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土木工程隧道論文

時間:2023-01-11 23:07:23

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇土木工程隧道論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

土木工程隧道論文

第1篇

關鍵詞 建筑行業;應用技能型;土木工程;畢業設計

中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:B

文章編號:1671-489X(2014)18-0012-03

土木工程專業的實踐性和應用性較強,畢業設計則是土木工程專業本科實踐教學的綜合,更體現了畢業生解決實際問題和獨立解決問題的綜合能力。隨著卓越工程師培養和應用技能型人才培養的要求不斷提高,傳統的畢業設計指導模式已無法滿足畢業設計的質量要求[1-2]。同時,建筑行業也對土木工程專業的人才培養提出新的要求。當前,在提出建設應用技能型高校,培養應用技能型人才的背景下,本文面向建筑行業需要,探索與創新土木工程專業畢業設計指導模式,建立團隊指導、產學研聯合培養、課程設計與畢業設計一體化、科研項目―創新實驗―畢業論文一體化等畢業設計指導模式,以期提高畢業設計質量,鍛煉學生運用綜合知識的能力,實現卓越工程師和應用技能型人才的培養要求。

1 土木工程專業畢業設計存在的問題

畢業設計選題單一,與實際工程脫節 從畢業設計題目看,大多數畢業設計選題以工程設計為主,單一且陳舊,脫離實際,不能體現本學科最前沿的知識。土木工程專業畢業設計主要是多層民用建筑,雖可涉及辦公樓、教學樓、商場、住宅等,但基本均為框架結構,較少涉及鋼結構、工業廠房、高層建筑等。對技能型高校土木工程專業畢業生來說,只有少數學生可以進入設計單位,絕大部分畢業生從事施工、監理、造價、檢測等工作[3],但畢業設計很少涉及,與實際工程需要脫節。

普遍存在前松后緊現象 土木工程專業畢業設計時間一般為14~16周。實踐表明,在畢業設計開始時,部分學生無從下手,部分學生尚未進入狀態,不急于開始畢業設計工作;另外,就業、考研成績剛剛公布等因素,使得畢業設計的前期時間被大量占用,影響了畢業設計的質量和進度。隨著畢業設計工作的開展,特別是到5月份,學生才意識到時間緊迫,于是開始加緊時間,加快速度,也使得畢業設計質量不高??傊@種前松后緊的現象使得計算書和圖紙錯誤較多,導致畢業設計質量下降。

照抄照搬現象亦較普遍 目前,土木工程專業畢業設計基本采用電腦繪圖并完成計算書,鍛煉了學生軟件應用能力,但這也為學生照抄照搬別人的畢業設計成果提供了條件[4]。在畢業設計期間,不少學生能找到往屆畢業生的畢業設計成果。很多學生由于前期進度較慢,后期直接將別人的畢業設計計算書和圖紙稍加修改,從而短時間內完成畢業設計。這樣完成的畢業設計往往錯誤百出,極易出現計算書前后矛盾、計算書與圖紙自相矛盾等情況,失去畢業設計的目的。

指導教師水平有待提高 應用技能型高校,絕大部分本科辦學時間不長,近年來引進教師較多,他們基本都是從學校到學校,對理論課程比較熟悉,但對實踐教學內容明顯不熟,工程實踐訓練更加缺乏,對規范條文也不夠清楚,不能很好地指導畢業設計。同時,高校歷來重視教師的學歷層次、科研項目、論文、經費到賬等,對教師的工程實踐不夠重視,導致部分高學歷教師在指導畢業設計時,僅能解決畢業設計中的小問題,影響了畢業設計質量,與應用技能型高校的辦學思想也不符。

2 土木工程專業畢業設計指導模式的創新途徑

在應用技能型高校辦學背景下,面向建筑行業需要,土木工程專業畢業設計指導模式亟需改革和創新?;诖?,提出幾種畢業設計指導模式。

團隊指導畢業設計 土木工程專業涉及面廣,其內容無法在畢業設計中全面體現。組建團隊指導畢業設計,從科研、工程實際出發,由多名教師合作組建指導教師團隊,指導多名學生完成較大的畢業設計課題[5]。例如,以某公路設計為團隊畢業設計題目,學生團隊可分別完成線形設計、路基路面設計、橋涵設計、概預算與施工組織設計、附屬設施設計。另外,還可安排建筑工程方向學生完成加油站的結構設計。在這一過程中,團隊成員之間相互交流、協調,最終完成一條公路的設計工作,每個學生都加強了對公路設計的全面認識,形成了比較完善合理的知識結構,加強了綜合運用知識的能力。這不僅符合卓越工程師的培養要求,也是應用技能型人才的培養思路。

產學研結合畢業設計模式 應用技能型高校應加強與企業單位的聯系與合作,這對創新土木工程專業畢業設計指導模式具有指導作用。很多高校指導教師選題缺乏工程實際背景,歷年畢業設計土木具有相似性,造成學生對畢業設計缺乏新鮮感和產生脫離實際感,對畢業設計興趣不高[6]。通過產學研結合,聘請校外企業導師單獨聯合校內導師指導畢業設計,可以豐富畢業設計內容,緊跟工程實際,也可直接參與工程單位項目,這樣可以大大提高畢業設計質量;同時,學生也可以在企業導師的幫助下迅速適應工作環境,對就業大有益處。

課程設計和畢業設計一體化 土木工程專業本科教學中,畢業設計的內容基本是幾門主干專業課程課程設計的綜合。因此,可以利用某一完整的已完工的實際工程資料,根據課程需要,分解成各課程設計的原始參考資料,這樣每個學生的課程設計內容整合后就是一個完整的工程項目設計。畢業設計時,只要將完成的課程設計有機組合成一個完整的設計文件即可。

以城市地下工程方向為例,該專業方向的課程設計除鋼筋混凝土結構和基礎工程課程設計外,一般還包括城市地下空間規劃與設計、地下建筑結構、隧道工程和地下工程施工組織設計等課程設計[7]。從教學內容和教學體系上講,這些課程之間存在緊密的依存、制約關系,如圖1所示。根據地下工程的實際情況,可將設計內容分為四大塊:規劃設計、隧道設計、地下結構設計及施工組織。畢業設計時只要整合好這四大塊內容,即將課程設計內容進行有機整合,并優化之,便可得到與實際工程基本一致的設計方案,甚至更優的設計方案[8]。

畢業論文與教師科研項目、學生創新項目一體化 為培養大學生的自主學習能力,培養大學生的創新精神,教育部、教育廳、高校設立了各級大學生實踐創新項目,學生通過主持或參與這些創新項目,培養了創新意識、合作精神和工程實踐能力。對于這些學生,允許他們以創新項目內容為基礎申請做畢業論文,這樣創新項目和畢業論文互為補充,實為一體。同樣,指導教師也可以將自己的科研項目與畢業論文相結合,具體做法是將科研項目內容進行分解,以適合本科生畢業論文的要求,做到教學與科研相統一。在具體確定畢業論文課題時,應基于學生現有理論和專業知識,選擇以鍛煉動手能力和學習科研方法為出發點的課題。

3 幾點建議

鼓勵年輕教師走出去,增強工程實踐能力 充分調動年輕教師的工作積極性,鼓勵年輕教師加強與工程單位的交流與聯系,積極參與具體工程,包括設計、施工、監理等不同工作性質,全方面提高自身的工程實踐經驗,做到理論與實踐相結合。同時,鼓勵年輕教師參加注冊工程師考試,熟悉工程規范條文,提高解決實際工程問題的能力,取得注冊師證書后還可更好地服務于工程單位。

加強畢業設計管理工作,實施全過程監控 學院要對畢業設計選題、教師指導時間、學生設計時間及畢業設計檢查要求等方面做出詳細規定,安排固定教室進行畢業設計,堅持畢業設計前期、中期、后期檢查,并進行中期答辯,對中期答辯存在問題的學生進行紅牌、黃牌、口頭警告,做到全過程監控學生的畢業設計進度和質量。

保障畢業設計經費,調動指導教師和學生積極性 在教學經費比較緊張的情況下,務必要確保畢業設計經費,解決畢業設計過程中的經費問題,如畢業設計檢查時相關資料的打印、復印等費用;對指導畢業論文的教師及學生可以解決一些試驗材料、測試儀器等費用,充分調動指導教師和學生的積極性。另外,在有可能的情況下,可以適當增加教師指導畢業設計的教學工作量。

嚴把畢業設計答辯關,大力提倡公開答辯 畢業答辯環節十分重要,它是學生畢業設計成果的綜合體現,嚴禁走過場。同時,大力提倡公開答辯。其中,對于優秀畢業設計必須參加公開答辯,并允許低年級學生旁聽,讓低年級學生對畢業設計有一定的感性認識,掌握一些問題的處理方法,為以后自己做好畢業設計打下基礎,還能夠促進優良學風的建立。

4 結語

建設應用技能型高校勢在必行。畢業設計是土木工程專業應用型人才培養思路的一個集中體現,是培養卓越工程師的一個重要環節,也是建筑行業對應用技能型人才的迫切需要。本文以辦好應用技能型高校土木工程專業為目標,總結土木工程專業畢業設計存在的問題,改革并創新土木工程專業畢業設計指導模式,并提出幾點建議,希望對提高土木工程專業畢業生全面素質,對應用技能型高校如何辦好土木工程專業具有借鑒作用。

參考文獻

[1]劉錚,王?,?,孫俊.寬口徑土木工程專業畢業設計模式研究[J].高等建筑教育,2004,13(1):100-102.

[2]李方慧,趙永江,孟凡.基于卓越工程師教育計劃的土木工程專業教學改革[J].高等建筑教育,2012,21(6):40-42.

[3]張亦靜,何杰,肖芳林.基于團隊協作的土木工程專業畢業設計模式探討[J].湖南工業大學學報,2008,22(3):

107-109.

[4]高笑娟,李躍輝.土木工程畢業設計質量的全過程控制方法探索[J].高等建筑教育,2011,20(1):127-130.

[5]李富榮,荀勇,王照宇.土建類專業畢業設計團隊指導模式的研究[J].中國電力教育,2011(11):140-141.

[6]姜旺恒,錢國平.土木工程專業畢業設計教學的題目多樣化改進對策分析[J].中國電力教育,2013(22):184-186.

[7]李富榮.城市地下空間工程專業實踐教學體系的構建與創新[J].教育與職業,2014(5):158-160.

第2篇

關鍵詞:碩士研究生;專業英語;土木工程;教學實踐

中圖分類號:H3-4 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2016)05-0039-05

一、從“學”到“用”的碩士生專業英語內涵

專業英語(English for Specific Purpose,簡稱ESP),特指與某種職業、學科或目的相關聯的英語[1]。根據學習者的語言使用目的和語言環境,專業英語又分為職業英語(English for Occupational Purpose,簡稱 EOP)和學術英語(English for Academic Purpose ,簡稱EAP)[2]兩大分支。對于碩士研究生而言,專業英語教學的主要內容是學術英語,學習目的一般可歸納為了解與本專業相關的專業知識,及時掌握學科發展動態及加強學術交流(發表學術論文或參加國際學術會議),以下文章中所提專業英語皆為學術類專業英語。

專業英語作為通用英語( English for General Purpose,簡稱EGP) 的變體,有兩個基本特點:(1)專業英語具有獨特的詞匯、句法和結構模式。簡要地說, 科技文體正式、客觀,詞匯以中性的技術與半技術詞為多,語法以被動語態與名詞化為主[3]。(2)專業英語具有明顯的專業內涵,需采用與學習者關系最密切的語言素材來進行授課。對學習者而言,學習專業英語是為了了解專業英語的特

點,掌握相關的專業英語基礎知識,但更重要的是學習者在學習專業英語的過程中就開始積累和擴充專業知識,實際上這也是學習專業英語的最終目的。

遵照《中華人民共和國學位條例》《中華人民共和國學位條例暫行實施辦法》的基本要求,以教育部頒發的《非英語專業研究生英語教學大綱》為依據[4],上海理工大學土木工程系制定的碩士研究生培養方案要求學生除了完成基礎英語課程外,還必須修滿36學時的專業英語課程(2學分)。新修訂的教學大綱將專業英語定位為現代信息社會中土木工程人才必須掌握的一門重要語言工具,通過應用這門語言工具可及時獲取專業信息、掌握學科發展動態、發表科研成果及進行國際學術交流。

研究生專業英語教學質量需要通過選擇恰當的課程教學內容和采用合理的教學方法來得到保證,而這一切必須符合專業英語的教學規律。學以致用不是一步完成的,從“學”到“用”英語是逐漸過度的[5],大體可以分為兩個階段:第一階段“學”,即學習專業知識應當如何用英語表達。這里的專業知識涉及的內容應當是學生已熟悉的專業基礎知識,這一階段的主要任務是學生積累專業詞匯,熟悉專業文體。第二階段“用”,即學生通過以英語為載體的書籍、期刊學習本專業的新理論、新技術,以及發表英語學術論文、參加國際學術會議等。

文章結合學校環境與建筑學院土木工程學科研究生專業英語的教學實踐進行專業英語學以致用的探索。

二、“學”階段的主要教學內容及方法

“學”階段學的是英語,“專業英語”一詞中“專業”和“英語”的關系是學生通過已經習得的專業知識更快更好地學習英語在專業領域的表達方式,包括詞匯、語句及語言風格。由于專業英語素材多、詞匯多、語句晦澀難懂,因此這一階段的教學內容必須專業對口、難易適中,且為學生在本科階段已基本掌握的專業知識。這是因為相關的背景知識是決定專業英語理解水平的重要因素之一, 例如土木工程碩士研究生在本科階段學習了“混凝土”、“鋼筋混凝土”及“預應力混凝土”,因此可以快速理解在“concrete(意為混凝土)”前加上“reinforced-”可以獲得“鋼筋混凝土”的英文,或在前面加上“pre-stressed”可以獲得“預應力混凝土”的英文。又如,“workability of fresh concrete”對于無土木工程專業背景的學生來說可能意味著“新鮮混凝土的可使用性”,但對于土木工程碩士研究生來說,它的含義顯而易見,“新拌混凝土的和易性”。由此可見,具有一定的專業知識背景對于理解、掌握專業英語是非常有幫助。

在“學”階段的教學中使用的專業英語教學資料取自多本國際知名土木工程專業系列英語教材,例如結構力學方面有R. C. Hibbeler編著的《Structural Analysis》經典教材,巖土力學方面有B. M. Das編著的《Principles of Geotechnical Engineering》,K. Terzaghi等編著的《Soil Mechanics in Engineering Practice》等著作。

