時(shí)間：2023-03-25 10:43:38
導(dǎo)語：在施工技術(shù)探討論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：非開挖技術(shù)；導(dǎo)向鉆鋪管；電力管道；免開挖施工
隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，電力工程建設(shè)項(xiàng)目日益增多。采用電力電纜輸送電能，占地面積小，不占地面空間，不受路面建筑物的影響，也不需要在路面架設(shè)桿塔和導(dǎo)線，易于向城市供電而且使市容整齊美觀。因此，現(xiàn)在纜化的工程也越來越多。常規(guī)電纜工程的施工都是開槽鋪設(shè)電力管道，施工時(shí)需要占用路面，妨礙交通；開挖回填時(shí)容易損壞原有管線；渣土外運(yùn)引起漏灑揚(yáng)塵；回填坑槽及恢復(fù)路面容易造成不均勻沉降，路面下陷或突起，給車輛和行人帶來不便。而且由于用電申請(qǐng)時(shí)間的不一致，常常是今天挖開，明天填上，后天又“破肚開膛”，產(chǎn)生了令市民深惡痛絕的馬路“拉鏈現(xiàn)象”。因此，常規(guī)的施工技術(shù)越來越不適應(yīng)城市發(fā)展的需要。
近幾年來，廈門市加大了城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的力度，《廈門城市道路管理辦法》也規(guī)定，新建道路交付使用未滿5年不準(zhǔn)“開膛破肚”。2007年1月還專門出臺(tái)了《廈門市人民政府辦公廳關(guān)于加強(qiáng)島內(nèi)城市道路挖掘施工管理工作的通知》，新的管理辦法嚴(yán)格了審批權(quán)限，規(guī)定挖掘時(shí)間在5天以內(nèi)、開挖長(zhǎng)度在100米以下的項(xiàng)目由市政園林局歸口審批；超過這些期限的由市政園林局和市城管辦聯(lián)合會(huì)審，影響重大的開挖項(xiàng)目還要報(bào)市政府審批。此外，廈門市還首次建立了道路挖掘計(jì)劃預(yù)申報(bào)制度，規(guī)定每年12月份報(bào)送下年度、每年5月份報(bào)送下半年較大的道路管線建設(shè)項(xiàng)目計(jì)劃；除緊急情況外，沒有預(yù)申報(bào)的開挖項(xiàng)目不予審批。道路挖掘施工現(xiàn)場(chǎng)必須規(guī)范設(shè)立公示牌，并經(jīng)道路分級(jí)管轄的市政管理部門驗(yàn)收合格后方可開工。這些規(guī)定也增加了常規(guī)電纜工程的施工難度。申請(qǐng)時(shí)不容易，申請(qǐng)到了又要支付高額的城市道路挖掘修復(fù)費(fèi)。因?yàn)槭菍儆趹土P性質(zhì)的賠償，例如開挖水泥砼路面，不管實(shí)際開挖寬度的大小，就算只開挖30厘米寬，也是按整塊板的面積計(jì)算，賠償金額很大。
在這種情況下，非開挖技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來了。非開挖技術(shù)是指利用各種巖土鉆掘的技術(shù)手段，在地表不開溝(槽)的條件下鋪設(shè)、更換或修復(fù)各種地下管線的施工新技術(shù)，改傳統(tǒng)的挖槽鋪管和修復(fù)施工方式為鉆孔鋪管和修復(fù)。與傳統(tǒng)的挖槽施工法相比，非開挖技術(shù)具有不影響交通、不破壞環(huán)境，施工周期短，社會(huì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合在一些無法實(shí)施開挖作業(yè)的地區(qū)，如鬧市區(qū)、高速公路、鐵路、建筑物、河流、農(nóng)作物及植被保護(hù)區(qū)等，進(jìn)行管線鋪設(shè)、更新或修復(fù)。按施工工藝可分為：導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)、遁地穿梭鋪管技術(shù)、頂管掘進(jìn)鋪管技術(shù)、頂管鋪管技術(shù)。其中導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：采用導(dǎo)向儀導(dǎo)向，導(dǎo)向探測(cè)與管線探測(cè)相結(jié)合，能有效調(diào)整鉆頭，避開管線，適合復(fù)雜地層條件下施工；鋪管直徑、長(zhǎng)度和材料范圍較寬，適合1000mm以下管徑，主要采用PE管鋪設(shè)和鋼管鋪設(shè)；對(duì)地表干擾小，施工速度快，施工精度高，是發(fā)展最快的一種非開挖施工法。又因?yàn)閺B門城區(qū)的地下管網(wǎng)比較復(fù)雜，所以我局進(jìn)行非開挖施工時(shí)大多采用導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管法。下面就詳細(xì)介紹一下導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管法的施工工藝。
