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論文摘要:隧道工程是鐵路、公路和水利水電等大型項目中的重要工程,因地質條件不明造成隧道施工事故的危害是巨大的,加強隧道施工地質超前預報工作是非常必要的。國內外對隧道地震波超前預報技術已研究多年,筆者就這方面的現狀及進行了討論,指出了TSP儀器技術存在的不足,闡述了克服盲目性、提高科學預報的重要性,介紹了新開發的TGP隧道地震波預報系統與技術及應用效果。
隨著我國基本建設規模的擴大,隧道工程已經成為鐵路、公路和水利水電等大型項目中的重要工程。隧道工程的重要性越來越顯著,隧道工程的數量和長度明顯增加,規模不斷擴大。因此隧道工程的安全施工和貫通,是不可回避重要任務和技術難題。危及隧道工程施工的地質病害大致分為三類:1不良工程地質條件,諸如巖體的裂隙發育密集帶、構造破碎帶、巖溶發育帶、以及人工采礦造成的不良地質條件和高地應力造成的危害等;2不良水文地質條件,諸如巖溶水、構造和裂隙水等;3不良環境條件,諸如有毒有害氣體和強放射性的環境。對于以上地質問題,在隧道工程的勘察設計階段,已經投入大量的地質勘察工作,但是由于地質、地形條件的復雜性和相應勘察技術的現狀水平,以及時間、經費等條件的限制,勘察階段的地質資料一般難于達到施工階段的精度要求。國內外因地質條件不明造成隧道施工事故的教訓是不少的,例如:日本越新干線中山隧道涌水淹沒事件;前蘇聯貝加爾—阿穆爾干線上某隧道的突水事件;我國成昆線、大秦線、衡廣復線建設中,因地質問題的停工時間約占到1/3;以及不久前發生的四川某隧道瓦斯爆炸,造成重大事故和人員傷亡。以上隧道施工事故的危害是巨大的,因此強調加強隧道施工地質超前預報工作是非常必要的。
我國隧道地震波超前預報技術的研究起始于上個世紀的90年代,鐵道部第一勘測設計院物探隊提出“負視速度方法”。鐵道部第一勘測設計院是較早研究隧道地震超前預報的單位。他們在1992年7月,利用地震反射波方法對云臺山隧道進行隧道超前預報,預報成果與開挖后的隧道左壁“破碎帶”和“斷層”的位置基本一致。從上個世紀90年代初開始,我國物探技術人員一直沒有停止對隧道地震超前預報技術的研究。曾昭璜(1994)研究利用多波進行反演的“負視速度法”,這種方法利用來自掌子面前方的縱波、橫波、轉換波的反射震相在隧道垂直地震剖面上所產生的負視速度同相軸來反演反射界面的空間位置與產狀。北方交通大學的陳立成等人(1994)從全波震相分析理論和技術的角度研究隧道前方界面多波層析成像問題,進行隧道超前預報。他們的研究成果在頡河隧道、老爺嶺隧道地質預報中應用,取得預期的效果。該方法的工作原理是以地震反射波方法為基礎。工作中他們根據嫻熟的地震反射波技術進行數據采集和數據解釋,當時沒有開發出針對隧道地震預報的處理系統,同時受當時條件所限制,該項技術未能得到進一步深入研究和發展。
1995年左右鐵道部下屬單位引進瑞士“TSP202” 隧道地震波超前預報的儀器,當時曾組織系統內有關地質和物探專家在隧道工點進行了試驗,未見明顯的效果,認為其技術與“負視速度方法”基本一致,對其處理解釋系統爭議較大、認識褒貶不一,試驗工作無果而終,該設備技術的消化工作也就擱置了。時隔7年后,隧道安全施工要求進行地質預報,該儀器設備由鐵路系統的工程局又開始第二次引進,并直接用于隧道施工的預報工作??梢哉f由于第一次引進消化工作不深入,造成第二次引進后出現:應用工作中的盲目性和簡單化,以及其他一些不正常現象。在宜萬鐵路隧道施工中不斷出現的問題,使人們開始反思,不少論文也提出了存在的問題,鐵道部也下發文件要求科學地進行超前預報??梢哉f短短幾年的應用實踐,人們仍然在探索著地質預報技術的進步。
隧道地震波超前預報屬于物探技術,但比地面的地震波物探技術復雜,我國的地質物探工作者一直沒有放松該技術的研究工作。北京市水電物探研究所研究地震波勘察檢測技術已經有近20年的歷史,并且是多道瞬態面波勘察技術的發明單位,生產的SWS型工程勘察與工程檢測儀器系統,已經為400多家勘察設計、高等院所廣泛應用,并且出口日本等國家。2003年該所投入人力物力研究隧道地震波預報技術,研究TGP12型隧道地質超前預報儀器,以及孔中高靈敏度三分量檢波設備,方便的孔中耦合技術,和Windows編程的數據處理軟件系統。在經過大量的預報實踐驗證后,于2005年通過了由國家隧道中心王夢恕院士組織的國內著名隧道專家的評審鑒定。該儀器系統推向市場不到2年的時間,已經有近20臺套投入到隧道超前地質預報工作中應用,反饋信息普遍受到用戶的好評。
鐵道部工程設計鑒定中心趙勇主編的《高速鐵路隧道》一書,提出隧道地質超前預報的方法有以下部分組成:①地質分析、②超前平行導坑預報法、③超前水平鉆孔法、④ 物理探測法。并闡述物理探測法與地質分析法、超前平行導坑預報法、超前水平鉆孔法相結合,解決不同地質災害的應用原則。書中介紹了國產TGP隧道地震波預報系統,聲波反射方法,地質雷達方法,紅外探水方法等。
本文就隧道地震波預報技術中的若干關鍵問題,并結合應用中的實際問題闡述如下,目的在于引起同行們討論,促進地震波預報技術理論水平的提高,促進采集數據質量的提高,促進資料的解釋推斷工作向合理化方向發展。
一、隧道地震波方法的預報原理
隧道地震預報工作利用地震反射波原理,在隧道內以排列方式激發的地震波,向三維空間傳播的過程中,遇到聲阻抗界面會產生反射波。聲阻抗是介質傳播彈性波的速度與介質密度的函數,介質的聲阻抗數值為速度與密度的乘積。因此地層中的巖性變化界面、構造破碎帶、巖溶和巖溶發育帶等界面會產生地震反射波,這種反射波被布置在隧道內的檢波器接收,輸入到儀器中進行信號的放大、數字采集和處理,實現地質預報的目的。
由此可以看出,隧道地震波預報技術是通過直接探查聲阻抗變化的界面,經過人工分析實現間接推斷地質病害的方法。
圖(2)不同夾角構造界面的地震波路徑與反射波記錄形態
圖(1)示意與隧道斜交的構造面,其地震波傳播的路徑圖,構造面上的地震波反射點在白色園內。圖(2)示意不同夾角構造面的地震波路徑與反射波記錄形態,與隧道夾角不同的構造面其反射點位置不同,地震波傳播路徑偏離隧道軸線也不同。構造面與隧道正交時地震波傳播路徑與隧道軸線平行,右圖為與隧道正交構造面產生的地震反射波記錄,根據反射波同相軸計算得到界面與檢波點之間巖體的地震波速度,該速度代表隧道圍巖的性質。由非正交條件下地震反射波記錄獲得的速度為地震波傳播路徑巖體的“視速度”,“視速度”值的大小不僅與路徑上巖體的性質有關,而且與界面和隧道的夾角有關。應用地震波預報構造面位置的計算是利用地震波在炮孔段的傳播速度,各構造面之間巖體的速度是綜合界面反射獲得的“估算速度”,不是隧道圍巖的真速度,應用中結合反射點偏離隧道軸線距離的遠近和巖體的各項異性分布綜合考慮使用。
圖(2)是理想模式的三份量地震波時距曲線形態。實際工作中采集的地震波是錯綜復雜的,理想模式的地震波是不常存在的,記錄上普遍存在有來自三維空間中多個方向的反射波,和各種形式的干擾波,這是應用技術中首先考慮的問題。
針對隧道地震波傳播的復雜性,TGP地震預報系統不僅利用地震反射波走時關系,同時采集空間地震波三分量記錄,進行地震波的極化分析與計算,該技術的突破有利于地質構造面產狀、規模和地質體性質的預報。
二、TGP隧道地質超前預報系統
隧道地震波預報的早期研究,是由研究和利用地震波在時間空間域中的運動學特征開始的,工作中認識到僅僅利用地震波運動學和動力學特征是不夠的。隧道工程的地震波在全三維環境條件下傳播,這種條件比地面上的平面半無限空間條件復雜得多,而且隧道內地震波的接收與激發測線與探測目的是近于垂直或者大角度相交的條件,因此影響在地質構造面上獲得大長度大面積的地震波信息量。針對這種狀況,預報工作僅僅利用單一模態的地震波難以勝任。因此,TGP系統強化采集地震波的多波列信息,綜合利用地震波的多波列震相信息,因此TGP系統的功能得到明顯的增強。
TGP隧道地質超前預報系統包括儀器設備和處理軟件兩大部分。其中儀器設備有TGP型儀器主機、接收傳感器、孔中定位安裝工具和電纜等。圖(3)是TGP隧道地質超前預報系統的主機。其處理軟件由地震波數據輸入與編排、空間坐標建立、能量均衡、干擾波分析與去除、觸發時差校正、譜分析、縱橫波分離、巖體速度參數計算、回波提取與偏移圖、有效波分析與衰減參數計算、極化波處理與構造產狀圖、綜合分析與繪制成果圖等模塊組成。
轉貼于
工程應用中,TGP型隧道地質預報系統對于500多米距離的構造面具有清楚的地震反射波信息,說明儀器系統具有足夠的信噪比。實際工作中考慮預報距離和分辨精度兩方面要求,預報距離一般采用150米至200米。TGP型隧道地質預報系統具有登記全部測長距離內地質構造信息的功能,利用逐次遞進的位置相關分析,和源生成果對比等處理功能,有利于去偽存真和排除異常,提高預報成果的質量。該系統2005年8月通過由國內知名隧道、地質、物探專家組成的專家組評審鑒定。專家們一致認為“TGP12儀器與相關的處理系統,性能穩定可靠,采集的波形完整,信噪比高,與國外同類儀器對比整體上具有國際先進水平,可替代進口產品。”具體評審意見如下:
1、TGP12是集信號放大,模數轉換,數據采集、存儲和控制為一體的密封防水防震的物探設備;優于利用微機裝配式結構的儀器,TGP12適合在惡劣的隧道環境中使用。
2、TGP12的三分量速度型檢波器具有高靈敏度,指向性強和較寬的頻帶響應等特點,因而拾取的地震波信號具有高的質量品質。TGP12孔中接收檢波器采用黃油耦合,方便、經濟、快捷。優于在鉆孔中需要錨固異型鋼導管的方式。2米長的鋼導管難于攜帶、運輸,價格昂貴,一次性使用,費事費工費財。