鑒于專業英語安排的學時相對較少(2學時/周×18周,共36學時),為獲得較好的教學效果,必須對教材內容有所取舍,做到突出重點、挈領提綱。對于選定的典型材料,教師可以幫助學生進行相關背景的知識回顧,使學生快速進入語境,應用專業知識進行預測性閱讀,然后才進行關鍵段落、關鍵句、關鍵詞的剖析及講解。

“學”階段的授課以教師指導、學生積極參與的方式進行,使學生可以主動參與并與教師進行交流溝通。通常對于一個典型材料,教師首先通過朗讀使學生獲得正確的英語發音,然后通過原文翻譯,講解專業概念及語句結構。在目前的英語教育測試系統中,為了更好地達到公平公正,大量運用了客觀選擇題,導致學生缺失基本的語法、句法和語言應用能力,從而對內容理解不準確、更有甚者理解錯誤,因此教師在開始階段的引導是非常必要的。接下來是學生參與部分,訓練學生的英文朗讀與正確翻譯原文的能力,從糾正詞匯發音、糾正翻譯錯誤著手,通過一定量的段落朗讀及翻譯練習來提高閱讀英文經典教材及準確理解其含義的能力。

三、“用”階段的主要教學內容及方法

“用”階段用的是英語,“專業英語”一詞中“專業”和“英語”的關系是:(1)學生通過以英語為載體的學術論文、講座、國際會議等形式獲得本專業的先進科學知識及技術成果;(2)并且能夠自己撰寫英語論文、作演講、在國際學術會議上作報告。通過“學”階段的學習,學生已經掌握了一部分基本的專業英語單詞、語句及表達方式,在“用”階段的教學內容上可以提升詞匯、句式結構的難度,并且更有針對性地選擇期刊論文作為專業英語教學資料。與土木工程英語教材相比,期刊論文對寫作體例有更嚴格的要求,國際標準化組織(International Organization for Standardization)、美國國家標準化協會(American National Standards Institute)和英國標準協會(British Standards Institute)等國際或國家組織都對科技論文的寫作體例做了規定,基本內容一般包括:Title標題;Abstract 摘要;Keywords關鍵詞;Introduction引言;Material and method equipment and experimental procedure 材料與方法,設備與實驗過程;Results結果;Conclusions結論;Acknowledgments致謝;References參考文獻),有時還包括Discussion 討論及Appendix附錄。期刊論文與經典教材相比的另一個不同點在于教材上的專業內容多數已為學生熟知,學生通過專業知識背景來學英語;而期刊論文上登載的大多是最新的科學技術,部分為綜述類文獻,學生通過閱讀期刊論文可以及時地掌握專業動態、獲取專業知識。

為學校土木工程碩士研究生專業英語課程選擇的學術論文均取自土木工程方面的國際主流學術期刊,有美國土木工程師學會(American Society of Civil Engineers,簡稱ASCE)出版的雜志期刊,以及聯邦德國的施普林格出版公司(Springer-Verlag GmbH & Co. KG)、荷蘭的埃爾塞維爾科學出版公司(Elsevier Science Publishers)、美國約翰?威利父子公司(John Wiley & Son, Inc.)等著名國際出版社出版的學術期刊。這些期刊覆蓋了土木工程的方方面面,包括巖土工程、結構工程、橋梁工程、隧道工程、土木工程材料等。對于每本用于專業英語素材選取的期刊,都會介紹其主要涉及的學術領域及期刊的出版偏好,例如偏向基礎實驗、理論推導或工程實例分析等,使學生在今后選擇期刊發表科研成果時可以有的放矢。

由上所述可知,專業英語在“用”階段的課程內容安排上有兩條主線:(1)第一條主線是土木工程專業英語文獻各部分的寫作技巧與注意事項,包括摘要、引言、正文(分為試驗研究型、理論研究型及試驗研究結合理論研究型)、結論、致謝及參考文獻等;(2)第二條主線是土木工程專業涉及的專業內容,包括地基基礎、混凝土結構、高層建筑結構、道路及橋梁等。在課程安排上,這兩條主線并不是互相孤立的,而是緊密結合在一起,如表1所示。表1學校土木工程碩士研究生專業英語課程安排的教學內容及學時分配,從中可以看出,在專業英語課程的“用”階段,每一個專業知識板塊和文獻寫作體例所包含的內容是一一對應,相輔相成的。例如在講解知識板塊“土力學與地基基礎”時,會挑選這方面的正文作為教學材料,又或在講解知識板塊“混凝土結構”時,會挑選這方面的引言作為教學材料,這樣學生不僅能學習專業英語詞匯及寫作技巧,還能及時了解土木工程專業方面的最新科研動態。又例如

以某一期刊為例,從官網主頁進入作者投稿須知界面(Guide for Authors),講解該期刊對論文各部分寫作格式的特殊要求,然后進入投稿界面,詳細介紹投稿步驟直至投稿完成。

從表1還可看出,各個知識板塊的學時并非均勻分配的,而是存在一定的靈活性,這主要是考慮到課程的教學內容應該是任課教師本人最熟悉、背景知識功底最深厚的部分,作者在之前的學習工作中基本從事“土力學與地基基礎”和“混凝土結構”這兩方面的科研和教學,因此對該部分內容比較熟悉,授課時可以更生動、講解可以更清晰。

在專業英語“用”階段的教學實踐中安排了內容1和內容2。內容1對應的培養目標是“學生通過以英語為載體的學術論文、講座、國際會議等形式獲得本專業的先進科學知識及技術成果”;內容2對應的培養目標是“并且能夠自己撰寫英語論文、作演講、在國際學術會議上作報告”。內容2的教學安排是由學生自由組合、選取適合的演講題目、進行英語小組演講,這部分內容主要訓練學生在閱讀理解專業英語文獻的基礎上,如何進行專業表達,提高英語的聽、說能力。周奇和朱林菲[6]調查研究發現學生普遍希望增設聽說環節。依據自身教學實踐,要讓小組演講不流于形式應做到以下幾點。

(1)演講內容。必須取自近5年國際主流土木工程期刊上的學術論文,強調“近5年”期限是因為科技文獻的寶貴之處在于登載的專業理論及技術都是最新的,學生通過閱讀近期文獻可以了解符合時展、科技發展的專業學科方向。由于剛入學的碩士研究生對本專業的國際學術期刊不熟悉,一般會指定一些,例如巖土力學方面有《Géotechnique》《Computers and Geotechniques》《Canadian Geotechnical Journal》《Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering》等,巖石力學方面有《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》《Rock Mechanics and Rock Engineering》等,結構、材料方面有《Journal of Structural Engineering》《Cement and Concrete Research》《Cement and Concrete Composites》等。

(2)演講形式。由學生自由組合形成4~5人為單位的演講小組,對所選擇的演講題目按照內容簡介(Outline)、引言(Introduction)、內容主體(main body)、結論(conclusions)進行解說,每位組員都必須上臺演講,總用時控制在13~15分鐘。

(3)提問環節。在每組演講完畢后,其余小組進行提問,演講組可指派任何組員進行回答。

(4)評分標準。演講得分由教師打分(權重40%)和學生打分(權重60%)共同決定。學生打分成績由除演講小組外的其余小組給出,取平均值,評分標準如表2所示:(a)演講長度直接關系到組員是否對演講內容熟悉、組員之間是否有排練及配合;(b)PPT應盡量避免大段文字,要以標題、圖、表為主,培養學生的表達能力,而不是機械性地重復PPT上內容;(c)演講內容必須符合國際發展動向的土木工程學科最新科研成果;(d)演講者需使用專業、流暢的語言進行演講;(e)回答問題環節考核學生是否真實掌握演講內容,以及是否查閱相關參考文獻獲取相關專業知識。

在專業英語課程的“用”階段,學生進行專業演講,提高專業聽、說能力是難點。為了達到預期的培養目標,除了精心安排課堂教學內容和采用合理教學方法以外,還進行了課外拓展。學院土木工程學科一直與國外知名大學土木工程學科有緊密交流合作,僅2015年就有兩位上海市教委“海外名師”項目入選外籍專家來到學院作短期訪問交流(德國亞琛工業大學工程地質與水文地質研究所所長Rafig Azzam教授和澳大利亞臥龍崗環境、土木與采礦學院的Cholachat Rujikiatkamjorn教授)。在此期間,專家們給研究生做了若干次專題報告,都是目前國際上土木工程的熱點問題。學生通過聽報告及提問,既獲得了專業知識,又學到了作演講報告的技巧,提高了聽說能力,有助于較好地完成小組演講。

四、考核方式

進行一定方式的考核是測試學生對課程知識與技能掌握程度的手段之一,同時也為任課教師檢驗自己的教學成果、改進教學方法與手段提供依據。在學院專業英語教學大綱中明確規定,課程最終成績由三部分組成。

(1)平時成績(10%),該部分成績參考出勤率和課堂參與程度。

(2)小組演講(30%),由教師和學生的權重打分決定(參見上一節內容)。

(3)期末考試(60%),包括翻譯(Part 1 Translation)和寫作(Part 2 Writing)兩部分。其中翻譯包括中譯英、英譯中的詞匯及段落翻譯,要求譯文忠于原文、語句通順流暢、表達正確無重大語法錯誤。寫作部分要求學生對所給圖片或表格進行專業性英語描述,要求條理清晰、內容準確,符合專業文獻的表達方式和語言風格。

綜上所述,對考核方式進行了優化設計,避免了專業英語測試中經常會遇到的尷尬問題,即專業英語考試等同于翻譯考試。從考核結果和評教系統的測試結果可以看出,這樣考核方式較為合理,被大部分學生所接受,同時也達到了全面測試學生聽、說、讀、寫、譯能力的效果。

五、結語

科學技術創新離不開科技信息的及時獲取與利用,因此專業英語能力的重要性在現如今信息國際化的時代越來越突出。文章從學院碩士研究生專業英語課程的教學實踐著手,對從“學”到“用”英語的兩階段教學進行了探索。經過專業英語課程的訓練學習,碩士研究生初步具備了利用專業英語及時獲取專業信息、掌握學科發展動態、發表科研成果及進行國際學術交流的能力。

參考文獻:

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[3] 林秋華. “科技英語”教學方法初探[J]. 高等教育研究, 1995, (1): 29 - 30, 36.

[4] 蔡坤寶, 謝紅, 許可. 碩士研究生專業英語教學實踐與探索[J]. 高等建筑教育, 2010, 19(3): 95 - 98.

第3篇

關鍵詞:土木工程;支護技術;應用;分析;現階段

前言

深基坑支護技術措施,是現階段我國范圍之內投入建設的隧道工程項目抑或是高層建筑工程項目等危險性比較強的工程項目施工相關工作進行的過程中得到應用的一種技術措施,深基坑支護技術措施實際應用的過程中,是可以在某些層面上讓工程項目整體性質量以及安全性水平得到一定程度的提升,但是深基坑支護技術措施并不是全面的,其本身具備一定的特征,因此并不是在所有工程項目當中都可以展現出來比較強的適用性,針對現階段我國土木工程施工相關工作進行的過程中應用到的深基坑支護技術措施展開研究分析,可以在對不同類型的技術模式以及結構模式加以一定程度的應用的基礎上,展開各項施工相關工作,因此也是可以在我國土木工程領域中得到較為廣泛的應用。

1.針對邊坡支護技術措施的意義展開研究分析

邊坡支護技術措施實際應用的過程中,可以將各項不利因素對土木工程施工相關工作造成的影響控制在既定的范圍之內,比方說土木工程施工現場土質情況不是十分的理想,那么各項施工相關工作進行的過程中,有可能出現地面塌陷這樣的問題,除此之外也會使得土木工程施工單位承擔一定的經濟損失問題,與此同時某些突發性問題,比方說降雨量的急劇提升會使得施工現場周邊的河流水文大幅度提升,各種類型的不可抗性自然災害都會對土木工程整體進度以及工程項目整體性質量造成一定程度的影響,但是科學合理的應用邊坡支護技術措施的話,可以將這些因素造成的影響控制在可以接受的范圍之內,最終也就可以使得土木工程進度以及土木工程整體性質量水平得到應有的保障。針對現階段我國土木工程領域當中,邊坡支護技術措施的實際應用情況展開研究分析工作,在邊坡支護技術更新換代的過程中,可以使得我國土木工程不斷提出的嶄新需求得到滿足,在現階段我國土木工程項目施工階段當中,針對各項技術措施提出了嶄新的要求,自然邊坡支護技術措施也應當得到優化調整,才可以對土木工程施工相關工作的安全性及穩定性做出應有的保證,并將工程進度及質量控制在一定水平之上,在上文中提及到的背景之下,土木工程項目部領域中的各個工作人員應當將邊坡支護技術措施放置在一個較為重要的地位之上,以便于可以使得施工相關工作的可靠性水平得到一定程度的提升。

2.針對邊批支護技術措施在土木工程領域中的實際應用情況展開研究分析

應當將注漿比例科學合理性放置在較為重要的地位之上,在漿液灌注工作進行的過程中往往都應當應用重力灌注措施,并依據工程項目實際需求適當的開展補充漿液操作;與此同時也應當將基坑領域中的各項工作妥善的完成,在基坑開挖工作進行的過程中應當施行較為嚴格的質量控制措施,科學合理的展開分區工作以便于可以對保護工作的效果做出保證,以免因為長距離基坑開挖工作進行的過程中,出現操作失誤而引發加我誒嚴重的地表塌陷問題;最終在后續各項工作進行的過程中,應當將監測工作力度提升到一定的水平之上,以便于可以及時的發現安全隱患,并在對有效性比較強的措施加以一定程度的應用的基礎上,使得問題得到有效的解決。

3.結語

總而言之,深基坑支護技術措施自從在我國建筑工程行業中得到應用以來,就取得了比較好的應用效果,因此會在我國建筑工程行業發展進程向前推進的過程中起到一定程度的促進性作用,因此在深基坑支護技術措施實際應用的過程中,各項保障性措施應當妥善的完成,以便于可以對各個層面相關問題出現的幾率形成有效的控制,即便是深基坑支護技術措施在發展的過程中逐漸變得較為完善,但是仍然存在一些有待改進的地方,在我國深基坑支護技術措施不斷的改進以及更新的過程中,未來肯定可以在土木工程領域當中發揮出來更為重要的作用。

參考文獻

[1]姜文鵬.深基坑支護施工技術在土木工程中的應用分析[A].旭日華夏(北京)國際科學技術研究院.首屆國際信息化建設學術研討會論文集(一)[C],旭日華夏(北京)國際科學技術研究院:,2016:2.