首先，對(duì)所鋪設(shè)管線的位置地形進(jìn)行測(cè)量，設(shè)計(jì)出鉆孔的最佳曲線，開挖工作坑和接受坑。
其次，進(jìn)行導(dǎo)向鉆的施工。先用放置在地表的導(dǎo)向鉆機(jī)，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的鋪管線路鉆一個(gè)遠(yuǎn)小于預(yù)鋪管道口徑的導(dǎo)向孔，然后回拖回?cái)U(kuò)頭，將孔徑擴(kuò)大到超過預(yù)鋪管道口徑的1.2—1.5倍，隨后將管線拉入，實(shí)現(xiàn)非開挖鋪設(shè)新管。導(dǎo)向鉆鋪管施工由3個(gè)階段組成，即鉆導(dǎo)向孔、回拖擴(kuò)孔和回拖管材。
1鉆導(dǎo)向孔
用導(dǎo)向鉆頭從預(yù)定的入土點(diǎn)以一定的傾角準(zhǔn)確地按規(guī)定管線走向鉆進(jìn)。導(dǎo)向鉆頭為前端帶噴射口的斜面非對(duì)稱式鉆頭，內(nèi)部放置有定位信號(hào)發(fā)射儀，鉆頭前端噴射出高壓泥漿的射流作用與鉆頭的切削作用共同在地下形成孔壁，泥漿還起到和降溫作用，并使孔壁迅速固定成型。在地面上用接收機(jī)可以探測(cè)到鉆頭在地下的經(jīng)緯坐標(biāo)、深度、傾斜率、斜面方向等參數(shù)，通常每鉆進(jìn)一根鉆桿定位一次。鉆桿長(zhǎng)度隨機(jī)型而變，機(jī)型越大，鉆桿越長(zhǎng)。鉆機(jī)操作人員根據(jù)測(cè)出的參數(shù)，判斷鉆孔位置與設(shè)計(jì)軌跡的偏差，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保鉆孔沿設(shè)計(jì)軌跡前進(jìn)。當(dāng)回轉(zhuǎn)和給進(jìn)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，鉆孔呈直線延伸，而只給進(jìn)不回轉(zhuǎn)時(shí)，受斜面反力作用，鉆孔朝鉆頭斜面的方向偏轉(zhuǎn)。鉆桿不斷補(bǔ)接，直到鉆頭達(dá)到接收井或從目標(biāo)位置鉆出地面。
2回拖擴(kuò)孔
導(dǎo)向孔完成后，在接收井中或目標(biāo)位置將導(dǎo)向鉆頭更換為直徑大于已有管孔的錐形回?cái)U(kuò)頭。這種鉆頭表面有呈螺旋狀排列的高硬度碳化鎢金屬，使之在回拉鉆桿的作用下將孔擴(kuò)大，鉆頭圓周上分布的小孔可噴射出高壓泥漿，其作用與鉆導(dǎo)向孔過程相似。在回程擴(kuò)孔時(shí)，泥漿泵會(huì)向孔壁提供足夠的鉆進(jìn)泥漿液，在松動(dòng)的孔壁表面迅速形成一層護(hù)壁泥漿層，回抽時(shí)要在回?cái)U(kuò)頭后側(cè)不斷補(bǔ)接鉆桿?；?cái)U(kuò)頭到達(dá)鉆機(jī)后，在接收井接上新回?cái)U(kuò)頭再次回?cái)U(kuò)。擴(kuò)程可反復(fù)多次，使管孔直徑逐次擴(kuò)大，直到管孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
3回拖管材
擴(kuò)孔結(jié)束后，應(yīng)用清孔器進(jìn)行清孔。清孔時(shí)要注意泥漿比重，保證泥漿質(zhì)量。當(dāng)清孔達(dá)到鋪管要求后，進(jìn)行回拖前的準(zhǔn)備工作，復(fù)查管材的質(zhì)量及搬運(yùn)過程中是否損傷，管材焊（連）接是否符合規(guī)定，檢驗(yàn)完畢后方可鋪設(shè)?；赝瞎懿臅r(shí)，產(chǎn)品管材在擴(kuò)好孔的孔中是處于懸浮狀態(tài)，管壁四周與孔洞之間由泥漿，這樣既減少了回拖阻力，又保護(hù)了管材在回拖時(shí)防腐層的磨損。此時(shí)，操作人員要注意控制好鉆機(jī)的拉力和速度，確保所鋪設(shè)管材不受損害。
最后，在完成牽引管施工后，才開始砌筑檢查井。
下面舉個(gè)工程實(shí)例來說明一下非開挖技術(shù)在電力工程施工中的具體應(yīng)用。
