地下工程論文范文

導語：如何才能寫好一篇地下工程論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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摘要：隨著城市建設的大力發展，地下工程建設越來越多，由此引發的各類工程地質問題也逐漸顯現出來，根據城市地下工程的特點，對地下工程開挖引起的工程地質問題進行了分析并提出了預防措施。

關鍵詞：地下工程；工程地質問題；預防

城市地下工程具有現場環境條件復雜、施工難度大、技術要求高、工期長、對環境影響控制要求高等特點，是一項相當復雜的高風險性系統工程。但是，地下工程建設一般都在市區內，在其施工過程中常常會引起周圍地層的位移、變形、沉降與塌陷等環境地質效應，對周圍地面建筑物及基礎、地下早期人防和其他構筑物、公共地下管線和各種地下設施以及城市道路的路基、路面等都可能構成不同程度的危害，已經出現并且孕育諸多工程地質問題。

1地下工程開挖引起的工程地質問題

1.1地面沉降

1.1.1地層初始應力狀態的改變引起的地表沉降：地下工程開挖是在存在初始應力場的地層中進行的，開挖引起地層初始應力狀態的改變，即二次應力場，它是由地層初始應力場與開挖引起的附加應力場的疊加應力場，對應二次應力場開挖的位移場僅是由開挖引起的附加應力場。地表沉降的主要機理是由開挖面的應力釋放，附加應力等引起地層的彈塑性變形。引起初始地應力狀態改變的主要原因有：

（1）地下工程開挖引起的附加應力；

（2）地下工程施工對地層的擾動和地層損；

（3）地下水滲流引起的地下水位的變化。

1.1.2土體的固結沉降：地下工程施工引起的地表沉降與時間有關。土體內部含水滲出，體積逐漸減少，這一現象成為土的“固結”。隨著土體的固結，土體的壓縮變形和強度逐漸增長。因此，土的固結所產生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的問題之一。根據地下工程施工的特點總結固結沉降的主要原因有：

（1）地下水位下降引起的固結沉降；

（2）土體空隙水壓力變化，引起土體的固結沉降；

（3）土體擾動后，重新固結后產生沉降；

（4）土體的次固結和流變。

1.2洞室圍巖失穩

地下開挖后，洞壁圍巖由于失去了原有的巖體的支持而向洞內產生松脹變形，如果變形超過了圍巖所能承受的能力，圍巖就會被破壞。圍巖的變形破壞程度常取決于圍巖的應力狀態、巖體結構和洞室的斷面形狀等。洞室開挖使地下原來的應力狀態被破壞，圍巖應力重分布，產生變形位移。

均質巖土體中應力未達到或未超過其強度以前，在開挖過程中的變形，以彈性變形為主，變形速度快，變量小，瞬時完成，一般不易察覺；當應力達到或超過巖土體強度時，塑性變形十分明顯，發生壓碎、拉裂或剪破。當巖體強度主要由結構面控制時，與上述情況基本一樣，但當結構面組合構成圍巖不穩定條件時，巖體除了彈性變形外，塑性變形也比較明顯，它表現為圍巖分離體（巖塊）的相互錯動，圍巖松動時圍巖穩定性降低，為進一步松動創造了條件。

1.3斜坡破壞

斜坡破壞主要發生在山區城市，除直接經濟損失外，還可能造成人員傷亡，其原因主要是:由于自然地質作用和工程地質作用引發的，而工程地質作用造成的斜坡破壞較自然地質作用頻率大。當然決非任何斜坡破壞都能稱為地質災害，但斜坡破壞確屬重大的地質災害類型之一。

斜坡破壞主要形式為滑坡，其影響因素主要有巖性、構造、地形、地震、降雨及人類活動等。其中，許多山體滑坡現象是由地下工程活動引發的，即主要是由于地下工程的開挖或采掘影響到了上部的山體，使巖體開裂，地面傾斜，并在一定條件的配合下，導致山體失穩形成滑坡。在隧道建設中，滑坡現象主要發生在淺埋、偏壓及進出口等地段，其危害常常比較嚴重。為評價斜坡巖土的穩定性，預防斜坡破壞導致的地質災害，認識引起斜坡破壞的內在原因與外部條件，掌握其運動發展規律顯得非常重要，尤其是當前在城市這個人類經濟活動的密集區，斜坡破壞造成的經濟損失和人員傷亡都是巨大的，都是由于工程活動不合理造成的。

1.4地下水污染

在城市環境地質中地下水的不良作用主要表現為地下水的侵蝕。地下水的不良作用和地下水污染主要由人為引起。隨著經濟持續穩定發展，人類活動加劇，對地下水的污染越來越嚴重，主要表現為：多數城市垃圾隨意堆放；工業廢水和廢液不經處理或初步處理后任意排放。首先污染地表水，經地表水補給地下水或滲入地下水，再污染地下水，使地下水具有侵蝕性，對城市的建筑物基礎及地下工程不斷侵蝕破壞。

2防治措施

2.1開展詳盡的工程地質勘察

工程地質勘察資料是地下工程施工的重要依據，通過詳細的工程地質勘察，為設計施工提供需要的參數和指標，確定合理的開挖方案、開挖步驟，如果地下工程建設所涉及勘察資料不詳細、不準確，勢必給支護工程帶來事故隱患。

2.2做好開挖方案的優化選擇

地下工程的開挖方法很多，以基坑工程為例，有分層全開挖、中心島式開挖等等。開挖順序不同，引起的位移不同，中心島法的開挖順序就比從一個方向按順序向另一個方向的開挖方法，對基底隆起和樁后地面沉降有一定程度地減少。因此，基坑開挖時應做好開挖方案的優化選擇。

2.3實行科學的降水設計

水是影響基坑工程穩定的重要因素之一，從實際統計資料來看，約有70%的基坑事故與地下水有關，因此，地下工程建設中應特別注意地下水的影響。地下工程建設絕大多數都需要進行人工降低地下水。要降低地下水位，就要合理地選擇降水方法，在此基礎上進行人工降水的方案設計，以及進行降水方案的水位預測，通過預測進行降水方案的優化，從而達到最佳的降水方案。

2.4做好現場監測，開展信息化施工技術

地下工程是土體與圍護結構體相互共同作用的一個動態變化的復雜系統，僅依靠理論分析和經驗估計是難以把握在復雜的開挖和降雨等條件下支護結構與土體的變形破壞，也難以完成可靠而經濟的開挖設計。通過施工時對整個工程進行系統的監測，可以了解變化的態勢，利用監測信息的反饋分析，就能較好地預測系統的變化趨勢。當出現險情預兆時，可做出預警，及時采取措施，保證施工和環境的安全；當安全儲備過大時，可及時修改設計，削減圍護措施。

2.5積極采用新技術、新方法

工程實踐證明，采用基坑內降水、坑內側土體加固（化學灌漿、石灰樁加固等）、及時支撐并預加軸力、增加擋墻的入土深度、墻外地層中筑帷幕、坑內降水坑外注水、分步開挖、逆作法施工、信息反饋施工法的采用等，對改善基坑變形、提高其穩定性有重要意義。計算機技術方法應廣泛地應用到地下工程建設中，如進行數據分析與計算、計算機制圖、計算機輔助深基坑設計、信息施工與管理等領域具有十分廣闊的前景。

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1)基坑支護。由于雨污排水管的間隔比較小，為有效降低施工成本價，雨污可共用基坑、開挖管坑的深度應控制在2m～9m之內，并且基坑應用密排拉深鋼板樁進行支護。支頂橫撐可用30號槽鋼支撐，通常橫撐程度應比未打緊之前的空間略長2cm～6cm，從而使打入后的支撐壓緊。如果橫撐的長度相對較短，那么可以在其中一端或兩端添加木塊墊楔然后再打緊，并使用釘子將墊木和橫撐釘牢。支撐中所用的鐵撐和橫擋板，應在回填土接近之后再拆除。若填土和地面平齊或者距地面小于1m，并且填土達到要求的密實程度時，便可進行拔樁，拔樁鋼板需應用拔兩塊留兩塊或間隔拔的方式，需尤其注意，在施工當中，不可以擅自拔掉某一段內的板樁，這將造成非常嚴重的后果，甚至會影響整體施工的進度以及周邊市政工程的正常運行。

2)基坑處理。

a．動工前需要求管線部門提供準確的地下管線位置及標高，施工中，首先沿鋼板樁位開挖1m見方的探坑。在經過復測，確認無誤后再進行基坑開挖，若在此過程中發現與原定計劃有出入應與相關部門聯系，在處理完畢后方可動工。

b．開挖之前，按照地下管線實際分布情況來確定將要采用何種挖土方案。在保證地下管線絕對安全的情況下，應以機械挖土為主要方式，人力挖土與之配合。經過詳細的討論與研究，基坑開挖工作應在以下幾個方面努力:第一，開挖方向必須注意。多數情況下，基坑開挖方向應該是從下游不斷的向上游進行推進式挖掘。第二，應對施工現場的各項情況有所了解，包括管線情況、溝槽斷面、開挖順序等等，便于后續施工指導和施工進度的提升。第三，開挖工作的管理需要全程指揮，每一段工作完畢后，都要進行相應的檢查工作，避免留下嚴重的安全隱患。此外，基坑開挖主要為分段進行，產生的廢土隨挖隨運走，可回填的土方在下一開挖段。

c．確保槽底土不被破壞或擾動，在使用機械挖土時，為避免超挖，在挖到標高前20cm～30cm時，應采用人力進行挖土，之后再檢查其平整度。在完成基坑開挖后，應及時進行檢查和驗收工作，其中項目檢查主要包括基底土質、開挖斷面、開挖標高以及軸線位移等等。在檢查合格之后方可施工下一道工序。

