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城市地下工程概论范文1
一、该项教学改革的内容及其作用
该项教学改革的基本内容和发挥的重要作用如下。
1.寻找学科共性，深入分析存在问题，找准改革切入点
通过调查、分析、研究了采矿工程与岩土工程学科的知识体系、人才培养计划、工作性质、毕业生就业岗位的相通性，得出本科生所学的基础课95%相同、专业基础课80%相同、专业课60%相同、实习环节在广义上也是相同的结果。研究生完全可以从事采矿工程和岩土工程领域课题的研究。
2.征集多方意见，提出改革思想，创建复合型人才培养模式
通过倾听工业界、科技界、教育界及国外同行的意见；经过组织教师多次论证，提出将“采矿工程”专业拓宽为“采矿与岩土工程”专业的指导思想，以适应人才市场的需求。按照该指导方针，在近十年的时间里对原采矿工程专业的培养计划、教学大纲、教材内容、教学实践、实验室以及教师知识体系等进行了卓有成效的改革和建设。
3.拓宽教学内容，缩短知识学习流程，创新课程教学方法
在目标正确和优化原则确立的基础上，遵循教育规律，调整和重组专业课程结构、更新课程内容，科学协调各层次课程及其实践环节；改革部分知识体系从基础专业基础专业实践的传统长流程培养模式，保证在不増加教学课时的前提条件下实现培养目标。例如，将地下开采系统联系起来比较和讲授；将井巷工程和隧道工程联系起来比较和讲授。
4.指导思想明确，培养计划配套，系列教材建设同步
根据培养计划需要，先后开展了《矿山地质与工程地质》、《弹塑性力学》、《环境工程概论》、《工程机械》、《井巷与隧道工程》、《地下工程通风与空调》6门课程的整合和相关集中教学实践环节的调整，编写了《控制爆破与拆除爆破》、《施工组织与概预算》、《城市地下工程规划与设计》、《土力学地基基础》、《岩石地下建筑工程》等13门本科生教材和《岩石冲击动力学》、《AdvancedMiningTechn-lology》等7种研究生教材。
5.选定主干课程，有序组织教学试验，建立质量保障体系
通过确定若干门主干课程为试验课，改革过去“不同层次课程”和“不同类型课程”相对分割独立的课程设置、课程安排和教学模式；改革课程体系实施过程中传统的教学手段和方法，应用多媒体工具増大单位时间内传递给学生的信息量；建立一套应用“故障树分析”评价教学质量和教学管理体系，为新的教学计划实施提供保障。
6.大胆起用青年教师，鼓励教师讲授新课，拓宽教学科研范围
对于青年教师，基本无所谓新课和老课，而且他们知识新颖，接受新知识能力强，在任务明确之后，很快进入角色。通过上述改革，很大程度拓宽了采矿工程专业教师的知识面，有20多名原采矿工程专业的教师能开出多门岩土工程的课程；同时，也使教师的研究领域有所拓宽和发展。
7.开拓现有仪器设备用途，大幅度提高实验室利用率
由于采矿与岩土工程实验室的相通性，其实验室和实验装备也有许多相通之处。例如，矿井通风的许多仪器都可以用于地下工程通风的实验，矿山岩石力学的许多仪器设备都可以用于岩土工程的实验。采矿与岩土工程的交融使实验室利用率提高20%以上。
8.复合型人才满足市场需要，有利于毕业生实现人生价值
近十年来，我校采矿与岩土工程专业毕业生约有20%服务于矿山，70%服务于涉及大量岩土工程建设项目的建筑、交通、水利、地下工程等部门，毕业生就业面宽，一次分配成功率接近100%，毕业生具有市场自适应性。实践证明了采矿工程人才和岩土工程人才可以双向流动，具有一定的等效性和可合并性。
9.十年改革不懈，结出丰硕成果
近十年来，我们培养了7届400多名复合型学士、硕士和博士，他们在矿山和涉及大量岩土工程项目的建筑、交通、水利、地下工程等选择职业，为我国现代化建设作出重要贡献。
10.教学改革稳定师资队伍，带动学科快速发展
由于上述改革保证了我校采矿工程学科的教学没有受到社会不利因素的影响而削弱，在较长时间里和大环境非常不利的形势下，采矿学科不仅得以生存而且得到较大的发展，使学科能够成功申请到国家重点学科，为我国采矿与岩土工程的建设作出了重要贡献。同时，采矿工程学科相继申请到岩土工程硕士和博士授予权。
11.及时鉴定所取得的成果，在全国范围推广应用
