設(shè)。在具體實施環(huán)節(jié)上，隧道與地下工程專業(yè)主要分為學(xué)術(shù)研究型、工程設(shè)計型和施工技術(shù)管理型三個方向。各方面畢業(yè)設(shè)計選題的數(shù)量大概由往屆畢業(yè)生實際工作方向為指導(dǎo)。
選題是畢業(yè)設(shè)計能否創(chuàng)新的關(guān)鍵，選擇富有科學(xué)性、新穎性和創(chuàng)造性的題目作為畢業(yè)設(shè)計課題，一個很好的畢業(yè)設(shè)計題目交給一個不感興趣和不具備完成該選題基本素質(zhì)的學(xué)生做是不合適的，在選題工作中充分尊重學(xué)生的個人選題意見，創(chuàng)造條件讓學(xué)生早一些接觸實際題目。
畢業(yè)設(shè)計題目雙向選擇方面：畢業(yè)設(shè)計動員大會前教師應(yīng)該完成課題申報，并由院系畢業(yè)設(shè)計領(lǐng)導(dǎo)小組組織論證、評審，確認(rèn)是否符合要求。“畢業(yè)設(shè)計動員大會”上，各教師應(yīng)針對自己申報的畢業(yè)設(shè)計題目向所有學(xué)生講解和公布，并提出選題學(xué)生所具備的條件和并作適當(dāng)建議。然后，實行雙向選擇，學(xué)生自愿選題、選教師，指導(dǎo)教師依條件選擇學(xué)生，最終由院系領(lǐng)導(dǎo)小組協(xié)調(diào)落實學(xué)生選定的課題與指導(dǎo)教師。
（二）畢業(yè)設(shè)計實行雙導(dǎo)師制
在高等學(xué)校實施培養(yǎng)“卓越工程師”的教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)創(chuàng)造性人才，教師是關(guān)鍵，這一點在畢業(yè)設(shè)計工作中顯得更為突出[4]。指導(dǎo)教師在畢業(yè)設(shè)計工作中起著非常重要的作用，直接影響到學(xué)生選題、收資、實驗、研究論證、論文撰寫、答辯等[4]。
基于“卓越計劃”具有三個特點，即行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程、學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才和強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，同時限于有些青年教師自身的學(xué)術(shù)水平和工程實踐經(jīng)驗，采取優(yōu)化指導(dǎo)教師的師資隊伍措施。通過把一些有經(jīng)驗、有威望、有一定指導(dǎo)工作能力的校外工程師請進(jìn)來，讓他們參與畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)工作，有利于畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量優(yōu)化。在畢業(yè)設(shè)計教學(xué)過程中實行“學(xué)校導(dǎo)師”和“企業(yè)導(dǎo)師”聯(lián)合指導(dǎo)的雙導(dǎo)師制模式[4]，發(fā)揮校內(nèi)外導(dǎo)師各自的優(yōu)勢共同對學(xué)生進(jìn)行課題研究、工程實踐和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃方面的指導(dǎo)，不僅能培養(yǎng)學(xué)生獨立解決工程實際問題的能力和科學(xué)研究能力，同時使學(xué)生具備較高的社會責(zé)任感、職業(yè)素養(yǎng)和團(tuán)隊合作精神，早日與真正的“工程師”接軌。
（三） 完善畢業(yè)設(shè)計工作方法、工作流程及設(shè)計深度和規(guī)范化
完善畢業(yè)設(shè)計工作方法和工作流程是保證畢業(yè)設(shè)計教學(xué)有序、高效運作的先決條件。隧道及地下工程專業(yè)借助校企的聯(lián)合力量制定符合實際工作和學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀的工作方法和工作流程。有了辦法、流程，認(rèn)真、科學(xué)、規(guī)范地運作，并強(qiáng)調(diào)畢業(yè)設(shè)計中帶有共性的東西的統(tǒng)一性，而對于富有個性特點、彈性較大的內(nèi)容，應(yīng)充分發(fā)揮其個性優(yōu)勢[4]。學(xué)校應(yīng)有對畢業(yè)設(shè)計工作的具體要求，有完整規(guī)范的制度、科學(xué)的質(zhì)量管理和檢查評估系統(tǒng)。
對畢業(yè)設(shè)計計劃、選題、實習(xí)調(diào)研、指導(dǎo)、中期檢查、論文撰寫、答辯、成績評定、總結(jié)、研究分析等各環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的規(guī)范，使管理者、指導(dǎo)教師明確科學(xué)、規(guī)范化的要求[4]。針對當(dāng)前畢業(yè)設(shè)計圖紙、參考資料不規(guī)范的現(xiàn)狀，隧道及地下工程專業(yè)應(yīng)編寫了《樣例圖集及解說》方面的教參資料，詳細(xì)闡明了施工圖層次的設(shè)計深度要求，對圖紙規(guī)范化和細(xì)節(jié)要求進(jìn)行了詳細(xì)解說，可供學(xué)生學(xué)習(xí)，同時起到了規(guī)范畢業(yè)設(shè)計圖紙的作用。
通過規(guī)范畢業(yè)設(shè)計要求，使學(xué)生可以提前準(zhǔn)備，并知道怎樣主動做畢業(yè)設(shè)計，發(fā)揮其主觀能動性，激發(fā)其強(qiáng)烈的“創(chuàng)新”意識，造就有利于學(xué)生創(chuàng)新實踐的條件和空間，為培養(yǎng)“卓越工程師”提供強(qiáng)有力的保障[4]。
三、結(jié)語
根據(jù)“卓越計劃”的目的和任務(wù)，結(jié)合“卓越計劃”的三個培養(yǎng)特點，針對現(xiàn)行畢業(yè)設(shè)計存在畢業(yè)設(shè)計選題類型和方法的局限性、實際工作程序認(rèn)識不足、時間精力投入不足、畢業(yè)設(shè)計工作量和質(zhì)量參差不齊等問題，對隧道與地下工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計開展教學(xué)改革：
（1） 畢業(yè)設(shè)計題目改革并實行雙向選擇。將學(xué)生走出校門后的實際工作作為畢業(yè)設(shè)計選題范圍和方向，通過需求分析，進(jìn)行面向?qū)嶋H的畢業(yè)設(shè)計選題庫建設(shè)。建立畢業(yè)設(shè)計選題雙向選擇制，學(xué)生自愿選題、選教師，指導(dǎo)教師依條件選擇學(xué)生。
（2） 畢業(yè)設(shè)計實行雙導(dǎo)師制。基于行業(yè)、企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程，在畢業(yè)設(shè)計教學(xué)過程中實行“學(xué)校導(dǎo)師”和“企業(yè)導(dǎo)師”聯(lián)合指導(dǎo)的雙導(dǎo)師制模式。
（3） 完善畢業(yè)設(shè)計工作方法、工作流程及設(shè)計深度和規(guī)范化。隧道及地下工程專業(yè)借助校企的聯(lián)合力量制定并完善符合實際工作和學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀的工作方法和工作流程。對畢業(yè)設(shè)計計劃、選題、實習(xí)調(diào)研、指導(dǎo)、中期檢查、論文撰寫、答辯、成績評定、總結(jié)、研究分析等各環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的規(guī)范，使管理者、指導(dǎo)教師明確科學(xué)、規(guī)范化的要求。
[參考文獻(xiàn)]
[1]中華人民共和國教育部.教育部關(guān)于實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的若干意見[Z].2011，1，18.
[2]謝凌燕，潘志宏.面向工程實際的土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學(xué)改革探討[J].中國電力教育，2013，7：166-167.
[3]黃鸝，郭亞然，董潔.土木專業(yè)畢業(yè)設(shè)計存在問題及對策分析研究[J].山西建筑，2013，39（23）：226-227.
[4]李曉麗，張云峰，孫穎，盧召紅，楊宇.基于“卓越工程師”目標(biāo)的土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計改革實踐[J].中國冶金教育，2013，32（增2）：57-59.
【關(guān)鍵詞】地下工程；抗浮結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗拔樁
1引言
一般情況下，地下水對主體工程的破壞主要包括局部破壞和整體破壞，其中局部破壞指的是地下結(jié)構(gòu)底板因為受力不均勻?qū)е戮植砍霈F(xiàn)了拱起和開裂，使地下水滲入到地下室中，影響地下結(jié)構(gòu)的安全性。整體性破壞指的是地下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了上浮，不僅會破壞底板，同時還會導(dǎo)致梁柱節(jié)點位置出現(xiàn)開裂。在地下工程的實際施工過程中，水浮力對建筑物造成的破壞一般是無法避免的。一旦地下結(jié)構(gòu)受到地下水浮力的破壞，會導(dǎo)致地下工程結(jié)構(gòu)的功能和作用無法正常發(fā)揮，當(dāng)出現(xiàn)較大的事故時還會造成非常大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，地下工程設(shè)計和施工過程中，進(jìn)行抗浮設(shè)計是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，需要施工人員和設(shè)計人員足夠重視。
2工程概況
某地下工程為地下明挖4層雙跨架結(jié)構(gòu)，工程標(biāo)準(zhǔn)段寬度為19.3m，長度為21.6m，埋設(shè)深度為26.7m。地下工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)使用現(xiàn)澆鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)進(jìn)行施工，工程設(shè)計人防等級為6級，支護(hù)樁使用鉆孔灌注樁進(jìn)行施工，并在基坑的四周布置，設(shè)計樁體直徑為900mm，設(shè)計樁長為26.7m，樁中心距離為1400mm,使用C30混凝土。本文以此工程為例，對地下工程抗浮設(shè)計進(jìn)行探討。
3工程地質(zhì)條件
本工程從下到上分別為全風(fēng)化中強(qiáng)微風(fēng)化層、硬質(zhì)粉質(zhì)黏土、可塑粉質(zhì)黏土層、沖積黏性土層、沖積中粗砂層、沖擊粉細(xì)砂層、人工填土層，地下水主要為層狀基巖裂隙水和第四系松散巖類孔隙水，穩(wěn)定水位埋設(shè)深度為1.8~5.2m，平均水位埋設(shè)深度為2.9m。地下水位的變化情況和地下水的補(bǔ)給、排泄等有緊密的聯(lián)系。每年的5~10月份進(jìn)入雨季，地下水水位會顯著提升，水位最大值會達(dá)到15.5m，場地中的地下水不會對混凝土結(jié)構(gòu)造成腐蝕，但是會對鋼筋造成腐蝕。
4地下工程抗浮設(shè)計
通常情況下，地下工程結(jié)構(gòu)上浮主要是因為水浮力大于地下工程側(cè)壁摩擦力和結(jié)構(gòu)重力值，地下室上浮有可能在各種類型的地層中出現(xiàn)，例如比較穩(wěn)定的卵石層和透水性非常小的黏土層中等。一旦地下水浮力大于結(jié)構(gòu)物重力和側(cè)壁摩擦力便會出現(xiàn)上浮的情況，為了保證建筑的安全性，需要及時采取相應(yīng)的處理措施。在設(shè)計過程中，需要根據(jù)工程的地質(zhì)情況、工程特點、場地因素、環(huán)境情況等進(jìn)行全面、詳細(xì)的考慮，結(jié)合工程的具體情況選擇合理的抗浮方案。4.1抗浮方案的選取本地下工程結(jié)構(gòu)底板以微風(fēng)化巖層作為持力層，對于地面埋深大、地下水位高的地下工程，如果只靠覆土荷載和結(jié)構(gòu)自重是無法達(dá)到抗浮要求的。因此，需要結(jié)合工程的具體情況設(shè)計抗浮措施。常用的抗浮措施主要包括抗浮錨桿和抗拔樁。因為當(dāng)前抗浮錨桿的耐久性得不到控制，并且底板和錨桿結(jié)構(gòu)位置防水比較薄弱，而地下工程設(shè)計使用年限為100a，使用抗浮錨桿不能滿足該地下工程的抗浮要求，因此，本工程使用抗拔樁來解決該地下工程的抗浮問題，并選用人工挖孔樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在圍護(hù)樁上布置壓頂梁和主體結(jié)構(gòu)結(jié)合到一起，使支護(hù)結(jié)構(gòu)也成為抗浮的一部分。按照地質(zhì)勘測結(jié)果，將設(shè)計水位地面以下1m（城建標(biāo)高15.6m）作為抗浮設(shè)計水位，并以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗浮驗算[1]。4.2布置抗拔樁本地下工程主體結(jié)構(gòu)以底板支撐到彈性地基平面框架分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力，使用彈簧模擬底層作用。由于該地下工程為雙跨設(shè)計，在底板跨中會縱向?qū)拱螛哆M(jìn)行布置。在計算抗浮時，主體結(jié)構(gòu)會承擔(dān)所有的水壓力，為了對抗拔樁所承受的抗拔力進(jìn)行計算，對地下室縱向1m范圍中的長度進(jìn)行分析。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定要求，在驗算地下室抗浮穩(wěn)定性時要可以達(dá)到下述公式的基本要求:（1）式（1）中，W為地下室上部作用荷載和地下室自重的和值；F為地下水浮力。在不對結(jié)構(gòu)側(cè)摩擦阻力大小進(jìn)行考慮時，（2）式（2）中，R為抗拔樁需要提供的抗拔力特征值。標(biāo)準(zhǔn)段上部荷載總重W=覆土重+圍護(hù)樁自重+（裝修層+柱+側(cè)墻+各層樓板）=4343.6kN/m。水浮力：F=258×1×19.4+π×1.352÷4×15×10÷1.35×2=5323.2kN/m（3）R≥1.05F-G=1.05×5323.2-4343.6=1245kN/m（4）一般情況下，抗拔樁都是在柱下布置的，受力模式也是一致的，因此,可以將計算簡化為：單根抗拔樁的抗拔力=柱跨長度×每延米需要的抗拔力，但是,對于該工程來說，柱跨9~10m，抗拔樁單根需要承受的抗拔力不會太大。因此,抗拔樁樁距取值為柱跨的一半。（5）式（5）中,up為樁的周長，up=πd，對于樁底樁（擴(kuò)地直徑為D），在樁長/樁徑≤5時，up=πD；qsia為樁側(cè)土摩阻力特征值，微風(fēng)化巖qsia=400kPa；λi為抗拔樁的摩擦阻力折減系數(shù)，微風(fēng)化巖λi=0.7;li為抗拔樁長度；G0為樁自重，地下水位取有效重度。本地下室工程設(shè)計擴(kuò)地直徑為1.8m，抗拔樁直徑為1.3m，樁長為5.5m，經(jīng)計算，單樁抗拔承載力特征值大小為：Rω=π×1.8×0.7×400×5+0.9×119=8020kN（6）在布置抗拔樁時，本工程采用兩種方式進(jìn)行布置，一種布置在兩柱中間梁下以及柱子下，見圖1a;另一種是均勻布置在兩柱之間的梁下，見圖1b。4.3計算地下工程抗浮情況使用殼單元對各層樓板進(jìn)行模擬，底板、柱子、抗拔樁和梁使用桿單元進(jìn)行模擬，因為本工程抗拔樁底部做了擴(kuò)大，使用抗拔樁底部對邊界條件進(jìn)行固定和約束，在結(jié)構(gòu)四周布置土彈簧模擬約束周圍土體結(jié)構(gòu)。水浮力分項系數(shù)取值為1.05，結(jié)構(gòu)自重分項系數(shù)值為1.0，以圍護(hù)樁自重作為荷載在頂板側(cè)墻進(jìn)行加載。使用這種方式進(jìn)行模擬，不僅考慮了底縱梁和抗拔樁共同受力下變形協(xié)調(diào)性，同時也考慮了抗拔樁混凝土彈性模型，不會出現(xiàn)傳統(tǒng)計算方法中將抗拔樁作為底梁不動支座的情況，計算后得到的底縱梁內(nèi)力和抗拔樁拉力和實際情況更加符合。4.4計算結(jié)果分析根據(jù)計算結(jié)果可以證明，在使用圖1a的方式進(jìn)行布置時，樁下和樁間抗拔樁的抗拔力分別為4400kN和7000kN，后者為前者的1.6倍，這兩種樁型配筋存在非常大的差異。底縱梁柱下負(fù)彎矩大約為4600kN•m。如果使用圖1b的樁基布置措施，那么抗拔力為5700kN，抗拔樁可以均勻受力，底縱梁柱下部的負(fù)彎矩為3100kN•m，受力更加的合理。4.5抗拔樁配筋在進(jìn)行配筋時，要保證抗拔配筋的受力度可以達(dá)到要求，此外，由于樁身長時間位于地下水位下，地下水會對鋼筋造成一定的弱腐蝕。因此，要求樁身裂縫寬度不能超過寬度限制，以免樁身鋼筋被腐蝕[2]，因此,接縫的寬度要控制在0.2mm以內(nèi)。經(jīng)過計算證明，樁身配筋主要是為了控制裂縫，因此，配筋量一般情況下會比較大。一般可以根據(jù)樁徑的3倍確定樁距，尤其是當(dāng)抗拔樁處在底縱梁下部時，在確定樁截面后需要對鋼筋籠的具體情況進(jìn)行考慮，為了防止底縱梁和抗拔樁之間產(chǎn)生沖突，需要控制好配筋率。
5結(jié)語
綜上所述，在進(jìn)行地下工程設(shè)計時因為水位變化比較大，一般會將抗浮樁布置在縱橫墻交叉處、柱子下面等位置，同時，抗拔樁也會發(fā)揮承壓樁的效果。本工程在進(jìn)行抗浮設(shè)計時，在柱距比較大且抗拔力比較大時，抗拔樁一般對稱分布在柱子的兩邊，以保證抗拔樁可以受力均勻，在對抗拔樁裂縫進(jìn)行控制時，需要將單根樁的抗拔力控制好，防止配筋密度過大。
【參考文獻(xiàn)】
【1】高海.地下水對某已建地下結(jié)構(gòu)的浮起作用分析[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2010.