3)基礎施工。除了上述的幾項工作之外，基礎施工在整個市政工程中，是一項決定性較強的工作，絕對不可以出現任何問題或者是細節上的紕漏。根據相關要求和法定標準，基礎施工需在以下幾個方面達到較高的指標:第一，測量中心軸線以及標高，都要精確化進行，放出基礎邊線的同時，要考慮到其他工作上的配合，節省施工時間。第二，鋪筑碎石沙基的過程中應堅持“邊鋪邊檢查”原則，發現鋪筑問題及時處理，防止問題埋藏。另外，在施工過程中，還應該通過振動器完成壓實工作，進一步提高鋪筑的質量。第三，基礎碎石的墊層密實度要達到較高的水準，平基面高程以及縱坡應達到固有的設計標準，甚至是超出標準。此外，基礎面也應嚴格按照所設計的縱坡取面來找平。

4)UPVC管道安裝。管道安裝工作屬于細節部分，雖然體積較大的管道在安裝過程中，往往借助于機械設備，但安裝地點和安裝方式以及安裝密度都要經過詳細的計算后才能實施。本文認為，為了能夠保證管道安裝的有效性，可使用纖維繩雙點吊裝的方式來進行。UPVC管道應用廠家配制的熱熔焊接設備完成電熱熔焊，把管材加熱并使之熔化。管道應等到接口固化之后才可挪動，期間應始終保持接口處于正確位置。連接管道時應使用合適的輔助設備，并且管材應使用吊力將其脫離地面，以此降低管材和地面之間的摩擦力，進而減少安裝力。

5)連接檢查井和UPVC管材。應使用中介層法來連接檢查井和管材。具體流程為:在井壁和管材連接位置的外層表面應用聚氯乙烯作為粘結劑，之后聯合粗砂做成高強度的中階層，這種方法的優勢在于，不僅可以提高施工安全度，同時避免了不必要的問題出現。值得注意的是，上述工作完成之后，還應該將水泥砂漿砌入井壁的內部。在做中介層時，首先用毛刷將管壁清理徹底，再均勻涂抹一層聚氯乙烯粘結劑，然后在其上方撒一層干燥粗砂，固化時間控制在10min～20min內。當管道處于地下水位相對較高或者位于軟土地基時，應先使用0．5m～0．8m的短管進行連接，再在其后方連接一根2m的短管，然后和上下游標長的管材連接。

6)回填。管坑兩端應根據實際要求來分層回填，每層回填的高度應控制在15cm～20cm之間，并且回填時兩側需同時進行，避免管道出現位移的情況，然后在使用機械或人工進行夯實。管頂以上的回填土，應分層夯實，且每層厚度為30cm，最終應將密實度控制在允許的范圍之內。在回填時應確保槽內始終無積水。對于UPVC而言，其管底到管頂上部70cm宜回填碎石砂。

2結語

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關鍵詞：人防工程；地下室；施工監理

與常規地下室工程相比，人防地下室對結構安全性與穩定性要求更為嚴格，需要提高對施工技術和工藝的管理，保證施工作業實施的有效性。雖然施工技術和材料在不斷更新，但仍然存在很多施工缺陷，例如基礎鋼筋位置不準確、門框預埋位置錯誤等，影響總體施工效果。需要提高對施工過程的重視，加強對每個節點作業的監理，減少人為失誤，從根本上來提高施工質量。

1人防地下室土建施工監理分析

與一般土建工程不同，按照防護功能可以將人防地下室工程空間分為工程口部和工程主體兩部分，且施工要求存在差異，質量監理要點和內容也有一定差別，需要根據實際情況來編制合理的監理方案，對整個施工過程進行有效管理。其中，工程主體包括人防防護、人防側墻、地下室底板以及人防主體頂板幾部分；工程口部空間則包括工程防護密閉門框墻、工程密閉段內墻和臨空墻三部分。對于人防地下室工程因為其結構和功能的特殊性，國家已經制定了相應的質量控制標準和規范，尤其是施工監理工作有明確要求。主要內容：①人防地下室梁板基礎底板中鋼筋綁扎作業，要求將梁主筋設置在板面筋上方，且主梁上部筋要在次梁上部筋上方[1]；②兩個防護單元間門框墻與門檻截面厚度控制在500mm以上；③外墻結構應將施工縫設置在底板以上500mm的位置；④臨空墻內外側鋼筋施工時，將較大直徑的豎筋設置在外部，小直徑則設置在內側。施工監理工作的實施，需要以各施工規范為依據，對整個施工過程進行動態管理，及時發現所存在問題并督促其改正，從根本上來減少質量隱患。

2人防地下室土建施工常見問題

2.1基礎鋼筋位置不準確

綁扎梁式筏板鋼筋時，經常會因工作人員技能水平較低，或經驗不足，導致主次梁鋼筋和底板面鋼筋出現混亂情況。部分工程施工時，梁主筋上表面位置讓筏板面筋經過，或主梁上部鋼筋上方位置進行次梁上部鋼筋的綁扎，導致施工結果與設計方案不符。另外很多工程需要將筏板面筋在梁主筋下面穿過，但因主梁上部位置鋼筋下方讓次梁上部位置鋼筋穿過，出現質量問題。人防地下室土建施工對結構穩定性和安全性要求較高，在設計和安裝基礎鋼筋時，確定土體向上壓力均為底板特點，要保證其可承受較高荷載，因此要嚴格控制三類鋼筋安裝位置，避免實際安裝與設計位置不符，而影響鋼筋傳力體系效果[2]。

2.2門框墻截面尺寸小

人防地下室防護單元隔墻厚度基本均在250mm左右，工程施工時為降低難度，對于防護單元隔墻連通門洞位置，未進行變截面處理，導致連通口門框墻與門檻的截面尺寸跟隔墻厚度尺寸相同，與專業規范要求最小厚度差異較大。按照規范要求，兩個防護單元間連通口門框墻與門檻截面尺寸厚度應在500mm以上，這樣才可以滿足工程防護要求。因此需要對連通口門洞位置墻進行加寬處理，或者是增設截面為500mm×500mm的加寬柱[3]。防護單元隔墻開設連通口時，需要在連通口兩側分別設置一道防護密閉門。假設施工時對門框墻和門檻厚度控制不當，達不到專業標準，施工后將造成無法同時關閉兩扇門，降低了防護效果。

2.3未綁扎斜向加強鋼筋

主要是對門洞進行施工時，未對四角位置綁扎斜向加強鋼筋，或者是隨意綁扎所用鋼筋長度與直徑不能達到施工要求，而降低施工質量。按照專業規范，人防地下室防護密閉門門洞四角內外側配置兩根直徑16mm且長度不小于1000mm的螺紋鋼筋，以此來提高門框墻門洞口穩固性。人防門門洞口需要在承受壓力的同時，還要承受向里的沖擊力，如果未對其四角位置設置加強鋼筋，勢必會影響結構受力效果，影響防護質量。

3人防地下室土建施工監理要點

3.1施工材料質量控制

施工監理應確定材料構件對施工效果的影響，提高對進場材料的驗收管理，包括水泥、防水材料、鋼筋、人防構件以及各種預埋件等。安排專業監理人員協助技術人員，對進場材料進行取樣驗收，并檢查是否具有出廠證明以及生產合格證，對于檢驗不合格的材料，嚴禁進場并與供貨廠商聯系更換。其中，水泥、防水材料、鋼筋等材料要進行現場見證取樣復試，由施工單位提供復試報告，保證施工所用材料不存在質量問題。基于人防工程建設的特殊性，所用人防構件，如防護門門框、防爆地漏等，均需要由專業部門批準的人防工程防護設備定點生產廠家提供。

3.2鋼筋綁扎作業監理

鋼筋綁扎為人防地下室土建施工要點，作業質量直接決定了工程結構性能，需要由經驗豐富人員進行現場監理，正式施工前對鋼筋強度等級、數量及規格等進行檢查，確認不存在任何質量問題，如銹蝕、裂紋等，才可用于綁扎施工[4]。正式綁扎需要嚴格按照設計方案來進行，重點控制好間距和位置，及時發現所存在錯誤和不達標情況，并督促施工人員改正。尤其是要注意梁式筏板基礎中主梁、次梁以及底板面筋相互間結構的搭接關系，以及門框墻鋼筋綁扎必須要嚴格按照設計方案來進行，避免漏設防護密閉門門洞四角內外斜向加強鋼筋。對于相鄰兩個防護單元隔墻連通口的門洞，在綁扎成型后，檢查確認鋼筋骨架斷面尺寸在450mm以上，對所有綁扎作業進行質量驗收，確定不存在施工問題。

3.3混凝土裂縫監理

通過有效監理，減少混凝土裂縫的產生，提高工程施工質量。施工前要做好所有材料的質量驗收，確定混凝土配合比與設計方案相符，且質量與性能達到施工要求。正式施工時，要重點做好混凝土自身坍落度的控制，一般需要將坍落度控制在120～160mm，混凝土盡可能晚拆模，要加強養護。

4結束語

對人防地下室土建工程進行施工監理，對提高工程施工質量具有重要意義。需要結合工程建設要求，確定監理方向和要點，通過對施工過程的動態控制，來減少各類質量問題的發生，保證防護功能可以達到專業標準，提高工程建設綜合效益。

作者:謝怡 單位:肇慶市資信工程建設監理有限公司

參考文獻：

[1]許文慶,俞衛康,徐忠潮.如何做好人防監理[J].建設監理,2014,(8):14-17.

[2]梁文鞭.淺談結建式人防地下室土建工程的施工監理[J].廣西城鎮建設,2012,(2):99-102.

