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地下工程施工特點范文1
關鍵詞 地下工程施工技術教學改革
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A
0引言
地下工程,顧名思義,即建筑在地面以下的工程。隨著我國大規模城市建設的展開,地上空間日益緊張,地下空間必將成為開發的重點。作為土木工程專業地下方向的核心課程,地下工程施工技術具有很強的綜合性和實踐性,知識更新很快,且與學生就業密切相關。因此如何搞好這門課程的教學,讓學生學有所得、學以致用,是任課教師面臨和必須解決的問題。本文從該課程的特點入手,分析了課程教學存在的問題,提出了相應的改革措施,期待為課程教學提供新的思路與方法。
1課程的特點
地下工程施工技術是土木工程專業地下方向的一門專業必修課程,主要介紹礦山、道路、水利水電、城市地下空間等領域地下工程施工的主要工藝、技術、設備等,內容包括平洞施工、立井施工、斜井施工、掘進機施工、盾構施工、頂管法施工、沉管法施工、凍結法和注漿法等。通過該課程的學習,使學生掌握地下工程施工挖掘和支護的相關術與工藝,培養學生的工程意識和實踐能力,為后續課程學習和崗位任職奠定基礎。從主要內容來看,課程主要特點如下。
1.1學科綜合性強
地下工程施工技術課程的主要特點是涉及課程多,綜合性強。該課程不僅涉及到巖石力學、工程地質、工程測量、土力學、地下結構設計等專業課程,還與爆破、通風、給排水等學科密切相關,因此課程內容龐雜,各章節跨度大。
1.2課程實踐性強
與數學、英語等課程不同,地下工程施工技術課程絕不僅是理論知識的學習,更重要的是關注平洞、斜井、立井等工程的施工工藝、施工方法、施工機械設備的性能和操作。這些知識的講授,單純依靠課堂“板書+PPT”的解說難以讓學生完全掌握。
1.3知識點更新快
隨著我國地下空間的大規模開發利用,涉及地下工程的施工技g與工藝日新月異,而這些新技術、新工藝在本科生所用教材中往往難以體現??紤]到地下工程埋藏越來越深、規模越來越大、結構越來越復雜的實際情況,恰恰是這些新工藝,在以后的建設中必然得到廣泛應用,教材內容的相對滯后亟待解決。
2課程教學存在的問題
2.1教材內容
從現有關于地下工程施工技術教材來看,各高校采用的本科生教材行業特征顯著,針對性較強,側重點也不盡相同,不符合當前教育行業“大土木”的精神,更與我國工程教育加入《華盛頓協議》的背景不協調。因此,針對各高校教師和學生水平、研究側重點,選取符合自身特色和層次的教材是目前地下工程施工技術課程授課的重要問題。
2.2教學方法
目前,國內各高校針對該課程的教學方式仍以“板書+PPT”為主,輔以少量的動畫、視頻等多媒體手段。這種方式雖然較傳統的“灌輸式”教學方式有所改進,但仍不能滿足大土木行業對于學生素質的要求,也不利于培養學生的學習興趣和好奇心。
2.3實踐教學
作為一門實踐性很強的專業課,地下工程施工技術對實踐環節要求較高。目前采用的實踐教學環節主要是現場觀摩實習。考慮到安全管理、經濟效益等因素,施工企業一般不同意學生到現場學習和實踐,即便接受,觀摩學習也僅有數天時間,很難看到整個施工過程,不利于學生充分理解完整的施工工藝流程。
3教學改革措施
3.1教學內容改革
在教學內容中應當補充地下工程新的施工工藝,廣開思路,提高學生學習積極性。以工程案例、專題講座的形式,介紹工程建設中自主創新的施工技術,如港珠澳大橋拱北隧道施工過程中采用的“管幕+凍結預支護、礦山法暗挖”的施工方法、蒙華鐵路白城隧道采用的馬蹄形盾構設備等。
3.2教學方法改革
以關鍵施工技術、方法為核心,減少教師理論講述時間,增加學生自學環節。圍繞特定主題或典型工程案例,充分利用網絡資源,搜集資料,鼓勵學生發言討論,再由教師進行評論,合理的實現教學相長。例如,目前盾構施工中廣泛采用的矩形盾構、馬蹄形盾構等異形盾構的特殊工法。
3.3實踐環節改革
任課教師應充分搜集資料,了解實際工程案例,合理利用網絡資源,自制能夠反映主要施工方法全部過程的動畫或視頻,使學生對施工的全過程有一個直觀感性的認識,加深學生的印象。如盾構機的入井、掘進、支護、出井等過程。
結合我國主要城市大規模修建地鐵、綜合管廊等地下工程的情況,組織學生到采用不同施工方案、處于不同施工階段的施工現場,如明挖車站、暗挖車站、盾構施工區間等進行現場觀摩和學習,使學生能夠了解和初步掌握課堂上無法或難以講授的內容。
4結語
本論文系河南工業大學高等教育教學改革研究項目(2016GJYJTJ01)資助成果,本文對地下工程施工技術課程的特點、教學現狀進行了分析,并提出了對應的改革措施,部分措施已經付諸實踐,取得了良好的效果。但是,課程的改革與建設是長期的動態過程,教學效果的提升需要在實踐中檢驗和完善,也需要院校、教師和學生的共同努力。
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地下工程施工特點范文2
關鍵詞:地下建筑施工技術 教學方法 工作過程
隨著國家經濟建設的發展,地下建筑施工技術應用領域越來越廣,施工過程中遇到的復雜地質條件和環境,進一步促進的本課程的創新和發展,結合學院實際,在教學思路、模式等方面進行了探討。
一、課程特點
1.課程性質
