高速鐵道工程論文范文
時(shí)間:2023-04-06 21:46:02
導(dǎo)語(yǔ):如何才能寫(xiě)好一篇高速鐵道工程論文,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
十年前,中國(guó)鐵路工程總公司與鐵道部脫鉤,總公司機(jī)關(guān)首次組建事業(yè)部運(yùn)作的工程承包公司,自負(fù)盈虧,一切從零開(kāi)始的嘗試幾乎舉步維艱。十年后,由中國(guó)中鐵股份有限公司工程建設(shè)分公司承建的工程項(xiàng)目總計(jì)32個(gè),遍布全國(guó)19個(gè)省市,總合同額372億元,成為業(yè)內(nèi)的佼佼者。在這些數(shù)字與成就的奇跡背后,凝聚著的建設(shè)管理專(zhuān)家王立平摸爬滾打十幾年的拼搏與思考,蘊(yùn)藏著的是他和眾多中鐵建設(shè)分公司人道不盡的光榮與
夢(mèng)想。
對(duì)王立平而言,這十六個(gè)字簡(jiǎn)練卻不簡(jiǎn)單:自1987年開(kāi)始全面主持大型一級(jí)建筑施工企業(yè)管理工作以來(lái),親歷了國(guó)內(nèi)外大型重點(diǎn)工程項(xiàng)目的施工管理和生產(chǎn)指揮:1986~1995年擔(dān)任中鐵一局建筑工程處副處長(zhǎng)、處長(zhǎng),中鐵總公司西康鐵路指揮部副指揮長(zhǎng),期間指揮施工的西安喜來(lái)登五星級(jí)大酒店工程、西康鐵路秦嶺隧道工程均獲得“魯班獎(jiǎng)”。1997~1998年擔(dān)任中土尼日利亞鐵路主管生產(chǎn)的指揮長(zhǎng),在國(guó)外取得5.6億美元、3288公里鐵路工程的優(yōu)秀業(yè)績(jī)。2001年在中鐵工程建設(shè)分公司“萬(wàn)事重頭來(lái)”的局面下,他主動(dòng)請(qǐng)纓兼任中國(guó)中鐵工程建設(shè)分公司總經(jīng)理,上任之初面對(duì)的棘手問(wèn)題是同行們有目共睹的,然而他力挽狂瀾,主動(dòng)改變戰(zhàn)略方向,按照國(guó)際慣例和貫標(biāo)要求,探索出了一條具有中國(guó)中鐵特色總部經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式。始終堅(jiān)持小舞臺(tái)唱大戲,率領(lǐng)員工實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)具有“沖破瓶頸”意義的突破,取得了業(yè)內(nèi)矚目的成績(jī):他主持負(fù)責(zé)的柳州雙沖特大橋、深圳固戍污水處理廠、石忠高速方斗山隧道、滬蓉西國(guó)道八字嶺隧道等工程憑借精品質(zhì)量分別獲得2005、2008、2009、2010年度四項(xiàng)“中國(guó)建設(shè)工程魯班獎(jiǎng)”;昆明朱家村立交橋工程榮獲2008年度“鐵道部火車(chē)頭優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)”;昆明掌鳩河輸水工程榮獲2005年度國(guó)家“安康杯”;西攀高速金沙江特大橋榮獲2010年度國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng),此外,還有多項(xiàng)工程榮獲全國(guó)工程建設(shè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組和業(yè)主評(píng)選的先進(jìn)施工單位榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。同時(shí)公司新簽合同額、營(yíng)業(yè)額、累計(jì)實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)均得到了飛躍性提升。
篇2
關(guān)鍵詞 :高鐵 接觸網(wǎng) 無(wú)交叉線岔 設(shè)計(jì) 維護(hù)
Abstract: This paper analyzes the technical requirements of high speed flow when the pantograph on catenary wire fork, combined with Zhengxi high-speed rail, analyzed the pantograph contact net group of cross line turnout design parameters, through the daily operation and repair work specific situation discussed the three groups showed no cross fork, main control points check measurement method, operation and maintenance technology.
Key words: high-speed rail; catenary; no cross crossing design; maintenance;
中圖分類(lèi)號(hào):TM922.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1.前言
無(wú)交叉線岔可保證機(jī)車(chē)從正線高速通過(guò),所以它的設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)是保證接觸網(wǎng)高速運(yùn)行的重要條件。本論文以徐蘭客運(yùn)專(zhuān)線鄭西線為例,探討三組無(wú)交叉線岔設(shè)計(jì)與維護(hù)過(guò)程的關(guān)鍵點(diǎn):
徐蘭客運(yùn)專(zhuān)線鄭西線是我國(guó)一條全線設(shè)計(jì)時(shí)速350Km/h的國(guó)產(chǎn)電氣化客運(yùn)專(zhuān)線。為確保動(dòng)車(chē)組從正線上高速通過(guò)道岔時(shí),受電弓在任何情況下均不與側(cè)線的接觸線相接觸,動(dòng)車(chē)組從側(cè)線進(jìn)入正線或從正線進(jìn)入側(cè)線時(shí),受電弓能從側(cè)線與正線接觸線之間實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過(guò)渡,不發(fā)生刮弓現(xiàn)象,在鄭西線的站場(chǎng)側(cè)線與正線相連的60kg/m鋼軌1/41號(hào)高速單開(kāi)道岔(簡(jiǎn)稱(chēng)41號(hào)道岔)采用三支無(wú)交叉線岔。經(jīng)鐵道部網(wǎng)檢車(chē)和綜合檢測(cè)車(chē)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),三支無(wú)交叉線岔符合高鐵設(shè)計(jì)要求。 研究三支無(wú)交叉線岔的運(yùn)營(yíng)維護(hù),對(duì)掌握高鐵運(yùn)行安全有著重要意義。
2.高速弓網(wǎng)受流對(duì)三支無(wú)交叉線岔的技術(shù)要求
2.1空間幾何參數(shù)
2.1.1線岔的導(dǎo)高
動(dòng)車(chē)組通過(guò)三支無(wú)交叉線岔時(shí),受電弓始終保持與線岔的兩支接觸,這就對(duì)線岔處的三支導(dǎo)線的導(dǎo)高提出一個(gè)新的要求,始終要保持兩支導(dǎo)線的平順性,這才能保證列車(chē)高速通過(guò)時(shí)弓網(wǎng)的正常取流。
2.1.2線岔的拉出值
在三支無(wú)交叉線岔處,因要考慮到受電弓的有效工作寬度和受電弓在線岔處的水平晃動(dòng)量等因素,所以對(duì)三支無(wú)交叉線岔每一點(diǎn)處每一支的拉出值的大小都有一個(gè)新的要求,防止受電弓通過(guò)線岔時(shí)導(dǎo)致因拉出值的不合適引起鉆弓/打弓故障的發(fā)生
2.2 弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)接觸力
弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)接觸力一般按一個(gè)跨距為分析單位,分析參數(shù)有:最大值、最小值、平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。各參數(shù)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為:
最大值:Fmax=Fm+3ó(N);
最小值:Fmin=20(N);
平均值:Fm≤0.00097V2+70(N);
標(biāo)準(zhǔn)偏差:ó≤0.3*Fm(N)
在雙弓最小間距為160m的運(yùn)行條件下,修正后的弓網(wǎng)間平均接觸壓力應(yīng)低于圖1的規(guī)定,最小接觸壓力應(yīng)為正值,最大接觸壓力應(yīng)低于300N,接觸力標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)不大于0.3Fm。因此線岔處的接觸壓力也要滿足此條件。
圖1 平均接觸壓力與速度關(guān)系曲線圖
2.3抬升量
線岔懸掛點(diǎn)處接觸線的抬升應(yīng)符合EN50119(2001)的規(guī)定。正常運(yùn)行時(shí),最大跨距懸掛點(diǎn)處接觸線計(jì)算和驗(yàn)證的抬升量不大于100mm;懸掛點(diǎn)處定位器自由抬升的設(shè)計(jì)范圍至少應(yīng)為計(jì)算抬升值的2倍。
綜上所述,高速弓網(wǎng)受流系統(tǒng)對(duì)線岔的技術(shù)要求特別高,不僅從接觸網(wǎng)的基本技術(shù)參數(shù)如導(dǎo)高拉出值等方面來(lái)評(píng)價(jià)弓網(wǎng)受流,還從接觸力、抬升量等方面對(duì)高速鐵路的線岔的技術(shù)提出了更高的要求。
3.鄭西高鐵受電弓與41號(hào)道岔結(jié)特征
3.1受電弓的基本技術(shù)參數(shù)
受電弓動(dòng)態(tài)包絡(luò)線:直線段左右擺動(dòng)量250mm、上下晃動(dòng)量200mm;
受電弓弓頭寬度:1950mm;
受電弓工作寬度:1450mm;
受電弓工作范圍:4950-5500mm;
滑板的最小寬度:1030mm;
滑板數(shù)量:2個(gè);
滑板材質(zhì):碳;
受電弓靜態(tài)接觸壓力:70±10N。
圖2 受電弓機(jī)構(gòu)示意圖
3.2 41號(hào)道岔的結(jié)構(gòu)特征
41號(hào)道岔用于中間站跨區(qū)間無(wú)縫線路的連接。 道岔采用43.090m長(zhǎng)的60B40鋼軌制造,全長(zhǎng)L=140.599m,前端長(zhǎng)度a=56.319m,后端長(zhǎng)度b =84.280m。為彈性可彎接軌,接軌接端為插接式。
4. 三支無(wú)交叉線岔的布置原理
三支無(wú)交叉線岔為2條正線間的渡線道岔采用錨段關(guān)節(jié)式線岔圖的接觸網(wǎng)布置圖。圖3中,渡線電分段采用了四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)形式(3#關(guān)節(jié)),以避免分段絕緣器產(chǎn)生的硬點(diǎn)影響。1#關(guān)節(jié)和5#關(guān)節(jié)為四跨非絕緣錨段關(guān)節(jié),2#關(guān)節(jié)和5#關(guān)節(jié)為五跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)(相鄰2支懸掛各形成一個(gè)錨段關(guān)節(jié))。圖中編號(hào)②接觸懸掛相對(duì)于另一正線而言為側(cè)線支接觸懸掛,編號(hào)③接觸懸掛相對(duì)于另一正線而言所起作用與編號(hào)①作用相同,從B柱到C柱的區(qū)域?yàn)檎€和側(cè)線的轉(zhuǎn)換區(qū)域(五跨關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)換跨)。
圖3 三支無(wú)交叉線岔平面布置圖
當(dāng)動(dòng)車(chē)組在正線上運(yùn)行時(shí),受電弓不與編號(hào)③接觸線接觸,但在1#關(guān)節(jié)和2#關(guān)節(jié)處與編號(hào)②接觸線存在轉(zhuǎn)換過(guò)渡關(guān)系;當(dāng)列車(chē)由正線駛?cè)雮?cè)線時(shí),受電弓首先在1#關(guān)節(jié)處由編號(hào)①接觸線過(guò)渡到編號(hào)②接觸線,然后再2#關(guān)節(jié)處(B柱到C柱之間)由編號(hào)②接觸線過(guò)渡到編號(hào)③接觸線,經(jīng)過(guò)C柱以后完全駛離道岔進(jìn)入側(cè)線運(yùn)行;當(dāng)列車(chē)由側(cè)線駛?cè)胝€時(shí),受電弓首先在2#關(guān)節(jié)處(C柱到B柱之間)由編號(hào)③接觸線過(guò)渡到編號(hào)②接觸線,經(jīng)過(guò)A柱以后在1#關(guān)節(jié)處再由編號(hào)②接觸線過(guò)渡到編號(hào)①接觸線,進(jìn)而完全轉(zhuǎn)入正線運(yùn)行。
4.1三支無(wú)交叉線岔的始觸區(qū)。由于三支無(wú)交叉線岔的重點(diǎn)是“三點(diǎn)”和始觸區(qū),它采用輔線、渡線及正線三線無(wú)交叉布置的方式,所以在始觸區(qū)600-1050mm的區(qū)域內(nèi)接觸線不得安裝任何線夾,包括定位線夾、吊弦線夾、電連接線夾等,交叉吊弦安裝在550-600之間,但同時(shí) “三點(diǎn)”的技術(shù)參數(shù)要滿足要求,動(dòng)車(chē)受電弓才可以平穩(wěn)的從正線過(guò)渡到側(cè)線,側(cè)線過(guò)渡到正線。
4.2三支無(wú)交叉線岔“三點(diǎn)”的確定。無(wú)交叉線岔有兩個(gè)關(guān)鍵定位點(diǎn)和一個(gè)等高點(diǎn)。平面布置時(shí),應(yīng)使側(cè)線接觸線和正線線路中心的距離大于兩接觸線間的距離。以鄭西線的1/41號(hào)高速單開(kāi)道岔, UIC 608 Annex 4a受電弓為例,如圖3 弓頭總寬度1950mm,弓頭工作區(qū)為1450mm,受電弓最外端尺寸的半寬為725mm,水平擺動(dòng)量為250mm(考慮350km/h速度),升高后的加寬為125mm。所以受電弓在側(cè)線側(cè)最外端可觸及到的尺寸限界為:725+250+125=1100(mm)。鄭西線三支無(wú)交叉線岔考慮到整個(gè)渡線及輔線的長(zhǎng)度及道岔布置的對(duì)稱(chēng)性,單邊采用兩根道岔定位柱和兩組硬橫梁定位,如圖4其中其中A點(diǎn)定位處正線拉出值50mm, 輔線居中,渡線拉出值350mm;B點(diǎn)為兩內(nèi)軌間距為800mm屬于等高點(diǎn),正線相對(duì)于側(cè)線的拉出值滿足1100mm,側(cè)線相對(duì)于正線拉出值滿足1100mm C點(diǎn)定位處正線拉出值350mm,輔線居中,渡線拉出值為350mm。,因而動(dòng)車(chē)從正線高速通過(guò)岔區(qū)時(shí),與區(qū)間接觸網(wǎng)一樣正常受流,不會(huì)觸及側(cè)線接觸線,而與側(cè)線接觸懸掛無(wú)關(guān)。
圖4 三支無(wú)交叉線岔“三點(diǎn)”平面示意圖
由上面的分析可知,在受電弓由正線通過(guò)時(shí),可以保證側(cè)線接觸線與正線線路中心間的距離始終大于受電弓的工作寬度之半加上受電弓的橫向擺動(dòng)量,因而正線高速行車(chē)時(shí),受電弓滑板不可能接觸到側(cè)線接觸線,從而保證了正線高速行車(chē)時(shí)的絕對(duì)安全性,并且在道岔處不存在相對(duì)硬點(diǎn)。
4.2.1動(dòng)車(chē)由正線進(jìn)入側(cè)線線岔時(shí)。當(dāng)機(jī)車(chē)從正線進(jìn)入側(cè)線時(shí),在兩軌間距為800mm的等高點(diǎn)處。因側(cè)線線路中心相對(duì)于正線線路中心拉出值要滿足1100mm受電弓滑板不可能接觸到正線接觸線上,受電弓滑過(guò)等高點(diǎn)后,側(cè)線接觸線比正線接觸線高度又以4/1000坡度開(kāi)始降低。因而,受電弓可以順利過(guò)渡到側(cè)線接觸懸掛上。
4.2.2動(dòng)車(chē)由側(cè)線進(jìn)入正線線岔時(shí)。當(dāng)機(jī)車(chē)由側(cè)線進(jìn)入正線時(shí), 在兩軌間距為800mm的等高點(diǎn)處。因正線線路中心相對(duì)于側(cè)線線路中心拉出值要滿足1100mm受電弓滑板不可能接觸到側(cè)線接觸線上,受電弓滑過(guò)等高點(diǎn)后,受電弓逐漸滑離側(cè)線接觸線,同時(shí),側(cè)線接觸線高度又以4/1000坡度開(kāi)始抬高,過(guò)等高點(diǎn)后,側(cè)線接觸線比正線接觸線要高,所以受電弓能夠順利的過(guò)渡到正線接觸線上。這時(shí),受電弓將逐步脫離側(cè)線接觸懸掛而平滑地過(guò)渡到正線接觸懸掛。
5. 三支無(wú)交叉線岔維護(hù)調(diào)整技術(shù)
5.1測(cè)量線岔。為掌握線岔技術(shù)參數(shù)及線岔變化情況,對(duì)三支無(wú)交叉線岔每季度進(jìn)行測(cè)量一次,根據(jù)天氣的變化適當(dāng)增加測(cè)量次數(shù)。每次對(duì)始觸區(qū)、交叉吊弦、“三點(diǎn)”的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,如有不滿足情況,對(duì)此處的導(dǎo)高及拉出值進(jìn)行調(diào)整。
5.2拉出值的調(diào)整。如圖4 等高點(diǎn)處的拉出值要滿足1105mm,調(diào)整位置在等高點(diǎn)兩側(cè)的關(guān)鍵點(diǎn),只要A點(diǎn)定位處正線拉出值50mm, 輔線居中,渡線拉出值350mm;B點(diǎn)處正線相對(duì)側(cè)線線路中心為1100mm,渡線相對(duì)正線線路中心為1100mm;C點(diǎn)定位處正線拉出值350mm,輔線居中,渡線拉出值為350mm。正線拉出值允許偏差±10mm,側(cè)線拉出值允許偏差±20mm。
5.3導(dǎo)高的調(diào)整。三支無(wú)交叉線岔側(cè)線導(dǎo)線高度的調(diào)整應(yīng)從等高點(diǎn)按著4/1000的坡度向兩邊順坡。
5.4吊弦的檢調(diào)。根據(jù)導(dǎo)高的調(diào)整預(yù)配吊弦的長(zhǎng)度,以滿足此處接觸線的高度。
5.5繼續(xù)測(cè)量線岔。對(duì)線岔各點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量一遍,看始觸區(qū)、交叉吊弦、“三點(diǎn)”的數(shù)據(jù)是否滿足設(shè)計(jì)要求,不合適再次進(jìn)行調(diào)整。
6.結(jié)論
本文通過(guò)高速取流時(shí)受電弓對(duì)接觸網(wǎng)線岔的技術(shù)要求,分析了三支無(wú)交叉線岔設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理和維護(hù)的主要方法。在維護(hù)的過(guò)程中要特別注重對(duì)三支無(wú)交叉線岔拉出值的調(diào)整以及三支無(wú)交叉線岔導(dǎo)高平順性調(diào)整的方法,對(duì)于高鐵日常維護(hù)及確保高鐵運(yùn)行安全有著重要的參考價(jià)值。