關(guān)鍵詞：地下建筑專業(yè)；地下建筑結(jié)構(gòu)；教學(xué)內(nèi)容；教材
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）48-0089-02
一、引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市房地產(chǎn)、交通、市政、礦業(yè)、水利水電和國防等行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，地下工程行業(yè)也迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。大量的地鐵隧道、公路隧道、地下礦山、地下電站和地下洞庫及城市地下空間亟待修建，因此，行業(yè)的發(fā)展也亟需大量的專業(yè)人才。如何培養(yǎng)一大批合格的能適應(yīng)行業(yè)發(fā)展要求的專業(yè)人才成為高等學(xué)校面臨的重要挑戰(zhàn)。
作為土木工程行業(yè)的重要分支，地下建筑專業(yè)雖然具有很長的發(fā)展歷史，但由于其所處地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性，其基本理論相對于其他學(xué)科發(fā)展較為緩慢。近年來，隨著其他相關(guān)行業(yè)新理論、新材料、新工藝和新技術(shù)的發(fā)展，地下建筑專業(yè)理論也有新的發(fā)展。然而，高等學(xué)校本科教學(xué)的相關(guān)教材卻難以滿足行業(yè)發(fā)展的要求，導(dǎo)致出現(xiàn)了教材內(nèi)容與工程實踐脫節(jié)、畢業(yè)生實踐能力差等突出問題。為此，通過對比研究國內(nèi)高校地下建筑、隧道工程等專業(yè)開設(shè)的《隧道工程》、《地下建筑結(jié)構(gòu)》和《地下工程》等專業(yè)教材，對適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的《地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了研究。
二、目前《地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程內(nèi)容存在的問題
隨著地下建筑工程方面人才需求量的日益增大，國內(nèi)開設(shè)土木工程類專業(yè)的許多高校均開設(shè)了地下建筑或隧道方面的必修或選修課程[1-5]，采用的教材大致有十余個版本，且許多版本的教學(xué)內(nèi)容體系相似，隨著行業(yè)的發(fā)展，教材中的相關(guān)理論稍顯陳舊，部分內(nèi)容與工程實踐脫節(jié)，已難以滿足學(xué)生的工程實踐需要。
（一）地下建筑結(jié)構(gòu)的新材料
隨著新奧法的發(fā)展和建筑材料的發(fā)展，地下建筑結(jié)構(gòu)的材料逐漸由傳統(tǒng)的鋼筋和混凝土向新型材料發(fā)展。如傳統(tǒng)的整體式襯砌逐漸被復(fù)合式襯砌所代替，而復(fù)合式襯砌的材料演變發(fā)展迅速，如隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)可包括：素噴混凝土、鋼纖維噴射混凝土、樹脂纖維噴射混凝土、鋼錨桿、樹脂錨桿、機(jī)械錨桿、超前管棚、超前小導(dǎo)管、模筑混凝土、預(yù)制混凝土管片、鋼管片、各類防水卷材、內(nèi)裝材料和注漿材料等。而傳統(tǒng)地下建筑結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容中涉及的新型建筑材料方面的內(nèi)容較少。
（二）地下建筑結(jié)構(gòu)計算的新方法
地下建筑結(jié)構(gòu)不同于地面建筑，其結(jié)構(gòu)與地層緊密聯(lián)系，傳統(tǒng)的地下建筑體系計算方法是以結(jié)構(gòu)力學(xué)為基本理論的荷載結(jié)構(gòu)法，但該方法一方面力學(xué)簡化不科學(xué)，另一方面計算過程較為復(fù)雜。隨著計算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，傳統(tǒng)的荷載結(jié)構(gòu)法與有限元理論相互結(jié)合已經(jīng)形成了新的結(jié)構(gòu)計算方法。另外，地層結(jié)構(gòu)法也隨著巖土力學(xué)的發(fā)展得到廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為復(fù)雜地下結(jié)構(gòu)的首先計算方法。目前國內(nèi)發(fā)行的大學(xué)教材中，仍以介紹傳統(tǒng)的計算方法為主，新的方法的基本思路、原理和方法，學(xué)生難以接觸和掌握。
（三）地下建筑結(jié)構(gòu)的新形式
隨著地下建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)的發(fā)展，許多新型地下建筑結(jié)構(gòu)形式逐漸發(fā)展起來。傳統(tǒng)常見的地下建筑結(jié)構(gòu)主要是隧道，而近年來其他形式的地下建筑結(jié)構(gòu)也日趨增多，如沉管隧道、管幕法隧道、TBM法隧道、頂管法隧道、沉箱結(jié)構(gòu)、大型地下廠房、地下貯藏庫等。目前交通類的大專院校主要學(xué)習(xí)的是隧道工程，其他地下建筑結(jié)構(gòu)涉及較少，而講授地下建筑結(jié)構(gòu)的院校則對各種結(jié)構(gòu)的涉及面也較窄，且關(guān)于隧道結(jié)構(gòu)方面的內(nèi)容也不全面。
三、《地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程內(nèi)容改革
隨著地下工程專業(yè)人才需求量的增加和新技術(shù)的不斷發(fā)展，面向工程實踐，以培養(yǎng)實際工作水平和能力為核心，適時的調(diào)整《地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》的課程內(nèi)容設(shè)置十分必要，是以“教學(xué)”為主高校相關(guān)專業(yè)的重要工作內(nèi)容。
地下建筑結(jié)構(gòu)形式多樣，同時地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程地質(zhì)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、巖體力學(xué)、土力學(xué)、鋼筋混凝土學(xué)、現(xiàn)代土木工程數(shù)值模擬技術(shù)等專業(yè)課程密切相關(guān)，如何將其獨立同時又不割裂與其他課程間的密切關(guān)系是教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革中的難點。因此，考慮該課程與其他課程的關(guān)聯(lián)性和地下建筑形式的多樣性，可將內(nèi)容分為以下三部分。
（一）基本理論與基本概念
地下建筑結(jié)構(gòu)基本理論與基本概念的講授是培養(yǎng)工程師專業(yè)素養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要講授內(nèi)容應(yīng)包括：地下建筑結(jié)構(gòu)的基本概念、地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本方法、地下工程的圍巖分級方法以及地下工程與圍巖的相互關(guān)系、地下建筑結(jié)構(gòu)的荷載、地下建筑結(jié)構(gòu)的材料和地下建筑結(jié)構(gòu)的計算理論等內(nèi)容。這部分內(nèi)容充分考慮了該課程與其他課程的交叉融合，可讓學(xué)生清晰認(rèn)識到課程與其他課程的區(qū)別和聯(lián)系，同時在整體上把握復(fù)雜多樣的地下建筑結(jié)構(gòu)形式的共性以及結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心原則和思想，同時應(yīng)向?qū)W生介紹最新的地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計思維和技術(shù)。
隨著建筑材料學(xué)科的發(fā)展，地下建筑結(jié)構(gòu)支護(hù)所采用的新材料越來越多，因此認(rèn)識了解新材料的類型、應(yīng)用范圍和性能等是提高學(xué)生實踐水平的重要方面，因此地下建筑結(jié)構(gòu)基本理論與基本概念應(yīng)介紹常用和新型的建筑材料，如素噴混凝土、鋼纖維噴射混凝土、樹脂纖維噴射混凝土、鋼錨桿、樹脂錨桿、機(jī)械錨桿、超前管棚、超前小導(dǎo)管、預(yù)制混凝土管片、各類防水卷材、內(nèi)裝材料和注漿材料等。
由于地下結(jié)構(gòu)與地層關(guān)系密切，理解結(jié)構(gòu)與地層的相互作用是后續(xù)內(nèi)容的重要前提，因此，應(yīng)獨立重點闡述，這部分內(nèi)容也是與傳統(tǒng)教材差別較大的部分。同時，新的地下建筑設(shè)計理論更側(cè)重于“圍巖控制”，因此該核心原則和思想也是重點教授的內(nèi)容，因而教材內(nèi)容還應(yīng)涵蓋地下工程圍巖分級方法以及地下建筑工程地質(zhì)分析方法等方面的內(nèi)容。
（二）隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計
隧道是地下建筑結(jié)構(gòu)的最常見的形式，也是畢業(yè)生工作后主要的工作對象，因此這部分是課程的核心內(nèi)容。同時，隧道結(jié)構(gòu)形式多樣，其結(jié)構(gòu)形式差別較大，設(shè)計方法也有所不同，因此課程內(nèi)容設(shè)置應(yīng)以隧道結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行安排，該部分內(nèi)容應(yīng)包括：隧道工程的勘察、隧道結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計、洞門與明洞設(shè)計、新奧法隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、盾構(gòu)法/TBM法隧道管片式襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計、沉管法隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計和其他隧道結(jié)構(gòu)形式等內(nèi)容。在課程講授過程中，應(yīng)重點介紹結(jié)構(gòu)的特征、工作原理、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和設(shè)計計算方法，同時也應(yīng)介紹實踐中工程師常要面對的隧道設(shè)計的基礎(chǔ)工作。其中，在隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計計算方法內(nèi)容中，傳統(tǒng)教材中主要介紹的是結(jié)構(gòu)力學(xué)的計算方法，而在實際生產(chǎn)中用于彈性地基理論和有限元技術(shù)的發(fā)展目前基于“荷載―結(jié)構(gòu)”模式的有限元計算方法已成為主流的計算方法，因此在此內(nèi)容中應(yīng)介紹傳統(tǒng)的計算方法，并掌握新的計算理論。
（三）其他地下建筑結(jié)構(gòu)
除了隧道以外，還有多種地下建筑結(jié)構(gòu)形式，而隨著土木建筑專業(yè)各領(lǐng)域的交叉滲透，畢業(yè)生面向的工作對象往往不只局限于隧道結(jié)構(gòu)，因此學(xué)生掌握和了解其他地下建筑結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計也是十分必要的。該部分內(nèi)容包括：基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下商業(yè)街、停車場和附建式地下結(jié)構(gòu)、沉井和沉箱結(jié)構(gòu)、大型地下洞庫和其他地下建筑結(jié)構(gòu)形式。此類地下結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形式各異，主要應(yīng)以介紹結(jié)構(gòu)構(gòu)造為主。在計算理論方面，目前復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要以“荷載―結(jié)構(gòu)”計算模式的有限元計算方法為主，對于大型地下洞庫和地層條件復(fù)雜的地下結(jié)構(gòu)則應(yīng)介紹目前流行的“地層―結(jié)構(gòu)”計算模式的有限元計算方法。
四、結(jié)語
隨著地下工程行業(yè)的發(fā)展和人才水平需求的提高，《地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程內(nèi)容亟需根據(jù)專業(yè)和行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，同時隨著土木建筑專業(yè)各領(lǐng)域的交叉滲透，畢業(yè)生面向的工作對象多種多樣，因此讓學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心思維和最新的方法和技術(shù)，認(rèn)識和熟悉常見的地下建筑結(jié)構(gòu)形式，掌握其設(shè)計方法是十分重要的。以面向工程實踐需求和畢業(yè)生實踐能力提高為核心教學(xué)目標(biāo)，對《地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程內(nèi)容進(jìn)行了探討，構(gòu)建了面向工程實踐的新的地下建筑結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容體系，希望對地下建筑學(xué)科的發(fā)展具有積極的意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳建平，吳立，閆天俊，許文峰.地下建筑結(jié)構(gòu)[M].北京：人民交通出版社，2008.
[2]劉增容.地下建筑結(jié)構(gòu)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.
[3]朱合華，張子新，廖少明.地下建筑結(jié)構(gòu)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.
關(guān)鍵詞：可靠度地下結(jié)構(gòu)巖土參數(shù)概率特征
1.前言
地下結(jié)構(gòu)和其它巖土工程一樣，在整個設(shè)計過程中存在大量的不確定性。傳統(tǒng)方法設(shè)計時用一個籠統(tǒng)的安全系數(shù)來考慮眾多不確定性的影響。對各參數(shù)、變量都假定未定值。這就是常規(guī)的定值設(shè)計法。雖然以后對某些參數(shù)（如材料的強(qiáng)度）取值時也用數(shù)理統(tǒng)計方法找出其平均值或某個分位值，但未能考慮各參數(shù)的離散性對安全度的影響。所以安全系數(shù)法不能真正反映結(jié)構(gòu)的安全儲備。
60年代末期，數(shù)理統(tǒng)計和概率方法在結(jié)構(gòu)設(shè)計中成功應(yīng)用，鼓勵和啟發(fā)了隧道工作者尋求用概率方法研究地下工程中各種不確定性并估計他們的影響。進(jìn)入70年代，可靠度分析方法擴(kuò)大到更多的設(shè)計領(lǐng)域。但是，這種方法仍然受到一些巖土工作者的反對和質(zhì)疑。原因在于巖土工程本身的機(jī)理比較復(fù)雜，有些問題還沒有充分認(rèn)識；巖土工程概率方法還處在發(fā)展階段，不少概念還不很明確，計算方法也不夠簡便；一些人對概率論和方法不很熟悉。這些困難也促使一些巖土工作者潛心鉆研，他們吸收地面結(jié)構(gòu)概率分析成果，針對巖土和地下工程的特點開展專題攻關(guān)，雖未完全解決技術(shù)上的關(guān)鍵，也取得了可喜的成果。研究表明，概率和可靠度分析方法在不確定性越嚴(yán)重的問題中越能顯示出活力來。
1992年，國家技術(shù)監(jiān)督局《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，作為其它各類工程結(jié)構(gòu)設(shè)計共同遵循的準(zhǔn)則。鐵路、公路、水利、港口等行業(yè)先后開展結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。作為上述各類工程的重要組成部分的隧道及地下工程，采用概率極限狀態(tài)設(shè)計也提到日程上來。一些技術(shù)難題有待繼續(xù)攻克，實用化問題也要同時解決。目前，可靠度分析在地下工程中的應(yīng)用正在經(jīng)歷由粗糙到精細(xì)，由簡單到復(fù)雜再回到簡單并進(jìn)入實用這一過程。