例：新建110KV湖濱南變10KV梅園線工程的設(shè)計(jì)是從新建110KV湖濱南變饋出一條電纜至禾祥梅園開關(guān)站901，該電纜從變電站引出后沿著湖濱南路北側(cè)已建電纜管溝及新建的管溝向東敷設(shè)敷設(shè)至梅園開關(guān)站901。其中，有一段需要橫穿湖濱南路。而湖濱南路屬于市區(qū)主要干道，車輛川流不息，地下管線縱橫交錯(cuò)，道路兩側(cè)還有綠化喬木。眾所周知，管線橫穿道路采用常規(guī)方法施工，公路的一半基槽需采用大開挖的方式，待管線鋪設(shè)完畢回填后，再施工另一半管線。該施工方法雖然簡(jiǎn)單，但對(duì)交通運(yùn)行及市區(qū)環(huán)境都不可避免產(chǎn)生了一定的影響：施工時(shí)容易引起噪音，粉塵，震動(dòng)和廢氣；妨礙交通（堵塞，中斷或改線）；破壞環(huán)境（綠化帶，公園和花園）；影響市民生活和商店的營(yíng)業(yè)；安全性差；綜合施工成本高。而這些不足正好是非開挖技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在。因此工程采用導(dǎo)向鉆進(jìn)鋪管技術(shù)，以非開挖方式進(jìn)行電力管道穿越。該工程開挖4M*2M*1M的工作坑和接受坑，擴(kuò)孔直徑達(dá)φ500MM，采用φ160×4根PE管穿越，穿越長(zhǎng)度約為46米，最大穿越深度為自然地面以下3m；鉆機(jī)入土點(diǎn)位于湖濱南路北側(cè)，出土點(diǎn)位于湖濱南路南側(cè)；入土角度為10°，出土角度6°。該工程具有不污染環(huán)境，不影響交通，施工周期短等優(yōu)點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
［1］葉建良.非開挖鋪設(shè)地下管線施工技術(shù)與實(shí)踐［M］.中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2000，（3）.
論文摘要：案例教學(xué)法在《土木工程施工技術(shù)》教學(xué)中，要經(jīng)過案例的引入準(zhǔn)備、分析討論、歸納總結(jié)等教學(xué)過程。這種教學(xué)法的特點(diǎn)是：突出實(shí)踐性，較強(qiáng)的綜合性，深刻的啟發(fā)性，過程的動(dòng)態(tài)性。案例教學(xué)法注重學(xué)生的智力開發(fā)及培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
案例教學(xué)法是在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目的要求，將采集到的教學(xué)和工程實(shí)踐中的真實(shí)事例加以典型化處理而形成的一種特定的教學(xué)案例，組織學(xué)生對(duì)案例的調(diào)查、閱讀、思考、分析、討論和交流等活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究性學(xué)習(xí)，以提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題能力的一種教學(xué)方法。其基本思想是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。
在《土木工程施工技術(shù)》課程的教學(xué)活動(dòng)中，采用案例教學(xué)能改變傳統(tǒng)的灌輸式的教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生的思維空間得到開拓，提高了學(xué)習(xí)興趣；使學(xué)生學(xué)會(huì)用所學(xué)的理論知識(shí)分析和解決實(shí)際工程問題的方法。
一、土木工程施工技術(shù)課程的傳統(tǒng)教學(xué)方法
土木工程施工課涉及施工技術(shù)專業(yè)知識(shí)面廣，而且量多，許多技術(shù)性的東西，如涉及到施工工藝的流程，施工機(jī)械的性能和操作過程，施工器具的構(gòu)造和工作狀態(tài)，施工技術(shù)應(yīng)用的運(yùn)行過程等實(shí)際操作的內(nèi)容，課堂教學(xué)內(nèi)容繁雜，沒有規(guī)律可循更難以用一條主線相連，跳躍性大，從而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)教材的理解不深，容易出現(xiàn)前面學(xué)、后面忘的情況。
《土木工程施工》是土木工程專業(yè)、工程管理專業(yè)非常重要的專業(yè)課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性、綜合性和社會(huì)性，與工程實(shí)踐聯(lián)系緊密，知識(shí)更新的速度很快，土木工程施工中很多技術(shù)問題的解決、施工方案的優(yōu)選和管理制度的擬定，均需緊密結(jié)合工程特點(diǎn)和社會(huì)環(huán)境，集政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、管理、法律法規(guī)于一體，涉及到有關(guān)學(xué)科的綜合運(yùn)用和各種矛盾的綜合處理。要求學(xué)生掌握土木工程各主要工種的施工工藝，掌握施工方案擬定的基本方法，具有分析和處理各種施工技術(shù)問題的能力。因此，如何將所學(xué)的內(nèi)容與實(shí)際工程聯(lián)系起來，學(xué)會(huì)用所學(xué)的理論知識(shí)分析和解決實(shí)際工程問題的方法，成為該課程教學(xué)成敗要解決的關(guān)鍵問題。
