時(shí)間：2023-07-20 09:21:27
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Abstract： Aiming at the chronic problems in the development of urban underground space （subway station）， such as， large investment， long construction period， low work efficiency， and so on， the author proposes a new idea of closed underground space development， constructs new structural system， technology and supporting construction methods of subway station， and strives to make the underground space development toward mechanization， industrialization and automation.
關(guān)鍵詞： 地鐵站；地下空間；連續(xù)墻；樁
Key words： subway station；underground space；continuous wall；pile
中圖分類(lèi)號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）14-0134-02
0 引言
地鐵技術(shù)自1843年發(fā)明以來(lái)，已經(jīng)歷了一百多年的工程實(shí)踐和探索，目前地鐵站間隧道技術(shù)無(wú)論硬巖和軟巖均已達(dá)到較為理想的機(jī)械化、工業(yè)化和自動(dòng)化水平，其掘進(jìn)速度也是驚人的，處于技術(shù)成熟的狀態(tài)。然而，目前地鐵站的施工技術(shù)除個(gè)別發(fā)達(dá)國(guó)家采用三園盾構(gòu)施工外，均還處于半機(jī)械化與機(jī)械化相結(jié)合的狀態(tài)，施工效率低，工期長(zhǎng)，費(fèi)用高。本文結(jié)合目前的施工工藝研究開(kāi)發(fā)了《多功能地鐵換乘站綜合體構(gòu)筑方法》，并獲得發(fā)明專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)：200810230796.4。
1 地鐵站施工技術(shù)現(xiàn)狀
1.1 降水、放坡開(kāi)挖 目前大多數(shù)地鐵站施工均采用此法。這種方法的缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)用地面積大，浪費(fèi)水資源，受氣象條件干擾大。
1.2 支撐鋼管作基坑臨時(shí)支撐，維持土體應(yīng)力平衡，進(jìn)行地鐵站順筑施工。這種方法的缺點(diǎn)是：①需不停抽水維持基坑作業(yè)條件，浪費(fèi)大量水資源，造成地鐵站附近地下水位下降，永久性造成地面下沉，給城市持續(xù)發(fā)展帶來(lái)負(fù)面影響。②鋼管支撐安裝和拆除工作量大，分割基坑空間，不利于機(jī)械化作業(yè)。③大型機(jī)械無(wú)法進(jìn)場(chǎng)作業(yè)，工效低。④不安全因素多，需要持續(xù)、嚴(yán)密的監(jiān)控措施。
1.3 蓋挖順筑法 此法除地鐵站頂板現(xiàn)澆，形成永久頂層支護(hù)層外，其內(nèi)部與鋼管支撐類(lèi)同。這種方法的缺點(diǎn)是與鋼管支撐法相比除受氣象條件干擾較少外，其他類(lèi)同。
1.4 蓋挖逆筑法 地鐵站頂板現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆，內(nèi)部結(jié)構(gòu)主體構(gòu)件自上而下逐層分部構(gòu)筑，完成地鐵站主體施工。其主要優(yōu)點(diǎn)是去掉鋼管支撐，結(jié)構(gòu)本身維持地應(yīng)力平衡。不足之處是施工期間仍需不停抽水維持作業(yè)條件。由于地鐵站原結(jié)構(gòu)體系影響，大型機(jī)械仍無(wú)法進(jìn)場(chǎng)作業(yè)，工效低、進(jìn)度慢、工期長(zhǎng)。
1.5 淺埋暗挖法 通過(guò)對(duì)地鐵站地基的改良加固，使其具有大洞室的開(kāi)挖施工條件，地鐵站施工在原地面下進(jìn)行作業(yè)，此法是我國(guó)工人的創(chuàng)造。
以上地鐵站構(gòu)筑的幾種傳統(tǒng)方法給地鐵站施工帶來(lái)極為沉重的負(fù)擔(dān)，其主要標(biāo)志是投資大、工期長(zhǎng)、工效低，嚴(yán)重制約地鐵事業(yè)的發(fā)展。
2 新理論的探索、確立及其要點(diǎn)
2.1 新理論的探索 目前，地鐵站施工的諸多方法中，絕大多數(shù)屬于地下空間開(kāi)放式方法，在地基與封閉構(gòu)筑物之間均存在物質(zhì)交換，是造成地面永久性沉降、水資源浪費(fèi)、工效低、投資大、工期長(zhǎng)的根本原因。結(jié)合地鐵站的構(gòu)筑原理和國(guó)內(nèi)外地鐵站構(gòu)筑先進(jìn)技術(shù)成果，綜合運(yùn)用地下空間開(kāi)發(fā)技術(shù)，水利工程施工技術(shù)，橋梁工程技術(shù)，地基處理技術(shù)，工業(yè)與民用建筑技術(shù)解決了地鐵站構(gòu)筑過(guò)程中多層次一系列技術(shù)難題，形成了《地鐵站構(gòu)筑方法》的獨(dú)特技術(shù)和地下空間封閉式開(kāi)發(fā)的新理念。其核心技術(shù)為在地下空間開(kāi)挖體結(jié)合界面處（相應(yīng)地層處）通過(guò)采取填充、壓密、劈裂灌漿等方法，人為構(gòu)筑地基內(nèi)封閉隔水層，有效制止土體及封閉構(gòu)筑物界面處的物質(zhì)交換，為地鐵站施工過(guò)程中保持地基穩(wěn)定奠定了可靠的施工基礎(chǔ)條件。
2.2 地下空間封閉式開(kāi)發(fā)理念的技術(shù)要點(diǎn) ①著重解決地下工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)力平衡，以保障地下工程地基穩(wěn)定和施工安全。②針對(duì)性解決地下工程施工中局部土體的水土分離問(wèn)題，為機(jī)械化快速施工創(chuàng)造條件。③著重解決地下空間封閉式開(kāi)發(fā)的作業(yè)空間條件問(wèn)題，對(duì)傳統(tǒng)地鐵站結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化。④按地下空間封閉式開(kāi)發(fā)的要求對(duì)地鐵站結(jié)構(gòu)體系的工序進(jìn)行拆解和調(diào)整，以保證地鐵站工程安全、快速的推進(jìn)。
3 新理論條件下構(gòu)筑的多功能地鐵換乘站綜合體
3.1 綜合體的構(gòu)成及概況如圖1。綜合體為地下、地上圓形構(gòu)筑物，地下三層，24m深，地上二層，16m高。直徑約？準(zhǔn)160m。總面積約160768m2（其中，車(chē)庫(kù)、倉(cāng)庫(kù)面積：60228m2，為結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間）。
3.2 綜合體結(jié)構(gòu)體系，見(jiàn)圖2。
4 綜合體主要構(gòu)筑工序及方法
多功能地鐵換乘站綜合體是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，涉及到多種技術(shù)，現(xiàn)僅就土建工程施工領(lǐng)域主要的工序簡(jiǎn)述如下（注：{1}～{16}為逆作法施工，以后為常規(guī)施工）：
{1}多功能地鐵換乘站高壓水泥灌漿防滲體（地鐵站地基內(nèi)隔水層）。{2}地鐵換乘站鋼筋砼連續(xù)墻（地鐵站圍護(hù)及承重構(gòu)件）。{3}地鐵換乘站連續(xù)墻頂部剛性壓力環(huán)及環(huán)板（由鋼管砼及型鋼砼構(gòu)成）。{4}地鐵換乘站地下灌注樁群（含抗拔樁）。{5}地鐵換乘站內(nèi)土體中水分“疏干”（按需分階段疏干）。{6}井格式雙向預(yù)應(yīng)力鋼纖維型鋼砼地鐵換乘站頂板（±0.00，現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆）。{7}地鐵換乘站地下負(fù)一層土方開(kāi)挖（通過(guò)采光井機(jī)械出土）、負(fù)一層連續(xù)墻縱橫加強(qiáng)肋施工、負(fù)一層樁間聯(lián)系梁施工、負(fù)一層相應(yīng)樓層鋼桁架施工。{8}地鐵換乘站負(fù)二層土方開(kāi)挖、負(fù)二層連續(xù)墻縱橫肋施工、負(fù)二層灌注樁群柱間聯(lián)系梁施工、負(fù)二層相應(yīng)樓層鋼桁架施工。{9}地鐵換乘站空中站臺(tái)地鐵隧道施工。{10}空中站臺(tái)橋梁鋼構(gòu)施工（五跨連續(xù)鋼構(gòu)）。{11}地鐵換乘站負(fù)三層土方開(kāi)挖、負(fù)三層連續(xù)墻縱橫肋施工、負(fù)三層灌注樁群柱間聯(lián)系梁施工、負(fù)三層相應(yīng)樓層鋼桁架施工。{12}地鐵換乘站底層站臺(tái)盾構(gòu)隧道施工。{13}地鐵換乘站底層站臺(tái)橋梁鋼構(gòu)施工（五跨連續(xù)鋼構(gòu)）。{14}底層站臺(tái)下相應(yīng)部位土方開(kāi)挖。{15}連續(xù)墻底部扶壁環(huán)形地梁型鋼砼施工。{16}綜合體底部倒拱底板型鋼砼施工（至此工序?yàn)樽陨隙率┕し较颍?。{17}綜合體中央采光井施工（自此工序由下而上施工方向）。{18}綜合體型鋼砼電梯井施工。{19}綜合體負(fù)三層樓面施工。{20}綜合體底層站臺(tái)施工。{21}綜合體負(fù)二層樓面施工。{22}綜合體空中站臺(tái)施工。{23}綜合體地上一層施工。{24}綜合體地上二層施工。{25}綜合體抗震體系。{26}綜合體三維預(yù)應(yīng)力體系。{27}綜合體各類(lèi)管線及設(shè)備安裝調(diào)試。
5 保證綜合體地基和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的技術(shù)措施
本發(fā)明根據(jù)綜合體的各項(xiàng)功能要求及工程結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，構(gòu)思創(chuàng)造了綜合體的結(jié)構(gòu)體系、工藝技術(shù)。為增大綜合體圍護(hù)及承重結(jié)構(gòu)地下型鋼砼連續(xù)墻的剛度和整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，具體采取了以下技術(shù)措施：
5.1 在連續(xù)墻頂端設(shè)置型鋼砼壓力環(huán)及環(huán)板，與連續(xù)墻頂端固接。
5.2 距連續(xù)墻5m，間距10～20m設(shè)型鋼砼灌注樁群，與連續(xù)墻縱、橫加強(qiáng)肋連為一體，形成厚5m的框架剪力圈層。