[2]覃俊甲.邊坡支護技術在土木工程施工中的應用分析[A].旭日華夏(北京)國際科學技術研究院.首屆國際信息化建設學術研討會論文集(一)[C],旭日華夏(北京)國際科學技術研究院,2016:1.

第4篇

關鍵詞:研究生教學;土木工程;數值計算

作者簡介:劉佩(1982-),女,河北晉州人,北京交通大學土木建筑工程學院,講師。(北京 100044)

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)08-0079-02

研究生教育分為課程學習階段、進行科學研究階段和撰寫學位論文階段。研究生教學是培養研究生從事科研工作及撰寫學位論文的基礎。近年來我國研究生教育的規模迅速擴大,引起許多問題,其中如何保證研究生課程的教學質量,包括調動學生學習的積極性和培養學生獨立研究的能力,成為各界關注的焦點之一。

就土木工程專業而言,由于數值模擬技術在工程設計分析中已成為解決復雜問題的有效途徑,因此在原有研究生課程體系中加入新的數值模擬技術作為提高教學質量的一種手段是十分必要的。

本文主要討論了筆者在土木工程研究生教學中的體會:一是通過研討式教學調動學生學習的積極性;二是將工程和科研工作中常用的數值計算軟件融入專業課程教學中,培養學生獨立研究的能力。

一、通過研討式教學調動研究生學習的積極性

根據北京交通大學土木工程專業研究生的培養大綱要求,研究生基礎課及專業課的教學時間都集中在研究生入學后的第一學期,因此出現了研究生需同時上多門課程的情況,部分先修課程與后修課程同時進行,在專業后修課程上學生的理論基礎不夠等。

在研究生課程教學過程中,部分學生對于與研究課題直接相關的課程比較重視,愿意花精力去鉆研;而對于一些基礎課程則比較忽視,往往采取應付的方式。另外,目前研究生入學形式也是多樣化,全日制研究生中的學術碩士、專業碩士的基礎和對待學習的積極性也不盡相同。

導致以上問題的原因,一方面是課程設置的不合理,既耽誤了老師和學生的寶貴時間,又無法取得好的效果;另一方面是有些學生學習積極性不高,不注重課程的系統性和連續性,沒有良好的理論基礎,要想做好后續的科研工作并撰寫出高質量的學位論文是很難的。

拋開課程設置的問題,就任課教師而言,該如何調動研究生學習的積極性使其為后續科研工作打好基礎呢?

第一,在課上經常提醒研究生:他們與本科生有層次上的區別。研究生階段與本科生階段最大的不同就是,本科生所接受的知識基本上是已經被認定為知識的知識,而研究生則要在廣泛接受既定知識的基礎上去尋找和創造尚未被認定的知識。以此激發和鼓勵他們在專業學習方面的積極性和主動性,并使其意識到這種求知欲和征服欲跟以后社會工作中的敬業精神和競爭意識是一致的。

第二,在課上經常提醒研究生:科學研究是一項艱苦而漫長的工作,不但有隨時失敗的可能,而且研究工作的完成和結論的得出往往需要多次的反復。有些觀點的確立往往可能在自己的分析論證過程中又被自己;有時連續幾天翻閱各種資料竟然一無所獲。鼓勵研究生要有戰勝這些困難的信心與決心,因為這種艱難和挫折是成功者的必經之路。以此調動其在專業學習方面的積極性,激發其成為社會精英人士。

第三,由于現在的教學都是采用多媒體,因此課件的制作也是吸引研究生課上注意力和提高其學習積極性的重要一環。課件的制作應貫徹“少而精”的原則,明確教學目的,突出教學重點。研究生課程的一個主要特點是沒有單一的教材,研究生課程教學課件的設計除了基礎理論的講解外,也一定要體現出與國內外研究前沿相結合的特點。設計教學內容時,對于工程實例可加入一些代表性圖片進行講解;對于理論發展過程及前沿研究可采用流程圖;遇到重要理論公式的推導可使用板書。

第四,通過研討式教學提高學生學習的積極性。在課程教學過程中,除了教師講解學生要接受和理解已有研究成果和基本理論外,可以組織學生對一些不完全成熟的理論進行討論,使研究生在課堂上成為真正的主角。通過交互式的教學方式可以激發研究生在自學過程中的探究與發現新事物的精神,培養其良好的思維方式和解決問題的能力。比如作為結構工程專業研究生先修課程的“結構動力學”主要講解基礎理論。而在與其相關的后修課程中,如“結構損傷識別與健康監測”,教師在授課時首先要給學生講解清楚該方面研究的發展歷程,然后引導學生閱讀國內外前沿文獻,尤其是閱讀外文文獻,最后讓學生寫報告并制作課件進行課堂講解和討論。結果表明:學生對于課程知識及前沿動態的掌握比直接聽老師講授效果要好很多。另外,通過研討式教學還可以鍛煉研究生的表達能力。研討式教學要求研究生在掌握足夠的文獻資料并進行充分的調研后,在課堂上就某個問題或觀點發表個人的見解,并同他人進行討論,這樣的過程給了他們充分展示自己的機會。并且要求研究生的論述要有邏輯性、概念準確、表述清楚,因而有助于他們語言組織和表達能力的提高。

二、將科研工作中常用數值計算軟件融入課程教學中,培養研究生的獨立研究能力

土木工程是建造各類工程設施的科學技術的總稱,是具有很強的實踐性的學科,包括結構工程、橋梁與隧道工程、巖土工程、防災減災工程及防護工程、市政工程等。其特點包括:特殊性,可描述性和可統計性很差;綜合性,影響因素眾多,如結構、美觀、環境、社會文化、心理等;復雜性:非線性、隨機性、信息不完整性等;系統性:設計、施工、使用、維修是一個系統。

近年來數值模擬技術在土木工程設計和分析中得到了越來越廣泛的重視,已經成為解決復雜的工程分析計算問題的有效途徑。常用的土木工程數值模擬商業分析軟件在結構方面主要有Ansys、Marc、Abaqus、Adina等。這幾種軟件在解決結構有限元相關問題方面的功能十分強大。另外,數學軟件Matlab(一種可用于算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級計算語言)在設計研究單位和工業部門已被廣泛用于科學研究和解決各種具體問題,在工程界也已流行起來。無論工程方面的哪個學科都能在Matlab中找到相應的功能。在土木工程相關科研工作中,Matlab也是導師越來越多用到的數值計算軟件,它可以用來解決現有商業有限元軟件的不成熟理論方面的問題。

面對數值模擬的迅猛發展,在土木工程專業的數值計算軟件相關課程或專業課程教學中加入Matlab的應用已經是大努力所趨。因此筆者將Matlab的基礎知識及應用融入結構工程專業研究生課程“結構動力學”和“結構損傷識別與健康監測”的教學過程中,在課上講解及演示Matlab在解決專業問題方面的應用,使研究生提早進入科研工作中,并多掌握一種解決問題的手段。以Matlab在“結構損傷識別與健康監測”課程教學中的應用為例,由于專業課的理論內容相對較難,因此每次課可以分為兩段,前一段講解課程理論知識及工程應用,后一段講解軟件的基礎知識及在專業中的應用。這樣既能完成教學任務,學生學習起來也相對輕松,容易接受,積極性較高。對于通過該軟件編程解決專業問題,由于每個人對程序掌握的熟悉程度不同,因此寫出來的程序效率也不同,因此可以在課上給學生講解什么樣的命令會使程序得到簡化;在學生講解自己編寫的程序時也有可能出現老師不常用到的命令;這種交互式的課堂學習討論,對學生掌握課程知識和科研手段以及對老師后續課程教學的調整都有很大幫助。

三、結論

研究生課程教學是研究生培養的一個重要環節。將教師在科研工作中常用的手段和方法融入課程教學中,結合研討式教學,注重提高研究生提出問題、研究問題和解決問題的能力,可以充分發揮研究生學習的主動性和積極性。

對于土木工程專業的研究生而言,教師在日常教學中要經常引導學生把握工程整體觀,講解數值模擬技術在土木工程中的實際應用,使學生獲得一種工程意識,不斷加強理論與實踐結合的能力。通過學習新軟件使學生有了感性認識,并開闊了視野,同時也豐富了理論課程教學及土木工程數值模擬技術教學的內容。通過讓學生編寫程序解決專業問題,并在課堂上講解運行程序,不但使學生掌握了專業知識及相關數學知識,并且克服了對編寫程序的心理恐懼,為后續科研工作打好基礎,取得了良好的教學效果。

參考文獻:

[1]鐘蜀暉.研究生力學課程教學的幾點體會[A].中國力學學會學術大會2009論文摘要集[C].2009.

第5篇

[關鍵詞]城市地下空間工程 實踐教學體系 構建 創新

[作者簡介]李富榮(1982- ),男,江蘇鹽城人,鹽城工學院土木工程學院,講師,碩士,主要從事巖土與城市地下工程等領域的教學與科研工作。(江蘇 鹽城 224051)

[基金項目]本文系江蘇省教育科學“十二五”規劃課題“地方本科院校土木工程專業應用型人才培養研究”(項目編號:C-c/2013/01/002)和2013年鹽城工學院教改研究項目“城市地下空間工程專業實踐教學體系的創新性研究”(項目編號:2013-52)的研究成果。

[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2014)05-0158-03

一、引言

2002年,中南大學首先開設城市地下空間工程專業,該專業是教育部為適應新時期城市建設人才特殊需求而設置的新興專業,簡稱特設專業,目前已有30余所高校開設了城市地下空間工程專業。然而,由于高校背景不一,涉及礦業、核能、交通、建筑、水利、鐵道等不同行業,辦學特色鮮明,雖然課程理論教學基本都可以滿足要求,但作為培養和提高學生綜合素質能力的實踐教學環節卻給高校帶來了難題,同時該專業尚未成立教學指導委員會,專業建設缺乏統一指導,使得城市地下空間工程專業建設與發展難度較大,這點在實踐教學環節尤為明顯。目前,城市地下空間工程專業大多是依托巖土工程專業,但該專業已經超出巖土工程專業的范疇,要建設好城市地下空間工程專業尚需城市規劃、結構工程等專業的支撐。鹽城工學院(以下簡稱“我院”)在新辦城市地下空間工程專業過程中,以培養卓越地下工程師為目標,對城市地下空間工程專業實踐教學體系進行了有益的探索與創新。

二、城市地下空間工程專業實踐教學體系的構建

1.構建原則。目前,在開設城市地下空間工程專業的高校中,該專業招生人數較少,大多每屆招生1個班,30人左右,專業開設較好的中南大學、山東大學、南京工業大學等,每屆也僅招生2個班,60人左右。在大力提倡改革與創新高校教學體系的背景下,城市地下空間工程專業實踐教學體系的構建要求、方法、原則可以表現出與土木工程等專業不盡相同的特點,使之具有自身特色。構建城市地下空間工程專業實踐教學體系的原則是綜合性、整體性、獨立性、科學性。其中,綜合性指城市地下空間工程綜合了城市規劃、結構工程和巖土工程等專業內容;整體性原則要體現教學上實踐與理論相結合的整體功能;由于班級規模較小,學生可以獨立完成大多實踐教學環節,即學生具有較多的獨立實踐機會,體現了較好的獨立性;科學性是要求實踐教學環節的構建與實施要循序漸進,科學合理。

2.構建方案。城市地下空間工程專業實踐教學體系是由實踐教學活動各個要素構成的有機聯系整體,作為特設專業,城市地下空間工程專業實踐教學體系要具有前瞻性和系統性,創新實踐教學內容,緊密聯系城市規劃與建設,積極創新工程設計與施工技術,培養符合專業要求且滿足社會需求的卓越地下工程師。為此,根據城市地下空間工程專業的培養方案,我們構建了城市地下空間工程專業實踐教學體系(見圖1),給學生創造各種獨立的實踐機會,使知識、能力、素質融為一體,增強了學生獨立完成工作的能力。

三、城市地下空間工程專業實踐教學體系的創新

1.實驗教學。城市地下空間工程專業實驗教學環節由基礎實驗、專業實驗、創新實驗等多種實驗構成(見圖2),體現了人才培養多層次、模塊化、系統化和科學性的統一。其中,由學科基礎實驗和力學實驗構成的基礎實驗平臺,不僅訓練了學生的基本技能和素質,還為開展專業實驗、培養學生系統設計和綜合實踐能力打下了基礎。以“土力學與基礎工程”課程為例,該課程是土木工程專業的主干課程、城市地下空間工程專業的核心主干課程,包括土力學和基礎工程兩部分,設有土力學實驗和基礎工程課程設計兩個實踐環節,兼具理論性、專業性和實踐性等特點,是培養卓越地下工程師基本專業素質的基礎。為此,在課程實驗中,將土力學實驗學時調整為16學時,增設土體滲透、擊實、孔隙水壓力及土壓力測試等實驗項目,確保學生充分掌握土地工程地質性質、物理力學性質等土力學基本理論,提高學生的實踐能力,同時對開展后續專業實驗也有很大的益處。專業實驗是更高層次和系統地訓練學生的實驗技術和技能,包括大綱中專業課程實驗和設計性、綜合性實驗。為此,對相關實驗內容進行有機整合和改進,設置了土體與巖石力學對比實驗,實驗內容為采用幾種常規實驗(如壓縮、直剪、三軸)方法,對比分析土體和巖石在物理指標、力學性質、工程應用等方面的異同,由學生自主設計實驗方案(包括實驗目的、方法、步驟、儀器、要求),并向實驗室教師申請實驗時間,經批準后在實驗教師指導下,獨立完成實驗報告。最后,結合學生實驗能力,根據實驗過程、實驗結果綜合評定實驗成績。在設計性、綜合性實驗環節中,根據教學大綱設置了原位測試技術訓練、工程結構測試技術訓練、地下工程設計軟件訓練,以進一步訓練學生的實驗能力,使學生學會從實驗數據中分析實驗現象、得出實驗結論,培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。創新實驗是為了充分開發學生的潛能,激發學生對專業知識的興趣而設置的,可以通過教師的縱橫向課題、學生自主申報大學生實踐創新訓練項目以及參加學科競賽等方式開展。

