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地下工程施工特点范文1
关键词 地下工程施工技术教学改革
中图分类号:G642.3 文献标识码:A
0引言
地下工程,顾名思义,即建筑在地面以下的工程。随着我国大规模城市建设的展开,地上空间日益紧张,地下空间必将成为开发的重点。作为土木工程专业地下方向的核心课程,地下工程施工技术具有很强的综合性和实践性,知识更新很快,且与学生就业密切相关。因此如何搞好这门课程的教学,让学生学有所得、学以致用,是任课教师面临和必须解决的问题。本文从该课程的特点入手,分析了课程教学存在的问题,提出了相应的改革措施,期待为课程教学提供新的思路与方法。
1课程的特点
地下工程施工技术是土木工程专业地下方向的一门专业必修课程,主要介绍矿山、道路、水利水电、城市地下空间等领域地下工程施工的主要工艺、技术、设备等,内容包括平洞施工、立井施工、斜井施工、掘进机施工、盾构施工、顶管法施工、沉管法施工、冻结法和注浆法等。通过该课程的学习,使学生掌握地下工程施工挖掘和支护的相关术与工艺,培养学生的工程意识和实践能力,为后续课程学习和岗位任职奠定基础。从主要内容来看,课程主要特点如下。
1.1学科综合性强
地下工程施工技术课程的主要特点是涉及课程多,综合性强。该课程不仅涉及到岩石力学、工程地质、工程测量、土力学、地下结构设计等专业课程,还与爆破、通风、给排水等学科密切相关,因此课程内容庞杂,各章节跨度大。
1.2课程实践性强
与数学、英语等课程不同,地下工程施工技术课程绝不仅是理论知识的学习,更重要的是关注平洞、斜井、立井等工程的施工工艺、施工方法、施工机械设备的性能和操作。这些知识的讲授,单纯依靠课堂“板书+PPT”的解说难以让学生完全掌握。
1.3知识点更新快
随着我国地下空间的大规模开发利用,涉及地下工程的施工技g与工艺日新月异,而这些新技术、新工艺在本科生所用教材中往往难以体现。考虑到地下工程埋藏越来越深、规模越来越大、结构越来越复杂的实际情况,恰恰是这些新工艺,在以后的建设中必然得到广泛应用,教材内容的相对滞后亟待解决。
2课程教学存在的问题
2.1教材内容
从现有关于地下工程施工技术教材来看,各高校采用的本科生教材行业特征显著,针对性较强,侧重点也不尽相同,不符合当前教育行业“大土木”的精神,更与我国工程教育加入《华盛顿协议》的背景不协调。因此,针对各高校教师和学生水平、研究侧重点,选取符合自身特色和层次的教材是目前地下工程施工技术课程授课的重要问题。
2.2教学方法
目前,国内各高校针对该课程的教学方式仍以“板书+PPT”为主,辅以少量的动画、视频等多媒体手段。这种方式虽然较传统的“灌输式”教学方式有所改进,但仍不能满足大土木行业对于学生素质的要求,也不利于培养学生的学习兴趣和好奇心。
2.3实践教学
作为一门实践性很强的专业课,地下工程施工技术对实践环节要求较高。目前采用的实践教学环节主要是现场观摩实习。考虑到安全管理、经济效益等因素,施工企业一般不同意学生到现场学习和实践,即便接受,观摩学习也仅有数天时间,很难看到整个施工过程,不利于学生充分理解完整的施工工艺流程。
3教学改革措施
3.1教学内容改革
在教学内容中应当补充地下工程新的施工工艺,广开思路,提高学生学习积极性。以工程案例、专题讲座的形式,介绍工程建设中自主创新的施工技术,如港珠澳大桥拱北隧道施工过程中采用的“管幕+冻结预支护、矿山法暗挖”的施工方法、蒙华铁路白城隧道采用的马蹄形盾构设备等。
3.2教学方法改革
以关键施工技术、方法为核心,减少教师理论讲述时间,增加学生自学环节。围绕特定主题或典型工程案例,充分利用网络资源,搜集资料,鼓励学生发言讨论,再由教师进行评论,合理的实现教学相长。例如,目前盾构施工中广泛采用的矩形盾构、马蹄形盾构等异形盾构的特殊工法。
3.3实践环节改革
任课教师应充分搜集资料,了解实际工程案例,合理利用网络资源,自制能够反映主要施工方法全部过程的动画或视频,使学生对施工的全过程有一个直观感性的认识,加深学生的印象。如盾构机的入井、掘进、支护、出井等过程。
结合我国主要城市大规模修建地铁、综合管廊等地下工程的情况,组织学生到采用不同施工方案、处于不同施工阶段的施工现场,如明挖车站、暗挖车站、盾构施工区间等进行现场观摩和学习,使学生能够了解和初步掌握课堂上无法或难以讲授的内容。
4结语
本论文系河南工业大学高等教育教学改革研究项目(2016GJYJTJ01)资助成果,本文对地下工程施工技术课程的特点、教学现状进行了分析,并提出了对应的改革措施,部分措施已经付诸实践,取得了良好的效果。但是,课程的改革与建设是长期的动态过程,教学效果的提升需要在实践中检验和完善,也需要院校、教师和学生的共同努力。
参考文献
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地下工程施工特点范文2
关键词:地下建筑施工技术 教学方法 工作过程