2000年元月，在我校召开了国家教育部拥有采矿工程专业的重点高校工作会议，与会专家对该成果给予高度评价；之后，国内10多所高校的采矿工程专业也相继开展了类似的改革。在2001年和2002年我校举办的两届国际采矿高级研讨班期间，该项改革成果也得到与会10多个国家的采矿专家和教授的认同。
二、该项教学改革的创新点
该项教学改革在以下5个方面有所创新。
1.提出和实现了采矿与岩土工程本科生和研究生培养计划、实验室及教师知识体系的有机交融，使采矿与岩土工程专业毕业生可在矿山和涉及大量岩土工程建设项目的建筑、交通、水利、地下工程等多部门选择职业，证明了采矿工程人才和岩土工程人才可以双向流动，具有一定的等效性和可合并性。
2.培养目标、要求和计划打破过去由教学单位单方（或为主）凭经验提出，未广泛征集工业界、科技界、教育界的综合意见和市场预测及国内外比较研究的结果而定的做法。
3.课程体系的优化紧密围绕优化目标而定，除了遵循教学规律、己有的教学经验成果以外，其优化过程还采用系统分析方法和数学手段，这比过去凭经验设定课程体系更科学，在研究方法上有所不同。
4.由于教学目标、教学计划面向市场和未来，更注重学生的创新能力、创业能力、自我完善提高能力和社会适应能力等。
5.在教材编写方面，研究了如何缩短一些“知识链”、“知识网”、“知识层次”模型的长流程问题，为采矿与岩土工程专业的综合教科书编撰积累了经验，具有实际意义。
三、成果应用
该项教学改革成果得到了较好的应用，取得了很好的效果。从1995年以来，己培养了8届“采矿与岩土工程”的本科毕业生、硕士生、博士生400多名。在校学生对此项改革表示出最大的支持，学习积极性大大提高：毕业生普遍受到社会的好评，一次就业率达100%，本科生考上研究生的比例也有所提高。国内10多所高等院校的采矿工程专业相继应用了采矿与岩土工程专业有机交融的改革方案。
城市地下工程概论范文2
[关键词]城市地铁；浅埋暗挖；矩形隧道；四台阶分步开挖；临时支撑拆除代换
中图分类号：TU126 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0202-01
1、工程概况
深圳地铁四号线上民区间下穿梅坳八路结构段为浅埋暗挖变断面矩形隧道，位于梅坳八路与中康路交叉路口下，全长68m，两端为明挖结构。暗挖结构覆土厚度5.4～7.57m。地面交通繁忙，其中厦深客专施工运土重载车必经该路口。线路左侧是居民生活小区，整栋楼为浅基础，距离隧道结构边界最近处约20m；隧道顶板上方有大量地下管线（雨水箱涵），该段隧道为典型的城市浅埋暗挖隧道。
暗挖隧道的地质情况自上而下为：人工填土厚5.16m～8.75m，中砂层厚度2.0m～1.2m，砾砂层厚度1.3m～2.8m厚，有机质粉质粘土层厚度1.0m～1.3m，含粘性土粉砂层厚度1.2m～2.5m，以下依次是花岗岩残积土、全、强、中、风化粗粒花岗岩，隧道主体结构基本位于砾砂层、有机质粉质粘土层、含粘性土粉砂层中，地下水埋深2.5m左右，地下水丰富，砂层及粘性土粉砂层常年处于饱和状态。
由于前期隧道上方雨水箱涵施工破坏了原状土，使得隧道上方覆土变得松散，隧道又处于砾砂层，水源丰富，隧道开挖易引起掌子面和洞周土体坍塌、涌砂和塌顶等地质灾害[1]，造成开挖困难和地表沉降过大。
2、总体施工方案和施工工艺
2.1 总体施工方案
由于隧道穿越砾砂层，地下水位较高。同时隧道上部为梅坳八路，隧道顶板距雨水箱涵及各种管线较近，确定采用CRD工法[2]，四台阶分步平行开挖法，大断面分左中右三跨进行开挖。其中K7+300～326.5里程段，左洞跨度达6.0～4.5m，根据经验针对单个洞室开挖宽度大于4.2m时，对左洞分解为左右两个小洞开挖，因此整个断面分上下导八洞室开挖。如图3～4所示。
⑴隧道开挖前，利用隧道南北端基坑做管棚工作井，从南北两端沿隧道结构外50cm、环向间距30cm，打设Φ159×8mm超前大管棚并注浆，从而提高围岩整体强度与稳定性，减小地面沉降，确保道路正常通车。
⑵隧道开挖采取多导洞分台阶法。开挖前，沿隧道拱部和边墙打设Φ42×3.5mm@0.3m，L=3m超前小导管，纵向间距1.5m，注浆加固，确保隧道拱部围岩稳定。
