汪东林， 程 禹， 吕秋玲， 刘 成

(安徽建筑大学 土木工程学院，安徽 合肥 230601)

0 引 言

随着经济水平、城市化水平和城市人口不断提高，城市发展与土地资源短缺的矛盾更加突出，地面用地越来越紧张。人行天桥和各种各样的立交桥虽然可以有效地解决交通问题，但是出现了天桥下空间利用率不高的问题，这样也是一种土地的浪费。城市人口的增加、各种行业的发展以及私家车的普及，也带来了更多的空间需求和更高的环境要求。对于现代化城市来说，合理地开发和利用城市地下空间资源已经成了一种必然趋势，所以我国城市建设由地上空间逐渐转向地下空间发展。在城市地下空间建设过程中，工程勘察扮演着不容忽视的角色，工程勘察的水平提高对于经济发展和社会进步都有着重大意义。如何做好工程勘察工作，需要从事岩土勘察相关工作的技术人员挑起专业重担，不断探讨勘察方法，制定勘察方案，确保地下工程的高质量建设。

1 城市地下空间的发展

1.1 城市地下空间的概念和类型

地球的表面下是一层非常厚的岩石圈，陆地表面上的土壤是由岩石表面风化来的，不同地方的土壤堆积形成性质和厚度有一定差别的土层，陆地上有很大一部分是被它们覆盖着的。地表下的土壤以及岩石在天然状态下可形成一定的空间，或者通过经过人工开发而形成空间，称为地下空间[1]。天然形成的洞穴包括溶洞等被称作天然地下空间，不能正常使用的矿山和用技术开发的地下空间叫作人工地下空间。在城市及其周边开发的人工地下空间又被称为城市地下空间，它与城市的生活密切相关，既受到其上方城市环境的制约和影响，又可以对城市的各项功能的正常运作发挥着不可替代的作用。

城市地下空间按照用途，大致可以划分为七类。第一类是地下交通空间，这是目前城市地下空间利用最主要的类型之一，如地铁、隧道、地下步行街、地下停车场等。第二类是商业、文娱空间，如地下商业街、购物商场、运动场等。第三类是业务空间，如办公室、会议室、实验和医疗等各种社会业务空间。第四类是物流空间，指的是各种城市的公共设施的电缆和管道等所占用的地下空间，以及各个系统的一些处理设施，如自来水厂、污水处理厂和变电站等。第五类是生产空间，在地下进行某些物品的生产，特别是对于某些精密的仪器，在地下生产更为有利。第六类是储藏空间，底下的环境最适于储存物资，为了使用方便和节省能源而建造的地下仓库，可以用来储存粮食、食品、药品等，具有很多的优点并且可以节约地上的仓储空间。第七类是防灾空间、居住空间等。

1.2 城市地下空间的发展现状

从世界范围看，国外城市的地下空间起步比较早，规模也比较大，已经经历了150多年的发展，他们对于城市的地下空间的建设和管理拥有比较多的经验和比较高的水平，在立法、制定规则、管理方面都有着比较完善的体系。在国外，地下空间主要用于地下管网、地下交通和其他综合设施。而国内，地下空间的大规模建设只有60多年的历史。由于我国人口众多，城市地上空间又非常有限，所以更加迫切地需要去开发更多的城市地下空间。随着我国城市地下空间的不断发展，现状建设主要用于地下人防工程、管线运输、交通地铁、地下商业街区、地下停车场等[2]。在城镇化快速发展的时代背景下，为了扩大城市容量，缓解城市发展的空间矛盾，城市地下空间的开发种类及范围空前加大，对于城市地下空间的规划和管理水平也得到大幅度提升，我国的城市地下空间的建设开始走上了飞速发展的道路。

1.3 城市地下空间发展中存在的问题

(1) 目前城市地下空间的开发还比较缺乏整体发展战略和全面规划。城市地下空间开发项目一旦开始将会涉及多个部门，如果各部门之间沟通较少缺乏联动性，管理模式比较混乱，有时管理和运营齐头并进，在项目进程中就会容易出现各管各的、只对自己职责范围内的任务板块负责，这样时间久了就会出现各种各样的问题，甚至会对投入使用后的维护修缮带来很大的麻烦。