随着国家经济建设的发展,地下建筑施工技术应用领域越来越广,施工过程中遇到的复杂地质条件和环境,进一步促进的本课程的创新和发展,结合学院实际,在教学思路、模式等方面进行了探讨。
一、课程特点
1.课程性质
《地下建筑施工技术》是专业工作过程化课程体系中的核心课程,专业必修课,其前导课程主要是“职业情境认知”、《地下建筑结构设计》、“工种实训”(如测量工、砌筑工、钢筋工、抹灰工等)等课程。学习该门课程掌握了地下工程施工知识和技能后,与后继课程《隧道施工技术》,构成了完整的地下工程与隧道工程施工体系,是该专业学生施工技术不可或缺的重要组成,该课程对地下工程与隧道工程技术专业学生职业能力的培养和职业素养的养成起主要的支撑作用。
2.课程的培养目标
本课程主要为培养施工员、质量员、安全员、资料员、监理员等职业岗位服务,通过本课程的学习,知识目标:掌握地下工程施工及相关知识;能力目标:具有识读地下工程施工图纸和会审的能力;具有对建筑物(构筑物)定位、放线、地下工程施工测量和竣工测量的能力;具有识读工程地质勘察报告的能力;具有编制基坑(槽)施工技术、盖挖法施工技术、沉管法施工技术、地下工程降水排水技术和编制相应管理资料的能力。素质目标:培养学生自觉遵守职业道德和行业规范;培养学生具有严谨的工作作风、爱岗敬业的工作态度、自觉学习的良好习惯;培养学生团队意识等。
3.课程的教学思路
学院坚持“军地联合、校企合作、特色办学、质量建校”的办学理念,强化“学历教育+职业技能”的培养模式,注重学生职业技能和职业素养的培养。
以学院的办学理论为指导,我课程组将地下工程与隧道工程技术专业培养理念具体化课程组通过教学研讨,结合高职教育特点,根据市场需求,本着“够用为度”,“突出能力”的原则,以工作过程为导向,对地下建筑施工技术教学内容进行优化,注重工学结合,保证学生的职业能力培养。
二、课程教学改革探讨及措施
1.课程教学理念
重构基于工作过程的专业课程体系。课程和课程内容序化以职业岗位能力培养为导向,以个人职业成长和个人在实际工作岗位中的成长规律作为参照。采用行动导向的课程教学设计方法,其核心是根据工作过程确定学习单元及其对应的工作任务。从地下工程施工全过程分析出发确定典型工作任务,通过对典型工作任务的教学改造,理论实践一体化设计必须的知识和技能。模拟企业的实际工作情景和组织结构(环境和角色),使学生在掌握专业技能的同时,培养其沟通、协作、组织和管理能力。校企共建实训基地,共同实施课程教学。以职业能力为核心,融入职业资格标准和施工验收规范,构建评价主体多元化,评价方式多样化的课程考核评价体系。
2.教学内容的组织与安排
在教学内容的组织和安排上,以工作过程为主线,课程由五个模块(基坑(槽)施工技术;盖挖法施工技术;沉管法施工技术;地下工程降水排水技术;地下工程施工组织设计)12个任务组成,每项任务均按照咨询策划决策实施验评评价“六部教学法”组织教学,学生完成每一项任务,即经历了一次相应的工作过程。在统筹考虑和选取教学内容时,以真实工作任务为依据,按照职业岗位任职所需要的知识、能力和素质要求整合序化教学内容,根据职业能力形成要求。
3.教学模式的设计
课程按理论与实践有机融合,整个课程以完成地下工程施工项目为载体,有针对性地采用了“工学交替”、“任务驱动”等“行动导向”的教学模式及多种教学模式并用。
工学交替教学模式程采取校外施工现场参观和顶岗实习与校内学习训练交替进行的工学结合方式教学。课程开始第一周,由教师带领学生到建筑工地,参观各种地下工程施工现场,了解其施工工艺、施工机械和机具的应用、企业项目部的岗位编制、工作环境等,建立地下工程施工的感性认知。回到学校后,按照地下工程施工方法及工序进行理论与实践一体化的教学;任务驱动教学模式是对主要工序实行,如建筑物定位放线,以真实的大型基坑施工图为载体,要求学生在规定的时间内完成建筑物的定位放线任务,学生分班组,灵活应用所学知识,自主进行训练,教师跟踪指导,按施工验收规范进行验收,以学生完成任务的成果和提交的实训报告进行考核。
多种教学模式并用,即采用案例教学、讨论教学及现场教学。案例教学可以充分发挥教师的主导作用和学生参与的主动性,为学生提供了一种模仿、借鉴和引申的范例;讨论教学以学生为主体,组成多个学习小组,对教师下达的任务或学生自己提出的问题进行讨论分析,教师的作用是组织引导,实现教学互动,达到解决问题和形成成果的目的;现场教学是指在施工现场完成,比如地下连续墙施工、基坑降水施工等,采取到校外建筑施工工地完成,由企业技术人员和双师型教师进行现场教学,达到较好的教学目的。
三、结束语
通过课题组的不断探索,及课程教学改革的实践,达到了一些初步效果,下一步继续对地下工程与隧道工程技术专业相应核心课程进行教学创新,同时为社会输入更多具备地下工程与隧道工程的施工、测量、实验检测、监理等方面的基本技能,能胜任一线工作的高端技能型人才。
参考文献:
[1]王蕊.浅议高职院校建筑结构课程教学改革[J].科教创新,2012.9.
