北方工業大學地下空間開發研究所是基於北京捷運、深圳捷運和廣州捷運不同地質條件不同複雜工況下進行的多項研究，採用現場試驗、3D數值分析、大型模型試驗的研究所
21世紀是地下工程的世紀，隨著全球經濟的發展和城市化進程的加快，越來越多的人走進城市，致使城市的規模越來越大，人口千萬級的巨型城市不斷湧現，人類開始向地下要生存空間。同時，伴隨科技的進步，人類對於資源的需求和採掘不斷擴大，對於自然的改造不斷增強。
這造成了人與空間的對立、人與自然的對立。導致一系列的城市環境效應如捷運施工導致路面塌陷，基坑開挖導致臨近樓房傾斜甚至坍塌，和岩土工程地質災害，如山嶺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，大型硐室的開挖造成坍塌事故等等。
面對這些矛盾，一方面要在深入認識岩土性質的基礎上，不斷完善、創新開挖與支護方式，另一方面，要充分發展和利用信息技術與物探技術，加強地下空間建設與岩礦採掘過程中岩土介質物理狀態的探測與監測，及時採取有效措施，保證工程順利進行。
本研究所研究方向與優勢：
1. 複雜條件下城市捷運淺埋暗挖法施工關鍵技術研究
城市捷運淺埋暗挖法首次成功運用於北京捷運復興門折返線，隨後在各地捷運建設中迅速推廣。本研究方向是基於北京捷運、深圳捷運和廣州捷運不同地質條件不同複雜工況下進行的多項研究，採用現場試驗、3D數值分析、大型模型試驗等手段，對不同輔助工法、不同開挖方式進行圍岩變形機理和位移規律研究；著眼於軟土中大開挖導致的環境效應，建立了環境效應評價指標體系，在成功解決工程難點的同時，形成多項關鍵技術和城市軟土隧道大開挖近接施工風險控制成套技術。
先後依託項目包括：淺埋暗挖法近距離穿越既有捷運構築物（區間與車站）關鍵技術研究（北京市重點課題）；危舊建築物下淺埋暗挖法非降水施工關鍵技術研究（北京市重點課題）；深圳捷運一期工程淺埋暗挖法地層大變形機理研究等等。
2. 山嶺、水下隧道地質災害探測、評估與控制
本研究方向立足於地質調查與理論分析，綜合利用TSP、地質雷達、紅外探測等多種物探手段和地質鑽探，對山嶺、水下隧道施工可能導致的各種地質災害進行調查和風險預測，並提出治理措施。
項目組在累計探測120km各種地質類型隧道（包括岩溶隧道、瓦斯隧道、海底隧道）的同時，完成財政部課題——隧道隧洞施工地質災害超前預報與施工對策專家系統開發，產生巨大的社會效益與經濟效益。
完成的代表性項目有：廈門海底隧道超前地質預報；廣西馬梧高速公路隧道施工監控量測與TSP超前地質預報與監控量測；廣西百靖高速公路隧道施工超前地質預報及相關技術研究；成簡快速路龍泉山Ⅰ、Ⅱ號隧道地質預報與瓦斯監測；福建永武高速公路隧道超前地質預報項目；都汶高速龍池隧道超前地質預報與瓦斯監；渝廣高速華鎣山隧道超前地質預報與安全監測項目；渝廣高速清平、三匯隧道地質預報與瓦斯監測項目；京包鐵路增建二線工程內蒙古八蘇木隧道TSP超前地質預報等等。
3. 高鐵明挖隧道樁錨支護體系動載下工作機理研究與錨固效果分析
依託鐵道部重點課題——《客運專線鐵路穿越城區修建技術》子課題《列車動載下錨索工作性態與錨固效果研究》，對鐵路動載作用下樁錨支護體系工作機理與長期錨固性態進行研究與觀測。
4. 地下空間結構檢測與病害診斷、監測與治理
採用無損檢測手段、物探設備對地下空間結構襯砌厚度、配筋、壁後空洞等質量參數進行檢測，對運營隧道病害進行結構探測與地質缺陷調查、評估，提出系統解決方案或進行遠程無線健康監測。
5. 城市管廊施工關鍵技術研究；
6. 市政管線探測技術研究。
研究成果：
先後獲得中國鐵路工程總公司科學技術獎特等獎一項，中國鐵道學會科學技術獎一等獎一項；中冶集團科學技術獎三等獎一項；北京市科學技術獎二等獎一項；北京市政集團科學技術獎一等獎一項；中冶集團暨中冶股份第二屆青年科技創新獎金獎一項。獲得發明專利2項，軟體著作權1項，參與編寫《岩土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規範（GB50086-2015）》一項；發表科技文獻十餘篇。