(2) 目前有关城市地下空间方面的法律法规尚不健全。对于城市地下空间的开发还缺乏相关的法律支持，导致开发过程中政府的职能和职责不清晰，且难以充分调动各参与企业的积极性，并使得一些开发的成果不能被充分利用。

(3) 目前城市地下空间开发类型不平衡。近些年来，商业类型的地下空间开发得比较多，而城市中最缺乏的地下停车场、市政设施等由于经济利益差而无人问津。一味地追求经济效益的话，会让地下空间的开发层次低下、布局比较混乱、功能配套不协调。

城市现代化建设发展至现阶段，要求城市地下空间的建设也要达到四个现代化，即产业现代化、网络现代化、职业现代化、信息现代化[3]。如何处理好城市地下空间与城市发展的关系，需要专业化的事前规划，在地下空间开发之前就做好准备，提前考虑到后期可能出现的一系列问题并预留足够的后处理空间。

现如今，在城市的发展进程中，地上空间和地下空间的关系也越来越紧密。地下空间越来越受到重视，而且对其中的基础设施投入越来越大。因此，我们城市的发展建设要综合考虑，提早规划，对于资源问题、地下承载力问题等要综合考虑。对此，做好地下空间建设前的岩土工程勘察是必不可少的，也是解决此类问题的关键之处。

2 地下空间勘察的理论问题

2.1 明确勘察目的及技术要求

根据拟建项目的自身特点和现场场地真实情况，明确勘察的目的，在事前准备阶段拟定实施方案，并结合业主方和设计方要求，以及工程实践经验、施工现场条件、土体自身性质等具体要求，进行一系列技术考量和方案评价。

2.2 考虑地下空间抗浮问题

某些地下工程，由于地上存在一定的荷载分布，或者设计地面结构较小，导致地下空间抗浮问题特别突出。如何在节约资源的同时又能在对附近环境造成更小的影响下解决结构浮力的问题，是大力发展地下空间时需要加以解决的问题之一。施工的过程中，通常会采取很多的抗浮措施，如自重的抗浮设计、抗拔桩的抗浮设计，以及利用支护的结构进行抗浮等。我们应考虑地下空间施工期间各种最不利荷载组合的影响，综合考虑是否足以抵挡地下水浮力，并根据现场实际情况和该地区成熟的经验，进行抗浮型式的选择。目前大部分地下结构工程是靠增加结构抗拔荷载或增加结构自身及上部荷载等方法来解决抗浮问题的[4]。

2.3 主要岩土工程问题

如果勘察活动的规范性比较差，没有完全按照相关规范标准进行，就可能出现资料收集得不够多、勘察工作量布置得不够合理等，会让岩土工程的勘察结果受到一些主观和客观方面的影响，从而丧失参考价值。还有部分项目单位的岩土勘察体系不够完整，对勘察工作不够重视，监察力度不够大，可能出现少数勘察人员偷懒私自减少自己的工作量，甚至出现自己修改正规的勘察流程等不规范行为。随着社会发展，城市地下空间工程的规模也是越来越大，这对工程勘察的质量就有了更高的要求，工作量也越来越大。如果前期准备工作不够充分，负责勘察的人员对工程条件不了解，会导致勘察计划的可行性不够，在后续的工作中就常会受到一些不利因素的妨碍，并且经常会出现突发性的问题。岩土工程的问题虽然有很多，但主要集中在基坑降水和基坑支护两个方面。当前岩土工程技术逐渐成熟化，一些有限元模拟软件可以很精确地做出分析，从而可以妥善进行方案设计。