《地下建筑施工技術》是專業工作過程化課程體系中的核心課程,專業必修課,其前導課程主要是“職業情境認知”、《地下建筑結構設計》、“工種實訓”(如測量工、砌筑工、鋼筋工、抹灰工等)等課程。學習該門課程掌握了地下工程施工知識和技能后,與后繼課程《隧道施工技術》,構成了完整的地下工程與隧道工程施工體系,是該專業學生施工技術不可或缺的重要組成,該課程對地下工程與隧道工程技術專業學生職業能力的培養和職業素養的養成起主要的支撐作用。
2.課程的培養目標
本課程主要為培養施工員、質量員、安全員、資料員、監理員等職業崗位服務,通過本課程的學習,知識目標:掌握地下工程施工及相關知識;能力目標:具有識讀地下工程施工圖紙和會審的能力;具有對建筑物(構筑物)定位、放線、地下工程施工測量和竣工測量的能力;具有識讀工程地質勘察報告的能力;具有編制基坑(槽)施工技術、蓋挖法施工技術、沉管法施工技術、地下工程降水排水技術和編制相應管理資料的能力。素質目標:培養學生自覺遵守職業道德和行業規范;培養學生具有嚴謹的工作作風、愛崗敬業的工作態度、自覺學習的良好習慣;培養學生團隊意識等。
3.課程的教學思路
學院堅持“軍地聯合、校企合作、特色辦學、質量建?!钡霓k學理念,強化“學歷教育+職業技能”的培養模式,注重學生職業技能和職業素養的培養。
以學院的辦學理論為指導,我課程組將地下工程與隧道工程技術專業培養理念具體化課程組通過教學研討,結合高職教育特點,根據市場需求,本著“夠用為度”,“突出能力”的原則,以工作過程為導向,對地下建筑施工技術教學內容進行優化,注重工學結合,保證學生的職業能力培養。
二、課程教學改革探討及措施
1.課程教學理念
重構基于工作過程的專業課程體系。課程和課程內容序化以職業崗位能力培養為導向,以個人職業成長和個人在實際工作崗位中的成長規律作為參照。采用行動導向的課程教學設計方法,其核心是根據工作過程確定學習單元及其對應的工作任務。從地下工程施工全過程分析出發確定典型工作任務,通過對典型工作任務的教學改造,理論實踐一體化設計必須的知識和技能。模擬企業的實際工作情景和組織結構(環境和角色),使學生在掌握專業技能的同時,培養其溝通、協作、組織和管理能力。校企共建實訓基地,共同實施課程教學。以職業能力為核心,融入職業資格標準和施工驗收規范,構建評價主體多元化,評價方式多樣化的課程考核評價體系。
2.教學內容的組織與安排
在教學內容的組織和安排上,以工作過程為主線,課程由五個模塊(基坑(槽)施工技術;蓋挖法施工技術;沉管法施工技術;地下工程降水排水技術;地下工程施工組織設計)12個任務組成,每項任務均按照咨詢策劃決策實施驗評評價“六部教學法”組織教學,學生完成每一項任務,即經歷了一次相應的工作過程。在統籌考慮和選取教學內容時,以真實工作任務為依據,按照職業崗位任職所需要的知識、能力和素質要求整合序化教學內容,根據職業能力形成要求。
3.教學模式的設計
課程按理論與實踐有機融合,整個課程以完成地下工程施工項目為載體,有針對性地采用了“工學交替”、“任務驅動”等“行動導向”的教學模式及多種教學模式并用。
工學交替教學模式程采取校外施工現場參觀和頂崗實習與校內學習訓練交替進行的工學結合方式教學。課程開始第一周,由教師帶領學生到建筑工地,參觀各種地下工程施工現場,了解其施工工藝、施工機械和機具的應用、企業項目部的崗位編制、工作環境等,建立地下工程施工的感性認知?;氐綄W校后,按照地下工程施工方法及工序進行理論與實踐一體化的教學;任務驅動教學模式是對主要工序實行,如建筑物定位放線,以真實的大型基坑施工圖為載體,要求學生在規定的時間內完成建筑物的定位放線任務,學生分班組,靈活應用所學知識,自主進行訓練,教師跟蹤指導,按施工驗收規范進行驗收,以學生完成任務的成果和提交的實訓報告進行考核。
多種教學模式并用,即采用案例教學、討論教學及現場教學。案例教學可以充分發揮教師的主導作用和學生參與的主動性,為學生提供了一種模仿、借鑒和引申的范例;討論教學以學生為主體,組成多個學習小組,對教師下達的任務或學生自己提出的問題進行討論分析,教師的作用是組織引導,實現教學互動,達到解決問題和形成成果的目的;現場教學是指在施工現場完成,比如地下連續墻施工、基坑降水施工等,采取到校外建筑施工工地完成,由企業技術人員和雙師型教師進行現場教學,達到較好的教學目的。
三、結束語
通過課題組的不斷探索,及課程教學改革的實踐,達到了一些初步效果,下一步繼續對地下工程與隧道工程技術專業相應核心課程進行教學創新,同時為社會輸入更多具備地下工程與隧道工程的施工、測量、實驗檢測、監理等方面的基本技能,能勝任一線工作的高端技能型人才。
參考文獻:
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地下工程施工特點范文3
摘要:
針對應用型高等院校辦學定位特點,依據實際教學情況,闡明了地下工程專業方向人才培養特色與思路,論述了開展以提高工程能力為導向的專業人才培養模式的基本思想及可行性,提出了構建統一關聯的實踐教學培養體系及有效實施工程實踐教育的諸多舉措,并分析了今后面臨的問題與對策。實踐證明,緊密圍繞工程實際,著力強化實踐能力培養,是實現素質教育的有效途徑之一。
關鍵詞:地下工程;工程能力;實踐教學;校企合作;應用型人才
中圖分類號:TU9;C961 文獻標志碼:A 文章編號:
1005-2909(2012)01-0028-05
