城市地下工程概論精選(九篇)

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第1篇：城市地下工程概論范文

關鍵詞：項目教學法；支擋結構；教學觀念

作者簡介：楊慶光（1979-），男，江西黎川人，湖南工業(yè)大學土木工程學院，講師；唐西婭（1972-），女，湖南株洲人，湖南工業(yè)大學土木工程學院，副教授。（湖南株洲412007）

基金項目：本文系湖南工業(yè)大學教學改革基金資助項目（項目編號：JG1114）的研究成果。

中圖分類號：G642     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）11-0080-01

對于一般教學型高校而言，大土木下城市地下工程專業(yè)人才培養(yǎng)的主要目標是培養(yǎng)具有較強素質的地下工程設計、施工和管理專門人才，使施工管理者具有較高的專業(yè)技術和技能水平。目前，我國大多具有城市地下工程專業(yè)的本專科院校都開設有“支擋結構設計”這門課程，而這門課程傳統的教學方法僅局限于課堂，通過任課教師的課堂教學，輔助一些簡單的案例分析來完成課程學習，忽略了課程本身的特殊性。從施工管理層面而言，該課程的實踐性要遠超前于理論性。從多年來的教學效果分析發(fā)現，學生畢業(yè)后需要一個較長的過渡期來將課堂上學到的理論知識與實際工程結合起來，因此傳統教學法難以得到預期的教學效果，對學生今后從事專業(yè)技術工作和就業(yè)將產生較大的影響。[1-3]針對該課程的特點，探討在傳統教學法基礎上，結合項目教學法來完成課程教學工作，以期取得更好的教學效果，為土木工程相關課程教學和人才培養(yǎng)提供參考。

一、項目教學法的必要性和可行性

1.項目教學法的含義

項目教學法是一種教和學的交互模式，[4-5]這種模式集中關注于某一學科的中心概念和原理，目的在于把學生融入到有意義的任務完成的過程中，讓學生在積極地學習過程中，自主地對相關知識進行建構，從而達到掌握知識和培養(yǎng)實踐能力的目的。將項目教學法應用到支擋結構設計課程中可以豐富學生的學習生活，能夠巧妙地將基本理論，工程經驗，相關軟件和規(guī)范等多種知識的掌握和項目學習緊密聯系起來，使學習和現實生活有機地統一起來，達到更佳的教學效果。

2.項目教學法的必要性和可行性

（1）項目教學法的應用可增強相關課程的關聯性，[6]使學生對支擋結構設計形成較為完整的概念。要完成一個支擋結構設計項目，涉及的問題方方面面。以一個基坑支護工程為例，首先，設計者必須對所要設計項目場地條件做充分的了解。如對場地工程地質和水文地質條件、場地周邊地形和建筑物分布情況、基坑開挖深度等做充分的了解，這些內容錯綜復雜，在有限的課堂上是無法用三言兩語清晰地描述，必須通過自己的現場接觸，在實踐中去思考和總結規(guī)律，從而建立工程經驗。其次，要根據現場的基本情況，結合業(yè)主在資金、施工單位現有生產技術和生產能力等方面的考慮，綜合確定支擋結構的設計方案。最后才是根據勘察報告提供的巖土參數和已經確定的設計方案，進行詳細的支擋結構參數設計。在整個支擋結構設計過程中，涉及巖土工程勘察、巖土工程概預算、土力學和支擋結構設計等多門課程的知識，知識點覆蓋面十分廣。把項目教學法應用到支擋結構設計課程教學中，使學生在完成項目設計的過程中，加深對上述相關知識的理解，找到這些課程之間的關聯，并查找和最終解決課程相關部分的知識點之間存在薄弱環(huán)節(jié)或盲區(qū)，從而提高教學效果。只有牢牢掌握了這幾門專業(yè)課程之間的內在聯系，才具備完成整體結構設計的能力。