5.3 土方開(kāi)挖前于地面按設(shè)計(jì)構(gòu)筑井格式預(yù)應(yīng)力鋼纖維砼地面（±0.00）樓層，與連續(xù)墻剛性連為一體。
5.4 為確保綜合體地基穩(wěn)定，在地基內(nèi)設(shè)置型鋼砼支撐墻，抗拔樁。
5.5 根據(jù)地質(zhì)情況，在綜合體連續(xù)墻外土中設(shè)置鋼筋砼減載樁。
通過(guò)以上技術(shù)措施，為綜合體工程安全提供保證。
6 多功能地鐵換乘站綜合體無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)
6.1 把位于兩個(gè)以上方向的地鐵線路換乘站集中建于地下，大大縮小了地面換乘站的規(guī)模，不僅節(jié)約投資，而且大幅度節(jié)約土地和地下空間資源。
6.2 把地下、地上工程有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)地鐵站功能多元化，大幅度減輕地鐵工程資金壓力，而且收到節(jié)約土地和促進(jìn)房地產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展。
6.3 地基中“隔水層”的設(shè)置，使地鐵站內(nèi)土體可以“疏干”，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水土分離，為地下站內(nèi)機(jī)械化、工業(yè)化、自動(dòng)化高效、快速施工提供作業(yè)平臺(tái)，從而達(dá)到大幅縮短工期的目標(biāo)。
6.4 采用蓋挖逆筑法建設(shè)地鐵站，自上而下逐層分部施工，既適應(yīng)巖土工程環(huán)境，保證施工安全，又使各層結(jié)構(gòu)在站內(nèi)“地面”上作業(yè)，減少空中作業(yè)，提高工效，保證質(zhì)量。
6.5 利用綜合體空間鋼桁架的內(nèi)部空間設(shè)置車(chē)庫(kù)和倉(cāng)庫(kù)，充分利用地下空間資源，增加可用建筑面積60288m2。
6.6 變傳統(tǒng)法地鐵站施工不停頓抽取地下水為間斷“疏干”站內(nèi)局部地基內(nèi)水分，既可有效制止站周地面永久下沉，還可以節(jié)約水資源。
6.7 改善作業(yè)環(huán)境和條件，把工人從傳統(tǒng)法繁重而條件惡劣的勞動(dòng)中解放出來(lái)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，體現(xiàn)人本主義理念。
6.8 綜合體作為現(xiàn)代城市軌道交通的重要節(jié)點(diǎn)，將有力加大現(xiàn)代城市的輻射力，促進(jìn)城鄉(xiāng)一體化和諧發(fā)展。
6.9 經(jīng)測(cè)算，該專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施后，同等規(guī)模工程可節(jié)約投資1/4，工期可縮短1/3。無(wú)疑是地鐵工程效益的大跨越。
參考文獻(xiàn)：
[1]張冠增.城市發(fā)展概論[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2000.
[2]孫章，何宗華，徐金祥.城市軌道交通概論[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2002.
[3]Fuller Moore（著）趙夢(mèng)琳（譯）.結(jié)構(gòu)系統(tǒng)概論[M].遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2001，8.
[4]王星華.粘土固化漿液在地下工程中的應(yīng)用.北京：中國(guó)鐵道出版社，1997，9.
[5]周起敬，姜維山，潘泰華.鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1991，12.
一、該項(xiàng)教學(xué)改革的內(nèi)容及其作用
該項(xiàng)教學(xué)改革的基本內(nèi)容和發(fā)揮的重要作用如下。
1.尋找學(xué)科共性，深入分析存在問(wèn)題，找準(zhǔn)改革切入點(diǎn)
通過(guò)調(diào)查、分析、研究了采礦工程與巖土工程學(xué)科的知識(shí)體系、人才培養(yǎng)計(jì)劃、工作性質(zhì)、畢業(yè)生就業(yè)崗位的相通性，得出本科生所學(xué)的基礎(chǔ)課95%相同、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課80%相同、專(zhuān)業(yè)課60%相同、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)在廣義上也是相同的結(jié)果。研究生完全可以從事采礦工程和巖土工程領(lǐng)域課題的研究。
2.征集多方意見(jiàn)，提出改革思想，創(chuàng)建復(fù)合型人才培養(yǎng)模式
通過(guò)傾聽(tīng)工業(yè)界、科技界、教育界及國(guó)外同行的意見(jiàn)；經(jīng)過(guò)組織教師多次論證，提出將“采礦工程”專(zhuān)業(yè)拓寬為“采礦與巖土工程”專(zhuān)業(yè)的指導(dǎo)思想，以適應(yīng)人才市場(chǎng)的需求。按照該指導(dǎo)方針，在近十年的時(shí)間里對(duì)原采礦工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃、教學(xué)大綱、教材內(nèi)容、教學(xué)實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)室以及教師知識(shí)體系等進(jìn)行了卓有成效的改革和建設(shè)。
3.拓寬教學(xué)內(nèi)容，縮短知識(shí)學(xué)習(xí)流程，創(chuàng)新課程教學(xué)方法
在目標(biāo)正確和優(yōu)化原則確立的基礎(chǔ)上，遵循教育規(guī)律，調(diào)整和重組專(zhuān)業(yè)課程結(jié)構(gòu)、更新課程內(nèi)容，科學(xué)協(xié)調(diào)各層次課程及其實(shí)踐環(huán)節(jié)；改革部分知識(shí)體系從基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐的傳統(tǒng)長(zhǎng)流程培養(yǎng)模式，保證在不増加教學(xué)課時(shí)的前提條件下實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。例如，將地下開(kāi)采系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)比較和講授；將井巷工程和隧道工程聯(lián)系起來(lái)比較和講授。
4.指導(dǎo)思想明確，培養(yǎng)計(jì)劃配套，系列教材建設(shè)同步
根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃需要，先后開(kāi)展了《礦山地質(zhì)與工程地質(zhì)》、《彈塑性力學(xué)》、《環(huán)境工程概論》、《工程機(jī)械》、《井巷與隧道工程》、《地下工程通風(fēng)與空調(diào)》6門(mén)課程的整合和相關(guān)集中教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的調(diào)整，編寫(xiě)了《控制爆破與拆除爆破》、《施工組織與概預(yù)算》、《城市地下工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)》、《土力學(xué)地基基礎(chǔ)》、《巖石地下建筑工程》等13門(mén)本科生教材和《巖石沖擊動(dòng)力學(xué)》、《AdvancedMiningTechn-lology》等7種研究生教材。
5.選定主干課程，有序組織教學(xué)試驗(yàn)，建立質(zhì)量保障體系
通過(guò)確定若干門(mén)主干課程為試驗(yàn)課，改革過(guò)去“不同層次課程”和“不同類(lèi)型課程”相對(duì)分割獨(dú)立的課程設(shè)置、課程安排和教學(xué)模式；改革課程體系實(shí)施過(guò)程中傳統(tǒng)的教學(xué)手段和方法，應(yīng)用多媒體工具増大單位時(shí)間內(nèi)傳遞給學(xué)生的信息量；建立一套應(yīng)用“故障樹(shù)分析”評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)管理體系，為新的教學(xué)計(jì)劃實(shí)施提供保障。
6.大膽起用青年教師，鼓勵(lì)教師講授新課，拓寬教學(xué)科研范圍
對(duì)于青年教師，基本無(wú)所謂新課和老課，而且他們知識(shí)新穎，接受新知識(shí)能力強(qiáng)，在任務(wù)明確之后，很快進(jìn)入角色。通過(guò)上述改革，很大程度拓寬了采礦工程專(zhuān)業(yè)教師的知識(shí)面，有20多名原采礦工程專(zhuān)業(yè)的教師能開(kāi)出多門(mén)巖土工程的課程；同時(shí)，也使教師的研究領(lǐng)域有所拓寬和發(fā)展。
7.開(kāi)拓現(xiàn)有儀器設(shè)備用途，大幅度提高實(shí)驗(yàn)室利用率
由于采礦與巖土工程實(shí)驗(yàn)室的相通性，其實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)裝備也有許多相通之處。例如，礦井通風(fēng)的許多儀器都可以用于地下工程通風(fēng)的實(shí)驗(yàn)，礦山巖石力學(xué)的許多儀器設(shè)備都可以用于巖土工程的實(shí)驗(yàn)。采礦與巖土工程的交融使實(shí)驗(yàn)室利用率提高20%以上。
8.復(fù)合型人才滿足市場(chǎng)需要，有利于畢業(yè)生實(shí)現(xiàn)人生價(jià)值
近十年來(lái)，我校采礦與巖土工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生約有20%服務(wù)于礦山，70%服務(wù)于涉及大量巖土工程建設(shè)項(xiàng)目的建筑、交通、水利、地下工程等部門(mén)，畢業(yè)生就業(yè)面寬，一次分配成功率接近100%，畢業(yè)生具有市場(chǎng)自適應(yīng)性。實(shí)踐證明了采礦工程人才和巖土工程人才可以雙向流動(dòng)，具有一定的等效性和可合并性。
9.十年改革不懈，結(jié)出豐碩成果
近十年來(lái)，我們培養(yǎng)了7屆400多名復(fù)合型學(xué)士、碩士和博士，他們?cè)诘V山和涉及大量巖土工程項(xiàng)目的建筑、交通、水利、地下工程等選擇職業(yè)，為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)作出重要貢獻(xiàn)。
10.教學(xué)改革穩(wěn)定師資隊(duì)伍，帶動(dòng)學(xué)科快速發(fā)展