3、TGP12的地震波采集觸發是開路觸發方式,即信號線在雷管引爆炸藥的同時被炸斷,信號線同時開路觸發儀器采集,儀器采集無延時差,保證定位的準確性。超前預報儀器若采用起爆器電脈沖同時觸發電雷管和觸發主機采集的方案,由于電雷管起爆的延時時間難于做到一致,因此會造成儀器采集的走時誤差,這種觸發方式在我國的地震波勘探規程中明確規定不宜使用,更何況隧道巖體的速度比覆蓋層介質的速度高出幾倍以上,以巖體波速4500m/s~ 5500m/s為例計算,每一毫秒誤差會造成2~3m的預報距離誤差,一般瞬發電雷管的延時誤差不止一毫秒,因此由20多次激發的平均線計算隧道巖體速度,和利用存在誤差的時間計算距離,兩次誤差的乘積造成的誤差不容忽視。
4、TGPWIN隧道地震波處理分析軟件借鑒了已有相關軟件的長處,并充分考慮彈性波在三維空間的傳播特點,以及根據TGP儀器采集的數據格式編寫。功能特點如下:
(1)全中文界面,通俗易懂,對地震波信號的處理過程,直觀、方便,具有友好的人機操作界面。
(2)對P波、SH波、和SV波的分離完善合理,這是超前地質預報數據處理的關鍵工作之一。
(3)處理軟件具有相關部分互相檢查的功能,例如點擊偏移歸位成果圖上的反射界面位置,程序會轉到該位置界面的反射波組位置,通過分析反射波組的連續性、反射波的極性和能量,確定偏移成果的可靠性和性質。有助于去偽存真,由此及彼,由表及里,深化認識,使預報結論科學可靠。
(4)TGPWIN處理中有自動處理方式,也有手動處理方式,有深入分析異??煽砍潭鹊淖粉櫣δ?,這樣設計既適應非物探專業的普通工程技術人員使用,又適應物探專業人員分析地震波傳播特性,對復雜地質條件進行深入研究工作的需要。
5、TGP12系統只要增加不多的配套附件和軟件模塊,就可以增加儀器用于隧道檢測的其它功能,例如:對已襯砌的隧道進行襯砌脫空檢測,檢查隧道圍巖中隱蔽的病害(巖溶)。也可以在掌子面上用錘擊的激發方式做到短距離更為精確的地質預報,因而它是一機多能的設備。
TGP12的性價比與國外同類儀器相比具有明顯的優勢。而且研發、生產在國內,用戶可以獲得及時周到的技術服務和技術支持,以及儀器維修等方面的方便性。
三、工程應用實例
宜萬鐵路涼風亞隧道的巖性為灰巖, TGP12型儀器與進口TSP203儀器進行了同點試驗,預報成果如下,見圖(4)、圖(5)。
關鍵詞:鐵路工程;軌道鋪設;施工技術
中圖分類號:U213.2文獻標識碼: A 文章編號:
前言
近些年來,隨著鐵路施工規模的日漸擴大,鐵路的軌道鋪設質量也存在著很多的安全隱患,鐵軌斷裂,脫落,下陷,錯位等造成火車脫軌,人員傷亡等一系列交通事故,不僅僅嚴重損害了交通運營的安全性及穩定性,更使得廣大人民的切身利益受到了巨大的損害,威脅到社會的穩定,不利于和諧社會的建設進程。鐵路是我國重要的交通運輸方式之一,近些年來,隨著鐵路施工規模的日漸擴大,鐵路建設對國民經濟的發展有著巨大的推動作用。伴隨著鐵路建設的大規模的展開,在鐵路工程施工過程中,軌道的鋪設是較為關鍵的環節,直接關系到整個鐵路工程的質量及安全。
一、軌道鋪設過程主要施工技術
1、無縫線路施工
無縫線路是使用換鋪法鋪設長鋼軌。鋪軌機鋪設需要25m工具軌,做好人工撥正荒道,然后完成大機整道后,存放鋪軌基地的長鋼軌使用長軌運輸車運送到施工現場,把長鋼軌放在待換長軌的線路道心,長鋼人工軌鋪設在計劃線路上,裝車運回換下的周轉軌軌排基地再次拼裝軌排。單元焊及鎖定焊均采用閃光焊,先把500m長鋼軌焊接成長度為1000~2000m的單元軌節,在線路經第二次大養達到初期穩定后進行應力放散及鎖定焊接形成區間無縫線路。無縫線路應力放散及鎖定前應現場量測軌溫,采用“滾筒法”或“拉伸器滾筒法”進行應力放散及鎖定,并按設計要求設置位移觀測標樁。
2、大機整道
為了確保工程進度,需要進行合理的安排,在大型養路機工作時,保障工程車的通行,后方的整道工作需要進行合理的布置。要連續及時的運輸面碴,才能確保大養機械施工連續。在區間整道作業機械施工時,各個施工機械之間應隨時注意調整跨度,但要保持距離在800 m以上。電腦自動控制整道工作作業的各種技術指標,書面施工技術資料交底經工程技術人員做出后,曲現場人員做好技術確認,再由操作人員正確輸入,以確保工程質量,前提是技術確認無誤。機械施工要制定切實可行的安全措施,每天及時對機械進行保養,發現問題及時處理,定期進行精度校正。
3、道床預鋪底碴
底碴是鐵路道床的重要組成部分,位于道床道碴層及路基基床表層之間,起著傳遞、分散列車負荷的作用,并防止底碴及路基顆粒之間互相滲透,既防止了滲水過度,也起到了防凍保溫的作用。是鐵路道床的關鍵組成部分之一。一般存在于道床道碴層以及路基的基床層表面之間的位置。在整個鋪設過程中,能夠有效的傳遞或者是分散列車負荷,同時,對底碴及路基顆粒之間的水分發生滲透或者是滲漏,有著一定的預防作用,鋪軌前的底砟預鋪,用汽車倒運到路基上,機械攤鋪,壓路機壓實(20cm厚),中部拉槽,槽寬60cm,并在中線左側1.25m處撒一條白灰線,以控制鋪軌方向。
4、道岔施工
在道岔施工前,應做好充分的準備。在鋪岔基地的拼裝平臺上,根據道岔設計圖準確畫出每根岔枕的位置及岔枕編號在道岔拼裝平臺上,采取龍門吊吊裝到位,然后做臨時固定,組裝道岔,調整道岔各部位位置、結構尺寸,做到精確,把道岔分解成3-5段,導曲線及岔心部分因寬度太大,把導曲線的內軌及岔枕部分分離,方便汽車平板拖車分段運輸,再用手推式軌道檢測儀與鋼軌踏面檢測儀檢測,通過后把道岔分解,導曲線及岔心部分或因寬度較大,把導曲線的內軌及岔枕部分分離,方便板車分段運運。由兩組正線道岔進行聯測,首先可用全站儀及道岔前后相連,可精細測設3個控制點:岔前、岔心、岔尾。
5、大機整道
在大型養路機工作時需要進行合理的安排,注意給工程車讓路,為了確保工程進度,后方的整道工作一定要進行合理的布置。在運輸面碴時要連續及時,以確保大養機械施工連續。整道作業機械進入區間施工時,各個施工機械之間應隨時注意保持距離在800 m以上,并隨時注意調整。整道工作作業的各種技術指標由電腦自動控制,工程技術人員應做出書面施工技術資料交底,現場人員做好技術確認,待一切確認無誤后,再由操作人員正確輸入,以確保工程質量。機械施工要制定切實可行的安全措施,每天及時對機械進行保養,發現問題及時處理,定期進行精度校正。
二、軌道鋪設過程中應注意的問題分析
1、軌道工程施工通病及防治措施
軌道工程鋼筋混凝土枕錨固不良質量通病防治:鋼筋混凝土枕錨固采用錨固架錨固,并加強錨固架的檢查維修力量,嚴禁用不合格的錨固架進行錨固,嚴格控制錨固漿的配合比及灌注溫度,并按規定進行抗拔及抗壓試驗,確保錨固質量。鋼軌接頭打磨不合格質量通病防治:表面不可出現發黑及發藍現象,焊頭打磨時磨削量要適當;不得橫向打磨;打磨時砂輪機要穩定,打磨表面做到光整;圓弧過渡輪廓要圓、順,不能有明顯的突出及棱角。打磨作業過程中,操作人員要重視控制各打磨頭的角度及壓力變化,如出現異常馬上停止工作,找到原因。鋼軌打磨是以三個不同的角度對鋼軌的工作面來打磨。打磨完成不平度為1m范圍內不可超過0.2mm。打磨完成的鋼軌來目測檢查,要求表面光潔,斑點少或無斑點。對打磨列車計算機輸出的軌廓尺寸進行分析,達不到要求的再次進行打磨,最多可打磨三遍。
2、鋪設軌道的安全措施
開工前,對所有員工進行上崗前的安全教育。對于從事電器、起重、鋼軌焊接、高空作業、電焊工、機械操作司機以及機動車駕駛等特殊工種的人員除了所從事工種的專業培訓持證上崗外,還需要經過安全方面專業培訓,獲得《特殊作業操作資格證書》后,方準持證上崗。開工前進行安全檢查,主要檢查:施工組織設計中的安全措施;安全防護裝置在施工機械設備是否配齊;是否有符合要求的安全防護設施;施工人員有沒有經安全教育及培訓;施工安全責任制建立與否;針對施工中潛在事故及緊急情況應急預案是否完備等。施工前,應該把施工地點的雜物清理干凈;鋪設軌道時,把巷道高度比設計高度低的地段找平,對距離短、起伏大的小坡進行找平。施工過程中,阻車器要隨軌道鋪設的進度配合安裝,再投入并正常使用;施工時,低洼處要首先墊平,再進行鋪道;在運送軌排,過程中只能用平板車運送,嚴禁在車上坐人,車速控制不大于2 m/s,安排專人監督跟車。在坡度過大時,為免車倒滑,不可人力推車;作業人員要防止發生意外就不可把頭手探到枕木下方,;施工人員保持站穩,傳遞工具時,要呼叫對方,不準亂扔;調整軌道時,要進行統一指揮,扳道之前要拔開調整方向的道渣,拔曲線時,要道先把曲線兩端直線進行拔直后,在調整曲線段。在施工作業過程中,安全防護員在作業范圍的兩端進行防護,防護距離不小于800米。在此過程中一定時刻堅守崗位,加強瞭望,并保證與駐站聯絡員之間保持良好的信息溝通。遇有特殊情況,及時通知作業人員進行規避。作業人員不得在橋梁邊緣行走、觀望。在施工作業過程中,所有人員穿好反光防護服、機具設備貼好反光膜。夜間施工時,要提前備好照明燈具,燈管不得安放在金屬架上,電線要架空使用,高度不低于3米。在規定的作業時間終止之前,及時組織施工人員把機具、材料、設備搬運下鐵路。并對現場進行反復的清理,確保橋面清潔干凈。之后,組織人員從救援通道撤離。保證列車行走安全。
結束語
鐵路工程是我國交通運輸業中重要的環節之一,直接關系到我國交通網絡的完善及運行的安全,鐵路工程施工過程中,軌道的鋪設是一項極具專業性的工作,同時也是一個比較復雜的工序,對整個鐵路運行的安全性及穩定性,有著極其深刻的影響。工作中要以確保工程的萬無一失,在工作布置中應該同時兼顧全局,做到質量與效率并重。
參考文獻
[1] 梁柏成,常素良.整體道床施工技術[J].鐵道建筑,2003(增刊):20-22.