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地鐵建設過程中精心的施工和全面的管理是為了一項質量合格甚至優秀的工程，然而建設過程中存在的不可預見因素一旦發生會給工程建設單位和施工單位帶來巨大的損失，地鐵建設單位需要工程保險，承保在整個施工期間，因自然災害和意外事故造成的物質損失以及第三者的人身傷亡或財產損失。雖然投保了工程保險難以避免不可抗力因素導致的事故，但是意外發生后可以得到一定的補償，從而減少事故帶來的財產損失，使工程的損失降低到最小，保證地鐵建設進度。

二、工程保險管理部門

因不可抗力因素可以通過工程保險來得到一定的補償。所以地鐵建設單位都很重視工程保險工作，但是不同的建設單位劃分工程保險管理的職能部門不同。

1、計劃部門管理

由于工程保險應在地鐵建設線路工程前期開始準備，并最遲在地鐵建設實質性開工前予以投保，以保證工程建設過程中規避風險的發生，減少承擔損失。部分地鐵建設單位把工程保險管理職能劃分給類似計劃部門作為工程項目開工前計劃進行管理，此種管理方式著重前期管理，而忽略了建設過程中及后期管理的過程。

2、工程部門管理

部分地鐵建設單位因為施工過程中容易發生出險案件，而予以工程部門來管理工程保險，工程部門容易與施工單位進行溝通，便于處理出險案件，具有一定事故處理的掌握性及便利性。但是工程部門對于工程保險前期準備方案及數據控制管理還是存在不完整性。

3、財務部門管理

很多地鐵建設單位將工程保險的工作分派到財務部門管理，因為工程保險本身需要從數據和專業等多方面角度進行管理控制，財務人員前期了解地鐵項目的建設信息，如概算、進度等，可以合理安排工程保險金額。在出險事故處理過程中，結合事故實際情況，可以審核報險及理賠數據，增加出險理賠的合理性，以減少事故帶來的損失。財務部門本身肩負著對地鐵工程項目的財務數據的計量與核算職能，在保險合同支付等環節可以更好的控制保險合同管理。

三、工程保險管理的現狀

1、確定工程保險承保金額的依據不一致

工程保險應在地鐵項目建設前期準備保險方案，尤其是需要確定合理的承保金額，目前由于地鐵建設的實際情況，工程保險承保金額多數是以建設項目概算為基礎進行項目選取來計算的，但還存在以建設項目投資估算或者是由于零散建設工程而直接選取合同價款作為承保金額的。工程保險承保金額的確定依據不一致，體現了各城市地鐵工程保險管理主觀性大、不具規范性，尤其是地鐵建設單位對不同的線路工程確定承保金額依據變更，會給工程保險后期管理帶來不便。

2、工程保險支付方式的不確定性

由于地鐵建設而簽訂的工程保險合同不斷增多，在工程保險采購合同中，工程保險的支付方式也在不斷變化和完善。由于本身工程保險合同規定的保費是暫定金額，根據工程建設最終情況需要調整。正常保險合同是按照固定時期和固定比例進行支付，而工程保險的特殊性決定了存在類似工程進度款的支付形式。不同種類付款形式的存在也不利于工程保險合同的管理。

3、工程保險承保期限存在矛盾性

現有工程保險合同期限通常以地鐵工程項目竣工驗收或試運營先發生的時間為準，一般來說地鐵項目爭取提早通車，在工程基本完工驗收后就進入試運營階段，工程保險合同結束，接下來進入試運營期的財產保險安排。但是試運營期間財產保險承擔現有形成財產的風險，而試運營期間會不斷發生零星建筑、安裝工程，無法包含在財產險中，所以工程保險合同期限的矛盾性需要亟待解決。

四、從財務角度安排工程保險

鑒于地鐵建設單位多數把工程保險的職能安排在財務部門，從財務角度能更多提供地鐵建設項目的相關數據，便于工程保險更好的管理，下面主要對工程保險的籌備、實施等階段從財務角度進行安排思考。

(一)工程保險方案的準備

在地鐵建設項目正式進入實質性開工前，應著手準備工程保險方案，包括確定承保的項目范圍、保險金額及條款等。

1、保險金額的確定

保險金額是對地鐵建設項目已確定承保項目的金額合計，根據地鐵建設實際情況，根據初步設計中的概算項目進行選取，確定承保的概算項目，然后匯總承保項目的概算金額，來確定暫定的保險金額。地鐵建設項目概算中通常包括四個大項：工程費用、工程建設其他費用、預備費、專項費用。這幾大類項目并不是都需要投入保險，應扣除管理費、監理費等不構成資產的成本項目。

(1)工程費用是構成地鐵建設成本直接項目，其中包括車站工程、區間工程、軌道、供電、通信、信號、采暖通風、給排水、車輛段等，工程費用正常全部納入保險范圍。

(2)工程建設其他費用是指地鐵建設過程中與建設發生的相關費用，包括土地征用、拆遷補償、三通一平、管理費、監理費、招標費等，工程建設其他費用中僅部分項目根據實際需要納入保險范圍，如管線改移、臨時設施費、工器具購置費。

(3)預備費包括基本預備費及價差預備費，不納入保險范圍。

(4)專項費用，包括車輛購置費、貸款利息、鋪底流動資金。其中僅僅車輛購置費納入保險范圍。但車輛保險具體保險時間視具體情況而定，可與工程一起進行安排，也可以節省資金時間價值而在車輛進場前單獨進行安排。

2、付款方式的確定

在地鐵建設項目中，工程保險合同普遍存在的付款支付方案是根據暫定的保險金額與招標確定費率的乘積確定暫定的保費，然后在地鐵工程建設期內較為平均確定支付比例來支付保險費。這種方式的弊端是工程保險不能與工程完工進度有效的結合起來，因為保險費確定的基礎是兩個因素，其中保險費率是確定的，而保險金額是根據工程概算暫定的，在地鐵建設過程中由于各種不確定因素導致地鐵建設成本投入與概算不一致，同時地鐵建設工程進度與初始確定的固定支付保費比率不一致，差據過大甚至達到10%。從財務角度安排工程保險費的支付，需要考慮比例確定的合理性和建設資金的時間價值。因此，從財務角度更合理的安排保險合同的支付方案，應在保險合同生效之時起30天內支付總保費的不高于一定比例的預付保費，保險合同生效后第二年起，于每年定期按照上一年實際工程進度支付，若達到總保費的90%時不再支付。在累計進度保費金額達到總保費的一定比例時，開始將預付款從當次支付中扣回，應在支付的累計進度保費金額達到總保費的不高于80%時扣完。待工程完工后，根據工程最終結算金額調整保險金額及保險費。調整的保費＝費率×預計總保險金額－最終結算金額。

3、合理安排雇主責任險

地鐵建設工程保險涉及的險種是建筑安裝工程一切險和第三者責任險，通常還會附加雇主責任險，雇主責任險是為保障地鐵建設單位的員工而安排的。通常雇主責任險由于是附加的，條款中的保險人數及保險金額等數據都很低，不能切實地為地鐵員工提供保障。財務人員應該根據對工程信息掌握情況，從財務角度利用財務預測手段確定保險人數，查詢有關社會保障規定，確定保險金額及分項保險金額，來發揮出雇主責任險對地鐵建設人員的最大保障作用。如保險金額中醫療保險金額分項應適當提高，以提供更好的保障效果。

（二）工程保險方案的管理實施

1、工程保險合同付款

在安排工程保險方案時，已經確定了工程保險費支付的方式是按照工程建設成本投入進度支付保費的方式，在工程保險合同的履行過程中，財務人員應利用財務核算軟件系統進行數據統計，匯總歸納地鐵建設項目投入成本，并計算出建設成本與概算完成百分比，進而得出工程完工進度，根據這個進度比例來支付保費。

2、理賠環節

當在地鐵工程建設過程中出現事故后，通常保險公司人員或保險公估人員根據報損項目進行核定損失，作出理賠方案。財務部門本身需要針對不同地鐵建設線路的合同進行記錄、管理。這時財務人員可以翻閱合同文本或財務合同軟件來查找合同相關信息，進而核查理賠方案在單價及項目上的合理性，監督理賠方案的有理有據。

3、賠款的處理

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關鍵詞：高層建筑地下室工程滲漏水防水工程施工

近年來，由于某些地下結構防水工程質量較差，導致地下室漏水事件時有發生。地下室漏水不僅給居民生活的居住環境造成不利影響，如果地下混凝土結構長期滲水，一方面會使混凝土中的鈣大量流失；另一方面會使混凝土中的鋼筋銹蝕，從而破壞了地下混凝土結構的整體性，進而影響了主體結構的穩定性和使用壽命。因此做好高層建筑物地下結構的防水，不僅會給住戶帶來一個舒適的生活環境，而且對主體結構的使用壽命也是百年大計的事。

一、地下室防水工程施工的主要特點

對高層建筑地下室防水工程的施工特點進行認真分析，將有助于地下室防水工程施工的開展：

（1）高層建筑地下室的平面尺寸一般比較大，目前，在設計中一般都不設置沉降縫和伸縮縫，而是采用設置后澆帶的方法來解決混凝土的早期干縮和結構不同部位的沉降差問題，而后澆帶的混凝土屬于二期混凝土，在后澆帶的二期混凝土與一期混凝土交接處，是地下室防水工程中抗滲的薄弱部位，非常容易引起滲漏。

（2）高層建筑地下室的底板混凝土通常是大體積混凝土，對于大體積混凝土，必須對砼的溫度進行有較控制，混凝土澆筑后由于水泥的水化熱和混凝土的內外約束產生的溫度應力而使混凝土產生溫度裂縫，底板結構中的裂縫將會成為滲水通道，影響地下室的抗滲能力。

（3）高層建筑的各種設備用房通常都布置在地下室，這些設備都有許多管道要從地下室引出，這些管道就不可避免地要從地下室外墻穿過，這些管道穿墻的地方也是地下室防水結構的薄弱部位。

（4）地下室的外壁是砼墻，砼墻支模定位時要使用對拉螺栓，對拉螺栓的止水片處理不當，也會形成滲漏通道，造成地下室外壁滲漏。

二、地下室工程滲漏水原因分析

地下室滲漏與否，重點在于施工質量。從施工方案的編制，材料的選擇到施工段的劃分、施工程序等各個環節，如控制不好都可能造成滲漏。

（1）施工單位不重視特殊工程應采取特殊措施，沒有針對地下室防水功能要求編制專項施工措施方案，仍按一般結構工程組織施工；關鍵工序質量控制不嚴，致使地下室結構防水性能達不到應有的效能。