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篇3
關(guān)鍵詞:涵渠;淺埋暗挖;沉降;允許值
1 工程概況
南水北調(diào)中線石京段古運(yùn)河樞紐工程位于石家莊市郊區(qū),本樞紐工程是京石段應(yīng)急供水工程的起點(diǎn),位于古運(yùn)河與太平河匯合口下游約50m,與石太高速公路交叉處。
高速公路暗涵暗挖段(237+442.6 ~237+522.6)長(zhǎng)80m,洞身過(guò)水?dāng)嗝鏋槿茁?lián)拱涵結(jié)構(gòu),單孔過(guò)水?dāng)嗝鏋?.6×7.6m(寬×高),中墻厚1.2m、邊墻厚1.4m、拱頂厚1.2m、底板厚1.6m,C30W6F150自防水鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)。上游與明挖暗涵古運(yùn)河段銜接,下游為樞紐出口檢修閘室段。
本工程橫穿107國(guó)道副線和石太高速公路,暗挖段長(zhǎng)度80m,隧道最大埋深4.8m。因此,在隧道施工過(guò)程中,最大允許地表沉降量?jī)H受上方高速公路和施工方法控制。
1.1 工程地質(zhì)和水文地質(zhì) 區(qū)段內(nèi)地形受人工采掘及堆積垃圾影響,起伏差大,古運(yùn)河河槽呈“U”型,寬度100~150m,漫灘處有人工筑路采掘后形成的深坑。
在勘探深度范圍內(nèi)巖性為第四系松散層,由地表往下分述如下:
(1)人工填土(rQ):人工筑路素填土,層厚3.78m。(2)黃土狀壤土:層厚5.42m。(3)黃土狀砂壤土:層厚1.71m。(4)細(xì)砂:層厚2.6m。(5)粗砂:層厚3.79m。(6)壤土:層厚1.35m。(7)細(xì)砂:層厚2.44m。(8)粗砂:層厚0.80m。(9)砂壤土:層厚0.80m。(10)細(xì)砂:層厚4.06m。(11)礫石:層厚5.13m。
汛期地下水位為58.5~60.2m,主要受上部河水滲水及上游地下水滲流補(bǔ)給;枯水期地下水埋深在40m以下。地下水對(duì)混凝土不具備腐蝕性。
1.2 工程特點(diǎn)與難點(diǎn) 樞紐工程由建筑結(jié)構(gòu)工程、機(jī)電設(shè)備預(yù)埋件安裝工程、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程組成。其中建筑結(jié)構(gòu)工程由明渠段、古運(yùn)河明挖暗渠段、高速公路暗挖暗渠段、進(jìn)口閘室段、出口閘室段和田莊分水閘室段工程構(gòu)成。高速公路暗挖暗渠段上連明挖暗渠、下接出口閘室段,區(qū)段工程上游地處古運(yùn)河河灘內(nèi),施工作業(yè)受明挖暗涵段施工和雨季防洪要求的影響顯著;暗挖段三連拱結(jié)構(gòu)復(fù)雜及穿越高速公路施工路面沉降控制要求高,施工分步多、工藝復(fù)雜。
2 穿越高速公路段暗涵施工引起的地表沉降預(yù)測(cè)
隧道開(kāi)挖施工會(huì)影響地層的應(yīng)力狀態(tài)、地下水位,對(duì)于軟土地層同樣也會(huì)發(fā)生固結(jié)和次固結(jié)現(xiàn)象,因此,在隧道施工過(guò)程中,周邊地層發(fā)生變位是不可避免的。當(dāng)隧道埋置深度較淺時(shí)洞周地層的變位會(huì)影響到地表,從而引起地表變形,產(chǎn)生地表沉降。
2. 1 經(jīng)驗(yàn)估算結(jié)果 根據(jù)經(jīng)驗(yàn),地表沉降規(guī)律(橫向)可以采用墨西哥學(xué)者Peck和英國(guó)學(xué)者Reilly提出的符合正態(tài)概率曲線的觀點(diǎn)進(jìn)行分析。橫向沉降Peck曲線近似描述如圖2-1所示。其方程為:
S=Smaxexp(-x2)(2-1)
式中,x――距隧道中心線地距離;
S――距隧道中心線為x的地表沉降量;
Smax――隧道中心線處最大沉降量;
i――沉降槽寬度系數(shù),可由下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算
i=H+R2πtg(45-φ2)(2-2)
其中,H――覆土厚度;
R――隧道水力半徑。
圖2-1中W為沉降槽寬度,Cording(美國(guó))等人根據(jù)莫爾-庫(kù)侖理論,推導(dǎo)出W與i滿足W=5i的關(guān)系。
根據(jù)本工程的實(shí)際情況,暗涵的水力半徑R為11.12m,地層的加權(quán)內(nèi)摩擦角為24.5°,由式3-2得沉降槽系數(shù)i=13.0m,則沉降槽寬度W=65m。由式2-1可知,在隧道開(kāi)挖過(guò)程中,橫向地表沉降規(guī)律為:
S=Smaxexp(-x2338)(2-3)
2.2 數(shù)值計(jì)算結(jié)果 為詳細(xì)分析暗涵施工過(guò)程中上方既有公路路面的沉降分布規(guī)律,研究中建立的平面有限元模型,采用有限元程序?qū)κ┕?shí)際進(jìn)行了模擬分析。計(jì)算結(jié)果顯示,當(dāng)隧道施工結(jié)束后,地表的最大沉降為28.2mm,沉降槽影響寬度約80m,沉降槽分布規(guī)律如圖2-2所示。
2.3 穿越高速公路段暗涵地表沉降控制標(biāo)準(zhǔn)的建立 根據(jù)經(jīng)驗(yàn),距隧道一定距離以外的沉降曲線可以認(rèn)為是一條直線,其斜率近似等于:
f=2SmaxW(2-4)
如允許的路面沉降坡差為[f],則地表最大允許沉降值可表示為:
[Smax]=W[f]2=2.5i[f](2-5)
如前所述,取路面允許沉降坡差為0.4%,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果,隧道開(kāi)挖過(guò)程中,路面沉降槽寬度為65~80m。則根據(jù)式2-4和式2-5計(jì)算得暗涵施工中允許的高速公路路面最大沉降為130~160mm。上述計(jì)算結(jié)果是在假定施工前高速公路路面完全平順的條件下得出的,如果考慮既有路面原始的工后不均勻沉降的影響,則上述控制指標(biāo)應(yīng)做適當(dāng)折減。研究中根據(jù)既有高速公路的修建年限、地層條件以及既有路面的平順程度,暗涵施工中允許的高速公路路面最大沉降取100mm。
3 主要施工方法和沉降控制技術(shù)
根據(jù)暗挖暗涵三連拱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),為控制施工對(duì)高速公路路基的擾動(dòng),保證暗涵結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量,采用大管棚超前支護(hù),雙中洞、多分部、順作襯砌施工方法。為保證管棚施作精度,采用非開(kāi)挖引孔及精度導(dǎo)向技術(shù),即GBS-30型非開(kāi)挖鉆機(jī)鉆孔、RCG型自動(dòng)導(dǎo)向儀鉆孔精確導(dǎo)向,鉆孔推進(jìn)分節(jié)絲扣管棚鋼管,管內(nèi)C15水泥砂漿注漿填充,形成暗挖段大管棚超前預(yù)支護(hù)。
4 實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析
4.1 實(shí)際地表沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果 施工過(guò)程中,對(duì)暗涵上方既有路面進(jìn)行了系統(tǒng)的監(jiān)控量測(cè),選取的垂直于隧道軸線方向的四條測(cè)線在施工結(jié)束后地面沉降槽形態(tài)如圖4-1~圖4-3所示。
從監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出,既有路面最大沉降為109.6mm,發(fā)生在既有公路路肩位置,雖然略超過(guò)了沉降控制標(biāo)準(zhǔn),但處于行車(chē)道以外,不會(huì)影響行車(chē)安全。而布置在行車(chē)道位置的各測(cè)線測(cè)試數(shù)據(jù)均小于100mm,說(shuō)明暗涵施工過(guò)程中既有路面沉降得到了較好的控制。
5 結(jié)論與建議
通過(guò)對(duì)課題的研究,可得出如下結(jié)論與建議:
采用經(jīng)驗(yàn)分析和數(shù)值計(jì)算方法確定了隧洞施工地面沉降槽規(guī)律,并研究提出了下穿高速公路段暗涵施工所允許的地表沉降值的確定方法,提出本工程100mm為允許地表沉降標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,施工過(guò)程中既有行車(chē)路面最大沉降值109.6mm,確保了高速公路的安全運(yùn)輸,達(dá)到工程預(yù)期要求。
本工程實(shí)際路面沉降監(jiān)測(cè)值與理論計(jì)算的結(jié)果較為接近,且保證了高速公路運(yùn)輸安全,因此本文所選取的路面允許沉降值是合適的,在類(lèi)似工程施工時(shí)具有一定的借鑒作用。
篇4
關(guān)鍵詞:雙塊式無(wú)砟軌道;梁板模型 土質(zhì)路基
中圖分類(lèi)號(hào):TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-3973(2010)010-085-02
1、引 言
軌枕埋入式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)是將預(yù)制好的整體或雙塊式軌枕,在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)澆筑混凝土或其他材料,將軌枕埋入或“振入”到道床板中,使軌枕與道床板成為一個(gè)整體的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)形式。這種軌道結(jié)構(gòu)以預(yù)制軌枕與現(xiàn)澆道床板的高度整體性為主要目標(biāo),與軌枕支承式、軌枕嵌入式結(jié)構(gòu)相比很大程度上避免了軌枕塊的橫向傾斜和轉(zhuǎn)動(dòng),基本上消除了因鋼軌外翻而造成的安全隱患,能保證高速條件下列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性。國(guó)外應(yīng)用范圍最廣的軌枕埋入式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)是Rheda型和Zublin型,二者結(jié)構(gòu)相似度極高。
在國(guó)外無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展的同時(shí),我國(guó)結(jié)合本國(guó)實(shí)際,近幾年先后在新建線上鋪設(shè)了適用于我們國(guó)家鐵路情況的I型、II型雙塊式軌道結(jié)構(gòu),獲得了滿意的效果,兩者最大的區(qū)別在于施工方法的不同,建模分析可作相同考慮。圖1為土質(zhì)路基上雙塊式無(wú)砟軌道的斷面示意。
2、計(jì)算模型
由于道床板和支承層厚度遠(yuǎn)小于其長(zhǎng)度和寬度,因此,在不研究?jī)?nèi)部受力的情況下,為方便分析計(jì)算,可將其視為板結(jié)構(gòu),經(jīng)驗(yàn)表明,梁板模型在軌道結(jié)構(gòu)研究分析中是一種比較理想的結(jié)構(gòu)。此外,對(duì)于CRTS-I型雙塊式無(wú)砟軌道,其道床板鋼筋布置完畢之后,排布軌枕,之后整體澆注,因此,在縱橫方向的受力,道床板整體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以承受,其結(jié)構(gòu)可認(rèn)為是連續(xù)的;下層的混凝土支承層則為了應(yīng)對(duì)縱向傳遞的力,必須在每隔5m的位置從上表面往下切割出深度約為支承層厚度1/3的縫,由于此處主要研究垂向受力,因此也可以將其視為連續(xù)。混凝土支承層攤鋪成型后,采用拉毛刮在支承層縱橫方向上拉出溝槽,以使得支承層與道床板結(jié)合良好。因此,在建模時(shí),通常將道床板和支承層作為整體來(lái)考慮。
鋼軌采用beam4單元模擬,道床板與支承層整體用shell63彈性殼單元模擬,該合成層的彈性模量E按照線性原理來(lái)計(jì)算取值??奂⒌鼗捎胏ombinl4單元進(jìn)行模擬,所有單元均由節(jié)點(diǎn)生成。模型建立如圖2(為求視圖效果,板單元小網(wǎng)格劃分未完全顯示):
3、參 數(shù)
土質(zhì)路基I型雙塊式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)選取如下:
(1)鋼軌
CHN60型
鋼軌截面積:A=7.745x10-3m2;鋼軌慣性矩:I=3.217x10-5m4;鋼軌高度:h=0.176m:彈性模量:E=2.06x105Mpa;泊松比μ=1.3;鋼軌容重:p=7.85x104N/m3。
(2)扣件
間距:0.650m;剛度:60kN/mm。區(qū)
(3)道床板
尺寸:長(zhǎng)15.500m,寬2.800m,厚0.200m:彈性模量:3.40×104MPa:泊松比:O.2;道床板容重:p=25000N/m3。
(4)支承層
尺寸:厚0.300m,寬3.400m:彈性模量:1.50x104MPa;泊松比:0.2;支承層容重:p=24000N/m3。
(5)地基彈性系數(shù)
K=1.50x102 MN/m3
4、計(jì)算與分析
(1)本文只考慮垂向作用,運(yùn)用瞬態(tài)動(dòng)力分析法,在所選軌枕埋入式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)上,分別研究120km/h、160km/h、200km/h、250km/h、300km/h、350km/h六種行車(chē)速度下軌道結(jié)構(gòu)的垂向位移及受力狀況。輪載軸重150kN,取一組輪對(duì),將其簡(jiǎn)化成為在鋼軌上不斷移動(dòng)的荷載,計(jì)算輪重由動(dòng)力系數(shù)法得出,動(dòng)力系數(shù)一般小于2,考慮到一定的安全系數(shù),動(dòng)力系數(shù)取2進(jìn)行分析。
建模計(jì)算可得在移動(dòng)荷載作用下結(jié)構(gòu)任意點(diǎn)處的垂向變形數(shù)據(jù),用大型有限元軟件ansys可以生成其直觀圖,如在120km/h的輪對(duì)前進(jìn)速度下,所取鋼軌段中部節(jié)點(diǎn)node946的,撓度隨時(shí)間變化情況表示如圖3,其撓度最大值為1.334mm,方向向下(沿y軸負(fù)向)。不同荷載移動(dòng)速度下軌道機(jī)構(gòu)垂向響應(yīng)值統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1
可見(jiàn)對(duì)于本文所研究的I型雙塊式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu),荷載移動(dòng)速度從120km/h增加到250km/h,鋼軌Y向撓度和z轉(zhuǎn)角位移的峰值里增加的趨勢(shì),但是從250km/h增加至350 km/h時(shí),該值有所減小,原因是荷載移動(dòng)速度過(guò)快,鋼軌尚未來(lái)得及變形列車(chē)已經(jīng)通過(guò)作用點(diǎn),可見(jiàn),250km/h左右的行車(chē)速度對(duì)軌道結(jié)構(gòu)垂向性能要求較高;隨著行車(chē)速度的增加,道床板和支承層的撓度變形逐漸增加,對(duì)道床板和支承層的性能要求逐漸提高,地基面承受的壓應(yīng)力逐漸增加,速度超過(guò)200km/h后,該值增長(zhǎng)緩慢。
(2)在300km/h的輪對(duì)移動(dòng)速度下,扣件選取不同的剛度,即20kN/mm,40kN/mm,60kN/mm,80kN/mm,100kN/mm,其他參數(shù)不變,運(yùn)用瞬態(tài)動(dòng)力分析法,研究不同扣件剛度對(duì)結(jié)構(gòu)整體垂向性能的影響。
扣件剛度取60kN/mm時(shí),所選鋼軌段中部節(jié)點(diǎn)node946,的撓度隨時(shí)間變化情況見(jiàn)圖4,其最大值為1.29mm,方向向下(沿y軸負(fù)向)。扣件不同剛度值下軌道結(jié)構(gòu)垂向響應(yīng)歸類(lèi)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。
表中數(shù)值可知,隨著扣件剛度的增加,鋼軌的最大垂向位移和轉(zhuǎn)動(dòng)位移逐漸減小,道床板和支承層的垂向位移和轉(zhuǎn)角位移漸增大,但是后者增幅緩慢,同時(shí)地基應(yīng)力逐漸增加。這是因?yàn)闃?gòu)件剛度增加之后,能夠較好的將力直接傳遞至下部結(jié)構(gòu)。因此,在滿足地基應(yīng)力的前提下,為了平衡鋼軌和下部結(jié)構(gòu)的位移,軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該選擇合適的扣件剛度;地基面壓應(yīng)力隨著扣件剛度增加逐漸增大,20kN/mm到60kN/mm之間增幅較大,60kN/mm到100kN/mm之間增加緩慢。
5、結(jié) 論
(1)列車(chē)運(yùn)行速度對(duì)軌枕埋入式軌道結(jié)構(gòu)垂向位移的影響,在120km/h到350km/h之間,以250km/h左右時(shí)最為不利,因此,軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,垂向受力研究要著重考慮該速度區(qū)間。
(2)隨著扣件剛度的增加,地基面所承受的壓應(yīng)力逐漸增加,從20kN/mm到40kN/mm變化時(shí),壓應(yīng)力增加最為明顯,之后漸趨緩和。
(3)扣件剛度大小對(duì)軌枕埋入式軌道結(jié)構(gòu)垂向受力影響非常明顯,尤其在低于60 kN/mm的時(shí)候,且扣件剛度對(duì)鋼軌和道床板的影響相反。因此,在軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要慎重選擇扣件類(lèi)型,合理確定扣件剛度。
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關(guān)鍵詞:遙感技術(shù) 地理信息系統(tǒng)技術(shù) 全球定位系統(tǒng)技術(shù) 工程項(xiàng)目管理應(yīng)用
0引言
時(shí)代在發(fā)展離不開(kāi)技術(shù)支持,實(shí)踐證明科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。3S空間技術(shù)在其年輕的生命卻在人類(lèi)進(jìn)步中發(fā)揮著不可磨滅的作用,并將在未來(lái)發(fā)展繼續(xù)發(fā)光發(fā)熱。那么首先我將簡(jiǎn)單介紹下何為“3S”技術(shù)。
1、3S技術(shù)的簡(jiǎn)介以及發(fā)展
全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)和地理信息系統(tǒng)(GIS),即“3S”技術(shù),由于其具有快速、實(shí)時(shí)地采集、存儲(chǔ)管理、更新、分析、應(yīng)用與地球空間分布有關(guān)數(shù)據(jù)的能力,在建筑工程各的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)及管理中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