【關鍵詞】山區高速公路;勘察巖土;注意問題
中圖分類號:U412.36+6 文獻標識碼:A 文章編號:
現階段,國家不斷加大對山區高速公路建設投入力度,這就致使山區高速公路巖土工程大量出現,如高邊坡防護、隧道工程、滑坡整治、橋涵特殊基礎處理等,這就增加了山區高速公路巖土勘察工作難度,進而對山區高速公路巖土工程施工提出了更高要求,因此,為了確保山區高速公路巖土工程質量,必須加強山區高速公路巖土勘察工作。基于此,筆者結合以往類似工程的經驗與自身工作實踐對山區高速公路勘察主要巖土問題進行了以下幾方面的分析探討,為山區高速公路巖土勘察工作的順利進行提高良好保障。
1.山區高速公路巖土工程概述
山區高速公路巖土工程是一項系統而又復雜的工程,主要是通過采用復雜的綜合技術對巖體與土體進行改造與利用。山區高速公路巖土工程主要內容依次為:巖土工程勘察、巖土工程設計、巖土工程施工、巖土工程監測、巖土工程監理;這就對巖土工程的工作人員提出了更高要求,要求其必須正確掌握工程施工方法,熟悉施工現場地質、水文條件,具備專業的巖土工程知識,以便有效處理工程中存在的問題。隨著國家對交通事業的大力投入,公路工程的建設標準也在逐漸由低向高發展,進而公路工程的勘察設計重點也在不斷變化?,F階段,由于交通事業的飛速發展,我國山區高速公路也得到了大力建設,鑒于山區高速公路建設的復雜性導致巖土工程項目也在大量增加,這就對巖土工程的勘察工作提出了更高要求,然而在進行勘察工作中難免會出現這樣或那樣的問題,因此,必須對造成這些問題出現的原因進行認真分析,從而采取科學合理的方法有效解決這些問題,確保巖土工程勘察工作的順利進行,以便為山區高等級公路建設奠定堅實的基礎[1]。
2.山區高速公路勘察主要巖土問題
2.1高邊坡防護
山區高速公路建設施工時,應對公路兩側的高邊坡進行防護,防護的力度根據實際情況進行。通常應在矮邊坡上進行植草防護,從而避免雨水沖刷,保持邊坡穩定;對于高邊坡應才襯砌拱、護面墻、植草等方式進行防護,從而防止局部失穩,保持邊坡穩定。若是邊坡高度在16米以上,必須減緩坡度,為防止出現失穩情況,就必須采用針對性地特殊措施進行防護,這就稱之為高邊坡防護。進行高邊坡方法時,通常主要是采用圬工類擋土墻進行防護,如鋼筋混凝土擋土墻、漿砌片石擋土墻等。且擋土墻通常是采用的方式是對巖土體內部進行加固,如預應力錨桿擋土墻、錨桿擋土墻等。進行高邊坡防護設計時,必須充分考慮邊坡穩定情況與擋土墻最大承壓度,并進行驗算,從而確保設計的高邊坡防護科學合理,符合邊坡穩定要求。邊坡去穩形式較多,因而必須結合地形條件、地質結構分別進行對待,如硬巖層主要是崩塌,軟巖層主要是順層滑動,土質邊坡主要是整體滑動等,同時還與軟弱結構層及地下水位情況有密切關聯[2]。
2.2隧道工程
高速公路隧道的修建,應先結合隧道地區的地質條件再進行勘察設計工作。隧道工程是一項復雜、技術要求高、施工要求嚴格的系統工程,隧道工程屬于巖土工程,是一項對巖土工程技術含量要求極高工程項目。
隧道工程技術的復雜性主要有:第一,隧道支護結構的荷載與多種因素有關,如隧道形狀、地形條件、地形條件、地質條件、施工方法與施工質量、支護型式與強度等等;第二,支護形式具有多樣性;第三,支護結構與周圍巖體相互作用,支護結構與施工方法的相互作用,增加了設計與質量控制的難度;第四,巖體穩定性越差,荷載就越大,而支護結構強,荷載、結構、圍巖以及施工方法幾方面的相互作用、影響就越大,增加設計施工難度。其中地質形狀、隧道形狀以及開挖跨度直徑對隧道建設控制有著直接的影響。隧道地形越復雜、地質條件越差,跨度就越大,增加了設計施工難度,而隧道洞口地質條件越好,就越有利于設計施工。隧道工程的施工技術難點主要有:建設工期長、技術復雜、施工質量控制困難等。
2.3滑坡
滑坡是一種常見的地質災害情況,但是在山區高速公路工程建設中出現滑坡則是一個非常棘手的問題,其整治處理不方便且代價也極高。不論滑坡的性質,只要滑坡規模大、滑動面深,進行整治處理都非常困難?;碌恼翁幚韽哪撤N程度來說也能認為是高邊坡防護,一般主要采用的方法有抗滑擋土墻、抗滑樁、抗滑明洞、抗滑注漿、抗滑錨索。進行滑坡整治時,為了確保達到理想效果,應將上述方法進行有機結合使用,如滑坡力度較大時,應將抗滑樁與抗滑錨索進行結合使用等。
2.4橋涵特殊基礎處理
公路橋涵基礎主要有擴大基礎、擴大基礎、樁基礎等三種。通常在地質條件好的區域不會出現太大難度,但是也會偶爾出現特殊情況,如地基承載力低導致施工困難等等。因此,在適宜的情況下采用巖土工程技術對橋涵特殊基礎進行處理,不僅能降低設計方案成本,讓施工更簡便,還能進一步增加其使用安全性。巖土工程技術處理基礎的方法有注漿、錨桿、錨索等,應根據橋涵基礎特點并結合現場地質條件進行使用。采用注漿法處理基礎通常適用于基礎局部加固,基礎后期加固或整治;采用錨桿法處理基礎主要適用于對巖質地基的處理;采用錨索法處理基礎主要適用于對受力較大的基礎進行加固[3]。
3.山區高速公路勘察需注意的問題
做好巖土工程勘察設計工作的首要條件就是應符合設計要求,其次設計要求應符合施工要求,而后按照設計文件順利進行施工并對施工質量進行檢查與評定。地質條件的分析、評定貫穿于巖土工程全過程,地質條件能決定設計時選用的工程方法,又能決定工程方法中各項措施力度,還能對施工方法進行決定。因而巖土工程勘察設計不僅應有豐富的專業知識,還應有豐富的經驗。
山區高速公路勘察需注意的問題:一是區分巖石與巖體的差別,利用相關的實驗室進行檢測,而后通過檢測數據區分巖石與巖體的差別。當然,若是條件允許最佳的方法就是進行現場測試。二是區分巖體與軟弱結構面的差別,相較于對邊坡穩定性的分析,對巖土體中軟弱結構面更為重視,通常軟弱結構面綜合值比較巖體更低。三是區分原狀土體與設計取值間的關系,巖土體測試中對于原狀土體的測試更為重視,原狀測試能進一步反映真實情況。若是出現大量降雨及地下水活動將對巖土體造成嚴重影響,一旦原狀土體在進行測設時,沒有在規范條件下進行,直接將原狀測試值當作設計取用,將導致工程陷入十分危險的境地。
四是必須對重視工程影響區域內的巖土層分布狀況的勘察,重視工程影響區域內的巖土層物理力學性質的全面勘察[4]。
4.結語
總之,對山區高速公路勘察主要巖土問題進行分析探討具有非常重要的意義,有利于山區高速公路勘察主要巖土問題巖土勘察工作的順利進行,能為山區高速公路建設奠定堅實的基礎,進一步保證工程質量,以不斷促進我國交通事業的可持續發展。
【參考文獻】
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關鍵詞:重力式支擋結構;評估體系;影響因素;評估技術;既有線路 文獻標識碼:A
中圖分類號:U213 文章編號:1009-2374(2016)13-0047-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.13.022
1 概述
重力式支擋結構被廣泛應用于鐵路及公路支擋結構設計中。既有鐵路運營過程中,在線路提速或軸重加大后,作用在路基面上的動應力將大幅增加。既有線路經過一定運營期后,重力式支擋結構工作環境也隨之發生變化。既有重力式支擋結構如何保證運營的安全,是工程技術人員最為關心的問題。目前,我國在重力式支擋結構安全評估方面的研究較少,特別需要加強此領域的研究工作。重力式支擋結構安全評估是在一定的評估體系下,對其安全影響因素進行全面分析,確定評估單元,再應用各種安全評估方法對其安全狀況進行評判,并據此提出維護和加強的措施。
2 重力式支擋結構安全評估體系
2.1 重力式支擋結構安全評估體系的目標
建立重力式支擋結構安全評估體系是重力式支擋結構安全評估時的理論依據。其目標是對鐵路、公路等交通工程系統安全性、可靠性、可用性、可維護性的各種指標進行評估,以達到最低事故率、最少損失、最少維護率及最優投資效益。
2.2 重力式支擋結構安全評估體系的構成
重力式支擋結構安全評估體系主要由安全預評估、設計審核安全評估、施工安全評估、驗收安全評估、安全現狀定期安全評估(直至超出正常使用年限)五項內容構成。安全預評估主要在系統可行性研究時進行,可指導后續系統設計及施工。設計審核安全評估及施工安全評估是結構是否能夠達到正常使用年限的關鍵。在設計時應綜合考慮設計的經濟性及合理性,在施工時應嚴格要求施工質量及施工安全。驗收安全評估是通過試運行階段分析結構使用時潛在的風險,并確定其危險程度及可能出現的后果,提出預防措施。安全現狀定期安全評估,即采用各種安全評估技術相結合,綜合評估重力式支擋結構的安全狀況,是其生命周期內所有評估工作的重點。
2.3 重力式支擋結構安全評估單元
根據分析重力式支擋結構安全影響因素及其破壞時可能出現的癥狀,可從如下四方面著手確定其評估單元:(1)從受力角度,包括動應力的變化對穩定性的影響、不同計算方法對穩定性的影響、不同荷載方式對穩定性的影響;(2)從變形角度,包括墻身是否有裂縫、墻后土體是否開裂、墻后土體是否有不均勻下沉;(3)從墻型結構及材料角度,包括材料是否風化,砂漿、混凝土是否老化,墻型尺寸是否滿足設計要求;(4)從水文地質角度,包括泄水孔是否堵塞、墻體地基是否發生變化。
2.4 重力式支擋結構安全評估步驟
重力式支擋結構進行安全評估時,可遵循如下七個步驟:準備工作、安全影響因素分析、確定評估單元、安全評估實施、安全對策制定、評估結論及建議、編寫安全評估報告。
3 重力式支擋結構的安全影響因素
在設計計算過程中,特別是土壓力的計算理論、計算參數的取值、材料、施工、動應力、地震力等方面,對重力式支擋結構安全性均有較大影響。同時既有支擋結構的安全性還受其工作環境變化的影響,如水文及工程地質條件的變化等,在進行安全評估時要進行全面
分析。
3.1 不同土壓力計算理論的影響
目前設計中大多采用庫倫公式計算土壓力,有時也采用彈性理論。庫倫理論及彈性理論的計算假設條件不同,計算所得墻后土壓力大小、分布規律及作用點位置均有較大差別。由庫倫理論計算所得的墻后土壓力分布形式為一折線,而由彈性理論計算所得的墻后土壓力分布形式為一凸曲線,中上部偏大,底部偏小。在評估時應對由于不同的計算方法對計算結果的影響進行分析。
3.2 提速或軸重增加引起動應力增大的影響
傳統普通鐵路路基設計均采用換算土柱法,將靜荷載和動荷載一并簡化為靜荷載。但隨著既有線提速或軸重增加后,列車動荷載作用明顯加強,導致基床范圍內重力式支擋結構土壓力與傳統庫侖理論計算所得結果相比有明顯差異,特別是當支擋結構較矮(2~4m)時。因此需要對由于動應力發生變化對支擋結構穩定性的影響進行評估。
3.3 使用環境變化的影響
重力式支擋結構經歷一定的運營期后,排水設施失效或者排水不利時,可能引起土體重度明顯增加,黏聚力c、內摩擦角φ、墻背摩擦角δ均不同程度減小。雨水的入滲還可能發生基底軟化現象,導致基底承載能力急劇下降。在經歷一定時間的運營期后,墻體材料耐久性也會發生明顯變化,特別是墻背。這些因素對重力式支擋結構的安全影響至關重要,需特別加以重視。
3.4 不同墻型的影響
重力式支擋結構傳統使用墻型一般為墻胸墻背坡度相同。但現在使用較多的改進后墻型是將上墻背坡度放陡,增設傾斜基底。使用傳統墻型的重力式支擋結構隨著既有線提速,可能造成路基受力不均。不同墻型的計算截面面積也有所不同。同時,改進后的墻型由于增設傾斜基底,故抗滑能力有較大提高。但是采用增強措施的墻型雖然安全系數得以提高,其安全可靠度不一定相應提高。