（2）施工前沒有進行混凝土設計配合比抗滲性能試驗（只作強度試驗），抗滲混凝土配合比不合理，影響實際抗滲性能。

（3）混凝土澆注前未進行供料速度（產量）與施工澆注需求速度關系的計算，造成因供不應求而不能連續澆注，致使前后澆注混凝土之間（尤其加早強劑）形成冷縫，從而產生滲漏通道。

（4）施工縫留設不合理，出現凹槎；鑿毛不規范，槽內清理不干凈；二次澆灌時又不事先鋪漿等。均造成抗滲性能下降而引起滲漏。

（5）鋼筋密集處或預埋件集中處，未作坍落度調整并采用細石砼，仍用一種粗骨料和坍落度，導致下料困難，振搗不及或振搗不實，引起這些部位出現蜂窩、孔洞，形成抗滲的薄弱部位。

（6）地下室墻壁支模用的對拉螺栓和預埋穿墻套管，未在中間焊接止水環片，形成滲水通道。

（7）泵送混凝土澆筑段的上層砂漿較厚，沒有另加碎石振搗，致使施工縫處混凝土比重較輕，直接影響結構抗滲性能。

（8）混凝土配制時配合比控制不嚴，澆注時振搗不均勻，不規范，直接影響到實際強度和密實度的均衡性，影響到結構混凝土抗滲性能。

（9）在做柔性防水施工時，由于混凝土基層面不干燥粘結不牢，易剝落、損壞；防水涂料涂刷不嚴密，不均勻、或有漏刷等。均能引起局部滲漏。

（10）地下防水工程施工隊伍素質差，操作不規范或選料質量不標準，達不到設計要求，影響抗滲性能和使用壽命。

（11）在防水混凝土工程和附加防水層施工完畢后，未采取及時回填土等保護措施，造成干縮和溫差而引起開裂。

三、如何進行施工過程質量控制

在防水工程的具體施工過程中，必須進行嚴格而有力的監控，才能保證地下室的防水質量。在做柔性防水層施工時，必須使混凝土基層表面做到平整，清潔，干燥，基層表面不得起砂，起皮或有其它突起物，柔性防水層表面必須嚴密，不得有翹邊，開口，開裂空鼓等現象；外墻模板的對拉螺栓一定要焊上止水片。

為了有效堵塞可能形成的滲水通道，除了在對拉螺栓的中部焊上止水片外，在對拉螺栓的兩端也同時焊上止水片，則防水效果更好；對于穿墻的管道一定要在其進入墻體的中部位置上焊上止水鋼板；為了有效地保護鋼筋，防止銹蝕，迎水面防水砼的鋼筋保護層厚度，一定要得到有效地保護。同時為了阻止鋼筋的引水作用，底板所有鋼筋均不能接觸砼墊層，外墻中為固定墻內鋼筋骨架而設置的支撐筋不能直接頂住模板。

防水砼是靠提高砼自身的密實性來達到其防水目的，因此防水砼的澆筑質量是保證防水砼防水質量的關鍵，務必做好。在防水砼的澆筑過程中，必須嚴格按經過計算后確定的方案進行澆搗，避免產生冷縫所造成的滲水通道。為保證防水砼的密實度，澆筑時必須使用機器振搗，并注意不能漏振，欠振，以確保砼振搗密實。對于目前廣泛采用的摻減水劑防水砼，最好采用高頻振動器振搗，這樣能更有效地排除砼中的大氣泡，并使小氣泡分布得更均勻，這樣對保證砼的抗滲要求更為有利；防水砼澆筑后的養護對其抗滲性能影響極大，特別是早期濕潤養護更為重要。在常溫下，砼初凝以后，就應澆水養護，并使其表面保持濕潤狀態，其持續時間不少于14晝夜。另外，地下室混凝土結構模板不宜過早地拆除，否則，極容易造成混凝土結構內傷，形成意想不到的滲水通道，影響抗滲能力。

參考文獻

[1]吳霞曦.民用建筑地下防水工程施工方法的探討[J].中國科技信息,2005,（4）.

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關鍵詞：市政工程 地下管線 問題 保護措施

1 地下管線保護工作存在的問題

1）沒有完整的竣工圖紙，有些管線未在圖紙上體現出來。這是由于多年前管線建設檔案管理不規范造成的，還有一些管線是單位私自埋設的，沒有經過規劃審批，所以也不會有圖紙。這種情況下管線的安全隱患最大，施工時要特別小心。

2）竣工圖紙不能完全或正確反映管線的實際位置。首要原因是施工偏差，編制竣工圖時沒有按照實際位置進行繪制；另外，施工時遇到了障礙而將管線的位置進行了調整，但在竣工圖上卻沒有標明。

3）使用的勘測方法較落后。施工單位目前常用的勘測方式是挖探坑，依據探點的管線位置、高程來推測整個管線埋設的高程和走向，這種方式難以反映管線全部情況。有些單位也借助于地下管線探測儀，但功能也有局限性，需要和傳統方法結合使用。

4）工期緊，沒有充足的時間進行勘測。探測地下管線并掌握其準確位置的工作需要花費很多精力與時間，但現在市政設施建設的工期都非常短，造成相關單位工作做的不夠細致，為以后施工留下了安全隱患。

5）施工人員安全生產意識淡薄。現場施工管理人員對既有地下管線的保護工作重視不夠，違反安全操作規程施工，或者所采取的保護措施不得力造成管線損壞。

2 地下管線保護工作應采取的措施

2.1施工準備階段應采取的措施

1）參加業主組織的各專業管線單位交底會議，從多種渠道取得各種地下管線資料，并對照現場和圖紙資料進行校核驗證。

2）在施工組織設計中，針對各種地下管線制定切實有效、操作性強的專項保護方案，以及管道損壞時的應急預案。

3）建立安全保證體系，項目部設專職安全員，作業隊伍進行三級安全教育和安全技術交底。挑選技術水平過硬的機械操作人員，并對操作人員進行安全施工技術交底。制定安全生產責任制，明確獎懲措施，責任落實到人。

4）對現場地下管線詳細調查，可采用的方法主要有：

①挖探坑：這是長期以來市政施工企業探明地下管線的主要方法，探坑采用人工開挖，根據現場情況確定探坑的間距，通過兩處以上探坑暴露的管線情況來推斷該種管線的大致走向和埋深等信息。

②采用管線探測儀探測：在對地下管線的勘測中，采用科學的手段和運用現代探測技術、儀器，可有效地探測地下管線的準確位置和埋設深度等。在舊路開挖前進行全面探測，與現有管線圖紙資料對照復核，以獲得地下管線的準確信息。

③與各專業管線單位監護人員進行交流，請他們介紹管線的分布情況，施工中應該注意的事項，這對工程的安全、進度十分有利。

④根據經驗，仔細觀察、合理判斷分支管線的埋設位置和種類。重點觀察部位：大路口處；沿線單位處；檢查井；電線桿；配電柜。

5）繪制管線分布圖。對調查出的各種地下管線疊加繪制在同一張平面分布圖上，注明每種管線的名稱、埋設方式、深度、管徑和孔數，張貼在辦公室顯要位置，組織施工管理人員交底學習，隨時提醒現場相關人員注意管線安全。

6）做好現場警示標志。對已探明的地下管線，在施工現場應做好醒目的警示標志，對于埋設較淺，受到重壓會有危險的管線，還應采用設置警戒線和圍擋的方式禁止一切重型機械通過。

2.2施工過程中應采取的措施

1）機械開挖路槽作業時，應有專人指揮，在地下管線位置安全距離外灑石灰線，線內禁止機械作業，避免因管道兩側土體受到擠壓而損壞管道。管道位置采用人工薄層輕挖，管道暴露后應采取臨時保護和加固措施，隨時檢查是否存在安全隱患。

2）對開槽中發現的沒有標明的地下管線，或雖有竣工資料，但管線的位置、走向與實際不符合時，要及時會同有關單位召開專門會議，制定專門的保護方案。

3）機械操作人員必須服從現場管理人員的指揮，小心操作，挖掘動作不宜太大，杜絕盲目施工，施工機械行進路線應避開已標明的地下管道位置。

4）施工人員應時刻保持警惕，切忌依據某探坑處發現的管線位置、高程和走向就想當然地認為全線如此。常見某些非重力流管道如供水、電力、燃氣管道等遇到障礙物時，為了避讓障礙會發生突然上翻，或者走向突左突右、很不規則的現象，此時憑想當然辦事，將蘊成大禍。

5）開挖作業時根據土層的變化和土壤含水量的變化來推測管線位置。根據經驗：土層顯示為原狀土則比較安全，若顯示為回填土或采用其它材料回填則應小心地下管線；開挖時土壤突然變濕或局部翻漿應考慮附近是否有滲漏的供水管道；土壤突然變干應考慮附近可能有供暖管道。

6）根據專業管線常用的包管材料和警示帶來判斷管道位置和種類。供熱管道常用黃砂包管；燃氣管道常用石粉包管，并在管頂30cm處設置警示帶；供水管道常用水泥石屑包管；電力直埋管常用混凝土包管，所以，當突然挖出以上材料時應小心地下管道。

2.3發生管線損壞事故時應采取的措施

1）事故發生時，要及時保護事故現場；通知管道維修單位到現場搶修；疏散圍觀的群眾，必要時應提請交警封閉過往交通，特別是煤氣泄露應防止產生火花引起煤氣爆炸。

2）及時向單位領導、業主匯報事故及事件的進展情況，以取得單位領導和業主單位的支持幫助。

3）寫出事故匯報材料，說明事故發生的時間、地點、造成的后果，事故發生后的處理情況，分析事故發生的直接原因和根本原因，以及今后采取的加強安全生產的保證措施，對事故責任者的處理建議等。

3、對地下管線保護工作的建議

1）市政建設主管部門在確定城市道路建設周期時，要保證合理工期，否則施工單位會為了搶工期而忽略對既有管線的保護問題。對地下管線的調查工作，應多方面、多渠道的收集有關地下管線的資料。在道路施工時，應責成有關人員及時、準確地提供管線位置，派專人負責聯系落實，并對提供資料的真實性負責。