2.巖土參數(shù)概率特征的研究
確定圍巖的物理力學(xué)參數(shù)和原始應(yīng)力狀態(tài)時分析地下結(jié)構(gòu)力學(xué)行為的先決條件。對于重要的大型結(jié)構(gòu)（如水電站地下廠房等）通常要在周圍地層鉆孔取樣并進(jìn)行一系列試驗以取得有關(guān)參數(shù)。交通用途隧道縱向長度比橫向長度大得多，經(jīng)過的圍巖也化，通常按各類圍巖的綜合力學(xué)參數(shù)進(jìn)行計算。引入可靠度后，必須考慮這些物性參數(shù)的概率特征。這方面的研究成果對地下結(jié)構(gòu)可靠度分析至關(guān)重要。
2.1圍巖分級判據(jù)的可靠性研究
一般隧道設(shè)計時都要現(xiàn)場確定該隧道所處的圍巖類別。各種圍巖分類法都有各自的一套標(biāo)準(zhǔn)。但由于標(biāo)準(zhǔn)本身常存在模糊性或不確定性，或者不同人對標(biāo)準(zhǔn)的理解和處理不盡相同，不同人對同一圍巖的評價結(jié)果總體會趨于一致，具體還不會完全同一。圍巖分類的隨機(jī)性值得我們進(jìn)一步研究。
我國在圍巖分類和分級方面已有不少成果，可惜各部門還不統(tǒng)一。東北大學(xué)林韻梅教授等提出圍巖穩(wěn)定性動態(tài)分級法，李強(qiáng)提出模糊聚類分析法。在動態(tài)分析法中對分級判據(jù)的分布進(jìn)行初步分析，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法對分級判據(jù)進(jìn)行研究。在定義分級判據(jù)可靠性的函數(shù)上，用柯爾莫洛夫法對其分布規(guī)律進(jìn)行檢驗。還提出了分級標(biāo)準(zhǔn)和分級方法的評價準(zhǔn)則。
2.2地質(zhì)資料的概率處理
對于大型地下工程和重點長大隧道都要進(jìn)行比較細(xì)致的地質(zhì)勘探。但要從有限的勘探資料中獲得隧道全長或大型地下工程周邊圍巖的地質(zhì)狀況和有關(guān)參數(shù)，必然存在不確定性和偶然性。用概率法可減少誤判的機(jī)率。例如長江科學(xué)院包承綱研究員等以概率方法處理水壩地基鉆孔之間的地層分界線，取得更為合理的結(jié)果。
地層中常有一些異常地質(zhì)點存在，如軟弱夾層、空洞等。他們對地下工程施工和運營有很大影響。為此，首先要弄清楚它們出現(xiàn)的可能性、大概的位置及其性質(zhì)，然后通過可靠度分析法去分析它們的影響。Bercher(1979)及Tang(1987)等都對某地區(qū)在給定鉆孔布置與地質(zhì)歷史推斷情況下，對異常地質(zhì)出現(xiàn)的概率和統(tǒng)計特征做過估計，先給予一個不出現(xiàn)異常的先驗概率，然后根據(jù)一系列鉆孔資料按Bayesion公式推得修正的不出現(xiàn)概率和聯(lián)合分布。
2.3土性參數(shù)的隨機(jī)場研究
據(jù)研究，土性參數(shù)變異系數(shù)可達(dá)0.29，比計算模型的不定性影響大得多。土性參數(shù)概率特征經(jīng)歷了兩個階段。早期研究建立在隨機(jī)變量基礎(chǔ)上。后期研究集中在隨機(jī)場理論的應(yīng)用上。
不難理解，巖土工程的性狀是由某一空間范圍內(nèi)巖土的平均特征所控制。根據(jù)一個個試樣求得的統(tǒng)計特征稱為點特征。點特征與空間特性之間由一定的關(guān)系。空間平均特征的方差應(yīng)小于點特征的方差。控制巖土工程可靠度的是土性參數(shù)的空間平均值方差而不是點方差。因此，土性參數(shù)的概率分析是一個隨機(jī)場問題。對于空間分布的地層，由于沉積和埋藏等條件的聯(lián)系，不同點之間雖有差別又有一定的相關(guān)性。這種相關(guān)性將隨二點距離的增大而減弱。相關(guān)距離是巖土可靠度隨機(jī)場研究中的一個重要參數(shù)。有關(guān)學(xué)者提出了相關(guān)距離的物理意義、集合意義及實際計算方法，提出了不同地層相關(guān)距離的年經(jīng)驗值。研究了不同統(tǒng)計方法的參數(shù)對可靠度分析的影響。
2.4巖體特性統(tǒng)計特征的研究有待加強(qiáng)
近幾年由于土坡穩(wěn)定、樁基承載力及地基承載力等方面可靠度分析實用化的需要，推動了土體概率特征的研究。而土性概率特征的研究成果又促進(jìn)了上述幾種典型工程實用可靠度分析。由于巖體的本構(gòu)關(guān)系更為復(fù)雜，節(jié)理、裂隙、層狀等對巖體特性影響更多，巖石地下工程計算模型不定性更為突出。對于眾多不定性相互作用的巖石工程，更需要可靠度分析。國內(nèi)勘察設(shè)計部門也積累過大量巖石資料，但用概率方法加以整理的參加橫過較少。日本在這方面做過的工作值得重視。他們對各類圍巖（如花崗巖、閃綠巖、礫巖、砂巖、泥巖等）的主要指標(biāo)（如單軸抗壓強(qiáng)度、壓縮變形系數(shù)、抗剪強(qiáng)度、干密度等）的分布特征，均值及變異性以及相互關(guān)系等都做過分析整理，這些資料可供參考。
3.作用效應(yīng)隨機(jī)分析方法的成果
作用效應(yīng)是可靠度分析中重要的綜合隨機(jī)變量，它占用很大的計算工作量。地下結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)的定值分析方法不論是“荷載—結(jié)構(gòu)”模式或“地層—結(jié)構(gòu)”模式，目前大多采用有限元分析，考慮空間作用時還用三維有限元。對裂縫、節(jié)理發(fā)育的巖石地層主要有兩種方法：
a.仍然利用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論，但要尋求反映不連續(xù)巖體特點的本構(gòu)關(guān)系或把節(jié)理裂隙的力學(xué)性質(zhì)作為附加條件加以考慮，然后求解；
b.應(yīng)用塊體理論，尋求關(guān)鍵塊。利用量測到的位移信息反求地層的力學(xué)指標(biāo)也是常用的方法。引入可靠度以后如何在上述各方法基礎(chǔ)上進(jìn)行隨機(jī)分析時必須解決的問題。
3.1隨機(jī)有限元的進(jìn)展
有限元法在隨機(jī)介質(zhì)中的應(yīng)用始于70年代初期。當(dāng)時主要用于巖土理論與應(yīng)力分析。其基本思路是采用蒙特卡洛模擬法。該法建立在大量確定性計算基礎(chǔ)之上，費用較為昂貴。結(jié)構(gòu)靜力計算的隨機(jī)有限元法70年代中期由瑞典的K.Handa首先提出，80年代末日本的Hisada和Nagagri等對隨機(jī)有限元作了較為系統(tǒng)的研究。至此以后隨機(jī)有限元理論朝著兩個方向發(fā)展，一是基于攝動展開的有限元統(tǒng)計分析；另一是隨機(jī)場的局部平均。具體的方法有：紐曼隨機(jī)有限元法；隨機(jī)有限元最大熵法；有限元一次二階矩法；隨機(jī)有限元響應(yīng)面法；攝動隨機(jī)有限元法等。上述各種方法各有其特點，有的理論上較為嚴(yán)密，但計算量大；有的較近似而計算簡便。響應(yīng)面法，攝動法及蒙特卡洛法在我國隧道可靠度分析中都已實際應(yīng)用。
作為隨機(jī)有限元的深入，有人還提出非線性隨機(jī)有限元，但該理論正處于嘗試中。采用目前流行的隨機(jī)有限元通常只能確定荷載效應(yīng)的某些數(shù)值特征，如均值、方差、相關(guān)矩等，難以確定荷載效應(yīng)的概率分布及高階矩，故還不能很好的滿足可靠度分析的要求。蒙特卡洛法可求出概率分布，但計算量較大。成都電子科技大學(xué)張新培教授提出了改進(jìn)的隨機(jī)有限元法。該法以有限元為基礎(chǔ)，利用荷載列陣與剛度矩陣各元素之間特征函數(shù)確定結(jié)構(gòu)各單元荷載效應(yīng)的特征函數(shù)，再根據(jù)特征函數(shù)與分布密度函數(shù)及數(shù)字特征的關(guān)系，求出荷載效應(yīng)分布密度函數(shù)積極數(shù)字特征。此法概念簡單，容易實行，較好地滿足可靠度分析的要求。
3.2隨機(jī)塊體理論的提出和應(yīng)用
塊體理論是我國學(xué)者石根華和美國學(xué)者R.Goodman首先提出的巖體工程分析方法，為巖體洞室和邊坡穩(wěn)定分析開辟了新的途徑，在國際上受到重視并得到日益廣泛的應(yīng)用。塊體理論中關(guān)于巖體被不連續(xù)的空間平面切割成分離塊體以及切割面上的力學(xué)參數(shù)c、Φ等都作為定值。由于實際巖體不連續(xù)面形成因素復(fù)雜，同一組不連續(xù)面的產(chǎn)狀在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，連續(xù)空間平面切割成的變形狀空間塊體具有隨機(jī)性。切割面力學(xué)參數(shù)也使隨機(jī)變量。因此更適合概率分布。河海大學(xué)王保田、吳世偉提出的隨機(jī)塊體理論，用隨機(jī)抽樣法尋找可動塊體的概率，并用一次二階矩法求關(guān)鍵塊的概率。二者結(jié)合可較好的解決已知結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀概型和力學(xué)性態(tài)是隨機(jī)值的問題。南京航空專科學(xué)校的張廣健等應(yīng)用隨機(jī)塊體理論編制出計算程序，用以對隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行可靠度分析，求得各類圍巖的塊體穩(wěn)定可靠指標(biāo)。所得結(jié)論與設(shè)計和施工經(jīng)驗基本一致。若能用現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，其結(jié)果將更能反映工程實際。
3.3三維隨機(jī)邊界元法的提出
地下結(jié)構(gòu)的有限元分析特別是三維分析需要劃分許多單元，計算機(jī)工作量和對計算機(jī)內(nèi)存的要求都很大。特別對無限區(qū)域的課題，在一定范圍內(nèi)離散將忽略外方廣大區(qū)域的影響而帶來誤差。因此人們的注意力又轉(zhuǎn)到一些邊界解法上，相應(yīng)的邊界單元法得到發(fā)展。隧道的邊界元分析有其明顯的優(yōu)點，日益受到國內(nèi)外重視。針對地下結(jié)構(gòu)分析中參數(shù)都具有明顯不確定性的特點，隨機(jī)邊界元法的研究和應(yīng)用將對隧道可靠度分析起到新的推進(jìn)作用。
武漢水利電力學(xué)院潘國寧等提出的三維隨機(jī)邊界法是將邊界元計算過程作為函數(shù)轉(zhuǎn)換過程，再參數(shù)取值時對函數(shù)過程做泰勒展開。通過邊界計算得到應(yīng)力和位移的均值；然后計算有關(guān)變量對參數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)在取均值時的值。最后考慮參數(shù)的變異性來分析計算結(jié)果的變異性。此法公式簡潔，計算工作量小，對隧道分析有重要參考價值。
3.4圍巖參數(shù)的隨機(jī)反分析
由于圍巖的物理力學(xué)指標(biāo)不容易確定，現(xiàn)場取樣試驗或直接測試資料也只是得到點特性而不是我們所要求的圍巖空間平均特性。因此，利用施工監(jiān)測得到的位移信息反演求出圍巖參數(shù)的方法在一定條件下能滿足地下結(jié)構(gòu)分析的要求。目前定值的反演分析比較成熟，已開發(fā)出很多程序可供應(yīng)用。但是反演分析所依據(jù)的信息實際是帶有一定離散性的隨機(jī)變量，可靠度分析也要求反分析的結(jié)果能表示出概率特征。因此，隨機(jī)反分析也逐漸受到重視。專門著作《反演理論》對反分析概率化有重要論述。同濟(jì)、北方交大、西南交大巖土和地下工程專業(yè)的博士研究生的論文都曾涉及隧道隨機(jī)反分析問題。目前采用的方法有傳統(tǒng)的蒙特卡洛法、隨機(jī)攝動法。
4.針對巖土工程特點的可靠度分析方法的新發(fā)展
《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》在附錄一中推薦用一次二階矩法計算結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)。同時指出對于變異系數(shù)很大、極限狀態(tài)方程非線性程度很高等情況，宜用更精確的方法計算。巖土物性變異性比較大，常呈現(xiàn)一定的相關(guān)性，如內(nèi)摩擦角與內(nèi)聚力之間負(fù)相關(guān)，容重與壓縮模量、內(nèi)聚力等正相關(guān)。忽視這些相關(guān)性，會使計算結(jié)果出現(xiàn)誤差。而一次二階矩法是假定基本變量間是相互獨立的。
目前針對相關(guān)性提出兩種一次二階矩的改進(jìn)方法。一是將相關(guān)變量變?yōu)榛ゲ幌嚓P(guān)的變量，新變量的方差矩陣是由原變量標(biāo)準(zhǔn)化后的方差矩陣構(gòu)成。另一方法是將極限狀態(tài)方程的標(biāo)準(zhǔn)差展開后求得分離變量作為新變量的靈敏系數(shù)，在新的靈敏系數(shù)重反映與之相關(guān)的另一變量的影響。前法適用于多個相關(guān)的基本變量，后法只適用于兩個相關(guān)變量。
對于非線性極限狀態(tài)方程，用當(dāng)量正態(tài)法有時計算誤差過大，有時不易收斂。此時將蒙特卡洛模擬引入可靠度分析中，只要模型次數(shù)多就能得到精確的失效概率值。對于很小的失效概率需要很大的模擬次數(shù)。為節(jié)省機(jī)時，可從計算方法上改進(jìn)。為避免概型擬和引入的誤差，采用高階矩發(fā)值得進(jìn)一步探索。
對于一些判別準(zhǔn)則易受人為因素影響的問題，也可將模糊數(shù)學(xué)方法引入可靠度分析中，發(fā)展成為模糊可靠度分析法。坑道穩(wěn)定性位移判別的方法和準(zhǔn)則就有很多主觀和客觀不確定性因素，坑道穩(wěn)定性模糊概率分析法，把“坑道穩(wěn)定性”作為一模糊隨機(jī)事件，求其模糊概率，用模糊統(tǒng)計分析試驗法結(jié)合專家綜合評判來確定地下坑道周邊位移與坑道穩(wěn)定性的隸屬函數(shù)，推導(dǎo)出坑道穩(wěn)定性可靠度計算的一般表達(dá)式。
5.圍繞《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》的修訂，隧道可靠性
鐵路隧道在我國地下工程中占很大比例，第二層次的《鐵路工程可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》也已。第三層次的鐵路各專業(yè)設(shè)計規(guī)范可靠度設(shè)計修訂工作已提上日程。針對人們對可靠度理論在隧道中的應(yīng)用有懷疑態(tài)度甚至否定這一情況，鐵道部先組織幾批專家進(jìn)行“以可靠性理論為基礎(chǔ)修訂鐵路隧道設(shè)計規(guī)范的可行性研究”，得出可行的結(jié)論，并分別從“荷載—結(jié)構(gòu)”模式、“地層—結(jié)構(gòu)”模式和以工程類比為基礎(chǔ)的經(jīng)驗設(shè)計模式等幾個方面提出實現(xiàn)可靠度設(shè)計的途徑和需要攻關(guān)研究的課題。該項研究經(jīng)鐵道部組織專家評審驗收，人為結(jié)論正確，所建議的隧規(guī)改革目標(biāo)明確，路徑可行，可作為今后隧規(guī)改革的指導(dǎo)性文件。
為了使鐵路隧道設(shè)計規(guī)范按可靠度設(shè)計加以修訂這一難度較大的工作能逐步深入開展，鐵道部主管部門已立項開展《按可靠度理論修改隧規(guī)的基礎(chǔ)性研究》。研究內(nèi)容包括圍巖物性指標(biāo)及深埋隧道圍巖松動壓力統(tǒng)計特征研究；淺埋隧道覆土荷載統(tǒng)計特征研究；明洞、棚洞填土荷載統(tǒng)計特征試驗研究；襯砌混凝土偏壓構(gòu)件抗力計算方法及偏壓強(qiáng)度統(tǒng)計特征研究；隧道襯砌幾何特征研究等。由鐵路各高校分別承擔(dān)。鐵路高校研究生論文選題也開始轉(zhuǎn)向隧道可靠度設(shè)計這一領(lǐng)域。
與此同時，有關(guān)院校對人防工程按可靠度設(shè)計也提出過方法及若干建議。水電部門針對工程特點正對隧道工程的作用及作用效應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計參數(shù)整理。
關(guān)鍵字 隧道防排水 多道設(shè)防
一．前言
我國是一個多山的國家，75%左右的國土是山地或重丘，在公路建設(shè)中過去的普遍做法是盤山繞行或切坡深挖。據(jù)統(tǒng)計資料[1, 2]，汽車翻越山嶺平均時速不足30 km，不到經(jīng)濟(jì)時速的一半，汽車的機(jī)械損壞和輪胎磨損極為嚴(yán)重，低等級道路的汽油耗量比高等級公路多20% ~ 50%；而且劈山筑路會造成許多高邊坡，在南方雨量充沛地區(qū)，它嚴(yán)重破壞自然景觀，并造成塌方滑坡和水土流失，所以在山嶺重丘地區(qū)修建高等級公路時，為縮短公路里程，改善線形及保護(hù)環(huán)境，昔日那種“逢山盡量繞著走”做法，將被開鑿公路隧道所代替。隧道作為道路結(jié)構(gòu)的組成部分，既能保證最佳道路線形，便利行車，又可有效防止山地陡坡的滾石、泥石流等自然災(zāi)害，提高行車的安全性和可靠性，同時又能和當(dāng)?shù)丨h(huán)境相協(xié)調(diào)，保全自然景觀。