隨著國民經濟的高速發展,中國城市化水平快速提高,現代化城市建設的發展迫切需要充分開發利用地下空間這一重要的天然資源,其中,城市軌道交通建設成為當前中國地下工程領域的熱點與亮點。截止2011年8月,全國已有33個城市正在規劃建設或新建地鐵。按照國家發改委已經批準的規劃,到2020年中國地鐵總里程將達6 100公里。前所未有的地下工程建設規模為新形勢下高等學校人才培養提出了新的課題,即如何針對自身辦學定位和專業特點,在教學體系、教學內容、教學手段和教學方法等人才培養模式上更好地適應行業需求。
作為一所以培養應用型人才為教育目標的教學型工科院校,北京建筑工程學院長期以來堅持“以提高課堂教學和實踐教學質量為核心,積極推進素質教育,全面提高人才培養質量”的教學指導思想[1]。其中,具有悠久辦學歷史和良好教學傳統的土木工程專業在人才培養方面成績斐然,其多年來培養的畢業生在首都建設行業中已占據“半壁江山”。近年來,首都城市軌道交通建設蓬勃發展,為滿足行業對專業人才日益旺盛的需求,更好地服務于首都城市建設,土木工程專業于2006年正式設置了地下工程方向,在土木工程學科地下工程專業建設人才培養方面開創了嶄新的局面。
一、地下工程專業方向人才培養特色與思路
鑒于學校土木工程專業長期以來形成的鮮明辦學特色,其地下工程專業方向培養的畢業生絕大部分將服務于北京城市地鐵建設與地下空間開發等領域,尤其以一線施工企業居多,加之地下工程學科本身具有極強的實踐性和應用性,因此,在地下工程專業人才培養計劃中既要重視對學生吃苦耐勞和勤奮務實精神的培養,也要在知識結構上適當予以調整,包括增加工程一線所需的專業知識
教學,加強現場實際操作和施工技術與組織類課程的設置,強化實踐教學環節訓練等,力圖使培養的畢業生知識面寬、實踐能力強、綜合素質高,在工程建設第一線實際工作中“用得上、留得住、干得好”。
盡管學校土木工程專業傳統的房屋建筑、道路橋梁等專業方向多年來形成了良好的實踐教學管理體制,積累了眾多有益的經驗,但亦存在實踐教學環節(專業認識實習、課程設計、生產實習、畢業實習等)之間彼此分散、缺乏關聯、相互脫節等問題,未能有效形成一脈相承的、統一的實踐教學體系。此外,實踐環節學時偏少,這些問題均在一定程度上對人才綜合素質的深入培育造成了不利影響。正如文獻2中指出:“對學生來講,培養目標所要求的各種能力不是孤立存在的,而是有機結合的。培養的途徑也絕不是某一個教學過程所能夠解決的,而是一個綜合的,復雜的系統工程?!豹?/p>
為強化應用型人才培養特色,加強學生實踐技能訓練,在認真總結既有專業方向實踐教學環節的經驗與不足的基礎上,對地下工程專業方向課程作了調整,將地下工程施工(32學時)與地下建筑結構(32學時)兩門主干專業課程獨立單列(多數高校將地下結構設計與施工合并為一門課程—地下工程),突出施工課程理論教學的重要地位。著重對該專業方向大學4年期間的所有實習、科技活動周、課程設計和畢業設計等各主要實踐教學環節的統籌考慮,力圖形成一個科學的、系統的、密切銜接的實踐教學培養體系,以有效提高實踐教學質量,實現人才培養目標。
二、以提高工程能力為導向的地下工程專業方向人才培養途徑
(一)基本思想
眾所周知,與一般房屋建筑工程不同,城市地下工程建設項目大多具有建設周期漫長、線路標段分散、施工工法眾多、受復雜地質條件影響大等特點,依照常規的實踐教學安排,在某一個工地進行短期實習,難以實現深刻理解教學內容,取到好的實習效果。但相對于道路橋梁工程而言,地鐵建設項目地點卻主要集中在城市人口較密集區域,交通相對便利,非常有利于根據實際工程進展選擇時機多次組織參觀與實習。根據上述城市地下工程建設項目特點分析,借鑒不同高校在土木工程專業實踐教學改革方面的有益做法[3-8],遵循自身培養計劃對地下工程專業方向實踐教學環節統籌考慮、系統訓練的指導思想,明確提出了以“貫穿式工程實踐教育”為主線的培養思路。所謂“貫穿式工程實踐教育”,即遵循教育教學基本規律,緊密圍繞實際工程,將大學一年級末開始的專業認識實習、科技活動周,大學二、三年級相關課程設計,直至大四上學期的生產實習,以及下學期的畢業實習、畢業設計有機銜接,構建前后呼應、由淺入深的實踐教學體系。此外,為加強工程實踐內容的連貫性,在地下建筑結構及地下工程施工等主干專業課程教學過程以及學生假期社會實踐中,均明確要求安排一定數量工程實踐的內容,這也在一定程度上解決了實踐教學環節學時相對不足的問題。
(二)可行性分析
近年北京市軌道交通6號線、7號線、8號線二期、9號線、10號線二期、14號線、15號線等多條線路已相繼展開,目前在施線路數量達13條。預計到2015年,13條新線陸續建成,北京軌道交通運營總里程將猛增至561公里。包括國內其他眾多城市在內,前所未有的軌道交通建設在強力拉動內需的同時,也造就了星羅棋布的地鐵工地,這為貫穿式工程實踐教育的順利實施奠定了堅實的基礎條件。
地鐵建設迅猛發展對人才培養的良好契機尚需要通過深化校企合作予以實現。這些得益于多年來對首都建設行業人才培養的卓越貢獻,得益于業內深厚廣泛的校友資源。學校一貫重視校外實習(實訓)基地建設,已與北京城建集團、北京建工集團、北京市政集團、北京市政研究院、榆樹莊構件廠等眾多承擔首都城市軌道交通建設的主力軍建立了產學研合作關系,并簽訂了實習基地協議。這些均為學校地下工程方向人才培養構筑了寬廣而堅實的平臺。
(三)主要舉措
