《城市地下空間深開挖施工風險預警》為國家“十二五”重點圖書出版規(guī)劃項目、國家出版基金資助項目、上海市高校服務國家重大戰(zhàn)略出版工程入選項目。
《城市地下空間深開挖施工風險預警》全書對城市地下空間深基坑開挖工程的安全風險預警進行研究，定量化考慮工程經(jīng)濟與安全的博弈，系統(tǒng)地闡述了城市地下深開挖工程施工安全風險預警體系，提出沒有鄰近環(huán)境安全要求下深開挖工程風險預警標準，以及鄰近地下管線及建筑物等有安全要求的深開挖工程風險預警標準。全書系統(tǒng)性強，較全面地考慮了實際工程情況，首次基于風險分析的理論，對城市中深開挖工程的安全預警問題進行研究，有助于對傳統(tǒng)的確定性安全預警方法進行改進，并提出了保障工程施工安全的新思路，有利于推動地下深開挖工程的管理和施工技術的發(fā)展。
《城市地下空間出版工程·防災與安全系列：城市地下空間深開挖施工風險預警》采用風險理論對城市地下空間深基坑開挖工程的安全風險預警進行研究，以不確定性概率分析方法建立預警體系，將深基坑工程安全預警從傳統(tǒng)的單級控制，變?yōu)榉旨壙刂�；從傳統(tǒng)的固定預警標準，變?yōu)殡S開挖施工的動態(tài)預警標準，這使工程安全措施更能夠有的放矢，更加符合工程實際。書中詳細論述城市地下空間深基坑開挖工程的安全風險預警體系和預警標準的設計方法。
城市地下空間是在不確定性的巖土介質中開挖形成的，其開挖施工過程具有一定的風險性。隨著城市地下空間功能及規(guī)劃要求的提高，其埋置深度愈來愈深。以上海為例，地鐵開挖的最大深度已達地表下40m，日后可能還會更深。另外，城市地下空間建設前，鄰近地面和地下已有建筑物、道路、地下管線、已有地下空間等各類建（構）筑物，使得在深開挖時除了須關注本體地下空間基坑的安全外，還必須要對先期修建的建（構）筑物予以有效保護。新加坡2004年4月地鐵工作井施工中的塌方事故、2007年的巴西地鐵事故、2008年11月發(fā)生在杭州地鐵建設中的地鐵車站開挖導致周邊塌方事故等，無不觸目驚心，每次事故造成的經(jīng)濟損失和社會負面影響，已經(jīng)成為政府關注和亟待解決的極大難題，這使我們深刻認識到在地下工程建設中面臨的巨大挑戰(zhàn)，使得在城市修建地下空間期間，其安全風險控制顯得尤為重要。為此，如何在地下空間深基坑開挖前和開挖中，對其安全風險進行預警設計，進而對開挖期間的安全風險控制進行研究，則具有重要的理論意義和工程實用價值。
本書采用風險理論對城市地下空間深基坑開挖工程的安全風險預警進行研究，以不確定性概率分析方法建立預警體系，將深基坑工程安全預警從傳統(tǒng)的單級控制，變?yōu)榉旨壙刂�；從傳統(tǒng)的固定預警標準，變?yōu)殡S開挖施工的動態(tài)預警標準，這使工程安全措施更能夠有的放矢，更加符合工程實際。書中詳細論述城市地下空間深基坑開挖工程的安全風險預警體系和預警標準的設計方法。全書包括7章內容，第1章介紹深基坑開挖安全預警的重要性以及目前研究現(xiàn)狀及存在問題；第2章通過實際案例介紹深基坑工程施工風險事故模型及預警指標；第3章介紹城市地下深開挖工程施工安全風險預警體系，包括監(jiān)測技術的主要發(fā)展及預警體系構建；第4章論述沒有鄰近環(huán)境嚴格要求，即“綠場”下深開挖工程風險預警標準；第5章論述深開挖工程鄰近有地下管線或建筑物時工程開挖安全風險與風險預警指標的相關性；第6章給出考慮環(huán)境條件下的深開挖工程施工安全風險預警標準設計；第7章介紹深基坑開挖工程安全風險預警方法及2個典型的工程案例。后記中則指出了深開挖安全風險預警的未來發(fā)展方向。
本書是在國家973、國家自然科學基金以及上海市科委科技攻關等多項項目資助下研究成果的總結，所取得的成果獲2011年上海市科技進步一等獎，是一本較為系統(tǒng)地總結城市地下空間深開挖基坑工程安全風險預警領域科研成果的專著。本書主要讀者對象是巖土及地下工程的設計、施工、監(jiān)測等單位的管理與工程技術人員，以及高等學校土木工程專業(yè)的師生，也可供相關專業(yè)的科研和技術人員參考使用。