（2）項目教學法還能有效地提高學生工程設計的綜合能力。項目教學法的實施，可將支擋結構的方案設計、參數選擇、結構計算、構造措施及施工圖設計合為一體，切實培養(yǎng)學生進行支擋結構設計和施工的綜合能力。通過結合典型的工程實例，從現場的踏勘、支擋結構方案對比分析、土層參數選取、支擋結構參數設計計算、巖土設計軟件復核和施工圖繪制等能力進行系統培養(yǎng)。通過將學生的設計方案與實際施工采用的設計方案進行對比分析，找到自己的不足，用實際工程檢驗和改進自己的設計，使學生盡早直觀、形象了解工程實際。此外，在項目教學中，育人于教學過程之中，加強學生愛崗敬業(yè)的精神。通過項目教學法，克服過去教學中課堂講授過多實踐過少、被動接受過多主動思考過少的弊端。只有經過深加工的知識才是自己的知識，才能掌握得更加牢固。因此，項目教學法能夠讓學生在完成項目過程中主動去分析問題和解決問題，充分啟發(fā)學生思考，培養(yǎng)學生工程設計的綜合能力。

二、項目教學法的實施

采用項目教學法進行“支擋結構設計”課程教學，可以通過以下四個方面來實現。

1.確定項目法教學所采用項目

該課程的實踐性很強，需要有大量的專業(yè)基礎準備知識，因此在培養(yǎng)方案制訂階段就要求提前做好準備，在該課程開設之前將前期準備知識學完，然后主講教師根據教學大綱要求，結合工程實踐，確立所用項目，讓有關教師明確該項目內容并吃透精神，以后所有教學活動緊緊圍繞該項目進行。[7]

2.改革教材，圍繞所確立項目內容整編教材，使所用教材更有針對性

目前支擋結構設計方面的教材很多，但是都存在著一些共同點。這些教材的知識點覆蓋面非常廣，內容非常豐富，但是教材內容太注重于理論，對于教學型院校地下工程系學生培養(yǎng)并不十分實用。因此，可以結合項目教學法整編教材，增加更多的工程實踐和行業(yè)規(guī)范方面的應用和講解，提高教材的針對性。

3.教學計劃的實施

項目教學法的實施分為三步走：首先通過課堂教學的方式，將圍繞教學項目有關的基本理論知識講清講透；其次通過現場教學的方式，針對實際工程，對工程進行分析和講解，然后安排設計任務，要求學生根據任務要求，自己查閱資料進行方案選擇和設計計算；最后，將學生的設計方案同工程采用的方案進行對比分析，在分析中找不足，從而改進設計，使學生在項目設計過程中掌握一定的工程經驗。

4.教學效果檢查

項目教學法成效評估可從學生對項目方案選擇、土層參數選取、支護結構設計、巖土軟件應用和施工圖繪制等方面進行自我評價，之后再由教師對項目工作成績進行檢查評分。分析學生在設計時對分析設計過程中出現的問題和改進的方法，加強項目教學法的改進。

三、項目教學法實施成功與否的保障

1.教師教學觀念的改變

項目教學法要求教師將以自己為中心轉變?yōu)橐詫W生為中心；以課本為中心轉變?yōu)橐浴绊椖俊睘橹行模灰哉n堂為中心轉變?yōu)橐詫嵺`教學為中心。只有教師觀念的改變，才是項目教學法能否實現的重要保障。

2.學生學習觀念的改變

項目教學法要求學生的學習發(fā)生巨大的轉變，不在是靜靜地坐在課堂上聽老師講，更多的是要求學生到現場，到圖書館自己學，老師真正起到的是引導作用，而不是主導作用。

3.學校和企業(yè)的支持

項目教學法不同于傳統的教學方法，需要學校和企業(yè)的配合，為項目教學營造學習的資源和協作學習的環(huán)境。

4.有效評價體系的建立

項目教學法的效果如何，需要有一套完整的評價體系。通過自我的評價來改善和提高教學效果。

參考文獻：

[1]王有太.土木工程專業(yè)項目法教學應用[J].山東紡織經濟,2007,(6):97-98.

[2]趙順福.項目法施工管理實用手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.

[3]鄧明華.基于項目的學習(PBL)模式的應用探究[D].武漢:湖北大學,2008.

[4]胡慶芳,程可拉.美國項目研究模式的學習概論[J].外國教育研究,2003,30(8).