1.科技活動周銜接認識實習,明確專業方向,激發學習興趣
自土木工程專業2006級地下工程專業方向專業認識實習起,學校年年組織學生參觀北京市豐臺區榆樹莊構件廠,重點針對廠內地鐵盾構隧道預制管片生產制作過程進行觀摩教學,以此作為工程實踐教育的第一站。通過實習,學生不僅熟悉了管片鋼筋綁扎、模板架設、混凝土澆注、養護脫模等主要工藝流程,而且通過觀摩細部防水構造,以及組裝好的豎向盾構隧道管片等實物展示,初步對盾構隧道的襯砌構造與作用有了理解。安排學生參觀不同類型的在建地鐵工程項目,在幾屆認識實習活動中,先后組織參觀了北京市政集團承建的地鐵4號線國家圖書館站、動物園站,北京城建集團承建的9號線東釣魚臺站、白石橋南站等工程,使學生對地下工程明挖法、暗挖法、蓋挖法等主要施工工法現場概況積累感性認識。例如,在白石橋南站明挖基坑開挖現場,學生不僅觀摩挖掘機開挖過程,在一定程度熟悉了鋼支撐的構造及作用,初步了解了明挖法基坑施工工藝順序,這些均為以后土力學、地下建筑結構及地下工程施工等相關專業課程的學習奠定了有益的基礎。此外,土木與交通工程學院還積極推進地下工程施工學科及教學配套設施建設。2006年建立了施工技術仿真實驗室,其中電動仿真盾構機模型及模擬盾構隧道施工的三維動畫虛擬現實技術,為學生體驗并掌握典型施工方法與主要操作技能提供了鮮活生動的素材。 認識實習周結束后,隨即布置科技活動周的訓練任務,即根據地下工程認識實習接觸的主要內容,積極開展相關結構模型制作活動。學生自選題目,興趣盎然地制作各種車站結構模型。這種活動不僅及時鞏固了認識實習成果,切實鍛煉了學生動手能力,也為培養學生結構構造與力學概念,拓展思維空間,發揮個人想象力和創造力提供了廣闊的舞臺。
2.確立定期回訪工地機制,前后銜接主要實習環節
專業認識實習、生產實習和畢業實習宜構成土木工程各專業方向三個相互銜接且逐步擴展深入的實踐教學體系。在地下工程方向貫穿式工程實踐教育思想指引下,通過確立工地定期回訪機制的做法能夠實現三種實習環節的前后銜接與遞進接力。經過認識實習周和科技活動周的初步實訓,已經調動起學生專業學習的積極性和興趣,在隨后的二、三年級相關課程學習中,學生有必要定期回訪、調研當初認識實習工地,針對該工程后續建設情況進一步積累工程實踐經驗。一般規模的地鐵車站建設周期至少需要1~2年,而包括區間隧道在內的整個合同段項目建設則需要更長的時間,基本能夠滿足大學期間實習參觀的要求。自2010年起,針對2007級地下工程專業方向大三學生暑假社會實踐環節,開創性地提出強化假期工程實踐的口號,以實現暑期社會實踐與下學期生產實習相結合的目標,即根據各自以往跟蹤回訪地鐵工地的情況,自主聯系實習工地,并在現場工程技術人員指導下深入施工一線開展一定時間的暑期工程實踐,為大四上學期即將進行的四周生產實習預熱。當四周生產實習結束后,繼續保持定期回訪機制,直至最后一個學期畢業實習乃至畢業設計環節結束。這樣從根本上實現工程建設與人才培養的全周期貫穿式吻合。例如:2006年、2007級相當一部分學生堅持3年間對地鐵4號線動物園站及9號線白石橋南站等工地的定期回訪,為后續專業課程學習,牢固掌握地鐵車站結構設計原理及各種施工工法,出色地完成了畢業設計任務。
3.理論教學注重實踐環節,課程設計、畢業設計立足解決工程實際問題
眾所周知,課堂理論教學是人才培養的基礎環節,應用型本科教育側重于應用,在地下建筑結構、地下工程施工等主干課程教學中宜注重實踐教學環節的改革與創新。例如:地下建筑結構課程教學中結合相關教學內容,安排課時上機操作理正、PKPM等深基坑支護結構設計軟件,在鞏固基本設計理論知識的同時,為下一步的課程設計及相關畢業設計提供實用技能訓練的機會。在地下工程施工課程教學中主動聯系參觀地鐵9號線玉淵潭豎井內安裝的LOVAT盾構機及后來的掘進過程,以加強學生對盾構機構造、性能及工作原理的理解與掌握。此外,根據辦學定位目標和人才培養特色,在課程教學內容選擇上突出實用性,即立足于城市地下工程規劃、設計、施工等方向,以工程案例為主線,將主要章節知識貫穿銜接,展示工程實例照片,播放典型施工工藝視頻,
最大程度地實現學以致用、學有所用。
為檢驗專業實習及理論課程學習效果,進一步提高學生綜合素質與專業技能,培養適應首都地鐵建設行業需求的專業人才,在課程設計和畢業設計環節明確圍繞地鐵車站設計與施工領域進行由淺入深、循序漸進地訓練。所編寫的設計任務書和指導書力求通過學生在專業實習及理論課程教學中接觸過的工程實例來反映現行規范的具體應用、最新科研成果及工程實踐經驗,使其領悟到如何將書本知識運用于工程實踐,再從實踐步步升華至理論的過程。例如:地下建筑結構課程設計主要針對地鐵車站現澆鋼筋混凝土樓蓋體系進行結構設計,而畢業設計階段選擇地下結構設計課題組的學生則需要完成包括支護結構設計、車站主體結構主要構件結構設計在內的大量設計任務。地下工程施工組織課程設計要求針對明挖法施工的普通地鐵車站所涉及的灌注樁及冠梁施工、基坑開挖、鋼支撐架設與拆除、主體結構施工、地下工程防水施工及基坑回填等工種工程,確定施工展開程序及分項工程施工順序,劃分流水段,選擇施工工藝與方法,編制施工進度計劃表,繪制施工現場平面布置圖,制定技術組織措施,而畢業設計階段選擇地下工程施工課題組的學生除要完成包括明挖法、蓋挖法、暗挖法等多種工法在內的復雜地鐵車站的施工組織設計,尤其要求根據具體工程特點,利用已有知識對關鍵技術問題進行針對性的分析探討。所有的設計題目均緊密圍繞實際在建工程,某些甚至就來源于學生們曾經實習過的工程。每位學生的工程背景不同,技術難點亦不同,可實現學生人手一題,有效防止成果雷同。這樣通過對實踐教學內容的精選配置,實踐教學內容體系自身內部實現了良好的統一、協調,加之畢業設計期間形成的定期回訪工地機制,進一步培養了學生的綜合能力、創新能力、工程實踐能力、分析問題及解決問題的能力,為其在畢業前獲得合格工程師專業素質訓練并取得相應成果創造了更好的條件。