地下工程施工特点范文3
摘要:
针对应用型高等院校办学定位特点,依据实际教学情况,阐明了地下工程专业方向人才培养特色与思路,论述了开展以提高工程能力为导向的专业人才培养模式的基本思想及可行性,提出了构建统一关联的实践教学培养体系及有效实施工程实践教育的诸多举措,并分析了今后面临的问题与对策。实践证明,紧密围绕工程实际,着力强化实践能力培养,是实现素质教育的有效途径之一。
关键词:地下工程;工程能力;实践教学;校企合作;应用型人才
中图分类号:TU9;C961 文献标志码:A 文章编号:
1005-2909(2012)01-0028-05
随着国民经济的高速发展,中国城市化水平快速提高,现代化城市建设的发展迫切需要充分开发利用地下空间这一重要的天然资源,其中,城市轨道交通建设成为当前中国地下工程领域的热点与亮点。截止2011年8月,全国已有33个城市正在规划建设或新建地铁。按照国家发改委已经批准的规划,到2020年中国地铁总里程将达6 100公里。前所未有的地下工程建设规模为新形势下高等学校人才培养提出了新的课题,即如何针对自身办学定位和专业特点,在教学体系、教学内容、教学手段和教学方法等人才培养模式上更好地适应行业需求。
作为一所以培养应用型人才为教育目标的教学型工科院校,北京建筑工程学院长期以来坚持“以提高课堂教学和实践教学质量为核心,积极推进素质教育,全面提高人才培养质量”的教学指导思想[1]。其中,具有悠久办学历史和良好教学传统的土木工程专业在人才培养方面成绩斐然,其多年来培养的毕业生在首都建设行业中已占据“半壁江山”。近年来,首都城市轨道交通建设蓬勃发展,为满足行业对专业人才日益旺盛的需求,更好地服务于首都城市建设,土木工程专业于2006年正式设置了地下工程方向,在土木工程学科地下工程专业建设人才培养方面开创了崭新的局面。
一、地下工程专业方向人才培养特色与思路
鉴于学校土木工程专业长期以来形成的鲜明办学特色,其地下工程专业方向培养的毕业生绝大部分将服务于北京城市地铁建设与地下空间开发等领域,尤其以一线施工企业居多,加之地下工程学科本身具有极强的实践性和应用性,因此,在地下工程专业人才培养计划中既要重视对学生吃苦耐劳和勤奋务实精神的培养,也要在知识结构上适当予以调整,包括增加工程一线所需的专业知识
教学,加强现场实际操作和施工技术与组织类课程的设置,强化实践教学环节训练等,力图使培养的毕业生知识面宽、实践能力强、综合素质高,在工程建设第一线实际工作中“用得上、留得住、干得好”。
尽管学校土木工程专业传统的房屋建筑、道路桥梁等专业方向多年来形成了良好的实践教学管理体制,积累了众多有益的经验,但亦存在实践教学环节(专业认识实习、课程设计、生产实习、毕业实习等)之间彼此分散、缺乏关联、相互脱节等问题,未能有效形成一脉相承的、统一的实践教学体系。此外,实践环节学时偏少,这些问题均在一定程度上对人才综合素质的深入培育造成了不利影响。正如文献2中指出:“对学生来讲,培养目标所要求的各种能力不是孤立存在的,而是有机结合的。培养的途径也绝不是某一个教学过程所能够解决的,而是一个综合的,复杂的系统工程。”
为强化应用型人才培养特色,加强学生实践技能训练,在认真总结既有专业方向实践教学环节的经验与不足的基础上,对地下工程专业方向课程作了调整,将地下工程施工(32学时)与地下建筑结构(32学时)两门主干专业课程独立单列(多数高校将地下结构设计与施工合并为一门课程—地下工程),突出施工课程理论教学的重要地位。着重对该专业方向大学4年期间的所有实习、科技活动周、课程设计和毕业设计等各主要实践教学环节的统筹考虑,力图形成一个科学的、系统的、密切衔接的实践教学培养体系,以有效提高实践教学质量,实现人才培养目标。
二、以提高工程能力为导向的地下工程专业方向人才培养途径
(一)基本思想
众所周知,与一般房屋建筑工程不同,城市地下工程建设项目大多具有建设周期漫长、线路标段分散、施工工法众多、受复杂地质条件影响大等特点,依照常规的实践教学安排,在某一个工地进行短期实习,难以实现深刻理解教学内容,取到好的实习效果。但相对于道路桥梁工程而言,地铁建设项目地点却主要集中在城市人口较密集区域,交通相对便利,非常有利于根据实际工程进展选择时机多次组织参观与实习。根据上述城市地下工程建设项目特点分析,借鉴不同高校在土木工程专业实践教学改革方面的有益做法[3-8],遵循自身培养计划对地下工程专业方向实践教学环节统筹考虑、系统训练的指导思想,明确提出了以“贯穿式工程实践教育”为主线的培养思路。所谓“贯穿式工程实践教育”,即遵循教育教学基本规律,紧密围绕实际工程,将大学一年级末开始的专业认识实习、科技活动周,大学二、三年级相关课程设计,直至大四上学期的生产实习,以及下学期的毕业实习、毕业设计有机衔接,构建前后呼应、由浅入深的实践教学体系。此外,为加强工程实践内容的连贯性,在地下建筑结构及地下工程施工等主干专业课程教学过程以及学生假期社会实践中,均明确要求安排一定数量工程实践的内容,这也在一定程度上解决了实践教学环节学时相对不足的问题。
(二)可行性分析
近年北京市轨道交通6号线、7号线、8号线二期、9号线、10号线二期、14号线、15号线等多条线路已相继展开,目前在施线路数量达13条。预计到2015年,13条新线陆续建成,北京轨道交通运营总里程将猛增至561公里。包括国内其他众多城市在内,前所未有的轨道交通建设在强力拉动内需的同时,也造就了星罗棋布的地铁工地,这为贯穿式工程实践教育的顺利实施奠定了坚实的基础条件。