但是據(jù)統(tǒng)計，在我國既有隧道中，大多隧道都存在不同程度的病害。隧道病害的類型主要有水害、凍害、襯砌裂損和襯砌侵蝕，其中最常見的病害形式是隧道滲漏水。現(xiàn)有資料表明，國內(nèi)有近1/3的隧道存在著襯砌結(jié)構(gòu)的滲漏水問題。滲漏水病害的表現(xiàn)形式主要有拱頂滲水、滴水，拱腳處滲水、淌水，施工縫部位滲水、淌水、局部涌水、涌泥等（如圖1-2所示，），在冬天則表現(xiàn)為頂部形成冰掛，側(cè)墻形成冰柱，在道路路面形成冰堆、冰坡等。
1 拱頂?shù)嗡?2 拱頂滲水
隧道滲漏水與其他病害是密切相關(guān)的。由于水的可流動性和水壓的傳遞性，隧道襯砌結(jié)構(gòu)往往都是承受較高的水頭壓力，在這樣的條件下，襯砌中的任何缺陷和病害都可能成為滲漏水的通道。反之，滲漏水又加速各種病害的發(fā)生和發(fā)展，影響隧道的使用性能和使用壽命。因此，隧道滲漏水實際上是隧道各種病害的綜合反映[1, 3]。
隧道滲漏水危害極大，主要危害表現(xiàn)在以下幾點：
（1）由于襯砌滲漏水，造成隧道侵蝕破壞，特別是在滲漏水具有侵蝕性的情況下，對襯砌和隧道設(shè)備的腐蝕性更嚴(yán)重，影響隧道結(jié)構(gòu)的耐久性。
（2）路面積水，環(huán)境惡化，降低了路面與輪胎的摩擦力，威脅行車安全。
（3）寒冷地區(qū)反復(fù)的凍融循環(huán)，造成襯砌混凝土凍脹開裂破壞；在襯砌與圍巖之間，由于凍脹引起拱圈變形破壞。
（4）滲漏水增加洞內(nèi)濕度，降低隧道各種附屬結(jié)構(gòu)及設(shè)備（如風(fēng)機(jī)和燈具等）的工作效率和使用壽命。
（5）隧道滲漏造成地表水和含水層水大量流失，破壞周圍水環(huán)境，造成環(huán)境災(zāi)害。
鑒于以上滲漏水對隧道運營所產(chǎn)生的種種嚴(yán)重后果，因此對隧道防排水結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的研究，采取一些合理有效的防治措施，以確保隧道的防排水結(jié)構(gòu)的耐久性，進(jìn)而保障隧道的長期、安全、穩(wěn)定運營。
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
公路隧道作為一類地下建筑，它的防水技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已有了許多成功的經(jīng)驗。目前國內(nèi)外關(guān)于隧道的施工方法有：礦山法、盾構(gòu)法（TAM）和沉管法三種。國內(nèi)山嶺公路隧道，主要采用礦山法中的新奧法進(jìn)行設(shè)計和施工；盾構(gòu)法常用于城市地下工程；沉管法主要應(yīng)用于海底隧道、過江隧道的施工。隧道防水技術(shù)主要有三種類型[1 ,4, 5]：一是從圍巖、結(jié)構(gòu)和附加防水層入手以防為主的水密型防水；二是從疏水、泄水入手以排為主的泄水型或引流自排型防水；三是防排結(jié)合的混合型防水。國內(nèi)外隧道基本上本著“多道設(shè)防”的原則，它的防排水技術(shù)主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1、復(fù)合襯砌由一次支護(hù)、二次模注混凝土以及防水層組成，防水層常采用PVC、ECB（乙烯―醋酸乙烯與瀝青共聚物）、EVA（乙烯―醋酸乙烯共聚物）、LDPE（低密度聚乙烯膜）及HDPE等材料。復(fù)合襯砌防水是隧道新奧法施工的基本形式，被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外大量隧道工程中。如日本的北陸新干線―間瀨隧道、東京灣渡海公路海底隧道，北京西單折返線地鐵以及京九鐵路五指山隧道等，均采取了復(fù)合襯砌防水。復(fù)合襯砌的防水層設(shè)于一次支護(hù)與二次模注之間，表面光滑，除了防水，它還能減少噴射混凝土與二次襯砌模注混凝土之間約束應(yīng)力，防止二次模注混凝土產(chǎn)生裂縫。
2、二次襯砌防水。二次襯砌防水是盾構(gòu)隧道的一種防水技術(shù)，在盾構(gòu)隧道內(nèi)側(cè)，增加二次襯砌，使隧道內(nèi)的水分和氧氣與一次襯砌隔絕，這樣不但可以防水，而且可以對一次襯砌接頭的金屬構(gòu)件和螺栓起防腐作用。
3、單一襯砌防水。單一襯砌防水可認(rèn)為是新奧法的一種延伸，分內(nèi)防水和外防水兩種。
4、排水法防水。這種方法通常與其它防水方法結(jié)合使用，很少單獨使用。
5、注漿防水。注漿能起到提高隧道圍巖整體性、有利于改善襯砌所受壓力，它屬于隧道介質(zhì)防水，其有效性可以通過注漿后達(dá)到的滲透性來評價。
目前，國內(nèi)外對隧道防排水處理主要注重事先防御，集中在隧道防排水設(shè)計上，公路隧道防排水形式設(shè)計基本采用全封閉型，即從圍巖、結(jié)構(gòu)或附加層著手，拒水于工程結(jié)構(gòu)之外，采取多種措施，千方百計不讓地下水進(jìn)入工程內(nèi)部。我國《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GBJ 108―87）對地下工程的防水提出了總的治理原則，即“防、排、截、堵相結(jié)合，因地制宜、綜合治理”。
五、隧道防排水工程實例
貴陽市貴金線黔靈山隧道左線全長1578 m，右線全長1600 m，屬于長隧道，結(jié)構(gòu)形式為單洞三車道小間距隧道。本隧道防排水方案采用了“多道設(shè)防”。除了隧道自身完善的排水系統(tǒng)外，還綜合采用了小導(dǎo)管注漿堵水、隧道二襯自防水、洞口及地表截水溝截水、隧道出口路面設(shè)置攔水溝截水等多道防排水措施。隧道防排水遵循“防、排、截、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，保證隧道結(jié)構(gòu)物和運營設(shè)備的正常使用和行車安全。
隧道明洞段采用雙層土工布夾防水板及粘土隔水層防水，采用碎石盲溝及φ110PE排水管排水；洞內(nèi)復(fù)合式襯砌采用土工布加防水板防水，環(huán)向采用Ω彈簧排水管，墻腳縱向排水管采用φ110雙壁打孔PE管，橫向采用φ100mm PE排水管等排水。沉降縫、變形縫處均設(shè)10mm(厚) ×300mm（寬）橡膠止水帶和10mm(厚) ×300mm（寬）背貼式止水帶，施工縫處設(shè)帶注漿管的橡膠止水條和10mm(厚) ×300mm（寬）背貼式止水帶止水。為了使隧道內(nèi)沖洗水和圍巖滲水分開排放，隧道洞內(nèi)全長設(shè)中心排水溝，以橫向PE排水管連通縱向雙壁打孔PE管和中央排水溝，引水至洞外，中心溝以及邊溝在洞外均引入路線排雨水管溝；此外，中心排水溝每100m設(shè)沉沙井和檢修井，為了保證行車安全，檢修井井蓋采用采用和路面同級混凝土滿澆，澆注時用4mm木條和路面板隔開，檢修時鑿開混凝土蓋板，檢修完后再用混凝土將井口封嚴(yán)。縱向排水管每50m設(shè)檢查井，使洞內(nèi)形成便于檢修的防排水體系。隧道洞門上方仰坡坡頂5m以外設(shè)置洞頂截水溝，引地表水至路基邊溝或洞門外側(cè)自然溝谷，隧道沖洗水通過道路兩側(cè)設(shè)置的排水邊溝排出隧道，隧道二襯采用防水混凝土，抗?jié)B等級為S8。
目前黔靈山隧道已經(jīng)通車運營兩年，隧道防排水效果良好。
六、結(jié)語
目前對隧道的防排水及滲漏水的防治的研究和工程實踐己取得了豐碩的成果和經(jīng)驗，依據(jù)“多道設(shè)防”，遵循“防、排、截、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，能有效的解決隧道的防排水問題，但是在隧道襯砌防排水結(jié)構(gòu)耐久性、防排水材料耐久性對隧道防排水效果影響方面的研究較少。而大量的耐久性研究集中在對房屋建筑結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性研究方面，這些研究為隧道襯砌防排水結(jié)構(gòu)耐久性研究奠定了一定的基礎(chǔ)，值得借鑒。
參考文獻(xiàn)：
［1］ 李亮輝. 裂隙巖體隧道滲流場分析與防排水技術(shù)研究[D]. 長沙理工大學(xué)碩士學(xué)位論文
［2］ 蔣樹屏. 我國公路隧道建設(shè)技術(shù)的現(xiàn)狀及展望[J]. 交通世界, 2003, 3: 22-27.
［3］ 王家好. 公路建設(shè)對環(huán)境的影響與防護(hù)對策[J]. 交通科技與經(jīng)濟(jì), 2003, 3: 33-35.
［4］ 陳吉森. 連拱隧道地下水滲流場及防排水技術(shù)研究[D]. 河海大學(xué)碩士學(xué)位論文, 2006.
［5］ 張光斗, 王光倫. 水工建筑物[M]. 北京: 水利電力出版社, 1994.
［6］ 公路隧道設(shè)計規(guī)范(JTG D70 - 2004). 北京: 人民交通出版社, 2004.
［7］ 公路隧道施工技術(shù)規(guī)范 (JTG F60-2009) . 北京: 人民交通出版社, 2009.
［8］ 公路隧道設(shè)計細(xì)則（JTG/T D70―2010）. 北京: 人民交通出版社, 2010.
［9］ 公路隧道施工技術(shù)細(xì)則（JTG/T F60―2009）北京: 人民交通出版社, 2009.
關(guān)鍵詞：下穿施工；既有隧道
中圖分類號：U455文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
ABSTRACT：With the large-scale construction of city track traffic, the engineering cases that subway tunnel under construction by the new subway lines or similar underground structure are growing with each passing day, how to effectively analyse the influence degree of under construction to metro tunnel, to take targeted measures to control the influence of under construction in a safe range, is the main technical bottleneck of the current undercrossing existing subway tunnel engineering. This artcle analysises the influence of the buried depth of tunnel, crossing under the influence scope and the reduction degree of influence factors to shield tunnel, composite supporting tunnel and the excavation and cast-in-place box type structure.
Keywords：subway protection；the existing subway tunnel
前言
如果說二十世紀(jì)是地上工程蓬勃發(fā)展的世紀(jì)，那么二十一世紀(jì)必將是地下工程的世紀(jì)。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市的發(fā)展導(dǎo)致了城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市化進(jìn)程逐步加快，城市人口急劇增加，對城市交通運輸?shù)膲毫υ絹碓酱蟆５罔F已經(jīng)成為人們出行的一種主要交通方式，對城市的交通疏導(dǎo)發(fā)揮著無法取代的作用。
地鐵施工除了考慮自身因素外，還需要考慮與既有線路的關(guān)系，包括下穿既有線路、上穿既有線路和平行既有線路等。在三種關(guān)系中，下穿既有線路無疑是影響最大的一類，一旦發(fā)生問題將會影響既有線路的運營通車，導(dǎo)致破壞性的后果。地鐵自身極大的運輸能力對于緩解城市交通壓力起到了很關(guān)鍵的作用，一旦地鐵發(fā)生情況并且影響了運營的要求，地鐵的停運將會對其社會效益和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生極大的危害，因此就需要對下穿施工對既有線路的影響進(jìn)行研究分析，為以后的鐵設(shè)計和施工提供一定的借鑒意義。
地鐵隧道常見的結(jié)構(gòu)型式主要有盾構(gòu)隧道、礦山法隧道和明挖法隧道三種，本文中通過建立力學(xué)計算模型，從既有隧道結(jié)構(gòu)埋深的大小、下穿施工的影響范圍和下穿施工的影響程度三個方面探討了下穿施工過程中三種隧道的沉降變形情況。
1. 力學(xué)計算模型建立思路
為了能夠比較真實全面地反映下穿施工對既有隧道結(jié)構(gòu)的影響，并充分考慮到地鐵隧道結(jié)構(gòu)自身的特點，本文采用了荷載-結(jié)構(gòu)法的基本思想，將地鐵隧道結(jié)構(gòu)下部土體簡化為地基彈簧，上部及兩側(cè)的土體簡化為壓力荷載，建立了荷載-結(jié)構(gòu)-基床系數(shù)折減法力學(xué)模型，通過對隧道結(jié)構(gòu)下部土體基床系數(shù)的折減來模擬下穿施工對其影響的大小，具體主要分為兩個方面的折減：
（1）下穿工程多種多樣，模型中通過變換既有隧道下部土體基床系數(shù)的折減系數(shù)來實現(xiàn)各種工況；
（2）下穿工程的施工方法、下穿凈距以及地層條件也各不相同，模型中采用在影響范圍內(nèi)對基床系數(shù)的大小進(jìn)行折減來體現(xiàn)其影響程度。
2. 不同因素下下穿施工的影響
2.1 既有隧道埋深的大小
力學(xué)計算模型中分別取既有隧道埋深為4m、8m、12m，下穿影響基床系數(shù)的折減范圍取為9m，基床系數(shù)折減為20MPa/m，三種隧道結(jié)構(gòu)斷面的沉降變化曲線見圖2-1～2-3。
圖2-1下穿過程盾構(gòu)隧道隨埋深變化的沉降曲線
圖2-2下穿過程礦山法隧道隨埋深變化的沉降曲線
圖2-3下穿過程明挖法隧道隨埋深變化的沉降曲線
從圖中可以看出，既有隧道在下穿過程中形成了以下穿中心為軸線的沉降槽，并在軸線位置處達(dá)到最大沉降值；隨著既有隧道埋深的不斷增加，沉降量不斷增加。
同時可以看到，明挖法隧道的最大沉降量要明顯小于盾構(gòu)隧道和復(fù)合式支護(hù)隧道，主要體現(xiàn)在隧道的兩端有了較小的隆起，主要是因為明挖隧道結(jié)構(gòu)自身剛度大，整體性好，對于下穿施工的敏感程度相對較低。
2.2 下穿施工的影響范圍
力學(xué)計算模型中分別取下穿施工的影響范圍（基床系數(shù)折減的范圍）為1.5m、3.0m、6.0m、9.0m和12.0m，并假定既有隧道埋深為8.0m，折減后的基床系數(shù)取值為20 MPa/m，三種隧道結(jié)構(gòu)斷面的沉降變化曲線見圖2-4～2-6。
圖2-4下穿過程盾構(gòu)隧道隨折減范圍大小的沉降變化曲線
圖2-5下穿過程礦山法隧道隨折減范圍大小的沉降變化曲線
圖2-6下穿過程明挖法隧道隨折減范圍大小的沉降變化曲線
從圖中可以看出，既有隧道在下穿過程中仍然形成了以下穿中心為軸線的沉降槽，并在軸線位置達(dá)到最大沉降值；隨著既有盾構(gòu)隧道下部基床系數(shù)折減范圍的不斷增加，沉降量不斷增大。
明挖法隧道結(jié)構(gòu)與盾構(gòu)隧道、復(fù)合式支護(hù)隧道結(jié)構(gòu)一個比較明顯的區(qū)別，隨著折減范圍的不斷增加，隧道沉降等幅度的增大，沒有較大幅度增大，而且最大沉降量都明顯小于其他兩種隧道。
2.3 下穿施工的影響程度
力學(xué)計算模型中分別取地基土基床系數(shù)折減為0MPa/m、20MPa/m、40MPa/m、60 MPa/m（其中0MPa/m表示下穿過程對既有隧道下部土體的擾動最大，地基土與隧道結(jié)構(gòu)完全脫開，而60MPa/m表示下穿施工對既有隧道下部土體完全沒有任何影響，為極端的情況），并取隧道的埋深為8m以及下穿的土體基床系數(shù)折減范圍為12m，三種隧道結(jié)構(gòu)斷面的沉降變化曲線見圖2-7～2-9。
圖2-7下穿過程盾構(gòu)隧道隨基床系數(shù)變化的沉降曲線
圖2-8下穿過程礦山法隧道隨基床系數(shù)變化的沉降曲線
圖2-9下穿過程明挖法隧道隨基床系數(shù)變化的沉降曲線
從圖中可以看出，隧道同樣在下穿過程形成了以下穿中心為軸線的沉降槽，并在軸線位置達(dá)到最大沉降值；隨著既有盾構(gòu)隧道下部基床系數(shù)折減值的減小而沉降量不斷增大；當(dāng)下部土體的基床系數(shù)從20MPa/m減小至0時，隧道結(jié)構(gòu)的沉降量增加較快，出現(xiàn)了“跳躍”現(xiàn)象，其中以礦山法隧道最為劇烈。
由計算結(jié)果可知，地下結(jié)構(gòu)的周邊土層對于控制結(jié)構(gòu)的變形起著至關(guān)重要的作用，周邊土層的好壞或存在與否對于結(jié)構(gòu)本身的影響是不可忽視的。