1.1 GPS――全球定位系統(tǒng)
全球定位系統(tǒng)(Global positioning system)是共由三部分組成:地面控制部分、空間部分、用戶(hù)裝置部分。GPS主要特色是全天候、全球覆蓋、三維定速定時(shí)高精度、快速省時(shí)高效率及應(yīng)用廣泛多功能。
1.2 GIS――地理信息系統(tǒng)
GIS(Geographical information systems)屬于空間信息技術(shù),是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),在計(jì)算機(jī)軟、硬件的支持下,對(duì)有關(guān)空間數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)或空間位置進(jìn)行預(yù)處理、輸入、存儲(chǔ)、檢索、運(yùn)算、分析、顯示、更新和提供應(yīng)用、研究并處理各種以空間實(shí)體及空間關(guān)系為主的技術(shù)系統(tǒng)。
1.3 RS――遙感
遙感(Remote Sensing),遙感技術(shù)的基本原理是從遠(yuǎn)處探測(cè)感知物體, 也就是不直接接觸物體。遙感主要指從遠(yuǎn)距離、高空,以至外層空間的平臺(tái)上,利用可見(jiàn)光、紅光、微波等探測(cè)儀器,通過(guò)攝影或掃描、信息感應(yīng)、傳輸或處理,從而識(shí)別從遠(yuǎn)處通過(guò)探測(cè)儀判別出目標(biāo)地物的屬性。遙感信息, 包括地面遙感、航空遙感和航天遙感等各的方面。
1.4 3S集成技術(shù)
隨著“3S”技術(shù)的研究和應(yīng)用逐漸向廣度和深度發(fā)展,GPS、RS、GIS已由獨(dú)立平行發(fā)展走向相互滲透和綜合發(fā)展,形成“3S”集成技術(shù),并顯示出單獨(dú)一種技術(shù)所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)。集成技術(shù)不是一種簡(jiǎn)單的相加,而是一種有機(jī)的結(jié)合、在線的連接、實(shí)時(shí)的處理和系統(tǒng)的綜合,“3S”集成技術(shù)是當(dāng)今地球空間信息科學(xué)的最前沿領(lǐng)域。
2、3S技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用2.1、3S在工程項(xiàng)目規(guī)劃中的應(yīng)用
在項(xiàng)目評(píng)價(jià)與審查階段,要對(duì)一個(gè)項(xiàng)目做出科學(xué)的判斷,至少需要回答三個(gè)問(wèn)題:一是項(xiàng)目的真實(shí)性,如項(xiàng)目區(qū)的地理位置是否正確,申報(bào)的土地利用類(lèi)型是否與實(shí)地相符,是否具備項(xiàng)目實(shí)施所必需的路、水、電等基礎(chǔ)條件等;二是基本技術(shù)方案的合理性,如田塊布置及溝、路、林、渠等各項(xiàng)工程的布置是否與實(shí)際地形相符,土地平整方案是否合理等。要回答上述問(wèn)題,僅靠研究項(xiàng)目申報(bào)材料是不夠的,3S 技術(shù)為解答這些難題提供了一個(gè)切實(shí)可行的解決方案。
2.1、3S在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
在選定項(xiàng)目所在址后,利用已有遙感資料分析該區(qū)內(nèi)的水土保持治理度,以及附近交通、環(huán)境、周?chē)?jīng)濟(jì)發(fā)展程度情況。利用GPS測(cè)出該區(qū)一系列地形地貌特征點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù),通過(guò)后處理,求出各特征點(diǎn)的坐標(biāo),利用GIS相關(guān)軟件編制成數(shù)字地形模型(DTM),進(jìn)而建立1:5000~1:2000地形圖和1:1000~1:500地形圖圖層,將對(duì)一個(gè)或多個(gè)橫切線進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算并繪制剖面圖形,生成橫斷面圖,分析地質(zhì)情況,并制定相應(yīng)的施工組織設(shè)計(jì)和編制施工方案,特別是地基處理和降水處理方案。
2.2、3S在施工管理工作中的應(yīng)用
在工程項(xiàng)目施工放樣中應(yīng)用,根據(jù)已輸入在GIS中的建筑分區(qū)、項(xiàng)目址地形圖和單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)圖紙,然后采用GPS的RTK(實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量)技術(shù),基站安設(shè)在一已知點(diǎn)上,預(yù)先將待定點(diǎn)坐標(biāo)輸入流動(dòng)站手簿,手持GPS流動(dòng)站天線,首先確定建筑主體軸線的方向找到定點(diǎn)坐標(biāo),把其放樣在地面上,然后,用同樣方法確定一系列點(diǎn),和其他平行和垂直的軸線,并在中心線定出的基礎(chǔ)上下木樁或龍門(mén)板定位。由點(diǎn)到開(kāi)挖線,確定開(kāi)挖面或山坡區(qū)域,這樣就完成放樣就可以開(kāi)始組織施工。同樣將輔助設(shè)施或其他建筑物逐項(xiàng)落實(shí)到地面,并用打樁等方法予以確定。
結(jié)束語(yǔ):3S 技術(shù)是提高項(xiàng)目決策質(zhì)量、強(qiáng)化項(xiàng)目監(jiān)管力度、提高行業(yè)工作水平和效率的一種有效手段。今后,在加大已有研究成果推廣應(yīng)用力度的基礎(chǔ)上,應(yīng)進(jìn)一步深入研究,逐步構(gòu)建起一套成熟的3S 技術(shù)支撐體系。利用現(xiàn)代先進(jìn)的“ 3S”測(cè)繪技術(shù), 特別是現(xiàn)代先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)的綜合利用, 不僅有利于工程項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中如土地整理的潛力調(diào)查、專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃以及土地整理項(xiàng)目管理等方面土地信息的采集, 大幅度提高規(guī)劃決策的實(shí)效性, 還可以大幅度的降低該過(guò)程中的人力、物力、財(cái)力的投人。
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篇6
關(guān)鍵字:高速鐵路 隧道 爆破 參數(shù) 監(jiān)測(cè)技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào):U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
High-speed Rail Tunnel Blasting Technology Research
FENG YI
(China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd, Xi’an 710043)
Abstract: With the domestic high-speed railway construction developing, blast tunneling technology as an important part, as the focus of research in the field outside the civil engineering. Article depending specific project,makes appropriate discussion in the current high-speed railway tunnel blasting working , from blasting, blasting parameters and blasting monitoring work .hoping playing a reference role in the future similar projects
Words: high-speed railway; tunnel; blasting ;parameter; monitoring technology
1.引言
西南地區(qū)處于多山地區(qū),高鐵的修建需要修建大量隧道,因此,隧道建設(shè)對(duì)于高速鐵路的成功建成將至關(guān)重要。文中某高速鐵路隧道全長(zhǎng)7369米,該隧道的地質(zhì)情況復(fù)雜,存在的不良地質(zhì)依次為巖溶體、古崩塌堆積體、斷層夾層破碎帶等,洞身巖性主要為灰?guī)r及白云巖,該類(lèi)性質(zhì)的巖體形成的溶蝕發(fā)育程度強(qiáng)烈,節(jié)理及裂隙發(fā)育程度較高,另外巖溶內(nèi)含水量豐富,涌水量大,風(fēng)險(xiǎn)較高。爆破作為該隧道建設(shè)極其重要的工序,在隧道開(kāi)挖中起著至關(guān)重要的作用。文章依托該隧道,從爆破施工,爆破參數(shù)和爆破監(jiān)測(cè)工作對(duì)隧道爆破施工進(jìn)行了較深入的研究。
2爆破施工
2.1 爆破工藝流程
隧道爆破施工工藝流程:施工準(zhǔn)備測(cè)量鉆孔孔洞清孔連線及裝藥實(shí)施爆破通風(fēng)處理危石處理出渣
(1)測(cè)量鉆孔
按照中線、拱頂、起拱線和仰拱底線標(biāo)高劃出開(kāi)挖輪廓線和爆破的空位。對(duì)于光面爆破,預(yù)留600mm光爆層,把掏槽眼的位置按爆破設(shè)計(jì)炮眼位置畫(huà)到掌子面上。
(2)孔洞清洗
①掏槽眼:該孔深度較周邊眼及輔助眼要深100mm??孜唤嵌却怪闭谱用?,保持孔位平行于中線水平方向進(jìn)行的鉆孔,眼底誤差和眼口間距誤差不大于50mm;②輔助眼:眼孔深度為1.1m,角度要垂直掌子面,平行于中線水平方向鉆孔;③二圈眼與光面爆破眼平行,都向輪廓線外插;④光面爆破眼:此組眼在爆破中占有較重要的左右,其開(kāi)眼位置要保持在開(kāi)挖輪廓線上,眼間距a=400~500mm。眼底、眼口誤差在30mm內(nèi),炮眼方向可向輪廓線外有2~3%外斜率,眼底不超過(guò)開(kāi)挖輪廓線的70mm;⑤清洗鉆孔,保證孔內(nèi)無(wú)泥漿。
(3)裝藥及起爆網(wǎng)絡(luò)連線
①裝藥為兩種裝藥類(lèi)型,一種為光爆孔內(nèi)裝Φ20的小藥卷,另一種為內(nèi)裝Φ32的大藥卷,裝藥后需要保證裝藥炮孔均被堵塞炮泥,堵塞長(zhǎng)度宜為150~200mm,現(xiàn)場(chǎng)爆破裝藥如圖2所示;②起爆網(wǎng)絡(luò)的連接:孔內(nèi)采用7m毫秒非電導(dǎo)爆管雷管,每15~18根導(dǎo)爆管合并成一簇,每簇再用雙發(fā)非電導(dǎo)爆管雷管傳爆雷管連接處,最后將傳爆雷管的導(dǎo)爆管并為一簇,其中有1發(fā)火雷管作為起爆管引爆整個(gè)爆破網(wǎng)路;③裝藥及起爆網(wǎng)絡(luò)連線時(shí)一定要按設(shè)計(jì)孔眼裝藥,雷管段數(shù)數(shù)量上要保證足夠,并且雷管間的起爆網(wǎng)絡(luò)連線要正確,從而達(dá)到良好的爆破效果。
(4)爆破、通風(fēng)和危石處理
待爆破、通風(fēng)后,由有經(jīng)驗(yàn)、動(dòng)作敏捷的人員進(jìn)入爆破工作面對(duì)頂部危石處理,頂部圍巖穩(wěn)定后再進(jìn)行下道工序作業(yè)?,F(xiàn)場(chǎng)爆破如圖1所示。
圖1 現(xiàn)場(chǎng)爆破
2.2 爆破方式的選擇
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,隧道鉆爆法施工,在巖質(zhì)為硬巖的區(qū)域采用光面爆破,在巖質(zhì)較軟的區(qū)域采用預(yù)裂爆破。選擇爆破參數(shù)必須經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試爆后最終確定。隧道爆破應(yīng)采用微差控制爆破,爆破的時(shí)間嚴(yán)格安排在政府相關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)的時(shí)間段內(nèi),隧道洞破設(shè)置防護(hù)網(wǎng),爆被等,嚴(yán)格控制爆破震動(dòng),避免對(duì)周?chē)h(huán)境的干擾。根據(jù)上述要求,設(shè)計(jì)中Ⅲ,Ⅳ級(jí)較硬圍巖段采用鉆爆法施工。并且根據(jù)不同的圍巖級(jí)別,采用不同的施工方法。其中,Ⅲ級(jí)中風(fēng)化較硬圍巖段采用全斷面法,Ⅳ級(jí)強(qiáng)、全風(fēng)化圍巖段采用臺(tái)階法,并根據(jù)不同工法對(duì)布設(shè)方式及線路進(jìn)行微調(diào)。
根據(jù)現(xiàn)有爆破技術(shù)及通用做法,山嶺隧道爆破方法為毫秒微差爆破+光面爆破法。毫秒爆破原理是用毫秒雷管?chē)?yán)格按照一定的爆破順序連接后起爆炸藥包組,爆破前后階段的時(shí)間間隔極其短暫。根據(jù)爆破原理,由初始爆破產(chǎn)生應(yīng)力波使巖石破壞碎裂,應(yīng)力波通過(guò)巖石間的裂隙擴(kuò)散,并且相互疊加干擾,使巖石被一次或多次粉碎。所以在爆破前計(jì)算好裝藥量和做好裝藥連線,計(jì)算開(kāi)孔位置,對(duì)爆破的效果都會(huì)起到重要作用。
3爆破參數(shù)設(shè)計(jì)
3.1 爆破控制參數(shù)的選擇
在進(jìn)行布眼鉆孔前,宜先進(jìn)行爆破計(jì)算,并且在試驗(yàn)段進(jìn)行試爆,結(jié)合爆破監(jiān)測(cè)不斷改進(jìn)、調(diào)整爆破參數(shù),從而確定合適的爆破方式。
爆破參數(shù):①炮眼直徑:D=42mm;②孔距:光爆眼E=400mm,預(yù)裂眼F=400mm,二圈眼a=900mm,光爆眼與二圈眼之間光爆層厚W=600mm,輔助孔水平間距a=600mm。
為控制爆破形成有利于后期爆破的臨空面,達(dá)到最佳爆破效果,必須采用微差控制爆破,爆破參數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),或按經(jīng)驗(yàn)值取大于200~300ms。震動(dòng)速度根據(jù)其衰減規(guī)律,采用以下規(guī)范公式進(jìn)行預(yù)估算:
(1)
式中 v―質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)速度,單位cm/s;
K―與爆破場(chǎng)地有關(guān)的系數(shù),取值見(jiàn)表;
Q―總裝藥量(齊發(fā)時(shí)為總藥量,延發(fā)時(shí)為最大一段裝藥量,kg);
R―測(cè)點(diǎn)到爆破中心的最小距離,單位m;
a―地質(zhì)條件;
相關(guān)的參數(shù)如表1所示。
表1 不同地質(zhì)條件爆破震動(dòng)參數(shù)
爆破時(shí)間間隔計(jì)算是通過(guò)記錄爆破震動(dòng)持續(xù)時(shí)間確定的,也可以按下式計(jì)算爆破時(shí)間間隔:
(2)
式中 Ri、Ri+1―第i、i+1段爆破中心距控制震動(dòng)點(diǎn)的距離;Vs―巖石中波速;Tyi―第i段爆破震動(dòng)持續(xù)時(shí)間。
本工程掘進(jìn)區(qū)間分為Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)圍巖,對(duì)于圍巖較好的Ⅲ級(jí)以上圍巖地段,提前采用“預(yù)裂爆破”,對(duì)于圍巖差的Ⅳ級(jí)以下圍巖地段,爆破方式采用“光面爆破”。
在兩種工法選擇爆破參數(shù)時(shí),應(yīng)按照工程類(lèi)比經(jīng)驗(yàn)或施工規(guī)范,合理選擇周邊眼、掏槽眼、輔助眼間距,最小抵抗線等參數(shù)。周邊眼沿設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線布置,采用φ20mm小直徑藥卷,并采用不耦合方式填塞炮孔,以到達(dá)控制爆破震動(dòng)影響目的;其次藥量沿炮眼合理布置,保證周邊爆破時(shí)產(chǎn)生臨空面;掏槽炮眼布置宜根據(jù)隧道開(kāi)挖斷面位于隧道面重心下,并加大裝藥量,形成初始臨空面,以利于后面爆破。輔助炮眼應(yīng)按一定規(guī)律地布置在隧道面周?chē)o助炮眼布置距離應(yīng)根據(jù)規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)確定,這樣可以使爆破的石渣塊體大小達(dá)到出渣及運(yùn)輸要求。起爆方式采用毫秒雷管微差起爆來(lái)控制爆破震動(dòng),保證中間巖柱的穩(wěn)定。爆破中應(yīng)及時(shí)監(jiān)測(cè)中間巖柱的破壞程度,以確定是否重新調(diào)整爆破參數(shù)。
施工時(shí)應(yīng)根據(jù)爆破作業(yè)點(diǎn)和保護(hù)物之間的距離,調(diào)整微差爆破的段數(shù)并控制單響裝藥量,達(dá)到控制爆破各要素的目的。
3.2 炮眼布置方式
①光面爆破眼和周邊眼均朝向輪廓線外斜角打眼,外斜角度1.7~2.5°,外斜率為3%~6%;②二圈眼應(yīng)與光爆眼平行,外斜率均為3%~6%;③掘進(jìn)眼均平行與導(dǎo)洞的中線;④掏槽眼采用直眼掏槽,比其它布設(shè)的炮眼加深200~300mm。
3.3 炸藥,雷管的選擇
(1)炸藥為2號(hào)乳化炸藥,藥卷尺寸分別為Φ32mm和φ20mm,φ20mm小藥卷用于光面爆破。裝藥結(jié)構(gòu)為:①周邊眼與光爆眼采用直徑為φ20的小藥卷,為不耦合裝藥結(jié)構(gòu),采用竹片進(jìn)行不耦合裝藥。②其余炮眼采用Φ32藥卷,為底部連續(xù)結(jié)構(gòu),炮泥僅填塞炮口處。
本工程采用非電毫秒雷管和導(dǎo)爆管相結(jié)合的方式進(jìn)行爆破,導(dǎo)爆管、非電毫秒分別用于炮眼內(nèi)連接和起爆。
3.4 起爆順序
起爆順序的控制對(duì)爆破效果至關(guān)重要。其中,光面爆破起爆順序:掏槽眼裝藥點(diǎn)燃初爆周邊眼爆破;預(yù)裂爆破與上相反。根據(jù)爆破學(xué)原理,前一段爆破應(yīng)為后一段創(chuàng)造良好的臨空面,且爆破過(guò)程要有時(shí)間間隔。所以,爆破參數(shù)在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)嚴(yán)格按照這些思路,在爆破時(shí)序及爆破用量上加以控制,達(dá)到對(duì)爆破效果的優(yōu)化。
4爆破監(jiān)測(cè)及設(shè)計(jì)
在本工程爆破過(guò)程中,進(jìn)行了相關(guān)監(jiān)測(cè)工作,用于保障施工安全,并將爆破信息反饋給施工方,得以提高爆破工作質(zhì)量。監(jiān)測(cè)儀器采用TC-3850振動(dòng)記錄儀。監(jiān)測(cè)儀器如圖2所示,高速公路測(cè)點(diǎn)布置如圖3所示。
圖 2TC-3850振動(dòng)記錄儀圖