地铁建设迅猛发展对人才培养的良好契机尚需要通过深化校企合作予以实现。这些得益于多年来对首都建设行业人才培养的卓越贡献,得益于业内深厚广泛的校友资源。学校一贯重视校外实习(实训)基地建设,已与北京城建集团、北京建工集团、北京市政集团、北京市政研究院、榆树庄构件厂等众多承担首都城市轨道交通建设的主力军建立了产学研合作关系,并签订了实习基地协议。这些均为学校地下工程方向人才培养构筑了宽广而坚实的平台。
(三)主要举措
1.科技活动周衔接认识实习,明确专业方向,激发学习兴趣
自土木工程专业2006级地下工程专业方向专业认识实习起,学校年年组织学生参观北京市丰台区榆树庄构件厂,重点针对厂内地铁盾构隧道预制管片生产制作过程进行观摩教学,以此作为工程实践教育的第一站。通过实习,学生不仅熟悉了管片钢筋绑扎、模板架设、混凝土浇注、养护脱模等主要工艺流程,而且通过观摩细部防水构造,以及组装好的竖向盾构隧道管片等实物展示,初步对盾构隧道的衬砌构造与作用有了理解。安排学生参观不同类型的在建地铁工程项目,在几届认识实习活动中,先后组织参观了北京市政集团承建的地铁4号线国家图书馆站、动物园站,北京城建集团承建的9号线东钓鱼台站、白石桥南站等工程,使学生对地下工程明挖法、暗挖法、盖挖法等主要施工工法现场概况积累感性认识。例如,在白石桥南站明挖基坑开挖现场,学生不仅观摩挖掘机开挖过程,在一定程度熟悉了钢支撑的构造及作用,初步了解了明挖法基坑施工工艺顺序,这些均为以后土力学、地下建筑结构及地下工程施工等相关专业课程的学习奠定了有益的基础。此外,土木与交通工程学院还积极推进地下工程施工学科及教学配套设施建设。2006年建立了施工技术仿真实验室,其中电动仿真盾构机模型及模拟盾构隧道施工的三维动画虚拟现实技术,为学生体验并掌握典型施工方法与主要操作技能提供了鲜活生动的素材。 认识实习周结束后,随即布置科技活动周的训练任务,即根据地下工程认识实习接触的主要内容,积极开展相关结构模型制作活动。学生自选题目,兴趣盎然地制作各种车站结构模型。这种活动不仅及时巩固了认识实习成果,切实锻炼了学生动手能力,也为培养学生结构构造与力学概念,拓展思维空间,发挥个人想象力和创造力提供了广阔的舞台。
2.确立定期回访工地机制,前后衔接主要实习环节
专业认识实习、生产实习和毕业实习宜构成土木工程各专业方向三个相互衔接且逐步扩展深入的实践教学体系。在地下工程方向贯穿式工程实践教育思想指引下,通过确立工地定期回访机制的做法能够实现三种实习环节的前后衔接与递进接力。经过认识实习周和科技活动周的初步实训,已经调动起学生专业学习的积极性和兴趣,在随后的二、三年级相关课程学习中,学生有必要定期回访、调研当初认识实习工地,针对该工程后续建设情况进一步积累工程实践经验。一般规模的地铁车站建设周期至少需要1~2年,而包括区间隧道在内的整个合同段项目建设则需要更长的时间,基本能够满足大学期间实习参观的要求。自2010年起,针对2007级地下工程专业方向大三学生暑假社会实践环节,开创性地提出强化假期工程实践的口号,以实现暑期社会实践与下学期生产实习相结合的目标,即根据各自以往跟踪回访地铁工地的情况,自主联系实习工地,并在现场工程技术人员指导下深入施工一线开展一定时间的暑期工程实践,为大四上学期即将进行的四周生产实习预热。当四周生产实习结束后,继续保持定期回访机制,直至最后一个学期毕业实习乃至毕业设计环节结束。这样从根本上实现工程建设与人才培养的全周期贯穿式吻合。例如:2006年、2007级相当一部分学生坚持3年间对地铁4号线动物园站及9号线白石桥南站等工地的定期回访,为后续专业课程学习,牢固掌握地铁车站结构设计原理及各种施工工法,出色地完成了毕业设计任务。
3.理论教学注重实践环节,课程设计、毕业设计立足解决工程实际问题
众所周知,课堂理论教学是人才培养的基础环节,应用型本科教育侧重于应用,在地下建筑结构、地下工程施工等主干课程教学中宜注重实践教学环节的改革与创新。例如:地下建筑结构课程教学中结合相关教学内容,安排课时上机操作理正、PKPM等深基坑支护结构设计软件,在巩固基本设计理论知识的同时,为下一步的课程设计及相关毕业设计提供实用技能训练的机会。在地下工程施工课程教学中主动联系参观地铁9号线玉渊潭竖井内安装的LOVAT盾构机及后来的掘进过程,以加强学生对盾构机构造、性能及工作原理的理解与掌握。此外,根据办学定位目标和人才培养特色,在课程教学内容选择上突出实用性,即立足于城市地下工程规划、设计、施工等方向,以工程案例为主线,将主要章节知识贯穿衔接,展示工程实例照片,播放典型施工工艺视频,
最大程度地实现学以致用、学有所用。
为检验专业实习及理论课程学习效果,进一步提高学生综合素质与专业技能,培养适应首都地铁建设行业需求的专业人才,在课程设计和毕业设计环节明确围绕地铁车站设计与施工领域进行由浅入深、循序渐进地训练。所编写的设计任务书和指导书力求通过学生在专业实习及理论课程教学中接触过的工程实例来反映现行规范的具体应用、最新科研成果及工程实践经验,使其领悟到如何将书本知识运用于工程实践,再从实践步步升华至理论的过程。例如:地下建筑结构课程设计主要针对地铁车站现浇钢筋混凝土楼盖体系进行结构设计,而毕业设计阶段选择地下结构设计课题组的学生则需要完成包括支护结构设计、车站主体结构主要构件结构设计在内的大量设计任务。地下工程施工组织课程设计要求针对明挖法施工的普通地铁车站所涉及的灌注桩及冠梁施工、基坑开挖、钢支撑架设与拆除、主体结构施工、地下工程防水施工及基坑回填等工种工程,确定施工展开程序及分项工程施工顺序,划分流水段,选择施工工艺与方法,编制施工进度计划表,绘制施工现场平面布置图,制定技术组织措施,而毕业设计阶段选择地下工程施工课题组的学生除要完成包括明挖法、盖挖法、暗挖法等多种工法在内的复杂地铁车站的施工组织设计,尤其要求根据具体工程特点,利用已有知识对关键技术问题进行针对性的分析探讨。所有的设计题目均紧密围绕实际在建工程,某些甚至就来源于学生们曾经实习过的工程。每位学生的工程背景不同,技术难点亦不同,可实现学生人手一题,有效防止成果雷同。这样通过对实践教学内容的精选配置,实践教学内容体系自身内部实现了良好的统一、协调,加之毕业设计期间形成的定期回访工地机制,进一步培养了学生的综合能力、创新能力、工程实践能力、分析问题及解决问题的能力,为其在毕业前获得合格工程师专业素质训练并取得相应成果创造了更好的条件。