由于上述改革保證了我校采礦工程學(xué)科的教學(xué)沒(méi)有受到社會(huì)不利因素的影響而削弱，在較長(zhǎng)時(shí)間里和大環(huán)境非常不利的形勢(shì)下，采礦學(xué)科不僅得以生存而且得到較大的發(fā)展，使學(xué)科能夠成功申請(qǐng)到國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，為我國(guó)采礦與巖土工程的建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。同時(shí)，采礦工程學(xué)科相繼申請(qǐng)到巖土工程碩士和博士授予權(quán)。
11.及時(shí)鑒定所取得的成果，在全國(guó)范圍推廣應(yīng)用
2000年元月，在我校召開(kāi)了國(guó)家教育部擁有采礦工程專(zhuān)業(yè)的重點(diǎn)高校工作會(huì)議，與會(huì)專(zhuān)家對(duì)該成果給予高度評(píng)價(jià)；之后，國(guó)內(nèi)10多所高校的采礦工程專(zhuān)業(yè)也相繼開(kāi)展了類(lèi)似的改革。在2001年和2002年我校舉辦的兩屆國(guó)際采礦高級(jí)研討班期間，該項(xiàng)改革成果也得到與會(huì)10多個(gè)國(guó)家的采礦專(zhuān)家和教授的認(rèn)同。
二、該項(xiàng)教學(xué)改革的創(chuàng)新點(diǎn)
該項(xiàng)教學(xué)改革在以下5個(gè)方面有所創(chuàng)新。
1.提出和實(shí)現(xiàn)了采礦與巖土工程本科生和研究生培養(yǎng)計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)室及教師知識(shí)體系的有機(jī)交融，使采礦與巖土工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生可在礦山和涉及大量巖土工程建設(shè)項(xiàng)目的建筑、交通、水利、地下工程等多部門(mén)選擇職業(yè)，證明了采礦工程人才和巖土工程人才可以雙向流動(dòng)，具有一定的等效性和可合并性。
2.培養(yǎng)目標(biāo)、要求和計(jì)劃打破過(guò)去由教學(xué)單位單方（或?yàn)橹鳎{經(jīng)驗(yàn)提出，未廣泛征集工業(yè)界、科技界、教育界的綜合意見(jiàn)和市場(chǎng)預(yù)測(cè)及國(guó)內(nèi)外比較研究的結(jié)果而定的做法。
3.課程體系的優(yōu)化緊密?chē)@優(yōu)化目標(biāo)而定，除了遵循教學(xué)規(guī)律、己有的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)成果以外，其優(yōu)化過(guò)程還采用系統(tǒng)分析方法和數(shù)學(xué)手段，這比過(guò)去憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)定課程體系更科學(xué)，在研究方法上有所不同。
4.由于教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)計(jì)劃面向市場(chǎng)和未來(lái)，更注重學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)能力、自我完善提高能力和社會(huì)適應(yīng)能力等。
5.在教材編寫(xiě)方面，研究了如何縮短一些“知識(shí)鏈”、“知識(shí)網(wǎng)”、“知識(shí)層次”模型的長(zhǎng)流程問(wèn)題，為采礦與巖土工程專(zhuān)業(yè)的綜合教科書(shū)編撰積累了經(jīng)驗(yàn)，具有實(shí)際意義。
三、成果應(yīng)用
該項(xiàng)教學(xué)改革成果得到了較好的應(yīng)用，取得了很好的效果。從1995年以來(lái)，己培養(yǎng)了8屆“采礦與巖土工程”的本科畢業(yè)生、碩士生、博士生400多名。在校學(xué)生對(duì)此項(xiàng)改革表示出最大的支持，學(xué)習(xí)積極性大大提高：畢業(yè)生普遍受到社會(huì)的好評(píng)，一次就業(yè)率達(dá)100%，本科生考上研究生的比例也有所提高。國(guó)內(nèi)10多所高等院校的采礦工程專(zhuān)業(yè)相繼應(yīng)用了采礦與巖土工程專(zhuān)業(yè)有機(jī)交融的改革方案。
關(guān)鍵詞：項(xiàng)目教學(xué)法；支擋結(jié)構(gòu)；教學(xué)觀念
作者簡(jiǎn)介：楊慶光（1979-），男，江西黎川人，湖南工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，講師；唐西婭（1972-），女，湖南株洲人，湖南工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，副教授。（湖南株洲412007）
基金項(xiàng)目：本文系湖南工業(yè)大學(xué)教學(xué)改革基金資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JG1114）的研究成果。
中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2012）11-0080-01
對(duì)于一般教學(xué)型高校而言，大土木下城市地下工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)是培養(yǎng)具有較強(qiáng)素質(zhì)的地下工程設(shè)計(jì)、施工和管理專(zhuān)門(mén)人才，使施工管理者具有較高的專(zhuān)業(yè)技術(shù)和技能水平。目前，我國(guó)大多具有城市地下工程專(zhuān)業(yè)的本專(zhuān)科院校都開(kāi)設(shè)有“支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”這門(mén)課程，而這門(mén)課程傳統(tǒng)的教學(xué)方法僅局限于課堂，通過(guò)任課教師的課堂教學(xué)，輔助一些簡(jiǎn)單的案例分析來(lái)完成課程學(xué)習(xí)，忽略了課程本身的特殊性。從施工管理層面而言，該課程的實(shí)踐性要遠(yuǎn)超前于理論性。從多年來(lái)的教學(xué)效果分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生畢業(yè)后需要一個(gè)較長(zhǎng)的過(guò)渡期來(lái)將課堂上學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際工程結(jié)合起來(lái)，因此傳統(tǒng)教學(xué)法難以得到預(yù)期的教學(xué)效果，對(duì)學(xué)生今后從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作和就業(yè)將產(chǎn)生較大的影響。[1-3]針對(duì)該課程的特點(diǎn)，探討在傳統(tǒng)教學(xué)法基礎(chǔ)上，結(jié)合項(xiàng)目教學(xué)法來(lái)完成課程教學(xué)工作，以期取得更好的教學(xué)效果，為土木工程相關(guān)課程教學(xué)和人才培養(yǎng)提供參考。
一、項(xiàng)目教學(xué)法的必要性和可行性
1.項(xiàng)目教學(xué)法的含義
項(xiàng)目教學(xué)法是一種教和學(xué)的交互模式，[4-5]這種模式集中關(guān)注于某一學(xué)科的中心概念和原理，目的在于把學(xué)生融入到有意義的任務(wù)完成的過(guò)程中，讓學(xué)生在積極地學(xué)習(xí)過(guò)程中，自主地對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行建構(gòu)，從而達(dá)到掌握知識(shí)和培養(yǎng)實(shí)踐能力的目的。將項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用到支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程中可以豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)生活，能夠巧妙地將基本理論，工程經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)軟件和規(guī)范等多種知識(shí)的掌握和項(xiàng)目學(xué)習(xí)緊密聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)習(xí)和現(xiàn)實(shí)生活有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，達(dá)到更佳的教學(xué)效果。
2.項(xiàng)目教學(xué)法的必要性和可行性
（1）項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用可增強(qiáng)相關(guān)課程的關(guān)聯(lián)性，[6]使學(xué)生對(duì)支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形成較為完整的概念。要完成一個(gè)支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，涉及的問(wèn)題方方面面。以一個(gè)基坑支護(hù)工程為例，首先，設(shè)計(jì)者必須對(duì)所要設(shè)計(jì)項(xiàng)目場(chǎng)地條件做充分的了解。如對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、場(chǎng)地周邊地形和建筑物分布情況、基坑開(kāi)挖深度等做充分的了解，這些內(nèi)容錯(cuò)綜復(fù)雜，在有限的課堂上是無(wú)法用三言?xún)烧Z(yǔ)清晰地描述，必須通過(guò)自己的現(xiàn)場(chǎng)接觸，在實(shí)踐中去思考和總結(jié)規(guī)律，從而建立工程經(jīng)驗(yàn)。其次，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的基本情況，結(jié)合業(yè)主在資金、施工單位現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)能力等方面的考慮，綜合確定支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。最后才是根據(jù)勘察報(bào)告提供的巖土參數(shù)和已經(jīng)確定的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行詳細(xì)的支擋結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)。在整個(gè)支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，涉及巖土工程勘察、巖土工程概預(yù)算、土力學(xué)和支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等多門(mén)課程的知識(shí)，知識(shí)點(diǎn)覆蓋面十分廣。把項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用到支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，使學(xué)生在完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過(guò)程中，加深對(duì)上述相關(guān)知識(shí)的理解，找到這些課程之間的關(guān)聯(lián)，并查找和最終解決課程相關(guān)部分的知識(shí)點(diǎn)之間存在薄弱環(huán)節(jié)或盲區(qū)，從而提高教學(xué)效果。只有牢牢掌握了這幾門(mén)專(zhuān)業(yè)課程之間的內(nèi)在聯(lián)系，才具備完成整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。