圖 3高速公路測(cè)點(diǎn)布置圖
爆破產(chǎn)生的實(shí)際波形如圖4、圖5所示。
圖4垂直振動(dòng)速度示意圖
圖5水平振動(dòng)速度示意圖
結(jié)合爆破監(jiān)測(cè)結(jié)果,對(duì)產(chǎn)生波峰加速度較高的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)垂直振動(dòng)效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響較大,故隧道開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)考慮加大建構(gòu)筑物垂向抗震等保護(hù)措施。
另外,我們根據(jù)采集的樣本點(diǎn)進(jìn)行了數(shù)值擬合及相關(guān)爆破數(shù)值模擬。測(cè)點(diǎn)樣本數(shù)值震速曲線擬合按“薩道夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式"進(jìn)行,圖6、圖7是擬合曲線。由于篇幅有限,問(wèn)中僅給出采集測(cè)點(diǎn)1、測(cè)點(diǎn)2樣本點(diǎn)擬合曲線及實(shí)測(cè)公式,爆破數(shù)值模擬不再給出。
圖6測(cè)點(diǎn)1樣本擬合曲線
圖7測(cè)點(diǎn)2樣本擬合曲線
測(cè)點(diǎn)1擬合公式:;
測(cè)點(diǎn)2擬合公式為:
從擬合曲線可以看出,震速的控制因子主要為爆破裝藥量、震源與測(cè)點(diǎn)距離,由于震動(dòng)速度呈現(xiàn)離散性分布態(tài)勢(shì),所以除了以上兩個(gè)因素外,還有其余因素控制了震動(dòng)的速度,比如巖石的性質(zhì)、孔隙水對(duì)應(yīng)力波的消散作用、裂隙及鉆孔布置等。但通過(guò)試驗(yàn)和模擬過(guò)程,能夠有效分析及控制爆破中的裝藥量和距離,提供了數(shù)量級(jí)別上的定量分析,也為炮眼裝藥,炮眼布孔距離等參數(shù)優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)分析支持。由此可見(jiàn),施工中結(jié)合信息化、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋是隧道開(kāi)挖中不可或缺的一部分。
5結(jié)語(yǔ)
爆破是隧道開(kāi)挖中一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié),當(dāng)前高速鐵路正快速的修建,更多隧道正在開(kāi)挖,這也對(duì)工程爆破提出了更高要求,文章主要從爆破施工、監(jiān)測(cè)及信息反饋簡(jiǎn)明扼要的分析了高速鐵路隧道爆破的主要思路,提出了相關(guān)建議,突出了信息化施工在隧道建設(shè)過(guò)程中的重要性,對(duì)以后的工程提供了一定參考價(jià)值。
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篇7
關(guān)鍵詞:隧道工程;研討式教學(xué);學(xué)生主體原則;教學(xué)改革
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)15-0106-02
引言:
《隧道工程》是高校土木工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)核心課程,該課程內(nèi)容設(shè)置豐富,包括隧道的勘測(cè)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工方法的相關(guān)知識(shí)。通過(guò)《隧道工程》的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠掌握隧道設(shè)計(jì)和施工的基本知識(shí)和理論,熟悉與隧道設(shè)計(jì)和施工有關(guān)的技術(shù)政策和國(guó)內(nèi)外在隧道技術(shù)方面的最新動(dòng)態(tài),了解隧道的施工組織與管理,掌握編制隧道施工圖的基本能力和組織隧道施工的技能。因此,對(duì)于土木工程專(zhuān)業(yè)的本科生來(lái)說(shuō),《隧道工程》課程無(wú)論對(duì)他們的考試、畢業(yè)設(shè)計(jì)和其他專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí),還是以后走上工作崗位、進(jìn)行隧道工程設(shè)計(jì)與施工,都具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
為了提高《隧道工程》課程的教學(xué)質(zhì)量,國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者針對(duì)《隧道工程》課程的教學(xué)手段、教學(xué)方法和教學(xué)模式開(kāi)展了深入研究,取得了許多有價(jià)值的研究成果。通過(guò)為該課程引入新的教學(xué)方法和教學(xué)理念,如互動(dòng)式教學(xué)法[1]、項(xiàng)目教學(xué)法[2]等,提出了許多新的教學(xué)模式[3-4],大大推動(dòng)了其教學(xué)改革的步伐。但是仍存在很多問(wèn)題,如學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高、課堂氣氛不夠活躍、教學(xué)效果差等。因此,結(jié)合《隧道工程》的特點(diǎn),探討新的更為適用的教學(xué)方法和教學(xué)模式是非常必要的。
一、研討式教學(xué)法的概念與實(shí)施原則
(一)概念
所謂研討式教學(xué),就是根據(jù)《隧道工程》課程的教學(xué)內(nèi)容及特點(diǎn),以具體工程問(wèn)題為背景,在教師的教學(xué)指引下,讓學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考與研究,借助豐富的網(wǎng)絡(luò)資料、計(jì)算機(jī)模擬軟件及必要的室內(nèi)試驗(yàn),自己探究知識(shí)的發(fā)生過(guò)程,提出問(wèn)題的解決方案。其中學(xué)生是主導(dǎo),教師只起到一個(gè)向?qū)д吆皖I(lǐng)路人的作用,從問(wèn)題的分析、方案設(shè)計(jì)到實(shí)施,以及結(jié)論的得出,主要由學(xué)生自己考慮來(lái)做,從而培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新思維,提升他們的動(dòng)手技能和解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力。
(二)實(shí)施原則
研討式教學(xué)法的主要教學(xué)原則包括四個(gè)方面,即學(xué)生主體性原則、循序漸進(jìn)原則、啟發(fā)性原則及和諧性原則[5]。
1.學(xué)生主體性原則。以學(xué)生為中心,教師不再是過(guò)去的教學(xué)中心,而是起到輔助、引領(lǐng)作用。學(xué)生通過(guò)對(duì)問(wèn)題的獨(dú)立思考,多動(dòng)手、多分析、多總結(jié),積極探索,發(fā)揮自身的潛能,尋找問(wèn)題的解決辦法,從而逐漸成為學(xué)習(xí)行為的主人,而不再僅僅是一個(gè)“聆聽(tīng)者”。
2.循序漸進(jìn)原則。由于一個(gè)班上學(xué)生的水平參差不齊,基礎(chǔ)也存在較大差異,分析問(wèn)題的能力各有不同,因此,在設(shè)置研討的問(wèn)題時(shí),應(yīng)遵循由易到難、由簡(jiǎn)到繁循序漸進(jìn)的原則。一開(kāi)始設(shè)置的問(wèn)題不要過(guò)難,這樣容易造成學(xué)生的畏難情緒,使研討式教學(xué)模式的課堂教學(xué)效果大打折扣。
3.啟發(fā)性原則。在實(shí)施研討式教學(xué)時(shí),教師要注意采取合理的方式給學(xué)生適當(dāng)?shù)膯⑹?,挖掘他們的?chuàng)新潛力。當(dāng)然,這就要求教師在課前必須要有充分的準(zhǔn)備,對(duì)設(shè)置的問(wèn)題有深刻的認(rèn)識(shí)和獨(dú)到的見(jiàn)解。
4.和諧性原則。研討式教學(xué)過(guò)程中,教師就像導(dǎo)演,而學(xué)生就是真正的演員,要想把研討式教學(xué)這場(chǎng)戲演好,必須教師和學(xué)生通力合作。因?yàn)閹熒g、學(xué)生之間是相互影響的,故必須創(chuàng)設(shè)一個(gè)平等和諧的課堂教學(xué)氛圍,這樣老師和學(xué)生才能共同進(jìn)步。
二、課程特點(diǎn)及存在問(wèn)題
(一)《隧道工程》課程特點(diǎn)
1.教學(xué)內(nèi)容繁雜。根據(jù)課程教學(xué)大綱,《隧道工程》的教學(xué)內(nèi)容豐富、知識(shí)點(diǎn)眾多,在學(xué)習(xí)該課程前,必須具有扎實(shí)的工程地質(zhì)、土力學(xué)和巖石力學(xué)的功底,而且要理解隧道的設(shè)計(jì)與施工理念。
2.行業(yè)性差異大、規(guī)范性要求高。該課程與國(guó)家或省級(jí)部門(mén)制定的各種行業(yè)規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)緊密聯(lián)系,不同行業(yè)有不同的規(guī)范,比如,同樣進(jìn)行隧道設(shè)計(jì),高速公路隧道設(shè)計(jì)依據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D70-2004),鐵路隧道設(shè)計(jì)則依據(jù)《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10003-2005),城市交通隧道設(shè)計(jì)則依據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50157-2003)。因此,在講授該課程時(shí),必須了解甚至理解各種工程規(guī)范的內(nèi)涵。
3.與工程實(shí)踐聯(lián)系緊密。隧道工程作為一門(mén)工程實(shí)踐學(xué)科,與工程是分不開(kāi)的。課程中講授的許多施工方法和理念都是從工程經(jīng)驗(yàn)中逐步發(fā)展而來(lái)的。因此,在授課時(shí),必須將書(shū)本上的理論知識(shí)和工程實(shí)踐緊密結(jié)合,方能取得良好的教學(xué)效果。
(二)存在的主要問(wèn)題
現(xiàn)階段《隧道工程》課程教學(xué)中存在一些共性問(wèn)題,主要表現(xiàn)為四個(gè)方面:
1.內(nèi)容多,課時(shí)少。目前高校《隧道工程》課程只有32學(xué)時(shí),而隨著科學(xué)研究的不斷深入,該課程的教學(xué)內(nèi)容越來(lái)越多,因此要滿足該課程的基本教學(xué)內(nèi)容要求非常緊張,導(dǎo)致“滿堂灌”現(xiàn)象普遍,學(xué)生對(duì)該課程內(nèi)容的掌握和應(yīng)用難度較大。
2.教材的更新跟不上學(xué)科的發(fā)展?,F(xiàn)在的隧道工程方面的教材缺乏規(guī)范的編寫(xiě)思路,更新過(guò)慢、照搬照抄、涵蓋內(nèi)容不全,大多是泛泛而談,介紹最新研究成果或重大工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)的內(nèi)容不多。
3.教學(xué)模式單一,課堂氣氛沉悶?!端淼拦こ獭纺壳安捎玫倪€是填鴨式教育方式,啟發(fā)式、討論式模式較少,學(xué)生學(xué)習(xí)處于被動(dòng)接受狀態(tài),缺乏主動(dòng)性和積極性,課堂教學(xué)效果差。學(xué)生大多在應(yīng)付考試,沒(méi)有深入探究隧道奧秘的熱情,這大大影響了對(duì)他們的專(zhuān)業(yè)能力培養(yǎng)。
4.與工程實(shí)踐脫節(jié)嚴(yán)重?!八淼拦こ獭?,顧名思義只有與工程緊密聯(lián)系才能講好這門(mén)課,但由于資金、場(chǎng)地等條件的限制,學(xué)生無(wú)法到隧道現(xiàn)場(chǎng)去親身感受,因此只能靠課堂上的想象,無(wú)法深入理解隧道的設(shè)計(jì)方法與施工工藝,難以形成全面的、系統(tǒng)的知識(shí)體系。
三、研討式教學(xué)法在隧道課程中的實(shí)施思路
1.《隧道工程》教案的優(yōu)化。要想使研討式教學(xué)法在《隧道工程》課程中取得良好效果,必須首先對(duì)現(xiàn)有的教案和講稿進(jìn)行加工、完善,因?yàn)檠杏懯浇虒W(xué)法的教學(xué)理念和思路與以往相比有顯著的變化,不再遵循“傳統(tǒng)的老師講、學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)”的教學(xué)模式。因此,以往的教案和講稿已不能適應(yīng)研討式教學(xué)法的要求,必須結(jié)合工程實(shí)踐問(wèn)題,編寫(xiě)新的教案,利用多媒體技術(shù)制作新的教學(xué)課件。
2.研討式教學(xué)模塊的設(shè)計(jì)。針對(duì)當(dāng)前深部地下工程中的典型重大災(zāi)害,如塌方、巖爆、瓦斯突出、沖擊地壓、突水突泥等進(jìn)行研討式教學(xué)模塊設(shè)計(jì),根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn),選取合適的工程背景,設(shè)置合理的思考題,增設(shè)課堂討論、課后模擬分析、撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文等教學(xué)模塊,創(chuàng)造條件讓學(xué)生自己參與工程問(wèn)題的分析、討論、試驗(yàn)等,提高《隧道工程》的教學(xué)水平和質(zhì)量,幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)基本理論知識(shí),深入了解隧道工程問(wèn)題。
3.教師督導(dǎo)與點(diǎn)評(píng)。在進(jìn)行課堂研討前,教師必須提前給班里學(xué)生下達(dá)任務(wù),并注意時(shí)刻咨詢(xún)他們的進(jìn)度,讓他們定期來(lái)匯報(bào),給出具體的意見(jiàn)與修改建議,指導(dǎo)學(xué)生如何做好前期工作。在課堂研討結(jié)束,教師要對(duì)研討中存在的共性問(wèn)題進(jìn)行點(diǎn)評(píng),指出學(xué)生的成功與不足之處,提出具體的改進(jìn)措施。下課后,教師應(yīng)認(rèn)真做好教學(xué)總結(jié),撰寫(xiě)教學(xué)筆記,以便后續(xù)逐步改進(jìn)與完善研討式教學(xué)模式。
四、結(jié)語(yǔ)
研討式教學(xué)法是一種新的教學(xué)方法,它能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性,挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能,活躍課堂氛圍。該方法在《隧道工程》中的應(yīng)用,對(duì)提高課堂授課質(zhì)量以及實(shí)施素質(zhì)教育等都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。但需要指出的是,該方法應(yīng)用于《隧道工程》還存在一些問(wèn)題和不足,如學(xué)生前期文獻(xiàn)調(diào)研能力不足,無(wú)法掌握問(wèn)題的研究現(xiàn)狀;學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊,有些無(wú)法真正參與研討式討論;研討式教學(xué)花費(fèi)時(shí)間比較多,課程教學(xué)學(xué)時(shí)不夠等。雖然研討式教學(xué)目前在《隧道工程》中的應(yīng)用還處于初步階段,但相信隨著教學(xué)改革的不斷深入,這些問(wèn)題在以后的課堂實(shí)踐教學(xué)中將逐步得到解決。
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篇8
隨著中國(guó)科技水平及國(guó)際地位的提升,由我國(guó)企業(yè)負(fù)責(zé)或參與的國(guó)際工程項(xiàng)目也越來(lái)越多,特別是在土木和水利工程領(lǐng)域[1]。在該背景下,為了使高等工程教育主動(dòng)服務(wù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略,教育部2010年提出了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(簡(jiǎn)稱(chēng)“卓越計(jì)劃”)。西南交通大學(xué)積極響應(yīng),前后成立茅以升學(xué)院和詹天佑學(xué)院,并以此為依托實(shí)施面向高速鐵路的卓越工程教育培養(yǎng)計(jì)劃?,F(xiàn)已初步構(gòu)建起“3+X”和“4+X”兩個(gè)體系、六種類(lèi)型的工程人才培養(yǎng)模式,旨在培養(yǎng)出面向國(guó)際化高速鐵路的優(yōu)秀工程師。為了響應(yīng)學(xué)校國(guó)際化發(fā)展戰(zhàn)略,服從學(xué)?!爸居诠?,視野寬,基礎(chǔ)堅(jiān),上手快,后勁足,善創(chuàng)造”的工程人才培養(yǎng)目標(biāo),“鐵路工程地質(zhì)學(xué)”作為“高速鐵路卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課成為教學(xué)改革創(chuàng)新的示范點(diǎn),正在不斷調(diào)整和改革教學(xué)模式來(lái)適應(yīng)新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
二、“鐵路工程地質(zhì)學(xué)”發(fā)展歷史及教學(xué)模式
西南交通大學(xué)地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)于1958年成立,是我國(guó)非地質(zhì)院校第一個(gè)專(zhuān)門(mén)為鐵道部門(mén)培養(yǎng)高級(jí)工程地質(zhì)技術(shù)人才開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)。培養(yǎng)出的工程師遍布鐵道部、交通部各大設(shè)計(jì)院、工程局、管理局,承擔(dān)著重要的行政和技術(shù)職務(wù)。參與了寶成、成昆、襄渝、貴昆、南昆、京九、西康、京滬、京津、青藏、廈深等鐵路的建設(shè)[2]?!拌F路工程地質(zhì)學(xué)”作為專(zhuān)業(yè)的重點(diǎn)課程,其全部教學(xué)內(nèi)容和暑期實(shí)習(xí)都與鐵路建設(shè)實(shí)踐相結(jié)合,是一門(mén)研究與解決鐵路工程建設(shè)有關(guān)地質(zhì)問(wèn)題與地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)用性科學(xué)。例如,1959年和1960年本專(zhuān)業(yè)師生對(duì)寶成鐵路的寶雞至廣元段和鷹廈鐵路的路基病害進(jìn)行工程地質(zhì)普查。既解決了生產(chǎn)實(shí)踐中迫切需要解決的路基病害問(wèn)題,又鍛煉了教師和學(xué)生[2]。目前該課程主要涉及滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)分析和評(píng)價(jià),特種巖土的物理力學(xué)性狀和加固處理,地下洞室和地基基礎(chǔ)等內(nèi)容,并形成了具有鮮明鐵路特色的教學(xué)模式[3]。面向鐵路建設(shè),教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合,協(xié)同發(fā)展,即從理論出發(fā)解決工程中的重大地質(zhì)問(wèn)題,又從生產(chǎn)中吸納工程經(jīng)驗(yàn)彌補(bǔ)理論的缺陷。
