一、地下工程将是二十一世纪的热门工程

地下工程的发展前景十分广阔：19世纪是建设桥粱的世纪，20世纪是建设高层建筑的世纪，21世纪则是建设地下工程的世纪。发展地下工程是社会发展的需要，是现代化的需要，也是保卫国家安全的需要。目前，城市快速发展、资源过度开发----必然带来环境污染、能源紧张、交通拥挤、水资源短缺、土地资源紧张。人口、粮食、资源和环境四大问题困扰着人们。所以，人们就考虑向地下索要生存空间，以缓解种种矛盾。地下工程的优势：任何障碍都挡不住人们通过的需要，如城市高楼、高山峻岭、江河湖海等，只要使用地下工程就可以从下方通过；可以大量节约用地；地下工程可承受爆炸、地震和各类灾害的能力比地面构筑物强得多；地下空间具有恒温性、恒湿性、集热性、隔热性、隔音性、遮光性、气密性、隐蔽性、安全性等诸多方面的优点，又可以节能，可作为各类特殊生产厂房和仓储库房。例证： 1、世界上第一座交通隧道是公元前2180～前2160年在巴比伦城中的幼发拉底河下修筑的人行通道。各文明古国曾修建过地下墓室，灌溉、给水、排水隧洞，采矿巷道及地下粮仓等。 2、1976年唐山大地震，死亡24万人，地面建筑毁坏严重，而地下工程绝大多数完好，人防工程中人员无一伤亡； 3、水电站的引水、泄水隧洞、地下厂房，地下核电站及掩埋核废料的深部洞库。军事工程、人防工程、地下停车场、隧道、地铁等； 4、上海有一处9万多平米的超级地下场所，平时可作商业、车库、仓库使用，必要时可容纳10万人生活，避免有毒、有害气体、核辐射、爆炸等。 5、 山东科技大学特聘教授钱七虎以全国政协委员的身份建议国家石油储备库应建于地下。6、钱七虎院士主持的南京玄武湖水下隧道、杭州西湖湖滨水下隧道、青岛-黄岛越海隧道、南京长江越江隧道、上海-祟明岛长江越江隧道、琼州海峡海底隧道等。这些穿越胶州湾、渤海湾、杭州湾的海湾线工程中的跨海通道，使各城市间连接紧密。在国外有：穿越英法海峡、联接英国与欧洲大陆的50 km的海峡隧道; 穿越津青海峡的53km青函隧道(日本）； 穿越勃朗峰联接法、意的116km 的勃朗峰公路隧道； 7、近年，我国建成的高速公路，有近5000座隧道，总长近3000公里。目前，西部将是高速公路发展的新高潮，那里山多，隧道必然多。 8、城市地下空间利用的综合化、分层化及深层化： 综合化就是将地下步行道系统、地下快速轨道系统、地下高速道路系统、地下交通换乘枢纽等进行综合考虑。当浅层开发之后，必然要开发深层，形成地下多层结构；以服务功能为中心，人、车分流，市政工程、污水和垃圾处理，都要分层进行。9-烟台到大连原设计为桥隧连通，现在已经改成全用隧道连通。但是地下工程：造价很高；施工期长；受地质条件、地面条件的影响；施工可能遇到的麻烦事多，发生事故的可能性更大，且更难处理； 4、工种多、器材多、人员多、排出的废料多，造成互相影响大，对管理提出更高要求。 这些问题正是需要从事地下工程方面的人士去努力解决，而且已经有许多解决得好的优秀例证。

二、地下工程要求的知识面

地下工程主要专业是岩土专业，预测：这将是未来二十年要大大发展的专业。 （请注意：这仅是我的预测）地下工程的知识涉及面很广，它和水利、电力、铁路、建筑、公路、城市规划、安全保障等各个方面都有关系。它所需要的基础理论也极其广泛。仅以力学而论，就有理论力学、材料力学、结构力学、岩土力学、弹塑性力学-、松散体力学、块体力学 等等。但是，地下工程现在还处在半经验、半理论设计方法的阶段，人们不免要对它提出质疑。但这正是为地下工程的科学理论提供了更多、更广阔的空间，也给地下工程的研究人员和管理者提出了更有挑战性、更迫切的需求。对从事地下工程的人们正好利用这个平台大搞理论创新：1、这不是缺点，而是有待新理论的出现；2、岩石力学、爆炸力学与严谨的数学、力学不同，它们是从工程中提炼出来的，所以岩石力学、爆炸力学必须解决工程实际问题；但又必须用力学的概念解释现象与问题，用数学方法解析计算问题；岩体是受过变形、遭受过破坏的地质体，岩体力学是研究岩体在环境因素改变时产生的再变形和再破坏的科学。3、系统科学、哲学观点，应用于地下工程的管理和围岩稳定分析方面的研究，正好发挥其特异的功能。围岩--支护系统是一个特殊的巨大系统。在这方面，理论只能占30%，更多的需要丰富的实践经验，才能奏效。例证：11、1992年12月28日，中国在珠海成功地进行了一次迄今为止世界爆破史上最大规模的爆破。当时，为了扩建珠海国际机场，需要对机场南端长约80米、宽500米、高107米的炮台山进行“摧毁”，而且要将一半的土石方抛进大海。由我校特聘教授、工程院院士钱七虎将军领衔工程兵爆破技术人员和300多名学员经过调查、计算、分析、研究和现场爆破试验，连续奋战10个月，最后成功起爆，创下世界之最。 2、地下工程的快速施工是必然的要求---高速机械化如TMB隧道掘进机和盾构机的应用；又由于地下空间的定位和对地质地理信息的需要，3S技术必然要加强使用（GPS---全球定位系统；RS-----遥感；GIS----地理信息系统）。3、城市地面、地下结合：地面宽阔笔直的大道，如果原来在地面的电线杆与蜘蛛网似的电线都已经藏于地下，那地面大路又可作飞机起降使用（美国北卡罗来纳州的夏洛特市就是这样）。4、根据需要，新建地下工程是按照需要建设的。但是，改建与扩建也很重要：如：废弃矿井的改扩建、古代地下硐室或天然硐室改扩建等等。 5、我国许多地方的浅部资源都已开采殆尽，所以，深部开发越来越多，超过千米的立井已经不少。深部地压问题已经显出其重要意义。