2.4 施工监测问题

地下空间工程的实际情况是不可预知和复杂多变的，而且在地下工作场地内有时会有多个工种同时施工，人、机械、车辆处在一个狭小的空间内，长时间的工作会出现很多的危险源。此外，城市地下工程还包括工程区域范围内和范围外的基坑开挖、边坡支护、降水渗流、工况分析，以及周围建筑物、道路、桥隧、管道、临近地下工程等方面。由于诸多不确定因素的存在，每一个地下空间工程都具有自己的特殊性，再加上不能保证岩土勘察工作每一个环节都是准确无误，这就需要在施工现场加强监测和检验，再通过模拟和监测数据对比分析，制定优化方案。只有这样才能满足地下空间建设的有效进行，提高工程质量。

3 工程勘察在教学实践中的意义与应用

3.1 勘察的意义

工程勘察作为地下空间开发中的第一步工作，在实施过程中具有双面作用。一方面，工程勘察的结果，可以为地下空间的开发和建设提供重要的数据支持。另一方面，工程勘察单位的深厚的理论基础和实践能力又为其自身继续发展和其他相关建设单位起到示范作用[5]。

3.2 工程勘察专业的实践应用

我国的工程勘察相比于发达国家起步较晚，当前社会发展迅猛，工程勘察还没有完全跟上时代前进的速度。问题主要集中在两个方面：一个是实施方案的标准化；一个是人才培养的专业化。因此，要对从事工程勘察的技术人员从学生时代起就进行扎实的理论学习培训，在后期实践上为学生提供标准化的实习基地。在教学上，不仅配备专业的理论教师，还要配备专门从事实际勘察工作的工程师，从而提高学生的实践操作能力，实行理论学习与实操培训兼行的培养模式。

随着现代建筑业的不断发展，工程勘察的工作特点也变得高要求、严规范。古人云：“矩不正，不可为方；规不正，不可为圆”，工程勘察亦是如此。作为地下工程建设领域的工程勘察，在巨大和繁杂的标准化过程中应该立足两个方向，一个方向是致力于科研，做标准化设计的制定者和推广者；另一方向是致力于管理，做标准化实践的领导者和示范者[6]。作为项目实施第一关的工程勘察，要与设计、施工和监理等环节有机结合，规范工作要求，加强互动联系，形成标准化模式，实现一体化发展。

3.3 工程勘察专业人才的培养实践

勘察技术人才一直是专业市场上的香饽饽。由于勘察专业的自身特殊性，再加上社会环境的多重因素，工程勘察专业的技术人才一直都很紧缺。如何打破这一人才匮乏的窘境呢？以目前的情况来看，还没有快速高效的方法，因为人才的培养是一个长期的过程。长期以来，大多数工程勘察专业的从业人员都是专业技术人员，人才结构形式趋于单一化，理论水平与实操能力不匹配。另外，当前城市地下空间的复杂性，让勘察工作更是步履维艰。从人才培养上来说，本专业学生在学习理论知识的基础上，需加强实践操作能力，做到从理论中来到实践中去，再从实践中来返回理论中去。其次是工程实践学习，本专业学生可以根据自己的兴趣适当调整具体的学习方向，做到总体不变、重点突破，特别尽量争取到一些大的勘察单位去实习进修，多亲身经历具体的工程项目，了解工程勘察实施方案，并对参与的项目撰写勘察报告等相关材料[7-8]。多动手，多经历，多观察，突破理论与实践中的不足，进行针对性改进，再经过长时间的历练，不断提高综合素质和创新能力，不断积累实践经验，逐渐成长为工程勘察高级人才。

4 结束语

随着城市地下空间蓬勃发展，工程勘察的要求也是水涨船高，对于其所涉及的工程种类、形式、管理等方方面面都要顾及。可以说，工程勘察是城市地下空间建设这列火车的“火车头”，开动现在，引领未来。其中，涉及勘察的多领域、多方位的理论和技术、经验需要不断经过工程实践的洗礼才能愈发地具有它们实际的价值，为城市地下空间的发展贡献自身的力量。这些宝贵的理论、技术和经验为一代一代的工程勘察人才提供了切实可用的指导，更为工程勘察领域不断创新、不断成长打下坚实的基础。总之，以实践研究为依托，以科技信息为手段，以理论教学为指导，让工程勘察专业集成化、标准化、产业化，是新时代赋予我们工程技术人员的神圣使命和追求。