城市地下空间工程专业建设探索——以石家庄铁道大学为例

韩现民，王红霞，贾晓云，李文江

（1.石家庄铁道大学 土木工程学院,河北石家庄 050043；2.河北工程大学 学校办公室, 河北邯郸 056038）

把地下空间作为一种资源来开发，发达国家意识较为超前。目前，发达国家已经形成了较为成熟的城市地下空间规划和施工技术，建成了较为完善的地下交通与建筑等设施。

随着我国城市化进程的不断推进，城市规模不断扩大，人口数量急剧膨胀，由此带来了建筑用地紧张、生存空间拥挤、交通阻塞等问题，制约着城市的进一步发展。为建设资源节约型和环境友好型社会，进行城市地下空间开发是解决这些问题、实现城市可持续发展的有效途径。

为解决城市地下空间工程方面的专业技术人才严重匮乏与社会需求之间的矛盾，设立城市地下空间工程专业（简称城地专业）势在必行。自21世纪初，各地高校相继开设了城市地下空间工程专业，并积极进行了专业建设方面的研究和探索。蒋雅君[1]、穆焕东[2]通过调研、统计，分析了我国城地专业地域分布特点、行业背景和招生规模。对于开设城市地下空间工程专业较早的中南大学和山东大学，唐礼忠[3]、徐帮树[4]介绍了其在专业建设方面的思路和探索。刘斌[5]提出了城地专业总体教学改革思路。杨慧[6]、魏辉[7]对实践教学的改革方法和体系构建进行了探索。李惠[8]提出了城地专业创新型人才培养的模式。李小勇[9]根据城地专业毕业设计存在的问题提出了改革措施。单仁亮[10]提出了包括加强课程思政建设,加强导师制和师资队伍建设等的城地专业人才培养体系。崔光耀[11]、蒋冲[12]、郑超[13]、王峰[14]分别对本学校的专业建设经验和特色进行了总结。

本文首先介绍了全国城地专业的开设情况，分析了城地专业的特点，并详细介绍了石家庄铁道大学在专业课程体系和教材建设、教学改革和师资队伍建设、专业平台建设和实践教学等方面的经验。

1 全国城地专业开设情况

为顺应我国城市地下空间大发展的趋势，培养地下空间规划与建设方面的复合型技术人才，2001年，中南大学率先向教育部申请在高等学校设置城市地下空间工程大学本科专业，于2002年正式招生。教育部在2012年将“城市地下空间工程”正式列为特设专业（081005T）。

自中南大学开设地下空间工程专业以来，山东大学、安徽理工大学、石家庄铁道大学、北方工业大学等高校相继开设了该专业。根据教育部网站公布的每年度“普通高等学校本科专业备案和审查结果”显示，2001年～2021年，已经有84 所高校获批开设该专业并开始招生，每年获批该专业的高校数量如图1 所示。从图1 中可以发现，2011年～2018年是该专业开设数量增长最快的时间段，共增长65 所，占比达77%。

图1 专业年度备案及通过数量

2 城地专业特点

城地专业与传统的土木工程专业相比，既有相似之处、又有较大的差别。土木工程专业既涉及地表建（构）筑物（居民楼、桥梁），又包括地下隧道、地铁车站等地下设施。而地下空间工程专业则以地下基础设施为主轴，同时又涉及多个工程领域及学科范畴，包含地下空间工程规划与设计、施工与管理、工程通风及防灾等与岩土工程建设密切相关的内容，各校城地专业在学科特点、办学历史、行业背景及侧重点方面有着鲜明的特色。

2.1 多领域交叉、多学科融合

该专业涉及地下工程、岩土工程、结构工程、道路工程、铁道工程、环境工程、防灾与减灾工程等工程领域，包含城市地下空间规划、地下建筑学、地下结构设计与施工、工程地质与水文地质、岩土力学、地下通风与防灾、智能运维等内容，涉及建筑学、固体力学、地质学、流体力学等诸多学科，具有多领域交叉、多学科互补的特点。

2.2 对象众多、内涵丰富

地下空间工程包括地下交通隧道、地下车站、地下商场、地下停车场、地下储藏及地下综合管廊等，涉及交通运输设施、公共服务设施、市政基础设施、防灾设施、地下储藏设施等，研究对象众多，内容丰富。