2.實習環節。城市地下空間工程專業的實習環節可分為課程實習(測量實習、工程地質實習)和專業綜合實習(認識實習、生產實習、畢業實習)兩個層次。其中,課程實習由指導教師統一安排、指導,與土木工程專業基本相同。在專業綜合實習環節中,實行全周期雙導師制,將5~6個學生分為一組,從大二到大四由同一指導教師負責指導,并配有企業兼職指導教師,原則上在校期間不再更換指導教師或企業教師。學生在實習期間,專業指導教師和企業兼職教師共同指導和管理學生,實習結束時,采用校企共同組織的公開答辯方式綜合評定實習成績,形成雙導師指導下的“學生自主實習實踐、教師有效監控指導”的實踐特色。全周期指導是指學生從大二認識實習開始即可與學校專業指導教師和企業兼職教師不間斷交流,除實習時間外,學生還可以有針對性地參與縱橫向課題、工程項目等,使大學實習間而不斷,貫穿始終,最大限度地培養了學生的實踐能力。

3.設計環節。一是課程設計。城市地下空間工程專業設計環節包括課程設計和畢業設計(論文)兩個環節。其中,課程設計除鋼筋混凝土結構和基礎工程課程設計外,還包括城市地下空間規劃與設計,地下建筑結構、隧道工程和地下工程施工組織設計等課程設計。從教學內容和教學體系上講,課程之間存在緊密的依存、制約關系,但傳統的課程設計均安排在課程理論教學完成后進行,且由該課程理論教學教師獨立設計課題、獨立編寫課程設計任務書和指導書、設定獨立的設計參數,各門專業課課程設計內容相對獨立。為此,在城市地下空間工程專業課程設計中,實施綜合性課程設計方案,編寫綜合性課程設計任務書和指導書,具體做法是,本著“真題習做,一題到底”的原則,每2~3個學生設置一個工程實例專題,每個工程實例專業均來源于典型實際工程,緊密結合實際應用。各課程內容及設計是相互關聯的,建立綜合性課程設計的基本思路,最終為畢業設計服務。在綜合性課程設計過程中,學生可以深刻體會到地下空間工程各個部分之間的因果關系和制約條件,初步認識工程的復雜性,鍛煉邏輯思維能力,加強對地下工程整體性概念認識,有助于學生完成畢業設計。在綜合性課程設計環節中,指導教師非常關鍵,要清楚綜合性課程設計的內容、要求、可能出現的問題以及前后課程設計之間的關聯要求,對學生給予正確合理的指導。二是畢業設計(論文)。城市地下空間工程專業學生數較少,便于采用校企合作的團隊指導畢業設計模式,聘請經驗豐富的企業導師參與畢業設計指導工作,有利于畢業設計的質量優化。采用團隊模式指導畢業設計,團隊有總指導教師,每位學生有各自的指導教師,由3~5個學生共同完成一個總項目課題,內容可以涉及城市地下空間規劃設計、地鐵車站設計、地鐵隧道設計、地鐵施工組織設計等,各子課題任務分工明確,研究內容有機聯系,設計選題整體性強,內在聯系緊密,在畢業設計過程中,團隊成員相互交流,團結協作,充分利用專業規范,掌握整個地下工程設計的內容、流程及方法,確保厚基礎、寬口徑走向社會。除了畢業設計外,也有部分學生選擇畢業論文,一般基于省部級以上科研課題項目,由項目主持人擔任課題組長,中級職稱以上教師擔任各子課題導師,也可由科研興趣或科研方向相近、不同專業背景的教師組成指導團隊,由科研素質高的教師擔任組長,其他教師有側重地負責子課題,做到教學與科研相統一。

4.大學生實踐和創新能力訓練。目前,教育部、教育廳及高校都十分注重學生實踐創新能力的培養,設立了各級大學生實踐創新項目,學生可以根據自己的興趣選題,自主選擇導師并申報各級大學生實踐創新項目,這些項目以學生為主體,在導師的指導下,培養了學生的創新意識,加強了學生自主創新的能力。同時,大學生實踐創新能力的培養還可以與教師科研及社會服務相結合,更加貼近工程實踐,從中發現問題、分析問題、解決問題,有利于學生創新思維的培養。為此,可與地方人防辦、城市規劃設計等部門、企業合作,設計一系列開放性、設計性課題,由指導教師負責將創新性實驗與社會服務結合起來,取得良好的社會效益。另外,積極鼓勵和協助學生參加學科競賽(如結構創新大賽、交通科技大賽等),培養學生的創新意識、合作精神和工程實踐能力。

四、結語

城市地下空間工程專業作為新興專業,實踐教學特別需要創新,以適應城市建設、社會發展、學科建設的新要求。通過城市地下空間工程專業實踐教學體系的構建與創新,優化了各實踐教學環節的教學內容、教學方式,提高了學生的獨立工作和科技創新能力。因此,必須以創新為主線,以培養卓越地下工程師為目標,充分利用校內外資源,調動社會、學校、教師、學生等的主動性、積極性,不斷改進、創新、實踐,全面提高學生的綜合實踐能力。

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[7]董倩,劉東燕,黃林青.卓越土木工程師實踐教學體系構建[J].中國大學教學,2012(1).

第6篇

魏 洋 南京林業大學土木工程學院 江蘇南京 210037

【文章摘要】

《大跨徑橋梁設計與施工》課程是土木工程專業方向的一門專業拓展課,其為擴展橋梁方向學生的專業知識而開設,有助于開闊學生的視野, 培養學生的創新意識和實踐能力。本文以該課程建設現狀為背景,論述了該課程建設的思路:革新教學理念, 合理定位教學目標,展示橋梁科研前端,突出工程實踐,探索人才創新體系,鍛煉學生動手能力,建立學生科研與工程實踐的培養體系。同時,介紹了課程建設成果的實踐效果。

【關鍵詞】

土木工程專業;課程建設;教學改革; 大跨徑橋梁;創新能力

中圖分類號:G642.0 文獻表示碼: A 文章編號:

《大跨徑橋梁設計與施工》為土木工程(交通土建工程)專業的特色方向課,是拓展橋梁專業知識,深入學習研究大跨徑橋梁的專業課程,該課程主要教學內容為大跨徑橋梁的結構體系、構造原理、設計計算理論、施工技術及典型大跨徑橋梁工程案例,包括大跨徑梁橋、拱橋、斜拉橋及懸索橋等設計與施工案例。通過各教學環節的學習,使學生了解大跨徑橋梁的發展歷史,掌握常用大跨徑橋梁的結構體系的分類、構造選型、構造處理和大跨徑橋梁的設計計算方法及施工方法的要點,并了解我國現代橋梁的最新建設發展與建設成就,增強學生的民族自豪感與自身責任感。

1 《大跨徑橋梁設計與施工》課程建設現狀及存在的問題

在改革開放前,由于我國橋梁工程以中小跨徑橋梁為主,未設置《大跨徑橋梁設計與施工》這門課。從上一世紀90 年代開始,隨著我國橋梁事業不斷發展、技術水平不斷提高,為學生擴展現代大跨徑橋梁知識、提高創新能力設置這門課程顯得十分必要與重要,包括南京林業大學、東南大學、北京交通大學、福州大學等在內的國內一些高校在土木工程專業都逐步設置了大跨徑橋梁課程,《大跨徑橋梁設計與施工》已成為土木工程專業課程體系的重要組成部分,但由于課程設置歷史短、課程內容覆蓋面廣、難度大,至今國內還未有一本適用的本科生教材,而教材或講義及課件是教學過程所必須的最重要資源。針對《大跨徑橋梁設計與施工》無可用的成熟教材、無系統的教學課件現狀, 以及課程實踐環節強、技術更新快、創新性強等特點,以提高學生興趣與參與意識,鍛煉學生動手能力,培養學生創新能力為目標,展示橋梁科研前端,探索人才創新體系,研究建設《大跨徑橋梁設計與施工》課程體系顯得十分必要。

2 《大跨徑橋梁設計與施工》課程建設思路及內容

2.1 革新教學理念,合理定位教學目標

《大跨徑橋梁設計與施工》教學實施的目的就是為了讓學生了解世界橋梁發展的現狀及我國橋梁建設的新成就,增強學生對不同類型橋梁建造方法的認識、理解,掌握最新先進的橋梁設計與建造技術,提高學生的創新能力,開拓學生的視野。為此,在2012 年,進行了培養方案和教學大綱的修訂,在突出理論基礎教育的同時,重視對大跨徑橋梁的結構形式、構造、設計構思和理念的教育,突出橋梁結構設計與施工技術的創新教育。

2.2 展示橋梁科研前端,突出工程實踐,探索人才創新體系

由于《大跨徑橋梁設計與施工》課程具有設置歷史短、內容廣、難度大、實踐性強等特點,編著一本本科生適用的教材或講義是保障教學效果的前提。針對這一狀況,廣泛收集了相關的專著、期刊論文、學位論文及新聞報道,吸取最新橋梁工程建設及研究成果,編制了實時更新的課程講義,并制作了對應課件,大跨徑橋梁的建設是一個國家科學技術、綜合國力的最新體現,代表著材料、工程科技的最高水平, 大跨徑橋梁的建設常常需要破解一系列技術難題,需要堅持不懈的研發與創新, 在橋梁建設日新月異的今天,講義與課件力求反映最新的、典型的新建的與在建的大跨徑橋梁的技術創新成果,傳遞最新信息,例如:2006 年建成的重慶石板坡長江大橋復線橋的創新的組合結構形式、2008 年建成的蘇通大橋創造的多項世界之最背后的技術挑戰和科技難題、2008 年建成的世界首座墩頂轉體斜拉橋——北京西六環跨豐沙鐵路斜拉橋在施工方法的創新、2012 年建成的國內跨徑最大的三跨懸索橋——南京四橋在防裝裝置、錨碇等方面的創新、正在建設中的采用世界最長沉管隧道施工的跨海大橋——港珠澳大橋等,讓學生深入了解最新的大跨徑橋梁建造技術,突出工程實踐,不斷地跟蹤大跨徑橋梁的前沿發展動態,通過全面展示橋梁科研創新前端,著實培養學生的創新能力。

由于該課程內容具有較強的直觀性, 尤其是構造、方法和施工過程的講解,傳統的教學方法難以解析透徹,易導致理論與實踐的脫節,致使學生的學習興趣低。針對現狀,經過反復實踐研究,全新制作的課件實時反映國內外重大工程項目,理論聯系實際,化抽象為具體,數千幅圖片將枯燥、抽象的結構構造與施工過程呈現為有趣的、直觀的內容,運用立體的、動態的、連續的、全面的表現手法來展示難以用語言描述的橋梁構造和施工方法,且信息量大,能增加學生的理解力、想象力和思維力,激發學生的學習興趣和主觀能動性。在課程實踐中,課件預先拷貝給學生, 有助于課前預先預習及課后的復習觀摩, 促進了優質資源共享。通過以上《大跨徑橋梁設計與施工》課程的資源建設為實踐教學體系的構建奠定了基礎,所制作的課件實時反映國內外重大橋梁工程項目與研究成果,突出工程實踐與創新。195

科普教育

第7篇

Capstone課程,即整合性實作課程,或頂點課程,是指大學高年級學生在教師指導下,應用所學專業課程知識,解決復雜且整合性工程設計問題的教學過程[1-4]。這里的復雜且整合性工程設計問題一般具有以下特點:需要大學多門課程知識才可以解決的問題;問題本身是多面向的,或在技術、專業方面存在相互沖突;是一個實際的工程設計問題,沒有現成的解決辦法;需創新應用專業基本理論和技術實務上最新成果才可以解決的問題;需考慮現實環境多方面的約束,如人力、資金、設備、材料、信息等;問題本身可能對社會及環境有廣泛而深遠的影響;教學過程能夠覆蓋多項專業核心能力培養。

Capstone課程目前已經得到國際工程教育界的廣泛重視,在國際工程教育認證的眾多版本規范中都明確提出將Capstone課程作為本科工程教育的重要必修課[5-7]。美國ABET的前身是1932年在紐約創辦的工程師專業發展理事會(ECPD),最初由美國土木工程師協會、美國機械工程師協會和美國電氣工程師協會等7個協會組成,現已發展成為由30個專業和技術性協會組成的聯盟。ABET作為一個非官方的中介性、非營利認證機構,其專業認證的權威性得到了美國教育部(USDE)和美國高等教育委員會(CHEA)的雙重認可。ABET目前主要在工程、技術、計算機科學以及應用科學等4大學科領域開展專業認證。在ABET頒布的最新工程專業認證規范中,要求每個參與認證的工程專業必須向學生提供整合性設計課程的教學實踐[8-10]。國際上其他隸屬于Washington Accord, Seoul Accord, Sydney Accords3個著名工程教育認證組織的工程教育認證機構,如中國臺灣的IEET、加拿大的CEAB、韓國的ABEEK、澳洲的EA等都有此規定要求[11-12]。工程教育中開設必修Capstone課程,已經成為國際工程教育界的發展趨勢。

在具體開課模式上,無論是Stanford、Berkeley、MIT等國際著名高校,還是IEET認證過的中國臺灣高校,都規定Capstone課程教育中,學生必須分組執行教學計劃,而非個人執行計劃,專業要制定統一的執行規則,課程內容要對應人才培養方案中多數核心能力。

到目前為止,中國高等教育對頂點課程的關注還很少,學術性的介紹和研究也不多見。據粗略考察,在教育部頒布的文件中,只有2003年頒布的《全國普通高等學校體育教育本科專業課程方案》對頂點課程有所提及,并將其定義為“?楸弦蛋囁?設的綜合四年所學知識的課程”。但是關于課程開設的內容、形式、時數則沒有詳細的規定。

與此相似,在中國土木工程本科教育中,Capstone課程也難覓蹤跡。一些類似的設計課程,如土木工程畢業設計、核心課程的課程設計等,從教學組織模式、課程評量方法,以及課程對實現教育目標和專業核心能力的檢視方面來看,這些課程還不能算是真正的Capstone課程,很多方面還存在較大差距。

武夷學院土木工程專業2015-2016學年開始被福建省教育廳批準為首批接受“臺灣中華工程教育學會”(IEET)國際工程教育認證的14個試點專業之一。武夷學院土木工程專業按照國際工程教育認證規范要求,將土木工程專業畢業設計改造為Capstone課程,并從開課模式、課程成績評量方法、課程教學效果檢視等方面開展了Capstone課程教學初步探索。2016年9月12-13日,國家工程教育認證專家進入武夷學院土木工程專業實地訪評,通過查閱Capstone課程教學檔案、現場考核學生等,對Capstone課程教學效果給予了充分肯定。本文擬對武夷學院土木工程專業Capstone課程教學進行詳細介紹,以期為推動國內土木工程專業本科教育與國際工程教育接軌,提高國際工程教育認證實效,促進新建本科高校向應用型轉型發展和培養國際化應用型高級人才提供教學參考。