結(jié)論
（1）三種常見的隧道結(jié)構(gòu)在下穿過程都形成了以下穿中心為軸線的沉降槽，并在軸線位置達(dá)到最大沉降值，在同等條件下盾構(gòu)隧道均為三種型式最大者，復(fù)合式支護(hù)隧道次之，明挖隧道最小，這與結(jié)構(gòu)自身的剛度大小有著明顯的關(guān)系；
（2）當(dāng)下部土體的基床系數(shù)從20MPa/m減小至0時，礦山法隧道的沉降變形出現(xiàn)了異于其他兩種因素影響下的變化情況，可知周邊的土體對于控制礦山法隧道的變形起著至關(guān)重要的作用；
（3）通過對三種影響因素的分析，了解了不同隧道結(jié)構(gòu)的變化特點及規(guī)律，能夠為今后的下穿工程提供一定的參考依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 白海衛(wèi). 新建隧道下穿施工對既有隧道縱向變形的影響和工程措施研究[D]. 北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007
[2] 郭強(qiáng). 某電力盾構(gòu)隧道下穿地鐵區(qū)間施工引起的軌道結(jié)構(gòu)變形及動力特性研究[D].北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010
論文關(guān)鍵詞 停車位 開發(fā)商 歸屬
一、小區(qū)停車位的分類
關(guān)于小區(qū)停車位的分類眾說紛紜，商品房住宅小區(qū)的停車位大致可以分為如下四種情況：住宅小區(qū)地面停車位、住宅小區(qū)地下停車位、樓房首層架空停車位和樓房屋頂平臺停車位。這是實踐中比較主流的分法，我們說從學(xué)術(shù)研究的角度，這種分類太過簡單和粗糙，如住宅小區(qū)停車位也有建筑區(qū)劃內(nèi)的和不在建筑區(qū)劃內(nèi)之分，這樣不利于研究具體問題和解決實際問題。
有的學(xué)者把住宅小區(qū)停車位分為兩類，一類是地上停車位，另一類是地下停車位。其中地上停車位又分為兩種類型，一種是地面露天停車位，另一種是建筑物的首層架空層。小區(qū)地下車位也分兩種：一種是專門規(guī)劃用于停車的地下車位；一種是對地下人防工程的開發(fā)利用而建成的車位。再有就是獨立車庫，獨立車庫又分為地面獨立車庫和地下獨立車庫。這種分類是比較科學(xué)和完善的，把各種情況都囊括進(jìn)來，從這種分類出發(fā)研究停車位的歸屬是比較完善和全面的。
還有的學(xué)者把停車位分為具有獨立產(chǎn)權(quán)的停車位；無獨立產(chǎn)權(quán)的停車位和改變原有法定用途的停車位。這種分類大體上是合理的，但細(xì)細(xì)研究其內(nèi)容，其中的問題太過龐雜和混亂，不是單純的三個分類就可以解決問題的。現(xiàn)實生活中如何確定什么是有獨立產(chǎn)權(quán)的停車位各個地方的做法不一，各個學(xué)者觀點不同，我們要考慮的內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)比其要復(fù)雜，而且這種分類也沒有把獨立車庫概括近來，是一個疏忽。
筆者把各個學(xué)者的觀點整合然后進(jìn)行比較，提出自己的分類。第一類是地面的露天停車位，其包括在建筑區(qū)劃內(nèi)的停車位和占用業(yè)主公共道路或其他場地的停車位。第二類是地下停車位，其包括專門規(guī)劃用來停車的停車位和對地下人防工程的開發(fā)利用而建成的車位。第三類是首層架空的停車位。第四類是獨立的車庫，包括地面的獨立車庫和地下的獨立車庫。
二、停車位的權(quán)屬分析
（一）地面露天停車位的權(quán)屬
地面露天停車位包含兩種停車位，2007年生效的《物權(quán)法》）第74條規(guī)定：“建筑區(qū)劃內(nèi)，規(guī)劃用于停放汽車的車位、車庫應(yīng)當(dāng)首先滿足業(yè)主的需要。建筑區(qū)劃內(nèi)，規(guī)劃用于停放汽車的車位、車庫的歸屬，由當(dāng)事人通過出售、附贈或者出租等方式約定。占用業(yè)主共有的道路或者其他場地用于停放汽車的車位，屬于業(yè)主共有。”法條已經(jīng)明確了兩種停車位的歸屬。根據(jù)民法理論，建筑區(qū)劃內(nèi)規(guī)劃用于停車的車位屬于專有權(quán)的客體，《最高人民法院關(guān)于審理建筑物區(qū)分所有權(quán)糾紛案件具體應(yīng)用法律若干問題的解釋》第二條規(guī)定，車位、攤位等特定空間應(yīng)當(dāng)認(rèn)定為專有部分。所以它的權(quán)利歸屬于開發(fā)商，《物權(quán)法》第74條規(guī)定，當(dāng)事人可以約定其歸屬，筆者理解為開發(fā)商可以通過約定的方式把車位有償或無償交付業(yè)主使用。
對于占用業(yè)主共有的道路或者其他場地用于停放汽車的車位屬于業(yè)主共有，也就是說，業(yè)主可以在管理規(guī)約中約定使用公共車位是否需要支付一定的費用，可以無償使用，也可以有償，業(yè)主可以約定是自行收取費用或者委托物業(yè)進(jìn)行收費。但在74條中關(guān)于其他場地界定不明確。因此我們先研究為什么占用公共道路的停車位是業(yè)主共有，公共道路是小區(qū)的公共部分，是共有權(quán)的客體也是小區(qū)的附屬設(shè)施，所以是業(yè)主共有的。就是看停車位占用的土地的屬性來判斷其歸屬，筆者認(rèn)為只有業(yè)主共有的土地上的停車位是業(yè)主共有的。例如在樓層的首層通過墻或柱架空形成的車位，是建筑在業(yè)主公共的土地上的，并且它是依附于樓房而存在的，不能單獨存在。
（二）地下停車位的歸屬
1.規(guī)劃停車的地下停車位歸屬分析
筆者認(rèn)為專門規(guī)劃用來停車的停車位歸屬于開發(fā)商，主要有以下幾點理由：
首先，《最高人民法院關(guān)于審理建筑物區(qū)分所有權(quán)糾紛案件具體應(yīng)用法律若干問題的解釋》中，已經(jīng)把車位定性為專有權(quán)的客體，這就說明它是可以取得產(chǎn)權(quán)的，所以它的原始所有人是開發(fā)商，但同樣當(dāng)事人可以通過約定的方式確定其最后歸屬。
其次，1995年9月8日建設(shè)部關(guān)于印發(fā)《商品房銷售面積計算及公式建筑面積分?jǐn)傄?guī)則》（試行）的通知的第9條規(guī)定：“凡已作為獨立使用空間銷售或出租的地下室、車棚等，不應(yīng)計入公共建筑面積，作為人防工程的地下室也不計入公共建筑面積。”既然不計入公共建筑面積，也就是說它并不屬于公共用地，是獨立于地面的建筑用地使用權(quán)存在的單獨的建設(shè)用地使用權(quán)。
再次，1997年12月1日起實施的建設(shè)部《城市地下空間開發(fā)利用管理的規(guī)定》第25條條規(guī)定：“地下工程應(yīng)本著‘誰投資、誰所有、誰受益、誰維護(hù)’的原則，允許建設(shè)單位對其投資開發(fā)建設(shè)的地下工程自營或依法進(jìn)行轉(zhuǎn)讓、租賃。”也就是說地下的停車位是開發(fā)商投資并且擁有所有權(quán)的。
最后，《物權(quán)法》第136條規(guī)定：“建設(shè)用地使用權(quán)可以在土地的地表、地上或者地下分別設(shè)立。”由此一條我們可以看出，地下車位不適用房屋和建設(shè)用地使用權(quán)不能分離的原則，在這里，它可以設(shè)立單獨的建設(shè)用地使用權(quán)，所以它是歸屬于開發(fā)商所有的。
另外的觀點認(rèn)為地下車位的建造成本已經(jīng)分?jǐn)偨o業(yè)主，成為房價的一部分，但筆者認(rèn)為影響房價的因素還有許多且不好考量的，不能因為它影響了房價就要剝奪所有權(quán)。再者說規(guī)劃用來停車的地下停車位的修建首先應(yīng)滿足業(yè)主的需要，實踐中開發(fā)商修建地下停車位的積極性不高，小區(qū)內(nèi)業(yè)主的車輛停放是很大的問題，我們應(yīng)本著服務(wù)業(yè)主的原則，提高開發(fā)商修建地下停車位的積極性，要賦予他們所有權(quán)，這樣才有利于緩和業(yè)主和開發(fā)商之間的矛盾。
2.對地下人防工程開發(fā)利用的停車位歸屬分析
還有另外一種就是對地下人防工程的開發(fā)利用而建成的車位，對于這種車位，從立法來看，它是歸屬于開發(fā)商的。建設(shè)部《城市地下空間開發(fā)利用管理的規(guī)定》第29條規(guī)定：“平戰(zhàn)結(jié)合的地下工程，平時由建設(shè)或使用單位進(jìn)行管理，并應(yīng)保證戰(zhàn)時能迅速提供有關(guān)部門和單位使用。”以及第25條規(guī)定的“地下工程應(yīng)本著‘誰投資、誰所有、誰受益、誰維護(hù)’的原則。”1997年1月1日起實施的《中華人民共和國人民防空法》第5條規(guī)定：國家對人民防空設(shè)施建設(shè)按照有關(guān)規(guī)定給予優(yōu)惠。（第1款）國家鼓勵、支持企業(yè)事業(yè)組織、社會團(tuán)體和個人，通過多種途徑，投資進(jìn)行人民防空工程建設(shè)；人民防空工程平時由投資者使用管理，收益歸投資者所有。第26條規(guī)定：“國家鼓勵平時利用人民防空工程為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活服務(wù)。平時利用人民防空工程，不得影響其防空效能。”
對于這種平時用于停車的地下人防工程車位，它也是不計入公用建筑面積的，因此不是共有部分，以上都說明其原始的所有者是歸開發(fā)商，大事可以和業(yè)主約定其歸屬。但是它的使用是受到限制的，它的修建是采用許可的方式，而且《人民防空法》規(guī)定，在戰(zhàn)時，這些都要歸人民防空指揮機(jī)構(gòu)統(tǒng)一調(diào)度，無償使用，任何單位和個人必須無條件的服從，不得阻礙和干涉。
（三）首層架空的停車位
首層架空的停車位是指將建筑物地面上的第一層以墻、柱等架空依附于樓房而形成的停車位。樓房架空層停車位的建筑面積是不計算容積率的，因此，樓房架空層停車位的建筑面積不能獲得相應(yīng)的土地使用權(quán)面積份額，其房地產(chǎn)權(quán)依附于計算容積率的住宅房屋單元，是住宅房屋單元的從物。初始登記時，樓房架空層停車位不可能取得獨立的房地產(chǎn)權(quán)，其法律權(quán)利依附于計算容積率的房屋建筑面積。地面的停車位和地下停車位是不同的，地面的是適用房屋和建設(shè)用地使用權(quán)不能相分離的理論的，也就是說地隨房走的，它不能獲得單獨的產(chǎn)權(quán)證書，它的存在是依附于單元房的，所以它是一個從物，筆者認(rèn)為首層樓房架空層停車位的房地產(chǎn)權(quán)依附并歸屬于該幢樓房的全體房屋單元所有人，即業(yè)主共有。
（四）獨立車庫的歸屬
1.獨立地下車庫的歸屬分析
獨立的地下車庫是歸開發(fā)商所有的，首先《物權(quán)法》第136條的規(guī)定，是分別設(shè)立的建筑用地使用權(quán)。其次根據(jù)《城市地下空間開發(fā)利用管理的規(guī)定》的第25條的規(guī)定地下工程應(yīng)本著“誰投資、誰所有、誰受益、誰維護(hù)”的原則。再次，車庫是不同于車位的，車庫本身具有四周的墻、柱等構(gòu)筑成的封閉空間，就是一個獨立的建筑物。《最高人民法院關(guān)于審理建筑物區(qū)分所有權(quán)糾紛案件具體應(yīng)用法律若干問題的解釋》的第二條規(guī)定了：具有構(gòu)造上的獨立性，能夠明確區(qū)分；具有利用上的獨立性，可以排他使用；能夠登記成為特定業(yè)主所有權(quán)的客體”是專有部分，在實踐中的做法是：具有固定的墻壁間隔；具有直接的出入口和內(nèi)部專用設(shè)施；能夠登記成為所有權(quán)的客體。就車庫而言，它擁有固定的墻壁間隔，也有直接的出入口和專用設(shè)施，它也可以成為單獨所有權(quán)的客體。雖然司法解釋沒有規(guī)定車庫為專有部分，但其實它是符合專有部分的構(gòu)成要件的。各地因為規(guī)定不同而造成了大量的糾紛，所以筆者認(rèn)為應(yīng)該把車庫規(guī)定為專有部分。最后本著鼓勵開發(fā)商修建停車位的原則，我們認(rèn)定它的原始所有權(quán)是開發(fā)商的，具體的原因和地下車位歸屬開發(fā)商的原因是相同的，在此不做贅述。
2.獨立的地面車庫的歸屬分析
關(guān)鍵詞：淺埋偏壓 隧道施工 軟弱圍巖 注漿
中圖分類號：U415 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號；1672-3791(2012)02(a)-0039-02
1 偏壓隧道的工程特性
1.1 偏壓隧道的定義
由于各種原因使對稱的隧道結(jié)構(gòu)左右兩側(cè)所受荷載不同而使結(jié)構(gòu)內(nèi)力左右不對稱的現(xiàn)象稱為偏壓現(xiàn)象，出現(xiàn)偏壓現(xiàn)象的隧道稱為偏壓隧道。圍巖級別高，圍巖自身強(qiáng)度就低，隧道開挖引起的荷載全部或大部由隧道結(jié)構(gòu)承擔(dān)，由于各種原因引起的不對稱荷載也就全部施加在隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)上。按照普氏和太沙基理論，隧道開挖后，其上方圍巖將形成天然平衡拱，而天然拱的形成與隧道埋深有關(guān)，埋深小時，無法形成天然拱，隧道承受的豎向荷載與地形便密切相關(guān)，因此偏壓隧道多數(shù)處于軟巖、淺埋且有較大地形橫坡的地段。
1.2 隧道偏壓的影響因素
影響隧道偏壓的因素有一下幾個方面：地形因素、地質(zhì)因素和工程因素，其中前兩種屬于內(nèi)在因素，第三種屬于外在因素。
2 淺埋隧道特性研究
淺埋隧道與深埋隧道相比，主要是難以形成承載拱。淺埋隧道多數(shù)有地形偏壓、表層軟弱堆積物、風(fēng)化帶、軟弱圍巖等對隧道開挖有很大影響的特殊地形、地質(zhì)問題。在開挖過程中和開挖完成后會出現(xiàn)拱頂下沉急劇增大、隧道凈空收縮、地表開裂等，有時也會出現(xiàn)掌子面失穩(wěn)。
所以，在這種情況下，要采取掌子面穩(wěn)定措施和控制地表下沉措施。地表下沉與埋深有密切關(guān)系。埋深大時，在隧道橫斷面內(nèi)形成了承載拱，開挖引起的下沉局限在隧道周邊，而埋深淺時，沒有形成承載拱，開挖下沉?xí)苯舆_(dá)到地表面。在這種情況下，埋深小的隧道，因不能期待形成承載拱，故為防止支護(hù)下沉、增強(qiáng)支撐力而應(yīng)采取必要的措施，并研究采用藥液壓注、垂直錨桿等輔助施工方法。淺埋隧道掌子面前方的先行下沉很大，會造成很大的地表下沉，因此，研究前方地層的改善、管棚、水平高壓旋噴等輔助方法是必要的。在淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工時，為了保證安全及工程質(zhì)量，節(jié)約投資、加快進(jìn)度和保證運營期間的安全，必須采用一定的技術(shù)措施，包括正確的施工方法，合理的支護(hù)形式等。因此淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工一直是隧道施工過程中需要面臨和解決的重要課題之一。
3 超前支護(hù)
對于圍巖的自穩(wěn)能力較差時，為了預(yù)防坍方，必須采用超前支護(hù)體系，主要的內(nèi)容有超前錨桿、小導(dǎo)管注漿、管棚、全斷面預(yù)注漿、深孔注漿、帷幕注漿以及在洞口淺埋段采用的地表注漿等。
在軟弱破碎地質(zhì)隧道施工中，雖然采用深孔注漿達(dá)到了止水固結(jié)的目的，但固結(jié)范圍有限，加上地質(zhì)及注漿有些不確定因素，為保障施工萬無一失，一般在開挖前均采取超前支護(hù)，超前支護(hù)一般采用超前錨桿或超前小導(dǎo)管。對于地下水壓較大的隧道，開挖前一般還要采取排水降壓措施，主要采取鉆孔排水，鉆孔深度應(yīng)超出注漿范圍。
淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工需要解決的問題是掌子面的穩(wěn)定性和合理化施工(安全而快速的施工)兩大問題。對掌子面穩(wěn)定性起重要作用的超前支護(hù)，是確保掌子面前方穩(wěn)定不可缺少的手段。從作用效果看，超前支護(hù)可有以下幾方面作用。
(1)梁效果：超前支護(hù)的結(jié)構(gòu)可視為一個沿隧道縱方向的粱結(jié)構(gòu)，發(fā)揮一個剛性梁的效果。
(2)殼效果：超前支護(hù)可在掌子面前方形成一個殼結(jié)構(gòu)，以其厚度和剛性來保證隧道掌子面及其周邊圍巖的穩(wěn)定。
(3)改良效果：把隧道周邊圍巖的強(qiáng)度加以改善，這是注漿法的主要效果。
3.1 超前錨桿
在隧道周邊，未開挖前先施作超前錨桿，起到預(yù)先加固的作用，其主要參數(shù)為：
全苗桿的直徑φ=20mm～30mm；
長度1=3.0m～5.0m；
間距d=0.3m～0.5m；
外插角α=10”～15”。
錨桿一般采用普通砂漿錨桿，特殊情況下可采用藥包錨桿或邁式錨桿。
3.2 小導(dǎo)管注槳
小導(dǎo)管超前注漿，是在地基灌漿法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項圍巖加固止水技術(shù)，它同時具有超前支護(hù)作用，是不良地質(zhì)隧道與地下工程施工常用的一種開挖輔助措施。