“粉筆+黑板”仍是目前許多課堂教學(xué)的主要方法，這種傳統(tǒng)的方法相對(duì)來說，教學(xué)環(huán)境一成不變，教學(xué)手段呆板枯燥，課時(shí)效率低。在教學(xué)活動(dòng)中主要采用“教師講，學(xué)生聽；教師寫，學(xué)生抄的滿堂灌”的教學(xué)方法。學(xué)生在先修了力學(xué)、地基基礎(chǔ)、建筑材料、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、測(cè)量學(xué)及房屋建筑學(xué)等課程的基礎(chǔ)上，通過對(duì)各施工工藝過程的了解來合理選用施工方案，分析、解決土木工程施工中出現(xiàn)的問題。按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法教學(xué)，很難解決以上問題，也是無法滿足現(xiàn)代教學(xué)要求。
二、土木工程施工技術(shù)課程案例教學(xué)的步驟
1.案例的引入及準(zhǔn)備。教師根據(jù)教學(xué)計(jì)劃安排和教學(xué)進(jìn)度的要求引入教學(xué)案例，案例教學(xué)是以案例為基本教學(xué)材料，將學(xué)習(xí)者引入工程實(shí)踐的情境中。教學(xué)案例應(yīng)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性；要蘊(yùn)涵工程實(shí)踐的理論、原則與原理和方法；要具有新穎性、講究時(shí)效性、背景要清晰等特征。在完成理論課的講解后，教師將相關(guān)案例發(fā)給學(xué)生，給學(xué)生較充足的課外時(shí)間準(zhǔn)備相關(guān)的材料。
2.案例分析討論。案例分析討論是案例教學(xué)中的中心環(huán)節(jié)。學(xué)生通過分析案例，找出問題的主要原因，提出問題的各種可能性，并根據(jù)案例中提供的相關(guān)資料進(jìn)行比較判斷，做出決策。案例分析的過程是學(xué)生或師生間討論的過程，教師要善于在討論過程中啟發(fā)引導(dǎo)。
例1.某大體積混凝土的澆筑方案選擇(具體案例材料略)。案例涉及的問題很多，在選用施工澆筑方案時(shí)，要根據(jù)已知工程特點(diǎn)、技術(shù)水平和設(shè)備條件從技術(shù)、組織、管理、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行全面分析、綜合考慮，以確保施工方案在技術(shù)上可行，有利于提高工程質(zhì)量，在經(jīng)濟(jì)上合理，有利于降低工程成本，并進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從中選擇最佳的方案。
這就要求學(xué)生在課前進(jìn)行詳細(xì)的資料搜集和準(zhǔn)備。在討論的過程中，學(xué)生可以先將各種可能性的方案盡可能羅列出來，然后結(jié)合案例中提供的有關(guān)信息進(jìn)行針對(duì)性的分析、討論。
例2、某基礎(chǔ)工程施工時(shí)人工降水方案的選擇。教師給出該工程的水文地質(zhì)條件和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的某些參數(shù)，要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)的人工降低地下水位的方法進(jìn)行分析。合理選用人工降水方案。此題就要求學(xué)生弄懂并靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，結(jié)合工程條件查閱相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的文獻(xiàn)、資料來進(jìn)行方案選擇。
在案例教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)在討論與爭(zhēng)辯中進(jìn)行。學(xué)生充當(dāng)主角、中心與主動(dòng)的學(xué)習(xí)者。教師的角色是指導(dǎo)者和推動(dòng)者，其角色定位是要領(lǐng)導(dǎo)案例教學(xué)的全過程。課堂上教師要領(lǐng)導(dǎo)案例討論過程，不僅要引導(dǎo)學(xué)生去思考，去爭(zhēng)辯，做出決策和選擇，解決案例中的特定問題，進(jìn)而從案例中獲得某種經(jīng)歷和感悟，而且要引導(dǎo)學(xué)生探尋特定案例情景復(fù)雜性的過程及其背后隱含的各種因素和發(fā)展變化的多種可能性。