（2）項(xiàng)目教學(xué)法還能有效地提高學(xué)生工程設(shè)計(jì)的綜合能力。項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施，可將支擋結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)、參數(shù)選擇、結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)造措施及施工圖設(shè)計(jì)合為一體，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的綜合能力。通過(guò)結(jié)合典型的工程實(shí)例，從現(xiàn)場(chǎng)的踏勘、支擋結(jié)構(gòu)方案對(duì)比分析、土層參數(shù)選取、支擋結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算、巖土設(shè)計(jì)軟件復(fù)核和施工圖繪制等能力進(jìn)行系統(tǒng)培養(yǎng)。通過(guò)將學(xué)生的設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工采用的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比分析，找到自己的不足，用實(shí)際工程檢驗(yàn)和改進(jìn)自己的設(shè)計(jì)，使學(xué)生盡早直觀、形象了解工程實(shí)際。此外，在項(xiàng)目教學(xué)中，育人于教學(xué)過(guò)程之中，加強(qiáng)學(xué)生愛(ài)崗敬業(yè)的精神。通過(guò)項(xiàng)目教學(xué)法，克服過(guò)去教學(xué)中課堂講授過(guò)多實(shí)踐過(guò)少、被動(dòng)接受過(guò)多主動(dòng)思考過(guò)少的弊端。只有經(jīng)過(guò)深加工的知識(shí)才是自己的知識(shí)，才能掌握得更加牢固。因此，項(xiàng)目教學(xué)法能夠讓學(xué)生在完成項(xiàng)目過(guò)程中主動(dòng)去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，充分啟發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)的綜合能力。
二、項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施
采用項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行“支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)，可以通過(guò)以下四個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。
1.確定項(xiàng)目法教學(xué)所采用項(xiàng)目
該課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，需要有大量的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)準(zhǔn)備知識(shí)，因此在培養(yǎng)方案制訂階段就要求提前做好準(zhǔn)備，在該課程開(kāi)設(shè)之前將前期準(zhǔn)備知識(shí)學(xué)完，然后主講教師根據(jù)教學(xué)大綱要求，結(jié)合工程實(shí)踐，確立所用項(xiàng)目，讓有關(guān)教師明確該項(xiàng)目?jī)?nèi)容并吃透精神，以后所有教學(xué)活動(dòng)緊緊圍繞該項(xiàng)目進(jìn)行。[7]
2.改革教材，圍繞所確立項(xiàng)目?jī)?nèi)容整編教材，使所用教材更有針對(duì)性
目前支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的教材很多，但是都存在著一些共同點(diǎn)。這些教材的知識(shí)點(diǎn)覆蓋面非常廣，內(nèi)容非常豐富，但是教材內(nèi)容太注重于理論，對(duì)于教學(xué)型院校地下工程系學(xué)生培養(yǎng)并不十分實(shí)用。因此，可以結(jié)合項(xiàng)目教學(xué)法整編教材，增加更多的工程實(shí)踐和行業(yè)規(guī)范方面的應(yīng)用和講解，提高教材的針對(duì)性。
3.教學(xué)計(jì)劃的實(shí)施
項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施分為三步走：首先通過(guò)課堂教學(xué)的方式，將圍繞教學(xué)項(xiàng)目有關(guān)的基本理論知識(shí)講清講透；其次通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的方式，針對(duì)實(shí)際工程，對(duì)工程進(jìn)行分析和講解，然后安排設(shè)計(jì)任務(wù)，要求學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，自己查閱資料進(jìn)行方案選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算；最后，將學(xué)生的設(shè)計(jì)方案同工程采用的方案進(jìn)行對(duì)比分析，在分析中找不足，從而改進(jìn)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中掌握一定的工程經(jīng)驗(yàn)。
4.教學(xué)效果檢查
項(xiàng)目教學(xué)法成效評(píng)估可從學(xué)生對(duì)項(xiàng)目方案選擇、土層參數(shù)選取、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、巖土軟件應(yīng)用和施工圖繪制等方面進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，之后再由教師對(duì)項(xiàng)目工作成績(jī)進(jìn)行檢查評(píng)分。分析學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)分析設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和改進(jìn)的方法，加強(qiáng)項(xiàng)目教學(xué)法的改進(jìn)。
三、項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施成功與否的保障
1.教師教學(xué)觀念的改變
項(xiàng)目教學(xué)法要求教師將以自己為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心；以課本為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴绊?xiàng)目”為中心；以課堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫?shí)踐教學(xué)為中心。只有教師觀念的改變，才是項(xiàng)目教學(xué)法能否實(shí)現(xiàn)的重要保障。
2.學(xué)生學(xué)習(xí)觀念的改變
項(xiàng)目教學(xué)法要求學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)生巨大的轉(zhuǎn)變，不在是靜靜地坐在課堂上聽(tīng)老師講，更多的是要求學(xué)生到現(xiàn)場(chǎng)，到圖書(shū)館自己學(xué)，老師真正起到的是引導(dǎo)作用，而不是主導(dǎo)作用。
3.學(xué)校和企業(yè)的支持
項(xiàng)目教學(xué)法不同于傳統(tǒng)的教學(xué)方法，需要學(xué)校和企業(yè)的配合，為項(xiàng)目教學(xué)營(yíng)造學(xué)習(xí)的資源和協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境。
4.有效評(píng)價(jià)體系的建立
項(xiàng)目教學(xué)法的效果如何，需要有一套完整的評(píng)價(jià)體系。通過(guò)自我的評(píng)價(jià)來(lái)改善和提高教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
[1]王有太.土木工程專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目法教學(xué)應(yīng)用[J].山東紡織經(jīng)濟(jì),2007,(6):97-98.
[2]趙順福.項(xiàng)目法施工管理實(shí)用手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.
[3]鄧明華.基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)(PBL)模式的應(yīng)用探究[D].武漢:湖北大學(xué),2008.
[4]胡慶芳,程可拉.美國(guó)項(xiàng)目研究模式的學(xué)習(xí)概論[J].外國(guó)教育研究,2003,30(8).
[5]朱麗梅.項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)的基本特征[J].教育導(dǎo)刊,2002,(10):25-27.