本書在編撰過程中還得到了總參工程兵第四設計研究院的支持，以及胡群芳、張冬梅、薛亞東、尹振宇等的幫助，在此一并對他們表示衷心感謝。由于作者水平有限，不足之處在所難免，尚祈各界讀者朋友不吝批評指正。
黃宏偉，工學博士，同濟大學土木工程學院副院長、教授、博士生導師，教育部長江學者特聘教授，“新世紀百千萬人才工程”國家級人選，首批教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃入選者，上海市優(yōu)秀學科帶頭人，首批上海曙光學者，法國南特中央理工大學訪問教授，國際土力學與巖土工程學會會員，美國ASCE巖土風險管理委員會委員，國際隧道協(xié)會委員，國際巖土安全網(wǎng)絡組織核心成員，中國土木工程學會工程風險與保險研究分會理事長，中國巖石力學與工程學會常務理事，中國土木工程學會理事，中國土木工程學會隧道及地下工程分會常務理事，上海防災救災研究所風險評估研究室主任，國際期刊及國內多家期刊編委。長期從事隧道及地下工程專業(yè)的教學和科研工作，研究方向為隧道及地下工程風險與災害分析、動態(tài)反饋分析、隧道長期性態(tài)與養(yǎng)護技術等，圍繞巖土及地下工程，在國內率先開展了工程風險分析理論與方法的研究，開辟了土木工程領域內的工程風險學科新方向，為國家重大工程開展風險評估起到了促進作用。主要學術成績：較早建立了巖土及地下工程的全壽命風險管理理論；最早提出了動態(tài)風險評估的定量方法和技術；創(chuàng)新性地建立了盾構隧道縱向沉降風險控制方法。近五年來，撰寫專著3部，主編部級指南和國家規(guī)范各1部，發(fā)表學術論文120篇，被SCI檢索15篇、EI檢索68篇，國際主旨和特邀報告5次。獲國家科技進步二等獎1項，省部級科技進步一等獎4項、二等獎2項、三等獎3項，國際杰出服務獎1項，獲得國家發(fā)明專利7項，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權軟件7項。創(chuàng)建工程風險領域的國家二級學術分會和三級學術專業(yè)委員會各1個。
顧雷雨，工學博士，總參工程兵第四設計研究院工程師，中國土木工程學會工程風險與保險研究分會理事。從事巖土工程、工程勘察科學研究工作，參與的科研項目獲軍隊科技進步一等獎1次、二等獎1次、三等獎2次，軍隊優(yōu)秀勘察設計一等獎1次，獲發(fā)明和實用新型專利2項，參與編著軍隊標準1項。
王懷忠，工學博士，寶山鋼鐵股份有限公司工程技術首席工程師，寶鋼集團公司技術業(yè)務專家，教授級高級工程師，中國力學學會理事，上海市力學學會常務理事，中國力學學會結構工程專業(yè)委員會委員。長期從事寶鋼工程建設項目技術管理、巖土工程和工程力學研究以及高強度鋼管混凝土結構構件的研發(fā)應用工作，獲省部級科技進步一等獎和三等獎各1次，出版專著《寶鋼工程長樁理論與實踐》，獲發(fā)明和實用新型專利15項，參與編審國家標準2項和行業(yè)標準3項。
總序
前言
1 緒論
1.1 概述
1.2 城市各類地下空間的深基坑開挖工程
1.2.1 城市大型建筑中地下空間深開挖工程
1.2.2 城市軌道交通工程中深開挖工程
1.2.3 城市特殊建筑中深開挖工程
1.3 城市地下深開挖工程中的風險事故案例
1.4 深基坑施工安全預警研究現(xiàn)狀及存在問題
1.4.1 概述
1.4.2 研究現(xiàn)狀
1.4.3 存在問題
2 深基坑工程施工風險事故模型及預警指標
2.1 概述
2.2 深基坑工程風險事故模型及其預警特征
2.2.1 有支撐圍護結構基坑常見基坑失效模式及其預警特征
2.2.2 無支撐圍護結構基坑常見基坑失效模式及其預警特征
2.2.3 深基坑失效模式及其預警特征總結
2.3 深基坑工程圍護結構水平位移模式概化分析
2.4 工程實測數(shù)據(jù)分析
2.4.1 工程案例一：上海市某港口客運樓基坑工程
2.4.2 工程案例二：上海市某大型圓形深基坑工程
2.4.3 工程案例三：寶鋼某漩流池深基坑工程