3.案例歸納總結(jié)。案例討論后要做簡(jiǎn)短歸納總結(jié)，從案例討論中引申出一定的結(jié)論，為后續(xù)的課堂理論教學(xué)提供準(zhǔn)備。教師在總結(jié)過程中，講明案例中的關(guān)鍵點(diǎn)，以及討論中存在的不足和長(zhǎng)處；但不宜對(duì)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)簡(jiǎn)單地否定，以免挫傷學(xué)生的積極性；討論結(jié)果可以是多元化。在總結(jié)中，要揭示出案例中包含的理論，強(qiáng)化以前討論的內(nèi)容，提示后續(xù)案例，達(dá)到突出教學(xué)重點(diǎn)，回歸教學(xué)目的。
三、案例教學(xué)法的特點(diǎn)
1.突出實(shí)踐性。學(xué)生對(duì)未來的工作和社會(huì)角色充滿了向往和好奇，學(xué)生在校園內(nèi)就能在教師的指導(dǎo)下，參與未來工作，深入案例、體驗(yàn)案例角色，接觸并學(xué)習(xí)到大量的社會(huì)實(shí)際問題，實(shí)現(xiàn)從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化。這有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、自覺性。學(xué)生的參與意識(shí)大大增強(qiáng)，教學(xué)效果十分理想。
2.較強(qiáng)的綜合性。案例教學(xué)的綜合性首先表現(xiàn)在案例較之一般的舉例內(nèi)涵豐富；其次是案例的分析、解決過程也較為復(fù)雜，學(xué)生不僅需要具備基本的理論知識(shí)，而（下轉(zhuǎn)第130頁）（上接第128頁）且應(yīng)具有審時(shí)度勢(shì)、權(quán)衡應(yīng)變、果斷決策之能力。案例教學(xué)的實(shí)施，需要學(xué)生綜合運(yùn)用各種知識(shí)和靈活的技巧來處理。
3.深刻的啟發(fā)性。案例教學(xué)，不存在絕對(duì)正確的答案，目的在于啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立自主地去思考、探索，注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力，啟發(fā)學(xué)生在案例的閱讀、思考、分析、討論中，建立起一套適合自己的完整而又嚴(yán)密的邏輯思維方法和思考問題的方式，以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，進(jìn)而提高素質(zhì)。
4.過程的動(dòng)態(tài)性。在案例教學(xué)中，學(xué)生必須對(duì)案例材料，進(jìn)行認(rèn)真分析和思考，講出自己的思考和結(jié)論，并與他人展開爭(zhēng)辯。學(xué)生是教學(xué)的主角，既可以從自己和他人的正確決策和選擇中學(xué)習(xí)，也可以從出現(xiàn)的錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)，即從模擬的決策過程中得到訓(xùn)練，增長(zhǎng)才干。通過這樣的師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，學(xué)生學(xué)到的知識(shí)就不再是書本上的教條，而是活的知識(shí)以及思考問題、解決問題的方法和能力。
四、案例教學(xué)法應(yīng)注意的問題
1.案例教學(xué)不是舉例。雖然案例教學(xué)和舉例教學(xué)都要通過一定的事例來說明一定的道理，都是為一定的教學(xué)目的服務(wù)的。但這兩者是有區(qū)別的：第一，在教學(xué)中地位不同，案例在案例教學(xué)中占中心地位，如運(yùn)用知識(shí)、培養(yǎng)能力等教學(xué)任務(wù)；而舉例在一般教學(xué)活動(dòng)中則居次要地位。第二，目的不同，案例教學(xué)是把學(xué)生放在實(shí)際的環(huán)境中，讓其通過對(duì)周圍環(huán)境和事件本身的分析、討論、交流，做出正確的判斷和決策，提高分析問題和解決問題的能力；而舉例是使一個(gè)較難理解的理論通俗易懂。第三，二者的進(jìn)行主體不同，案例教學(xué)是組織學(xué)生進(jìn)行自我學(xué)習(xí)、鍛煉能力的一種手段，學(xué)生屬于主要地位；而舉例則是輔助教師說明問題的一種手段，教師屬于主要地位。第四，涵蓋的范圍不同，前者涵蓋面更為廣泛和有效，具有真實(shí)性、完整性、典型性、啟發(fā)性；后者不一定有這些特點(diǎn)。