⑶格栅钢架间距布置为0.5m，设双层Φ8@0.1×0.1m钢筋网，喷C25混凝土0.3m厚。
⑷围岩较差地段采用洞内全断面注浆加固。注浆花管：Φ42×3.5，L=5m；采用水泥-水玻璃双液浆，间隔3m封闭一次进行全断面注浆。
⑸施做结构时，保留部分临时中立柱（即间隔三榀保留一榀临时中立柱），将临时立柱埋在结构底板中，同时对防水卷材施工做相应的变动，待施工侧墙及顶板时再将其拆除，减少顶板下沉量。
2.2 主要施工工艺
2.2.1 隧道开挖
超前管棚施工完成后，即可进行隧道开挖施工。按照总体方案，隧道采用CRD法开挖，工序及步骤：打设超前小导管、注浆加固、分四台阶预留核心土开挖、钢格栅架设及临时型钢支撑、钢筋网搭接、纵向联系钢筋焊接、喷射砼、封闭后回填注浆。隧道开挖顺序横断面图见图3～4。
3.2.2 结构施工及技术措施
总体施工顺序为：。
3.2.3.1 底板结构施工
底板结构按6m一段进行施工，采用水平型钢代换法和保留部分临时型钢。
水平型钢代换法：间隔1榀截断3榀竖向临时型钢支撑，在中隔墙1.5m高度位置安设一根水平I25a型钢，两端与临时型钢焊接牵固，铺设空隙内防水层，在铺设好的防水层上垫2层无纺布及一块钢板，恢复一榀竖向支撑，截断未拆除的竖向临时型钢，铺设剩余部位底板防水层，确保每2m有一根竖向型钢支撑到底板初期支护上，之后绑扎钢筋，浇筑底板混凝土，最后在每个空隙位置内恢复1根竖向型钢至底板混凝土面，减少拱顶下沉。如图5。
3.2.3.2 中隔墙施工
中隔墙6m一板。由于是平顶隧道，存在顶部混凝土填充不密实的情况。对顶部混凝土的浇筑做特殊设计。在中隔墙顶部沿隧道纵向预埋混凝土输送管，采用后退式浇筑。变更为用流动性更好、粒径更小的C30细石防水混泥土。中隔墙浇筑示意图见图7。折模后安设临时支撑。
3.2.3.3 侧墙顶板施工
侧墙顶板每6m一板。中隔墙达到设计强度后，及时增加型钢回撑（见图7）。之后拆除中隔墙一侧的临时型钢立柱，以便施做侧墙顶板。本工程右线为标准断面，采用模版台车进行二次施工，左线为渐变断面，采用模板满堂脚手架法。
这样进行受力转换后，及时施做侧墙顶板，确保了拱顶沉降在限值范围内，实际监测发现采用分步施做二次结构是安全可行的。
4、监控量测
因该段隧道的特殊性，对监测累计沉降值进行阶段性分解，根据地表及管线沉降布点和洞内布点的监测数据，结合注浆检查结果，如发现地表沉降量超出设计值时，实施跟踪动态注浆。隧道开挖完毕，初期支护处于稳定状态，在二次结构施工时临时支撑体系代换拆除前进行第一次量测，收集初始数据，通过监测及时反馈信息，判断支撑拆除代换过程中原支护体系是否处于稳定状态。监测结果表明，二次结构施工临时支撑拆除代换过程中的沉降基本控制在10mm以内，其中中隔墙施工支撑代换后中隔墙支撑本身沉降5mm，拱顶沉降基本控制在6mm以内。隧道开挖到初期支护完成，直到二次结构施工完毕，地表沉降基本在30mm以下。
5、结论
过梅坳八路暗挖隧道为大跨度浅埋平顶隧道，采用CRD工法，四台阶分步平行法开挖。通过打设大管棚注浆，开挖加密小导管注浆及全断面注浆加固保证了很好的开挖条件。分导洞开挖，临时支护体系繁多，二次衬砌施工时临时支护体系拆除代换过程中结构受力转换复杂，支撑拆除代换是否合理、安全对浅埋暗挖隧道的安全至关重要。
通过监测信息反馈及施工质量评定，过二次衬砌分步施工及支撑体系拆除代换是切实可行的。施工过程中通过支撑代换确保了原初期支护结构的稳定，保证了安全。施工过程中严格监测量控，对止水钢板与防水板的焊接质量的控制，使隧道二衬防水质量得到了保证。尤其是二衬背后及时注浆，填补了二衬混凝土浇筑不密实的空洞，有效减少了二衬之后隧道拱顶沉降。
通过对过梅坳八路浅埋暗挖隧道的开挖及二次衬砌施工实践研究，使特殊条件下城市浅埋暗挖复杂矩形隧道施工技术更加丰富、成熟，保证施工生产的顺利进行。
参考文献
[1] Fluder，A.，Otto，B.Proceedings of the 3rd Internationnal Symposium on Field Measurements in Geomechanics[M].A.A.Balkema，Rotterdam，Neth，1991：9-11，809-819.