2.4.4 工程實際變形分析
2.5 深基坑工程安全狀態(tài)特征參數(shù)對比分析
2.5.1 圍護結構水平位移
2.5.2 坑底隆起
2.5.3 支護結構內力
2.5.4 墻后地表沉降
2.5.5 坑外孔隙水壓力和土壓力
2.5.6 其他項目
2.6 深基坑工程施工安全風險預警指標
3 深開挖工程施工安全風險預警體系
3.1 深開挖工程監(jiān)測技術及報警標準
3.1.1 基坑工程監(jiān)測技術歷史發(fā)展及現(xiàn)狀
3.1.2 我國現(xiàn)行規(guī)范中基坑工程監(jiān)測報警標準
3.2 基坑工程風險分析理論研究現(xiàn)狀
3.2.1 現(xiàn)代巖土工程風險管理理論
3.2.2 巖土工程風險管理理論研究的歷史發(fā)展及現(xiàn)狀
3.2.3 基坑工程風險評估方法研究的歷史發(fā)展及現(xiàn)狀
3.3 安全風險預警體系的構建
3.3.1 深開挖工程施工安全風險預警標準的構建
3.3.2 深開挖工程施工安全風險預警體系構建思路
4 “綠場”下深開挖工程風險預警標準
4.1 概述
4.2 圍護結構最大水平位移概率分布特征
4.2.1 圍護結構最大水平位移與開挖深度相關性分析
4.2.2 ‰／H。值概率統(tǒng)計分析的意義
4.2.3 艿h／H。值綜合概率統(tǒng)計分析
4.2.4 工程開挖深度影響分析
4.2.5 地域性工程地質條件的影響分析
4.2.6 支撐系統(tǒng)剛度影響分析
4.2.7 現(xiàn)行規(guī)范中基坑安全標準對比分析
4.3 圍護結構最大水平位移深度位置概率分布特征
4.3.1 圍護結構最大水平位移深度位置與開挖深度相關性分析
4.3.2 Hhrn／He綜合概率統(tǒng)計分析
4.3.3 工程開挖深度影響分析
4.3.4 地域性工程地質條件的影響分析
4.4 深開挖工程風險預警標準
4.4.1 “綠場”下風險預警標準設計方法
4.4.2 “綠場”下深開挖工程風險預警標準
5 工程環(huán)境安全風險與風險預警指標相關性分析
5.1 概述
5.2 工程環(huán)境安全風險辨識
5.2.1 深開挖工程施工對周邊環(huán)境的影響
5.2.2 深開挖工程環(huán)境安全風險
5.3 工程開挖導致周圍地表沉降變形模式
5.3.1 數(shù)值計算思路
5.3.2 數(shù)值計算模型
5.3.3 工程周圍天然地面沉降模式
5.3.4 工程周圍有建筑物地表沉降模式
5.4 環(huán)境安全風險控制指標
5.5 天然地面沉降曲線與安全預警指標相關性
5.5.1 d。與dhm相關性分析
5.5.2 D。與H。相關性分析
5.5.3 D，與H。相關性分析
5.6 深開挖對建筑物傾斜影響因素分析
5.6.1 建筑物位置影響分析
5.6.2 建筑物長高比和荷載影響分析
5.6.3 不同剛度建筑物與圍護結構變形影響分析
5.7 深開挖對鄰近地下管線影響分析
5.7.1 深開挖工程平面形狀為方形時對鄰近地下管線影響分析
5.7.2 深開挖工程平面形狀為圓形時對鄰近地下管線影響分析
6 深開挖工程安全風險預警標準設計
6.1 概述
6.2 工程環(huán)境安全風險控制標準及風險損失分析
6.2.1 地下管線破壞評價標準
6.2.2 地下管線風險事故損失計算
6.2.3 建筑物破壞評價標準
6.2.4 建筑物地基傾斜度與安全風險預警指標的相關性
6.2.5 建筑物風險事故損失計算
6.3 深開挖工程安全風險預警標準設計流程
6.3.1 “綠場”工程施工安全風險預警標準設計
6.3.2 鄰近管線時風險預警標準設計
6.3.3 鄰近建筑物時風險預警標準設計
7 城市深開挖工程安全風險預警方法及工程實例
7.1 城市地下深開挖工程施工安全風險預警方法
7.2 工程案例一
7.2.1 工程概況
7.2.2 工程安全風險預警標準
7.2.3 安全風險預警標準適用性分析
7.3 工程案例二
7.3.1 工程概況
7.3.2 工程安全風險預警標準
7.3.3 安全風險預警標準適用性分析
參考文獻
索引
后記
書單推薦