2.案例教學(xué)應(yīng)該和其它教學(xué)方法并舉。土木工程施工技術(shù)案例教學(xué)所采用的只是一個(gè)個(gè)具體的孤立的實(shí)際工程，不能代替系統(tǒng)理論學(xué)習(xí)。而且案例教學(xué)也并不排斥和限制其他教學(xué)方法的同時(shí)使用。除了案例教學(xué)外還有問題式教學(xué)、情境式教學(xué)、隨機(jī)訪問教學(xué)、發(fā)現(xiàn)式教學(xué)、討論式教學(xué)、合作教學(xué)等等；但每一種教學(xué)方法都有它的優(yōu)缺點(diǎn)和特定的適用條件，沒有一種是完美的、具有普遍適應(yīng)性的教學(xué)方法。教師要根據(jù)課程性質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的特點(diǎn)，常常應(yīng)多種方法集成并用，創(chuàng)造性地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用必要的現(xiàn)代教育技術(shù)和信息資源，努力提高教學(xué)質(zhì)量。
3.案例教學(xué)中應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。案例教學(xué)并不單純是一種教學(xué)方法，它實(shí)際上是以教學(xué)內(nèi)容的變化為前提條件的。案例教學(xué)也并不單純是一種教授法，它實(shí)際上也是以學(xué)生行為的轉(zhuǎn)變?yōu)榍疤釛l件的。要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，只有學(xué)生積極主動(dòng)參與案例教學(xué)過程，案例教學(xué)的目的才能得以實(shí)現(xiàn)。如果學(xué)生仍然熱衷于自己先前被動(dòng)學(xué)習(xí)的角色，把自己置身于教學(xué)過程之外，只是作為一個(gè)旁觀者，案例教學(xué)也就失去了意義。
五、結(jié)束語
案例教學(xué)法是一種啟發(fā)學(xué)生研究實(shí)際問題，注重學(xué)生智力開發(fā)及能力培養(yǎng)的現(xiàn)代開放式教學(xué)方法，它有著傳統(tǒng)教學(xué)方法所不具備的特點(diǎn)。在《土木工程施工技術(shù)》課程的教學(xué)中運(yùn)用案例教學(xué)法，有利于學(xué)生實(shí)踐能力的提高和理論知識(shí)的掌握。教師要根據(jù)教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，創(chuàng)造性地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)符合社會(huì)需要的工程技術(shù)人才。
參考文獻(xiàn)：
1.湯小凝.淺談土木工程施工技術(shù)教學(xué)問題及解決對(duì)策［J］.山西建筑，2007（7）
【關(guān)鍵詞】高職教育；建筑裝飾施工技術(shù)教學(xué)；培養(yǎng)；創(chuàng)新能力
當(dāng)今社會(huì)，隨著我國科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)水平不斷進(jìn)步發(fā)展，在建筑裝飾施工技術(shù)上也不斷涌現(xiàn)了一大部分新技術(shù)、新思想、新工藝和新方法。為此，要想在這門學(xué)科中對(duì)高職學(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)就必須要讓學(xué)生能夠經(jīng)常的去接觸新思想、新技術(shù)和新的方法，使學(xué)生能夠跟的上時(shí)代的腳步。
現(xiàn)在高職教育中，如何去培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力使之能更好的滿足企業(yè)的實(shí)際需求是長(zhǎng)期以來的一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)問題。目前，我國大部分高職院校仍然采用的是傳統(tǒng)的教學(xué)方式，即根據(jù)書本為知識(shí)載體，教師為知識(shí)傳輸?shù)墓ぞ撸鴮W(xué)生卻被動(dòng)的去接受知識(shí)。這樣的教學(xué)方式在一定程度上限制了高職院校培養(yǎng)學(xué)生的主要目的，不利于高職生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本文將通過介紹高職院校的建筑裝飾施工技術(shù)教學(xué)以及在教學(xué)中的特點(diǎn)，闡述如何對(duì)高職生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