4.实施的效果
地下工程专业方向自2006级实施“贯穿式工程实践教育”模式以来,在北京城建集团、北京市政集团、北京路桥集团等多家单位的大力支持下,依托在建的地铁工程深入展开了专业人才培养工作。在最近两年毕业设计期间,2006级学生康惟依托在建的地铁10号线成寿寺站—宋家庄站区间隧道,编制了现场施工进度计划网络图并进行优化分析,为科学安排施工工序,缩短工期发挥了积极作用。学生黄俊杰协助现场项目部编写了9号线白石桥南站监控量测施工专项方案,并绘制了全部测点布置图,使之进一步充实和完善。2007级学生蔡志勇依托在建的地铁14号线东风北桥车站,通过有限元计算和现场实际情况,重点分析了深基坑倒撑设计与施工的优化方案,为节约成本、简化工序提供了可靠的理论依据,此外还负责编写了盾构穿越五环、盾构联络通道等多项施工方案,凭借丰硕的实践成果,其毕业设计最终获得2011年北京建筑工程学院校级优秀毕业设计。2011年7月19日 ,《科技日报》“教育观察”版 “本期关注”栏目报道了蔡志勇等同学的事迹,特别强调了他们在暑期社会实践中就提前进入工程现场作为施工员实习对今后成才具有的重要意义。
在已毕业的2006、2007级地下工程专业方向毕业生中,大多数学生凭借过硬的工程实践能力在激烈的就业竞争中脱颖而出,纷纷签约大型施工企业。其他一些考取研究生的学生亦纷纷表示大学阶段工程实践的强化训练令自己“受益匪浅”,为继续深造打下良好的基础。
5.问题与对策
以提高工程能力为导向的教育模式实施的关键,在于要保证具备与各实践教学环节相对应的实际在建工程项目。尽管实践教学环节安排有固定的认识实习、生产实习、毕业实习,且建立了定期回访工地机制,但毕竟每次接触工程实践的时间相对较短,往往只能看到工程施工的某些局部工艺或某种工法,很难认识地下工程施工全部细节过程。此外,因为时间和经费的限制,也难以保证每位学生都能在大学期间全面接触多个不同工程施工内容。随着城市轨道交通建设的回落,地铁建设工地数量规模的萎缩等问题都成为地下工程专业方向实践教学需要面对的难题。
为此,宜充分利用现代化摄影、摄像技术手段将各种可能接触到的施工工法的各个施工环节记录下来,然后运用多媒体技术将各种影音资料加工制作成信息量大、内容丰富、形式多样的信息化实践教学课件,以展现工程全貌和施工全过程,从而把施工现场搬进课堂,或者通过网络在线学习,让学生足不出户便可全面深入地认知施工过程和关键工序,以增长见识、获取经验。将以多媒体技术和网络技术为核心的信息技术引入土木工程实践教学环节的做法已有先例[9],且特意指出,如有可能,最后再选择适当的工地进行现场体验工程活动,对于那些现场看不到的前后工序可以反复观看教学课件,确保各实践环节的教学效果和质量。
三、结语
大规模的城市地下工程建设召唤大批合格的工程技术和管理人员,以培养应用型人才为办学定位目标的高等学校应审时度势,因地制宜,以加强学生工程素质与实践能力的培养为核心,不断探索研究教育教学规律,构建具有自身特色的应用型人才培养模式。实践证明,以提高工程实践能力为导向,开展贯穿式强化教育锻炼,使学生对专业知识体系有较为深刻的理解,并实现有效的融会贯通,有利于增强个人综合业务素质。
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Talent training mode of underground engineering specialty
WANG Liang
(School of Civil and Traffic Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, P. R. China)
Abstract:
地下工程施工特点范文4
关键词:地下工程 施工方法 开挖措施我国近年来的地下工程发展尤为迅速,是世界上隧道和地下工程最多、最复杂乃至发展最快的国家之一。截至目前的工程项目中,基础设施建设中较多的都是在地下进行施工建设的,而且在现代化城市建设中将会有越来越多的地铁、市政工程涌现,一方面为国民经济发展带来了扎实的基础,也为社会发展提供了有效的基础前提;同时也造成了市政工程施工技术的复杂。介质目前,在地下工程施工中常见的开挖方法很多,具体地下工程建设项目中需要选择适合实际工作的开挖措施和方法。
一、地下工程概述
地下工程主要指的是那些深入地面以下的开发和利用空间资源的工程模式,也是工程建设中最为常见的土木工程一种。在施工的过程中其中包含了地下房屋、地下构筑物等建筑结构。目前我们最为常见的地下工程主要有公路隧道工程、地铁工程、地下商场、地下车库等。这些工程在目前的施工中是一项效益最好、工作作用最佳的一种。在目前的工程项目中,为了有效的保护地面上的生态环境,开发利用地下空间资源而营造新世纪的地下空间资源,在新的世纪,也就是二十一世纪建造更多的地下工程将会以满足人们生产生活需求为基础,也是以基础工程体系措施为综合要求的工作模式。