【關(guān)鍵詞】環(huán)境維護(hù)；土木工程；全過(guò)程；可持續(xù)
在近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人類(lèi)在大規(guī)模改造自然，建設(shè)符合自己需要的基礎(chǔ)設(shè)施過(guò)程中，逐漸開(kāi)始面臨自身活動(dòng)對(duì)人類(lèi)自我產(chǎn)生的挑戰(zhàn)，這可能是前人未能料到的。由于生產(chǎn)力的發(fā)展，大規(guī)模的土木工程建設(shè)，比如公路，鐵道建設(shè)，大壩建設(shè)，地下空間開(kāi)發(fā)等等，雖然大大提高了人類(lèi)的生活質(zhì)量和生活水平，但卻也是對(duì)自然環(huán)境的改造。土木工程建設(shè)對(duì)環(huán)境破壞的例子不勝枚舉，包括：
1）地下工程建設(shè)中過(guò)量抽取地下水引起的區(qū)域性地面沉降，以及由此引起的海平面上升而造成的風(fēng)暴潮加劇、海岸侵蝕加速與鹽水入侵對(duì)沿海城市的影響；
2）不恰當(dāng)?shù)墓I(yè)作用或工程作用在成巖土環(huán)境的失衡，如道路建設(shè)、采空區(qū)、大面積滑坡導(dǎo)致的災(zāi)難性后果；
3）若干老城市也相繼出現(xiàn)了一些新的工程環(huán)境問(wèn)題，如西安市區(qū)的地裂縫和武漢等地的地面塌陷；
4）交通建設(shè)中引起的環(huán)境問(wèn)題 .其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響 ，主要包括占用土地、改變生態(tài)、對(duì)珍稀動(dòng)植物的影響等。此外，線路工程建設(shè)（包括道路與鐵道建設(shè)）對(duì)社會(huì)環(huán)境也會(huì)照成影響，比如高速公路的建設(shè)有可能分隔原有的居民村莊和土地，造成居民出行不便；公路，鐵路的建設(shè)有時(shí)會(huì)造成居民拆遷、人文景觀環(huán)境的改造和破壞等。
在最近的十年里，大規(guī)模的土木工程建設(shè)，也引發(fā)了一系列的超過(guò)以往的嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題。
水利港口工程的建設(shè)不僅會(huì)改造原有河床結(jié)構(gòu)，打破原有河床環(huán)境，也會(huì)對(duì)地面環(huán)境照成巨大影響。三峽大壩的建設(shè)在緩解我國(guó)電力緊張，促進(jìn)國(guó)家工業(yè)化水平提升上將發(fā)揮巨大作用。但是大壩的建設(shè)使得土地短缺矛盾突出，不合理的開(kāi)發(fā)造成當(dāng)?shù)刂脖黄茐模瑲夂蜃兓?，使得生態(tài)退化，水土流失加劇。同時(shí)還影響了壩區(qū)上當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)基礎(chǔ)的穩(wěn)定。有地質(zhì)學(xué)家稱(chēng)，三峽大壩攔截水量的龐大重力已開(kāi)始在好幾個(gè)地點(diǎn)侵蝕長(zhǎng)江陡峭邊岸。再加上水位波動(dòng)頻繁，因而引發(fā)了一系列的滑坡災(zāi)害，也使得大壩附近的地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞。此外，峽水庫(kù)蓄水之后，三峽地區(qū)儀器可測(cè)到的地震次數(shù)明顯增加。雖然到現(xiàn)在為止還沒(méi)有發(fā)生破壞性的地震，但是地震專(zhuān)家認(rèn)為有可能發(fā)生六級(jí)或六點(diǎn)五級(jí)地震。
地鐵成為我國(guó)許多大城市解決城市交通問(wèn)題，提高城市品味的一項(xiàng)重要工程，全國(guó)目前建設(shè)有地鐵的城市已有30多個(gè)，大規(guī)模的地鐵建設(shè)也帶來(lái)一系列環(huán)境問(wèn)題。比如線路規(guī)劃全線拆遷房屋，施工中城市綠地被暫時(shí)破壞，施工打亂了城市正常交通秩序，但這些影響只是臨時(shí)性的。而地鐵建設(shè)對(duì)地下環(huán)境的影響，則是永久的，并且往往是難以恢復(fù)的。
地鐵施工往往照成城市地面塌陷，引發(fā)建筑物的破壞。其引起地表的沉降是多方面的，各種因素之間相互影響的結(jié)果。國(guó)內(nèi)比較典型案例包括：廣州地鐵6號(hào)線施工中照成沿線地表大面積沉陷，影響城市道路通行；深圳地鐵5號(hào)線施工中也因基坑降水引發(fā)大面積地面沉降，照成地表建筑物出現(xiàn)大開(kāi)裂，嚴(yán)重影響了城市環(huán)境。而施工工程中采取切實(shí)有效的措施應(yīng)對(duì)沉降的發(fā)生，往往又造價(jià)偏高，效果不明顯。
地鐵建成運(yùn)行時(shí)，車(chē)輛的行駛中的震動(dòng)往往會(huì)引起周?chē)馏w的變形，最后將這種變形影響傳遞到地表面。為了減輕這種影響，國(guó)內(nèi)地鐵建設(shè)中往往采用減震鐵軌（鋼彈簧浮置板減震道床）等措施，典型的工程案例包括西安地鐵2號(hào)線中鐘樓的保護(hù)。鐘樓位于西安市城中心，是國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)文物，西安地鐵二號(hào)線在下穿鐘樓時(shí)為了盡量減輕對(duì)鐘樓的影響，采取將隧道線路外撤18米的方案，避開(kāi)從鐘樓正下方穿行，同時(shí)在鐘樓基礎(chǔ)5米外采用水泥灌注一圈深20米的水泥樁的方法，每個(gè)水泥樁直徑1米，水泥樁頂部設(shè)置寬1米高0.8米的冠梁，將水泥樁連接成一個(gè)整體，整個(gè)將鐘樓“箍”起來(lái)。較好解決了地鐵建設(shè)與城市土工環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。
除了城市地下鐵道，我國(guó)高速鐵路建設(shè)的步伐也在迅速加快。鐵路干線大都貫穿很多城市，干線的布局要穿過(guò)很多耕地，旅游景區(qū)，保護(hù)區(qū)，而沿線的土地保護(hù)問(wèn)題尤其突出。而施工過(guò)程中的橋梁建設(shè)，路基堆填，隧道建設(shè)等，都會(huì)對(duì)環(huán)境照成巨大影響。比如：隧道施工向環(huán)境中排出大量挖掘的巖石，會(huì)在一定程度改變?cè)协h(huán)境的外貌，同時(shí)也會(huì)改變地下水文環(huán)境。路基填筑往往制造很多人工邊坡，引發(fā)邊坡的穩(wěn)定問(wèn)題，除此以外，高鐵運(yùn)行后也會(huì)對(duì)沿線環(huán)境排放廢棄物，產(chǎn)生一定噪聲污染。
高鐵建設(shè)過(guò)程中，施工需要大量征地，對(duì)土地產(chǎn)生二次改造的不良后果，進(jìn)過(guò)二次改造的土地哪怕在復(fù)耕之后，也難以達(dá)到改造前的狀態(tài)。而京滬高鐵在建設(shè)中就對(duì)耕地保護(hù)做了詳細(xì)而細(xì)致的研究，對(duì)施工中的征地保護(hù)和復(fù)原都進(jìn)行了周密計(jì)劃，這對(duì)減少高鐵施工對(duì)土地和對(duì)環(huán)境的破壞具有相當(dāng)積極的意義。
土木工程建設(shè)與環(huán)境的相互作用問(wèn)題，已經(jīng)引起我國(guó)很多學(xué)者的高度重視。我國(guó)土木工程環(huán)境這一學(xué)科，就是是以土木工程學(xué)與環(huán)境科學(xué)，特別是環(huán)境生態(tài)學(xué)的基本理論為基礎(chǔ)，研究人類(lèi)工程活動(dòng)對(duì)地球土木工程的環(huán)境作用和影響的學(xué)科。許多著作都科普性地介紹了土木工程中常見(jiàn)的環(huán)境問(wèn)題，以及解決環(huán)境污染的預(yù)防措施及治理技術(shù)，幫助土木工程師更加全面地了解當(dāng)代工程師的職責(zé)，從而建立適應(yīng)時(shí)展需要的環(huán)境友好型土木工程知識(shí)結(jié)構(gòu)。
基于環(huán)境保護(hù)的土木工程建設(shè)，做好以下幾點(diǎn)非常重要：
1. 嚴(yán)格做好規(guī)劃設(shè)計(jì)中的環(huán)境問(wèn)題的處理。在工程設(shè)計(jì)中基于環(huán)境保護(hù)對(duì)工程進(jìn)行優(yōu)化。比如對(duì)于高速鐵路線路選擇要盡量繞過(guò)自然保護(hù)區(qū)以及大面積耕地區(qū)；選擇高橋大跨的橋梁設(shè)計(jì)方案，減少對(duì)土地的占用。地鐵線路規(guī)劃中也要全面考慮建設(shè)期間的環(huán)境問(wèn)題，并應(yīng)編制詳細(xì)的環(huán)境影響評(píng)估報(bào)告和環(huán)境問(wèn)題的具體措施。
2. 施工期和運(yùn)行初期加強(qiáng)對(duì)周?chē)h(huán)境的監(jiān)測(cè)。設(shè)立環(huán)境監(jiān)測(cè)站，并將相應(yīng)的配備配置齊全，并且區(qū)域內(nèi)對(duì)水源，地質(zhì)條件等進(jìn)行觀測(cè)，分析對(duì)比，對(duì)建設(shè)期環(huán)境的變化進(jìn)行密切觀察；進(jìn)行環(huán)境工程監(jiān)理，保護(hù)區(qū)內(nèi)的工程必須經(jīng)過(guò)相應(yīng)管理部門(mén)的審查，并且接受相關(guān)部門(mén)的檢查、監(jiān)督。加強(qiáng)環(huán)境工程監(jiān)理工作，加強(qiáng)各項(xiàng)保障措施的落實(shí)，從而減輕施工對(duì)環(huán)境造成的影響；強(qiáng)化環(huán)境管理，嚴(yán)格的遵照施工制度進(jìn)行管理，嚴(yán)禁隨意擴(kuò)大工作面，對(duì)作業(yè)人數(shù)和作業(yè)時(shí)間也應(yīng)該嚴(yán)格規(guī)定。
3.做好后期建設(shè)環(huán)境恢與保護(hù)措施。比如對(duì)于成型的路基邊坡進(jìn)行及時(shí)播植草皮或種植花草；對(duì)路線周邊的環(huán)境進(jìn)行全面修復(fù)治理，力求盡量達(dá)到建設(shè)前狀態(tài)。同時(shí)在恢復(fù)初期加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)，避免二次破壞。