三、“鐵路工程地質(zhì)學(xué)”的教改必要性分析
雖然以往教學(xué)模式培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的鐵路工程師,為我國(guó)鐵路建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn),但隨著學(xué)科建設(shè)的不斷發(fā)展和教學(xué)質(zhì)量要求的提高,傳統(tǒng)教學(xué)模式以理論知識(shí)的灌輸和短期的地質(zhì)實(shí)習(xí)為主要傳授方式,效果不夠明顯[4],往往出現(xiàn)畢業(yè)的本科生需要再經(jīng)過(guò)單位入職培訓(xùn)才能勝任工作。所以“鐵路工程地質(zhì)學(xué)”課程教改已經(jīng)迫在眉睫。原因大致可以分為兩個(gè)方面。1.教材內(nèi)容陳舊目前使用的《鐵路工程地質(zhì)學(xué)》教材為1990年6月編著,至今已有20多年的歷史。雖然其為我國(guó)鐵路建設(shè)產(chǎn)生了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,但隨著國(guó)內(nèi)外高鐵建設(shè)的迅猛發(fā)展,更復(fù)雜的工程地質(zhì)問(wèn)題的出現(xiàn),工程地質(zhì)研究已不僅僅局限于查明工程地質(zhì)條件和問(wèn)題,更重要的是解決這些問(wèn)題。隨著更嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái),最新的研究成果的公布都對(duì)教材的內(nèi)容提出了更高的要求。此外,學(xué)生培養(yǎng)已由原來(lái)單一的面向鐵路系統(tǒng)而逐漸轉(zhuǎn)為公路、水電、機(jī)場(chǎng)、碼頭港口、市政工程等領(lǐng)域,也促使《鐵路工程地質(zhì)學(xué)》的內(nèi)容進(jìn)行更新和補(bǔ)充,如水電工程地質(zhì)、水庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)等方面內(nèi)容,以使學(xué)生得到更多的關(guān)于不同類(lèi)型工程地質(zhì)所涉及的工作方法、工作內(nèi)容及成果要求等知識(shí)。所以在教材內(nèi)容的更新上必須大大深化復(fù)雜地質(zhì)條件下重大工程地質(zhì)問(wèn)題的研究水平,不僅使該教材成為本科生和碩士生的教科書(shū),而且還盡量成為一本工作手冊(cè)型的成果書(shū)籍。目前作者和其他教師們正在修編該教材,吸納了大量應(yīng)用于工程地質(zhì)領(lǐng)域的新方法和新技術(shù)(如3S技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)和數(shù)值模擬計(jì)算等)。2.教學(xué)模式落后傳統(tǒng)“講授—記憶—實(shí)習(xí)—考試”的教學(xué)模式與當(dāng)前教學(xué)體制的不斷改革格格不入,無(wú)法滿足新時(shí)期下地質(zhì)人才培養(yǎng)的需求。傳統(tǒng)教學(xué)模式以教師為核心,注重學(xué)生地質(zhì)基本知識(shí)的獲得。雖然這種灌輸式的教學(xué)模式大大提高了教師對(duì)學(xué)生知識(shí)輸出的效率,卻忽視了學(xué)生接收并消化知識(shí)的程度。在知識(shí)尚未鞏固之時(shí)進(jìn)行實(shí)習(xí),多數(shù)學(xué)生都是心有余而力不足,難以完成對(duì)知識(shí)的有效遷移與運(yùn)用??荚嚫桥R時(shí)抱佛腳,對(duì)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單拼湊,應(yīng)付了事。這種缺乏教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)模式將學(xué)生的主體地位置之不顧,最后的成效也就可想而知。“鐵路工程地質(zhì)學(xué)”是一門(mén)綜合性的工程類(lèi)課程,教師在教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生知識(shí)與技能兩方面都必須予以高度重視,不可偏廢。這就要求教師根據(jù)本學(xué)科特色靈活運(yùn)用教學(xué)模式。按照當(dāng)代國(guó)內(nèi)外的教學(xué)模式,教師可以依據(jù)課程章節(jié)的不同,采用適合的教學(xué)模式。比如,發(fā)現(xiàn)教學(xué)模式,教師可以提出問(wèn)題,創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,提出假設(shè),評(píng)價(jià)驗(yàn)證,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探索發(fā)現(xiàn),形成自我獎(jiǎng)勵(lì)、自主學(xué)習(xí)的傾向具有重大意義。
四、教學(xué)模式改革探索
教學(xué)模式改革最終落腳點(diǎn)是學(xué)生,必須堅(jiān)持以學(xué)生為本,改革人才評(píng)價(jià)方式,建立能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)體系。具體包括培養(yǎng)學(xué)生工程思維方式,激發(fā)學(xué)生潛能,訓(xùn)練和提升學(xué)生的洞察力、應(yīng)變思維、創(chuàng)造性意識(shí)等。而這些又依托感染學(xué)生情緒、培養(yǎng)學(xué)生興趣、提高教學(xué)質(zhì)量和豐富教學(xué)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。并注重根據(jù)學(xué)生畢業(yè)后發(fā)展質(zhì)量的反饋信息來(lái)改善教學(xué)模式。
1.工程思維方式培養(yǎng)學(xué)生經(jīng)過(guò)大一、大二兩年的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí),掌握了一些基礎(chǔ)地質(zhì)技能,但對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)還不夠深刻,對(duì)地質(zhì)知識(shí)的領(lǐng)悟還不夠全面,如何用學(xué)到的知識(shí)服務(wù)于工程,會(huì)遇到哪些問(wèn)題,如何解決這些問(wèn)題,在這些方面學(xué)生幾乎沒(méi)有直觀的映像,更談不上理論指導(dǎo)實(shí)踐了。因此,在課程緒論部分就應(yīng)當(dāng)清楚闡述工程是什么,地質(zhì)工程是什么,地質(zhì)條件與工程如何相互作用、涉及哪些內(nèi)容、會(huì)遇到哪些問(wèn)題、可以用什么手段解決、目前的發(fā)展趨勢(shì)等等。例如,筆者在課程中采用了《建筑時(shí)空》節(jié)目關(guān)于英吉利海峽隧道建設(shè)的視頻資料,既直觀地說(shuō)明地質(zhì)與工程的關(guān)系,也讓學(xué)生明白了工程地質(zhì)問(wèn)題出現(xiàn)與解決整個(gè)工程處置的演化過(guò)程,為今后的教學(xué)順利開(kāi)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
2.課程設(shè)置工程地質(zhì)學(xué)以地質(zhì)學(xué)理論為基礎(chǔ),通過(guò)勘察、測(cè)繪與實(shí)驗(yàn)等技術(shù)手段來(lái)調(diào)查、研究、解決各類(lèi)工程活動(dòng),為合理選址、設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)營(yíng)服務(wù)的應(yīng)用地質(zhì)學(xué)[5]。為了突出課程重點(diǎn),讓學(xué)生掌握最有效的工程手段和分析方法,培養(yǎng)出具有創(chuàng)新性的工程師。需要堅(jiān)持以下幾點(diǎn)原則:(1)在課程內(nèi)容上,踐行因材施教,關(guān)注學(xué)生的個(gè)性特長(zhǎng),鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性發(fā)展,挖掘?qū)W生的優(yōu)勢(shì)潛能,要實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)與個(gè)人知識(shí)的內(nèi)在整合;(2)在課程實(shí)施上,要超越忠實(shí)取向,走向相互適應(yīng)取向和課程創(chuàng)新取向;(3)在課程評(píng)價(jià)上,要超越目標(biāo)取向的評(píng)價(jià),走向過(guò)程取向和主體取向的評(píng)價(jià);(4)從教學(xué)組織形式入手,改進(jìn)班級(jí)授課制,實(shí)現(xiàn)多種教學(xué)組織形式的綜合運(yùn)用。
3.科技創(chuàng)新實(shí)踐為了學(xué)以致用,提高學(xué)生解決工程地質(zhì)問(wèn)題的能力,學(xué)校廣泛開(kāi)展了各類(lèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng),引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生參加各級(jí)各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽、大學(xué)生創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽、大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃(SRTP)、大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃等方式,為學(xué)生提供廣泛的實(shí)戰(zhàn)平臺(tái),從實(shí)踐上鍛煉和提升創(chuàng)新能力。將課程知識(shí)與科技訓(xùn)練項(xiàng)目結(jié)合,由指導(dǎo)教師指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料,不斷鞏固和提升學(xué)科理論知識(shí),同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作分析和解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力,訓(xùn)練學(xué)生工程思維方式,建立工程實(shí)踐觀念。同時(shí)地質(zhì)專(zhuān)業(yè)根據(jù)自身實(shí)際和發(fā)展需要,構(gòu)建與其學(xué)生培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)、科學(xué)研究相適應(yīng)的高水平實(shí)驗(yàn)室體系(陸地交通抗震及災(zāi)害防治技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室),并把實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程植入,促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、個(gè)性化實(shí)驗(yàn)與學(xué)院的學(xué)科建設(shè)、科學(xué)研究的融合。該項(xiàng)舉措對(duì)于培養(yǎng)合格的工程師具有重要的意義。
4.教學(xué)實(shí)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合學(xué)生工程經(jīng)驗(yàn)的積累等必須依靠實(shí)習(xí)教學(xué)。所以,工程地質(zhì)實(shí)習(xí)作用不可替代,而且是培養(yǎng)“卓越工程師”創(chuàng)新人才的重要載體和途徑[6]。然而眾多高校的實(shí)踐環(huán)節(jié),學(xué)校承擔(dān)全部任務(wù),教師扮演了太多角色,很多時(shí)候?qū)嵙?xí)就是室內(nèi)教學(xué)搬到了室外,雖然學(xué)生通過(guò)實(shí)習(xí)鞏固了知識(shí),鍛煉了能力,但是仍達(dá)不到工程師培養(yǎng)要求。因此,除了暑期實(shí)習(xí)以外,還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加寒假實(shí)習(xí)??梢孕F舐?lián)合,學(xué)生直接去工程所在地實(shí)習(xí),身臨生產(chǎn)第一線,培養(yǎng)多方位的感官認(rèn)識(shí),突出實(shí)踐能力鍛煉和技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。
5.教學(xué)組織設(shè)計(jì)(1)發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的同時(shí),堅(jiān)持“以學(xué)生為本”,踐行學(xué)思結(jié)合,采用啟發(fā)式、案例式、探究式、設(shè)疑式、討論式、考問(wèn)式與發(fā)現(xiàn)式的新型教學(xué)方法[5]。重視批判性與創(chuàng)造思維的訓(xùn)練,激發(fā)學(xué)生的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。踐行知行統(tǒng)一,將知識(shí)實(shí)驗(yàn)、科技創(chuàng)新、技能實(shí)訓(xùn)、科研實(shí)戰(zhàn)貫穿于整個(gè)實(shí)踐教育培養(yǎng)過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、科研能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)組織能力和“獻(xiàn)身、求實(shí)、創(chuàng)新、協(xié)作”的科學(xué)精神。例如,講到我國(guó)四川山區(qū)鐵路建設(shè)的主要工程地質(zhì)問(wèn)題時(shí),先放一些地質(zhì)災(zāi)害的圖片和視頻,然后設(shè)定一些問(wèn)題,讓學(xué)生們結(jié)合學(xué)到的力學(xué)和地質(zhì)知識(shí),思考與討論如何應(yīng)對(duì)和解決這些災(zāi)害,從而培養(yǎng)學(xué)生地質(zhì)問(wèn)題綜合分析提煉的能力。最后通過(guò)討論各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)和可能出現(xiàn)的新問(wèn)題,來(lái)選擇最優(yōu)方案實(shí)施。(2)通過(guò)布置具有挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性的課后習(xí)題或者開(kāi)放性的課題,讓學(xué)生分組查找資料、研究、討論和實(shí)踐,使學(xué)生牢固掌握地質(zhì)知識(shí)和技能,培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、分析能力、思辨能力、合作交流能力、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力和創(chuàng)新能力,最終找到解決問(wèn)題的合理方式。
6.外部激勵(lì)邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師和專(zhuān)家到學(xué)校給學(xué)生上課。如請(qǐng)著名滑坡專(zhuān)家許強(qiáng)以及有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總工程師來(lái)校上課,既提高了教師的學(xué)術(shù)水平,也使學(xué)生學(xué)到了與生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)的知識(shí)與解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力。
7.考核方式及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(1)考核依據(jù)。地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)大綱,實(shí)踐指導(dǎo)書(shū)等是考核的重要依據(jù),同時(shí)還要聯(lián)系學(xué)生的出勤、工作表現(xiàn)、鑒定材料、學(xué)生提交的實(shí)習(xí)日志及其他材料和成果。(2)考核方式。應(yīng)視具體情況采取多種方式進(jìn)行考核,不搞“一刀切”。學(xué)生可以提交實(shí)習(xí)體會(huì)、調(diào)研報(bào)告、工程分析報(bào)告、技術(shù)革新建議、科研報(bào)告或論文,可以提出產(chǎn)品(廣義的)設(shè)計(jì)、工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程項(xiàng)目實(shí)施方案,也可以提供其他物化成果等等。(3)評(píng)分等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)。采取等級(jí)分制和綜合評(píng)分辦法。由雙導(dǎo)師或?qū)熜〗M按優(yōu)、良、合格、不合格4個(gè)等級(jí)進(jìn)行綜合評(píng)分。學(xué)生成績(jī)被評(píng)定為“不合格”的,應(yīng)當(dāng)“補(bǔ)課”。學(xué)生成績(jī)優(yōu)秀的,應(yīng)當(dāng)給予精神鼓勵(lì)和物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)。成績(jī)特別優(yōu)秀的,研究生可以推免攻博,或者可以根據(jù)本人意愿推薦就業(yè)。
五、教學(xué)實(shí)例展示