2）通過制度規范各方的行為。從目前的情況看，地下管線在道路改造施工時被破壞，有施工單位的原因，也有因地下管線的埋設位置、高程不符合規范，因此，出了問題不能只是處罰道路施工單位，對原管線的施工單位、專業管線的產權單位也要有相應的制約，也需要進行規范，使其承擔相應的責任。

3）施工單位要從思想上引起高度的重視，不能總是局限于原有的工作方式。對地下管線的勘測要采用科學的手段，運用現代測繪技術，針對工程的特點采取不同的措施。要努力尋求一些費用相對不高，勘測相對準確的方法、儀器。目前，管線探測技術已逐步成熟，可有效地探測各種地下管線，包括金屬和非金屬管線的準確位置和埋設深度等數據。

4）加強城建檔案管理工作，盡快建立和完善“城市綜合管線地理信息系統”；新建地下管線覆土前，應通過實測獲得準確的管線竣工測量圖，各專業管線單位應對已有地下管線進行普查和補充測繪，并及時更新地下管線地理信息系統，

5）參照發達國家的做法，在新建、改建、擴建城市主干道時，對符合技術安全標準和相關條件的城市地下管線工程，應當優先采用“共同溝”技術。條件允許時，推行地下管線集約化建設與管理，由政府委托的建設單位統一規劃、統一建設、統一維護，合理利用城市地下空間。

參考文獻：

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[關鍵詞]卓越工程師教育培養計劃 隧道與地下工程專業畢業設計 教學改革

引言

2010年6月教育部啟動了“卓越工程師教育培養計劃”（以下簡稱“卓越計劃”）[1]，2011年10月，重慶交通大學入選教育部第二批卓越工程師教育培養計劃，實踐性較強的土木工程系為“卓越計劃”實施系之一。隧道與地下工程專業（卓越工程師班）從2012屆開始招收學生，2016年春期該屆學生將進入畢業設計環節。

隧道與地下工程專業畢業設計不僅是學生在畢業前的最后學習和綜合訓練階段、培養學生工程素質和工程實踐能力的重要階段，還是從理論學習過渡到實際工作的重要階段，在隧道與地下工程專業教學大綱中具有舉足輕重的地位。當前，人才競爭日益激烈，工程單位工作節奏日趨加快，傳幫帶的傳統已經難以實現，使得畢業設計這個從學校學習到工作崗位的過渡階段對于畢業生來說變得非常重要，甚至具備了部分“就業前期培訓”的職能[2]。畢業設計過渡階段的特點決定了畢業設計的選題、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隧道與地下工程專業畢業設計中存在的問題，進行了適應“卓越計劃”人才培養的畢業設計教學改革探討。首先，分析現有畢業設計的現狀和存在問題；其次，基于“卓越計劃”的要求和特點，探討現有畢業設計模式與“卓越計劃”要求之間的差距；第三，針對現階段畢業設計模式的問題進行改革，探索一套與“卓越計劃”人才培養相適應的畢業設計模式。

一、隧道與地下工程專業畢業設計現狀及存在問題

在畢業設計方面，國外畢業設計都針對實際工程項目，讓學生在畢業設計中獲得真正的工程經驗，為未來的職業奠定基礎[2]。而國內高校，畢業設計則更注重理論教學而忽視了工程應用，國內高校在與企業、同行的合作、交流上，尚處于半封閉狀態。以重慶交通大學隧道與地下工程專業畢業設計為例，在整個過程中便存在以下種種問題：

（一） 畢業設計選題類型和方法的局限性

隧道與地下工程專業畢業設計選題大多為隧道工程、基坑支護、滑坡治理等工程設計與施工類題目。這類設計任務雖然能與大部分學生今后的工作掛鉤，但存有以下兩不足：其一是畢業設計選題的科研內容偏少，對于今后從事科研工作的同學來說，需要增加一些偏科研方向的課題；其二是畢業設計選題涉及施工和管理方面的內容不多，對于畢業后從事施工技術和現場管理的的同學來說，需要增加一些這方面的工作。

隧道與地下工程專業和地鐵與軌道工程、巖土工程等兩個專業同時選題，畢業設計歷年的選題方法則存在很大的局限性。“畢業設計動員大會”沒有教師對畢業設計題目的主要目的、要求和內容的講解環節，學生也不能了解全系各位教師所設計的畢業設計題目的全貌。畢業設計選題采用教師在“畢業設計管理系統”網站上掛出題目及要求、內容等，學生自主選擇，教師最后加以確定的方式。從往屆畢業設計選題結果來看，出現“搶”畢業設計題目的現象。這就直接導致了學生們選擇的題目和今后的工作掛不上鉤，也非自己內心所想要的題目，教師所設計的題目也未能找到符合條件的學生。

（二） 實際工作程序認識不足

目前，學生的畢業設計大概采用在網絡上或者上屆的畢業設計中找到類似題目的計算書和圖紙等資料，在教師或畢業設計任務書的指引下完成畢業設計的程序。一方面，本系很多教師并未直接從事設計工作和施工技術與管理方面的工作，因此對設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，學生對畢業設計的認識僅僅停留于“計算”和“畫圖”，離真正的“工程設計”還有一段距離，主要原因是學生對真正的工程建設基本程序不了解，更不清楚作為設計人員應該如何與甲方、施工以及工程監理單位打交道，導致畢業之后不能馬上與實際工程設計接軌，這些觀念都應該在畢業設計教學環節階段有所體現[3]。

（三） 時間精力投入不足

畢業設計是一項綜合性較強的教學任務，要求指導教師具備較高的教學水平和嚴謹的工作態度，以及土木行業相關工程實踐經驗[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大量缺乏工程實踐經驗的年輕博士，承擔指導畢業設計這一綜合性和實踐性較強的課程，難免力不從心；2） 高校教師兼有教學、科研和學科建設等任務，部分教師甚至還有兼職工作，因此用于指導畢業設計的時間和精力皆不足；3） 高校擴招，存在一位教師指導近十名學生畢業設計的情況，不能做到針對學生各自的特點、興趣因材施教和抽出更多精力投入畢業設計指導中。

畢業設計通常安排在本科最后一個學期，考研的學生則忙于參加考研學習、復試，很多學生還要參加各種招聘會、雙選會，這些都會分散學生畢業設計的精力[3]。另外，簽約之后的學生，認為畢業設計成績的好壞已經無關緊要而輕視畢業設計，甚至把最后一學期當成畢業旅行的最佳日子。因此，學生們投入時間和精力是不足的，存在部分學生半個月、一個星期完成畢業設計的例子。

（四） 畢業設計工作量和質量參差不齊

畢業設計存在依賴電算、忽視理論計算的現象。利用有限元應用軟件進行工程設計在各大設計院已經普及，各大專院校工程類畢業設計對應用軟件的依賴非常嚴重。在畢業設計計算過程中，學生往往只注重對軟件的操作和應用，而忽略專業基本知識、對規范的理解和具體計算過程的問題，因此對計算結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，計算結果和真實值大相徑庭。另一方面，利用計算機軟件設計出來的圖紙一般會存在某些錯誤，而學生在設計中缺失了基礎概念和對規范的理解和掌握，因此不能及時發現并改正這些錯誤。

畢業設計存在嚴重的抄襲現象。畢業設計相關題目的設計資料在互聯網上皆能找到，甚至高年級的畢業設計資料也能得到，很多學生依葫蘆畫瓢，有的學生到最后甚至不加思索大篇大段抄襲。在很短時間內倉促完成畢業設計任務，設計資料漏洞百出、施工圖和計算書前后矛盾的現象頻現。

畢業設計深度和要求不規范的現象。由于畢業設計深度和要求比較模糊，學生們做的畢業設計深度不一致，也不規范，這就使得做得全面的學生畢業設計計算書分量是深度不夠的學生的幾倍。畢業設計深度和要求的模糊，甚至導致考核標準的不統一。

畢業設計規范更新滯后的現象。土木專業規范近年來更新頻繁，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，導致學生不能利用最新的規范進行畢業設計；高校擴招學生人數的增加，導致學生在畢業設計時人均能利用的規范和手冊較少，尤其是最近兩三年新頒布的規范和規程[3]。另外，網絡發達的今天，畢業設計相關最新規范互聯網上基本都有電子版本，但是由于學生、甚至教師的主要精力不在其上，導致規范更新滯后，存在與社會現狀脫節的現象。

二、隧道與地下工程專業畢業設計模式改革

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、高校和企業的密切合作，以實際工程為背景，以工程技術為主線，著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，按照“3+1”人才培養模式培養造就一大批創新能力強、適應企業發展需要的多種類型優秀工程師[5]。鑒于現行畢業設計模式存在上述四個方面的問題，且而現行畢業設計模式對實踐能力的培養尚有欠缺，對創新能力、團隊協作能力與綜合解決問題能力的培養基本為零。因此，為滿足卓越隧道與地下工程專業師培養需求，在隧道與地下工程專業畢業設計模式方面應具有符合“卓越計劃”要求的全新模式。

（一）畢業設計題目改革并實行雙向選擇

畢業設計題目設計方面：將學生走出校門后的實際工作作為畢業設計選題范圍和方向，通過需求分析，進行面向實際的畢業設計選題庫建設。在具體實施環節上，隧道與地下工程專業主要分為學術研究型、工程設計型和施工技術管理型三個方向。各方面畢業設計選題的數量大概由往屆畢業生實際工作方向為指導。

選題是畢業設計能否創新的關鍵，選擇富有科學性、新穎性和創造性的題目作為畢業設計課題，一個很好的畢業設計題目交給一個不感興趣和不具備完成該選題基本素質的學生做是不合適的，在選題工作中充分尊重學生的個人選題意見，創造條件讓學生早一些接觸實際題目。