在隧道開挖掌子面上，沿設(shè)計開挖輪廓線以外0.2m～0.3m，鉆孔安裝小的鋼花管，然后進(jìn)行高壓注漿加固，等漿液達(dá)到一定強(qiáng)度后再進(jìn)行開挖。其主要參數(shù)為：
小導(dǎo)管的直徑φ=40mm～60mm；
長度1=3.Om～5.0m；
間距d=0.3m～1.0m。
3.2.1 技術(shù)特點
超前支護(hù)體系，提高了巖體的穩(wěn)定性，控制了圍巖松弛變形，增強(qiáng)了施工的安全性。加固效果好，注漿質(zhì)量易于控制。采用常規(guī)小型機(jī)械，無需配備專用設(shè)備，工藝操作簡便。
3.2.2 適用范圍
適用于風(fēng)化很嚴(yán)重、節(jié)理很發(fā)育和碎石土、礫石土等各種軟弱圍巖條件下的隧道及地下工程地層加固，也可用干處理坍方主體。
3.2.3 主要技術(shù)措施
小導(dǎo)管水泥一水玻璃雙液預(yù)注漿止水加固松散圍巖。
3.3 管棚
當(dāng)圍巖十分軟弱、破碎、變形量很大時，一般在V、VI級大變形的條件下，可采用長管棚的超前加固措施，其主要參數(shù)為：
管棚的直徑φ=108～180цun；
長度1=10m-40m；
間距d=0.5m～1.0m；
注漿壓力F=1.5MPa～3.0MPa。
管棚法的基本原理就是在開挖之前將一個傘形的金屬保護(hù)棚架預(yù)先安放在隧道開挖輪廓線的外弧線上，該棚架由一定間距排列的大慣性矩的鋼管構(gòu)成，起到保護(hù)下部地層開挖的作用，一般超前長度在5m～30m，有短管棚、長管棚。先用鉆機(jī)打一定深度的鉆孔，然后插入金屬鋼管，再用注漿機(jī)壓入水泥砂漿或混合漿液，待其凝固后就可以開挖。在法國馬賽地鐵2號工程、日本第一福田尾隧道、成渝高速公路中粱山隧道工程、北京第三使館區(qū)的供熱管線工程的暗挖隧道等都使用了該工法。
4 深孔注漿
為了防止或減輕地下水對施工特別是對開挖的影響，必須對地下水進(jìn)行處理。近年來，在淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工中探索出許多行之有效的辦法，使這些隧道的施工得以正常進(jìn)行，并加快了施工進(jìn)度，提高了工程質(zhì)量，保障了施工安全。
淺埋偏壓軟弱圍巖隧道處理地下水原則一般是以堵截為主，排引為輔。堵截地下水的方法主要有兩類：一類是整段進(jìn)行注漿止水，并加固松散巖體，這種辦法是將整段巖層結(jié)構(gòu)通過高壓注漿進(jìn)行調(diào)整，相當(dāng)于提高圍巖等級，使圍巖在原有基礎(chǔ)上整個綜合指標(biāo)得以改善，主要措施有深孔劈裂、擠壓注漿。另一類是對隧道開挖輪廓線
以外進(jìn)行環(huán)形注漿，形成止水帷幕，防止或減小地下水進(jìn)入開挖工作面，這種辦法并不能改變開挖段的巖體結(jié)構(gòu)。主要措施有淺孔注漿、管棚注漿、小導(dǎo)管注漿、中空錨桿注漿以及目前正處于研究階段的水平旋噴注漿技術(shù)等。排水輔助措施有導(dǎo)坑、鉆孔排水等方法，目的是排水降壓。下面主要介紹深孔注漿。
深孔注漿適用于斷層破碎帶、軟弱破碎圍巖，地下水特別發(fā)育，易形成涌水以及因地下水而造成特大坍方的隧道。深孔注漿分為深孔充填注漿和深孔劈裂注漿。
4.1 準(zhǔn)備工作
主要是對工程地質(zhì)進(jìn)行分析，收集分析鉆孔的排碴；記錄分析鉆孔的推進(jìn)壓力，鉆速以及鉆進(jìn)不同長度時出水量的大小，推斷開挖面前方的地質(zhì)構(gòu)造、巖性、水源位置及水量大小。
4.2 止?jié){墻
由于開挖面圍巖軟弱，注漿時有較高的壓力，易引起開挖面垮坍，嚴(yán)重影響注漿效果和施工安全，因此開挖面必須設(shè)置止?jié){墻。
對于未坍原始巖體，一般采用掛鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土作止?jié){墻。具體作法是：先在開挖面鉆孔，埋設(shè)注漿用孔口管(孔口管一般用φ150mm-200mm，長1.5cm-2.0cm鋼管制作)，鋼筋網(wǎng)焊在孔口管上，鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格間距30cm，再噴射15cm～20cm厚的C20級混凝土，這樣網(wǎng)噴混凝土與開挖面巖體共同形成止?jié){巖盤。如在坍方地段，則應(yīng)設(shè)置加厚混凝土止?jié){墻。一般灌注100cm～150cm厚C20級混凝土作止?jié){墻。
4.3 鉆孔作業(yè)
孔口管作為鉆孔導(dǎo)向管，在注漿設(shè)計中應(yīng)加以布置，布置原則應(yīng)根據(jù)注漿段長度、加固擴(kuò)散范圍等參數(shù)決定。鉆機(jī)作業(yè)機(jī)具可采用液壓鑿巖車、地質(zhì)鉆機(jī)、錨桿鉆機(jī)等。
4.4 注漿作業(yè)
將注漿混合器連接在孔口管上，試壓洗孔，將孔眼內(nèi)的石碴沖掉，保證注漿通道順暢；注水約2min～3min，使圍巖孔隙暢通：然后進(jìn)行注漿，對于軟弱、斷層帶的圍巖體，先注純水泥漿，注入一定量或達(dá)到一定壓力后，并持續(xù)5min，再注雙液漿(CS)，如注純水泥漿大量漏漿時，可先注雙液漿(CS)，再注純水泥漿，最后再注雙液漿。
注漿過程應(yīng)作好記錄，記錄注漿時間、注漿量，注漿壓力變化，圍巖、止?jié){墻以及已支護(hù)或襯砌地段的竄漿情況。注漿結(jié)束后，拆卸注漿部件，清洗干凈對注漿機(jī)械進(jìn)行檢修保養(yǎng)，保證下循環(huán)注漿使用。一般采用推進(jìn)式注漿，即分段累進(jìn)注漿。當(dāng)有的部位鉆孔過程中出水量很小時，可一次鉆到設(shè)計深度，然后進(jìn)行全孔一次注漿。如在鉆孔中發(fā)現(xiàn)出水量較大時，應(yīng)分段鉆孔，比例sm，再加10m，15m，直到設(shè)計深度，注漿與鉆孔一致，分次進(jìn)行。注漿一般按由內(nèi)向外，由下到上的順序進(jìn)行。
5 隧道開挖
開挖手段上，采取兩種方法，一是在特別軟弱的圍巖段，采用非鉆爆措施；二是在一般軟弱圍巖地段，采用松動爆破，微振動爆破。這兩種方法的目的是一致的，就是盡可能地減小開挖對圍巖的擾動。開挖后必須及時進(jìn)行支護(hù)加固，加固措施一般采用型鋼支架或格柵鋼架，布設(shè)徑向錨桿，掛鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土系統(tǒng)支護(hù)體系。施工前應(yīng)充分考慮了地質(zhì)和施工條件、埋深和斷面尺寸、圍巖級別、坡面情況、地下水及氣候條件、施工進(jìn)度與圍巖承載拱形式的關(guān)系等因素，進(jìn)行方案論證，并通過多種方案進(jìn)行比選確定，洞口段施工主要采用正向施工法和反向施工法。
6 監(jiān)控量測
隧道量測通常分為施工前和施工中兩個階段，隧道開挖前的量測主要是通過地質(zhì)調(diào)查、直接剪切試驗、現(xiàn)場實驗等手段來掌握圍巖的特征(構(gòu)造、物理力學(xué)性質(zhì)、初應(yīng)力狀態(tài)等)的。現(xiàn)場量測指的是施工中的量測，是在施工階段進(jìn)行的，其主要目的是監(jiān)視施工狀態(tài)(錨固效果、松弛范圍等)；控制變形并及時采取措施；修正設(shè)計，正確而經(jīng)濟(jì)地施工。施工中的量測系統(tǒng)包括的內(nèi)容有：坑道周邊位移的量測；圍巖內(nèi)松弛范圍的量測；支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖間的接觸應(yīng)力的量測；支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力的量測等。
通過對現(xiàn)場量測結(jié)果的分析，可以正確地判斷圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)，控制‘施工順序以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力等。大量工程實踐證明，量測手段配合其他量測工作，能使設(shè)計、施工達(dá)到更滿意的效果，對提高工效、降低成本、保證安全均有非常重要的作用。因此，在現(xiàn)代隧道施工中量測作業(yè)是必不可少的。
參考文獻(xiàn)
[1]仇.地下工程近接施工力學(xué)原理與對策的研究[J]科技資訊，2003
關(guān)鍵詞：城市；地鐵施工；監(jiān)控量測
中圖分類號：U231+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：2306-1499（2013）04-（頁碼）-頁數(shù)
1.引言
發(fā)展城市軌道交通，已經(jīng)被認(rèn)為是解決城市交通堵塞現(xiàn)象的必然選擇，但是，也容易看到，地鐵多處于繁華熱鬧的市區(qū)，地層條件和地下構(gòu)筑物的不確定性及周圍建筑物的復(fù)雜性加大了施工技術(shù)的難度，同時增加了地鐵建設(shè)的安全風(fēng)險。因此，地鐵能否安全施工對整個地鐵工程是至關(guān)重要的，尤其是搞好地鐵施工的監(jiān)控量測，主要項目可根據(jù)不同的施工方法和隧道工程的地質(zhì)條件、圍巖類別、跨度、埋深、開挖方法及支護(hù)類型等綜合確定。
2. 地鐵施工事故及分析
近年來，我國正處于軌道交通的建設(shè)，工程項目管理和營運管理經(jīng)驗相對不足，工程風(fēng)險和安全隱患不同程度的存在，發(fā)生的一系列地下工程事故的教訓(xùn)是慘重的。因此，從地鐵的施工全程入手， 并結(jié)合安全生產(chǎn)有關(guān)法律法規(guī)，在建設(shè)工程中搞好安全責(zé)任，做好詳細(xì)的安全管理，尤為必要。
地下工程發(fā)生施工事故，主要原因包括：（1）對大規(guī)模、高速度、跨越式、超常規(guī)地鐵工程建設(shè)發(fā)展，管理隊伍上存在漏洞、疏忽。（2）對基坑較深、規(guī)模較大、施工環(huán)境條件困難、不斷出現(xiàn)的新情況等問題的工程，相應(yīng)的管理人員管理跟不上。（3）對軌道交通地下工程管理手段不了解，不知如何去適應(yīng)。（4）對軌道交通這一高風(fēng)險工程的管理質(zhì)量安全控制方式不匹配。
所以，在面對地鐵施工中的監(jiān)測問題時，要認(rèn)識到：（1）施工監(jiān)測是地下工程的關(guān)鍵；（2）要建立第三方委托監(jiān)測制度；（3）要明確監(jiān)測單位報警的職責(zé)。
3. 地鐵施工監(jiān)控量測的必要性分析
由于常見的各種施工方法涉及大量基坑開挖、暗挖、降水和爆破等工程，對地層易產(chǎn)生擾動，有可能引起地表、附近高大建筑物變形或塌陷，危及建筑物及人員的安全，同時，污水管和下水井管滲漏致使土質(zhì)自穩(wěn)能力喪失，造成施工艱難。而監(jiān)控量測在指導(dǎo)隧道施工上具有重要意義。由于隧道設(shè)計過程中對圍巖結(jié)構(gòu)以及地下土層狀況，包括地下水位和管網(wǎng)的不確定性，使得支護(hù)參數(shù)存在可變性，隧道施工過程中的監(jiān)控量測主要是監(jiān)測圍巖與支護(hù)的變形和應(yīng)力，了解隧道圍巖與支護(hù)的變形特征與受力狀態(tài)，判斷圍巖的穩(wěn)定性、支護(hù)的合理性，對下一步的設(shè)計與施工提供指導(dǎo)，實現(xiàn)動態(tài)設(shè)計與施工。另外結(jié)合隧道施工中的風(fēng)險工程，如下穿既有建筑，既有河流，既有管線管網(wǎng)等，對其進(jìn)行風(fēng)險監(jiān)控，達(dá)到施工過程中的風(fēng)險預(yù)控，保障隧道結(jié)構(gòu)的施工安全，同時也避免地上建筑及構(gòu)筑物的傾覆和破壞，保障隧道基坑開挖的安全性，使整個隧道在安全的環(huán)境下施工，對施工作業(yè)人員的人生財產(chǎn)安全負(fù)責(zé)，使城市地鐵施工在取得良好的經(jīng)濟(jì)效益的同時，有良好的社會影響和社會效應(yīng)。
4. 城市地鐵施工監(jiān)控量測的兩個問題分析
4.1問題一：地鐵永久監(jiān)測基準(zhǔn)點的設(shè)置
（1）基準(zhǔn)點位置的選擇。基準(zhǔn)點是變形監(jiān)測的基礎(chǔ)，選擇基準(zhǔn)點位置的一般原則是：基準(zhǔn)點應(yīng)布設(shè)在變形體或變形區(qū)之外，且地質(zhì)情況良好，不易破壞的地方。但就地鐵建成后的實際情況來看，從經(jīng)濟(jì)性和可操作性考慮，基準(zhǔn)點設(shè)在地鐵外是不可取的。若監(jiān)測基準(zhǔn)點設(shè)在地鐵外，一方面將增加引測進(jìn)地鐵的工作量；另一方面引測進(jìn)地鐵，因測量條件差，測邊短，俯、仰角大，測量的質(zhì)量很難保證。若在地鐵區(qū)間隧道內(nèi)設(shè)立基巖基準(zhǔn)點或倒垂基準(zhǔn)點，將會破壞地鐵隧道整體防水性能和地鐵的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這是很不適宜的；同時因地鐵區(qū)間是一線狀的地下建構(gòu)筑物，永久監(jiān)測的基準(zhǔn)點數(shù)量比較大，如果基巖基準(zhǔn)點或倒垂基準(zhǔn)點設(shè)在區(qū)間隧道，其設(shè)置費用將比較高。而地鐵車站所處的地質(zhì)條件一般較好，遇到不良地質(zhì)，皆進(jìn)行地基處理，所以可以將車站看作一個大的穩(wěn)定的剛體，發(fā)生變形的可能極小；另外，個別車站發(fā)生變形，也可從鄰車站的位置關(guān)系反映出來，不至于對監(jiān)測基準(zhǔn)點體系造成影響。因此，可以把變形監(jiān)測基準(zhǔn)點建立在車站上，如選擇車站的鋪軌控制基標(biāo)或埋設(shè)的特殊點作為變形監(jiān)測的基準(zhǔn)點。（2）基準(zhǔn)點確定。變形監(jiān)測的基準(zhǔn)點設(shè)置在車站及隧道內(nèi)（極少部分）的鋪軌控制基標(biāo)，鋪軌控制基標(biāo)是在利用車站及隧道內(nèi)一級精度的施工控制導(dǎo)線點和三、四等精度施工控制水準(zhǔn)點基礎(chǔ)上測設(shè)的，與車站的鋪軌控制基標(biāo)的坐標(biāo)和高程有較大的誤差。而水平位移監(jiān)測的導(dǎo)線精度要求為不低于三等導(dǎo)線，后者在作業(yè)精度的要求方面遠(yuǎn)高于前者，即以低精度的基礎(chǔ)導(dǎo)線點作為高精度測量的平差依據(jù)，雖然變形監(jiān)測側(cè)重于對兩次監(jiān)測成果進(jìn)行比較，在保證作業(yè)路線、作業(yè)儀器、作業(yè)人員乃至作業(yè)精度不變的情況下，對導(dǎo)線兩端控制點的精度依賴不大，但兩次測量的閉合差以及其在誤差分配方面的不一致，在一定程度上會損害三等變形監(jiān)測成果的精度，這在水平位移監(jiān)測內(nèi)業(yè)計算中體現(xiàn)出來。另外垂直位移監(jiān)測是按一、二等水準(zhǔn)測量有關(guān)要求進(jìn)行的，同時地鐵主體結(jié)構(gòu)（隧道）在不良地質(zhì)地段（如：飽和粘土、河溝等）發(fā)生垂直位移可能極大。這樣同樣存在以低精度的基礎(chǔ)水準(zhǔn)點作為高精度測量的平差依據(jù)的弊端。同時，因變形監(jiān)測的基準(zhǔn)點為車站內(nèi)的控制基標(biāo)，個別車站的控制基標(biāo)點數(shù)滿足不了監(jiān)測方案的要求，而在靠近站端的區(qū)間內(nèi)選擇了控制基標(biāo)作為基準(zhǔn)點，這些基準(zhǔn)點本身也有可能受到區(qū)域變形的影響，若存在變形也將影響監(jiān)測的精度。
在基準(zhǔn)點確定后，在一個合適的車站，垂直位移監(jiān)測基準(zhǔn)點與車站的控制基標(biāo)聯(lián)測，從而推算出其它各車站基準(zhǔn)點的近似高程；在每個車站水平位移監(jiān)測基準(zhǔn)邊點與控制基標(biāo)聯(lián)測，推算其它各車站基準(zhǔn)點的近似坐標(biāo)（其坐標(biāo)不用于水平位移監(jiān)測內(nèi)業(yè)工作）。這樣就形成相對獨立并聯(lián)測的變形監(jiān)測基準(zhǔn)點系統(tǒng)，消除了原控制基標(biāo)點位誤差對變形監(jiān)測的影響。
4.2問題二：地鐵施工監(jiān)測信息管理系統(tǒng)