一、Capstone課程體系的建立

Capstone課程不是一個單一課程,而是一個系統的課程體系。這是因為,要完成Capstone課程任務,通過課程教學取得實效,學生核心能力得到培養,必須與其他先修課程形成一個完整的課程體系。在充分論證基礎上,依托產業界專家,對課程進行改造,從人才培養方案中挑選若干實踐課程,建立從Cornerstone(基石)課程到Capstone課程的一整套從低年級到高年級遞進式整合性實作課程體系(見圖1)。

Capstone課程體系的第一層是Cornerstone課程,即基石課程,面向大學一二年級學生開設,對土木工程專業學生有數學建模競賽、CAD制圖、計算機程序設計等基礎類設計競賽,這是學生利用已掌握的少數核心能力解決模擬工程問題的初步體驗。

第二層次是銜接課程,針對大學二三年級學生開設。包括土力學與基礎工程課程設計、混凝土結構課程設計、施工組織設計課程設計、深基坑與邊坡工程課程設計、隧道工程課程設計、鋼結構課程設計等單科設計類課程,以及每年一度的省級、國家級大學生結構設計大賽和建筑信息模型(BIM)設計大賽。第二層次的課程為大二和大三學生提供了整合一部分專業核心能力解決教師設計出的工程問題的機會,是Capstone課程與Cornerstone課程的銜接橋梁。這些課程中的專業課程設計常常是個人完成課程計劃,而結構設計大賽、BIM設計大賽則是小組合作完成,旨在使學生團隊合作能力得到初步訓練。

第三層次是Capstone課程,武夷學院土木工程專業稱為土木工程設計實務課程,針對大學四年級學生開設。表1是Capstone課程綱要。從表1可以看出,Capstone課程教學以解決復雜且整合性工程問題為主要教學過程,涵蓋土木工程專業全部核心能力的訓練,通過Capstone課程教學,使學生專業核心能力得到進一步鞏固。

二、Capstone課程教學初探

(一) 按照國際工程教育認證規范要求,改造“畢業設計”為Capstone課程

在中國高等教育設置Capstone課程有兩條可能的路徑:一是在課程設置中直接增加Capstone課程,強化學生的知識整合和階段過渡。但是這要增加總學分,增加學生負擔。二是對本科教育中傳統的畢業論文(設計)、核心專業課程的課程設計等進行改造,達到Capstone課程標準。

武夷學院土木工程專業課程規劃中包括整合工程設計能力的專題實作課程,即Capstone課程,是通過對原有畢業設計課程的改造實現的。該課程為必修課程,6個學分,分別在大學四年級的第一學期和第二學期開設,其中第一學期5學分,第二學期1學分,合計6學分。因大四第二學期中途安排畢業實習,所以Capstone課程是結合畢業實習一起進行的。

按照國際工程教育認證規范要求,對原有畢業設計課程進行系統改造,以達到Capstone課程標準,具體做法是:

第一,土木工程專業的畢業設計采取分組進行,每組學生一般為3人,最多不超過4人,學生根據學習興趣自由組隊。每組完成一個工程設計實務課題,課題類型圍繞專業方向設置,一般有房屋建筑工程設計、巖土工程設計、道路橋梁工程設計等。設計過程中強調組內學生的團結協作,提倡跨小組的合作。工程設計題目主要來自于生產實踐。

第二,為涵蓋大部分土木工程專業人才培養方案中的專業核心能力訓練,擴展Capstone課程內容,Capstone課程主要內容有:制定工作計劃、深入實際調查研究和收集資料、中外文獻閱讀、現場勘查、勘探與取樣、建筑設計、結構設計與計算、施工圖設計、施工組織設計、工程概預算、工程環境影響與倫理分析等。

第三,改造課程成績評量機制。為避免出現不同指導教師對課程成績評定的偏差,規定Capstone課程的成績由三個部分組成,分別是指導教師評量成績(占總分的50%)、兩位評閱教師對Capstone課程報告書的評閱成績(取平均分,占總分的20%)和Capstone課程匯報答辯成績(由答辯小組依據匯報答辯情況評定,占總分的30%)。

第四,為每一個課題小組安排一名

業界專家,參與課題指導和成績評定。業界專家參與Capstone課程教學的優點是:一是為課題直接來源于工程實踐提供便捷途徑,業界專家承擔的工程項目就是最好的Capstone課題;二是為學生與產業界零距離接觸提供機會,學生可以通過實習直接參與業界專家的工程項目;三是提高了Capstone課程成績評定結果與業界標準的一致性程度。

(二)創新Capstone課程開課模式

國內土木工程專業畢業設計教學形式基本上是教師出題,每個學生在教學計劃規定的時間內完成設計,一人一題。這種開課模式存在的主要問題:一是假題很多,大部分的設計題目都是教師虛構的,如某某賓館設計、某某中學教學樓設計,每年的題目基本一樣。二是學生做也是假做,雖然按照一些行業規范進行設計,但是無論是房屋建筑工程、巖土工程還是道路橋梁工程的設計,都僅僅涉及結構設計或施工組織設計等很少的一部分內容,與實際工程設計要求相差甚遠,解決的問題不能算是整合性復雜的工程設計問題,課題涵蓋核心能力少,學生不能得到系統的土木工程設計訓練。三是一人一題,不能通過畢業設計教學過程為學生提供團隊協作能力訓練,不符合國際工程教育認證規范要求,而且要在有限時間內完成一個完整的工程項目設計,顯然是不切實際的,只是對畢業設計的一再簡化,教學效果不理想。

以業界專家正在承擔的實際工程項目作為Capstone課題,這種真題訓練是提高畢業設計效果、鍛煉學生專業核心能力的最好途徑。真題還需要真做,以一個實際的邊坡防護工程設計為例,課題任務應當包括現場勘查、勘探與取樣、現場測試、室內測試、防護工程結構設計、施工圖設計、施工組織設計、工程概預算、工程環境影響評價與工程倫理分析等。雖然任務較多,因為是小組合作完成,學生個人的負擔會減輕很多。

課題指導應分階段進行,在不同階段,針對課題任務的重點不同,有針對性地開展設計指導。注重引入業界專家擔任?n題指導教師,圍繞工程設計中的一些關鍵實務技術,開設專題講座,提供體驗產業界的機會,向學生傳授業界流行的設計理念與方法,使課題設計成果更加符合業界標準,而不至于“院校味”太濃厚,脫離實際。

(三)探索Capstone課程教學成效檢視辦法

準確評估Capstone課程教學效果是十分重要的,有助于課程教學效果的持續改善。依照課題分組、分階段進行的Capstone課程教學,與一般基礎課、專業課的教學模式存在明顯不同,Capstone課程教學效果評價也不能僅僅依靠課程成績來完成。問卷調查方法是一個很好的補充。

Capstone課程教學目的之一是培養學生專業核心能力。為檢視學生專業核心能力的培養效果,設置學生專業核心能力問卷調查表(見表2),針對每一項專業核心能力對學生進行調研,按照非常滿意、滿意、一般、不滿意、非常不滿意5個等級打分。通過該表的統計分析,得到學生核心能力的達成度,檢視Capstone課程教學效果。

團隊協作能力是Capstone課程教學效果的重要保障,也是國際工程教育認證專家十分重視的觀察點。Capstone課程教學的溝通主要有課題組學生之間的溝通、學生與指導教師之間的溝通、學生現場調研過程中與業界之間的溝通等。溝通能力在很大程度上影響到Capstone課程的執行效果,必須十分重視學生溝通能力的培養??梢栽O計Capstone課程執行中學生團隊協作問卷調查表(見表3)。該表由課題指導教師完成,針對每一位學生在課題執行中的團隊協作表現,按照非常滿意、滿意、一般、不滿意、非常不滿意5個等級打分。通過該表的統計分析,可以得到學生在Capstone課程教學過程中團隊合作能力情況。

三、結語

與土木工程專業以往的畢業設計相比較,Capstone課程在開課形式上要求學生按照小組進行,分組教學,為學生提供團隊協作能力訓練的機會。強調業界專家參與教學實踐,確保課程教學與產業界零距離接觸。課程內容要涵蓋絕大部分土木工程專業核心能力的訓練,不能簡化課題任務。

Capstone?n程作為大學四年的總體課程,在工程教育中具有重要地位。如何使課程體系、課程教學模式、課程評量方法、課程教學效果評估等更加符合國際工程教育認證的一般規范要求,國內應用型本科高校土木工程專業還面臨許多問題需要深入探索。

要積極開展Capstone課程體系的教育學理論研究,利用高等教育基本原理與高等教育歷史分析方法,論證Capstone課程體系在土木工程專業人才培養中的必要性和重要意義,建立Capstone課程體系教育理論,指導Capstone課程體系的創新教育實踐。

第8篇

[關鍵詞]卓越工程師教育培養計劃 隧道與地下工程專業畢業設計 教學改革

引言

2010年6月教育部啟動了“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)[1],2011年10月,重慶交通大學入選教育部第二批卓越工程師教育培養計劃,實踐性較強的土木工程系為“卓越計劃”實施系之一。隧道與地下工程專業(卓越工程師班)從2012屆開始招收學生,2016年春期該屆學生將進入畢業設計環節。

隧道與地下工程專業畢業設計不僅是學生在畢業前的最后學習和綜合訓練階段、培養學生工程素質和工程實踐能力的重要階段,還是從理論學習過渡到實際工作的重要階段,在隧道與地下工程專業教學大綱中具有舉足輕重的地位。當前,人才競爭日益激烈,工程單位工作節奏日趨加快,傳幫帶的傳統已經難以實現,使得畢業設計這個從學校學習到工作崗位的過渡階段對于畢業生來說變得非常重要,甚至具備了部分“就業前期培訓”的職能[2]。畢業設計過渡階段的特點決定了畢業設計的選題、實施和評價不能僅停留在紙上談兵的層次,必須要面向工程實際[2]。

本文針對重慶交通大學隧道與地下工程專業畢業設計中存在的問題,進行了適應“卓越計劃”人才培養的畢業設計教學改革探討。首先,分析現有畢業設計的現狀和存在問題;其次,基于“卓越計劃”的要求和特點,探討現有畢業設計模式與“卓越計劃”要求之間的差距;第三,針對現階段畢業設計模式的問題進行改革,探索一套與“卓越計劃”人才培養相適應的畢業設計模式。

一、隧道與地下工程專業畢業設計現狀及存在問題

在畢業設計方面,國外畢業設計都針對實際工程項目,讓學生在畢業設計中獲得真正的工程經驗,為未來的職業奠定基礎[2]。而國內高校,畢業設計則更注重理論教學而忽視了工程應用,國內高校在與企業、同行的合作、交流上,尚處于半封閉狀態。以重慶交通大學隧道與地下工程專業畢業設計為例,在整個過程中便存在以下種種問題:

(一) 畢業設計選題類型和方法的局限性

隧道與地下工程專業畢業設計選題大多為隧道工程、基坑支護、滑坡治理等工程設計與施工類題目。這類設計任務雖然能與大部分學生今后的工作掛鉤,但存有以下兩不足:其一是畢業設計選題的科研內容偏少,對于今后從事科研工作的同學來說,需要增加一些偏科研方向的課題;其二是畢業設計選題涉及施工和管理方面的內容不多,對于畢業后從事施工技術和現場管理的的同學來說,需要增加一些這方面的工作。

隧道與地下工程專業和地鐵與軌道工程、巖土工程等兩個專業同時選題,畢業設計歷年的選題方法則存在很大的局限性。“畢業設計動員大會”沒有教師對畢業設計題目的主要目的、要求和內容的講解環節,學生也不能了解全系各位教師所設計的畢業設計題目的全貌。畢業設計選題采用教師在“畢業設計管理系統”網站上掛出題目及要求、內容等,學生自主選擇,教師最后加以確定的方式。從往屆畢業設計選題結果來看,出現“搶”畢業設計題目的現象。這就直接導致了學生們選擇的題目和今后的工作掛不上鉤,也非自己內心所想要的題目,教師所設計的題目也未能找到符合條件的學生。

(二) 實際工作程序認識不足

目前,學生的畢業設計大概采用在網絡上或者上屆的畢業設計中找到類似題目的計算書和圖紙等資料,在教師或畢業設計任務書的指引下完成畢業設計的程序。一方面,本系很多教師并未直接從事設計工作和施工技術與管理方面的工作,因此對設計和施工管理整個完整過程的掌握還不是很充分。另一方面,學生對畢業設計的認識僅僅停留于“計算”和“畫圖”,離真正的“工程設計”還有一段距離,主要原因是學生對真正的工程建設基本程序不了解,更不清楚作為設計人員應該如何與甲方、施工以及工程監理單位打交道,導致畢業之后不能馬上與實際工程設計接軌,這些觀念都應該在畢業設計教學環節階段有所體現[3]。

(三) 時間精力投入不足

畢業設計是一項綜合性較強的教學任務,要求指導教師具備較高的教學水平和嚴謹的工作態度,以及土木行業相關工程實踐經驗[3]。但與此相矛盾的是:1) 部分高校為解決師資緊缺的問題引進大量缺乏工程實踐經驗的年輕博士,承擔指導畢業設計這一綜合性和實踐性較強的課程,難免力不從心;2) 高校教師兼有教學、科研和學科建設等任務,部分教師甚至還有兼職工作,因此用于指導畢業設計的時間和精力皆不足;3) 高校擴招,存在一位教師指導近十名學生畢業設計的情況,不能做到針對學生各自的特點、興趣因材施教和抽出更多精力投入畢業設計指導中。

畢業設計通常安排在本科最后一個學期,考研的學生則忙于參加考研學習、復試,很多學生還要參加各種招聘會、雙選會,這些都會分散學生畢業設計的精力[3]。另外,簽約之后的學生,認為畢業設計成績的好壞已經無關緊要而輕視畢業設計,甚至把最后一學期當成畢業旅行的最佳日子。因此,學生們投入時間和精力是不足的,存在部分學生半個月、一個星期完成畢業設計的例子。