4.實施的效果
地下工程專業方向自2006級實施“貫穿式工程實踐教育”模式以來,在北京城建集團、北京市政集團、北京路橋集團等多家單位的大力支持下,依托在建的地鐵工程深入展開了專業人才培養工作。在最近兩年畢業設計期間,2006級學生康惟依托在建的地鐵10號線成壽寺站—宋家莊站區間隧道,編制了現場施工進度計劃網絡圖并進行優化分析,為科學安排施工工序,縮短工期發揮了積極作用。學生黃俊杰協助現場項目部編寫了9號線白石橋南站監控量測施工專項方案,并繪制了全部測點布置圖,使之進一步充實和完善。2007級學生蔡志勇依托在建的地鐵14號線東風北橋車站,通過有限元計算和現場實際情況,重點分析了深基坑倒撐設計與施工的優化方案,為節約成本、簡化工序提供了可靠的理論依據,此外還負責編寫了盾構穿越五環、盾構聯絡通道等多項施工方案,憑借豐碩的實踐成果,其畢業設計最終獲得2011年北京建筑工程學院校級優秀畢業設計。2011年7月19日 ,《科技日報》“教育觀察”版 “本期關注”欄目報道了蔡志勇等同學的事跡,特別強調了他們在暑期社會實踐中就提前進入工程現場作為施工員實習對今后成才具有的重要意義。
在已畢業的2006、2007級地下工程專業方向畢業生中,大多數學生憑借過硬的工程實踐能力在激烈的就業競爭中脫穎而出,紛紛簽約大型施工企業。其他一些考取研究生的學生亦紛紛表示大學階段工程實踐的強化訓練令自己“受益匪淺”,為繼續深造打下良好的基礎。
5.問題與對策
以提高工程能力為導向的教育模式實施的關鍵,在于要保證具備與各實踐教學環節相對應的實際在建工程項目。盡管實踐教學環節安排有固定的認識實習、生產實習、畢業實習,且建立了定期回訪工地機制,但畢竟每次接觸工程實踐的時間相對較短,往往只能看到工程施工的某些局部工藝或某種工法,很難認識地下工程施工全部細節過程。此外,因為時間和經費的限制,也難以保證每位學生都能在大學期間全面接觸多個不同工程施工內容。隨著城市軌道交通建設的回落,地鐵建設工地數量規模的萎縮等問題都成為地下工程專業方向實踐教學需要面對的難題。
為此,宜充分利用現代化攝影、攝像技術手段將各種可能接觸到的施工工法的各個施工環節記錄下來,然后運用多媒體技術將各種影音資料加工制作成信息量大、內容豐富、形式多樣的信息化實踐教學課件,以展現工程全貌和施工全過程,從而把施工現場搬進課堂,或者通過網絡在線學習,讓學生足不出戶便可全面深入地認知施工過程和關鍵工序,以增長見識、獲取經驗。將以多媒體技術和網絡技術為核心的信息技術引入土木工程實踐教學環節的做法已有先例[9],且特意指出,如有可能,最后再選擇適當的工地進行現場體驗工程活動,對于那些現場看不到的前后工序可以反復觀看教學課件,確保各實踐環節的教學效果和質量。
三、結語
大規模的城市地下工程建設召喚大批合格的工程技術和管理人員,以培養應用型人才為辦學定位目標的高等學校應審時度勢,因地制宜,以加強學生工程素質與實踐能力的培養為核心,不斷探索研究教育教學規律,構建具有自身特色的應用型人才培養模式。實踐證明,以提高工程實踐能力為導向,開展貫穿式強化教育鍛煉,使學生對專業知識體系有較為深刻的理解,并實現有效的融會貫通,有利于增強個人綜合業務素質。
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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:
地下工程施工特點范文4
關鍵詞:地下工程 施工方法 開挖措施我國近年來的地下工程發展尤為迅速,是世界上隧道和地下工程最多、最復雜乃至發展最快的國家之一。截至目前的工程項目中,基礎設施建設中較多的都是在地下進行施工建設的,而且在現代化城市建設中將會有越來越多的地鐵、市政工程涌現,一方面為國民經濟發展帶來了扎實的基礎,也為社會發展提供了有效的基礎前提;同時也造成了市政工程施工技術的復雜。介質目前,在地下工程施工中常見的開挖方法很多,具體地下工程建設項目中需要選擇適合實際工作的開挖措施和方法。
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開發和利用空間資源的工程模式,也是工程建設中最為常見的土木工程一種。在施工的過程中其中包含了地下房屋、地下構筑物等建筑結構。目前我們最為常見的地下工程主要有公路隧道工程、地鐵工程、地下商場、地下車庫等。這些工程在目前的施工中是一項效益最好、工作作用最佳的一種。在目前的工程項目中,為了有效的保護地面上的生態環境,開發利用地下空間資源而營造新世紀的地下空間資源,在新的世紀,也就是二十一世紀建造更多的地下工程將會以滿足人們生產生活需求為基礎,也是以基礎工程體系措施為綜合要求的工作模式。
1、地下建筑