畢業設計題目雙向選擇方面：畢業設計動員大會前教師應該完成課題申報，并由院系畢業設計領導小組組織論證、評審，確認是否符合要求。“畢業設計動員大會”上，各教師應針對自己申報的畢業設計題目向所有學生講解和公布，并提出選題學生所具備的條件和并作適當建議。然后，實行雙向選擇，學生自愿選題、選教師，指導教師依條件選擇學生，最終由院系領導小組協調落實學生選定的課題與指導教師。

（二）畢業設計實行雙導師制

在高等學校實施培養“卓越工程師”的教學目標，培養創造性人才，教師是關鍵，這一點在畢業設計工作中顯得更為突出[4]。指導教師在畢業設計工作中起著非常重要的作用，直接影響到學生選題、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，即行業企業深度參與培養過程、學校按通用標準和行業標準培養工程人才和強化培養學生的工程能力和創新能力，同時限于有些青年教師自身的學術水平和工程實踐經驗，采取優化指導教師的師資隊伍措施。通過把一些有經驗、有威望、有一定指導工作能力的校外工程師請進來，讓他們參與畢業設計的指導工作，有利于畢業設計的質量優化。在畢業設計教學過程中實行“學校導師”和“企業導師”聯合指導的雙導師制模式[4]，發揮校內外導師各自的優勢共同對學生進行課題研究、工程實踐和職業發展規劃方面的指導，不僅能培養學生獨立解決工程實際問題的能力和科學研究能力，同時使學生具備較高的社會責任感、職業素養和團隊合作精神，早日與真正的“工程師”接軌。

（三） 完善畢業設計工作方法、工作流程及設計深度和規范化

完善畢業設計工作方法和工作流程是保證畢業設計教學有序、高效運作的先決條件。隧道及地下工程專業借助校企的聯合力量制定符合實際工作和學生學習現狀的工作方法和工作流程。有了辦法、流程，認真、科學、規范地運作，并強調畢業設計中帶有共性的東西的統一性，而對于富有個性特點、彈性較大的內容，應充分發揮其個性優勢[4]。學校應有對畢業設計工作的具體要求，有完整規范的制度、科學的質量管理和檢查評估系統。

對畢業設計計劃、選題、實習調研、指導、中期檢查、論文撰寫、答辯、成績評定、總結、研究分析等各環節進行科學、系統的規范，使管理者、指導教師明確科學、規范化的要求[4]。針對當前畢業設計圖紙、參考資料不規范的現狀，隧道及地下工程專業應編寫了《樣例圖集及解說》方面的教參資料，詳細闡明了施工圖層次的設計深度要求，對圖紙規范化和細節要求進行了詳細解說，可供學生學習，同時起到了規范畢業設計圖紙的作用。

通過規范畢業設計要求，使學生可以提前準備，并知道怎樣主動做畢業設計，發揮其主觀能動性，激發其強烈的“創新”意識，造就有利于學生創新實踐的條件和空間，為培養“卓越工程師”提供強有力的保障[4]。

三、結語

根據“卓越計劃”的目的和任務，結合“卓越計劃”的三個培養特點，針對現行畢業設計存在畢業設計選題類型和方法的局限性、實際工作程序認識不足、時間精力投入不足、畢業設計工作量和質量參差不齊等問題，對隧道與地下工程專業畢業設計開展教學改革：

（1） 畢業設計題目改革并實行雙向選擇。將學生走出校門后的實際工作作為畢業設計選題范圍和方向，通過需求分析，進行面向實際的畢業設計選題庫建設。建立畢業設計選題雙向選擇制，學生自愿選題、選教師，指導教師依條件選擇學生。

（2） 畢業設計實行雙導師制。基于行業、企業深度參與培養過程，在畢業設計教學過程中實行“學校導師”和“企業導師”聯合指導的雙導師制模式。

（3） 完善畢業設計工作方法、工作流程及設計深度和規范化。隧道及地下工程專業借助校企的聯合力量制定并完善符合實際工作和學生學習現狀的工作方法和工作流程。對畢業設計計劃、選題、實習調研、指導、中期檢查、論文撰寫、答辯、成績評定、總結、研究分析等各環節進行科學、系統的規范，使管理者、指導教師明確科學、規范化的要求。

[參考文獻]

[1]中華人民共和國教育部.教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見[Z].2011，1，18.

[2]謝凌燕，潘志宏.面向工程實際的土木工程專業畢業設計教學改革探討[J].中國電力教育，2013，7：166-167.

[3]黃鸝，郭亞然，董潔.土木專業畢業設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”目標的土木工程專業畢業設計改革實踐[J].中國冶金教育，2013，32（增2）：57-59.

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【關鍵詞】地下工程；抗浮結構設計；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構底板因為受力不均勻導致局部出現了拱起和開裂，使地下水滲入到地下室中，影響地下結構的安全性。整體性破壞指的是地下結構出現了上浮，不僅會破壞底板，同時還會導致梁柱節點位置出現開裂。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。一旦地下結構受到地下水浮力的破壞，會導致地下工程結構的功能和作用無法正常發揮，當出現較大的事故時還會造成非常大的經濟損失。所以，地下工程設計和施工過程中，進行抗浮設計是至關重要的一個環節，需要施工人員和設計人員足夠重視。

2工程概況

某地下工程為地下明挖4層雙跨架結構，工程標準段寬度為19.3m，長度為21.6m，埋設深度為26.7m。地下工程基礎結構使用現澆鋼筋混凝土筏板基礎進行施工，工程設計人防等級為6級，支護樁使用鉆孔灌注樁進行施工，并在基坑的四周布置，設計樁體直徑為900mm，設計樁長為26.7m，樁中心距離為1400mm,使用C30混凝土。本文以此工程為例，對地下工程抗浮設計進行探討。

3工程地質條件

本工程從下到上分別為全風化中強微風化層、硬質粉質黏土、可塑粉質黏土層、沖積黏性土層、沖積中粗砂層、沖擊粉細砂層、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，穩定水位埋設深度為1.8~5.2m，平均水位埋設深度為2.9m。地下水位的變化情況和地下水的補給、排泄等有緊密的聯系。每年的5~10月份進入雨季，地下水水位會顯著提升，水位最大值會達到15.5m，場地中的地下水不會對混凝土結構造成腐蝕，但是會對鋼筋造成腐蝕。

4地下工程抗浮設計

通常情況下，地下工程結構上浮主要是因為水浮力大于地下工程側壁摩擦力和結構重力值，地下室上浮有可能在各種類型的地層中出現，例如比較穩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構物重力和側壁摩擦力便會出現上浮的情況，為了保證建筑的安全性，需要及時采取相應的處理措施。在設計過程中，需要根據工程的地質情況、工程特點、場地因素、環境情況等進行全面、詳細的考慮，結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構底板以微風化巖層作為持力層，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構自重是無法達到抗浮要求的。因此，需要結合工程的具體情況設計抗浮措施。常用的抗浮措施主要包括抗浮錨桿和抗拔樁。因為當前抗浮錨桿的耐久性得不到控制，并且底板和錨桿結構位置防水比較薄弱，而地下工程設計使用年限為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結構，在圍護樁上布置壓頂梁和主體結構結合到一起，使支護結構也成為抗浮的一部分。按照地質勘測結果，將設計水位地面以下1m（城建標高15.6m）作為抗浮設計水位，并以此為標準進行抗浮驗算[1]。4.2布置抗拔樁本地下工程主體結構以底板支撐到彈性地基平面框架分析結構內力，使用彈簧模擬底層作用。由于該地下工程為雙跨設計，在底板跨中會縱向對抗拔樁進行布置。在計算抗浮時，主體結構會承擔所有的水壓力，為了對抗拔樁所承受的抗拔力進行計算，對地下室縱向1m范圍中的長度進行分析。根據《建筑地基基礎設計規范》中的規定要求，在驗算地下室抗浮穩定性時要可以達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。在不對結構側摩擦阻力大小進行考慮時，（2）式（2）中，R為抗拔樁需要提供的抗拔力特征值。標準段上部荷載總重W=覆土重+圍護樁自重+（裝修層+柱+側墻+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（擴地直徑為D），在樁長/樁徑≤5時，up=πD；qsia為樁側土摩阻力特征值，微風化巖qsia=400kPa；λi為抗拔樁的摩擦阻力折減系數，微風化巖λi=0.7;li為抗拔樁長度；G0為樁自重，地下水位取有效重度。本地下室工程設計擴地直徑為1.8m，抗拔樁直徑為1.3m，樁長為5.5m，經計算，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行模擬，底板、柱子、抗拔樁和梁使用桿單元進行模擬，因為本工程抗拔樁底部做了擴大，使用抗拔樁底部對邊界條件進行固定和約束，在結構四周布置土彈簧模擬約束周圍土體結構。水浮力分項系數取值為1.05，結構自重分項系數值為1.0，以圍護樁自重作為荷載在頂板側墻進行加載。使用這種方式進行模擬，不僅考慮了底縱梁和抗拔樁共同受力下變形協調性，同時也考慮了抗拔樁混凝土彈性模型，不會出現傳統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力和抗拔樁拉力和實際情況更加符合。4.4計算結果分析根據計算結果可以證明，在使用圖1a的方式進行布置時，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，底縱梁柱下部的負彎矩為3100kN•m，受力更加的合理。4.5抗拔樁配筋在進行配筋時，要保證抗拔配筋的受力度可以達到要求，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。經過計算證明，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。一般可以根據樁徑的3倍確定樁距，尤其是當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行考慮，為了防止底縱梁和抗拔樁之間產生沖突，需要控制好配筋率。

5結語

綜上所述，在進行地下工程設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，抗拔樁也會發揮承壓樁的效果。本工程在進行抗浮設計時，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】

【1】高海.地下水對某已建地下結構的浮起作用分析[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2010.