(四) 畢業設計工作量和質量參差不齊

畢業設計存在依賴電算、忽視理論計算的現象。利用有限元應用軟件進行工程設計在各大設計院已經普及,各大專院校工程類畢業設計對應用軟件的依賴非常嚴重。在畢業設計計算過程中,學生往往只注重對軟件的操作和應用,而忽略專業基本知識、對規范的理解和具體計算過程的問題,因此對計算結果合理與否無從驗證;更有甚者,對軟件的操作尚處于一知半解,計算結果和真實值大相徑庭。另一方面,利用計算機軟件設計出來的圖紙一般會存在某些錯誤,而學生在設計中缺失了基礎概念和對規范的理解和掌握,因此不能及時發現并改正這些錯誤。

畢業設計存在嚴重的抄襲現象。畢業設計相關題目的設計資料在互聯網上皆能找到,甚至高年級的畢業設計資料也能得到,很多學生依葫蘆畫瓢,有的學生到最后甚至不加思索大篇大段抄襲。在很短時間內倉促完成畢業設計任務,設計資料漏洞百出、施工圖和計算書前后矛盾的現象頻現。

畢業設計深度和要求不規范的現象。由于畢業設計深度和要求比較模糊,學生們做的畢業設計深度不一致,也不規范,這就使得做得全面的學生畢業設計計算書分量是深度不夠的學生的幾倍。畢業設計深度和要求的模糊,甚至導致考核標準的不統一。

畢業設計規范更新滯后的現象。土木專業規范近年來更新頻繁,這就需要高校圖書館資料做到及時更新,但是大多圖書館更新速度較慢,導致學生不能利用最新的規范進行畢業設計;高校擴招學生人數的增加,導致學生在畢業設計時人均能利用的規范和手冊較少,尤其是最近兩三年新頒布的規范和規程[3]。另外,網絡發達的今天,畢業設計相關最新規范互聯網上基本都有電子版本,但是由于學生、甚至教師的主要精力不在其上,導致規范更新滯后,存在與社會現狀脫節的現象。

二、隧道與地下工程專業畢業設計模式改革

教育部2010年6月啟動的“卓越計劃”目的在于通過教育和行業、高校和企業的密切合作,以實際工程為背景,以工程技術為主線,著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力,按照“3+1”人才培養模式培養造就一大批創新能力強、適應企業發展需要的多種類型優秀工程師[5]。鑒于現行畢業設計模式存在上述四個方面的問題,且而現行畢業設計模式對實踐能力的培養尚有欠缺,對創新能力、團隊協作能力與綜合解決問題能力的培養基本為零。因此,為滿足卓越隧道與地下工程專業師培養需求,在隧道與地下工程專業畢業設計模式方面應具有符合“卓越計劃”要求的全新模式。

(一)畢業設計題目改革并實行雙向選擇

畢業設計題目設計方面:將學生走出校門后的實際工作作為畢業設計選題范圍和方向,通過需求分析,進行面向實際的畢業設計選題庫建設。在具體實施環節上,隧道與地下工程專業主要分為學術研究型、工程設計型和施工技術管理型三個方向。各方面畢業設計選題的數量大概由往屆畢業生實際工作方向為指導。

選題是畢業設計能否創新的關鍵,選擇富有科學性、新穎性和創造性的題目作為畢業設計課題,一個很好的畢業設計題目交給一個不感興趣和不具備完成該選題基本素質的學生做是不合適的,在選題工作中充分尊重學生的個人選題意見,創造條件讓學生早一些接觸實際題目。

畢業設計題目雙向選擇方面:畢業設計動員大會前教師應該完成課題申報,并由院系畢業設計領導小組組織論證、評審,確認是否符合要求。“畢業設計動員大會”上,各教師應針對自己申報的畢業設計題目向所有學生講解和公布,并提出選題學生所具備的條件和并作適當建議。然后,實行雙向選擇,學生自愿選題、選教師,指導教師依條件選擇學生,最終由院系領導小組協調落實學生選定的課題與指導教師。

(二)畢業設計實行雙導師制

在高等學校實施培養“卓越工程師”的教學目標,培養創造性人才,教師是關鍵,這一點在畢業設計工作中顯得更為突出[4]。指導教師在畢業設計工作中起著非常重要的作用,直接影響到學生選題、收資、實驗、研究論證、論文撰寫、答辯等[4]。

基于“卓越計劃”具有三個特點,即行業企業深度參與培養過程、學校按通用標準和行業標準培養工程人才和強化培養學生的工程能力和創新能力,同時限于有些青年教師自身的學術水平和工程實踐經驗,采取優化指導教師的師資隊伍措施。通過把一些有經驗、有威望、有一定指導工作能力的校外工程師請進來,讓他們參與畢業設計的指導工作,有利于畢業設計的質量優化。在畢業設計教學過程中實行“學校導師”和“企業導師”聯合指導的雙導師制模式[4],發揮校內外導師各自的優勢共同對學生進行課題研究、工程實踐和職業發展規劃方面的指導,不僅能培養學生獨立解決工程實際問題的能力和科學研究能力,同時使學生具備較高的社會責任感、職業素養和團隊合作精神,早日與真正的“工程師”接軌。

(三) 完善畢業設計工作方法、工作流程及設計深度和規范化

完善畢業設計工作方法和工作流程是保證畢業設計教學有序、高效運作的先決條件。隧道及地下工程專業借助校企的聯合力量制定符合實際工作和學生學習現狀的工作方法和工作流程。有了辦法、流程,認真、科學、規范地運作,并強調畢業設計中帶有共性的東西的統一性,而對于富有個性特點、彈性較大的內容,應充分發揮其個性優勢[4]。學校應有對畢業設計工作的具體要求,有完整規范的制度、科學的質量管理和檢查評估系統。

對畢業設計計劃、選題、實習調研、指導、中期檢查、論文撰寫、答辯、成績評定、總結、研究分析等各環節進行科學、系統的規范,使管理者、指導教師明確科學、規范化的要求[4]。針對當前畢業設計圖紙、參考資料不規范的現狀,隧道及地下工程專業應編寫了《樣例圖集及解說》方面的教參資料,詳細闡明了施工圖層次的設計深度要求,對圖紙規范化和細節要求進行了詳細解說,可供學生學習,同時起到了規范畢業設計圖紙的作用。

通過規范畢業設計要求,使學生可以提前準備,并知道怎樣主動做畢業設計,發揮其主觀能動性,激發其強烈的“創新”意識,造就有利于學生創新實踐的條件和空間,為培養“卓越工程師”提供強有力的保障[4]。

三、結語

根據“卓越計劃”的目的和任務,結合“卓越計劃”的三個培養特點,針對現行畢業設計存在畢業設計選題類型和方法的局限性、實際工作程序認識不足、時間精力投入不足、畢業設計工作量和質量參差不齊等問題,對隧道與地下工程專業畢業設計開展教學改革:

(1) 畢業設計題目改革并實行雙向選擇。將學生走出校門后的實際工作作為畢業設計選題范圍和方向,通過需求分析,進行面向實際的畢業設計選題庫建設。建立畢業設計選題雙向選擇制,學生自愿選題、選教師,指導教師依條件選擇學生。

(2) 畢業設計實行雙導師制?;谛袠I、企業深度參與培養過程,在畢業設計教學過程中實行“學校導師”和“企業導師”聯合指導的雙導師制模式。

(3) 完善畢業設計工作方法、工作流程及設計深度和規范化。隧道及地下工程專業借助校企的聯合力量制定并完善符合實際工作和學生學習現狀的工作方法和工作流程。對畢業設計計劃、選題、實習調研、指導、中期檢查、論文撰寫、答辯、成績評定、總結、研究分析等各環節進行科學、系統的規范,使管理者、指導教師明確科學、規范化的要求。

[參考文獻]

[1]中華人民共和國教育部.教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見[Z].2011,1,18.

[2]謝凌燕,潘志宏.面向工程實際的土木工程專業畢業設計教學改革探討[J].中國電力教育,2013,7:166-167.

[3]黃鸝,郭亞然,董潔.土木專業畢業設計存在問題及對策分析研究[J].山西建筑,2013,39(23):226-227.

[4]李曉麗,張云峰,孫穎,盧召紅,楊宇.基于“卓越工程師”目標的土木工程專業畢業設計改革實踐[J].中國冶金教育,2013,32(增2):57-59.

第9篇

一、防災減災工程學課程教學改革與實踐

(一)構建結構合理、素質精良的高水平教學隊伍防災減災工程學涉及災害種類繁多,包括地震、火災、風災、地質災害(崩塌、滑坡和泥石流)、工程事故災害等,此外還涉及到受災結構的檢測與加固、災害風險和損失的分析和評估、災害應急管理和應急救援等,涵蓋自然科學、工程科學、社會學和經濟學等各門類,組織一個結構合理、素質精良的教學隊伍十分重要。經過多年的探索和實踐,防災減災工程學教學團隊形成了知識結構、年齡結構、職稱結構和學緣結構合理的高素質、高學歷、陣容強大的課程教學師資隊伍。其中教授3人,副教授2人,講師3人,全部具有博士學位,專業涉及結構工程、防災減災及防護工程、安全工程、橋梁與隧道工程、消防工程等。

(二)確立激發學生自主學習、積極探索的教學目標研究生的學習以自主學習為主,培養研究生自主學習和積極探索的能力是研究生培養的重要目標之一。災害種類繁多,涉及內容廣泛,在課堂教學中一般僅涉及到常見的土木工程災害,不可能面面俱到。鼓勵學生在學習常見土木工程災害的同時,通過自主學習,查閱相關文獻資料,結合本人的研究方向、指導老師的科研課題或參加的工程實踐,有選擇性地探索某一災害的基本原理,成因、特點及其防治的對策和措施。

(三)確立常見災害為主、其他災害為輔的教學內容課程內容體系建設是課程建設的重要組成部分,經過多年的專業和課程建設,“防災減災工程學”形成了較為完善的教學內容體系,主要包括:①災害學的基本原理和防災減災發展趨勢;②地震災害及防災減災對策;③火災災害及防災減災對策;④風災及防災減災對策;⑤地質災害及防災減災對策;⑥受災結構的檢測與加固;⑦災害風險和損失的分析和評估;⑧災害應急管理和應急救援等。由于學時有限,對于每部分內容采用專題講座的形式,同時結合當前該領域的最新發展趨勢進行講授。課程內容體系圍繞“災”,從“災源”到“災害”,把多種災害相互聯系,比較不同災害的成因及對策和措施的相似點和不同。課程內容體系的設置有利于提高學生了解防災減災學科最先進的研究思想,掌握最先進的研究方法和實際方法,有利于學生對知識的融會貫通,體現了理論與實踐、原理和工程、基礎性和先進性相結合的原則。

(四)采用多元化、開放式的教學方法與教學手段根據防災減災工程學課程的特點,采用多種教學方法和教學手段,有利于培養學生學習興趣、啟發思維、激勵創新。建立以學生為中心,以教師為主導的教學模式。1.結合社會熱點和焦點問題進行講解和討論,例如2008年5月12日四川汶川發生M8.0級地震,2010年9月4日新西蘭發生M7.2級地震,結合地震災害詳細講解地震成因,成功經驗和失敗的教訓。結合當時社會熱點討論的地震的預測與預報展開討論,介紹目前地震預測預報的方法和取得的成就。2.結合自身的科研經歷和科研成果進行講解。教學是科研的基礎而科研則對教學具有巨大的促進作用。教師對與本專業及有關學科的科研活動,才能加深對本科學的理解,從而獲得新的知識,豐富教師的知識結構。結合本人參加的湖南衡陽2003年11•3特大火災事故以及湖南橋南市場2004年12•21特大火災事故調查,講解火災災害的成因,災害損失擴大的原因以及對策和措施,特別是對于土木工程的學生講解工程結構為什么在火災作用下會發生坍塌,如何進行坍塌前的預測和預報。3.采用多媒體進行教學,是信息時代對高校教師的基本要求。課程全程采用多媒體教學,信息量巨大,教學效果良好。通過平時大量的素材積累,形成了一個防災減災的素材庫,包括美國華盛頓州的塔科馬懸索橋風災災害、美國西奧爾良卡特里娜颶風災害、美國9•11世貿大廈恐怖襲擊、四川汶川地震災害、大量的火災事故案例、地質災害事故案例、工程事故災害案例等。通過網絡、計算機、多媒體課件等進行講授,形象生動,激發學生學習興趣和學習熱情。講授事故處理方法、程序、手段和經驗,使得學生具有處理災害事故的基本能力。4.按照國家精品課程的建設要求,建立防災減災工程學的網站。網站對課程的教學隊伍、教學大綱、教學要求、教學內容、教學成果、多媒體課件、教學素材庫、習題、答疑、參考文獻等進行了全面的規劃。目前,網站建設尚在進一步完善中。5.開展由教師主導的專題講座形式。部分不在課堂教學中的內容,安排學生自己查閱文獻和資料,制作多媒體,要學生自己進行講解,然后引導學生開展深入討論,提出各自的見解。例如在講解地質災害一部分中,結合本人的一個橫向科研課題,將當地特殊的地質條件、房屋結構狀況、建筑材料強度等級等用視頻材料和數據進行介紹,要求學生解釋房屋開裂的原因并提出處理措施。結果學生很有興趣,課堂討論十分熱烈,提出了很多見解,本人根據學生的見解作出解釋。

(五)采取靈活多樣的考核形式研究生專業基礎課程采用傳統的課程考試的辦法,很難全面真實反映學生的學習情況,也不利于激發學生的學習興趣,更不能反映學生對理論知識的掌握和實際應用情況。防災減災工程學課程考核采用平時成績、課堂討論和小論文相結合的考核形式。具體包括:日??记谡?0%,課堂討論占30%,小論文占60%的做法,這一做法有效調動了學生學習的積極性和主動性,同時也鍛煉學生在研一學習期間就知道如何進行論文寫作的技巧。

(六)教材建設取得初步成效針對防災減災工程學課程教材缺乏,各高校往往根據自身教學需要選用多本相關教材的現象,2005年我校與清華大學合作編寫了《防災減災工程學》教材,由機械工業出版社出版。教材一經出版就銷售一空,多次重印。到目前為止,已有多所高校出版了相關教材,我們引導學生參閱這些教材,作為我們主講教材的有益補充。

(七)教學、科研實踐相結合,培養研究生創新能力研究生教學從知識傳授為主轉移到加強學生科研能力、解決實際問題的能力以及創新能力為主的培養上。防災減災工程學采用教師課堂講授,研討式和啟發式教學相結合的原則。大部分災害事故案例結合工程實際進行講授和討論,啟發學生深入理解問題的實質,并提出解決的措施。防災減災工程學教學團隊的老師大部分有科研課題和橫向項目,均能結合自己的科研實踐進行講解。

