城市地下空间工程专业本科人才培养方案

城市地下空间工程专业本科人才培养方案

学科门类：工学     专业代码：080706W

一、专业介绍

21 世纪是地下空间开发利用的世纪，开发和利用地下空间是提高土地利用效率、改善交通运输 与物流局限、建设环境友好型和谐宜居城市及解决“城市病”的有效途径。城市地下空间工程是在 城市地面以下土层或岩体中修建的各种地下工程的统称，主要包括城市轨道交通、地下综合管廊、 地下人防工程、地下停车场、地下商业街、地下能源设施等。

城市地下空间工程专业是在我国城市建设迅速发展和城市地下工程人才相对匮乏的背景下设立 的新专业。主要培养具有坚实的数学、力学等自然科学基础和良好的人文社会科学素养，掌握城市 地下空间工程的勘察、规划设计、施工测量、试验监测、工程管理等方面的基本知识和实践能力， 且具备较强计算机应用能力和较高外语水平的高级工程技术人才。

徐州工程学院城市地下空间工程本科专业于2012 年由教育部批准设立，是我校在积极响应国家 传统建筑产业转型升级的战略背景下，为适应和服务城市地下工程发展而申请开设的。目前，每届 招生一个自然班，已有四届毕业生。经过几年建设，本专业逐步形成了以下特色和优势：

1.  师资学历、水平较高，专业、学缘结构互补性强，有力促进了专业和学科发展；

2.  面向城市建设主战场，聚焦建筑工程的地基基础及城市轨道交通工程等专业方向，形成了面 向城市地下空间工程建设一线培养高素质应用型人才、支撑区域经济发展的专业建设特色；

3.  与众多央企建立了产学研用合作关系，学生可深度参与工程实践，普遍实践能力较强，就业 较为理想。

二、培养目标

城市地下空间工程专业培养适应国家“一带一路”战略和社会经济发展需要，按照新工科培养 要求，德、智、体、美、劳全面发展，具有良好的人文素养、职业道德修养及社会责任感，掌握城 市地下空间工程专业的基本理论，获得工程师基本训练，具备较强的创新意识和实践能力的高素质 应用型人才，能够从事与城市地下空间工程相关的规划、设计、施工、管理、监测与测试等工作。 毕业后5 年左右预期达到以下目标：

目标 1 ：具备从事城市地下空间工程专业所必需的专业知识、实践技能和必要的人文和社会科 学知识，能够胜任工程实践、工程管理和工程技术革新等工作；

目标 2 ：具有必要的信息技术能力，可应用现代化的信息技术手段有效解决专业问题；具有扎 实的外语阅读沟通能力，能够初步阅读和撰写专业外文资料；

目标3 ：具备良好的职业道德，熟悉并遵守我国地下工程领域相关的法律、法规、规范和标准， 具有对职业、社会和环境的责任感和使命感；

目标 4 ：具备良好的社交沟通能力、环境适应能力和团队合作精神，能够处理好与工作相关的 各种人事关系。

目标 5 ：具有正确的价值观念、过硬的心理素质和强健的体魄，能够合理处置实际工作中出现 的各种问题。

三、毕业要求

要求1.  专业知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决城市地下空间工程专 业的工程问题。

要求2.  问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献 研究分析城市地下空间工程专业的工程问题，以获得有效结论。

要求 3.  设计方案：能够设计满足城市地下空间工程特定需求的体系、结构、构件 (节点) 或施 工方案，并在设计环节中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素，在提出城市地下空 间工程的工程问题的解决方案时具有一定创新意识。

要求4.  科学研究：能够基于科学原理、采用科学方法对城市地下空间工程专业的工程问题进行 研究，包括设计实验、收集、处理、分析与解释数据，通过信息综合得到合理有效的结论并应用于 工程实践。

要求5.工具使用：能够针对城市地下空间工程的工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资 源、现代工程工具和信息技术工具，包括对城市地下空间工程的工程问题的预测与模拟，并能够理 解其局限性。

要求6.  工程与社会：能够基于城市地下空间工程相关的背景知识和标准，评价城市地下空间工 程项目的设计、施工和运行的方案，以及工程问题的解决方案，包括其对社会、健康、安全、法律 以及文化的影响，并理解城市地下空间工程师应承担的责任。