4 重力式支擋結構安全評估方法
重力式支擋結構安全評估方法有很多種,包括非確定性分析方法、定性分析方法、定量分析方法、模型試驗分析方法、現場檢測分析方法。各種分析方法特點及使用范圍不盡相同。
4.1 非確定性分析方法
4.1.1 可靠度分析方法??煽慷确治龇椒ㄍㄟ^考慮重力式支擋結構設計中隨機變量(重度γ、綜合內摩擦角φ0、墻背摩擦角δ、基底承載力σ)的變異性,計算結構功能函數的不同功能函數值,進而確定結構的失效概率及可靠指標,給出相應安全評估結論。
根據最終R值的大小,參考相應的換算標準,即可得出重力式支擋結構的安全評估等級。
4.1.3 專家評估方法。專家評估方法采用匿名函詢的方式,通過一系列簡明的調查征詢表邀請專家對待評估結構進行打分,并通過有控制的反饋,取得盡可能一致的意見,對結構現狀做出相應評估,對未來做出相應的預測。
4.2 定性分析方法
工程類比方法是定性分析技術的典型應用。盡量找一與待評估的重力式支擋結構使用環境類似,并已安全使用超過其使用年限的同類型重力式支擋結構。再分析兩者可能的破壞機制的相似性及差異性,并結合兩者的安全等級,綜合確定其安全狀態。
4.3 定量分析方法
定量分析方法主要包括極限平衡法及有限元法。廣泛應用于巖土工程界的GEO-SLOPE(邊坡穩定分析軟件)便是基于極限平衡原理,將重力式支擋結構及后方巖(土)體均視為剛體,不考慮本身的應力應變關系,將結構后方潛在滑動面內的巖(土)體劃分為多個小塊體,通過各塊體的平衡條件建立整個體系的平衡方程,導出重力式支擋結構的安全系數。
有限元法先將重力式支擋結構用有限個容易分析的單元代替,單元之間通過有限個節點相互連接,然后根據變形協調來綜合求解其位移、應力、應變、內力等,綜合分析其所處安全狀態。有限元法可以用來求解彈性、彈塑性、粘彈塑性、粘塑性等問題,常用的計算分析軟件有ANSYS、FLAC、ABAQUS、SAP等。
4.4 模型試驗方法
由于重力式支擋結構尺寸較大,故實尺模型試驗既耗時又不經濟,一般對其進行離心模型試驗。把按1/n比例縮放后的模型放在以ng離心加速度運轉的離心機中進行試驗,模擬現場實際受力,通過測試其應力及變形破壞情況,對其做出安全評估結論。
4.5 現場試驗方法
現場試驗方法主要包括裂縫觀測、排水設施檢查、荷載試驗、位移時間曲線監測、地基土軟化情況檢測等,其中現場裂縫觀測、排水設施檢查比較直觀,容易實現,且效果比較精準。在雨季時對重力式支擋結構做位移時間監測試驗,可以有效減少突然破壞情況的
發生。
5 可靠度分析方法在重力式支擋結構安全評估中的應用
利用可靠度分析方法,結合蒙特卡洛原理對某單線Ⅰ級鐵路既有重力式支擋結構進行安全評估。
5.1 計算條件
以單線Ⅰ級次重型鐵路為例。支擋結構型式取重力式路肩墻,墻胸墻背均取1∶0.25的仰斜。列車荷載分布寬度:l0=3.5m;換算土柱高度:h0=3.2m。換算土柱距路基邊緣距離:k0=1.95m。填土按砂性土考慮,取內摩擦角φ=35°,基底摩擦系數f=0.3;土體重度γ=19kN/m3;土與墻背的摩擦角δ=φ/2,即17.5°;基底容許承載力取σ=300kPa。
5.2 可靠指標計算結果分析
由重力式支擋結構可靠度指標計算結果(表1)分析可得:
第一,在該計算條件下,該結構抗滑可靠指標在2.26~2.86之間變化,其相應失效概率為9.1‰~2.5‰。該結構抗傾覆可靠指標在2.85~3.29之間變化,其相應失效概率為2.5‰~2.0‰。各項指標均符合相關要求,故可將該結構安全狀況評估為良好。
第二,在傳統的安全系數法計算過程中,盡管重力式支擋結構的墻高在4~10m之間變化時,其抗滑穩定系數均在1.30~1.35之間變化,其抗傾覆穩定系數均在1.66~1.80之間變化。但其抗滑動和抗傾覆可靠指標均隨著墻高的增加而變大,其基底承載力可靠指標則隨著墻高的增加而減小。
第三,通過引進可靠度原理對重力式支擋結構進行設計及安全評估,相比傳統的安全系數法,能更直觀并準確地反映結構的安全儲備情況。
6 結語
本文初步建立了重力式支擋結構安全評估的體系,對影響重力式支擋結構安全的主要影響因素進行了詳細分析,研究探討了多種重力式支擋結構安全評估方法。重點介紹了由多安全影響因素控制的可靠度分析方法及模糊綜合評估方法在重力式支擋結構安全評估中的應用,其避免了由單個控制因素而得結論的片面性及誤
差性。
參考文獻
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【關鍵詞】BIM技術;城市軌道交通;工程施工管理
1引言
城市軌道交通工程是一座城市對外連接,對內服務的重要工程項目,其工程質量、施工工期都對整個城市的正常運轉有著重要的影響。面對如此繁重的施工任務,傳統的工程建設施工管理方式難以滿足現代工程施工要求。因此,科學合理地采用BIM技術,用數據化方式進行管理,為當代城市軌道交通工程建設提供必要的技術支持。
2BIM技術的應用優勢
BIM技術的應用優勢包括:1)BIM技術基于建筑信息建模,將工程項目中的數據信息整合,通過數字化的方式構建建筑模型,為工程項目提供管理依據。同時將BIM技術應用在城市軌道交通工程中,能有效提高工程建設效率,能及時對工程中錯誤信息進行修改,進而保證工程建設的安全。2)BIM技術與城市軌道交通工程的有效結合,既能提高工程信息的準確性,又能提高工程管理質量。尤其是在交通車站的建設中,能保證多個車站同時施工。
3城市軌道交通工程中的BIM技術
BIM技術即建筑信息模型,適用于工程建筑中的一種數據化管理工具。在工程建設施工前,通過項目信息參數,構筑三維建筑模型,搭建信息數據庫,以立體化的方式預先呈現施工流程。BIM技術具有“可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性”[1]五大特點。在現實應用中,BIM技術通過構建三維建筑模型,可以對工程現場進行合理規劃,以直觀且可預見的方式,便于施工人員合理分析建筑現場。
4BIM技術在城市軌道交通工程施工管理中的實踐
4.1BIM技術在城市軌道交通工程設計階段的運用
在工程建設前期,通過可視化三維模擬模型,在設計階段發揮了重要的參考作用。施工人員通過對施工現場及周邊環境的實地調研,采集相關數據,運用BIM技術,可以實現施工現場實地仿真模擬。施工人員可以對整個施工過程進行模擬,可以加強對軌道交通本身及周邊版塊建設的可控力度,甚至可以對已有的施工設計進行碰撞檢測,有效避免了工程圖紙設計中出現臨時添加站點,或者更改??烤€路設計等嚴重設計問題,有效減少了因圖紙問題引發的停工和返工現象,達到提高施工效率的作用。
4.2BIM技術在城市軌道交通工程施工階段的運用
有機整合BIM三維模型、工程量成本信息、時間信息,即可實現施工過程的5D虛擬構造[2]。在5D虛擬構造中,可以清晰地展現施工計劃、進度、工程量等內容,通過與實際施工現場進行比較分析,從而達到優化施工流程的效果。在具體施工階段,施工進度可以通過BIM技術實現合理控制。在構筑工程建筑模型的基礎上,工程施工方、設計方、建設方可以在BIM技術平臺上實現信息全面共享。在透明化的施工信息展示下,可以對施工過程進行有效把控。同時,對施工順序的合理銜接也有很大幫助。BIM技術可以實現對施工全過程的可視化模擬,在具體施工階段,可以詳細規劃每個施工步驟,合理規避工期浪費現象,實現施工順序的完美銜接。
4.3BIM技術在城市軌道交通工程運維階段的運用
城市軌道交通工程在建設后期需要進行試運行和定期維護工作。BIM技術可以對設備資產實行綜合管理。通過BIM技術搭建的模型,可以清晰展示每個工程步驟的資產使用狀況,甚至可以打通并引入互聯網相關數據。在設備運維管理中,BIM技術可以實現對設備安裝、拆除等管理的可視化記錄,以便不同的運維人員進行記錄翻看。
5BIM技術未來的發展趨勢
BIM技術是一種應用在工程項目中的建筑模型,也是一項數據工具,服務于建筑工程。在建筑全過程中應用BIM技術,能簡化工程施工,保證工程施工效率,以此來提高建筑企業的經濟效益,推動建筑行業的現代化發展。由此來看,BIM技術的未來發展方式更趨向于智能化與數字化。智慧城市的建設與軌道交通項目管理存在較大的內在聯系,BIM技術已經成為軌道交通建設主要的應用技術。與一般建筑工程相比,軌道交通工程風險性更大,且具有更大的規模,構建周期更長。因此,在施工時,難度系數更大。為促使BIM技術在軌道交通工程中更好地發展,首先,應根據城市軌道的實際情況,軌道工程的特點制定BIM技術應用標準,對參與工程建設的人員開展管理,才能保證工程建設中的數據準確。同時能提高工程建設效率,確保工程建設環節準確。其次,根據建筑行業的發展方向開發適合的軟件,只有保證BIM技術有相適應的應用軟件,才能提高工程效率,增強經濟效益。為此建筑行業應重視BIM技術相適用的軟件開發工作,才能有效提高城市軌道交通工程建設安全。最后,數據協同管理平臺的搭建。BIM技術基于數據信息構建模型,只有信息數據之間的相通性,才能高效率應用BIM技術構建工程模型。基于管理平臺能確保數據傳輸速度加快,施工人員能及時將數據信息上傳或者獲取,對工程中發現的問題,及時上傳正確信息,獲取更具有準確性的建筑模型,進一步提高建設效率。
6結語
BIM技術通過對城市軌道交通工程項目建設三維模擬模型,實現了對施工設計、施工過程以及工程運維方面的合理管控??梢暬氖┕つP停瑓f同化的辦公平臺,數據化的監測管控,推動了我國城市軌道交通工程的安全合理建設。
【參考文獻】
論文關鍵詞:工程項目安全管理責任風險應對
工程項目安全法律責任來源于法律法規及工程建設合同??刂剖鹿孰[患是項目安全管理的最終目的,系統危險的辨別預測、分析評價都是危險控制技術。以工程技術措施和管理措施為主,加強有關的安全檢查和技術方案審核工作,通過利用危險控制技術,做到預知危險、杜絕危險,把安全事故及法律風險發生降到最低。
1三全原則防范工程安全事故責任
三控制原理借鑒于美國管理學全面質量管理(TQC)的思想,對于安全管理同樣適用
1.1全面安全控制
要求做到:縱向組織管理角度,安全目標的實現,有賴于項目組織的上層、中層、低層乃至一線員工的通力協作,尤以高層管理能否全力支持和參與,起著決定作用。高層側重安全決策,制定安全方針、政策、目標和計劃,并統一組織協調各部門、各環節、各類人員的安全控制活動,中層要落實領導層的安全決策,運用一定的方法找到各部門的關鍵、薄弱環節或必須解決的重要事項,確定出本部門的目標和對策,更好的執行本部門的安全控制職能,基層則要求每個員工都要嚴格按標準、按規范進行施工和生產,相互分工合作,互相支持協助,開展群眾合理化建議和安全管理小組活動,建立健全項目的全面安全控制體系。橫向項目各部門職能間的配合角度,要保證安全目標的實現,必須使項目組織的所有安全控制活動構成一個有效整體。廣義上,橫向配合協調還包括業主、勘察設計、施工及分包、監理材料設備供應方之間,各相關方應都制定安全控制的方案并互相支持。
1.2全過程安全控制
