71城市地下工程与施工技术试题

1. 试分析城市地下工程未来的技术发展方向。

中国是全球第一人口大国，改革开放以来，其经济发展速度和城市化速度目前位居世界之首。随着经济的发展，我国城市化水平进入了加速发展阶段，城镇人口近5亿。但经济的快速增长和城市化进程的加快却引起了一系列问题，诸如：人口爆炸、破坏性建设、环境污染、资源短缺、以及越来越严重的交通问题等。为解决上述问题，从集约化和可持续的经济发展战略以及国防战备需要出发，大城市向地下空间的开拓已成为21世纪的一个重要的发展方向，包括我国在内的世界各国都日益重视地下空间的开发利用。

结合现有资料，从我国的实际情况出发，主要的发展趋势是：①重视TBM和盾构机的引进、消化、应用和开发。②TBM隧道掘进机和混合型盾构掘进机的研制和应用。③异形断面盾构掘进机的研究，如双圆盾构、自由断面盾构、局部扩大盾构、MMSF盾构等，推广应用ECL施工技术。④大力发展浅埋暗挖技术、沉管技术、沉井技术、非开挖技术，促进中小口径顶管掘进机的标准化、系列化和推广应用。⑤开发多媒体监控和仿真系统、三维仿真计算机管理系统，实现管理信息化和智能化。⑥深入研究和充分利用信息技术，重视隧道动态设计与动态施工，提高施工技术水平。充分利用先进的检测技术和方法，特别是三“S”技术等，建立对地表及地下产生形变、位移的数据库，并开发有关自动评判分析系统；进行有关地表荷载及地下空间开拓的仿真模拟试验，以探索自然及人工开拓的复合因素作用下，地下工程施工-地址-生态环境的相互作用机理与耦合效应，为地下工程安全评价提供依据。通过不断积累和总结，及时修订相关规范和技术标准。

2. 简述基坑施工时各种帷幕止水方法。

止水帷幕是在深基坑开挖和地下构筑物施工时防止地下水横向渗流的竖向作业措施或防止基坑地下水突涌的水平作业措施，以保证基坑基本干燥，使基坑开挖和地下构筑物施工得以顺利进行和基坑周边不因土体中地下水渗流而产生过大的位移变形。

在工程实践中以帷幕是否嵌入相对不透水层，可分为落底式竖向止水帷幕和悬挂式竖向止水帷幕两大结构类型，它们各自在基坑降水中起着不同的作用。

（1）竖向止水帷幕

1.落底式竖向止水帷幕

帷幕体一直深入到含水层底部且进入下卧相对不透水层一定深度，在降水过程中利用相对不透水层渗透系数较小的特点，有效近似切断基坑内外的水力联系，因此止水效果较好。

2.悬挂式竖向止水帷幕

基坑底以下的透水层深厚，坑底与不透水层距离很远，做落底式止水帷幕不太现实，所以帷幕体未穿透全部含水层。悬挂式止水帷幕用于隔断上层滞水、潜水及隔渗深度以内的承压水水平方向渗流，延长垂直方向渗径，使基坑侧壁不出露粉土、粉砂。悬挂式竖向止水帷幕必须配合基坑内的降水工程，才能确保基坑干燥施工。

（2）水平止水帷幕

水平止水帷幕以内高压旋喷法等方法在基坑开挖深度一下一定位置形成足够强度的水泥土隔渗底板，以水平隔渗体自重，工程桩与底板之间的摩擦力和底板与基坑之间一定厚度的自重来平衡地下水的托浮力，防治基坑隆起。常与悬挂式止水帷幕结合，形成周底隔渗。

3. 简述水域区施工方法。

水域区施工方法主要分为沉井法和沉管法。

沉井法是通过不稳定含水地层的一种特殊施工方法。其实质是在地下建筑物设计位置上，预先制作好沉井的刃脚和一段井壁，在具掩护下，边掘进边下沉，肋下沉在地面相应接长井壁，直到沉到设计深度的一种施上方法。沉井法又分为不淹水沉井和淹水沉井。

先在隧址以外(如临时干坞，造船厂的船台设备等)，制作隧道管段(每节长60~140m，多数为l00m左右，最长达268m)，两端用临时封墙密封，运到隧址指定位置上，(这叫预先已在设计位置，挖好水底沟槽)定位就绪后，向管段内灌水下沉，然后将沉毕的管段在水下连接，覆土回填，进行内部装修及设备安装以完成隧道。用这种沉管法建成的隧道，即称沉管隧道。沉管法施工水底隧道按断面形状分为圆形与矩形两大类。两个方法各有优缺点，根据实际需要选取。