要求7.  环境和可持续发展：能够理解和评价针对城市地下空间工程专业的工程问题的工程实践 对环境、社会可持续发展的影响。

要求8.  职业规范：了解中国国情、具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理 解并遵守工程职业道德和行为规范，做到责任担当、贡献国家、服务社会。

要求9.  个人和团队：在解决城市地下空间工程专业的工程问题时，能够在多学科组成的团队中 承担个体、团队成员以或负责人的角色。

要求10.  沟通能力：能够就城市地下空间工程专业的工程问题与业界同行及社会公众进行有效 沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、表达或回应指令。具备一定的国际视野，能够 在跨文化背景下进行沟通和交流。

要求11.  项目管理：在与城市地下空间工程专业相关的多学科环境中理解、掌握、应用工程管 理原理与经济决策方法，具有一定的组织、管理和领导能力。

要求12.  终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，具有提高自主学习和适应城市地下空间 工程新发展的能力。

表 1 毕业要求对培养目标的支撑情况

四、学制与毕业条件

学制：标准学制4 年，最长学习年限6 年。

毕业条件：修完本专业人才培养方案规定内容，成绩合格，达到最低毕业要求的165 学分，取 得至少4 个创新创业实践学分，且符合学校规定的其它条件与要求，体质健康测试合格，准予毕业。

五、学位及授予条件

符合《徐州工程学院学士学位授予工作实施细则》的相关规定，授予工学学士学位。

六、专业核心课程

1.工程地质 (Engineering Geology)   2.0 学分

《工程地质》是城市地下空间工程的专业核心课程。本课程是一门具有一定综合性的专业基础 课程，主要讲授地质作用、矿物与岩石、地质构造、岩体与土体、地下水、不良地质条件、地基处 理以及岩土工程勘察等内容。本课程的目的是使学生了解工程建设中经常遇到的工程地质现象和问 题，以及这些现象和问题对工程的影响，并能正确处理和合理利用自然地质条件，培养学生具有阅 读、分析、合理利用工程地质勘察资料和解决工程地质问题的初步能力，为从事土木工程技术工作 打下基础。本课程的任务是要求学生掌握基础地质知识，同时要求学生能够利用基本地质知识分析 工程地质条件对工程建设的影响以及应对不良地质现象的工程能力。

2.土力学 (Soil Mechanics)   3.5 学分

《土力学》是一门城市地下空间工程专业的必修课，属专业基础课。它所包含的知识既是土木 工程专业学生必须掌握的专业知识，又是为后面的专业课程学习所必须的基础知识。通过本课程的 学习，使学生了解土的成因和分类方法，熟悉土的基本物理力学性质，掌握土的强度、地基沉降、 地基承载力、土压力计算方法和土坡稳定分析方法，掌握一般土工试验方法；达到能应用土力学的 基本原理和方法解决实际工程中土体强度、变形、稳定等问题的目的。

3.岩石力学 (Rock Mechanics)   3.5 学分

岩石力学是高等学校城市地下空间工程本科学生的一门专业必修基础课程，它是应用力学知识 研究岩体力学性质、变形和稳定性问题，是城市地下空间工程专业所必需的基本专业知识。本课程 是为培养具备一定创新意识和较强实践能力的高素质城市地下空间工程应用型人才服务的。

4.地下建筑结构 (Underground Building Structure)   3.0 学分

《地下建筑结构》是城市地下空间工程专业必修课，是从事地下建筑工程设计与施工的专业课 程。通过本课程的学习，使学生掌握或了解地下建筑结构设计的基本原理和设计计算方法，能够根 据地下结构所处的不同介质环境、使用功能和施工方法设计出安全、经济和合理的结构。

5.地下工程施工 (Underground Engineering Construction)   4.0 学分

《地下工程施工》是城市地下空间工程的专业核心课程。本课程是一门综合性很强的专业技术 课程，主要讲授常见的地下工程施工技术的概念、特点、适用范围、原理、和工艺流程以及复杂困 难条件下的特殊施工技术和辅助施工技术，在此基础上介绍常见的地下工程施工机械的基本结构及 工作原理。本课程的目的是使学生能够基于工程与水文地质条件，综合考虑地下工程的类型、规模、 结构、环境和造价等因素，综合确定合理地下工程施工方法并能够设计相应的施工工艺流程。本课 程的任务是要求学生熟练掌握常见的地下工程施工技术原理和工艺，理解各类地下工程施工技术的 含义及特点，初步具备独立分析和解决一般地下工程施工现场实际问题的能力。