（1）地鐵工程現(xiàn)場監(jiān)測信息化管理的目的。主要是：為施工開展提供及時的反饋信息；為基坑周圍環(huán)境進(jìn)行及時、有效的保護(hù)提供依據(jù)；將監(jiān)測結(jié)果用于反饋優(yōu)化設(shè)計，為改進(jìn)設(shè)計提供依據(jù)；通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)與理論值的比較、分析，可以檢驗設(shè)計理論的正確性；在施工全過程中，通過對既有地面和地下建筑物、構(gòu)筑物各項指標(biāo)的監(jiān)測，將結(jié)構(gòu)變形嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)，保證既有建筑物和構(gòu)筑物的安全；積累量測數(shù)據(jù)，為今后類似工程設(shè)計與施工提供工程參考數(shù)據(jù)；為業(yè)主提供及時信息，以便業(yè)主對整個項目進(jìn)行科學(xué)化管理。（2）地鐵施工監(jiān)測信息管理系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的原則。系統(tǒng)采用人機(jī)交互式的處理方式，從業(yè)務(wù)和性能角度出發(fā)，系統(tǒng)設(shè)計遵循幾個原則：系統(tǒng)可擴(kuò)展性和靈活性：實現(xiàn)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上的可擴(kuò)展性和靈活性（包括硬件網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、軟件架構(gòu)）、系統(tǒng)應(yīng)用功能的可擴(kuò)展性和靈活性。比如：可以在將來自由擴(kuò)充更多的地鐵線路和基坑等功能。系統(tǒng)可重用性：保證系統(tǒng)的升級維護(hù)能夠充分利用已有的資源。系統(tǒng)可靠性：做到系統(tǒng)不但能夠在正常狀態(tài)下完成滿足需求的功能，而且能夠在各種異常情況下，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼Ｏ到y(tǒng)安全性：充分考慮網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)級、操作系統(tǒng)級、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)級和應(yīng)用程序的安全性，保證系統(tǒng)安全的運行。針對不同的用戶賦予不同的可訪問的權(quán)限。（3）監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的組成。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測信息管理兩大部分組成，數(shù)據(jù)采集采用筆記本電腦或電子手薄（如PDA）野外自動、半自動采集數(shù)據(jù)（通過數(shù)據(jù)傳輸），通過互聯(lián)網(wǎng)或無線網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)測系統(tǒng)主機(jī)發(fā)送監(jiān)測原始數(shù)據(jù)。監(jiān)測信息管理部分主要完成數(shù)據(jù)的處理、存儲、統(tǒng)計分析和預(yù)警信息，本文主要討論監(jiān)測信息管理部分的相關(guān)問題。（4）監(jiān)測信息管理主要業(yè)務(wù)功能劃分。根據(jù)需求分析，監(jiān)測信息管理系統(tǒng)主要提供幾個功能：數(shù)據(jù)入庫、數(shù)據(jù)處理及精度評定；生成報表、生成變形曲線圖、變形速率圖；通過回歸分析對變形預(yù)報；安全預(yù)警；網(wǎng)上信息及信息交流。從系統(tǒng)最高層次的角度上，根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯關(guān)系以及面向的用戶對象，將本系統(tǒng)劃分為地鐵施工監(jiān)測管理信息的數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)的管理層和數(shù)據(jù)應(yīng)用層三大部分，在這三層結(jié)構(gòu)中，沒有直接的程序接口，它們由數(shù)據(jù)共享產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流聯(lián)系在一起，對統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)下的同一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。（5）系統(tǒng)的功能設(shè)計。1）系統(tǒng)用戶及日志管理。無論是系統(tǒng)運行過程中，還是數(shù)據(jù)操作中都不能出現(xiàn)任何差錯，為此在系統(tǒng)的用戶管理、運行日志、錯誤日志、操作錯誤預(yù)處理、數(shù)據(jù)備份與導(dǎo)出等方面考慮了運行維護(hù)系統(tǒng)的安全性問題。2）地鐵線路、站點基坑管理。對地鐵線路的各個站點、區(qū)間，包括名稱、水文、地質(zhì)、工況等現(xiàn)場條件的信息錄入和更新。以及各個站點、區(qū)間基坑相關(guān)的監(jiān)測信息瀏覽和變形數(shù)據(jù)可視化表現(xiàn)。3）WebGIS信息管理。利用基于跨平臺的JAVA語言進(jìn)行開發(fā)，包含了地鐵全線的所有線路、站點基坑、區(qū)間、停車線等部位的監(jiān)測信息的可視化信息的，提供地鐵全線的所有區(qū)間相關(guān)信息的瀏覽和圖形放大、縮小、漫游、查詢等功能。4）施工監(jiān)測數(shù)據(jù)管理。通過前臺界面的交互操作，實現(xiàn)后臺數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換，包括對施工監(jiān)測獲取的數(shù)據(jù)的錄入、更新、刪除。特定權(quán)限的數(shù)據(jù)管理人員，可以將施工現(xiàn)場監(jiān)測的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)實時或者準(zhǔn)實時提交到本系統(tǒng)，對于授權(quán)的用戶，可以查看并下載這些監(jiān)測數(shù)據(jù)。5）預(yù)警、預(yù)報信息管理。僅僅將施工監(jiān)測的數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)中是不夠的，還要根據(jù)不同的模型對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對基坑施工引起的變形情況進(jìn)行時間序列分析，提供可視化的變形監(jiān)測圖形報表，比如：水平位移監(jiān)測、沉降位移監(jiān)測、測斜監(jiān)測、軸力監(jiān)測、錨桿（索）監(jiān)測、爆破監(jiān)測，實現(xiàn)預(yù)警信息的多路實時，為領(lǐng)導(dǎo)和主管提供決策支持。6）信息交流。開辟一個供地鐵施工監(jiān)測相關(guān)各方互動的板塊，交流地鐵施工監(jiān)測的經(jīng)驗、地鐵主管部門的公告通知和其它資料。
總之，監(jiān)測信息管理系統(tǒng)具備一定的可擴(kuò)充性，可以反映施工中的動態(tài)變化；針對監(jiān)測信息反饋分析的需要，研究開發(fā)了一些施工監(jiān)測可視化分析工具包括：綜合過程線、施工影響分析等；針對地鐵施工安全控制的需要，建立了一些實用的監(jiān)控模型，包括：傳統(tǒng)單點回歸模型，因子集包括各類日期函數(shù)；改進(jìn)的單點回歸模型，以不同時間起點的多個多項式函數(shù)描述可能的條件變化以得到更準(zhǔn)確的擬合及預(yù)報成果。
5.結(jié)語
地鐵施工監(jiān)測的主要目的是：（1）通過監(jiān)控量測了解基坑周圍土體在施工過程中的動態(tài)變化，明確工程施工對原始地層的影響程度及可能產(chǎn)生失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)。（2）通過監(jiān)控量測了解支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變位狀態(tài)，并對其安全穩(wěn)定性進(jìn)行評價。（3）通過監(jiān)控量測了解工程施工對周圍地下管線的影響程度，以確保其處于安全的工作狀態(tài)。（4）通過監(jiān)控量測了解施工降水效果及對周圍地下水位的影響程度。（5）通過監(jiān)控量測收集數(shù)據(jù)，為以后的類似工程設(shè)計、施工及規(guī)范修改提供參考和積累經(jīng)驗。
總之，要了解和熟悉地鐵工程施工監(jiān)測的工作原則、工作目的和工作依據(jù)，并結(jié)合政府文件要求，提示參加各方的工作職責(zé)。然后，重點分析監(jiān)控量測工作在實施過程中存在的主要問題，歸納、總結(jié)出有針對性的建議，才能做出優(yōu)質(zhì)工程。
參考文獻(xiàn)
1.JGJ/T8-97，建筑變形測量規(guī)程[S].
關(guān)鍵詞：大跨暗挖地鐵車站、數(shù)值模擬、監(jiān)控量測
中圖分類號： U231 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
ABSTRACT： As a result of urban rail transport system subjected to environmental constraints，it is inevitable to build large―section of shallow tunnel．Particularly in recent years，there is a large number of large-section shallow underground projects in the central area of intensive buildings and heavy traffic density． Therefore，it is very important to study Large cross-Built Subway Station which will Influence the structures surrounding. This passage gets some conclusions for engineering officers by the results with the numerical simulation and Monitor and Control.
KEYWORDS： Large cross-Built Subway Station ；numerical simulation；Monitor and Control
1．引言
重慶軌道交通由于其特殊的地形地貌，地鐵車站施工多采用大斷面暗挖法施工，同時在其周邊存在大量的既有建構(gòu)筑物，因此近距離施工大斷面隧道不可避免。
針對如此復(fù)雜條件下的大斷面暗挖隧道工程，在各個階段（設(shè)計、施工）都要足夠重視，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的風(fēng)險評估及方案措施研究。首先，地勘應(yīng)有針對性的詳堪，對車站結(jié)構(gòu)圍巖條件特別是薄弱部位進(jìn)行相應(yīng)的判斷；對既有建構(gòu)筑物的基礎(chǔ)應(yīng)有詳細(xì)的物探資料；對構(gòu)筑物年限、變形控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)提出建議性的控制值等。其次，針對設(shè)計方案應(yīng)制定相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)（評判依據(jù)）。最后，通過數(shù)值模擬進(jìn)行分析、針對模擬結(jié)果制定相應(yīng)的設(shè)計參數(shù)與方案、信息化施工，根據(jù)實測數(shù)據(jù)反饋優(yōu)化設(shè)計方案。下文將通過對實際典型案例進(jìn)行具體分析，期望以對后期類似情況具有可借鑒的參考價值。
2.工程背景
本站為重慶地鐵6號線一期工程重要站點，為地下暗挖大跨雙層車站。本站途經(jīng)的區(qū)域為鬧市商業(yè)區(qū)，沿線高層、多層建筑較多。
2.1地質(zhì)構(gòu)造
場地位于川東南弧形構(gòu)造帶華瑩山帶狀褶皺構(gòu)造束東南部，巖層呈單斜產(chǎn)出。巖層傾向295°，巖層傾角16°左右。區(qū)內(nèi)無斷層，地質(zhì)構(gòu)造簡單。巖層層面結(jié)合較好，屬硬性結(jié)構(gòu)面。在現(xiàn)有勘探深度內(nèi)，地下水類型為潛水，屬弱透水、弱富水層。結(jié)構(gòu)計算時不考慮地下水，土層的加權(quán)平均容重取19.3kN/m3。地面以下土層的水平基床系數(shù)為30Pa/m，豎直基床系數(shù)為35MPa/m，加權(quán)平均水平側(cè)壓力系數(shù)取0.50。
2.2建構(gòu)筑物概況
表1-1車站周圍建筑物一覽表
建筑物名稱 建筑層數(shù) 底標(biāo)高(m) 地下室層數(shù) 結(jié)構(gòu)類型 基礎(chǔ)類型 與車站的關(guān)系 基礎(chǔ)底標(biāo)高(m)
居民樓 4～31 215.80 4 框架 樁基礎(chǔ) 左側(cè)12m
建設(shè)銀行 6 237.60 1 磚混 獨立、條形基礎(chǔ) 站上 232.9～234.4
郵政局 5 239.21 局部1 磚混 條形基礎(chǔ) 站上 236.15～236.95
1#大廈 28～34 238.90 1 框架 樁基、獨立柱基 左側(cè) 216.96～237.70
2#大廈 6～28 234.34 2 框架 樁基礎(chǔ) 左側(cè)6m 229.50～230.30
綠化平臺 233.65 4 框架 獨立基礎(chǔ) 右側(cè) 231.9左右
廣場大樓 9 222.25 5 框架 獨立、樁基礎(chǔ) 右側(cè) 219.4～229.7
2. 3車站結(jié)構(gòu)尺寸及施工方法
斷面輪廓寬25.570m，高19.608m，二襯厚度800mm。
車站采用暗挖法施工，開挖采用分部開挖法（雙側(cè)壁導(dǎo)坑＋臺階法），初期支護(hù)采用噴錨支護(hù)，分部開挖完成后及時施作初期支護(hù)噴層和拱架，打設(shè)系統(tǒng)錨桿，并施作臨時錨桿加固中核心土，隧道開挖及支護(hù)共11部完成，最后二次襯砌封閉成環(huán)。
3. 對近距施工暗挖隧道的風(fēng)險評估方法及評判依據(jù)
3.1對近距施工暗挖隧道的風(fēng)險評估方法
目前對此類重點風(fēng)險源工程，主要的評估方法是采用合理的數(shù)值模擬進(jìn)行計算分析。首先通過有效的數(shù)值模擬計算，分析暗挖車站在現(xiàn)有的設(shè)計施工開挖步序、支護(hù)程序、支護(hù)手段下，整個暗挖地鐵車站施工過程對隧道圍巖、地表、地表建筑的影響；提取車站附近代表性建筑的變形、變位情況（如基礎(chǔ)的下沉、樓房的傾斜情況等）,保障結(jié)構(gòu)的有限變位和建筑物安全。然后提取設(shè)計支護(hù)手段的受力及變形特征，判定支護(hù)手段的可行性，最終為車站優(yōu)化設(shè)計、施工提供依據(jù)。最后根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計參數(shù)及開挖步序。
3.2評判依據(jù)
從目前國內(nèi)外的研究成果來看，主要是根據(jù)洞室地基破壞模式，從三個方面去考慮失穩(wěn)判據(jù)：巖體強(qiáng)度破壞、建筑地基破壞、洞室變形破壞。綜合前人研究成果和工程實際特點，在計算分析與監(jiān)控量測過程中，一般采用的安全控制指標(biāo)或評價依據(jù)主要為以下三點：1、剪切破壞模式的控制指標(biāo)，地基關(guān)鍵承載區(qū)的損傷度一般以塑性區(qū)在承載區(qū)的開展程度來判定；2、地面建筑地基變形控制準(zhǔn)則，一般要滿足我國目前現(xiàn)行的《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于建筑物地基變形允許值的要求；3、洞室變形控制指標(biāo)，一般要滿足我國現(xiàn)行地鐵設(shè)計規(guī)范與鐵、公路隧道規(guī)范要求及一些地區(qū)性專業(yè)性的相關(guān)規(guī)范指標(biāo)。
4. 計算模型及結(jié)果分析
4.1 計算模型
本次的計算模型采用通用數(shù)值軟件FLAC3D進(jìn)行。本次計算中對整個地層和結(jié)構(gòu)作了相應(yīng)的計算處理，其中模型材料處理：地層材料砂巖、粉質(zhì)砂巖及粉質(zhì)粘土層、小導(dǎo)管注漿加固層采用采用D-P模型材料進(jìn)行模擬； 初期支護(hù)噴射結(jié)構(gòu)采用彈性材料進(jìn)行模擬，錨桿、錨索采用錨桿單元（Cable）進(jìn)行模擬，二次襯砌結(jié)構(gòu)采用彈性材料進(jìn)行模擬；建筑結(jié)構(gòu)處理。周圍的房屋結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)采用樁單元（Pile）進(jìn)行模擬，擴(kuò)大基礎(chǔ)或獨立基礎(chǔ)采用彈性單元模擬，建筑荷載通過計算以均布力的形式作用于基礎(chǔ)底部。
4.2.計算結(jié)果與分析
為了能更好的觀察空間的計算結(jié)果，本次分析分別提取典型階段的應(yīng)力與位移結(jié)果，可以從中看出塑性區(qū)，應(yīng)力分布，位移分布等內(nèi)容，具體結(jié)果見圖3~7.