只有在土木工程建設(shè)的全過(guò)程中恪守環(huán)境維護(hù)的原則，從工程立項(xiàng)，設(shè)計(jì)，施工到最后建成運(yùn)營(yíng)的全過(guò)程中，一切基于對(duì)環(huán)境保護(hù)的高度責(zé)任，才能真正實(shí)現(xiàn)土木工程技術(shù)的可持續(xù)和諧發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]《土木工程環(huán)境概論》 王利平著 科學(xué)出版社
[2]《 淺談高速鐵路工程建設(shè)環(huán)境環(huán)?！?伍林 鐵道建設(shè)技術(shù) 2005.（2）
[關(guān)鍵詞]城市地鐵；淺埋暗挖；矩形隧道；四臺(tái)階分步開(kāi)挖；臨時(shí)支撐拆除代換
中圖分類(lèi)號(hào)：TU126 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）29-0202-01
1、工程概況
深圳地鐵四號(hào)線上民區(qū)間下穿梅坳八路結(jié)構(gòu)段為淺埋暗挖變斷面矩形隧道，位于梅坳八路與中康路交叉路口下，全長(zhǎng)68m，兩端為明挖結(jié)構(gòu)。暗挖結(jié)構(gòu)覆土厚度5.4～7.57m。地面交通繁忙，其中廈深客專(zhuān)施工運(yùn)土重載車(chē)必經(jīng)該路口。線路左側(cè)是居民生活小區(qū)，整棟樓為淺基礎(chǔ)，距離隧道結(jié)構(gòu)邊界最近處約20m；隧道頂板上方有大量地下管線（雨水箱涵），該段隧道為典型的城市淺埋暗挖隧道。
暗挖隧道的地質(zhì)情況自上而下為：人工填土厚5.16m～8.75m，中砂層厚度2.0m～1.2m，礫砂層厚度1.3m～2.8m厚，有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土層厚度1.0m～1.3m，含粘性土粉砂層厚度1.2m～2.5m，以下依次是花崗巖殘積土、全、強(qiáng)、中、風(fēng)化粗粒花崗巖，隧道主體結(jié)構(gòu)基本位于礫砂層、有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土層、含粘性土粉砂層中，地下水埋深2.5m左右，地下水豐富，砂層及粘性土粉砂層常年處于飽和狀態(tài)。
由于前期隧道上方雨水箱涵施工破壞了原狀土，使得隧道上方覆土變得松散，隧道又處于礫砂層，水源豐富，隧道開(kāi)挖易引起掌子面和洞周土體坍塌、涌砂和塌頂?shù)鹊刭|(zhì)災(zāi)害[1]，造成開(kāi)挖困難和地表沉降過(guò)大。
2、總體施工方案和施工工藝
2.1 總體施工方案
由于隧道穿越礫砂層，地下水位較高。同時(shí)隧道上部為梅坳八路，隧道頂板距雨水箱涵及各種管線較近，確定采用CRD工法[2]，四臺(tái)階分步平行開(kāi)挖法，大斷面分左中右三跨進(jìn)行開(kāi)挖。其中K7+300～326.5里程段，左洞跨度達(dá)6.0～4.5m，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)針對(duì)單個(gè)洞室開(kāi)挖寬度大于4.2m時(shí)，對(duì)左洞分解為左右兩個(gè)小洞開(kāi)挖，因此整個(gè)斷面分上下導(dǎo)八洞室開(kāi)挖。如圖3～4所示。
⑴隧道開(kāi)挖前，利用隧道南北端基坑做管棚工作井，從南北兩端沿隧道結(jié)構(gòu)外50cm、環(huán)向間距30cm，打設(shè)Φ159×8mm超前大管棚并注漿，從而提高圍巖整體強(qiáng)度與穩(wěn)定性，減小地面沉降，確保道路正常通車(chē)。
⑵隧道開(kāi)挖采取多導(dǎo)洞分臺(tái)階法。開(kāi)挖前，沿隧道拱部和邊墻打設(shè)Φ42×3.5mm@0.3m，L=3m超前小導(dǎo)管，縱向間距1.5m，注漿加固，確保隧道拱部圍巖穩(wěn)定。
⑶格柵鋼架間距布置為0.5m，設(shè)雙層Φ8@0.1×0.1m鋼筋網(wǎng)，噴C25混凝土0.3m厚。
⑷圍巖較差地段采用洞內(nèi)全斷面注漿加固。注漿花管：Φ42×3.5，L=5m；采用水泥-水玻璃雙液漿，間隔3m封閉一次進(jìn)行全斷面注漿。
⑸施做結(jié)構(gòu)時(shí)，保留部分臨時(shí)中立柱（即間隔三榀保留一榀臨時(shí)中立柱），將臨時(shí)立柱埋在結(jié)構(gòu)底板中，同時(shí)對(duì)防水卷材施工做相應(yīng)的變動(dòng)，待施工側(cè)墻及頂板時(shí)再將其拆除，減少頂板下沉量。
2.2 主要施工工藝
2.2.1 隧道開(kāi)挖
超前管棚施工完成后，即可進(jìn)行隧道開(kāi)挖施工。按照總體方案，隧道采用CRD法開(kāi)挖，工序及步驟：打設(shè)超前小導(dǎo)管、注漿加固、分四臺(tái)階預(yù)留核心土開(kāi)挖、鋼格柵架設(shè)及臨時(shí)型鋼支撐、鋼筋網(wǎng)搭接、縱向聯(lián)系鋼筋焊接、噴射砼、封閉后回填注漿。隧道開(kāi)挖順序橫斷面圖見(jiàn)圖3～4。
3.2.2 結(jié)構(gòu)施工及技術(shù)措施
總體施工順序?yàn)椋骸?/p>
3.2.3.1 底板結(jié)構(gòu)施工
底板結(jié)構(gòu)按6m一段進(jìn)行施工，采用水平型鋼代換法和保留部分臨時(shí)型鋼。
水平型鋼代換法：間隔1榀截?cái)?榀豎向臨時(shí)型鋼支撐，在中隔墻1.5m高度位置安設(shè)一根水平I25a型鋼，兩端與臨時(shí)型鋼焊接牽固，鋪設(shè)空隙內(nèi)防水層，在鋪設(shè)好的防水層上墊2層無(wú)紡布及一塊鋼板，恢復(fù)一榀豎向支撐，截?cái)辔床鸪呢Q向臨時(shí)型鋼，鋪設(shè)剩余部位底板防水層，確保每2m有一根豎向型鋼支撐到底板初期支護(hù)上，之后綁扎鋼筋，澆筑底板混凝土，最后在每個(gè)空隙位置內(nèi)恢復(fù)1根豎向型鋼至底板混凝土面，減少拱頂下沉。如圖5。
3.2.3.2 中隔墻施工
中隔墻6m一板。由于是平頂隧道，存在頂部混凝土填充不密實(shí)的情況。對(duì)頂部混凝土的澆筑做特殊設(shè)計(jì)。在中隔墻頂部沿隧道縱向預(yù)埋混凝土輸送管，采用后退式澆筑。變更為用流動(dòng)性更好、粒徑更小的C30細(xì)石防水混泥土。中隔墻澆筑示意圖見(jiàn)圖7。折模后安設(shè)臨時(shí)支撐。
3.2.3.3 側(cè)墻頂板施工
側(cè)墻頂板每6m一板。中隔墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，及時(shí)增加型鋼回?fù)危ㄒ?jiàn)圖7）。之后拆除中隔墻一側(cè)的臨時(shí)型鋼立柱，以便施做側(cè)墻頂板。本工程右線為標(biāo)準(zhǔn)斷面，采用模版臺(tái)車(chē)進(jìn)行二次施工，左線為漸變斷面，采用模板滿堂腳手架法。
這樣進(jìn)行受力轉(zhuǎn)換后，及時(shí)施做側(cè)墻頂板，確保了拱頂沉降在限值范圍內(nèi)，實(shí)際監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)采用分步施做二次結(jié)構(gòu)是安全可行的。
4、監(jiān)控量測(cè)
因該段隧道的特殊性，對(duì)監(jiān)測(cè)累計(jì)沉降值進(jìn)行階段性分解，根據(jù)地表及管線沉降布點(diǎn)和洞內(nèi)布點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合注漿檢查結(jié)果，如發(fā)現(xiàn)地表沉降量超出設(shè)計(jì)值時(shí)，實(shí)施跟蹤動(dòng)態(tài)注漿。隧道開(kāi)挖完畢，初期支護(hù)處于穩(wěn)定狀態(tài)，在二次結(jié)構(gòu)施工時(shí)臨時(shí)支撐體系代換拆除前進(jìn)行第一次量測(cè)，收集初始數(shù)據(jù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)及時(shí)反饋信息，判斷支撐拆除代換過(guò)程中原支護(hù)體系是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，二次結(jié)構(gòu)施工臨時(shí)支撐拆除代換過(guò)程中的沉降基本控制在10mm以?xún)?nèi)，其中中隔墻施工支撐代換后中隔墻支撐本身沉降5mm，拱頂沉降基本控制在6mm以?xún)?nèi)。隧道開(kāi)挖到初期支護(hù)完成，直到二次結(jié)構(gòu)施工完畢，地表沉降基本在30mm以下。
5、結(jié)論
過(guò)梅坳八路暗挖隧道為大跨度淺埋平頂隧道，采用CRD工法，四臺(tái)階分步平行法開(kāi)挖。通過(guò)打設(shè)大管棚注漿，開(kāi)挖加密小導(dǎo)管注漿及全斷面注漿加固保證了很好的開(kāi)挖條件。分導(dǎo)洞開(kāi)挖，臨時(shí)支護(hù)體系繁多，二次襯砌施工時(shí)臨時(shí)支護(hù)體系拆除代換過(guò)程中結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換復(fù)雜，支撐拆除代換是否合理、安全對(duì)淺埋暗挖隧道的安全至關(guān)重要。
通過(guò)監(jiān)測(cè)信息反饋及施工質(zhì)量評(píng)定，過(guò)二次襯砌分步施工及支撐體系拆除代換是切實(shí)可行的。施工過(guò)程中通過(guò)支撐代換確保了原初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，保證了安全。施工過(guò)程中嚴(yán)格監(jiān)測(cè)量控，對(duì)止水鋼板與防水板的焊接質(zhì)量的控制，使隧道二襯防水質(zhì)量得到了保證。尤其是二襯背后及時(shí)注漿，填補(bǔ)了二襯混凝土澆筑不密實(shí)的空洞，有效減少了二襯之后隧道拱頂沉降。
通過(guò)對(duì)過(guò)梅坳八路淺埋暗挖隧道的開(kāi)挖及二次襯砌施工實(shí)踐研究，使特殊條件下城市淺埋暗挖復(fù)雜矩形隧道施工技術(shù)更加豐富、成熟，保證施工生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
[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.