建設工程的完成要經歷一定的周期。安全控制應從源頭開始,貫穿始終,進行全過程控制。為保證安全目標的實現,必須把影響安全的所有環節和因素都控制起來,主要有項目策劃與決策過程、勘察設計過程、施工采購過程、施工組織與準備過程、檢測設備控制與計量過程、施工生產的檢驗試驗過程、安全目標的評定過程、工程竣工驗收與交付工程及工程回訪維修過程。全過程控制要強調預防為主、不斷改進思想,將安全管理重點從“事后把關”轉移到“事前預防”上來;還要強調為顧客服務思想,在項目組織內要樹立“下道工序是顧客”、“努力為下道工序服務”的思想,使全過程安全控制一環扣一環,貫穿整個項目過程。
1.3全員參與安全控制
全員參與安全控制是工程項目各方面、各部門、各環節安全工作的綜合反映。其中任何一環節、任何一個人的安全工作質量都會不同程度的直接或間接影響工程項目的整個安全目標。全員參與安全控制要求必須抓好全員的安全教育與培訓,要制定各部門、各級各類人員的安全責任制,明確任務和職權,各司其職,密切配合,以形成一個高效、協調、嚴密的安全管理工作系統,要開展多種形式的群眾性安全管理活動,充分發揮廣大職工的聰明才智和當家作主的進取精神,采用多種形式激發全員參與安全控制工作的積極性。
2綜合控制原則防范工程安全事故責任
2.1法律手段
市場經濟條件下,國家主要通過法律手段來規范建筑建設市場的安全,盡可能的減少直接行政干預。安全生產法律法規是國家以強制力保證實施的行為規范,安全標準,以保障職工在生產過程中的安全和健康。企業應當以國家法律法規標準為基準,細化制定出符合本企業實際的安全生產管理制度、具體操作規程和管理流程,尤其是各類強制性技術標準應當等于或高于國家標準。依法治企是市場經濟條件下企業的必修課。實踐證明,絕大多數安全事故是由于不守法而造成的,所以依法生產、依規范操作是減少或消除安全事故的根本保障。
2.2經濟手段
經濟手段通過建設市場內在的經濟聯系,調整各安全主體之間的利益,從而保證安全管理的經濟基礎。經濟手段是各類安全生產責任主體通過各類保險和擔保來維護自身利益,同時國家通過經濟杠桿使質量好、信譽高的企業得到經濟利益,這是市場機制發揮基礎作用的手段。工傷保險、建筑意外傷害保險、建筑工程一切險、經濟懲罰制度、提取安全費用和提取風險抵押金等經濟手段,是在建設建筑業中普遍使用的經濟手段各種經濟手段通過經濟刺激方式促進企業安全管理系統的改善,促進企業安全業績的提高。
2.3科技手段
安全管理需要安全科技的推動,安全科技的使用可以幫助人們帶來更低廉的成本和更有效的安全防護。要實現安全生產,必須依靠科技進步,大力發展安全科技技術,以改造傳統工程建設建筑業的生產過程,從設計、施工、技術裝備、勞動保護用品等方面保障安全生產,從本質上為促進企業安全管理水平的提高提供技術手段支持,最終提高安全管理水平和管理效率。在安全技術問題上,除國家增大投入外,企業也應在可能的前提下,增加科技研發的人力、物力、財力的投人,如果研發成功,對企業、對國家、對社會都是貢獻,也能為企業帶來一定的經濟效益,應當引起重視。
2.4文化手段
企業應當重視安全文化建設:安全文化手段是企業進行安全管理的內在的驅動力,是企業通過對多年工程實踐中的成功管理經驗和失敗管理教訓的總結,從而對安全生產管理指導思想問題進行的理性概括。安全文化建設是企業滿足法律、道義、社會責任的基本前提,也是與國際勞工大會倡導的預防性國家安全與健康文化接軌、增強國際競爭力的必經程序。
2.5行政手段
企業行政手段在安全管理控制方面也是不可或缺的手段,是配合企業安全生產責任制得到有效落實的重要保障。實踐證明,將安全工作績效作為考核員工的重要指標,并與其職務的升降合理掛鉤,一般是能夠激發員工安全責任意識和工作積極性的,對于企業的安全管理工作會起到良好的促進作用。
3資質控制防范工程安全事故責任
實踐證明,無資質或超越資質等級承包工程,是造成安全生產事故的主要原因,必須嚴把資質審查關。包括兩方面,其一是專業承包資質,其二是安全資質。要堅決杜絕不符合資質條件的單位參與工程建設,杜絕掛靠等多種形式規避國家資質管理的違法行為。
4建立體系防范工程安全事故責任
影響工程項目安全的因素主要是施工中人的不安全行為、物的不安全狀態作業環境的不安全因素和管理缺陷,必須針對這些危險因素的影響,建立完善的安全控制體系,形成組織系統、責任系統、要素系統、制度系統。遵循科學的安全控制程序,按照確定安全目標——編制安全技術措施計劃——落實安全技術措施計劃(包括安全生產責任制、保證體系、管理要點、培訓、技術措施、技術要求、安全檢查、傷亡事故應急處理等)——安全技術措施的驗證糾偏——持續改進——完成工程的程序,形成具有安全控制和管理功能的有機整體。
5技術措施防范工程安全事故責任
科學技術是第一生產力,要時刻關注施工技術的最新發展成果,將成熟的安全技術工藝應用到工程實踐之中,最大限度保障避免或減少安全事故的發生。
6安全教育防范工程安全事故責任
安全教育能提高人的安全意識,增強人的安全自覺性和安全技術知識,防止或避免人的不安全行為,減少工作失誤。建立健全安全生產教育培訓制度,加強對職工安全生產的教育培訓,通過安全思想教育,使生產人員具有良好的自我保護意識,防范風險于未然;通過安全技術教育,使生產人員掌握安全生產知識,熟悉安全生產技術和安全操作規程;通過安全法制教育,使生產人員了解法律責任,自覺遵守各項安全生產法律法規和規章制度。把安全知識、安全技能、設備性能、操作規程、安全法規等作為安全教育培訓的主要內容,建立經常性的安全教育培訓考核制度。
7技術交底防范工程安全事故責任
工程項目開工前,項目部的技術負責人必須將工程概況、施工方法、工藝、程序及安全技術措施等向承擔施工作業任務作業隊負責人、工長、班組長等相關人員進行交底;結構復雜的分部分項工程施工前,應有針對性的進行全面、詳細的安全技術交底,參與各方均應保存雙方簽字確認的安全技術交底記錄。
8安全檢查防范工程安全事故責任
安全檢查的目的是及時發現、處理、消除不安全因素,提高安全控制水平。包括定期、突擊、特殊檢查。定期檢查是已列入安全管理活動計劃,有計劃、有目的、有準備的檢查;突擊檢查是無固定檢查周期,對特殊部門、特殊設備進行的安全檢查;特殊檢查指對預料中可能會帶來新的危險因素的新安裝設備、新采用的工藝、新完成的項目,在投入使用前,以“發現”危險因素為專題的安全檢查。安全檢查的主要內容包括:安全生產責任制、安全生產計劃、安全保證措施、安全教育、安全設施、安全標識、操作行為、違規管理、安全記錄等。
9證據保全防范工程安全事故責任
安全管理工作應與信息管理工作密切配合,利用IT部門研發的工程項目管理軟件,對工程安全進行現代化的管理,保全安全數據信息,保留有關安全管理過程中形成的一切書面資料證據,并制作備份,保留原件。這些工作在發生事故時認定相關人員是否履行了法定職責,是否承擔事故責任將起到重要的證明作用。
關鍵詞:土木工程;西部地區;專業認證;人才培養
作者簡介:陳爽(1981-),男,湖北宜昌人,桂林理工大學土木與建筑工程學院,講師;張毅(1977-),男,河北邯鄲人,桂林理工大學土木與建筑工程學院,講師。(廣西 桂林 541004)
基金項目:本文系廣西新世紀教學改革項目(項目編號:2009B042)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)07-0025-02
工程教育專業認證是工程技術行業的相關協會連同工程教育者對工程技術領域相關專業的高等教育質量加以控制,以保證工程技術行業的從業人員達到相應教育要求的過程。[1]
國外的工程教育專業認證工作起步較早,美國早在1932年便成立了工程及技術教育認證委員會,英國和加拿大等國也在20世紀60年代建立了相應機制,并且形成了國際通行的相互認證標準。我國目前僅有土木工程專業在1994年由建設部批準建立了教育評估委員會,開始實行認證制度,是我國工程學士學位專業中按照與國際通行的專門職業性專業認證接軌的制度(professional programmatic accreditation)進行認證的首例。[2]受其業務領導的6個專業是建筑學、土木工程、城市規劃、工程管理、建筑環境與設備工程、建筑給水排水工程均開展了專業認證工作。與此同時,我國在建筑行業推行的注冊建筑師、注冊結構工程師、注冊監理工程師等注冊工程師執業資格考試制度也相當完善,處于各行業領先地位。工程教育認證與注冊工程師制度的結合在我國建筑類工程人才的培養中起到極其重要的作用。[3]
我國廣大的西部經濟欠發達地區目前正處于基礎設施建設及城鎮化建設的高峰時期,急需土木工程專業人才投入其中。如何使西部高校的土木工程教育與專業認證制度迅速接軌避免走彎路,如何在國家西部大開發戰略背景下使人才更好地適應西部、建設西部是一個十分有意義的研究內容。桂林理工大學土木工程專業于2012年5月通過了住建部的專業教育評估,在土木工程專業本科教學實踐中取得了一些經驗。本文基于該校土木工程專業教育評估和日常教學的經驗,就本科土木工程專業教育存在的問題及思考提出幾點看法。
一、土木工程教育專業認證的標準與指標
2003年建設部土建類教學指導委員會及專業評估委員會適時地給出了大土木框架下的土木工程專業人才培養方案指導性意見、專業評估標準及其指標體系。[4]該標準從教學條件、教學過程、教學質量三個方面制定了全面的指標,主要特點如下:
1.要求按照寬口徑專業規格進行專業建設和學生培養
土木工程專業細分為四個方向:建筑工程、道路與鐵道工程、橋梁工程、地下巖土與礦山工程。要求辦學院校同時開設不少于其中兩個方向的專業,除了應開設相應的專業課程和實踐環節外,還要為各方向設置基礎課程通用平臺。這點是基礎要求。
2.人才的基礎知識把握和實踐技能的培養并重
土木工程專業人才的知識、能力、素質結構應具有鮮明的“理論基礎扎實,專業知識面廣,實踐能力強,綜合素質高,并有較強的科技運用、推廣、轉換能力”的職業特點,這是核心要求。土木工程是一門對基礎要求較高的專業,要求學生能熟練掌握數學、物理、化學等理論基礎課,還要掌握土木工程制圖、結構力學、材料力學等專業基礎課;同時,土木工程還是一門對實踐技能要求很高的專業,所以從工程制圖實習、建筑結構設計實習、建筑認識實習等等到畢業實習,包括各種工程實驗科目貫穿教育過程始終。
3.畢業生進入工程領域的準入程度高低是檢驗培養質量的最終標準
強調學生為日后的技術職業生涯在知識上進行準備;畢業生是否具備了從事工程活動的必備知識和能力,是否能適應工程實踐的需要,是否能適應我國建筑行業推行的執業資格注冊制度。
二、西部院校土木工程專業目前普遍面臨的問題
1.師資隊伍與專業認證體系不配套
教師――特別是專業教師――在影響人才培養目標的諸多教學資源和要素中是起絕對主導作用的。因為如果沒有配套的教師隊伍,哪怕課程體系再合理、實驗室再先進,教育還是無法達成既定目標,或者是形成特色。比如,在專業認證背景下,學生畢業后就應該是具有高度實踐能力的“一張文憑、多張證書”的準工程師,不難想象:如果專業教師中的注冊執業工程師都沒有或者很少,如果專業課教師都沒有直接從事過生產實踐,又如何指導學生適應畢業后將面對的設計、施工等工作?其后果是學生畢業后往往要從頭學起。而和經濟發達地區相比,西部地區對人才的吸引力較弱,建筑市場上注冊執業工程師本就稀缺,更何況教師的晉級只與論文、科研項目掛鉤的高校中?