二、結語

防災減災工程學是土木工程研究生的一門專業基礎平臺課程,本文從教學隊伍、教學目標、教學內容、教學方法、考核形式、教材建設、創新能力的培養等方面進行了探索,目前的建設工作僅僅是一個開端,離省級和國家級精品課程的要求還有很大的差距。我們將進一步努力,將防災減災工程學課程網站建設好,同時在如何結合工程實踐,培養研究生的科研能力和創新能力方面等方面進行積極的探索。

作者:李耀莊熊偉趙望達單位:中南大學土木工程學院

第10篇

關鍵詞:地鐵建設;控制測量;集中管理

中圖分類號:U231文獻標識碼: A

引言

地鐵建設期的測量工作分為設計階段和施工階段的測量工作。設計階段的測量工作由初測、定側組成;施工階段的測量工作,根據地鐵為長大地下工程且貫通面特別多的特點,在承包商務各標段施工測量的基礎上,實踐中新增加了業主全線控制測量檢測---總控測量工作。

1、“集中管理”的必要性

1.1、實施控制測量“集中管理”,至關重要

一般,在城市修建一條地鐵,線路長度都在十余公里以上,設站十余座。經由地段交通繁忙,商貿活動、地下管網密布,且受城市規劃、市政建設、地下水位及地質條件等客觀因素的影響與制約。工程的內容,除了需要建功能和規模不一的車站、區間隧道及一系列的風井、風道、折返線、聯絡線、車輛段、地下建筑群體、運營管理設備之外,還涉及大量的地面建筑物和地下管線的拆遷處理及沿線的物業和地塊的開發等等……,集“商、難、新”綜合工程技術于一體,廣泛運用各種新技術、新工藝、新材料、新設備于工程建設中,技術復雜、工程規模巨大。

1.2、“集中管理”是保障“精度”的必要手段

確保工程施工精度的核心,就是通過全線控制測量來精確的復現線路的設計標準和圖形,并以此給定各建筑物和設備安裝的準確位置。國內外許多生動的工程實例說明,只有對全線控制測量進行集中管理,制訂統一的技術要求和嚴格的質量檢查保證措施,才能減少施工誤差,從而避免線路修改和對建筑物采取“補救措施”。

1.3、“管理機構”的設置應與工程建設同步

由于我國幅員遼闊,各地區自然條件和環境各異,一般在工程大規模動工之前,為了探索適合當的施工技術和方法,往往要先期修建試驗段。加之各標段開工先后不一,有的彼此間隔的時間甚久,從總體上講,就不可避免地形成了若干已實際存在的,后續工程需考慮它的位置并與之接口的“歷史工程”。

2、地鐵建設過程中的測量工作與分工

2.1、勘測設計階段的測量

此階段的測量工作,主要是為各設計階段提供設計所需的測量資料。按相應的設計階段,分為初測、定測和地表控制測量三個部分。一般此階段的測量工作,是由業主(甲方)委托總體設計單位(或其它勘察單位)負責完成的。

2.1.1、初測

由于我國各大中城市,目前一般都已具有地面的三維坐標控制網及1/10000,1/5000,1/2000,1/1000,1/500等比例尺的地形圖,也有各類地下管線、地下建筑物較完整的資料。根據方案研究報告的審批意見,初步設計基本上可利用業主提供的地鐵經由地段有關的市政圖和地下管線、地下建筑物的資料進行設計。

2.1.2、定測

定測工作主要是將初步設計方案由紙上定線實測到現場,收集施工設計所需的測量資料,同時為地質勘探提供其與地鐵線路的相互關系,具體內容為:

①初測的地面導線和水準點進行補測、檢測:為了獲取定測可靠的測量起始數據,首先應對全線地面既有的三角點、初測導線和水準點進行檢測、補充和加密。

②中線測量:此項工作是將初步設計的紙上定線方案,依據初測或地面控制測量的導線點、水準點實地放線,并進行線路中線測量和高程測量,以確定建筑物與地鐵線路的相互關系,判斷紙上定線是否合理,為優化設計創造條件,并作為設計線路平、縱斷面的依據。

③斷面、地下管線、地下構筑物的測量:應對車站及其出入口、風井和施工豎井進行定位測量,并測出斷面圖及地下管線、地下構筑物、地質鉆孔的位置,為施工設計提供相應的測量資料。

2.1.3、地表控制測量

在地鐵動工之前,需在地鐵沿線布測GPS C級網、四等以上精密導線及二等水準網,為地鐵施工提供精確的測量成果。此項工作可代替初、定測的導線及水準測量工作,在測量工作計劃中盡量提前安排完成。

2.2、施工測量

2.2.1、各標段的施工測量

該項工作是由承擔各工點施工單位的項目經理部一級所屬的測量組織來完成的。

其工作內容,主要是根據各個工點控制測量部門提供的平面、高程控制點、線路與各建筑物關系,進行該工點的平面測量、高程測量、斷面測量以及建筑物結構和設備安裝的測量放樣等工作,是指導洞室開挖和工程施工的依據。

2.2.2、各標段的控制測量

各工點的控制測量,是由承擔各工點施工單位的公司一級的測量隊伍予以承擔。這項工作需按“總控測量”提出的作業方法和精度要求,根據全線“總控測量”單位提供的該工點控制點進行洞內的平面和高程控制測量。

3、總控測量的職責

3.1、基礎工作

①代表業主交接樁,直接接管由總體設計單位或其它勘察單位應移交給業主的控制樁和測量成果,并在地鐵開工后向各標段的承包商移交有關控制樁及測量成果。

②協助業主制訂地鐵測量管理細則,明確承包商、駐地監理、總控測量的責任和分工,對測量成果的審核及使用、全線施工測量的管理程序做出明確規定等等。

3.2、地面控制測量檢測

(1)GPS控制網檢測

GPS控制網為地鐵的首級平面控制網,布設為沿地鐵方向的狹長的網狀圖形,一般埋設在高樓頂部,平均邊長約2公里。檢測時,應采用3臺以上雙頻GPS接收機(標稱精度為5mm+1PPm),采用靜態定位方法,按不低于GPSC級網的精度進行檢測,檢測成果與原測成果之差應在允許范圍內,否則應補測或重測,得出正確的結論。

(2)精密導線檢測

導線網起閉于GPS控制點平均邊長400m,形成地鐵二級平面控制網,以方便地鐵施工。檢測時,應使用標稱精度不低于2″,2mm+2ppm的全站儀,檢測精度不低于原網精度。檢測時應根據設計的施工作業面和車站位置,增加必要的導線點,使得每個車站和作業口有不少于3個平面控制點。

3.3、施工控制測量檢測

(1)明挖段檢測

明挖段位于底板的長期平面控制點應按四等導線要求進行作業,起閉于GPS或精密導線點。導線最好布置成附合導線,有困難時也可布置成閉合導線,作業時應按要求對已知點進行檢核。

引至明挖基坑的高程檢測,應附合在臨近的二等水準點上,作業方法和技術指標按二等水準測量要求進行。

(2)貫通測量

當兩相向開挖的隧道貫通后,應及時進行貫通測量。貫通測量作業時,利用貫通面兩邊的已知控制點在貫通面兩側設3個左右的導線點和一個水準點并在貫通面附近設一點這些點與洞內已知導線邊、水準點形成附合路線。

3.4、地下控制網平差和中線調整測量

(1)地下控制網平差

隧道貫通后,地下導線則由車站控制邊――區間控制中線點或導線點――車站控制邊聯測變成了附合導線,支水準也變成了附合水準,當閉合差不超過限差規定時,進行嚴密平差計算。平差的新成果將作為斷面測量、調整中線、測設鋪軌基標及進行變形監測的起始數據。

(2)中線調整測量

根據嚴密平差求算各點的坐標,按照各點的理論坐標,將各中線點歸化到設計位置,并進行中線點轉折角檢測,滿足有關要求后,嵌入銅心作為點位標記,并對各中線點進行二等水準測量,測出各點高程。中線調整后的測量樁點是斷面、限界測量的依據。

結束語

地鐵控制測量檢測的主要目的是保證地鐵工程線路按設計準確就位;保證隧道正確貫通,確保全線各分段工程平順銜接和滿足設計的凈空限界;確保全線在統一坐標系統下高質量地貫通,控制測量及其檢測成為關鍵性環節。

參考文獻

第11篇

關鍵詞:鐵路隧道;防水施工;施工技術

中圖分類號: U45文獻標識碼: A

一、防水施工對于修建鐵路隧道的重要性

鐵路隧道施工中,盡管礦山法暗挖施工處于主導地位,長期應用于施工中,但近年來越來越多使用盾構法。礦山法隧道施工技術施工工藝簡單、應用靈活、可以適用于幾乎所有的地質條件、質量容易控制、減少拆遷和交通疏解、成本合理。在沿海城市,暗挖隧道位于水線以下,基本隧道圍巖在基巖以上,部分的含水層地下水豐富,主要是由于淺層地下水補給充分,特別是在雨季,和混凝土施工技術的主要結構的復雜性。目前的施工技術方案通常是三個過程:裸巖巷道錨噴技術支持的爆破封的巖石,噴射混凝土表面鋪裝層的有機板,澆在自防水混凝土。澆注混凝土的強度和隧道間隙的要求和其他質量控制非常成熟,防水工程質量往往難以達到設計效果,因此隧道結構的防水施工質量是好還是壞,是鐵路隧道建設的關鍵。

二、鐵路防水施工工藝

為了保證良好的防水效果,隧道工程防水施工應遵循“以防為主、防排結合、剛柔相濟、多道防線、因地制宜”的原則,采用結構自防水和柔性防水層綜合應用的辦法,提高隧道防水能力。在設計時,必須遵循“洞外水不能流入洞內、洞內水及時排出洞外”的基本思路,構建防排水系統。

(一)初期支護處理

初期支護完成后通常并不理順,并且有浮渣灰漿,如果直接鋪設防水層,將不能很好的達到結合密實度要求??上炔捎煤裆皾{找平,清除掉浮碴灰漿,如果表面有鋼筋等凸出物,必須割除磨平,并用砂漿將割除部位抹平,以防扎破防水材料,對于隧道初期支護轉彎處,必須將陰陽角處理成圓弧,陰角圓弧半徑不得小于15cm,陽角圓弧半徑不得小于5cm,為防水層的鋪設提供更好的結合面,最后還需要進行清理注意表面不能有水漬,以免影響粘結效果。

(二)防水卷材施工工藝

防水卷材的質量及鋪設工藝直接決定了隧道防水層的防水質量。在選用防水卷材時,一定要對其材質進行仔細查驗,保證卷材厚度一致,平鋪不會產生明顯隆起和皺折。在鋪設時,首先需要要隧道拱頂標出中心線,并搭設板臺架,由拱頂向兩側鋪設,卷材鋪設必須達到平順、舒展、無空鼓的標準,粘結牢固,對于結合部位,必須保證搭接可靠,采用環向鋪設防水卷材,搭接寬度長邊不少于100mm,短邊不少于150mm,并將相領兩幅接縫錯開,同時錯開結構轉角位置。目前傳統隧道防水材料多采用復合式防水材料,施工時一般先在初期支護上打水泥釘,但這種工藝水泥釘根部會與防水卷材直接接觸,在二襯施工時防水卷材容易被刺破,造成漏水現象,可采用隱形釘鋪合法,先在初期支護上掛土工布,用特制粘結片進行固定,在粘結片中心射入水泥釘,使水泥釘根部埋在粘結片內,再在外層采用熱熔焊接技術鋪合防水卷材的辦法,使防水層成為密封整體,將初期支護與二襯完全隔離。

(三)變形縫、施工縫、穿墻管施工工藝

變形縫、施工縫及穿墻管在隧道防水施工中極為重要,也是隧道防水極容易出現問題的位置,并且一旦出現滲漏水將很難治理。因此,在變形縫、施工縫、穿墻管處進行防水施工時應當特別注意。變形縫在進行防水施工時,要在模筑砼內側設置寬度為600mm的柔性防水加強層,并采用聚氨酯密封膠密封止水,密封膠要沿變形縫環向封閉,并不能出現斷點現象,避免竄水。施工縫需要采用膨脹性止水帶和預埋注漿管的方法進行加強防水處理,對于結構防水薄弱環節的結構施工縫,在施工時要注意止水帶和防水板的施工質量,保證止水帶和防水板粘貼密實,最好的辦法是采用柔性防水加強層,并粘貼緩膨型止水膠。

(四)防水層養護

在防水層鋪設完成后,還需要對其進行養護,并避免后續施工對防水層造成損傷,尤其是二次襯砌鋼筋的綁扎與焊接,如果出現損傷,必須進行修補方可繼續施工。仰拱部位應當鋪一層50mm的厚細石混凝土作為保護層,并鋪設跳板方可搬運施工機械和材料,需要調節鋼筋位置時,不能以保護層作為支點撬拗鋼筋,應當加墊板進行。在二襯混凝土澆筑時,混凝土輸送管支架不能直接與防水層砂漿保護層接觸,應當在砂漿上堆碼沙袋,并在支架下墊木塊,以減小對防水層的破壞作用。在施工時,尤其是處理拱部基面時,要對邊墻防水層作好保護措施,防止殘渣進入防水層和初其支護間的縫隙中。在二襯施工焊接鋼筋或擋頭板施工時,要對防水層進行遮蔽,以免焊碴燒壞防水卷材。

三、施工中需要注意的技術環節

(一)為確?;嫫秸?,應優先考慮采用機械開挖、爆破,應優先光面爆破、預裂爆破,光面爆破或預裂爆破須選擇一個合適的具置,依據周圍的巖石特征和變化確定爆破指數,確保爆破后基本平坦的表面效果。

(二)隧道仰拱防水層完成,應及時鋪上50mm厚C15細骨料混凝土保護層,移動保護板保護其余部分,防止工傷防水層的鋼筋綁扎和焊接。加固處理、綁扎、焊接鋼管的損害降到最低,焊接接頭的鋼筋綁扎接頭的變化雜散電流電連續焊接操作必須被執行,其他焊接作業,使用手機保護板,保護防水層確保不受損害。拱部的鋼筋,在處理的洞穴,該是鋼筋兩端加扣塑料蓋,以防止穿刺防水板。防水板混凝土施工前的輔助檢查和驗收,如有損壞,須正確修補。