1、地下建筑
顾名思义,地下建筑也就是在地面以下的建筑结构和建筑物,如地下隧道、人防工程、油库等等。地下建筑在施工的过程中显著的区别于地下建筑特征,是一种显著不同体系的地下建筑特征。地下建筑是具备着良好的热稳定性、密封性的工作体系,也是以良好的抗灾和保护性能为基础环节的综合性建筑结构,在施工的时候具有着很好的社会效益和环境效益。但是在施工的时候也存在着种种问题和缺陷,地下工程在施工中施工较为困难、工期较长且投资较高,使用的时候必须要充分的考虑到用户心理需求,进而充分的发挥出应有功能和效益[1]。
2、施工特点
我国城市化建设进程的不断加快、进步以及人民物质生活水平的提高,各大城市发展中逐步出现了用房拥挤的情况,其地下工程来发趋势必然得到进一步加强和优化,成为城市发展的一个新亮点。自上个实际九十年代起,我国地下工程施工规模不断扩大、深入日益加深和建筑物等有设施距离的逐步推进,推动了深基坑工程的设计想更高水平,并达到国际领先水平。
二、地下工程特殊开挖方法
在目前的地下工程施工中,常见的特殊施工方法主要有冻结法、气压法等。
1、冻结法
冻结法是利用人工制冷技术,将待施工的地下工程周围一定范围内的含税不稳定的岩层进行冻结,使之姓曾封闭的冻结壁,隔绝地下水联系,改变岩土的性质,增加其强度和稳定性,保证地下工程施工安全的一项特殊的施工方法。随着当前社会发展过程中,冻结法被广泛的应用在当前特殊底层的凿井,基坑合格挡土墙的加固技术,盾构隧道盾进出洞周围的土地加固,地铁。公路隧道联络通道及其泵站施工、两端隧道地下对接是土体加固和特殊段工程事故的处理或者请修复等方面[2]。
1.1 冻结法原理
冻结法是利用传统的氨压缩循环制冷技术来完成的,是为了形成冻结壁,首先在精通周围由地面向地层钻进一圈冻结孔,孔内安装冻结器。冻结站制出的低温盐水在冻结期内循环流动,吸收周围地层的热量,形成冻土圆柱。冻土圆柱随着时间的推移不断的扩大,形成了封闭的冻结壁,直至达到蛇酒的厚度和强度为止。通常把这个期间称之为积极冻结期,而将掘进是维护冻结壁厚度期间称之为消极冻结期,吸收了底层热量的盐水,在盐水箱内将热量传递给蒸发器中的液氨。是液氨变为饱和的蒸汽,再被研所急研所成水,传递给冷凝器冷却。降低热和压缩机做工产生的热量传递给冷却水,最后这些热量传递给大气。
1.2 冻结法特点
作为开挖地下工程的临时支护方法,冻结法施工具体有以下优点:
1)冻结法施工的使用范围很广泛,人工冻结法可冻结含水量大于10%的任何不稳定土层和含水岩层。冻结壁可进入基岩不渗透水层,冻结法适用于复杂的地形条件,几乎不受地基土的地质条件限制。可以在施工的过程中形成任意深度,任意形状的冻土比,可以成为某些工程中的唯一可用的辅助方法。
2)冻结法施工的隔水性能好,冻土比本身就是地下水控制系统,交圈以后冻结壁连续性好,强度高,因而隔水性能非常好。
1.3 冻结法施工
冻结法施工方案选择应该结合当前实际情况进行分析,隧道在所穿过的岩层和土层的工程地质与水文特点进行分析,依据冻结的深度和冷冻设备的分析和控制手段进行综合的考虑,确定其在施工过程中的最佳技术经济效果为出发点,选择技术先进,经济合理的冻结方案。冻结站的主要设备有氨压缩机,冷凝器、蒸发器。辅助设备有氨油分离器、储氨器、集油器、调节阀、液氨分离器和除尘器。
2、气压室法
气压室法是将整个开挖洞段密封起来,在进出口段布置气密式,由洞外进入气密式在进入洞内,序进过两层密封门,洞内气压大于外压或者大气压。用超压来减少深入洞内的谁,也用此压力来干烧围岩自稳的情况。,当然,气压迷失发需要额外的设备投资,而且施工的速度将降低,一般只是在不得已时采用。
3、分布开挖、分布支护法
在软弱地层中开挖较大的洞室,目前常用的方法是先开挖一小部分,然后用喷锚支护做全断面保护,在逐步的扩挖,逐步支护。最常用的是双侧导坑法,即是挖好一个侧导坑,支护好,再挖另外一个测到坑,也支护好,最后再挖掉中间遗留下来的土柱,并支护形成密封比结构,开挖后再由在其中做钢筋混凝土二次衬砌。
三、结束语
近年来,随着地下空间应用的不断增加和应用措施的不断提高,在其应用和发展的过程中施工手段和施工方式也在日益的提高和变化。随着地下空间发展中,地下建筑的质量要求和施工措施的不断完善,对地下建筑施工的方法也在日益提高。使得对工程特殊开挖法的方法进行探讨成为当前社会发展的重点。
参考文献
地下工程施工特点范文5
陈宇宏
西南交大峨眉校区 四川 乐山 614202
摘要:盾构法施工作为最近兴起的地铁施工方法,极大地加快了地铁施工进度、增强了复杂地质下施工安全系数。本文简单介绍了盾构法施工的原理和优缺点,
对其未来发展做出展望。
关键词:盾构法 施工 优缺点
盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在
地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。
同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠
千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机
械化施工方法。随着我国城市化进程的加速发展,地下建筑和地下交通设
施的建设日益增加,盾构法施工也逐渐普及。
盾构机于1847 年发明,它是一种带有护罩的专用设备。利用尾部已装
好的衬砌块作为支点向前推进,用刀盘切割土体,同时排土和拼装后面的