2.課程教學設置欠完備,實踐環節與工程實際脫鉤
據筆者了解,目前廣西高校的土木工程專業課程體系結構幾乎都是由三個方面組成,即:公共基礎課、專業基礎課和專業方向課。而認證委員會的評估標準要求畢業生應具有團隊精神,能適應學科的發展,可以獨立編寫科學報告等等。這些能力不是僅靠課程能夠培養出來的,而是要依賴整個人才培養體系,特別是實踐教學體系才能培養形成。另一方面,受經濟發展程度的限制,西部地區高校與企業的產學研合作相當有限,導致了生產實習、畢業實習等實踐環節針對性不強,與工程實際脫鉤,效果不佳。
三、人才培養體系探討
1.建立專業的教師隊伍
顯然,在專業認證的背景下,對從事土木工程教學的老師提出了更高的要求:要求其不僅要有教學、科研能力,更要有從事實際工程的能力和經驗;要求其不僅要提高職稱,更要具有執業資格證書。要做到這點,首先學?;驅W院要建立相應的鼓勵機制。學院這個層面制定的政策其實對教師隊伍的發展方向有很重要的影響。為了適應專業認證體系,政策上一定要給予相應的支持,比如:規定專業課教師一定要定期在第一線從事一定的工程實踐,幫助企業發現和解決問題的同時充實自身的工程經驗;在引進教師的時候,除了考慮其教學和科研能力,也要考察其實際工程能力,剛畢業就走上教師崗位的新老師要安排其到工程第一線從事一段時間的設計或施工管理工作;鼓勵教師參加執業資格注冊考試,對于設計類、施工類課程原則上要求取得注冊建筑師、結構工程師、巖土工程師、建造師資格的老師來承擔,并在職稱評定、工作量計算、津貼評定中給予適當傾斜。通過完善教師引進和進修機制,可以克服西部高校對人才吸引力不足的困難,迅速建立和認證制度相適應的教師隊伍,而教師在實際工程中學習或是復習參加考試也能不斷充實自己的專業知識。
2.建立配套的課程體系
課程的設置要以《基本規格》為指導[4],包括理論課程和實踐課程兩個方面。理論課程――特別是專業課――可以針對某個特定工作崗位甚至是某一特定執業資格設置大的框架,比如“建筑施工管理”、“建筑設計”、“結構工程設計”、“巖土工程設計”等等。在大框架下再有針對性地設置各門課程,使學生在學校就適應未來的執業資格考試。
實踐課程要培養學生的實踐能力和創新精神,盡早實現人才與生產企業接軌。首先,通過讓學生在社會、行業以及企事業單位共同建立穩定的校外實習、實踐教學基地實習或實踐中得到的親身體驗。并結合我國土木工程專業認證的具體情況,密切與社會用人單位的聯系,根據國家對各行業、各專業建設的要求,研究工程建設需要的土木工程專業應用型人才特點,合理配置土木工程專業知識結構。其次,增設開放性實踐環節,培養學生的綜合素質。人才的培養除了構建科學的課程教學體系外,還輔以各類課外活動對其進行補充,包括系列講座、開放實驗、科技活動等。例如,積極組織開展校級結構大賽活動,并在此基礎上選拔優秀學生參加省級、國家級結構大賽。通過這種活動激發了土木工程專業學生的學習興趣和潛能,培養其團隊協作意識和創新精神,幫助他們全面發展。
3.構建鮮明的地方特色
人才培養對本地區行業形勢不敏感是西部高校面臨的普遍問題之一。從專業知識領域來看,每個地區都有自己的特色,而現行人才培養模式很少有和這些特色相結合的案例。拿巖土工程為例,我國地域遼闊,每個地區的土壤都不盡相同,西部地區(廣西、云南、湘西)分布有大量的特殊性土壤(紅粘土),其工程特性與其他土質差別很大。如何在工程中因勢利導、趨利避害?在人才培養過程中如果能融入這些特色知識,一定能更好地為地區經濟服務,同時也增強畢業生在本地區就業的競爭力。從人才流動的角度來講,西部地區看似對人才的吸引力不大,但其實不然。相比報酬,人才往往更看重職業上的發展,在培養過程中就讓學生了解本地區的行業形勢,了解其實在經濟欠發達地區也是大有可為,這對留住人才非常重要。
參考文獻:
[1]韓曉燕,張彥通,王偉.高等工程教育專業認證研究綜述[J].高等工程教育研究,2006,(6):6-10.
[2]畢家駒.中國工程專業認證進入穩步發展階段[J].高教發展與評估,2009,(1):1-5.
Abstract: In this paper the construction of civil engineering brand professional is explorated from three aspects. They are teachers team construction, teaching reform and construction, brand professional reform and construction idea, plan and expected achievement. It promotes teaching, scientific research and social service all-round development, and constantly improves the talent training quality with the brand professional construction as an opportunity.
關鍵詞: 品牌專業;土木工程;改革與建設
Key words: brand professional;civil engineering;reform and construction
中圖分類號:G423.02 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2011)23-0175-02
0引言
品牌專業是指專業特色鮮明、人才培養質量高、畢業生就業率高、社會聲譽好的專業[1]。2010年6月武漢工程大學“土木工程”專業被遴選為湖北省高等學校本科品牌專業。武漢工程大學(原武漢化工學院)土木工程專業依托“防災減災工程及防護工程”湖北省省級重點學科、“建筑與土木工程”一級學科碩士點、“防災減災工程及防護工程”碩士點以及教育部“磷資源開發利用工程研究中心”等建設平臺,在校、院兩級領導的大力支持和指導下,并通過土木工程專業全體教師長期的不懈努力,目前土木工程專業無論是在學科建設、專業建設、師資隊伍培養、實驗室建設,還是在人才培養與科學研究等方面均取得了長足的發展。武漢工程大學現已與華中科技大學達成了省部共建協議,在實驗室、儀器設備以及圖書資料方面實施了資源共享。這些優質的教學資源與平臺較好地滿足了土木工程專業的教學與科研需求,并為本專業的長期發展打下了堅實的基礎。隨著我國經濟建設的高速發展,特別是隨著城鄉住房建設、高等級公路與鐵路工程建設、大型水利樞紐工程建設以及武漢“8+1”城市圈工程建設的啟動,必將需要大量的土木工程專業人才,這將為土木工程專業的進一步發展提供了一個難得的機遇與平臺。本文擬從以下幾個方面對土木工程品牌專業建設進行思考。
1師資隊伍建設
1.1 現有專業教師隊伍的基本情況土木工程專業現有一支以中青年骨干教師為主的專任教師隊伍,共有教師37名,17人具有博士學位(占教師總數45.95%),3人具有博士后研究經歷。專任教師主要畢業于同濟大學、武漢大學、華中科技大學、武漢理工大學、中國地質大學、武漢科技大學、天津大學、中南大學、北京科技大學等不同的高校以及中國科學研究院武漢巖土力學研究所等科研院所。專任教師隊伍學歷層次較高,學緣關系、職稱結構、年齡結構合理,以年富力強的中青年教師為主。專業教師中年齡分布為:50~60歲2人,49~40歲18人,39~30歲16人;29~20歲1人,職稱分布為:教授9人,副教授10人,講師16人,實驗師2人。專任教師中享受湖北省政府專項津貼人員2人,建設部高等土木工程學科專業教學指導委員會委員1人,湖北省巖石力學與工程學會常務理事1人,其中26人具有碩士生導師資格。
近四年專業教師主持和參與了國家級教研項目2項,省級教研項目8項,校級教研項目7項,近四年來共獲得省級、校級教學成果獎5項,公開發表15篇教學研究論文。以“教育部磷資源開發利用工程研究中心”、“防災減災工程及防護工程”湖北省省級重點學科以及“土木工程”一級學科碩士點、“防災減災工程及防護工程”碩士點為依托,以專業實驗室為基礎,以專業骨干教師為主體,土木工程專業教師先后承擔了國家級科研項目10項、省部級科研項目30項、企業合作項目102項。近年來,土木工程專業在道路工程、巖土工程、地質災害防治、防災減災工程、混凝土結構、工程數值計算、橋梁工程以及工程結構損傷檢測和健康監測等領域做出了較突出的成績,部分研究領域處于國際先進或國內領先水平。近四年來,土木工程專業教師共發表科研論文250篇,其中被SCI、EI、ISTP、CSCI等四大檢索收錄90篇。
1.2 師資隊伍建設政策、措施及效果雖說土木工程專任教師隊伍學歷層次較高,學緣關系、職稱結構、年齡結構合理,但建設一支師德高尚、具有較高教學和科研能力、富有創新精神、結構合理的教師隊伍,是培養具有高素質土木工程技術人才的關鍵,也是提高辦學質量、深化教育教學改革的基本保證。
1.2.1 師資隊伍建設政策校黨委書記吳元欣[2]指出要大力推進“杰出人才和學科帶頭人培養計劃”、“教師基礎學歷提高計劃”、“教師出國進修培養計劃”,利用“楚天學者計劃”特聘教授和校內特聘教師等教師特崗,培養一批能夠把握學科發展方向的學科建設帶頭人,匯聚一批能夠攻關重大科學研究項目的領軍人物,造就一批學生尊崇的“教學名師”。按照《武漢工程大學“十二五”事業發展規劃》提出的“人才興?!卑l展戰略,以人為本、人才興校、人力資源是第一資源、人才工程是第一工程的理念,以領軍、帶頭人才和骨干后備人才的引進和培養為重點,逐步實施專任教師的“博士化、工程化、國際化”工程,全面提高教師隊伍素質,重點培養優秀中青年骨干教師。同時學校還積極鼓勵引進有突出業績或專長的特殊人才,以優化配置教師資源,努力打造努力造就一支“師德高尚、業務精湛、結構合理、充滿活力”的高素質教師隊伍。具體政策如下:①培養具有示范及帶頭作用的“教學名師”,引導和激勵教師全身心投入教學、教研和教改工作。②鼓勵青年教師到其他高校、科研院所攻讀博士學位,以不斷提高其業務能力與學術水平。③選派青年教師到相關工程設計與施工單位開展工程訓練,以不斷積累和豐富實際工程經驗。④有計劃、有目的地培訓中青年教師,鼓勵選派優秀骨干教師出國進修學習。⑤實施積極的人才引進政策,加大人才引進力度,尤其具有學術特長、有突出業績的特殊人才。⑥充分挖掘社會教育教學資源,努力構建一支具有豐富實際工程經驗的高水平校外兼職教師隊伍。