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關鍵詞：地下建筑專業；地下建筑結構；教學內容；教材

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）48-0089-02

一、引言

隨著我國經濟的不斷發展，城市房地產、交通、市政、礦業、水利水電和國防等行業的基礎設施建設規模也不斷擴大，地下工程行業也迎來了前所未有的發展機遇。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，行業的發展也亟需大量的專業人才。如何培養一大批合格的能適應行業發展要求的專業人才成為高等學校面臨的重要挑戰。

作為土木工程行業的重要分支，地下建筑專業雖然具有很長的發展歷史，但由于其所處地質環境的復雜性，其基本理論相對于其他學科發展較為緩慢。近年來，隨著其他相關行業新理論、新材料、新工藝和新技術的發展，地下建筑專業理論也有新的發展。然而，高等學校本科教學的相關教材卻難以滿足行業發展的要求，導致出現了教材內容與工程實踐脫節、畢業生實踐能力差等突出問題。為此，通過對比研究國內高校地下建筑、隧道工程等專業開設的《隧道工程》、《地下建筑結構》和《地下工程》等專業教材，對適應行業發展的《地下建筑結構設計》教學內容進行了研究。

二、目前《地下建筑結構設計》課程內容存在的問題

隨著地下建筑工程方面人才需求量的日益增大，國內開設土木工程類專業的許多高校均開設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，且許多版本的教學內容體系相似，隨著行業的發展，教材中的相關理論稍顯陳舊，部分內容與工程實踐脫節，已難以滿足學生的工程實踐需要。

（一）地下建筑結構的新材料

隨著新奧法的發展和建筑材料的發展，地下建筑結構的材料逐漸由傳統的鋼筋和混凝土向新型材料發展。如傳統的整體式襯砌逐漸被復合式襯砌所代替，而復合式襯砌的材料演變發展迅速，如隧道支護結構可包括：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、機械錨桿、超前管棚、超前小導管、模筑混凝土、預制混凝土管片、鋼管片、各類防水卷材、內裝材料和注漿材料等。而傳統地下建筑結構課程內容中涉及的新型建筑材料方面的內容較少。

（二）地下建筑結構計算的新方法

地下建筑結構不同于地面建筑，其結構與地層緊密聯系，傳統的地下建筑體系計算方法是以結構力學為基本理論的荷載結構法，但該方法一方面力學簡化不科學，另一方面計算過程較為復雜。隨著計算機科學的發展，傳統的荷載結構法與有限元理論相互結合已經形成了新的結構計算方法。另外，地層結構法也隨著巖土力學的發展得到廣泛的應用，已經成為復雜地下結構的首先計算方法。目前國內發行的大學教材中，仍以介紹傳統的計算方法為主，新的方法的基本思路、原理和方法，學生難以接觸和掌握。

（三）地下建筑結構的新形式

隨著地下建筑結構專業的發展，許多新型地下建筑結構形式逐漸發展起來。傳統常見的地下建筑結構主要是隧道，而近年來其他形式的地下建筑結構也日趨增多，如沉管隧道、管幕法隧道、TBM法隧道、頂管法隧道、沉箱結構、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習的是隧道工程，其他地下建筑結構涉及較少，而講授地下建筑結構的院校則對各種結構的涉及面也較窄，且關于隧道結構方面的內容也不全面。

三、《地下建筑結構設計》課程內容改革

隨著地下工程專業人才需求量的增加和新技術的不斷發展，面向工程實踐，以培養實際工作水平和能力為核心，適時的調整《地下建筑結構設計》的課程內容設置十分必要，是以“教學”為主高校相關專業的重要工作內容。

地下建筑結構形式多樣，同時地下建筑結構設計與工程地質、結構力學、巖體力學、土力學、鋼筋混凝土學、現代土木工程數值模擬技術等專業課程密切相關，如何將其獨立同時又不割裂與其他課程間的密切關系是教學內容和教學方法改革中的難點。因此，考慮該課程與其他課程的關聯性和地下建筑形式的多樣性，可將內容分為以下三部分。

（一）基本理論與基本概念

地下建筑結構基本理論與基本概念的講授是培養工程師專業素養的關鍵環節，主要講授內容應包括：地下建筑結構的基本概念、地下建筑結構設計的基本方法、地下工程的圍巖分級方法以及地下工程與圍巖的相互關系、地下建筑結構的荷載、地下建筑結構的材料和地下建筑結構的計算理論等內容。這部分內容充分考慮了該課程與其他課程的交叉融合，可讓學生清晰認識到課程與其他課程的區別和聯系，同時在整體上把握復雜多樣的地下建筑結構形式的共性以及結構設計的核心原則和思想，同時應向學生介紹最新的地下建筑結構設計思維和技術。

隨著建筑材料學科的發展，地下建筑結構支護所采用的新材料越來越多，因此認識了解新材料的類型、應用范圍和性能等是提高學生實踐水平的重要方面，因此地下建筑結構基本理論與基本概念應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、機械錨桿、超前管棚、超前小導管、預制混凝土管片、各類防水卷材、內裝材料和注漿材料等。

由于地下結構與地層關系密切，理解結構與地層的相互作用是后續內容的重要前提，因此，應獨立重點闡述，這部分內容也是與傳統教材差別較大的部分。同時，新的地下建筑設計理論更側重于“圍巖控制”，因此該核心原則和思想也是重點教授的內容，因而教材內容還應涵蓋地下工程圍巖分級方法以及地下建筑工程地質分析方法等方面的內容。

（二）隧道結構設計

隧道是地下建筑結構的最常見的形式，也是畢業生工作后主要的工作對象，因此這部分是課程的核心內容。同時，隧道結構形式多樣，其結構形式差別較大，設計方法也有所不同，因此課程內容設置應以隧道結構形式進行安排，該部分內容應包括：隧道工程的勘察、隧道結構的總體設計、洞門與明洞設計、新奧法隧道支護結構設計、盾構法/TBM法隧道管片式襯砌結構設計、沉管法隧道結構設計和其他隧道結構形式等內容。在課程講授過程中，應重點介紹結構的特征、工作原理、結構構造和設計計算方法，同時也應介紹實踐中工程師常要面對的隧道設計的基礎工作。其中，在隧道結構設計計算方法內容中，傳統教材中主要介紹的是結構力學的計算方法，而在實際生產中用于彈性地基理論和有限元技術的發展目前基于“荷載―結構”模式的有限元計算方法已成為主流的計算方法，因此在此內容中應介紹傳統的計算方法，并掌握新的計算理論。

（三）其他地下建筑結構

除了隧道以外，還有多種地下建筑結構形式，而隨著土木建筑專業各領域的交叉滲透，畢業生面向的工作對象往往不只局限于隧道結構，因此學生掌握和了解其他地下建筑結構形式的設計也是十分必要的。該部分內容包括：基坑支護結構、地下商業街、停車場和附建式地下結構、沉井和沉箱結構、大型地下洞庫和其他地下建筑結構形式。此類地下結構形式結構復雜，形式各異，主要應以介紹結構構造為主。在計算理論方面，目前復雜結構的設計主要以“荷載―結構”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雜的地下結構則應介紹目前流行的“地層―結構”計算模式的有限元計算方法。

四、結語

隨著地下工程行業的發展和人才水平需求的提高，《地下建筑結構設計》課程內容亟需根據專業和行業的發展進行適當的調整，同時隨著土木建筑專業各領域的交叉滲透，畢業生面向的工作對象多種多樣，因此讓學生掌握結構設計的核心思維和最新的方法和技術，認識和熟悉常見的地下建筑結構形式，掌握其設計方法是十分重要的。以面向工程實踐需求和畢業生實踐能力提高為核心教學目標，對《地下建筑結構設計》課程內容進行了探討，構建了面向工程實踐的新的地下建筑結構課程內容體系，希望對地下建筑學科的發展具有積極的意義。

參考文獻：

[1]陳建平，吳立，閆天俊，許文峰.地下建筑結構[M].北京：人民交通出版社，2008.

[2]劉增容.地下建筑結構[M].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[3]朱合華，張子新，廖少明.地下建筑結構[M].北京：中國建筑工業出版社，2011.

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關鍵詞：可靠度地下結構巖土參數概率特征

1.前言

地下結構和其它巖土工程一樣，在整個設計過程中存在大量的不確定性。傳統方法設計時用一個籠統的安全系數來考慮眾多不確定性的影響。對各參數、變量都假定未定值。這就是常規的定值設計法。雖然以后對某些參數（如材料的強度）取值時也用數理統計方法找出其平均值或某個分位值，但未能考慮各參數的離散性對安全度的影響。所以安全系數法不能真正反映結構的安全儲備。

60年代末期，數理統計和概率方法在結構設計中成功應用，鼓勵和啟發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。進入70年代，可靠度分析方法擴大到更多的設計領域。但是，這種方法仍然受到一些巖土工作者的反對和質疑。原因在于巖土工程本身的機理比較復雜，有些問題還沒有充分認識；巖土工程概率方法還處在發展階段，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，他們吸收地面結構概率分析成果，針對巖土和地下工程的特點開展專題攻關，雖未完全解決技術上的關鍵，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重的問題中越能顯示出活力來。

1992年，國家技術監督局《工程結構可靠度設計統一標準》，作為其它各類工程結構設計共同遵循的準則。鐵路、公路、水利、港口等行業先后開展結構設計統一標準的編制工作。作為上述各類工程的重要組成部分的隧道及地下工程，采用概率極限狀態設計也提到日程上來。一些技術難題有待繼續攻克，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用正在經歷由粗糙到精細，由簡單到復雜再回到簡單并進入實用這一過程。

2.巖土參數概率特征的研究

確定圍巖的物理力學參數和原始應力狀態時分析地下結構力學行為的先決條件。對于重要的大型結構（如水電站地下廠房等）通常要在周圍地層鉆孔取樣并進行一系列試驗以取得有關參數。交通用途隧道縱向長度比橫向長度大得多，經過的圍巖也化，通常按各類圍巖的綜合力學參數進行計算。引入可靠度后，必須考慮這些物性參數的概率特征。這方面的研究成果對地下結構可靠度分析至關重要。