顧名思義,地下建筑也就是在地面以下的建筑結構和建筑物,如地下隧道、人防工程、油庫等等。地下建筑在施工的過程中顯著的區別于地下建筑特征,是一種顯著不同體系的地下建筑特征。地下建筑是具備著良好的熱穩定性、密封性的工作體系,也是以良好的抗災和保護性能為基礎環節的綜合性建筑結構,在施工的時候具有著很好的社會效益和環境效益。但是在施工的時候也存在著種種問題和缺陷,地下工程在施工中施工較為困難、工期較長且投資較高,使用的時候必須要充分的考慮到用戶心理需求,進而充分的發揮出應有功能和效益[1]。
2、施工特點
我國城市化建設進程的不斷加快、進步以及人民物質生活水平的提高,各大城市發展中逐步出現了用房擁擠的情況,其地下工程來發趨勢必然得到進一步加強和優化,成為城市發展的一個新亮點。自上個實際九十年代起,我國地下工程施工規模不斷擴大、深入日益加深和建筑物等有設施距離的逐步推進,推動了深基坑工程的設計想更高水平,并達到國際領先水平。
二、地下工程特殊開挖方法
在目前的地下工程施工中,常見的特殊施工方法主要有凍結法、氣壓法等。
1、凍結法
凍結法是利用人工制冷技術,將待施工的地下工程周圍一定范圍內的含稅不穩定的巖層進行凍結,使之姓曾封閉的凍結壁,隔絕地下水聯系,改變巖土的性質,增加其強度和穩定性,保證地下工程施工安全的一項特殊的施工方法。隨著當前社會發展過程中,凍結法被廣泛的應用在當前特殊底層的鑿井,基坑合格擋土墻的加固技術,盾構隧道盾進出洞周圍的土地加固,地鐵。公路隧道聯絡通道及其泵站施工、兩端隧道地下對接是土體加固和特殊段工程事故的處理或者請修復等方面[2]。
1.1 凍結法原理
凍結法是利用傳統的氨壓縮循環制冷技術來完成的,是為了形成凍結壁,首先在精通周圍由地面向地層鉆進一圈凍結孔,孔內安裝凍結器。凍結站制出的低溫鹽水在凍結期內循環流動,吸收周圍地層的熱量,形成凍土圓柱。凍土圓柱隨著時間的推移不斷的擴大,形成了封閉的凍結壁,直至達到蛇酒的厚度和強度為止。通常把這個期間稱之為積極凍結期,而將掘進是維護凍結壁厚度期間稱之為消極凍結期,吸收了底層熱量的鹽水,在鹽水箱內將熱量傳遞給蒸發器中的液氨。是液氨變為飽和的蒸汽,再被研所急研所成水,傳遞給冷凝器冷卻。降低熱和壓縮機做工產生的熱量傳遞給冷卻水,最后這些熱量傳遞給大氣。
1.2 凍結法特點
作為開挖地下工程的臨時支護方法,凍結法施工具體有以下優點:
1)凍結法施工的使用范圍很廣泛,人工凍結法可凍結含水量大于10%的任何不穩定土層和含水巖層。凍結壁可進入基巖不滲透水層,凍結法適用于復雜的地形條件,幾乎不受地基土的地質條件限制。可以在施工的過程中形成任意深度,任意形狀的凍土比,可以成為某些工程中的唯一可用的輔助方法。
2)凍結法施工的隔水性能好,凍土比本身就是地下水控制系統,交圈以后凍結壁連續性好,強度高,因而隔水性能非常好。
1.3 凍結法施工
凍結法施工方案選擇應該結合當前實際情況進行分析,隧道在所穿過的巖層和土層的工程地質與水文特點進行分析,依據凍結的深度和冷凍設備的分析和控制手段進行綜合的考慮,確定其在施工過程中的最佳技術經濟效果為出發點,選擇技術先進,經濟合理的凍結方案。凍結站的主要設備有氨壓縮機,冷凝器、蒸發器。輔助設備有氨油分離器、儲氨器、集油器、調節閥、液氨分離器和除塵器。
2、氣壓室法
氣壓室法是將整個開挖洞段密封起來,在進出口段布置氣密式,由洞外進入氣密式在進入洞內,序進過兩層密封門,洞內氣壓大于外壓或者大氣壓。用超壓來減少深入洞內的誰,也用此壓力來干燒圍巖自穩的情況。,當然,氣壓迷失發需要額外的設備投資,而且施工的速度將降低,一般只是在不得已時采用。
3、分布開挖、分布支護法
在軟弱地層中開挖較大的洞室,目前常用的方法是先開挖一小部分,然后用噴錨支護做全斷面保護,在逐步的擴挖,逐步支護。最常用的是雙側導坑法,即是挖好一個側導坑,支護好,再挖另外一個測到坑,也支護好,最后再挖掉中間遺留下來的土柱,并支護形成密封比結構,開挖后再由在其中做鋼筋混凝土二次襯砌。
三、結束語
近年來,隨著地下空間應用的不斷增加和應用措施的不斷提高,在其應用和發展的過程中施工手段和施工方式也在日益的提高和變化。隨著地下空間發展中,地下建筑的質量要求和施工措施的不斷完善,對地下建筑施工的方法也在日益提高。使得對工程特殊開挖法的方法進行探討成為當前社會發展的重點。
參考文獻
地下工程施工特點范文5
陳宇宏
西南交大峨眉校區 四川 樂山 614202
摘要:盾構法施工作為最近興起的地鐵施工方法,極大地加快了地鐵施工進度、增強了復雜地質下施工安全系數。本文簡單介紹了盾構法施工的原理和優缺點,
對其未來發展做出展望。
關鍵詞:盾構法 施工 優缺點
盾構法是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法。它是將盾構機械在
地中推進,通過盾構外殼和管片支承四周圍巖防止發生往隧道內的坍塌。
同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖,通過出土機械運出洞外,靠
千斤頂在后部加壓頂進,并拼裝預制混凝土管片,形成隧道結構的一種機
械化施工方法。隨著我國城市化進程的加速發展,地下建筑和地下交通設
施的建設日益增加,盾構法施工也逐漸普及。
盾構機于1847 年發明,它是一種帶有護罩的專用設備。利用尾部已裝
好的襯砌塊作為支點向前推進,用刀盤切割土體,同時排土和拼裝后面的