1.2.2 師資隊伍建設措施①以學校每年9、10月份實施的“師德校風宣傳教育月”活動為契機,不斷提高專業教師的師德修養、敬業精神與綜合素質。②通過品牌專業建設,不斷優化土木工程專業教師的職稱、年齡、學歷和學緣結構,重組教學資源配置。③積極實施武漢工程大學提出的“杰出人才和學科帶頭人”與“名師工程”培養計劃,努力造就一批能夠站在本學科前沿,并在國內有一定影響的知名教授。④不斷加大人才引進力度,重點引進高職稱、高學歷人才,特別是在科研上已取得突出成績的學科帶頭人,如本學科“楚天學者”、“特聘教授”、“工大學子”等。⑤對新進教師必須要求具有博士學位,不斷加強師資培訓與青年教師的培養計劃,并鼓勵現任教師攻讀在職博士學位。⑥利用國家公派,學校公派等多種資助渠道,選派優秀教師出國留學、進修和訪問。⑦鼓勵并努力創造條件讓青年教師積極參加本學科科研創新團隊與教學團隊,努力培養中青年教師的科研、教學業務水平與團隊協作精神。
2教學改革與建設
2.1 人才培養模式:凸顯“三實一創”為核心的人才培養模式人才培養工作是學校辦學和發展的中心任務,是做好畢業生就業工作的基礎和最關鍵的環節。近年來,學校堅持“質量立校、科技強校、人才興校、突出特色、協調發展”的辦學思路,在人才培養模式方面進行了積極的探索、改革與創新,注重強化學生的專業素養、實踐能力和創新、創業意識,人才培養質量不斷提高,畢業生就業競爭力顯著提升?!皠撔履J剑嘣瞬排囵B”、“強化實踐,工程能力特色化”,不斷調整優化專業結構,大力推進教學改革,逐步構建創新型、復合型、技術型的多樣化人才培養體系;為強化學生實踐能力,不斷搭建實踐教學平臺,形成由實驗教學中心、校內外實習基地、重點實驗室、科技產業園等組成的實踐教學大平臺;以省內外龍頭企業為基點建立“就業實習基地”和“就業工作服務站”,搶占制高點,形成基層就業和高端就業結合的市場網絡。人才培養模式是根據人才培養目標和質量標準,為學生設計的知識、能力和素質結構以及實現這種結構的方式。在制定土木工程專業培養方案時,首先對國內開設了該專業的華中科技大學、武漢大學、武漢理工大學、湖南大學、南京理工大學、西安建筑科技大學等多所高校進行了廣泛調研,同時也廣泛地調研了用人單位的意見,然后通過反復研討與認真分析,本專業將人才培養目標定位于:掌握土木工程學科的基本理論和基本知識,獲得工程師基本訓練并具有創新精神的高級工程技術人才,具有土木工程項目規劃、設計、研究開發、施工及管理能力,能在建筑工程、市政工程、地下工程、隧道工程、公路及城市道路、鐵道工程、橋梁工程、礦山建筑等相關部門從事設計、規劃、施工、咨詢、監理、研究、教育、投資及管理工作,即會設計、能施工、懂管理的合格人才。本專業人才培養模式的核心為:“三實一創”(即實訓、實驗、實習及創新)。土木工程專業人才培養目標定位于面向我國土木工程行業一線具有創新精神的高級工程技術應用型人才。為此,土木工程專業長期以來十分注重學生工程實踐能力與創新思維能力的培養,逐步形成了以“三實一創”為核心的人才培養模式,在實驗教學方面,已構建了“一個核心,三個層次,六個模塊”的實驗教學體系,在實習、畢業設計等實踐教學環節方面,十分注重“產、學、研”相結合的工程實際訓練,通過對高年級學有余力的學生開設導師制“特色班”等形式,真正做到了因材施教,極大地鼓勵和培養了學生的創新精神與創新能力。從近年用人單位對我校土木工程專業畢業生的反饋意見以及考研情況,說明本專業的人才培養模式是正確的。根據近年畢業生代就業情況、考研情況以及用人單位的反饋信息,表明土木工程專業的定位是準確的,完全符合土木工程專業人才培養的要求,深受用人單位的好評。
2.2 課程體系:凸顯“厚基礎、重實踐、寬口徑、有專長”的教學體系在制定人才培養方案時主要注意了以下四個方面:①結構方面要體現土木工程學科的發展趨勢,隨著科學技術的不斷發展,新材料、新結構、新施工技術的不斷涌現,有必要不斷拓寬專業口徑,但是也要根據省屬高校生源總體水平,適當控制知識的寬度與廣度。②注重培養學生的工程能力與工程素質,即訓練學生在工程實踐中發現、提出、表達與解決問題的能力,同時培養學生具有強烈的社會責任感、質量―成本―效益一體化的綜合經濟意識、法律意識、環保意識與團隊協作精神以及不斷學習和更新知識的工程素質。③注重培養學生的創新能力,在大學三年級開辦“特色班”,對“特色班”的學生采用類似于研究生的培養方式,配備指導教師,以提高學生的創新能力。④在寬口徑培養人才的前提下,結合土木工程行業的發展狀況,開設對口的專業方向選修課模塊,使學生在土木工程行業某一領域有一定的專長,在人才市場上具有較強的競爭力,保持畢業生的高就業率水平。土木工程專業的培養方案不僅充分體現了教育部土木工程專業教學指導委員會對高校土木工程專業的基本要求,而且切合本專業的定位。
2.3 教學內容教學內容總體上劃分為四大模塊,即基礎教育、素質教育、工程教育和實踐訓練。每一模塊都有與總體培養目標相適應的教學或訓練要求,在執行過程中相互支持和滲透,形成一個有機的整體。
3品牌專業專業改革與建設思路
3.1 專業改革與建設思路在我國高等教育大眾化的背景下,土木工程專業將根據地方高校工科專業本科生的知識結構與素質特點,以我國土木工程行業的科技進步與人才需求為導向,指導品牌專業的建設工作,力爭在面向產業一線培養基層創新人才方面形成顯著的特色,并使專業的發展獲得持續的競爭力與競爭優勢。
在品牌專業的建設中,將以全面提高人才培養質量為宗旨,以教育部土木工程專業教學指導委員會擬定的“專業規范”為指導,以深化教育教學改革,推進教育教學理念、人才培養模式與教學管理模式的創新為動力,以“防災減災工程與防護工程”湖北省重點學科為依托,開放思想、真抓實干,穩步、高效、有序地推進各項建設工作的展開。首先開展廣泛的調研,深入企業、科研院所了解他們對土木工程專業本科生的知識、素質與能力等方面的要求;跟蹤問卷調查往屆畢業生對大學教育的評價與建議;到其他兄弟院校學習、交流有關品牌專業建設的經驗。在此基礎上,進一步補充和完善本專業的人才培養目標與人才培養模式。為了保障土木工程品牌專業建設的順利、有序進行,設立品牌專業專門建設小組,建設小組總負責人由校長李杰教授親自掛帥,小組成員實行建設項目制,各司其職。
3.2 專業改革與建設方案①不斷完善專業培養模式與教學體系。不斷完善基于“三實一創”(實訓、實驗、實習、創新)為核心的人才培養模式和“厚基礎、重實踐、寬口徑、有專長”的土木工程專業教學體系,注重內涵建設,使本專業培養出學生不僅具有扎實的基礎理論知識,而且還具有很強大實踐應用能力和創新思維能力。②進一步加強工程實踐訓練。土木工程專業是一個工程實踐性非常強的工科專業,今后除在教學計劃中進一步加大實踐教學與課堂理論教學的比例,而且還要進一步加強與工程勘察、工程設計、工程施工等單位的聯系,積極推進“產、學、研”相結合的實踐教學模式,同時聘請具有豐富實際工程經驗的工程單位技術人員來校給本科生授課或指導畢業設計等實踐教學環節,努力提高學生解決實際工程問題的綜合能力。③加強師資隊伍。高素質的專業教師是專業建設的根本保證,通過3~5年的努力,使土木工程專業的教師總人數達到50人左右,其中教授達到12名以上,具有博士學位的教師達到70%以上,同時引進或培養2~3人成為在國內土木工程領域有較大影響的知名學者。在師資隊伍建設方面,注重引進與培養相結合當原則,特別注重中青年骨干教師的培養以及團隊協作精神的培養。④強化課程建設。以精品課程建設為龍頭,帶動土木工程專業課程建設整體水平的提高,不斷提高課堂理論教學的教學質量與效果,通過2~3年的努力,至少建成1門省級精品課程和2~3門校級精品課程。⑤實驗室建設。進一步優化、整合現有實驗室,充分利用中央與地方共建特色優勢學科實驗室以及日元貸款經費等,在不斷補充和完善現有專業實驗室建設的基礎上,重點建設好土木工程結構實驗室和道路與橋梁實驗室,積極購置先進的大型儀器設備,在3~4年的時間內,是本專業的設備總值達到3500萬元,實驗室總面積達到4000m2以上。⑥積極開展大學生課外科技活動。依托武漢工程大學“校長基金”、“產、學、研”課題以及專業教師的科研課題等,積極鼓勵高年級學生參加“挑戰杯”、“求實杯”、“中南結構設計大賽”等不同類型的大學生課外科技活動,進一步完善“導師制”的管理模式,全方位、多渠道地培養打學生的自主學習能力與創新思維能力。
3.3 預期成果通過3~5年的建設時間,努力將土木工程專業建設成為辦學條件優良、師資力量雄厚、人才培養模式科學、教學內容與課程體系完備、教學方法與手段先進、人才培養質量優良的本科專業,并在國內同類省屬高校中處于領先或先進水平。
4結束語
我校在土木工程品牌專業建設的過程中,對師資隊伍建設、教學改革與建設、品牌專業改革與建設思路、方案及預期成果進行了有益的探索,取得了一定的成績。但土木工程品牌專業的特色有待進一步的凝練、在全省乃至全國的社會聲譽有待進一步提高。
參考文獻:
[關鍵詞]路基路面工程 研究性教學 卓越工程師培養 融合
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2014)04-0073-03
一、前言
“研究性教學”理念,作為大學教學改革的新向度日益受到關注。教育部自2005年以來先后出臺《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》(2005 年)、《教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》(2007 年)等文件,積極推動研究性教學,提高大學生的創新能力。傳統的教學方式是通過老師的講解和學生的學習,來構建知識結構網絡,整個教學過程圍繞知識的傳授和獲取而展開。而研究性教學,要求學生在教師指導下,能夠進行自主學習、深入探究,主動獲取知識、應用知識,并用來解決問題或有所創新。相對于傳統的被動接受式學習,研究性學習更多強調主動探究,它對教師的教學設計和評價水平、學生主動學習的能力等都提出了更高的要求。