當(dāng)課程結(jié)束地下洞室這章內(nèi)容時(shí),以中國(guó)高鐵國(guó)際化為背景,引入跨洲際高鐵建設(shè)的藍(lán)圖。密切聯(lián)系隧道工程特點(diǎn),將整個(gè)課堂交給學(xué)生,讓學(xué)生構(gòu)思修建隧道的整個(gè)過(guò)程和可能遇到的地質(zhì)問(wèn)題。例如:白令海峽隧道是一條連接西伯利亞和阿拉斯加的擬建海底隧道,整條隧道長(zhǎng)104km,預(yù)計(jì)這條貫通歐亞美三洲的鐵路將在2030年竣工。隧道完成后可以消除在白令海峽航行的危險(xiǎn),同時(shí)大大提高人財(cái)物運(yùn)輸?shù)男?。首先,教師拋出?wèn)題:在修建海底隧道需要考慮哪些內(nèi)容?接著,學(xué)生自行組隊(duì),通過(guò)5分鐘的自由討論,紛紛闡述己方觀點(diǎn),教師通過(guò)在黑板上概括并羅列的形式展示給所有學(xué)生。學(xué)生在輕松的氛圍下思維非?;钴S,共總結(jié)出如經(jīng)濟(jì)效應(yīng)、設(shè)備測(cè)量、應(yīng)急救援等38條考慮的方面。然后,教師通過(guò)學(xué)生的發(fā)言,將其重新分組,具體分組按投資方、設(shè)計(jì)方、施工方、管理運(yùn)營(yíng)方、地方政府以及人民群眾進(jìn)行劃分(表1)。教師進(jìn)一步要求各組學(xué)生從黑板上的38條篩選出與自己立場(chǎng)最為密切的內(nèi)容。完成之后,由每組代表輪流發(fā)言,闡述本方應(yīng)盡的職責(zé)及相關(guān)措施。在此基礎(chǔ)之上,教師將各方聯(lián)系起來(lái),依據(jù)現(xiàn)實(shí)情況,分析各方的合作關(guān)系、利益關(guān)系和法律關(guān)系,由點(diǎn)及面,將原本復(fù)雜的關(guān)系有條不紊地梳理出來(lái)。從本次課堂教學(xué),可以總結(jié)出課程教改的幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。第一,在課本的基礎(chǔ)之上,教學(xué)內(nèi)容結(jié)合當(dāng)下最新隧道工程,激發(fā)學(xué)生的興趣,引發(fā)學(xué)生的思考。第二,運(yùn)用案例教學(xué),形象生動(dòng),在學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,帶著具體問(wèn)題具體分析的科學(xué)方法,開(kāi)拓學(xué)生思維,訓(xùn)練學(xué)生全面嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪芰?。第三,運(yùn)用角色扮演法,能夠清晰定位,一方面加深了解自己角色的性質(zhì)和職責(zé),也可以明確認(rèn)識(shí)到其他角色,包括角色之間的緊密關(guān)系網(wǎng)。這與培養(yǎng)學(xué)生分析、解決工程地質(zhì)問(wèn)題的能力和工程實(shí)踐能力,成為從事軌道交通工程的勘察、設(shè)計(jì)、管理和技術(shù)支持的應(yīng)用型、復(fù)合型工程技術(shù)人才的目的是不謀而合的。第四,將復(fù)雜的工程先細(xì)化,再系統(tǒng)化。工程涉及財(cái)務(wù)、安全、進(jìn)度、質(zhì)量、管理、法律、技術(shù)、環(huán)境等多方面內(nèi)容。通過(guò)此次課程,在學(xué)生與教師之間的討論之下,對(duì)大量的信息進(jìn)行了完整的歸納與分類(lèi),使得學(xué)生的記憶更加深刻,也為之后參加工作和參與工程打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。
六、結(jié)束語(yǔ)
篇9
關(guān)鍵詞:PDCA循環(huán);工程管理專(zhuān)業(yè);人才培養(yǎng)規(guī)劃
作者簡(jiǎn)介:鮑學(xué)英(1974-),女,寧夏中衛(wèi)人,蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院工程管理系主任,教授,蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院博士研究生;王恩茂(1968-),男,甘肅慶陽(yáng)人,蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院副院長(zhǎng),教授。(甘肅 蘭州 730070)
基金項(xiàng)目:本文系高??蒲谢緲I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金資助(項(xiàng)目編號(hào):212097)、蘭州交通大學(xué)校教改項(xiàng)目、甘肅省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):[2012]GSGXG110)的階段成果。
中圖分類(lèi)號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)26-0025-03
一、蘭州交通大學(xué)工程管理人才培養(yǎng)目標(biāo)定位
開(kāi)展特色專(zhuān)業(yè)點(diǎn)建設(shè)是教育部實(shí)施高等學(xué)校質(zhì)量工程的一項(xiàng)重要內(nèi)容[1],其主旨在于適應(yīng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技、社會(huì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)人才的需求,引導(dǎo)高校根據(jù)自己的辦學(xué)定位,支持已有的專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì),辦出專(zhuān)業(yè)特色,推進(jìn)高校專(zhuān)業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)緊密結(jié)合國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要,為同類(lèi)型高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)建設(shè)起到示范和帶動(dòng)作用。[2]蘭州交通大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我?!保┑墓こ坦芾韺?zhuān)業(yè)經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,于2010年通過(guò)住建部本科專(zhuān)業(yè)教育評(píng)估,2011年被評(píng)為省級(jí)特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)點(diǎn)。作為西北地區(qū)唯一的鐵路高校和較早設(shè)置的工科大學(xué),我校從建校之初就肩負(fù)著西部鐵路工程技術(shù)與管理人才培養(yǎng)的重任;著眼于鐵路大發(fā)展的人才和科技需求,實(shí)施鐵路特色專(zhuān)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃。
2001年6月,舉世矚目的青藏鐵路開(kāi)工建設(shè)。2004年國(guó)務(wù)院審議通過(guò)《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》以來(lái),西部特別是西北路網(wǎng)規(guī)模加快擴(kuò)充,敦煌、嘉蒙、西延、神延、太中銀、哈木、精伊霍、蘭渝、蘭新鐵路第二雙線、青藏鐵路延伸線等相繼建成或在建,交通基礎(chǔ)設(shè)施的日臻完善成為西部大開(kāi)發(fā)的有力支撐條件。在高等工程教育改革和西部“筑路期”的背景下,為了發(fā)揮區(qū)域行業(yè)高校特色專(zhuān)業(yè)的比較優(yōu)勢(shì),面向西部艱苦地區(qū)鐵路建設(shè)的人才需求,確定蘭州交通大學(xué)工程管理專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)定位為:培養(yǎng)能在國(guó)內(nèi)外工程建設(shè)尤其是西部鐵路建設(shè)中從事項(xiàng)目決策和全過(guò)程項(xiàng)目管理的復(fù)合型高級(jí)管理人才。[3]
二、規(guī)劃及實(shí)施
1.總體思路
以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),基于PDCA循環(huán)的質(zhì)量管理方法構(gòu)建工程管理專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式,其最具魅力的地方在于,能建立起自我發(fā)現(xiàn)、自我改進(jìn)、自我完善的管理機(jī)制,從計(jì)劃的制定、實(shí)施、檢查到反饋、改進(jìn),形成自成一體的管理體系[4],這對(duì)工程管理人才培養(yǎng)的建設(shè)與管理來(lái)說(shuō),是科學(xué)合理的、行之有效的方法。
運(yùn)用“PDCA”循環(huán)進(jìn)行人才培養(yǎng)的總體思路如下:
(1)計(jì)劃(P)——調(diào)查社會(huì)行業(yè)需求,分析學(xué)生基本情況,制定相應(yīng)的人才培養(yǎng)方案及詳細(xì)的教學(xué)計(jì)劃。
(2)實(shí)施(D)——按照人才培養(yǎng)方案,構(gòu)建課程體系,制定課程標(biāo)準(zhǔn),并付諸實(shí)施。
(3)檢查(C)——評(píng)價(jià)實(shí)施的結(jié)果,可通過(guò)社會(huì)反饋、企業(yè)調(diào)查、學(xué)生考核等手段,明確效果,找出問(wèn)題。
(4)處理改善(A)——對(duì)總結(jié)檢查的結(jié)果進(jìn)行處理:對(duì)于成功的經(jīng)驗(yàn)加以肯定,納入人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn);對(duì)于失敗的教訓(xùn)也要總結(jié),以免重現(xiàn)。
2.實(shí)施措施
(1)教學(xué)計(jì)劃。在深入中國(guó)中鐵集團(tuán)有限公司、甘肅省勘察院、鐵道部第一設(shè)計(jì)院、中鐵七局等企業(yè)單位廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,積極探索符合行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和社會(huì)對(duì)人才需求的人才培養(yǎng)模式,不斷修訂完善教學(xué)計(jì)劃。人才培養(yǎng)方案力爭(zhēng)反映特色,努力汲取學(xué)科建設(shè)和教育教學(xué)改革中取得的一系列成果,將其體現(xiàn)在人才培養(yǎng)方案中。在課程安排上既要體現(xiàn)大土木工程技術(shù)背景,又要體現(xiàn)西部地區(qū)和鐵路建設(shè)的特色,科學(xué)地處理好各教學(xué)環(huán)節(jié)之間、各類(lèi)課程之間的關(guān)系,構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系。作為甘肅省特色專(zhuān)業(yè),教學(xué)計(jì)劃在特色人才培養(yǎng)上的一個(gè)突出特點(diǎn)是:著眼于鐵路大發(fā)展的人才和科技需求,實(shí)施鐵路特色專(zhuān)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃,設(shè)置了“鐵道概論”、“交通土建工程結(jié)構(gòu)”、“交通工程概預(yù)算”、“交通工程施工與組織”等特色課程,體現(xiàn)了鐵路特色和優(yōu)勢(shì)。同時(shí),著眼于向公路、建筑工程、房地產(chǎn)等領(lǐng)域的投資與項(xiàng)目管理方向拓展,保障學(xué)生在較寬的領(lǐng)域中領(lǐng)悟到大工程項(xiàng)目管理的本質(zhì),向社會(huì)輸送能在國(guó)內(nèi)外工程建設(shè)領(lǐng)域從事項(xiàng)目決策和全過(guò)程項(xiàng)目管理的復(fù)合型高級(jí)管理人才。
(2)師資隊(duì)伍。目前校內(nèi)在冊(cè)的專(zhuān)業(yè)教師人數(shù)共26人,其中教授5人,副教授11人,講師 9人,助教1人。工程管理專(zhuān)業(yè)教師有35人次取得了國(guó)家注冊(cè)咨詢(xún)工程師、造價(jià)工程師、建造師、監(jiān)理工程師、房地產(chǎn)估價(jià)師、律師等執(zhí)業(yè)資格,對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、概預(yù)算、可行性研究等方面教學(xué)產(chǎn)生了積極的影響。
近年來(lái),結(jié)合青藏鐵路、鐵路客運(yùn)專(zhuān)線及高速公路的建設(shè),有80%以上教師參加了相關(guān)科研項(xiàng)目,工程實(shí)踐與科研能力有了極大提高,更好地適應(yīng)了高等工程教育對(duì)師資培養(yǎng)的要求。還有教師走出國(guó)門(mén)承擔(dān)了剛果(金)國(guó)家一號(hào)公路的改建設(shè)計(jì)、中石油土庫(kù)曼斯坦專(zhuān)用鐵路設(shè)計(jì)工作。專(zhuān)任教師大都擁有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)歷,善于按工程問(wèn)題、工程案例和工程項(xiàng)目組織教學(xué),用工程質(zhì)量事關(guān)重大的切身體會(huì)教育學(xué)生樹(shù)立一絲不茍、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。同時(shí),聘請(qǐng)20余名企業(yè)工程技術(shù)人員為兼職教師,建立起一支扎根西部、勝任工程教育的“雙師型”教師隊(duì)伍。
(3)課程建設(shè)。課程安排側(cè)重于“鐵路技術(shù)型工程管理專(zhuān)業(yè)人才”的培養(yǎng)。注重學(xué)生對(duì)鐵路技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握,強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)所學(xué)工程技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)與管理、經(jīng)濟(jì)、法律類(lèi)專(zhuān)業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)的有效融合。按照“精簡(jiǎn)必修、增加選修、壓縮理論課時(shí)、加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)”的原則重構(gòu)課程體系,單門(mén)課程建設(shè)轉(zhuǎn)向重點(diǎn)課程群建設(shè),“工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”、“工程力學(xué)”、“工程測(cè)量”、“土木工程材料”等課程被列為校級(jí)重點(diǎn)課程群,由課程負(fù)責(zé)人牽頭組織對(duì)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段以立項(xiàng)方式開(kāi)展系統(tǒng)改革與研究。注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)從事國(guó)內(nèi)外工程項(xiàng)目綜合管理的基本能力和解決工程管理實(shí)際問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力,著重將學(xué)生綜合專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)落在實(shí)處。
教學(xué)內(nèi)容注重刪繁減舊,充實(shí)新理論、新技術(shù),反映學(xué)科最新發(fā)展動(dòng)態(tài)。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課普遍采用基于工程案例的啟發(fā)式、探究式、討論式、學(xué)習(xí)性教學(xué)方法?!肮こ探?jīng)濟(jì)學(xué)”、“工程測(cè)量”、“交通土建工程結(jié)構(gòu)”、“土木工程材料”4門(mén)課程成為甘肅省精品課程。
教師在教材編寫(xiě)、專(zhuān)著出版、畢業(yè)設(shè)計(jì)、教案講稿、學(xué)生實(shí)驗(yàn)等方面注重鐵路特色。王恩茂、鮑學(xué)英、顧偉紅、祝連波等教師編寫(xiě)出版了《工程經(jīng)濟(jì)學(xué)》、《工程造價(jià)管理》、《安裝工程概預(yù)算》、《鐵路工程計(jì)價(jià)》等30余部特色教材,其中《鐵道線路工程施工》、《橋梁施工》、《交通土建工程概論》入選普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。
(4)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)。創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系由課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)、實(shí)習(xí)與實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、第二課堂等模塊構(gòu)成。
1)設(shè)立“創(chuàng)新教育”必修環(huán)節(jié)。學(xué)生需在四年大學(xué)期間完成32個(gè)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)時(shí)的相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容,通過(guò)相關(guān)考核且成績(jī)合格后,獲得“創(chuàng)新教育”兩個(gè)學(xué)分。創(chuàng)新教育課由多個(gè)獨(dú)立板塊組成,借助開(kāi)放式教學(xué)管理平臺(tái),學(xué)生通過(guò)獨(dú)立設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、分析、制作、操作、發(fā)明等方式,完成創(chuàng)新教育課程的學(xué)習(xí)。學(xué)院制定了創(chuàng)新教育實(shí)施辦法,從管理機(jī)構(gòu)、競(jìng)賽組織、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、論文撰寫(xiě)、學(xué)分認(rèn)定等方面設(shè)有實(shí)施細(xì)則,從制度上保障了創(chuàng)新實(shí)踐的全過(guò)程實(shí)施。
