21世纪是地下工程的世纪，随着全球经济的发展和城市化进程的加快，越来越多的人走进城市，致使城市的规模越来越大，人口千万级的巨型城市不断涌现，人类开始向地下要生存空间。同时，伴随科技的进步，人类对于资源的需求和采掘不断扩大，对于自然的改造不断增强。

这造成了人与空间的对立、人与自然的对立。导致一系列的城市环境效应如地铁施工导致路面塌陷，基坑开挖导致临近楼房倾斜甚至坍塌，和岩土工程地质灾害，如山岭隧道施工造成岩溶突水、突泥，瓦斯隧道施工造成瓦斯突出或爆炸，大型硐室的开挖造成坍塌事故等等。

面对这些矛盾，一方面要在深入认识岩土性质的基础上，不断完善、创新开挖与支护方式，另一方面，要充分发展和利用信息技术与物探技术，加强地下空间建设与岩矿采掘过程中岩土介质物理状态的探测与监测，及时采取有效措施，保证工程顺利进行。

本研究所研究方向与优势：

1.   复杂条件下城市地铁浅埋暗挖法施工关键技术研究

城市地铁浅埋暗挖法首次成功运用于北京地铁复兴门折返线，随后在各地地铁建设中迅速推广。本研究方向是基于北京地铁、深圳地铁和广州地铁不同地质条件不同复杂工况下进行的多项研究，采用现场试验、3D数值分析、大型模型试验等手段，对不同辅助工法、不同开挖方式进行围岩变形机理和位移规律研究；着眼于软土中大开挖导致的环境效应，建立了环境效应评价指标体系，在成功解决工程难点的同时，形成多项关键技术和城市软土隧道大开挖近接施工风险控制成套技术。

先后依托项目包括：浅埋暗挖法近距离穿越既有地铁构筑物（区间与车站）关键技术研究（北京市重点课题）；危旧建筑物下浅埋暗挖法非降水施工关键技术研究（北京市重点课题）；深圳地铁一期工程浅埋暗挖法地层大变形机理研究等等。

2.   山岭、水下隧道地质灾害探测、评估与控制

本研究方向立足于地质调查与理论分析，综合利用TSP、地质雷达、红外探测等多种物探手段和地质钻探，对山岭、水下隧道施工可能导致的各种地质灾害进行调查和风险预测，并提出治理措施。

项目组在累计探测120km各种地质类型隧道（包括岩溶隧道、瓦斯隧道、海底隧道）的同时，完成财政部课题——隧道隧洞施工地质灾害超前预报与施工对策专家系统开发，产生巨大的社会效益与经济效益。

完成的代表性项目有：厦门海底隧道超前地质预报；广西马梧高速公路隧道施工监控量测与TSP超前地质预报与监控量测；广西百靖高速公路隧道施工超前地质预报及相关技术研究；成简快速路龙泉山Ⅰ、Ⅱ号隧道地质预报与瓦斯监测；福建永武高速公路隧道超前地质预报项目；都汶高速龙池隧道超前地质预报与瓦斯监；渝广高速华蓥山隧道超前地质预报与安全监测项目；渝广高速清平、三汇隧道地质预报与瓦斯监测项目；京包铁路增建二线工程内蒙古八苏木隧道TSP超前地质预报等等。

3.   高铁明挖隧道桩锚支护体系动载下工作机理研究与锚固效果分析

依托铁道部重点课题——《客运专线铁路穿越城区修建技术》子课题《列车动载下锚索工作性态与锚固效果研究》，对铁路动载作用下桩锚支护体系工作机理与长期锚固性态进行研究与观测。

4.   地下空间结构检测与病害诊断、监测与治理

采用无损检测手段、物探设备对地下空间结构衬砌厚度、配筋、壁后空洞等质量参数进行检测，对运营隧道病害进行结构探测与地质缺陷调查、评估，提出系统解决方案或进行远程无线健康监测。

5.   城市管廊施工关键技术研究；

6.   市政管线探测技术研究。

研究成果：

   先后获得中国铁路工程总公司科学技术奖特等奖一项，中国铁道学会科学技术奖一等奖一项；中冶集团科学技术奖三等奖一项；北京市科学技术奖二等奖一项；北京市政集团科学技术奖一等奖一项；中冶集团暨中冶股份第二届青年科技创新奖金奖一项。获得发明专利2项，软件著作权1项，参与编写《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范（GB50086-2015）》一项；发表科技文献十余篇。

研究所所长：姚海波教授 

工学博士，长期从事地下工程的科技研发、技术攻关与技术服务工作，主要研究方向有：（1）复杂条件下城市地铁（车站与区间）浅埋暗挖法施工关键技术；（2）城市地下空间近接施工成套控制技术；（3）山岭与水下隧道施工地质灾害调查、风险评估与控制技术；（4）明挖隧道复杂地质条件与工况下锚固技术；（5）隧道质量检测、病害诊治与健康监测。