（延安大學(xué) 西安創(chuàng)新學(xué)院，陜西 西安 710100）
摘 要：在邁入21世紀(jì)以后，伴隨科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，土木工程獲得了極大的進(jìn)步和提高，為人類(lèi)社會(huì)營(yíng)造了非常優(yōu)越的物質(zhì)條件.本文探討了土木工程行業(yè)的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì).
關(guān)鍵詞 ：土木工程；空間開(kāi)發(fā)；進(jìn)步；方向
中圖分類(lèi)號(hào)：TU7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-260X（2015）02-0039-03
從人類(lèi)發(fā)展的過(guò)程我們可以了解到，土木工程建設(shè)就是人類(lèi)同自然在進(jìn)行斗爭(zhēng)的過(guò)程，然而與此同時(shí)土木工程建筑也獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展與進(jìn)步，土木工程建設(shè)這個(gè)行業(yè)在我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)過(guò)程中成為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè).隨著科技進(jìn)步和社會(huì)需求的不斷提升，對(duì)建筑物面積、功能、形狀等方面的技術(shù)要求越來(lái)越規(guī)?；⒍鄻踊蛷?fù)雜化，對(duì)所采用的建材、設(shè)備、建筑構(gòu)造技術(shù)和施工技術(shù)也一直在不斷提高，建筑行業(yè)的節(jié)能、信息控制、生態(tài)化等技術(shù)也逐漸與建筑技術(shù)相結(jié)合而尋求多元化發(fā)展，形成了建筑行業(yè)新技術(shù)與新能源的復(fù)合載體.在現(xiàn)代化建筑行業(yè)，特大跨度建筑、超高層和超大跨度橋梁是大型繁瑣布局的主要形式，這樣一來(lái)，這種大型繁瑣布局核心的現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)也就成為了衡量一個(gè)國(guó)家建筑科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志.綜上所述，技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新應(yīng)用在土木工程中的同步發(fā)展在建筑行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，只有了解了土木工程行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),才能夠在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中開(kāi)創(chuàng)出土木工程學(xué)科的新篇章.
1 土木工程的必要性
土木工程科目很龐大，它與生活是緊密相連的，其意義很大，歷史長(zhǎng)久，提升較快.當(dāng)今社會(huì)是信息社會(huì)，力學(xué)的提升，建材的不斷更換，土木工程技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步也在更加完善，突飛猛進(jìn).土木工程是一項(xiàng)綜合式的藝術(shù)，包含了很多方面，有著社會(huì)性、實(shí)踐性、綜合性多個(gè)屬性，同人類(lèi)社會(huì)的成長(zhǎng)密切相關(guān)，形影不離，對(duì)人類(lèi)的發(fā)展做出了極大的貢獻(xiàn).到現(xiàn)今為止，土木工程可劃分成建筑類(lèi)、鐵路類(lèi)、道路類(lèi)、橋梁類(lèi)、結(jié)構(gòu)給水排水類(lèi)、港口類(lèi)、水渠類(lèi)、環(huán)境類(lèi)等工程，不計(jì)其數(shù)，提升空間十分寬廣，有著十分可觀的未來(lái).
就拿橋梁工程舉例來(lái)說(shuō)，隨著橋梁工程類(lèi)型的不斷創(chuàng)新,主跨跨度的一次次突破，橋梁工程的發(fā)展取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，尤其是斜拉撟的復(fù)興成為了橋梁工程發(fā)展的又一個(gè)閃光點(diǎn).20世紀(jì)首屈一指的橋梁代表作主要有日本的時(shí)石海峽大橋(1991m懸索橋)、丹麥的海帶橋(1624m懸索橋)、多多羅大橋(890m斜拉橋)、法國(guó)諾曼底橋(856m斜拉橋)等等.國(guó)內(nèi)一大批大跨橋梁的建成標(biāo)志著我國(guó)大跨度結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)達(dá)到了新的高度，躋身世界先進(jìn)行列，這批大跨結(jié)構(gòu)橋梁主要有：楊浦大橋、南浦大橋、蕪湖長(zhǎng)江大橋、南京長(zhǎng)江二橋等.迄今為止，國(guó)內(nèi)已建1000米以上大橋3座、800m以上大橋8座、600m以上大橋15座、400m以上大橋40座，這些都證明了我國(guó)的土木工程建筑行業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展.
2 土木工程發(fā)展現(xiàn)況
如今,土木工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)主要匯集在高層建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、研發(fā)建造地下項(xiàng)目等工程中,使高層建筑建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段.與此同時(shí)，伴隨著各種新設(shè)備、新技術(shù)、新施工方式，以及新工藝的不斷涌現(xiàn)和實(shí)踐運(yùn)用，尤其是多種跨學(xué)科和自動(dòng)化技術(shù)的廣泛運(yùn)用，人類(lèi)進(jìn)行的土木工程建筑所創(chuàng)建的面積不斷擴(kuò)大，所創(chuàng)建的高層建筑數(shù)量也在迅速增多,并且在高度層面上也在不斷地提高,從而使中國(guó)在建設(shè)高層建筑領(lǐng)域內(nèi)的科技水平也在不斷進(jìn)步并躋身世界領(lǐng)先行列，同時(shí)國(guó)內(nèi)土木建筑行業(yè)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面也實(shí)現(xiàn)了土木工程的可持續(xù)發(fā)展.在大多數(shù)情況下地震荷載和風(fēng)荷載是影響設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的控制性元素,每項(xiàng)大型工程的復(fù)雜體系結(jié)構(gòu)在抗震抗風(fēng)等有關(guān)問(wèn)題和設(shè)計(jì)原理方面都獲得了人們的廣泛關(guān)注.現(xiàn)今最普遍的課題便是探討風(fēng)荷載與地震荷載設(shè)計(jì)原理作用、大跨度大面積橋梁工程抗震和抗風(fēng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等等.與此同時(shí),以柔性結(jié)構(gòu)來(lái)防御地震，這種以柔克剛想法進(jìn)一步體現(xiàn)在控制結(jié)構(gòu)震動(dòng)技術(shù)方面的科學(xué)中,與現(xiàn)代震動(dòng)技術(shù)相聯(lián)系的一系列問(wèn)題正逐漸向智能控制、自主適應(yīng)和減震吸震等方向的技術(shù)不斷拓展和開(kāi)發(fā)，土木建筑行業(yè)最基本的結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)和災(zāi)害控制等調(diào)研工作也正在進(jìn)行且逐漸地強(qiáng)化.隨著土木工程的跨時(shí)性進(jìn)步，社會(huì)人口數(shù)目的不斷增多,不同種類(lèi)的空間資源也越來(lái)越短缺，為處理土地資源和空間資源的短缺問(wèn)題,土木工程慢慢開(kāi)始發(fā)展地下工程，對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)和建設(shè),且逐漸使其成為科學(xué)處理以上問(wèn)題的有效方法.如今世界規(guī)模最大的地下街工程便是東京地下街,其深度是100m左右，而中國(guó)大多數(shù)的一線城市也漸漸構(gòu)建了地鐵服務(wù)體系并步入了具體的項(xiàng)目動(dòng)工階段，地下空間的建筑技術(shù)取得了非常巨大的進(jìn)步和發(fā)展.現(xiàn)今，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)城市地下空間工程建設(shè)的重點(diǎn)方式包括暗挖、明挖、盾構(gòu)、蓋挖、注漿、凍結(jié)和沉管法等等，此類(lèi)技術(shù)也漸漸地步入了國(guó)際領(lǐng)域的先進(jìn)行列，地下空間的建筑工程開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐環(huán)節(jié)的不斷進(jìn)步.土木建筑行業(yè)的技術(shù)提升同時(shí)也促進(jìn)了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的普遍應(yīng)用，其影響已擴(kuò)大到大型預(yù)應(yīng)力儲(chǔ)液池、高層和多層建筑、斜拉橋和連續(xù)橋結(jié)構(gòu)、堆棧、管樁、預(yù)應(yīng)力地錨等多項(xiàng)預(yù)應(yīng)力應(yīng)用構(gòu)造方面.同時(shí)預(yù)應(yīng)力技術(shù)也漸漸成了大型公共建筑、開(kāi)間住宅的重點(diǎn)使用技術(shù),很好地處理了高、大、新、重建筑工程的建造設(shè)計(jì)問(wèn)題,且展現(xiàn)出了獨(dú)有性的影響力.
目前，國(guó)際上排名前10位的最高建筑有高382.2m的馬來(lái)西亞PlzazRakya,高381m的美國(guó)紐約帝國(guó)大廈，高417m和415m的原美國(guó)紐約世界貿(mào)易中心,高452m的吉隆坡石油雙塔樓，高442m的芝加哥Sears塔樓,高374m的香港中環(huán)廣場(chǎng)大廈,高368.5m的香港中國(guó)銀行大廈,高347.5m的高雄T&C塔樓,高346.3m的芝加哥Amoco大廈及上海浦東金茂大廈.