6.混凝土结构设计原理 (Design Principle of Concrete Structure)   3.5 学分

本课程是城市地下空间工程专业必修的专业必修课，是一门实践性很强，与现行的规范、规程 等密切相关的课程。本课程的目的和任务是通过课程的学习，使学生掌握混凝土结构学科的基本理 论和基本知识，具备一般混凝土结构构件设计的能力以及正确处理施工中常见混凝土结构构件问题 的能力。为继续学习《地下建筑结构》、《隧道工程》、《地下工程施工》等后续课程打下坚实的基础。

7.隧道工程 (Tunnel Engineering)   3.0 学分

《隧道工程》是城市地下空间工程的专业核心课程，主要任务是研究公路隧道的勘察、设计和 施工方法。本课程的主要目的是培养学生具有坚实的隧道工程学科领域内的专业理论与工程应用基 础知识，成为高素质的隧道工程技术人才，能胜任各类隧道工程的设计、施工、管理、养护维修以 及科学研究等方面的技术工作。通过本课程的学习，要求学生具有一定的隧道工程的理论知识。包 括交通 (铁路、公路与城市道路) 隧道的基本概念与功能、隧道勘测设计、主体建筑与附属建筑、 围岩分类与围岩压力、衬砌结构的设计与计算、隧道施工方法与工艺、新奥法理论与技术、高速铁 路隧道的基本知识、隧道的营运管理与养护维修等。通过本课程的学习，使学生掌握有关公路隧道 的勘察、设计和构造原理以及计算理论和计算方法，熟悉有关施工方面知识，将隧道工程基本概念、 设计与施工等内容有机的融为一体，使学生对道路的山岭隧道工程各个方面知识比较全面而系统深 入了解，具备从事隧道工程设计、施工、管理的基本知识和能力，具有初步研究开发的能力，以及 解决各类围岩隧道中遇到的较复杂问的初步能力。

七、主要实践性教学环节

1.认识实习 (Cognition Practice)   2.0 学分

认识实习是城市地下空间工程专业的重要集中实践教学组成，也是完成专业培养和训练中最主 要的实践教学环节，一般安排在工程测量、土木工程材料和工程地质等专业基础课程结束后进行。 认识实习是学生进行专业课程学习之前的先导课，通过认识实习，使学生对所学专业有一定的了解 和认识，增加对专业的认同感，增强对专业所涉及工程问题的感性认识，提高学习专业课程的目的 性和针对性。认识实习是学生在校学习期间理论联系实际、增长实践知识的重要手段和方法之一， 是学生在学习专业必修课之前进行的专业认识。通过对在建和已建成地下工程项目的参观，聆听专 家和老师的讲解，使学生在学习各专业课之前，对城市地下空间工程有关知识有一个初步的感性了 解，为今后在学习专业课时理论联系实际，学好专业课程打下良好的基础。同时，使学生对本行业 的工作性质有一个初步的了解，培养学生对本专业的热爱，强化学生的事业心和责任感。通过对工 程现场的参观，让学生了解专业所涉及的工程领域及面临的工程问题；通过专业动态讲解，让学生 了解专业发展前景，引导学生确定将来就业及发展方向；通过对专业的基本认识，帮助学生树立正 确的专业思想，引导学生有针对性地学习专业课程。

2.生产实习 (Production Practice)   5.0 学分

生产实习是教学计划的一门必修的课程，是教学计划中的一个重要教学环节，其目的是通过工 程实践，学习有关本专业的实践知识，增强感性认识，以补充课堂教学的不足，为后续课程的学习 和走向工程实际打下良好基础，进一步培养学生的分析问题和解决问题的独立工作能力。通过实习， 也可使学生了解社会，接触工人，增强劳动观点；综合培养学生的实际工作能力 (包括表达和社交 能力，独立获取知识和信息的能力，操作和实干能力，组织与管理能力，以及开拓和创新的能力等)。 通过实习、参观、听课，了解本专业在国家基本建设中的地位和作用，增强专业事业心和紧迫感。 同时，生产实习是学生接触社会的良好实践机会，应利用这一有利时机开展社会调查，了解我国社 会主义现代化建设取得的伟大成就，使学生在德、智、体、美诸方面得到全面发展。生产实习的主 要任务是了解城市地下空间典型工程施工全过程及各主要工种工程相互之间的制约关系，熟悉主要 工种工程的施工工艺、施工方法及主要施工机具。