預制混凝土襯砌塊。盾構機掘進的出碴方式有機械式和水力式,以水力式
居多。水力盾構在工作面處有一個注滿膨潤土液的密封室。澎潤土液既用
于平衡土壓力和地下水壓力,又用作輸送排出土體的介質。
盾構法特點
盾構法施工得到廣泛使用,因其具有明顯的優越性:①在盾構的掩護
下進行開挖和襯砌作業,有足夠的施工安全性;②地下施工不影響地面交
通,在河底下施工不影響河道通航;③施工操作不受氣候條件的影響;④產生
的振動、噪聲等環境危害較小;⑤對地面建筑物及地下管線的影響較小。
適用條件:在松軟含水地層,或地下線路等設施埋深達到10m 或更深
時,可以采用盾構法。
1、線位上允許建造用于盾構進出洞和出碴進料的工作井 ;
2、隧道要有足夠的埋深,覆土深度宜不小于6m 且不小于盾構直徑;
3、相對均質的地質條件;
4、如果是單洞則要有足夠的線間距,洞與洞及洞與其它建(構)筑物
之間所夾土( 巖)體加固處理的最小厚度為水平方向1.0m,豎直方向
1.5m[2] ;
5、從經濟角度講,連續的施工長度不小于300m。
優點:
1、安全開挖和襯砌,掘進速度快;
2、盾構的推進、出土、拼裝襯砌等全過程可實現自動化作業,施工勞
動強度低[2] 。
3、不影響地面交通與設施,同時不影響地下管線等設施[1] ;
4、穿越河道時不影響航運,施工中不受季節、風雨等氣候條件影響,
施工中沒有噪音和擾動 ;
5、在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術和經濟方面
的優越性;
缺點
1、斷面尺寸多變的區段適應能力差;
2、新型盾構購置費昂貴,對施工區段短的工程不太經濟;
3、工人的工作環境較差
施工步驟盾構
施工方法由以下幾個步驟組成
第一,在置放盾構機的地方打一個垂直井,再用混泥土墻進行加固;
第二,將盾構機安裝到井底,并裝配相應的千斤頂;
第三,用千斤頂之力驅動井底部的盾構機往水平方向前進,形成隧道;
第四,將開挖好的隧道邊墻用事先制作好的混泥土襯砌加固,地壓較
高時可以采用澆鑄的鋼制襯砌加固來代替混泥土襯砌。
盾構法施工中,其隧道一般采用以預制管片拼裝的圓形襯砌,也可采
用擠壓混凝土圓形襯砌,必要時可再澆筑一層內襯砌,形成防水功能好的
圓形雙層襯砌。
發展趨勢展望
1、信息化方向
信息化是當今社會發展趨勢,地下工程施工也不例外,地下施工技術
與原有的計算模型、計算方法相結合,充分發揮各自的長處,構成以施工
監測和信息為顯著特征的地下工程信息化施工,是地下工程施工的發展趨
勢之一,相信在以后的地下基礎施工中會擔當大任。
2、加強勘探工作
勘探工作是地下工程施工的必備環節,尤其是地下隧道的設計和施工,
地質勘察工作對制定方案尤為重要,目前,大多施工單位只是對隧址地質
情況概括性的描述,還不能形成有效的指導價值,就要求我們在以后的施
工中,必務打開地層后進一步對地質進行勘探。為此,加強施工中的地質
超前預報技術的開發、研究,發展和利用多種勘探手段,準確而及時獲得
大量多而有用的地質信息資料,對地下基礎施工非常重要。
3、加強應用施工新技術的開發研究
加強新技術的開發研究,是我們推進地下工程高效施工的長效辦法和
措施,主要需要做好幾個方面的工作: 一是研究優化爆破設計,經編程后
由計算機控制鉆孔,提高爆破能力。二是加強對濕噴混凝土及噴射鋼纖維
混凝土的應用研究,完善施工工藝。三是加強對預制拼裝式襯砌的研究應
用,使預制混凝土向尺寸誤差小、拼裝密封條件好的方向發展。綜上所述,
地下工程建筑在城市化進程中扮演著重要的角色,是解決城市建筑面積狹
小、交通阻塞等城市通病的較好的建筑形式,優點突出、特色鮮明。
總結
盾構法施工是符合時代需求的施工工法,不斷提高設備創新、不斷優
化施工工法是加快施工進度、提高資源利用效率的重要方法。作為新時代
的交通建設者,我們要做到因地制宜的協調利用各種施工方法,最終實現
“科學施工、綠色施工”的目標。
參考文獻
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地下工程施工特點范文6
【關鍵詞】地下空間;施工技術;地下工程;
前言
隨著城市化進程的發展,城市人口的不斷增加,城市交通擁堵、環境惡化、資源不能滿足需要,城市用地逐漸減少,開發的地表空間日益銳減。城市地下空間的開發利用就是要把部分城市功能由地面轉入地下,節約用地的同時,充分利用土地空間資源。開發地下空間的必須考慮建筑經費、地質安全以及社會、經濟效益等綜合因素,逐步形成以地鐵為骨架、以交通節點為樞紐、以中心區為主體的城市地下空間系統,對我國城市化可持續發展具有重大意義。
一、地下空間關鍵施工技術分析
1、蓋挖法施工技術。蓋挖法是在明挖法基礎上發展起來的一種施工方法,突破了“先挖后蓋”的模式代之以“先蓋后挖”,即先以臨時路面或結構頂板維持地面交通再向下施工。它在一定程度上緩解了地鐵施工對城市交通的干擾。近些年來,在淺埋地鐵車站施工中,明挖法仍居優勢,蓋挖法有很大發展,暗挖法雖在個別城市中有所增加,但從總體看仍用得不多。蓋挖法有逆作與正作兩種施工方法。蓋挖法的主要優點是安全、占地少、對居民生活干擾少,采取措施甚至可做到基本上不影響交通,但施工速度比明挖法要低,為我國地下工程施工創造了一種簡單、快速、安全的施工方法。