2)開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),建有甘肅省“道路橋梁與地下工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和鐵道部“結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中心”等兩個(gè)省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,另建有甘肅省“土木工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)示范中心”以及工程管理實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)室面積10000多平方米,各類(lèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備1500多臺(tái)(套),總價(jià)值3000余萬(wàn)元,必修實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)出率達(dá)到100%。以教師教改基金和大學(xué)生科技創(chuàng)新基金為保障,以全國(guó)、省、校三級(jí)科技創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)為平臺(tái),組織學(xué)生申請(qǐng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在教師指導(dǎo)下,學(xué)生自主選題、自主擬定實(shí)驗(yàn)方案、撰寫(xiě)科學(xué)總結(jié)報(bào)告,由教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)及報(bào)告情況給出評(píng)分并推薦優(yōu)秀報(bào)告發(fā)表到相應(yīng)科技期刊上。其中,2011年王恩茂老師指導(dǎo)的“秸稈復(fù)合式保溫墻體材料在農(nóng)村地區(qū)的推廣”項(xiàng)目獲得甘肅省第二屆大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽三等獎(jiǎng)。2011年鮑學(xué)英老師指導(dǎo)的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“項(xiàng)目管理沙盤(pán)模擬實(shí)驗(yàn)”順利通過(guò)驗(yàn)收,和課題組學(xué)生李信一起撰寫(xiě)的論文《論項(xiàng)目管理沙盤(pán)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的推廣》發(fā)表在《高等建筑教育》2012年第2期上。2011年靳春玲、鮑學(xué)英老師指導(dǎo)的“大學(xué)生課外科技作品”分別獲得甘肅省二、三等獎(jiǎng)。
3)校企共建教學(xué)實(shí)習(xí)基地。先后與中國(guó)中鐵、中鐵二十一局、中鐵西北鐵道科學(xué)研究院、中鐵一局、鐵道第一勘察設(shè)計(jì)院、68011部隊(duì)等單位簽訂共建實(shí)習(xí)基地協(xié)議,已建成14個(gè)穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)基地和4個(gè)校內(nèi)實(shí)習(xí)基地,基本能夠滿足學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的需要。校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地為學(xué)生的課程實(shí)踐、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、技術(shù)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、學(xué)科競(jìng)賽、科研實(shí)踐等創(chuàng)造良好的工程實(shí)踐環(huán)境。
4)組織開(kāi)展專(zhuān)業(yè)交流及各類(lèi)競(jìng)賽活動(dòng)。2012年組織舉辦了首屆甘肅高校工程管理專(zhuān)業(yè)交流會(huì),有來(lái)自8所院校的教師和學(xué)生參加了交流。連續(xù)多年舉辦算量大賽,組織學(xué)生參加挑戰(zhàn)杯課外科技活動(dòng)作品競(jìng)賽并取得包括國(guó)家銅獎(jiǎng)在內(nèi)的多項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)。
(5)教學(xué)管理。以質(zhì)量管理為核心,重視教學(xué)管理的科學(xué)化和規(guī)范化,重視教學(xué)工作的全過(guò)程管理,進(jìn)一步完善了教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系。通過(guò)土木工程本科教學(xué)水平評(píng)估、院級(jí)本科教學(xué)工作評(píng)估、課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)估、實(shí)踐教學(xué)評(píng)估、新辦專(zhuān)業(yè)評(píng)估、重點(diǎn)課程群達(dá)標(biāo)評(píng)估和教學(xué)督導(dǎo)等一系列舉措,保證了教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的力度與效果。
進(jìn)一步健全與完善教學(xué)督導(dǎo)體系,保障本科教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。教學(xué)督導(dǎo)委員會(huì)在教學(xué)改革研究及校內(nèi)各項(xiàng)評(píng)估、課堂教學(xué)調(diào)研、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的監(jiān)控、教學(xué)文檔的規(guī)范管理等教學(xué)活動(dòng)中發(fā)揮了重要的作用。學(xué)院對(duì)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新教育等實(shí)踐環(huán)節(jié)的管理制定有詳細(xì)的管理辦法。以制度的形式確保教授和副教授登講臺(tái)為本科生上課;嚴(yán)格執(zhí)行教師課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)制度;定期召開(kāi)教學(xué)研究會(huì)議,開(kāi)展教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流;長(zhǎng)期堅(jiān)持學(xué)生評(píng)教與領(lǐng)導(dǎo)及同行專(zhuān)家評(píng)教相結(jié)合的評(píng)教辦法。建立院、系領(lǐng)導(dǎo)聽(tīng)課制度。院、系領(lǐng)導(dǎo)每學(xué)期聽(tīng)課不少于三次,對(duì)每位教師課堂教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段予以分析和指導(dǎo)。完善考試制度和考試管理??荚囐|(zhì)量的好壞直接影響到學(xué)風(fēng),為此學(xué)校制定了一套完備的考試制度,制度覆蓋試題(必修課建立試題庫(kù))、考場(chǎng)布置、監(jiān)考、閱卷、存檔的各個(gè)環(huán)節(jié)。
(6)社會(huì)服務(wù)。我校工程管理專(zhuān)業(yè)從設(shè)立之初,就積極地服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場(chǎng)并取得了一系列的成果。從1995年開(kāi)始,工程管理系承擔(dān)了“甘肅省建筑業(yè)企業(yè)項(xiàng)目經(jīng)理培訓(xùn)”、“全國(guó)注冊(cè)造價(jià)工程師培訓(xùn)”、“注冊(cè)建造師培訓(xùn)”、“甘肅省建筑與房地產(chǎn)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)干部培訓(xùn)”等培訓(xùn)任務(wù),為提高甘肅省建筑業(yè)從業(yè)人員素質(zhì)發(fā)揮了積極的作用,同時(shí)還對(duì)鐵道部第一勘察設(shè)計(jì)院、甘肅水利水電設(shè)計(jì)院、蘭州石化有限責(zé)任公司、蘭州鐵路局、酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心等單位的領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)干部進(jìn)行了工程管理知識(shí)輪訓(xùn),得到了業(yè)內(nèi)人士的充分肯定。同時(shí),專(zhuān)業(yè)課教師積極參與地方重大重點(diǎn)項(xiàng)目的前期決策論證、招投標(biāo)評(píng)標(biāo)、技術(shù)咨詢(xún)等工作,對(duì)甘肅省的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了一定的作用。
(7)思想及身體素質(zhì)培養(yǎng)。開(kāi)展愛(ài)國(guó)愛(ài)路主題教育,激勵(lì)學(xué)生投身到祖國(guó)的鐵路建設(shè)尤其是西部鐵路建設(shè)中。校園建成置有詹天佑塑像、青龍橋車(chē)站的“天佑園”主題教育公園?!八枷氲赖滦摒B(yǎng)和法律基礎(chǔ)”課程中的“肩負(fù)歷史新使命”被評(píng)為省思想政治教育理論課“精彩一課”。在每年的職業(yè)生涯規(guī)劃師生懇談會(huì)上,老教授幾十年如一日在黃土高原安身立命無(wú)悔追求的動(dòng)情講述,新一代青年校友扎根西部鐵路建設(shè)的突出成就,中青年教授、博士科研足跡遍布黃土溝壑、高原凍土、西部荒漠乃至無(wú)人區(qū)域的現(xiàn)身說(shuō)法,感人至深,教育和激勵(lì)著一屆屆畢業(yè)生,循著中國(guó)鐵路建設(shè)先驅(qū)者的足跡,并以學(xué)校教師和優(yōu)秀校友為榜樣,到祖國(guó)最需要的地方去就業(yè)創(chuàng)業(yè)。
開(kāi)展籃球、足球、排球、拔河、越野跑等各類(lèi)體育比賽,開(kāi)展以“了解西部、關(guān)愛(ài)西部、建設(shè)西部”為目的的蘭州徒步行,開(kāi)展“增強(qiáng)體質(zhì)、鍛煉意志”的野營(yíng)遠(yuǎn)足活動(dòng)。公共體育教學(xué)專(zhuān)門(mén)設(shè)立了“野外生存訓(xùn)練課”,教學(xué)內(nèi)容包括山地定向越野、遠(yuǎn)足、沙漠旅行、高原野營(yíng)等內(nèi)容,每年至少舉行兩次穿越山地和荒原的長(zhǎng)距離定向比賽,學(xué)生學(xué)會(huì)了野外生存的基本技能,提高了身心素質(zhì)、合作能力和環(huán)保意識(shí)。學(xué)生畢業(yè)時(shí)體育達(dá)標(biāo)率為100%。這一專(zhuān)項(xiàng)選修課目為學(xué)生未來(lái)崗位工作打下了良好基礎(chǔ)。
三、實(shí)施效果
1.專(zhuān)業(yè)辦學(xué)水平得到廣泛認(rèn)可
2010年,工程管理專(zhuān)業(yè)順利通過(guò)了住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部組織的專(zhuān)業(yè)教育水平評(píng)估,是全國(guó)第27個(gè)、甘肅省第1個(gè)通過(guò)工程管理專(zhuān)業(yè)評(píng)估的專(zhuān)業(yè)。2011年6月被評(píng)為甘肅省特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)點(diǎn),我校是省內(nèi)首家開(kāi)設(shè)工程管理專(zhuān)業(yè)的學(xué)校,工程管理專(zhuān)業(yè)在甘肅省按照一本進(jìn)行招生。專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量得到許多“985”、“211”高校的認(rèn)可,同濟(jì)大學(xué)、西南交通大學(xué)、中南大學(xué)、北京交通大學(xué)、深圳大學(xué)等高校均接收我校推免的碩士研究生。學(xué)科水平和專(zhuān)業(yè)排名處于全省先進(jìn)行列。
2.畢業(yè)生受到用人單位一致好評(píng)
工程管理專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量和辦學(xué)水平不斷提高,使工程管理專(zhuān)業(yè)大學(xué)生不僅具備了扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),還具備了應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力,綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)得到了很大的提高,在各類(lèi)競(jìng)賽和各種考評(píng)中都獲得了良好的成績(jī)。
近年來(lái),工程管理專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生就業(yè)形勢(shì)喜人,歷年應(yīng)屆畢業(yè)生的就業(yè)率均在96%以上。根據(jù)對(duì)畢業(yè)生質(zhì)量的跟蹤調(diào)查,用人單位對(duì)該專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的普遍評(píng)價(jià)是“用得上,靠得住,留得下”,很多單位都愿意吸納我校畢業(yè)生,并采取“3+1”資助培養(yǎng)模式,使雙方受益。許多畢業(yè)生已成為各鐵路局、鐵路勘察設(shè)計(jì)院、中國(guó)中鐵公司、中國(guó)鐵建公司、城市軌道交通建設(shè)管理部門(mén)以及其他部門(mén)的管理者、業(yè)務(wù)骨干和技術(shù)負(fù)責(zé)人,專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生在全國(guó)行業(yè)高校中自愿服務(wù)西部的比例最高。廣大畢業(yè)生以較強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感,勤樸篤行,艱苦創(chuàng)業(yè),在青藏鐵路、蘭新鐵路第二雙線、太中銀、精伊霍、蘭渝鐵路、玉樹(shù)抗震救災(zāi)道路建設(shè)等國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè)中勇挑重?fù)?dān),建功立業(yè),為我國(guó)鐵路特別是西北鐵路的建設(shè)作出了突出貢獻(xiàn)。
3.師資隊(duì)伍水平得到顯著提高
土木工程專(zhuān)業(yè)專(zhuān)任教師中具有教授及副教授等高級(jí)職稱(chēng)者達(dá)到60%以上,全國(guó)工程管理專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)委員1人,1人入選“甘肅省科技領(lǐng)軍人才”。1 人獲“優(yōu)秀教師”稱(chēng)號(hào),1人獲得“我最喜愛(ài)的教師”榮譽(yù)稱(chēng)號(hào),3人獲得教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng),4人獲得青年教師教學(xué)獎(jiǎng)。
4.學(xué)科學(xué)位建設(shè)邁上新臺(tái)階
1997年,在“道路與鐵道工程”碩士點(diǎn)下設(shè)置了“建設(shè)項(xiàng)目管理”方向并開(kāi)始招收碩士研究生,2002年在“管理科學(xué)與工程”碩士點(diǎn)下設(shè)置“工程與項(xiàng)目管理”方向并招生,2008年在“土木工程”一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)下自主設(shè)置了“土木工程建造與管理”二級(jí)學(xué)科博士、碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)并開(kāi)始單獨(dú)招收碩士研究生,2010年取得“工程管理”專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)、“項(xiàng)目管理”工程碩士學(xué)位授權(quán)領(lǐng)域并于2011年開(kāi)始單獨(dú)招生。經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展,目前工程管理專(zhuān)業(yè)已形成了本科、碩士、博士等完整的人才培養(yǎng)體系。
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篇10
【關(guān)鍵詞】: 基坑工程 圍護(hù)體系 安全性 施工技術(shù)
【 abstract 】 : tianjin ring road construction east seven jingjintang expressway engineering because of deck of deck built, change the original by the way of the north three road section, bridge pier site and retaining wall with the original pipeline road position the conflict, need to present situation of pipe demolished. The engineering line groove dig deep biggest 8.5 m, its engineering site for Ⅱ class environment, groundwater level still buried deep 0.76 ~ 2.20 m, within the scope of the special soil mainly for widely distributed and a thick layer of the larger soft soil, the engineering properties of poor. The thesis of construction of the project, the paper analyses the construction of foundation pit supporting structure security, on the basis of the construction of the foundation pit of the detailed papers, guide the project construction.