作者簡介：代坤（1984~），男，籍貫湖南，2009年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)巖土與地下工程專業(yè)，碩士，工程師，現(xiàn)從事設(shè)計工作
圖1 figure 1圖2figure 2
圖3 figure 3 圖4 figure 4
圖5 figure 5圖6 figure 6
圖7 figure 7
從數(shù)值計算中可以看出：1、按現(xiàn)設(shè)計的方案，施工全過程中最大受壓主應(yīng)力集中于地面建筑結(jié)構(gòu)處，而最大的受拉大主應(yīng)力主要分布在隧道結(jié)構(gòu)拱底。最大主應(yīng)力的最大值均不超過圍巖的極限強(qiáng)度，圍巖是穩(wěn)定的。2、從計算的塑性區(qū)圖來看，地鐵車站的開挖亦未引起大量的圍巖局部塑性區(qū)的發(fā)生和發(fā)展，但在施工過程中，局部的拱架和噴射混凝土層有局部的壓曲現(xiàn)象，出現(xiàn)了局部剪切塑性區(qū)，拱底左側(cè)處亦出現(xiàn)了較小一塊局部剪切塑性區(qū),應(yīng)注意鎖腳錨桿的施作與質(zhì)量。3、構(gòu)筑物及全局位移來看，隨著隧道的不斷開挖施工，豎向位移、水平位移有逐漸增加的趨勢。最大的豎向位位于隧道左側(cè)拱腰中部，即第①塊開挖頂部，緊鄰結(jié)構(gòu)物側(cè)；最大水平位移位于建筑物側(cè)左拱腳處，施工時應(yīng)注意鎖腳錨桿的施工及質(zhì)量。整體來講隧道開挖圍巖位移小于臨界值或報警值。4、結(jié)構(gòu)樁基在不同的開挖時步下除小部分樁基的部分段在開挖施工中發(fā)生滑移情況外，樁基整體是處于穩(wěn)定狀態(tài)的。而從樁基位移來看，隧道施工完成后，位移方向偏向于隧道通過方向；從臨隧道側(cè)第一排基礎(chǔ)至最后一排基礎(chǔ)位移呈依次遞減的趨勢，差異沉降值、房屋傾斜度是處于安全范圍內(nèi)的。
從以上分析和實測結(jié)果可以看出地鐵車站隧道的施工過周圍的建（構(gòu)）筑物有一定的影響，尤其是構(gòu)筑物整體性較差，基礎(chǔ)形式整體變形協(xié)調(diào)性較差的建筑容易受到開挖影響而發(fā)生不可預(yù)見的變化甚至破損。從數(shù)值模擬計算得到的結(jié)果和實際實時監(jiān)測結(jié)果可以看出，針對特定部位采取局部加強(qiáng)支護(hù)參數(shù)等方法是可行有效的。
5.相應(yīng)的措施及其效果分析
通過數(shù)值模擬分析，在既有構(gòu)筑物正下方及側(cè)下方實施大跨暗挖隧道施工，對構(gòu)筑物基礎(chǔ)是會產(chǎn)生一定的影響的。這種影響主要源于隧道開挖施工造成的地層應(yīng)力重分布，從而引起相應(yīng)的位移變形。隧道開挖面積越大，跨度越大，所影響的范圍也越廣；而巖層的好壞、隧道的體量與埋深、開挖方式的選擇等因素又對其影響程度起著重要的作用。通過盡量創(chuàng)造條件避免不利因素，或是采取相應(yīng)措施對其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)等方式，是解決此類問題的原則性方式。
對近距離穿越既有構(gòu)筑物的地下結(jié)構(gòu)施工，在保證自身結(jié)構(gòu)的前提下，對既有構(gòu)筑物所采取的保護(hù)措施主要可以從以下三個方面考慮：1、加強(qiáng)隧道自身初支強(qiáng)度，采取合理施工方式保護(hù)圍巖，控制變形。在城市中施工地下工程，與新奧法的理論有所區(qū)別，那就是控制圍巖的變形。通過弱爆等方式保護(hù)圍巖，增加初支的剛度以及采取相應(yīng)的輔助措施，合理的開挖步序和及時支護(hù)等方式把開挖形成的塑性區(qū)控制在一定的范圍，是可以達(dá)到很好的目的的。上述工程通過加強(qiáng)初支剛度，施做側(cè)向以及頂部超前管棚、側(cè)向預(yù)應(yīng)力錨索等措施，很好的控制了圍巖的變形。2、在地下結(jié)構(gòu)與既有構(gòu)筑物間采取隔斷措施。此類方式一般通過在隧道與既有構(gòu)筑物基礎(chǔ)間設(shè)置隔離樁、墻或加固段等方式，隔斷因隧道開挖引起的地層變形傳遞至建筑物基礎(chǔ)的路徑。此類方式在各地建設(shè)工程中都有很多成功的案例，效果也很明顯。3、對既有構(gòu)筑物基礎(chǔ)進(jìn)行加固。隧道等地下結(jié)構(gòu)施工對地層的影響都有一定的范圍，將既有構(gòu)筑物基礎(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，如設(shè)置樁基等，使基礎(chǔ)主要承載部位避開影響區(qū)從而達(dá)到降低影響的目的；或是將地基與結(jié)構(gòu)本身整體加強(qiáng)，提高整體受力剛度，避免過大的差異沉降。上述工程通過對周邊建筑特別是磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行地基補(bǔ)強(qiáng)，跟蹤注漿等措施，達(dá)到了很好的效果。
6.結(jié)論
通過上述實例的分析，在施工期間通過相應(yīng)的措施已及計算分析，是可以有效的保證暗挖隧道已經(jīng)周邊建筑物的整體安全。但是，我們要清醒的意識到，地下結(jié)構(gòu)的施工條件變化莫測，巖層的特性遇突發(fā)性狀況等不可預(yù)見的因素極多。一些主體隧道深埋段出現(xiàn)塑性擠壓整體變形破壞的可能性較小，但是隧道開挖過程中，仍可能出現(xiàn)因結(jié)構(gòu)面切割的不穩(wěn)定塊體出現(xiàn)滑落或坍塌等狀況。因此應(yīng)注意實際開挖的步驟方式，加強(qiáng)相應(yīng)的監(jiān)控，嚴(yán)格遵守信息化施工模式，采取相應(yīng)的措施，才能保證工程的順利施工。
參考文獻(xiàn)：
【1】張慶賀，朱合華，莊榮。地鐵與輕軌。北京：人民交通出版社，2001.11
【2】GB50157-2013，地鐵設(shè)計規(guī)范
【3】施仲衡，張彌。地下鐵道設(shè)計與施工。西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1997
【4】TB10003-2005，鐵路隧道設(shè)計規(guī)范
【5】程志鵬。特大斷面超淺埋暗挖地鐵車站隧道施工技術(shù)研究。北京交大：碩士學(xué)位論文，2009.6
【6】重慶軌道交通6號線第三方驗算數(shù)值模擬分析。重慶交大,2010.2
關(guān)鍵詞：地鐵施工；施工技術(shù)；措施
中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、地鐵隧道施工的主要技術(shù)
(一)淺埋暗挖法
顧名思義，淺埋暗挖法是一項邊開挖邊澆筑的施工技術(shù)。其原理是：利用土層在開挖過程中短時間的自穩(wěn)能力，采取適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)措施，使圍巖或土層表面形成密貼型薄壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的不開槽施工方法，主要適用于粘性土層、砂層、砂卵層等地質(zhì)。由于淺埋暗挖法省去了許多報批、拆遷、掘路等程序，現(xiàn)被施工單位普遍采納。淺埋暗挖法主要的技術(shù)特點為：動態(tài)設(shè)計、動態(tài)施工的信息化施工方法，建立了一整套變位、應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)；強(qiáng)調(diào)小導(dǎo)管超前支護(hù)在穩(wěn)定工作面中的作用；研究、創(chuàng)新了劈裂注漿方法加固地層；發(fā)展了復(fù)合式襯砌技術(shù)，并開創(chuàng)性地設(shè)計應(yīng)用了鋼筋網(wǎng)構(gòu)拱架支護(hù)。
(二)盾構(gòu)法
盾構(gòu)法最初是用于修建城市地下排水隧道，采用的是比較老式的盾構(gòu)機(jī)（如網(wǎng)格式、壓氣式、插板式等），80年代末、90年代初開始采用土壓式、泥水式等現(xiàn)代盾構(gòu)修筑地鐵區(qū)間隧道。盾構(gòu)法具有安全、可靠、快速、環(huán)保等優(yōu)點，目前，該方法已經(jīng)在我國的地鐵建設(shè)中得到了迅速的發(fā)展。隨著盾構(gòu)法研究的深入、工程應(yīng)用的增多，盾構(gòu)法施工技術(shù)以及盾構(gòu)機(jī)修造配套技術(shù)也得到了發(fā)展提高：上海地鐵隧道基本全部采用盾構(gòu)法修建，除區(qū)間單圓盾構(gòu)外，目前正在使用雙圓盾構(gòu)一次施工兩條平行的區(qū)間隧道，此外還試驗采用了方形斷面盾構(gòu)修建地下通道；采用直徑11.2m的泥水盾構(gòu)建成了大連路越江道路隧道，這也是目前我國最大直徑的盾構(gòu)機(jī)。廣州地鐵采用具有土壓平衡、氣壓平衡和半土壓平衡模式的新型復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)成功應(yīng)用于既有軟土、又有堅硬巖石以及斷裂破碎帶的復(fù)雜地層的地鐵區(qū)間隧道修筑，大大拓展了盾構(gòu)法的應(yīng)用范圍。深圳、南京、北京、天津等城市雖然地質(zhì)、水文條件各不相同，但采用盾構(gòu)法修建區(qū)間隧道均取得了成功。常見的盾構(gòu)施工技術(shù)有：盾構(gòu)拼裝。在盾構(gòu)拼裝前，現(xiàn)在拼裝室底部鋪設(shè)52cm厚的混凝土墊層，其表面與盾構(gòu)外表面相適應(yīng)，在墊層內(nèi)鋪設(shè)鋼軌，軌頂伸出墊層約5cm，可作為盾構(gòu)推進(jìn)時的導(dǎo)向軌，并能防止盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)。由于起重設(shè)備和運輸條件的限制，通常盾構(gòu)都拆卸成切口環(huán)、支承環(huán)、盾尾3節(jié)運到工地，然后用起重機(jī)逐一放進(jìn)井下的墊層上。在拼裝好后的盾構(gòu)后面，尚需設(shè)置由型鋼拼成的、剛度很大的反力支架和傳力管片。然后推出盾構(gòu)需要開動的千斤頂數(shù)目和總推力進(jìn)行反力支架的設(shè)計和傳力管片的排列。對于洞口地層加固。當(dāng)盾構(gòu)工作井周圍地層為自穩(wěn)能力差、透水性強(qiáng)的松散砂土或飽和含水黏土?xí)r，如不對其進(jìn)行加固處理，則在鑿出開口后，必將會有大量土體和地下水向工作井內(nèi)塌陷，導(dǎo)致洞周圍大面積地表下沉，危機(jī)地下管線和附近建筑物。
(三)新奧法
新奧法是新奧地利隧道施工方法的簡稱， 在我國常把新奧法稱為“錨噴構(gòu)筑法”。采用該方法修建地下隧道時，對地面干擾小，工程投資也相對較小，已經(jīng)積累了比較成熟的施工經(jīng)驗，工程質(zhì)量也可以得到較好的保證。使用此方法進(jìn)行施工時，對于巖石地層，可采用分步或全斷面一次開挖，錨噴支護(hù)和錨噴支護(hù)復(fù)合襯砌，必要時可做二次襯砌；對于土質(zhì)地層，一般需對地層進(jìn)行加固后再開挖支護(hù)、襯砌，在有地下水的條件下必須降水后方可施工。新奧法廣泛應(yīng)用于山嶺隧道、城市地鐵、地下貯庫、地下廠房、礦山巷道等地下工程。
針對我國城市地下工程的特點和地質(zhì)條件， 新奧法經(jīng)過多年的完善與發(fā)展，又開發(fā)了“淺埋暗挖法”這一新方法，與明挖法、盾構(gòu)法相比較，由于它可以避免明挖法對地表的干擾性，而又較盾構(gòu)法具有對地層較強(qiáng)的適應(yīng)性和高度靈活性，因此目前廣泛應(yīng)用于城市地鐵區(qū)間隧道、車站、地下過街道、地下停車場等工程，如根據(jù)新奧法的基本原理，采用“群洞”方案修建的廣州地鐵二號線越秀公園站及南京地鐵一期工程南京火車站站， 斷面復(fù)雜多變的折返線工程、聯(lián)絡(luò)線工程也多采用新奧法。
在我國利用新奧法原理修建地鐵已成為一種主要施工方法，尤其在施工場地受限制、地層條件復(fù)雜多變、地下工程結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜等情況下用新奧法施工尤為重要。
(四)鉆爆法
鉆爆法施工的全過程可以概括為：鉆爆、裝運出碴，噴錨支護(hù)，灌注襯砌，再輔以通風(fēng)、排水、供電等措施。在通過不良地質(zhì)地段時，常采用注漿、鋼架、管棚等一系列初期支護(hù)手段。根據(jù)隧道工程地質(zhì)水文條件和斷面尺寸，鉆爆法隧道開挖可采用各種不同的開挖方法，例如：上導(dǎo)坑先拱后墻法、下導(dǎo)坑先墻后拱法、正臺階法、反臺階法、全斷面開挖法、半斷面開挖法、側(cè)壁導(dǎo)坑法、CD 法、CRD 法等。對于爆破，有光面爆破、預(yù)裂爆破等技術(shù)。對于隧道初期支護(hù)，有錨桿、噴混凝土、掛網(wǎng)、鋼拱架、管棚等支護(hù)方法。及時的測量和信息反饋常用來監(jiān)測施工安全并驗證巖石支護(hù)措施是否合理。防水基本采用截、堵、排等幾種方法，其中在噴射混凝土內(nèi)表面張掛聚乙烯或聚氯乙烯板，然后再灌注二次混凝土襯砌被認(rèn)為是一種效果良好的防滲漏措施。
二、對地鐵施工技術(shù)控制問題的相應(yīng)措施
(一)混凝土配比的控制
影響混凝土質(zhì)量的因素有很多，譬如說混凝土的選用、混凝土的配比等，其中混凝土的配比是影響混凝土質(zhì)量的主要因素。在地鐵工程施工前，施工方會根據(jù)施工設(shè)計要求，進(jìn)行混凝土的配置。其主要的技術(shù)參數(shù)包括水灰比、水膠比、UEA用量以及塌落度等。這些配置配比參數(shù)需要進(jìn)行報審，在審查中需要結(jié)合設(shè)計要求、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和防水性等技術(shù)的要求進(jìn)行審查，審查合格后才可以進(jìn)行混凝土的配比工作，這個環(huán)節(jié)是保證混凝土質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。
(二)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，防止?jié)B漏和裂縫問題的出現(xiàn)
在地鐵工程施工中，其施工縫、頂板防水層以及誘導(dǎo)層等施工中，容易出現(xiàn)滲漏和裂縫問題，因此在這幾個方面需要特別注意施工質(zhì)量問題。施工縫防水施工中，主要包括兩方面，橫向施工縫和縱向施工縫。這兩方面需要進(jìn)行重點的檢查，并對止水帶進(jìn)行規(guī)格、性能指標(biāo)等的檢查，以防止由于止水帶中存在氣泡而導(dǎo)致的滲漏問題的發(fā)生。其次，在施工縫中嵌入止水鋼板時，需要對止水鋼板的焊接質(zhì)量和表面清潔程度進(jìn)行檢查，以保證不會出現(xiàn)滲漏的問題。頂板防水層在施工前需要保證其防水層表面的清潔，并對混凝土的含水量進(jìn)行檢測，以保證其含水量不超過9%。誘導(dǎo)層防水施工中，需要注意止水帶的預(yù)埋位置，如果止水帶預(yù)埋位置沒有做到嚴(yán)格居中，則會降低防水性能，致使出現(xiàn)滲漏問題。
其次，還可以通過預(yù)埋注漿管的形式建立預(yù)防水系統(tǒng)。當(dāng)水滲入到接縫處時，設(shè)定在表面的注漿管端口會往管中注入環(huán)氧樹脂漿液，并通過注漿管傳遞漿液到任何位置出漿，通過連續(xù)性的滲透，將接縫的空隙實現(xiàn)永久性的封堵。
(三)模板施工的技術(shù)要求
模板施工中，必須保證模板表面平整度符合相關(guān)要求，安裝牢固、穩(wěn)固，防止在混凝土澆筑過程中出現(xiàn)松動、跑模以及超標(biāo)準(zhǔn)變形等情況，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量的情況出現(xiàn)。對于高、大模板施工，需要在前期進(jìn)行施工設(shè)計計算，并經(jīng)施工監(jiān)理進(jìn)行報審批復(fù)后才可以進(jìn)行施工。其次，模板的拼接是否嚴(yán)密也會影響到施工質(zhì)量，需要嚴(yán)格進(jìn)行模板的拼縫作業(yè)，模板拼縫要平整嚴(yán)密，并采取相關(guān)措施來填補(bǔ)拼縫，像在拼接處貼止水膠帶和涂抹玻璃膠等，保證不會出現(xiàn)漏漿的情況，且模板內(nèi)部刷脫模劑。在模板施工完成后，經(jīng)測量符合圖紙要求及規(guī)范要求后進(jìn)行混凝土的澆筑。此外，如果在混凝土澆筑過程中模板中出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)變形情況，及時采取措施將模板固定牢固，保證結(jié)構(gòu)體型尺寸。
(四)鋼筋施工技術(shù)
鋼筋進(jìn)場時提供材質(zhì)證明，檢測報告，并對其形狀、尺寸等進(jìn)行核對，進(jìn)場后原材料進(jìn)行取樣，合格后按圖紙要求加工。此外，鋼筋焊接、機(jī)械連接還要做工藝性試驗（包括現(xiàn)場試驗），使用過程中按規(guī)范要求取樣，在鋼筋進(jìn)行焊接、機(jī)械連接、安裝前進(jìn)行鋼筋表面的除銹工作。在鋼筋使用過程中，保證鋼筋的表面沒有損傷、油漬、污漬以及鐵銹等。此外，對于焊接后，在焊接處留下的焊瘤需要進(jìn)行處理，并在鋼筋端部的一些彎曲、扭曲處等進(jìn)行校正或是切除。其鋼筋焊接成型后，進(jìn)行網(wǎng)片和骨架的固定中，必須保證綁扎穩(wěn)固，以防止在安裝和澆筑混凝土中出現(xiàn)松動或是變形等情況，影響施工質(zhì)量。其次，在鋼筋的固定和安裝中，需保證鋼筋的焊接貫通，這樣可以保證工程施工中防迷流的設(shè)計要求。
結(jié)語
總之，由于地鐵工程的特殊性，如何提高地鐵施工的安全性就成為了眾多學(xué)者研究的一大重點。因此，在施工過程中要對施工技術(shù)不斷創(chuàng)新以及發(fā)展，同時，必須充分認(rèn)識到安全管理工作的重要性，還要提高管理水平，真正的做好地鐵施工過程，為企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益作保障。
參考文獻(xiàn)
[1]趙衍發(fā).淺埋暗挖法下穿既有地鐵車站的風(fēng)險控制[D].北京交通大學(xué)，2013.