[5]朱麗梅.項目教學活動的基本特征[J].教育導刊,2002,(10):25-27.

第2篇：城市地下工程概論范文

（延安大學 西安創(chuàng)新學院，陜西 西安 710100）

摘 要：在邁入21世紀以后，伴隨科學技術的快速發(fā)展，土木工程獲得了極大的進步和提高，為人類社會營造了非常優(yōu)越的物質條件.本文探討了土木工程行業(yè)的現狀及未來發(fā)展趨勢.

關鍵詞 ：土木工程；空間開發(fā)；進步；方向

中圖分類號：TU7文獻標識碼：A文章編號：1673-260X（2015）02-0039-03

從人類發(fā)展的過程我們可以了解到，土木工程建設就是人類同自然在進行斗爭的過程，然而與此同時土木工程建筑也獲得了長足的發(fā)展與進步，土木工程建設這個行業(yè)在我國社會主義現代化建設過程中成為了國民經濟發(fā)展的支柱性產業(yè).隨著科技進步和社會需求的不斷提升，對建筑物面積、功能、形狀等方面的技術要求越來越規(guī)模化、多樣化和復雜化，對所采用的建材、設備、建筑構造技術和施工技術也一直在不斷提高，建筑行業(yè)的節(jié)能、信息控制、生態(tài)化等技術也逐漸與建筑技術相結合而尋求多元化發(fā)展，形成了建筑行業(yè)新技術與新能源的復合載體.在現代化建筑行業(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，這種大型繁瑣布局核心的現代結構技術也就成為了衡量一個國家建筑科學技術水平的重要標志.綜上所述，技術進步和創(chuàng)新應用在土木工程中的同步發(fā)展在建筑行業(yè)的發(fā)展過程中發(fā)揮了至關重要的作用，只有了解了土木工程行業(yè)的發(fā)展趨勢,才能夠在現代社會經濟的發(fā)展中開創(chuàng)出土木工程學科的新篇章.

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，歷史長久，提升較快.當今社會是信息社會，力學的提升，建材的不斷更換，土木工程技術領域的進步也在更加完善，突飛猛進.土木工程是一項綜合式的藝術，包含了很多方面，有著社會性、實踐性、綜合性多個屬性，同人類社會的成長密切相關，形影不離，對人類的發(fā)展做出了極大的貢獻.到現今為止，土木工程可劃分成建筑類、鐵路類、道路類、橋梁類、結構給水排水類、港口類、水渠類、環(huán)境類等工程，不計其數，提升空間十分寬廣，有著十分可觀的未來.

就拿橋梁工程舉例來說，隨著橋梁工程類型的不斷創(chuàng)新,主跨跨度的一次次突破，橋梁工程的發(fā)展取得了長足的進步，尤其是斜拉撟的復興成為了橋梁工程發(fā)展的又一個閃光點.20世紀首屈一指的橋梁代表作主要有日本的時石海峽大橋(1991m懸索橋)、丹麥的海帶橋(1624m懸索橋)、多多羅大橋(890m斜拉橋)、法國諾曼底橋(856m斜拉橋)等等.國內一大批大跨橋梁的建成標志著我國大跨度結構建筑技術達到了新的高度，躋身世界先進行列，這批大跨結構橋梁主要有：楊浦大橋、南浦大橋、蕪湖長江大橋、南京長江二橋等.迄今為止，國內已建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，這些都證明了我國的土木工程建筑行業(yè)得到了長足的發(fā)展.