【 key words 】 : retaining system safety construction foundation pit engineering technology
中圖分類(lèi)號(hào): TU990.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
目前,我國(guó)基礎(chǔ)施工的復(fù)雜程度越來(lái)越大,其開(kāi)挖深度已經(jīng)從最初的幾米發(fā)展到目前的幾十米。但是由于地下土體性質(zhì)、荷載條件、施工環(huán)境的復(fù)雜性,以及在施工過(guò)程中引發(fā)的土體性狀、環(huán)境、鄰近建筑物、地下設(shè)施變化造成不連續(xù)性,都為基坑施工造成了很多困難,所以對(duì)基坑工程的研究勢(shì)在必行。通過(guò)對(duì)基坑工程的研究,可以了解基坑在施工過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變特征,進(jìn)而為基坑施工和支、圍護(hù)設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù),使基坑在施工過(guò)程中,受力、變形等特性都控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi),從而使得人身安全和財(cái)產(chǎn)安全得到強(qiáng)有力的保障。
1. 工程概況
環(huán)東干道七京津塘高速公路跨線橋工程起于經(jīng)三路與緯十路交口以北450m處,上跨緯十路、河道、京津塘高速公路、環(huán)東干道一,止于環(huán)東干道二以北300m處。由于修建環(huán)東干道七跨京津塘高速公路的跨線橋,改變?cè)斜眰?cè)經(jīng)三路的道路斷面,橋梁墩位及道路擋墻位置與原有管線發(fā)生沖突,需對(duì)部分現(xiàn)狀管線進(jìn)行拆除。本工程管線溝槽最大挖深8.5m,橋梁4#墩挖深7m,5#、9#、10#墩挖深7.5m。本工程場(chǎng)地環(huán)境類(lèi)型為Ⅱ類(lèi),地下水靜止水位埋深0.76~2.20m,相當(dāng)于標(biāo)高-0.01~2.19m。場(chǎng)區(qū)地基土的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為0.60m。場(chǎng)地范圍內(nèi)特殊土主要為廣泛分布且層厚較大的軟土,工程性質(zhì)差,其巖土層分布特征如表1所示。
根據(jù)設(shè)計(jì)提供資料,經(jīng)三路上管線基坑最大挖深8.5m,槽深>4m采用鋼樁卡板支撐開(kāi)槽。為確保工字鋼入土深度,先降去一步土,深度2m,然后再進(jìn)行工字鋼插打工作。鋼板樁采用Ⅰ40a工字鋼,樁長(zhǎng)采用13m,入土深度6.5m,間距500mm;采用I50a型工字鋼圍檁,每隔4m設(shè)一道支撐,支撐采用φ180mm鋼管,其支護(hù)圖見(jiàn)圖1所示。
2. 支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定相演算
為確保工程施工的穩(wěn)定性,根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告、建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范(JGJ120-99)和建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范(YB9258-97)等,進(jìn)行深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性演算。
2.1支護(hù)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算參數(shù)及計(jì)算條件
根據(jù)本工程巖土工程勘察資料,各土層的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)如表2所示。根據(jù)環(huán)境條件、地下結(jié)構(gòu)及土層分布厚度,本工程基坑分為三個(gè)區(qū)段,第一區(qū)段為經(jīng)三路上管線工程,最大設(shè)計(jì)挖深8.5m;第二區(qū)段為橋梁4#墩工程;第三區(qū)段為橋梁5#、9#、10#墩工程。計(jì)算時(shí)取最不利經(jīng)三路上管線開(kāi)挖,其附加荷載中:地面荷載為20Kpa,設(shè)計(jì)開(kāi)挖深度8.5m,降土深度2m,實(shí)際開(kāi)挖深度6.5m、基坑長(zhǎng)度436m、基坑寬度9.5m。
按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JGJ120-99)的要求,土壓力計(jì)算采用朗肯土壓力理論,所有土層采用水土合算,因?yàn)榈叵滤怀湓?,用天然重度代替。求支撐軸力用等值梁法,對(duì)凈土壓力零點(diǎn)求力矩平衡而得。樁長(zhǎng)是根據(jù)樁端力矩求出,并應(yīng)滿足抗隆起及整體穩(wěn)定性要求。計(jì)算時(shí)基坑內(nèi)外各土層參數(shù)均采用加權(quán)平均值,由于支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力是隨工況變化的,設(shè)計(jì)時(shí)按最不利情況考慮。
表1. 巖土層分布特征
圖1. 經(jīng)三路上管線基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)圖
表2. 土層物理力學(xué)參數(shù)(坑外)
2.2經(jīng)三路管線工程支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算
2.2.1支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算
按照朗肯土壓力計(jì)算理論作為土側(cè)向壓力設(shè)計(jì)的計(jì)算依據(jù),計(jì)算時(shí),不考慮支護(hù)樁體與土體的摩擦作用,且不對(duì)主、被動(dòng)土壓力系數(shù)進(jìn)行調(diào)整,僅作為安全儲(chǔ)備處理。經(jīng)三路管線工程支護(hù)結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2所示。支護(hù)體系采用單支點(diǎn)板樁支護(hù),內(nèi)力計(jì)算采用等值梁法。
據(jù)凈土壓力零點(diǎn)處墻前被動(dòng)土壓力強(qiáng)度和墻后主動(dòng)土壓力強(qiáng)度相等的關(guān)系,根先求出零點(diǎn)的位置u(該點(diǎn)至基坑底的距離)。由公式t=1.2(u+x)求出樁墻的入土深度。最大彎距在剪力Q=0處,設(shè)從B點(diǎn)向下y米處Q=0,計(jì)算出板樁的最大彎矩Mmax。
計(jì)算土壓力,第一階段挖土深至3.0m,并在此處設(shè)支撐,此階段結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。第二階段挖至基底,挖土深度6.5m,計(jì)算得:
進(jìn)行零點(diǎn)位置u的計(jì)算和支撐力Ra、作為內(nèi)力的剪力Qb計(jì)算如下:
計(jì)算樁墻的入土深度t,并求得最大彎矩Mmax有:
進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算,抗傾覆系數(shù)為1.76,大于規(guī)范要求的1.2,因此滿足要求。進(jìn)行基坑抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算,其安全系數(shù)2.90,大于規(guī)范要求的1.7,滿足要求。進(jìn)行基坑的抗管涌驗(yàn)算,其水力坡降為0.33小于臨界水力坡度0.52,因此抗?jié)B流系數(shù)滿足要求,按設(shè)計(jì)要求本工程采用大口井降水。綜合以上幾種安全控制條件,取入土深度t≧6.499m,樁總長(zhǎng)H=6.5+6.499=12.999m,采用13m鋼板樁,入土深度6.5m,滿足規(guī)范要求。
因基坑周?chē)嬖诘缆芳肮芫€,為確保安全對(duì)變形進(jìn)行估算。本工程按軟弱地層計(jì)算最大變形,道路及管線距鋼板樁支護(hù)2.5m:
圖2 經(jīng)三路管線工程支護(hù)結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)圖
2.2.2 降水設(shè)計(jì)計(jì)算
降水設(shè)計(jì)為提高降水效果將大口井雙排布置,井管下端濾水管埋入含水層內(nèi)。本工程取50m為一個(gè)施工段,最大基坑深度8.5m,溝槽平均寬度9.5m,大口井基坑降水。水井的深度Hw取8.5m。按潛水完整井計(jì)算降水區(qū)域總涌水量Q,可得Q=1003.6m3/d;計(jì)算基坑等效半徑r0,可得基坑等效半徑r0為17.255m。計(jì)算單井出水量,其約為173 m3/d;因此降水井?dāng)?shù)及間距計(jì)算如下,井位布置圖如圖3所示。
井?dāng)?shù): n=1.1×
間距:降水井在溝槽邊以外1.5m雙排布置,井深17.5m,井管間距a=50*2/6=16.67m
圖3. 基坑降水井位布置圖
3. 基坑支護(hù)施工工藝及施工程序
3.1鋼板樁支護(hù)施工工藝及施工程序
鋼板樁采用I40a工字鋼板樁,鋼板樁之間采用I50a工字鋼圍檁進(jìn)行連接,圍檁與每根鋼板樁之間空隙須打入木楔抵緊,轉(zhuǎn)角必須設(shè)置專(zhuān)用構(gòu)件。采用直徑φ180mm的鋼管進(jìn)行內(nèi)支撐,間距4m一道,位于頂面以下3m下。管道安裝須調(diào)整對(duì)撐間距并及時(shí)回填,管道回填后密實(shí)度達(dá)到要求后方可拆除管道上方的鋼支撐,以此為準(zhǔn),每50m為一個(gè)作業(yè)段。
3.1.1鋼板樁施工的一般要求
鋼板樁施工的一般要求如下:(1)板樁的設(shè)置位置要符合設(shè)計(jì)要求,便于基礎(chǔ)施工,即在基礎(chǔ)最突出的邊緣外留有施工作業(yè)面。(2)基坑護(hù)壁板樁的平面布置形狀應(yīng)盡量平直整齊,避免不規(guī)則的轉(zhuǎn)角,以便標(biāo)準(zhǔn)板樁的利用和支撐設(shè)置,各周邊尺寸盡量符合板樁模數(shù)。(3)整個(gè)基礎(chǔ)施工期間,在挖土、吊運(yùn)、澆筑混凝土等施工作業(yè)中,嚴(yán)禁碰撞支撐,禁止任意拆除支撐,禁止在支撐上任意切割、電焊,也不應(yīng)在支撐上擱置重物。
3.1.2板樁施工的順序
板樁準(zhǔn)備圍檁支架安裝板樁打設(shè)偏差糾正拔樁。
3.1.3板樁的檢驗(yàn)、吊裝、堆放
板樁的檢驗(yàn):對(duì)板樁,一般有材質(zhì)檢驗(yàn)和外觀檢驗(yàn),以便對(duì)不合要求的板樁進(jìn)行矯正,以減少打樁過(guò)程中的困難。
板樁吊運(yùn):裝卸板樁宜采用兩點(diǎn)吊。吊運(yùn)時(shí),每次起吊的板樁根數(shù)不宜過(guò)多,注意保護(hù)免受損傷。吊運(yùn)方式有成捆起吊和單根起吊。成捆起吊通常采用鋼索捆扎,而單根吊運(yùn)常用專(zhuān)用的吊具。
板樁堆放:板樁堆放的地點(diǎn),要選擇在不會(huì)因壓重而發(fā)生較大沉陷變形的平坦而堅(jiān)固的場(chǎng)地上,并便于運(yùn)往打樁施工現(xiàn)場(chǎng)。
3.1.4導(dǎo)架的安裝
在板樁施工中,為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直,控制樁的打入精度,防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力,一般都需要設(shè)置一定剛度的、堅(jiān)固的導(dǎo)架,亦稱(chēng)“施工圍檁”。導(dǎo)架采用單層雙面形式,通常由導(dǎo)梁和圍檁樁等組成,圍檁樁的間距一般為2.5~3.5m,雙面圍檁之間的間距不宜過(guò)大,一般略比板樁墻厚度大8~15mm。
3.1.5板樁施打
板樁用吊機(jī)帶振錘施打,施打前一定要熟悉地下管線、構(gòu)筑物的情況,認(rèn)真放出準(zhǔn)確的支護(hù)樁中線。打樁前,對(duì)板樁逐根檢查,剔除銹蝕、變形嚴(yán)重的普通板樁,不合格者待修整后才可使用。在插打過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量監(jiān)控每塊樁的斜度不超過(guò)2%,當(dāng)偏斜過(guò)大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí),拔起重打。
3.1.6板樁的拔除
基坑回填后,要拔除板樁,以便重復(fù)使用。拔除板樁前,應(yīng)仔細(xì)研究拔樁方法、順序和拔樁時(shí)間及土孔處理。否則,由于拔樁的振動(dòng)影響,以及拔樁帶土過(guò)多會(huì)引起地面沉降和位移,會(huì)給已施工的地下結(jié)構(gòu)帶來(lái)危害,并影響臨近原有建筑物、構(gòu)筑物或底下管線的安全。對(duì)拔樁后留下的樁孔,必須及時(shí)回填處理。回填的方法采用填入法,填入法所用材料為砂。
3.2大口井施工工藝及施工程序
降水采用直徑500mm大口井,井深17.5m,間距16.67m,沿基坑兩側(cè)布置,每50m為一個(gè)作業(yè)段。降水從降水井打完后就立刻開(kāi)始,晝夜不停,抽水時(shí)設(shè)置專(zhuān)人負(fù)責(zé),晝夜兩班,每班4人,循環(huán)抽水,抽水期間值班人員要隨時(shí)觀察井內(nèi)水位的上升情況,并做好記錄,保證井內(nèi)水及時(shí)抽出,保證不影響現(xiàn)場(chǎng)土方開(kāi)挖,并把水位降到溝槽開(kāi)挖地面1m以下。
降水施工包括以下工序,:井位布設(shè),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地況,井位布置間距16.67m, 沿基坑兩側(cè)布置;埋設(shè)護(hù)筒,人工開(kāi)挖井位處雜土,以挖到原土為宜,一般挖深在1.5m左右,然后埋設(shè)護(hù)筒,護(hù)筒埋設(shè)要調(diào)正,其中心位置偏離既定井位不超過(guò)10cm。鉆機(jī)就位,鉆機(jī)就位要平整,保證鉆頭于護(hù)筒同心,并保證鉆機(jī)牢固。開(kāi)鉆、成孔,開(kāi)鉆初始,向孔內(nèi)注水,人工控制鉆頭進(jìn)尺速度,防止鉆頭偏移,根據(jù)設(shè)計(jì)深度,從地表向下成孔深入為設(shè)計(jì)深度另加30-50cm,成孔完畢后將孔內(nèi)泥漿淘盡,泥漿比重控制在1.05以下。選管、下管、回填過(guò)濾層:成孔后馬上下管,防止井口坍塌,下管前,選擇堅(jiān)固無(wú)裂縫的無(wú)砂管下到最底處,管與管連接一般選用長(zhǎng)約2m的竹片,周?chē)?根,每根管的上下距管口15cm左右,用鉛絲綁牢,用導(dǎo)向架上的鋼絲繩將管一根根放入孔內(nèi),最后一根管要求露出地表20cm左右。下完管后馬上回填過(guò)濾層填料,選擇粒徑0.2-0.5的干凈石屑沿井周邊順序回填搗實(shí),回填過(guò)程中要保證井管垂直。洗井,洗井時(shí)水泵抽水水流變小,以免因井底泥漿比重過(guò)大,而井管內(nèi)的水被抽靜后造成井管上浮,抽出的水流應(yīng)先大后小,先混后清,必要時(shí)可向井管內(nèi)注入潛水,加強(qiáng)洗井效果。洗井完畢后,移機(jī)下一井位,重復(fù)上述工藝施工。
3.3基坑開(kāi)挖
管槽開(kāi)挖每個(gè)作業(yè)段用二臺(tái)挖掘機(jī)開(kāi)挖與人工配合清底的方式,挖土要遵循“縱向分段、豎向分層先支后挖”的原則進(jìn)行。采取分層分段對(duì)稱(chēng)進(jìn)行,在開(kāi)挖過(guò)程中掌握好“分層、分步、對(duì)稱(chēng)、平衡、限時(shí)”五個(gè)要點(diǎn),遵循“豎向分層、縱向分段、先支后挖”的施工原則。
(1)在基坑開(kāi)挖過(guò)程中先掏槽安裝-500mm(或-1000 mm)處鋼圍檁、架設(shè)鋼支撐,以盡早對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐。自卸汽車(chē)運(yùn)輸,基底以上30cm采用人工突擊開(kāi)挖,嚴(yán)格控制最后一次開(kāi)挖,嚴(yán)禁超挖。
(2)分段開(kāi)挖兩端設(shè)截流溝和排水溝,滲水及雨水及時(shí)泵抽排走。雨季備足排水設(shè)備,做好預(yù)警工作,確保基坑安全。
4. 總結(jié)
在建天津環(huán)東干道七京津塘高速公路跨線橋工程由于修建跨線橋,改變?cè)斜眰?cè)經(jīng)三路的道路斷面,橋梁墩位及道路擋墻位置與原有管線發(fā)生沖突,需對(duì)部分現(xiàn)狀管線進(jìn)行拆除。該工程管線溝槽最大挖深8.5m,其工程場(chǎng)地環(huán)境為Ⅱ類(lèi),地下水靜止水位埋深0.76~2.20m,場(chǎng)地范圍內(nèi)特殊土主要為廣泛分布且層厚較大的軟土,工程性質(zhì)差。論文在對(duì)該工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系安全性分析基礎(chǔ)上,就該工程的施工進(jìn)行了論述,指導(dǎo)了該工程施工。該工程2011年3月1日進(jìn)行基坑開(kāi)挖施工,2010年5月30日竣工。
參考文獻(xiàn)
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