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摘要：20世纪80年代国际隧道协会提出大力开发地下空间，开启人类新的穴居时代，这成为当前岩土工程和土木工程发展的新方向。地下空间是将建筑物的构造向地下延伸，诸如地下商业街、地下停车场、地下轨道交通等。由于城市化进程的推进，土地资源日益紧张，使全球各个大中型城市纷纷将城市规划的目光投向地下空间。空间利用技术在我国拥有悠久的历史，例如地窖、黄土高原的窑洞等，古代人们充分利用自然环境，有效地解决了人们的生活问题。此外，还有许多抗战时期修建的防空洞，也是空间开发的典型案例。目前，世界各国都十分重视城市地下空间的开发与利用。
关键词：城市地下空间；岩土工程；安全技术
1地下空间是实现城市可持续发展的重要空间资源
在人类社会的历史发展中，始终没有停止对地下空间的利用。例如，窑洞的居住历史可追溯到四千多年前。地窖的使用在北魏贾思勰《齐名要术》中就有明确记载。但是由于受生产力和科技水平的限制，地下空间的利用规模有限。随着科学技术的发展，地下仓库、地下管网、地下军事设施、地下商业街、地下停车场等大量地下设施的开发，使得城市地下空间的开发和利用进入了一个新阶段。
受生产力和技术水平的限制，地下空间的开发和利用在许多城市的建设中尚没有受到应有的重视。但是地下空间作为城市空间资源的重要组成部分，其价值仍有待开发。城市的空间的开发经历了地面开发、地上开发、地下开发三个阶段，决定这一进程的关键因素主要受经济效益和科学技术影响。随着社会经济和科学技术的不断发展，人们对环境的要求也越来越高。许多城市开始大量拆除对城市影响较大的天桥、高架桥等，取而代之的是地下通道、地下轨道交通。这表明，地下空间的开发对改善城市生产生活环境具有积极意义。
2城市地下空间岩土工程安全问题分析
2.1工程自身安全问题
岩土工程本身具有一定的特殊性，如果工程设计的不合理，或施工工艺、方法选择不当，则会引发诸多问题，如基坑坍塌、不均匀沉降、支护失效、涌水等。相关调查统计数据结果显示，因岩土工程自身原因导致的安全事故，在事故总量中所占的比例约15%，部分地下水位较高和软土地基范围较大的地区，岩土工程安全事故的发生率甚至超过20%。由于地下空间岩土工程的规模较大，加之投入的建设资金比较多，若建设施工阶段出现重大安全事故，则会造成巨大的经济损失。
2.2环境安全问题
（1）岩土工程施工中会使原状土的性质发生改变，由此很容易诱发各种环境安全问题，比较常见的有地表沉陷、管线破损、构筑物开裂等；
（2）岩土工程在施工过程中，需要挖出大量的岩土体，这样不但会使工程所在地的环境发生改变，而且大量废弃土体的外运和存放，可能造成污染，自然生态环境会随之遭到破坏。
2.3职业健康安全问题
地下空间岩土工程建设中，作业环境对施工人员的身体健康和安全具有一定的危害。如深基坑工程的施工场地较为狭窄，并且存在各工种交叉作业的情况，同时需要使用大量的机械设备。在这样的作业环境中进行施工，很容易引起机械伤害、物体打击等安全事故。不仅如此，作业现场还存在塌方等安全风险。
3城市地下空间岩土工程中安全技术的具体应用
3.1监测技术
3.1.1物理监测
物理监测是以雷达反射和地震反射两种核心技术对地质情况进行探测。
在现有技术水平下，使用全站仪、水准仪等监测仪器对支护结构顶端进行检测，这种监测主要针对水平方向位移在监测纵深方向变化时，如监测倾斜角度，通常使用测斜仪。应变计用于支护结构应力变化监控，也可对混凝土应力变化进行监测。使用经纬仪时，可了解建筑变形情况，使用水准仪也可获取此类信息。可通过物理探测周围物质变化。不同仪器在执行监测任务时技术应用方式不同，侧重的数据维度也不同，使用全站仪时，可针对支护结构顶部进行监测，适用于快速检测基坑或分析隧道整体下沉情况，可操作性强，效率较高。全站仪检测对施工活动无显著干扰，对环境适应性强，数据获取精准度较高，属于非接触式量化监测。