2.1圍巖分級判據的可靠性研究

一般隧道設計時都要現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準。但由于標準本身常存在模糊性或不確定性，或者不同人對標準的理解和處理不盡相同，不同人對同一圍巖的評價結果總體會趨于一致，具體還不會完全同一。圍巖分類的隨機性值得我們進一步研究。

我國在圍巖分類和分級方面已有不少成果，可惜各部門還不統一。東北大學林韻梅教授等提出圍巖穩定性動態分級法，李強提出模糊聚類分析法。在動態分析法中對分級判據的分布進行初步分析，應用數理統計方法對分級判據進行研究。在定義分級判據可靠性的函數上，用柯爾莫洛夫法對其分布規律進行檢驗。還提出了分級標準和分級方法的評價準則。

2.2地質資料的概率處理

對于大型地下工程和重點長大隧道都要進行比較細致的地質勘探。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狀況和有關參數，必然存在不確定性和偶然性。用概率法可減少誤判的機率。例如長江科學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，取得更為合理的結果。

地層中常有一些異常地質點存在，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的可能性、大概的位置及其性質，然后通過可靠度分析法去分析它們的影響。Bercher(1979)及Tang(1987)等都對某地區在給定鉆孔布置與地質歷史推斷情況下，對異常地質出現的概率和統計特征做過估計，先給予一個不出現異常的先驗概率，然后根據一系列鉆孔資料按Bayesion公式推得修正的不出現概率和聯合分布。

2.3土性參數的隨機場研究

據研究，土性參數變異系數可達0.29，比計算模型的不定性影響大得多。土性參數概率特征經歷了兩個階段。早期研究建立在隨機變量基礎上。后期研究集中在隨機場理論的應用上。

不難理解，巖土工程的性狀是由某一空間范圍內巖土的平均特征所控制。根據一個個試樣求得的統計特征稱為點特征。點特征與空間特性之間由一定的關系。空間平均特征的方差應小于點特征的方差。控制巖土工程可靠度的是土性參數的空間平均值方差而不是點方差。因此，土性參數的概率分析是一個隨機場問題。對于空間分布的地層，由于沉積和埋藏等條件的聯系，不同點之間雖有差別又有一定的相關性。這種相關性將隨二點距離的增大而減弱。相關距離是巖土可靠度隨機場研究中的一個重要參數。有關學者提出了相關距離的物理意義、集合意義及實際計算方法，提出了不同地層相關距離的年經驗值。研究了不同統計方法的參數對可靠度分析的影響。

2.4巖體特性統計特征的研究有待加強

近幾年由于土坡穩定、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了上述幾種典型工程實用可靠度分析。由于巖體的本構關系更為復雜，節理、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。國內勘察設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（如單軸抗壓強度、壓縮變形系數、抗剪強度、干密度等）的分布特征，均值及變異性以及相互關系等都做過分析整理，這些資料可供參考。

3.作用效應隨機分析方法的成果

作用效應是可靠度分析中重要的綜合隨機變量，它占用很大的計算工作量。地下結構作用效應的定值分析方法不論是“荷載—結構”模式或“地層—結構”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、節理發育的巖石地層主要有兩種方法：

a.仍然利用連續介質力學理論，但要尋求反映不連續巖體特點的本構關系或把節理裂隙的力學性質作為附加條件加以考慮，然后求解；

b.應用塊體理論，尋求關鍵塊。利用量測到的位移信息反求地層的力學指標也是常用的方法。引入可靠度以后如何在上述各方法基礎上進行隨機分析時必須解決的問題。

3.1隨機有限元的進展

有限元法在隨機介質中的應用始于70年代初期。當時主要用于巖土理論與應力分析。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之上，費用較為昂貴。結構靜力計算的隨機有限元法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等對隨機有限元作了較為系統的研究。至此以后隨機有限元理論朝著兩個方向發展，一是基于攝動展開的有限元統計分析；另一是隨機場的局部平均。具體的方法有：紐曼隨機有限元法；隨機有限元最大熵法；有限元一次二階矩法；隨機有限元響應面法；攝動隨機有限元法等。上述各種方法各有其特點，有的理論上較為嚴密，但計算量大；有的較近似而計算簡便。響應面法，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用。

作為隨機有限元的深入，有人還提出非線性隨機有限元，但該理論正處于嘗試中。采用目前流行的隨機有限元通常只能確定荷載效應的某些數值特征，如均值、方差、相關矩等，難以確定荷載效應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。成都電子科技大學張新培教授提出了改進的隨機有限元法。該法以有限元為基礎，利用荷載列陣與剛度矩陣各元素之間特征函數確定結構各單元荷載效應的特征函數，再根據特征函數與分布密度函數及數字特征的關系，求出荷載效應分布密度函數積極數字特征。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隨機塊體理論的提出和應用

塊體理論是我國學者石根華和美國學者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用。塊體理論中關于巖體被不連續的空間平面切割成分離塊體以及切割面上的力學參數c、Φ等都作為定值。由于實際巖體不連續面形成因素復雜，同一組不連續面的產狀在一定范圍內發生變化，連續空間平面切割成的變形狀空間塊體具有隨機性。切割面力學參數也使隨機變量。因此更適合概率分布。河海大學王保田、吳世偉提出的隨機塊體理論，用隨機抽樣法尋找可動塊體的概率，并用一次二階矩法求關鍵塊的概率。二者結合可較好的解決已知結構面產狀概型和力學性態是隨機值的問題。南京航空專科學校的張廣健等應用隨機塊體理論編制出計算程序，用以對隧道圍巖穩定性進行可靠度分析，求得各類圍巖的塊體穩定可靠指標。所得結論與設計和施工經驗基本一致。若能用現場實測數據統計分析，其結果將更能反映工程實際。

3.3三維隨機邊界元法的提出

地下結構的有限元分析特別是三維分析需要劃分許多單元，計算機工作量和對計算機內存的要求都很大。特別對無限區域的課題，在一定范圍內離散將忽略外方廣大區域的影響而帶來誤差。因此人們的注意力又轉到一些邊界解法上，相應的邊界單元法得到發展。隧道的邊界元分析有其明顯的優點，日益受到國內外重視。針對地下結構分析中參數都具有明顯不確定性的特點，隨機邊界元法的研究和應用將對隧道可靠度分析起到新的推進作用。

武漢水利電力學院潘國寧等提出的三維隨機邊界法是將邊界元計算過程作為函數轉換過程，再參數取值時對函數過程做泰勒展開。通過邊界計算得到應力和位移的均值；然后計算有關變量對參數的一階導數和二階導數在取均值時的值。最后考慮參數的變異性來分析計算結果的變異性。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圍巖參數的隨機反分析

由于圍巖的物理力學指標不容易確定，現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，利用施工監測得到的位移信息反演求出圍巖參數的方法在一定條件下能滿足地下結構分析的要求。目前定值的反演分析比較成熟，已開發出很多程序可供應用。但是反演分析所依據的信息實際是帶有一定離散性的隨機變量，可靠度分析也要求反分析的結果能表示出概率特征。因此，隨機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、北方交大、西南交大巖土和地下工程專業的博士研究生的論文都曾涉及隧道隨機反分析問題。目前采用的方法有傳統的蒙特卡洛法、隨機攝動法。

4.針對巖土工程特點的可靠度分析方法的新發展

《工程結構可靠度設計統一標準》在附錄一中推薦用一次二階矩法計算結構的可靠指標。同時指出對于變異系數很大、極限狀態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，常呈現一定的相關性，如內摩擦角與內聚力之間負相關，容重與壓縮模量、內聚力等正相關。忽視這些相關性，會使計算結果出現誤差。而一次二階矩法是假定基本變量間是相互獨立的。

目前針對相關性提出兩種一次二階矩的改進方法。一是將相關變量變為互不相關的變量，新變量的方差矩陣是由原變量標準化后的方差矩陣構成。另一方法是將極限狀態方程的標準差展開后求得分離變量作為新變量的靈敏系數，在新的靈敏系數重反映與之相關的另一變量的影響。前法適用于多個相關的基本變量，后法只適用于兩個相關變量。

對于非線性極限狀態方程，用當量正態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。為節省機時，可從計算方法上改進。為避免概型擬和引入的誤差，采用高階矩發值得進一步探索。

對于一些判別準則易受人為因素影響的問題，也可將模糊數學方法引入可靠度分析中，發展成為模糊可靠度分析法。坑道穩定性位移判別的方法和準則就有很多主觀和客觀不確定性因素，坑道穩定性模糊概率分析法，把“坑道穩定性”作為一模糊隨機事件，求其模糊概率，用模糊統計分析試驗法結合專家綜合評判來確定地下坑道周邊位移與坑道穩定性的隸屬函數，推導出坑道穩定性可靠度計算的一般表達式。

5.圍繞《鐵路隧道設計規范》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《鐵路工程可靠度設計統一標準》也已。第三層次的鐵路各專業設計規范可靠度設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用有懷疑態度甚至否定這一情況，鐵道部先組織幾批專家進行“以可靠性理論為基礎修訂鐵路隧道設計規范的可行性研究”，得出可行的結論，并分別從“荷載—結構”模式、“地層—結構”模式和以工程類比為基礎的經驗設計模式等幾個方面提出實現可靠度設計的途徑和需要攻關研究的課題。該項研究經鐵道部組織專家評審驗收，人為結論正確，所建議的隧規改革目標明確，路徑可行，可作為今后隧規改革的指導性文件。

為了使鐵路隧道設計規范按可靠度設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的基礎性研究》。研究內容包括圍巖物性指標及深埋隧道圍巖松動壓力統計特征研究；淺埋隧道覆土荷載統計特征研究；明洞、棚洞填土荷載統計特征試驗研究；襯砌混凝土偏壓構件抗力計算方法及偏壓強度統計特征研究；隧道襯砌幾何特征研究等。由鐵路各高校分別承擔。鐵路高校研究生論文選題也開始轉向隧道可靠度設計這一領域。

與此同時，有關院校對人防工程按可靠度設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進行統計參數整理。