预制混凝土衬砌块。盾构机掘进的出碴方式有机械式和水力式,以水力式
居多。水力盾构在工作面处有一个注满膨润土液的密封室。澎润土液既用
于平衡土压力和地下水压力,又用作输送排出土体的介质。
盾构法特点
盾构法施工得到广泛使用,因其具有明显的优越性:①在盾构的掩护
下进行开挖和衬砌作业,有足够的施工安全性;②地下施工不影响地面交
通,在河底下施工不影响河道通航;③施工操作不受气候条件的影响;④产生
的振动、噪声等环境危害较小;⑤对地面建筑物及地下管线的影响较小。
适用条件:在松软含水地层,或地下线路等设施埋深达到10m 或更深
时,可以采用盾构法。
1、线位上允许建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井 ;
2、隧道要有足够的埋深,覆土深度宜不小于6m 且不小于盾构直径;
3、相对均质的地质条件;
4、如果是单洞则要有足够的线间距,洞与洞及洞与其它建(构)筑物
之间所夹土( 岩)体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m,竖直方向
1.5m[2] ;
5、从经济角度讲,连续的施工长度不小于300m。
优点:
1、安全开挖和衬砌,掘进速度快;
2、盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业,施工劳
动强度低[2] 。
3、不影响地面交通与设施,同时不影响地下管线等设施[1] ;
4、穿越河道时不影响航运,施工中不受季节、风雨等气候条件影响,
施工中没有噪音和扰动 ;
5、在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面
的优越性;
缺点
1、断面尺寸多变的区段适应能力差;
2、新型盾构购置费昂贵,对施工区段短的工程不太经济;
3、工人的工作环境较差
施工步骤盾构
施工方法由以下几个步骤组成
第一,在置放盾构机的地方打一个垂直井,再用混泥土墙进行加固;
第二,将盾构机安装到井底,并装配相应的千斤顶;
第三,用千斤顶之力驱动井底部的盾构机往水平方向前进,形成隧道;
第四,将开挖好的隧道边墙用事先制作好的混泥土衬砌加固,地压较
高时可以采用浇铸的钢制衬砌加固来代替混泥土衬砌。
盾构法施工中,其隧道一般采用以预制管片拼装的圆形衬砌,也可采
用挤压混凝土圆形衬砌,必要时可再浇筑一层内衬砌,形成防水功能好的
圆形双层衬砌。
发展趋势展望
1、信息化方向
信息化是当今社会发展趋势,地下工程施工也不例外,地下施工技术
与原有的计算模型、计算方法相结合,充分发挥各自的长处,构成以施工
监测和信息为显著特征的地下工程信息化施工,是地下工程施工的发展趋
势之一,相信在以后的地下基础施工中会担当大任。
2、加强勘探工作
勘探工作是地下工程施工的必备环节,尤其是地下隧道的设计和施工,
地质勘察工作对制定方案尤为重要,目前,大多施工单位只是对隧址地质
情况概括性的描述,还不能形成有效的指导价值,就要求我们在以后的施
工中,必务打开地层后进一步对地质进行勘探。为此,加强施工中的地质
超前预报技术的开发、研究,发展和利用多种勘探手段,准确而及时获得
大量多而有用的地质信息资料,对地下基础施工非常重要。
3、加强应用施工新技术的开发研究
加强新技术的开发研究,是我们推进地下工程高效施工的长效办法和
措施,主要需要做好几个方面的工作: 一是研究优化爆破设计,经编程后
由计算机控制钻孔,提高爆破能力。二是加强对湿喷混凝土及喷射钢纤维
混凝土的应用研究,完善施工工艺。三是加强对预制拼装式衬砌的研究应
用,使预制混凝土向尺寸误差小、拼装密封条件好的方向发展。综上所述,
地下工程建筑在城市化进程中扮演着重要的角色,是解决城市建筑面积狭
小、交通阻塞等城市通病的较好的建筑形式,优点突出、特色鲜明。
总结
盾构法施工是符合时代需求的施工工法,不断提高设备创新、不断优
化施工工法是加快施工进度、提高资源利用效率的重要方法。作为新时代
的交通建设者,我们要做到因地制宜的协调利用各种施工方法,最终实现
“科学施工、绿色施工”的目标。
参考文献
[1] 冯卫星.浅谈隧道及地下工程施工安全.河北交通科技出版社,2009.
地下工程施工特点范文6
【关键词】地下空间;施工技术;地下工程;
前言
随着城市化进程的发展,城市人口的不断增加,城市交通拥堵、环境恶化、资源不能满足需要,城市用地逐渐减少,开发的地表空间日益锐减。城市地下空间的开发利用就是要把部分城市功能由地面转入地下,节约用地的同时,充分利用土地空间资源。开发地下空间的必须考虑建筑经费、地质安全以及社会、经济效益等综合因素,逐步形成以地铁为骨架、以交通节点为枢纽、以中心区为主体的城市地下空间系统,对我国城市化可持续发展具有重大意义。
一、地下空间关键施工技术分析
1、盖挖法施工技术。盖挖法是在明挖法基础上发展起来的一种施工方法,突破了“先挖后盖”的模式代之以“先盖后挖”,即先以临时路面或结构顶板维持地面交通再向下施工。它在一定程度上缓解了地铁施工对城市交通的干扰。近些年来,在浅埋地铁车站施工中,明挖法仍居优势,盖挖法有很大发展,暗挖法虽在个别城市中有所增加,但从总体看仍用得不多。盖挖法有逆作与正作两种施工方法。盖挖法的主要优点是安全、占地少、对居民生活干扰少,采取措施甚至可做到基本上不影响交通,但施工速度比明挖法要低,为我国地下工程施工创造了一种简单、快速、安全的施工方法。