2 土木工程發(fā)展現況

如今,土木工程領域的研究熱點主要匯集在高層建筑、結構設計、研發(fā)建造地下項目等工程中,使高層建筑建設進入了一個嶄新的階段.與此同時，伴隨著各種新設備、新技術、新施工方式，以及新工藝的不斷涌現和實踐運用，尤其是多種跨學科和自動化技術的廣泛運用，人類進行的土木工程建筑所創(chuàng)建的面積不斷擴大，所創(chuàng)建的高層建筑數量也在迅速增多,并且在高度層面上也在不斷地提高,從而使中國在建設高層建筑領域內的科技水平也在不斷進步并躋身世界領先行列，同時國內土木建筑行業(yè)在結構設計方面也實現了土木工程的可持續(xù)發(fā)展.在大多數情況下地震荷載和風荷載是影響設計結構的控制性元素,每項大型工程的復雜體系結構在抗震抗風等有關問題和設計原理方面都獲得了人們的廣泛關注.現今最普遍的課題便是探討風荷載與地震荷載設計原理作用、大跨度大面積橋梁工程抗震和抗風體系結構設計等等.與此同時,以柔性結構來防御地震，這種以柔克剛想法進一步體現在控制結構震動技術方面的科學中,與現代震動技術相聯系的一系列問題正逐漸向智能控制、自主適應和減震吸震等方向的技術不斷拓展和開發(fā)，土木建筑行業(yè)最基本的結構檢驗和災害控制等調研工作也正在進行且逐漸地強化.隨著土木工程的跨時性進步，社會人口數目的不斷增多,不同種類的空間資源也越來越短缺，為處理土地資源和空間資源的短缺問題,土木工程慢慢開始發(fā)展地下工程，對其進行開發(fā)和建設,且逐漸使其成為科學處理以上問題的有效方法.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，而中國大多數的一線城市也漸漸構建了地鐵服務體系并步入了具體的項目動工階段，地下空間的建筑技術取得了非常巨大的進步和發(fā)展.現今，國內絕大多數城市地下空間工程建設的重點方式包括暗挖、明挖、盾構、蓋挖、注漿、凍結和沉管法等等，此類技術也漸漸地步入了國際領域的先進行列，地下空間的建筑工程開發(fā)實現了實踐環(huán)節(jié)的不斷進步.土木建筑行業(yè)的技術提升同時也促進了預應力技術的普遍應用，其影響已擴大到大型預應力儲液池、高層和多層建筑、斜拉橋和連續(xù)橋結構、堆棧、管樁、預應力地錨等多項預應力應用構造方面.同時預應力技術也漸漸成了大型公共建筑、開間住宅的重點使用技術,很好地處理了高、大、新、重建筑工程的建造設計問題,且展現出了獨有性的影響力.

目前，國際上排名前10位的最高建筑有高382.2m的馬來西亞PlzazRakya,高381m的美國紐約帝國大廈，高417m和415m的原美國紐約世界貿易中心,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)廣場大廈,高368.5m的香港中國銀行大廈,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.

通常來說,人們總是習慣于使用安全系數作為土木工程標準的客觀評價,實際上，其僅僅是由精準性信息實現的定值所獲取的,并未綜合性地考慮到相關設計變量之中所包含的變異性,其特定的某一安全系數數值在各種項目工程中所代表的意義不一定相同.所以根據現實土木工程中所包含的很多不確定性，對其進行隨機的可靠度衡量評估和力學解析也十分關鍵，也就是說土木工程應繼續(xù)進行可靠度有關原理的應用探討.

3 土木工程在未來的發(fā)展空間

3.1 土木工程虛擬技術將被大面積的應用

傳統土木工程探索過程中人們僅僅能使用特殊的符號、平面圖紙進行更多信息的傳送，此類方式常被接收信息者的知識結構、行業(yè)經驗等所束縛和阻礙.隨著土木工程項目在新時代中復雜程度日益強化，這樣的溝通方式變得更加困難，所以虛擬現實技術漸漸出現，并通過在工程建設中的大量、交叉交流創(chuàng)建了新的實踐方式且開拓了其應用前景.虛擬現實技術的重點是把多媒體技術、電腦技術、傳感技術和網絡技術結合在一起，將抽象的符號和圖紙科學地轉變成人們的直觀立體感受，是一種人機交互的新型科技，這種技術為人們創(chuàng)建了貼近實際、身臨其境的仿真性的虛擬環(huán)境，人們就如同在現實世界之中一樣.在日后的土木工程領域中，這項技術的優(yōu)勢和特點不但會被使用在各類項目工程的投標招標領域中，也會通過仿真虛擬環(huán)境把施工方式和過程都良好地體現出來.同時它在設計結構中對施工、核算等復雜過程的仿真模擬也具備了良好的優(yōu)勢.可通過三維圖形計算機技術來將可視化計算做完，通過改變設計參數的結果進行直觀地觀察，有助于縮減施工設計空間，選取更好的策劃方案來獲取最好的工期和最有用的能源，從而有效且精準地掌握土木工程的整體建造水準和質量.