3.毕业设计 (论文) (Graduation Design (Thesis))   10 学分

毕业设计 (论文) 是本专业教学计划的一个重要的综合教学环节。学生撰写毕业论文的目的在 于综合运用所学的基础理论知识、专业知识去发现、分析和解决城市地下空间工程领域中的实际问 题的能力，掌握撰写达到相应水平的学术论文的一般程序和方法。毕业设计 (论文) 的撰写：一是 对学生所学的基础理论知识、专业知识进行一次全面的考核。二是对学生进行科学研究基本功的训 练，培养学生综合运用所学专业知识独立地分析问题和解决问题的能力。要求学生既要系统地掌握 和运用专业知识，又要具备较宽的知识面并有一定的逻辑思维能力和写作功底，既要具备良好的专 业知识，又要有深厚的基础课和公共课知识。通过撰写毕业论文，可以使学生了解科学研究的过程， 掌握如何收集、整理和利用材料；如何观察、如何调查、作样本分析；如何利用图书馆，检索文献

资料；如何操作仪器设备等方法；如何深入现场了解实际情况，如何测试采集有关的数据，如何积 累的原始资料及数据等。

4.地下建筑结构课程设计 (Course Design of Underground Building Structure)   2.0 学分

《地下建筑结构课程设计》是城市地下空间工程专业《地下建筑结构》的配套教学环节。《地下建筑结构课程设计》就是为使学生对所学的理论和方法有一个实际的操作过程而开设的实践环节。本课 程的教学目的在于使学生掌握或了解地下建筑结构设计的基本原理和设计计算方法，能够根据地下 结构所处的不同介质环境、使用功能和施工方法设计出安全、经济和合理的结构。

5.地下工程施工课程设计 (Course Design of Underground Engineering Construction)   2.0

学分

地下工程施工课程设计是在《地下工程施工》课程结束后进行的一个实践性教学环节，是对学 生进行的一次综合性专业设计训练。通过课程设计可将《地下工程施工》、《工程地质》、《土力学》和《岩石力学》等相关课程所学内容进行融会贯通，使所学知识得到进一步巩固和加强，培养学生 施工设计计算、工程绘图、计算机应用、文献查阅、运用有关施工标准和规范等基本技能。同时， 提高学生独立分析问题和解决问题的能力。因此，要求学生应独立完成设计。

6.隧道工程课程设计 (Course Design of Tunnel Engineering)   2.0 学分

隧道工程课程设计是在《隧道工程》课程结束后进行的一个实践性教学环节，是对学生进行的 一次综合性专业设计训练。通过课程设计可对《工程地质》、《土力学》、《岩石力学》、《隧道工程》 等相关课程所学内容进行融会贯通，使所学知识得到进一步巩固和加强，培养学生隧道工程设计计 算、工程绘图、计算机应用、文献查阅、运用有关施工标准和规范等基本技能。同时，提高学生独 立分析问题和解决问题的能力。因此，要求学生应独立完成设计。

7.地下工程软件应用实训 (Underground engineering software application training)   2.0

学分

《地下工程软件应用实训》是城市地下空间工程的集中实践平台，主要培养学生操作常见的地 下工程设计和仿真软件的能力，主要以深基坑工程支护结构设计软件与地下工程开挖与支护数值模 拟软件为对象进行相关技能操作训练。主要教学内容包括：理正岩土工程设计系列软件、大型通用 有限元分析软件ANSYS、大型岩土工程分析软件FLAC 等主流的岩土工程设计与仿真软件。本课程的 目的是了解常见的地下工程设计和仿真软件的计算原理，掌握简单的地下工程模型建立方法，初步 分析地下工程开挖和支护数值计算结果，能够利用设计类软件完成毕业设计相关内容的计算。本课 程的任务是探究有限单元法、有限差分法和离散元法在地下工程设计和施工中的应用，要求学生重 点掌握数值计算模型的基本概念、建模步骤和计算原理，使学生初步掌握对简单的地下工程实例进 行设计和仿真分析。

八、课程设置一览表

注：“◆”表示专业核心课程；“◇”表示必选的专业选修课程。

城市地下空间工程专业课程构成及学分分配汇总表

城市地下空间工程专业按学期教学情况汇总表

九、课程结构拓扑图

十、课程与毕业要求关系矩阵图 (毕业要求与之对应高度相关的课程，每项要求建议关联 3-5 门课程)