(三)在澆注的具體必要準備,以提高混凝土質量,須仔細驗收低迷的入模溫度(熱夏季施工時特別注意),滿足設計要求。施工縫澆筑前澆水,保持濕潤。澆水過程中,孔輸送泵驅動器和地面進料口通道的通信鏈路是光滑的,以確保混凝土及時供應,避免施工冷縫的連續性?;炷凉皦r,應分層灌注,層厚30~50 厘米結合的插入式振搗棒完全附著式振動器平板振動器,及時保護混凝土。致密的防水混凝土,質量保證,才能真正發揮關鍵防水的作用。

四、鐵路隧道的主要防水技術措施及存在的問題

目前鐵路隧道修建方式主要有盾構法、沉管法和礦山法。盾構法主要用于城市地鐵,沉管法主要用于過江隧道,而礦山法則是隧道修建的最主要方法,它除用于山嶺隧道外,也用于城市地鐵及過江隧道。應該說目前的鐵路隧道絕大多數都是采用礦山法修建的。不同的隧道修建方式,所要求的防水技術措施也是不同的。盾構隧道的防水技術措施主要包括管片的自身防水和接縫防水兩大部分。管片的自身防水主要是采用高抗滲等級(>S8)的防水混凝土,而接縫防水則主要依靠管片的預制精度和接縫密封材料來實現。接縫的密封材料分彈性橡膠密封墊、遇水膨脹橡膠止水條以及兩者復合型的三種形式。此外管片后的注漿、注漿孔密封以及管片間連接螺栓的密封也都是做好盾構隧道防水的重要技術措施。對于防水要求高的盾構隧道,也有采用二次襯砌防水的,其具體做法是在管片與二次襯砌之間增加防水板,進一步增強其防水性能。

沉管隧道的防水技術措施主要包括沉管段本身的防水以及管段接頭的防水兩大部分。管段本身的防水主要是在管段外殼包覆防水鋼板來實現的,也有靠加厚混凝土壁結合其它技術措施來確?;炷磷苑浪?。而管段的接頭防水主要采用特制的密封墊,目前常用的主要是荷蘭的“吉那”型和德國的“索非亞”型。防水效果都不錯。

礦山法隧道是修建隧道的最主要方式,使用歷史最長,所以其采用的防水技術措施較為多樣。目前最常用的是復合襯砌防水,主要由初期支護、防水層和二次襯砌組成。其具體做法大致包括超前預注漿加固地層及堵水,開挖后安裝錨桿、鋼筋網、噴射混凝土形成初期支護、接著在初期支護層上安設防水層, 然后進行二次模筑混凝土襯砌。

復合式襯砌中最常用的防水層多為各類0.8~ 210mm厚的塑料防水板, 包括PVC、ECB、EVA、LDPE及HDPE等,為了使防水板不易受到損傷,一般在板下加設泡沫塑料或無紡布,而塑料板則用雙焊縫熱焊法實現連接。各類防水板本身的防水性一般是可以得到保證的,但用于復合襯砌中卻容易出現防水板安裝固定不牢、板間的接縫焊接質量不易保證以及二次襯砌施工時將防水板戳破等問題。所以目前又出現了僅采用0.4mm厚的塑料膜起減少噴混凝土與二次襯砌之間約束力的作用,防止二次混凝土襯砌產生裂縫,而主要依靠二次襯砌混凝土自防水的結構形式。

在礦山法修建的山嶺隧道中,如果排水問題得到解決,也有不設防水層的, 主要依靠排水盲溝來減輕地下水對襯砌的滲透壓力的結構形式。此外還有采用單層襯砌防水的,即不做二次襯砌,在噴混凝土中加入硅灰、防水劑、膨脹劑等, 并增加噴射混凝土層厚度等措施,藉以達到防水的目的。

五、鐵路隧道滲漏水施工中的治理措施

(一)施工中的排水措施

鐵路隧道在開挖過程中,要對滲水和涌水高度重視。發現滲水,應立即尋找水源,如為地表水,要及時引排,在鐵路隧道山體不應留有坑槽,防止出現積水;如為地下水,要找到出水點,進行封堵。開挖后,如出現滲漏水,要在噴射混凝土前把透水軟管預埋于巖面上的出水點,噴射在初期支護的混凝土中,把排水管道引入拱腳,可以臨時開挖排水溝,把水引出洞外,在永久排水系統完成后,再把水引入永久排水溝內。如果隧底涌水,可以在仰拱開挖成型后,在仰拱下再開挖縱、橫向的盲溝,盲溝引出洞外。隧道初期支護完成之后,在鋪設防水板前,應對初支表面的錨桿頭、鋼筋頭等尖銳物齊根進行切除,此后再檢查噴射混凝土表面的平整度,對于矢弦比大于1∶6的一定要予以補噴找平,此后對仍有外露的尖銳物要進行砂漿抹平,防止刺破防水板。要根據設計要求鋪橫向、設縱排水管和環向排水盲溝,應進一步控制布設間距和數量及長度,在環向盲溝的布設間距中可以做相對控制,也就是對附近有出水點的,可以進行適當調整。嚴格按照設計要求選擇合適施工工藝,處理排水管穿過防水板時的止水效果,確保縱向排水管的水順利流入隧道兩側縱向排水溝。

(二)材料工藝方面的滲漏水處理措施

通常來說,對于點狀的漏水,一般采用注漿堵水的方法。依據漏水的程度和產生漏水的原因的不同,能夠分別采用向襯砌內注漿以及向襯砌后的圍巖或回填層注漿這兩種方式。對注漿材料的要求位:凝結時間可調、可灌性好、抗滲性好

、價格便宜、粘結力強、固結體強度高、耐久性好、無毒無污染。然而實際中建筑材料全部滿足上述要求幾乎是不可能的,只能根據不同需要進行材料選擇。在襯砌后的圍巖以及回填層注漿中,通常采用雙快水泥漿液和水泥—水玻璃漿液。在襯砌內注漿則采取以聚氨酯為代表的各種化學漿液和超細水泥漿液。對于線狀的三縫部位的滲漏水,通常是采用剔槽,再加設排水盲溝,此外再增加彈性密封材料封堵的方法。比較常用的密封材料有聚硫、改性瀝青密封膏、聚氨酯密封膠、

硅酮,以及膨脹橡膠止水條或者各種定型橡膠等。

對密封材料的要求為:具有較高的彈性,和襯砌的粘結性好,具有較好的抗滲性,耐老化性好,且應價格便宜,并且施工簡便。對于面狀的大面積滲水,一般采取刮、刷、噴等工藝增設附加防水層的措施來解決的。從鐵路隧道內部做迎水面的附加防水層已不可能,因此以就只能在背水面做內防水,在這期間要求防水層抗滲性好,凝結固化時間短,具有一定的膨脹性或彈性,可以在潮濕基面施工且必須與基層粘結牢固。

結語

隧道防水是一個系統工程,涉及設計、材料、施工、管理等各個方面, 其中設計是前提,材料是基礎,施工是關鍵,管理是保證。設計是前提主要是說, 在設計階段我們應該根據每一個隧道的歷史及所處的水文地質條件,找準其出現的水害的原因、類型及程度,從而確定合理的治理方案,選擇合適的防水材料。材料是基礎則要求我們在確定了防水材料類型的基礎上,要嚴格控制質量,不合格的材料堅決不用。施工是關鍵就是說,在施工階段,我們應該選擇合適的施工隊伍和施工機具,嚴格按施工工藝進行操作,并做好施工質量的檢查和驗收。

參考文獻

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[3]任福寬.淺談如何提高隧道防水施工質量[J].科技致富向導,2013,11:312.

第12篇

關鍵詞:地鐵隧道控制沉降加固地層

中圖分類號:U448.28文獻標識碼: A 文章編號:

一、地鐵隧道的工程概況

由于北京地鐵10號線的左右線隧道貫穿了城鐵13號線的知春路站高架橋,它屬于一級風險源,是該標段施工的重中之重。這一工程采用的是淺埋暗挖的施工方法,它的隧道結構斷面為馬蹄形的結構,其開挖凈空為6.10m×6.43m,結構凈空是4.9m×5.23m。

該地鐵10號線的隧道是沿著知春路走東西方向,13號線的知春路站則是走南北方向,其左線是位于知春路站的主路下方,右線則是位于知春路站的輔路下方,該隧道與車站基本正交,隧道是從車站下方的樁基間穿過的,其右線隧道結構離樁基邊緣的最近點只有0.247m,而左線隧道結構離樁基邊緣的最近點卻為1.5m。

二、地鐵隧道的關鍵控制技術

根據地鐵隧道相關設計方案專家的審查意見得知,在區間隧道實施土方開挖前,要在全斷面采取袖閥管注漿超前加固土體。所以在每一個步序開挖前,都要順著隧道的方向打設“長短結合”小導管,在注漿超前加固結構周圍的土體,減少土體開挖后因為圍巖臨空而造成的沉降,以此來確保高架橋與隧道的安全。

對于加固路段而言,其左線加固范圍是K4+335一K4+392這一路段,右線的加固范圍是K4+337一K4+392這一路段,該路段采取CD的施工方法,首先對左線隧道結構進行施工。同時在加固前還要認真落實加固地段的構建物以及地下管線的位置、基礎類型、埋深以及使用狀況等情況,并采取積極有效的保護措施,對施工的全過程進行監督與檢測,以此來確保構建物以及地下管線的安全與施工安全。

(一)橋樁的保護措施

結合工程的施工經驗與實際情況,對隧道結構的施工主要應采取以下幾點措施:

1)由于左線隧道離橋樁的距離相對較遠,所以就先開挖對橋樁影響較小的左線,通過對這一路段的試驗,用相關數據來確定該方案可行后再對右線進行施工。同時在施工過程中應根據現場的實際情況來調整相應的施工參數,以此來增強加固的效果,確保施工的安全與質量。

2)減短開挖的尺度,讓每一循環都盡量控制在0.5m之內,縮短圍巖的暴露時間;增加鎖腳錨管,在拱腳的地方墊方木,以此來降低拱頂的沉降。

3)增強超前支護,砌襯背后進行及時的注漿。在地鐵隧道內采用水平袖閥管注漿,超前加固土體,這樣不僅可以提高橋樁的承載能力,還能減小在施工過程中圍巖的變形。

4)該路段采用CD法進行施工,并且調整支護參數與加快循環的速度來使初期支護封閉成環,以此來減小結構的自重和上方的土體重力而引發的下沉。同時,由于左線與右線的掌子面開挖距離不小于15m,為避免雙線隧道施工對橋樁的重疊影響,其施工順序應該為:開挖上臺階的弧線導坑、留下核心土、進行初期支護做臨時仰拱開挖下臺階的土體、進行下臺階的初支做仰拱二襯施做拱墻二襯。其施做臨時仰拱的流程如圖1所示:

圖1 臨時仰拱的流程圖

在實施開挖的過程中,應該進行數據的監督與控制,并且還要及時的反饋相關數據,以此來達到信息化的施工。同時還要在左線完工通過后總結歸納相關經驗,在右線施工的時候,調整施工的相關數據與措施,以此來保證在施工過程中橋梁的安全。

(二)小導管的超前支護

1)小導管的注漿

對小導管的注漿,應該采用雙排小導管來對開挖斷面進行超前的加固注漿與初期支護的回填注漿。對小角度超前小導管應該及時進行注漿,而對于大角度小導管則是在開挖掘進4m后才開始注漿。

2)對漿液的配制控制

由于隧道穿越的地層主要是粉細砂層與粉質黏土層,該地層的滲透系數小,滲水情況嚴重。所以應該采用“水泥—水玻璃”雙液漿,利用水玻璃遇水凝固的特點來擠排地層的含水,縮短水泥漿的凝固時間,以此來提高注漿的效果。同時還要嚴格把注漿的壓力控制在0.5MPa之內,避免因壓力過大而造成地層的隆起以及對周邊管線的損壞。

(三)袖閥管注漿的施工工藝

由于地鐵13號線知春路站的高架橋是橫跨知春路的,其區間隧道是從知春路下穿過的,而區間結構主要是影響跨路段的橋梁基礎。其鐵路隧道與橋樁的平面關系如圖2所示:

圖2 地鐵隧道和橋樁的平面關系圖

為了減小因在土方開挖過程中圍巖的變形,增強圍巖自身的承載能力,所以在過橋施工的時候就應該采用袖閥管注漿超前來加固土體,土體的加固是可以增加樁基周邊土體的摩擦系數,以此來提高樁的承載能力。同時因為袖閥管是一種只向管外注漿,不向管內返漿的單向閉合裝置。所以在施工過程中,可以進行多點、多次、均衡、定量的注漿,使漿液體可以在地層中均勻分布、連接,從而提高被加固地層的整體穩固性。

注漿的參數

① 注漿的加固范圍:在地鐵隧道全斷面以及開挖輪廓線外的2.5m。

② 注漿的隔距:以每15m為一個注漿段,每一段設止漿墻的厚度為3.5m。

③ 材料的選擇:應該選擇“超細水泥—水玻璃”雙液漿來作注漿的材料。

2)注漿的工藝

① 因為袖閥管是由PVC外管、鍍鋅注漿內管、橡皮套以及密封圈等組成的。其袖閥管的結構如圖3所示:

圖3 袖閥管的結構圖

② 因為袖閥管是一種只向管外注漿,不向管內返漿的單向閉合裝置,所以,漿液可以經過溢漿孔進入到地層,而地層中的顆粒和水都難以進入管中,使注漿管具有單向閥的作用。

③ 注漿可采用后退的方式來分段注漿,利用止漿系統在注漿孔的孔底進行注漿,讓每一次的注漿段為0.6m,并且根據地層的情況定尺定量的控制灌漿。

3)注漿的施工流程

袖閥管注漿的施工流程如圖4所示:

圖4 袖閥管注漿的施工流程圖

三、工程實施的效果分析

根據對加固路段的取芯試驗與注漿部位的取樣分析得知:該路段的漿脈分布雖然不是很均勻,但是基本上也都形成了空間網狀結構的分布,使得各個軟弱部位都得到了一定程度的加強,從而在整體上也就加固了地層。同時從工程監測的地面沉降情況來看,對施工路段增設袖閥管注漿等措施后,該地面的沉降有明顯減小,其相鄰的橋墩也沒有出現不好的變化。

四、結束語

結合以上問題所述,對采取增設臨時仰拱、小導管的超前支護以及袖閥管注漿等相關技術措施,已基本達到了對加固地層,控制沉降的設計要求。所以在施工過程中對地鐵知春路高架橋采取的保護措施是可行的,對工程施工過程中采用的輔助措施也是非常有必要的,因為這樣不僅很好的解決了施工的難題,還為以后類似工程的施工打下了堅實的基礎。

參考文獻:

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