3.1.2几何监测
在几何监测中有间接监测或直接监测两种方式。在进行沉降的精密监测时，可选用电水平尺系统，该系统被广泛应用于地铁建设安全监测，可实现实时动态三维监测，地铁隧道一旦发生变形，系统即可捕捉并上报。收敛变形系统结合全站仪可有效监测地下空间形状异常变化。在地铁建设时，构建的监测系统中要包括通信电缆、倾斜仪和水平梁，监测基坑侧面隧道，对提高隧道和地铁运行稳定性有积极意义。采用间接几何法进行监测时，使用的设备是固定式测斜仪，可以用来监测建筑异常倾斜情况，这一过程涉及数据采集系统的智能化参与，并以传感器为支撑观察连续墙在地下空间中的位移情况。数字摄影技术与巴塞特收敛仪即为应用间接几何监测。目前常用的GK-6150基坑底部监控主要是通过传感器对倾斜角度进行动态监测，计算角度变化，得到水平位移数据，无需人工值守，实现自动化监测。
3.2数据分析技术
岩土体开挖是地下空间工程施工中的一项基础性、高频率操作，这种开挖方式容易引起地表变形。技术人员从开采煤矿开始就对地表移动盆地问题进行了研究，由于过去受技术限制，研究范围较窄，多用于模型试验，分析、拟合相关观测资料，利用以上数据总结地表沉降经验。计算机技术对大规模数据计算提供了有力支持，利用数值分析研究地下开挖引起地表形变等技术，因此得到了发展。采用理论计算、模型试验、数据分析等方法，可以更精准地预测地下空间开挖行为可能造成的地表沉降。理论计算可以将数值计算、经验公式与随机介质等相结合进行。
借助于实测数据，可以结合神经网络、统计或时序分析进行分析，也可利用灰色模型进行数据分析和变形预测，如用经验公式作为预测变形的工具，需要综合施工初期采集的监测数据，分析数据，确定待定参数，根据规定的条件，对变形预计公式进行形式确定，在以后的工程中即可应用此公式辅助变形预测。由于实施过程是根据前期工程实际监数据为依据设定待定参数，因此，通过经验公式预测相关变形情况，可保证变形预测更符合工程实际，但也存在缺陷，即对地层下沉模态进行了先验假设。
3.3安全预警技术
随着地下空间工程数量的增多、复杂程度的提高，对工程信息化技术支持的精度要求也在提高，同时，也需要一个更全面、更具实效性的信息系统，以辅助信息化施工，降低施工难度，提高施工效率，促进工程安全。信息化工程施工中，需要以监测预警技术为核心技术，完善管理系统，对施工数据进行监控和检验，保证设计的科学性，及时发现并改正定位设计和施工缺陷。前期假设数据和拟定参数是否科学需要通过信息系统进行检验修订，信息系统对支护结构稳定性和科学性进行测评，以指导安全施工。
结束语
城市地下空间的建设主要由政府主导，由于管理体制因素，当前大多数城市地下空间的建设和运营由不同的单位管理，不同的项目、不同时期的岩土工程安全监测由不同的单位投资，以此满足工程安全需要。但许多岩土工程安全监测所用的技术手段受资金的闲置，很大程度上限制了新技术、新方法、新设备在地下空间监测中的开发和利用。施行地下空间建设和运营期岩土工程监测预警系统是未来发展的必然趋势。随着岩土工程监测预警系统的建立，还需要不断完善预警系统理论和模型，并尽快将各种前言理论、技术、设备应用到实践中来，在实践中不断改进和完善。
参考文献
[1]蔡忠坤.人防工程建设与城市地下空间开发利用的思考[J].工程技术研究,2017,2(1):201+203.
[2]郝爱兵,吴爱民,马震,等.雄安新区地上地下工程建设适宜性一体化评价[J].地球学报,2018,39(5):513-522.