2、新奥法施工技术。新奥法与传统的隧道设计施工方法,有着本质上的区别。传统的隧道设计施工方法认为:隧道的支承结构是等待承受松动围岩荷载,所以是被动受力。其所用支承结构必然是强大的、刚性的厚壁钢筋混凝土结构。而新奥法的基本出发点是把岩体视为连续介质。根据岩体具有的粘性、弹性、塑性的物理性质。并利用了在岩体中开挖隧道后产生变形过大变形松动破坏,有一个时间效应的动态特征,适时的采用薄壁柔性支护结构与围岩紧密贴合起来加固和保护围岩,从而调动了天然围岩的承载能力。同时把围岩与支护结合了起来,使围岩变为支护的主要成分。所以能使隧道成为长期稳定的洞室。新奥法的主要支护措施是喷锚支护。可以说喷锚支护是体现新奥法新思想的重要手段。通过喷锚支护,围岩固有的自承能力得以充分的发挥。
3、沉井法施工技术。沉井是地下工程和深埋基础的一种施工技术方法。它将地面预制好的井筒型 (圆筒或方筒) 结构物下沉到预定的设计标高进行封底,构筑内隔墙、顶板等构件,最终形成地下结构物的基础。大型沉井施工技术是将直径或边长大于20m 的井筒型结构物下沉到指定设计标高以构筑地下结构物的施工技术方法。沉井施工技术在施工中具有占地面积小,不需要板桩支护,比大开挖节省土方量,对邻近建筑影响较小,且操作简便,无需特殊的专业设备等优点,故广泛应用于桥梁墩台基础、取水构筑物、污水泵站、地下工业厂房、地下仓库、人防掩蔽所、竖向矿井、船坞坞首、盾构拼装井、地下车站与车道、地下构筑物的围壁和大型深埋基础等。
4、盾构法施工技术。盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它靠盾构头部保护下掘土或用大刀盘切削土体,通过出土机械运出洞外,盾构靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构。盾构施工技术一次投资大,造价较高,但具有快速、安全、减少地面沉降的优点。施工时,在前部开挖地层,尾部拼装衬砌,然后用千斤顶顶住已拼装好的衬砌将盾构推进。如此循环交替逐步前进。这样,既可以开挖、衬砌,又可以防止土砂的崩坍和地下水造成的破坏。盾构机主要由盾头旋转切削刀盘、盾筒支撑体和盾尾辅助设施三大部分组成,大体分为泥水加压式和土压平衡式两大类、其选型主要取决于地层土质和地下水等情况。盾构施工技术在国际上起步较晚,但近些年发展较快。
5、冷冻法施工技术。冷冻法是通过钻孔,埋入钢管,在钢管中加盐水或液氮,通过循环,使周围地层冻结,形成保护层。不仅能保证地层稳定,还能起隔水作用,确保施工安全,但造价相对较高。冷冻法施工可克服地铁施工受水文、地质及周边管线、建筑物施工环境制约的困难,但应在施工中注意冻胀引起的变形,以采取相应对策。我国地下工程施工中,煤矿的井筒建设大量采用了冷冻法,已有 300 多个井筒用冷冻法进行施工,我国地下工程施工技术的发展及展望最大冷冻深度达500m,在国际上也属先进。
二、地下空间施工技术未来发展
地下空间及地下工程将作为一种新幅员辽阔型国土资源造福人类。世界各发达国家已有的施工技术大部分在我国已开发应用,地下工程施工技术的发展应结合我国的国情。我国人口众多,劳动力便宜,资金较少,因此我国地下工程施工技术的发展将具有中国特色。由于我国幅员辽阔,土质地域性差异明显加之南北气候截然不同温差变化大,相同的地下施工项目在不同的城市遇到的问题不尽相同,为了达到施工工艺质量、安全舒适和经济效益的平衡点,在对地下空间开发时的技术选择成为重中之重。对地下空间施工技术的研究还需在实践中不停的去改进,在紧跟发达国家技术的同时,努力研究适合我国国情的施工技术,通过吸收国外技术优势,发展出我国自己的地下空间施工技术体系,在城市空间开发中起到重要作用,为我国现代化建设作出更大的贡献。建议:①城市地下空间开发还应重视地下环境特性对人体生理和心理的影响程度及规律研究。②未来城市地下空间开发和建设应重视工程地质和水文地质问题,解决岩土体稳定、变形给周围建筑带来的影响。预防地下空间开发诱发的地质灾害(如地面塌陷、沉降、裂缝和砂土液化等)给城市建设带来的巨大危害。③由于地下空间开发和建设工程造价高、投资成本大,为取得较好的经济效益、社会效益和环境效益,地方政府要出台鼓励开发利用的优惠政策。④无论是政府部门还是规划部门,为建立“和谐城市”都要在地下空间开发之前,综合考虑城市地质环境、社会环境因素,制定一个综合、协调并具有可持续发展的城市地下空间开发战略规划。
三、结语
民生问题是城市地下空间开发的根本动因。我国城市面临人口剧增的压力,人均占地指标低下。必须把对地面环境有影响、占地面空间大的功能性场所转入地下,给地面腾出充足的空间留给人们的生活。另外,地下空间由于周围由岩土介质“包围”,具有较强的隐蔽性、隔离性、防灾和抗震性等特点。具有平战结合的民防工程功能,是建设和开发的重要内容,具有国防和战略长远意。建设用地紧张、生存空间拥挤、交通阻塞、生态失衡、环境恶化等一系列问题给城市居民的生活、居住条件带来诸多不便,而且这些问题制约城市经济和社会的进一步发展,成为现代城市可持续发展的瓶颈。为了解决发展中所遇到的“城市综合症”,发达国家各大城市普遍采取了开发利用地下空间,以地铁车站为枢纽,通过地下步行街将它们串联起来,在各种功能相互兼容的情况下组成居住、办公、商业、娱乐与文化的综合体。因而城市形态呈地面、地上和地下立体协调发展的综合空间,从根本上改变了城市空间结构,并取得了一定成效。
参考文献
[1]王忠诚.新奥法施工在大峪隧道中的应用[J].工业技术经济,2010,2.
[2]张福增,张月光,孙东乐.沉井的设计与施工[J].黑龙江水专学报,2009,3.
[3]王梦恕.我国地下铁道施工方法综述与展望[J].地下空间,2009,2.