通常來(lái)說(shuō),人們總是習(xí)慣于使用安全系數(shù)作為土木工程標(biāo)準(zhǔn)的客觀評(píng)價(jià),實(shí)際上，其僅僅是由精準(zhǔn)性信息實(shí)現(xiàn)的定值所獲取的,并未綜合性地考慮到相關(guān)設(shè)計(jì)變量之中所包含的變異性,其特定的某一安全系數(shù)數(shù)值在各種項(xiàng)目工程中所代表的意義不一定相同.所以根據(jù)現(xiàn)實(shí)土木工程中所包含的很多不確定性，對(duì)其進(jìn)行隨機(jī)的可靠度衡量評(píng)估和力學(xué)解析也十分關(guān)鍵，也就是說(shuō)土木工程應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行可靠度有關(guān)原理的應(yīng)用探討.
3 土木工程在未來(lái)的發(fā)展空間
3.1 土木工程虛擬技術(shù)將被大面積的應(yīng)用
傳統(tǒng)土木工程探索過(guò)程中人們僅僅能使用特殊的符號(hào)、平面圖紙進(jìn)行更多信息的傳送，此類(lèi)方式常被接收信息者的知識(shí)結(jié)構(gòu)、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)等所束縛和阻礙.隨著土木工程項(xiàng)目在新時(shí)代中復(fù)雜程度日益強(qiáng)化，這樣的溝通方式變得更加困難，所以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)漸漸出現(xiàn)，并通過(guò)在工程建設(shè)中的大量、交叉交流創(chuàng)建了新的實(shí)踐方式且開(kāi)拓了其應(yīng)用前景.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重點(diǎn)是把多媒體技術(shù)、電腦技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合在一起，將抽象的符號(hào)和圖紙科學(xué)地轉(zhuǎn)變成人們的直觀立體感受，是一種人機(jī)交互的新型科技，這種技術(shù)為人們創(chuàng)建了貼近實(shí)際、身臨其境的仿真性的虛擬環(huán)境，人們就如同在現(xiàn)實(shí)世界之中一樣.在日后的土木工程領(lǐng)域中，這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)不但會(huì)被使用在各類(lèi)項(xiàng)目工程的投標(biāo)招標(biāo)領(lǐng)域中，也會(huì)通過(guò)仿真虛擬環(huán)境把施工方式和過(guò)程都良好地體現(xiàn)出來(lái).同時(shí)它在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中對(duì)施工、核算等復(fù)雜過(guò)程的仿真模擬也具備了良好的優(yōu)勢(shì).可通過(guò)三維圖形計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)將可視化計(jì)算做完，通過(guò)改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行直觀地觀察，有助于縮減施工設(shè)計(jì)空間，選取更好的策劃方案來(lái)獲取最好的工期和最有用的能源，從而有效且精準(zhǔn)地掌握土木工程的整體建造水準(zhǔn)和質(zhì)量.
3.2 建筑工業(yè)化
在中國(guó)改革開(kāi)放后，快速提升的新型技術(shù)改善了建筑業(yè)的機(jī)械化水平，特別是在重點(diǎn)工程建造中獲得了很大程度的提升.但不能否認(rèn)的是，相比于其他的工業(yè)部門(mén)仍然停留在較為落后的階段.所以建筑業(yè)的工業(yè)化是中國(guó)建筑發(fā)展的必然走向.應(yīng)不斷的拓展新建材、新工藝和新技術(shù).同時(shí)應(yīng)創(chuàng)建科學(xué)的能滿足于社會(huì)化大生產(chǎn)方式和新時(shí)代社會(huì)需求的管理制度和科學(xué)體制，來(lái)實(shí)現(xiàn)區(qū)域化、專(zhuān)業(yè)化、統(tǒng)一化和跨領(lǐng)域的施工組織模式.
3.3 環(huán)境工程的進(jìn)步
走進(jìn)新世紀(jì)后，環(huán)境問(wèn)題已逐漸成為了社會(huì)生活的主題，氣候條件的變化更是給人們的生活工作帶來(lái)了更大的影響.為了更好地創(chuàng)建和諧社會(huì)，走可持續(xù)發(fā)展路線，土木工程和環(huán)境工程需要不斷磨合和交互影響，努力形成一體整合發(fā)展.另外，我們已無(wú)法忽視的城市綜合癥、冰川融化、氣候變遷、土地沙漠化以及各種環(huán)境要素的污染等問(wèn)題都已成為與人們的生活水平和生存質(zhì)量密切相關(guān)的負(fù)面條件，這些問(wèn)題自然也同土木工程建設(shè)緊密相連.土木工程建造當(dāng)別是大型甚至超大型工程建造對(duì)環(huán)境的影響都將成為土木工程師首要考慮且亟待解決的難題.
3.4 空間的開(kāi)發(fā)運(yùn)用
隨著城市的快速進(jìn)步，城市規(guī)模在持續(xù)增大，城市人口也在持續(xù)增多，大多數(shù)城市都面臨著不同程度的生存空間擁擠、交通密集、用地短缺等一系列嚴(yán)重的問(wèn)題，對(duì)人們的居住生活產(chǎn)生了很大的影響，同時(shí)也是現(xiàn)代城市可持續(xù)發(fā)展的最大阻礙.所以，為了處理好這一系列難題，土木工程的提升趨勢(shì)也在逐漸向高空與地下發(fā)展.按照不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)現(xiàn)已建造了高于20層的高層建筑10000多棟，高于100m的建筑500多棟.通過(guò)不斷地營(yíng)建高層建筑，大大地緩解了人們的居住問(wèn)題，更大幅度地使用了空間.
人們可通過(guò)建造高層建筑來(lái)利用高空空間，那是否能通過(guò)某個(gè)渠道來(lái)利用更大的太空空間呢？實(shí)際上早在1984年，美籍華裔博士林銅柱就勇敢地提出了在月球上加工水泥并創(chuàng)建混凝土構(gòu)件來(lái)構(gòu)建太空實(shí)驗(yàn)站的想法.雖然這一想法在現(xiàn)今的條件下很難實(shí)現(xiàn)，但這并不表示在不久的的未來(lái)就不會(huì)實(shí)現(xiàn).這就是說(shuō)，土木工程在往后的活動(dòng)場(chǎng)所也許會(huì)超過(guò)地球的范圍拓展至太空.
相比于高空，地下空間也是土木工程發(fā)展的遠(yuǎn)景之一.城市地下空間也具備了很好的發(fā)展空間，一旦取得合理地研發(fā)，對(duì)于節(jié)省土地能源乃至減緩城市交通壓力都有著不可估量的影響.因此，地下空間的開(kāi)掘和應(yīng)用，是現(xiàn)今城市開(kāi)發(fā)的必然趨勢(shì).在中國(guó)的一些大型城市如北京、上海、廣州等，都創(chuàng)建了相對(duì)完整的地鐵干線，大大地舒緩了交通壓力.
地下空間項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)已在如火如荼的進(jìn)行，現(xiàn)今世界最大的地下街是日本東京八重洲地下街，共3層,建筑面積70km2；最深的地下街是莫斯科切爾坦沃住宅小區(qū)地下商業(yè)街，深度在70~ 100m；最大的地下娛樂(lè)中心是蘇格蘭Varis-su市地下娛樂(lè)中心，戰(zhàn)時(shí)可掩蔽1.1萬(wàn)人.與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)也有大約20個(gè)城市進(jìn)行了地鐵系統(tǒng)的規(guī)劃和施工建設(shè).
海底建筑也在快速增長(zhǎng)，實(shí)際上，中國(guó)的香港澳門(mén)一直在推進(jìn)填海造地工程，以此來(lái)擴(kuò)大城市建設(shè)與工業(yè)生產(chǎn)用地，而日本的青函海底隧道的中部不但建立了車(chē)站，也建造了博物館.
3.5 高性能新型建材的開(kāi)發(fā)與使用
毋庸置疑，鋼結(jié)構(gòu)將是以后大型建筑結(jié)構(gòu)的主流模式.與此同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、可塑性、韌性以及可焊性等方面的發(fā)展也取得了進(jìn)步.以美、日、俄為首的很多國(guó)家已著手把屈服點(diǎn)高于700N/mm2的鋼材劃入范例.高性能混凝土以及其它新式復(fù)合建材也會(huì)向輕質(zhì)量、高強(qiáng)度、較好韌性與工作性能方向提升.如鋁合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料的產(chǎn)生和應(yīng)用，便是現(xiàn)今土木建材進(jìn)步的良好典范.
總體而言，中國(guó)現(xiàn)今仍是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，即使土木工程取得了較快的發(fā)展，可是經(jīng)濟(jì)、基礎(chǔ)設(shè)備等各方面條件都不能完全滿足于人們的需求，所以中國(guó)土木工程在基礎(chǔ)建設(shè)方面還是有很多問(wèn)題亟待解決.能夠預(yù)想的是，通過(guò)對(duì)中國(guó)土木工程現(xiàn)況以及發(fā)展方向的解析，中國(guó)土木工程建設(shè)在日后必將獲得更好的發(fā)展.
參考文獻(xiàn)：
〔1〕段樹(shù)金.土木工程概論[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2012.
〔2〕劉西拉,袁馬四,宋二祥.關(guān)于我國(guó)工程建設(shè)技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略思考[J].土木工程學(xué)報(bào)，2013，8（12）.