3.2 建筑工業(yè)化

在中國改革開放后，快速提升的新型技術改善了建筑業(yè)的機械化水平，特別是在重點工程建造中獲得了很大程度的提升.但不能否認的是，相比于其他的工業(yè)部門仍然停留在較為落后的階段.所以建筑業(yè)的工業(yè)化是中國建筑發(fā)展的必然走向.應不斷的拓展新建材、新工藝和新技術.同時應創(chuàng)建科學的能滿足于社會化大生產方式和新時代社會需求的管理制度和科學體制，來實現區(qū)域化、專業(yè)化、統一化和跨領域的施工組織模式.

3.3 環(huán)境工程的進步

走進新世紀后，環(huán)境問題已逐漸成為了社會生活的主題，氣候條件的變化更是給人們的生活工作帶來了更大的影響.為了更好地創(chuàng)建和諧社會，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)境要素的污染等問題都已成為與人們的生活水平和生存質量密切相關的負面條件，這些問題自然也同土木工程建設緊密相連.土木工程建造當別是大型甚至超大型工程建造對環(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 空間的開發(fā)運用

隨著城市的快速進步，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重的問題，對人們的居住生活產生了很大的影響，同時也是現代城市可持續(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也在逐漸向高空與地下發(fā)展.按照不完全統計，中國現已建造了高于20層的高層建筑10000多棟，高于100m的建筑500多棟.通過不斷地營建高層建筑，大大地緩解了人們的居住問題，更大幅度地使用了空間.

人們可通過建造高層建筑來利用高空空間，那是否能通過某個渠道來利用更大的太空空間呢？實際上早在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)建混凝土構件來構建太空實驗站的想法.雖然這一想法在現今的條件下很難實現，但這并不表示在不久的的未來就不會實現.這就是說，土木工程在往后的活動場所也許會超過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，地下空間的開掘和應用，是現今城市開發(fā)的必然趨勢.在中國的一些大型城市如北京、上海、廣州等，都創(chuàng)建了相對完整的地鐵干線，大大地舒緩了交通壓力.

地下空間項目的開發(fā)和實現已在如火如荼的進行，現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；最大的地下娛樂中心是蘇格蘭Varis-su市地下娛樂中心，戰(zhàn)時可掩蔽1.1萬人.與此同時，國內也有大約20個城市進行了地鐵系統的規(guī)劃和施工建設.

海底建筑也在快速增長，實際上，中國的香港澳門一直在推進填海造地工程，以此來擴大城市建設與工業(yè)生產用地，而日本的青函海底隧道的中部不但建立了車站，也建造了博物館.

3.5 高性能新型建材的開發(fā)與使用

毋庸置疑，鋼結構將是以后大型建筑結構的主流模式.與此同時，鋼結構在強度、可塑性、韌性以及可焊性等方面的發(fā)展也取得了進步.以美、日、俄為首的很多國家已著手把屈服點高于700N/mm2的鋼材劃入范例.高性能混凝土以及其它新式復合建材也會向輕質量、高強度、較好韌性與工作性能方向提升.如鋁合金和玻璃纖維增強塑料的產生和應用，便是現今土木建材進步的良好典范.

總體而言，中國現今仍是一個發(fā)展中國家，即使土木工程取得了較快的發(fā)展，可是經濟、基礎設備等各方面條件都不能完全滿足于人們的需求，所以中國土木工程在基礎建設方面還是有很多問題亟待解決.能夠預想的是，通過對中國土木工程現況以及發(fā)展方向的解析，中國土木工程建設在日后必將獲得更好的發(fā)展.

參考文獻：

〔1〕段樹金.土木工程概論[M].北京:中國鐵道出版社,2012.

〔2〕劉西拉,袁馬四,宋二祥.關于我國工程建設技術發(fā)展的戰(zhàn)略思考[J].土木工程學報，2013，8（12）.