2.3 专业背景多样性，专业定位各异

作为一个新设立的专业，各高校的城市地下空间工程专业都有其开设的学科背景及历史沿革性。专业衍生背景大致可分为以山岭隧道、轨道交通和建筑结构为主的土木类，以地下采场、石油开采及核废料地下储藏为主的矿业资源类，以及以水利水电工程、地下防灾为主的其他类。土木类代表性高校有南京工业大学、西南交通大学等，矿产资源类有中南大学、西南石油大学等，其他类包括水利、林业及防灾减灾等，代表性高校有山东大学、西安理工大学等。由于各高校专业的学科背景不同，其专业定位也相差较大，有明显的行业特点。

3 石家庄铁道大学城地专业建设

石家庄铁道大学于2011年在土木工程专业的地下工程和建筑工程两个方向的基础上，增设了城市地下空间工程专业。该专业以轨道交通工程为基础，专业特色鲜明，同时引入校外导师参与机制，校企联合培养特点突出。

经过十余年的专业建设，学校在课程与教材建设、教学方法研究、师资队伍建设及平台建设等方面积累了以下经验，并于2022年被列为国家一流建设专业。

3.1 注重课程与教材建设

根据我校城地专业特点和特色，重点对地下空间工程规划、地下建筑结构设计、地下空间工程、隧道工程、岩体力学、智能建造等专业核心课程的知识点进行系统梳理，统筹规划，编制新的课程大纲；统筹地下空间工程规划课程设计、地下建筑设计与地下结构设计内容，体现课程设计的连贯性、递进性与系统性。

在“十一五”国家精品教材《隧道工程》、“十三五”国家重点出版物规划教材《地下建筑结构设计》等主干课程自编教材的基础上，对授课内容进行系统性修订；增加《地下工程通风与防灾》《智能建造》《地下空间工程专业英语》等教材，形成适合我校专业特色的自编教材体系。

3.2 积极进行教学方法与手段改革

针对传统教学方式重“教”轻“学”、无法充分调动学生学习积极性等特点，选择隧道工程岩体力学典型课程，设计基于课程教学全过程、多环节——课前准备、课堂授课、课后作业、实验教学及考核评价等的新的教学方法和模式；以提高学生学习积极性为目标，创新教学手段，通过精心备课、引导式教学、适当变换角色、引导性实验教学和完善考核评价等多手段，形成工程类专业基础课教学模式，提升课程教学效果，转变教学理念。

3.3 加强教学团队建设，提升专业素养

注重专业教学团队成员理论水平和实践能力的培养，加强对外交流，引入和培养并重，打造高水平教学团队。

近年来，打造国家级教学团队1 个（隧道与地下工程教学团队）、省级教学团队2 个，培养全国优秀教师1 人、省级教学名师3 人、省级师德标兵1 人、校级教学标兵1 人。

3.4 重视专业平台建设

加强学科平台、教学及实践平台建设，实现实践教学与科学研究的有机结合，促进优质资源的整合与共享。

建设了室内岩石力学实验平台、隧道无损检测教学平台、炸药性能及爆破网络虚拟仿实验教学平台；适当开放实验室，有针对性地对学生开放先进的教学与科研实验系统，如岩土联合模型试验系统、1.2m 土压平衡盾构试验系统等，提升学生的科研兴趣与创新意识。

为适应专业发展特点，在既有校外地下工程设计与施工教学实践基地的基础上，加强运营期隧道病害实践基地的建设。

3.5 加强实践教学与学生创新能力培养

除专业实习外，把职业技能训练、科技写作、学科竞赛、创新能力培养、团队协作有效纳入实践课程群，通过规范过程、学分置换等方式丰富学生实践锻炼的渠道。

通过培养模式改革，本专业在人才培养方面取得了丰硕成果，近年来大学生积极参加创新创业实践活动，连续获得国家级和省级奖励11 项。

3.6 强化专业素养和品格塑造

坚持立德树人，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，全面提升工程人才素质，以适应新工科对高校兼具国际视野、工程素养和创新能力人才培养的新要求。

专业从2019年开始，深入挖掘各课程蕴含的思政教育元素，明确写入隧道工程等主干课程教学大纲，完善教学设计，强化育人导向，努力将专业知识传授与价值引领相统一，加深学生专业自信，增强其专业使命感和责任感，立德育人效果良好。

4 结语

城地专业具有多领域交叉、多学科融合，涉及对象众多、专业背景多样性等特点，石家庄铁道大学结合自身行业特点和专业发展需求，通过梳理城市地下空间工程专业核心知识点，优化专业课程体系，积极进行教材建设，加强师资队伍专业化建设，重视平台建设和实践教学，培养学生科研创新能力，形成适合各专业课的特色教学方法，提升了专业建设水平。