2、新奧法施工技術。新奧法與傳統的隧道設計施工方法,有著本質上的區別。傳統的隧道設計施工方法認為:隧道的支承結構是等待承受松動圍巖荷載,所以是被動受力。其所用支承結構必然是強大的、剛性的厚壁鋼筋混凝土結構。而新奧法的基本出發點是把巖體視為連續介質。根據巖體具有的粘性、彈性、塑性的物理性質。并利用了在巖體中開挖隧道后產生變形過大變形松動破壞,有一個時間效應的動態特征,適時的采用薄壁柔性支護結構與圍巖緊密貼合起來加固和保護圍巖,從而調動了天然圍巖的承載能力。同時把圍巖與支護結合了起來,使圍巖變為支護的主要成分。所以能使隧道成為長期穩定的洞室。新奧法的主要支護措施是噴錨支護??梢哉f噴錨支護是體現新奧法新思想的重要手段。通過噴錨支護,圍巖固有的自承能力得以充分的發揮。
3、沉井法施工技術。沉井是地下工程和深埋基礎的一種施工技術方法。它將地面預制好的井筒型 (圓筒或方筒) 結構物下沉到預定的設計標高進行封底,構筑內隔墻、頂板等構件,最終形成地下結構物的基礎。大型沉井施工技術是將直徑或邊長大于20m 的井筒型結構物下沉到指定設計標高以構筑地下結構物的施工技術方法。沉井施工技術在施工中具有占地面積小,不需要板樁支護,比大開挖節省土方量,對鄰近建筑影響較小,且操作簡便,無需特殊的專業設備等優點,故廣泛應用于橋梁墩臺基礎、取水構筑物、污水泵站、地下工業廠房、地下倉庫、人防掩蔽所、豎向礦井、船塢塢首、盾構拼裝井、地下車站與車道、地下構筑物的圍壁和大型深埋基礎等。
4、盾構法施工技術。盾構法是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法。它靠盾構頭部保護下掘土或用大刀盤切削土體,通過出土機械運出洞外,盾構靠千斤頂在后部加壓頂進,并拼裝預制混凝土管片,形成隧道結構。盾構施工技術一次投資大,造價較高,但具有快速、安全、減少地面沉降的優點。施工時,在前部開挖地層,尾部拼裝襯砌,然后用千斤頂頂住已拼裝好的襯砌將盾構推進。如此循環交替逐步前進。這樣,既可以開挖、襯砌,又可以防止土砂的崩坍和地下水造成的破壞。盾構機主要由盾頭旋轉切削刀盤、盾筒支撐體和盾尾輔助設施三大部分組成,大體分為泥水加壓式和土壓平衡式兩大類、其選型主要取決于地層土質和地下水等情況。盾構施工技術在國際上起步較晚,但近些年發展較快。
5、冷凍法施工技術。冷凍法是通過鉆孔,埋入鋼管,在鋼管中加鹽水或液氮,通過循環,使周圍地層凍結,形成保護層。不僅能保證地層穩定,還能起隔水作用,確保施工安全,但造價相對較高。冷凍法施工可克服地鐵施工受水文、地質及周邊管線、建筑物施工環境制約的困難,但應在施工中注意凍脹引起的變形,以采取相應對策。我國地下工程施工中,煤礦的井筒建設大量采用了冷凍法,已有 300 多個井筒用冷凍法進行施工,我國地下工程施工技術的發展及展望最大冷凍深度達500m,在國際上也屬先進。
二、地下空間施工技術未來發展
地下空間及地下工程將作為一種新幅員遼闊型國土資源造福人類。世界各發達國家已有的施工技術大部分在我國已開發應用,地下工程施工技術的發展應結合我國的國情。我國人口眾多,勞動力便宜,資金較少,因此我國地下工程施工技術的發展將具有中國特色。由于我國幅員遼闊,土質地域性差異明顯加之南北氣候截然不同溫差變化大,相同的地下施工項目在不同的城市遇到的問題不盡相同,為了達到施工工藝質量、安全舒適和經濟效益的平衡點,在對地下空間開發時的技術選擇成為重中之重。對地下空間施工技術的研究還需在實踐中不停的去改進,在緊跟發達國家技術的同時,努力研究適合我國國情的施工技術,通過吸收國外技術優勢,發展出我國自己的地下空間施工技術體系,在城市空間開發中起到重要作用,為我國現代化建設作出更大的貢獻。建議:①城市地下空間開發還應重視地下環境特性對人體生理和心理的影響程度及規律研究。②未來城市地下空間開發和建設應重視工程地質和水文地質問題,解決巖土體穩定、變形給周圍建筑帶來的影響。預防地下空間開發誘發的地質災害(如地面塌陷、沉降、裂縫和砂土液化等)給城市建設帶來的巨大危害。③由于地下空間開發和建設工程造價高、投資成本大,為取得較好的經濟效益、社會效益和環境效益,地方政府要出臺鼓勵開發利用的優惠政策。④無論是政府部門還是規劃部門,為建立“和諧城市”都要在地下空間開發之前,綜合考慮城市地質環境、社會環境因素,制定一個綜合、協調并具有可持續發展的城市地下空間開發戰略規劃。
三、結語
民生問題是城市地下空間開發的根本動因。我國城市面臨人口劇增的壓力,人均占地指標低下。必須把對地面環境有影響、占地面空間大的功能性場所轉入地下,給地面騰出充足的空間留給人們的生活。另外,地下空間由于周圍由巖土介質“包圍”,具有較強的隱蔽性、隔離性、防災和抗震性等特點。具有平戰結合的民防工程功能,是建設和開發的重要內容,具有國防和戰略長遠意。建設用地緊張、生存空間擁擠、交通阻塞、生態失衡、環境惡化等一系列問題給城市居民的生活、居住條件帶來諸多不便,而且這些問題制約城市經濟和社會的進一步發展,成為現代城市可持續發展的瓶頸。為了解決發展中所遇到的“城市綜合癥”,發達國家各大城市普遍采取了開發利用地下空間,以地鐵車站為樞紐,通過地下步行街將它們串聯起來,在各種功能相互兼容的情況下組成居住、辦公、商業、娛樂與文化的綜合體。因而城市形態呈地面、地上和地下立體協調發展的綜合空間,從根本上改變了城市空間結構,并取得了一定成效。
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