“卓越工程師教育培養計劃”是教育部貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項目,也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。其目的在于培養造就一大批具有一定的創新能力、適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才,為我國的創新型國家建設和人才強國戰略服務,對促進高等教育面向社會需求培養人才,全面提高工程教育人才培養質量具有十分重要的示范和引導作用。我校入選第二批試點學校。以前我院土木工程專業(交通土建方向)在探索校企合作、產學結合方面也做了許多工作以提高學生的實踐能力和創新能力, “路橋實踐性教學環節走產學結合之路的改革探索”曾獲揚州大學教學成果一等獎;“畢業論文結合科研課題,創新實踐催生應用成果”獲江蘇省教育廳教學成果二等獎。但對于 “卓越工程師教育培養計劃”這樣大規模、系統性地推進研究性、實踐性教學則需要進一步的論證、探索和實踐。目前,我院已確定本科層次的土木工程(交通土建方向)專業卓越工程師培養目標內涵和指標體系。
路基路面工程是土木工程(交通土建方向)專業的一門主干課,該課程所研究的對象是路基工程與路面工程,包括公路和城市道路的路基與路面工程的設計原理、設計標準、計算方法及施工方法。通過該課程的教學活動,學生能進行路基及路基穩定性、擋土墻、路基路面排水、瀝青混凝土路面與水泥混凝土路面等內容設計與計算;能掌握路基路面工程的施工方法、質量控制及病害與防治等方面的知識,是學生就業或繼續深造所需要的重要課程之一,對培養道路工程研究性和應用型人才起重要作用。該課程是一門理論和實踐性都很強的課程,教學上根據我校學生的主要就業方向,重點講解設計、計算與施工等內容,并輔以課程設計、課程實驗和生產實習等環節進行強化和鞏固,將理論與實踐很好地統一。教學手段已采用多媒體,并增加了課程實驗所需的儀器,安排了實習基地,保證了理論教學和實踐教學的需要。在教學過程中探索采用研究性教學,并依托與本專業相關的工程單位或企業,建立卓越工程師校企聯合培養模式和運行機制,進行學生實踐能力的培養,形成一個兼具研究性教學特點、又能體現卓越工程師培養目標的課程教學和人才培養模式。在路基路面工程課程教學中,將研究性教學和卓越工程師培養這兩大高等學校教育改革中重點關注的問題進行有效的結合是一個值得探討的問題。
二、課程定位與教學目標
根據我院教學研究型學院的定位, 路基路面工程課程建設定位于教學與研究并重,考研深造與本科畢業就業并舉, 引導和組織學生進行研究性學習 , 這是“卓越工程師教育培養計劃”著力推行的教學組織形式和教學方式,關系到參與高校的卓越工程師培養目標的實現和培養標準的達到與否。要做好這一點,需將本科階段的研究性教學與卓越工程師培養有機融合。
在卓越工程師培養方面,首先,增強學生的工程觀念,培養學生的動手能力、創新能力和組織能力。實踐教學環節,應選擇具有較高技術含量的工藝性、設計性、綜合性的實訓項目,逐步形成工程基礎實驗、工程專業實驗的操作技能、工程專業技術應用技能與工程綜合實踐能力、專業應用能力有機結合的實踐教學體系。讓學生自己動手進行設計和實驗,使學生對典型道路工程的結構、設計和建設過程有一個全面完整的體驗和認識,培養學生的工程意識,使學生對工程質量、安全、經濟與組織管理等有深刻的理解,建立一個道路工程大系統的觀念。其次,對于學有余力的同學以及想考研的同學,通過實際課題的參與,掌握科學的研究方法,學會進行合理的實驗設計,為將來的科學研究工作打下堅實的基礎。
在研究性教學方面,教學中采用與研究性教學理念相適應的授課方式、作業類型、實踐訓練和考核方式,建立“以學生為主體、以教師為主導”的基于探索和研究的教學模式,激勵學生的好奇心、求知欲、創新和探索精神。結合路基路面工程的課程特點,通過研究性教學, 讓學生牢固地掌握基礎理論知識、基本實踐技能,引導學生從記憶應考型向科學研究型與應用型轉變,著力培養學生的搜索、篩選、運用資料的能力,提出問題、分析和解決問題的能力,以及良好的人際溝通和團體協作能力,并提高語言表達和撰寫論文的能力,為其日后成為專門性研究人才或卓越工程師打下基礎。
三、方法和措施
(一)提煉核心問題,講授課程基本知識
在教學過程中,注重從課程內容中提煉問題。提出的問題可分為如下層次:基于課程內容主線的核心問題,基于知識模塊群的綜合問題,基于知識點的具體問題等。以問題為中心,進行分析探討,理論聯系實際,完成教學目的。學生在課堂學習過程中、在完成作業和習題的過程中也會發現問題,對學生提出的問題可選擇有代表性的進行討論和研究。通過關鍵問題,讓學生掌握獲取課程基本知識,通過查閱資料、提出觀點、小組討論、辯論提高邏輯思維能力和思辨能力。建立基于問題的研究式教學模式,能加強對學生探索精神的培養。而關鍵問題的選擇,則要求教師對授課內容非常熟悉并全面透徹地把握。
(二)選擇經典案例,提高分析能力
路基路面工程設計與施工中案例很多,實用性比較強,通過對案例的分析來學習和運用知識。將實際案例與學習連接在一起,更能吸引學生的注意力。在講透基本概念、基本原理的基礎上,結合工程案例介紹如何利用基礎知識、基本原理來尋求解決工程中出現問題的方法和途徑,結合工程案例中的經驗教訓開展課堂討論,強調掌握基本概念、基本原理的重要性。使理論知識與實踐知識有機結合,使講授的理論知識內容更加具體、明晰,不僅大大活躍了課堂氣氛,還增強了學生的學習積極性、主動性,有效地拓展了學生的視野,激發了學生的學習興趣。
路面病害與防治是路基路面工程的主要內容之一。路面病害形式和形成的原因多種多樣。在講解路面病害的成因和防止措施時,先讓學生對校園四周的道路病害進行調查,再歸納實際工程中預防和減少路面的技術措施及其機理,并探討如何加以維修養護,讓學生自己加以總結,極大地調動學生學習的熱情,再通過必要的課堂教學輔導幫助學生深入理解,強化學生對路基路面從設計到施工、養護等各個環節知識點的掌握,以達到事半功倍的效果。實踐教學與理論教學有機結合,既提高了學生的學習興趣,又增強了學生的工程意識,并加深對本課程的理解。
(三)改革課程設計,加強自主創新能力培養
課程設計方案由學生自主確定,并結合中國建設教育協會立項教改課題《土木工程系列課程設計的優化與實踐》,運用道路勘測設計的課程設計成果,進行擋土墻和路面結構的設計。同時根據路基路面工程課程知識,綜合分析原成果的不足,在課堂教學中引入系統思維和創造性思維的概念;在各階段實習和實踐活動中,以及大學生創新實踐課題中,強調系統思維和創新思維的重要性,在過程中培養創新意識,通過完成創新實踐項目提高創新能力。
(四)鼓勵參與課題,培養科研能力
傳統的教學方式是以課本內容為基礎,根據課程知識結構進行講解,整個過程是以知識的獲取過程為依托,通過實際運用達到能力的提高來達到教學目的。而研究性教學則把問題的呈現放在前面,以解決具體問題為教學的導入點,要求選擇一些專題進行研究,學會運用開放性資源,需撰寫研究報告,并開展課堂討論。如果研究課題選擇得當,則學生就會隨著問題解決而更好地掌握知識,提高解決問題能力。在學生獲取知識的過程中,通過教師的指導以及自己的思考和總結,學生就會在研究性學習的課題研究中和項目的設計中有更多的創造機會,就會在創造中感受成功的體驗,在成功中感受到學習的樂趣。鼓勵學生利用圖書資源和網上資源,并提供了一些關于路基路面工程方面的研究選題,引導他們關注目前國內外先進的路基路面施工的新工藝、新材料和新技術,開展一些力所能及的研究工作,并通過科研小組活動,培養其獲取知識、應用知識的能力和科技創新能力;通過課堂表達訓練、課題成果展示和介紹,提高學生的口頭與書面表達能力,從而提高競爭能力。
(五)重視生產實習,對接工程一線
按照培養目標、培養規格和需要達到的工程能力要求,選擇交通工程企業作為實踐教學基地。同時,聘請實踐教學基地一定數量的經驗豐富的工程師作為學生企業學習階段的指導教師,對學生在企業的學習提供全面指導。在條件允許的情況下,實施企業和學校雙導師指導,以交通領域相關工程實際項目為載體,深入企業參與實踐和項目研究,挖掘學生的工程創新型潛質,切實提升學生的工程開發和技術創新能力,逐步形成系統的工程實踐能力和管理能力,增強學生對社會的適應力和競爭力。
四、結語
在《路基路面工程》課程建設過程中,進行研究性教學實踐和卓越工程師教育培養計劃實施過程中,獲得體會如下。
1.實施以研究性學習理念為指導的“研究性教學”,以小課題的探討與研究等為教學的切入點,依附于路基路面工程課程教材,讓學生在課題研究和項目的設計中有更多的創造機會, 有利于激發學生的學習激情、學習的潛能。
2.卓越工程師教育培養創立了高校與行業企業聯合培養人才的新機制,遵循工程的集成與創新特征,強化了學生的工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力,增強了學生對未來工作的適應性。
3.在路基路面課程教學中,將卓越工程師教育培養與研究性教學有機結合,取得了一定的效果。近年來,我院先后有多名同學考入同濟大學、東南大學、長安大學等高校的道路與鐵道工程學科攻讀碩士研究生學位,而到工程一線就業的同學,在設計、施工單位都能很快進入角色,保持了我校學生動手能力較強的優良傳統。
4.做好“卓越工程師教育培養計劃”與研究性教學之間的融合,不僅不會使兩者產生矛盾,而且還會使其相互促進,有利于整個教育事業的發展。而建設一支具有一定工程經歷的高水平專、兼職教師隊伍,是實現這一目標的重要前提。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 何云峰.大學“研究性教學”的發展路向及模式建構[J].中國大學教學,2009,(10).