一、高職建筑裝飾施工技術(shù)以及教學(xué)特點(diǎn)
在高職中建筑裝飾施工技術(shù)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1、內(nèi)容綜合性：施工技術(shù)包涵了多種學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識(shí)，可以通過其他科目的內(nèi)容來解決本課程中的問題。
2、章節(jié)獨(dú)立性：建筑裝飾施工這門課程中各章節(jié)之間是相互獨(dú)立的，彼此之間沒有緊密的必然聯(lián)系。這種特點(diǎn)在施工技術(shù)部分體現(xiàn)較為明顯。此章節(jié)可以獨(dú)立來學(xué)習(xí)，甚至可以編輯為單獨(dú)的教材，進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)。
3、課程實(shí)踐性：建筑裝飾施工技術(shù)這門課，本身就是對(duì)整個(gè)施工過程的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)而來的。其研究?jī)?nèi)容全部來源于實(shí)踐，研究結(jié)果又是為了實(shí)踐應(yīng)運(yùn)而生的。因此，要在建筑裝飾施工技術(shù)教學(xué)中對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)，必然離不開理論聯(lián)系實(shí)踐，注重實(shí)訓(xùn)實(shí)踐操作。
與此同時(shí)，在教學(xué)上還存在著以下的問題：
1、教學(xué)方式仍老舊。大多數(shù)建筑裝飾施工技術(shù)的教學(xué)依舊是以講授為主，并且采用灌輸式教學(xué)。這種方式嚴(yán)重的制約影響了學(xué)生們創(chuàng)新能力發(fā)展。
2、學(xué)生班級(jí)人數(shù)眾多，實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)不能夠得到應(yīng)有的效果。此外，教師自身業(yè)務(wù)能力不足，培訓(xùn)機(jī)會(huì)較少在知識(shí)技能的更新上也出現(xiàn)缺陷。
3、學(xué)生期末考核形式單一，注重理論考核。學(xué)生能力考核方式落后也制約著學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)展。
二、在高職建筑裝飾施工技術(shù)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
1、準(zhǔn)備在這門課程中對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)，首先就要明確課程的指導(dǎo)思想。高職教育的重點(diǎn)中心是什么，了解企業(yè)需要什么樣的人才。在教學(xué)過程中，注重對(duì)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，根據(jù)課程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)與之相關(guān)的裝飾施工技術(shù)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)。使整個(gè)教學(xué)能圍繞實(shí)踐來進(jìn)行，使學(xué)生可以在實(shí)訓(xùn)實(shí)踐中得到鍛煉。此外，還要構(gòu)建民主、和諧的教學(xué)環(huán)境。鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，發(fā)揮自己的想象思維。這樣才能夠使學(xué)生充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)其全面發(fā)展
2、采用案例教學(xué)法結(jié)合多媒體來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在高職建筑裝飾施工技術(shù)教學(xué)中，可以讓教師到施工現(xiàn)場(chǎng)錄制一些施工過程短片，并配以解說。通過這種形式教學(xué)能夠使學(xué)生更形象的了解實(shí)際施工過程。教師再根據(jù)其所拍攝的短片，設(shè)置相應(yīng)的問題，讓學(xué)生自主操作解決這些問題；或者分組討論，并提出每組的解決方案，然后讓學(xué)生們從中去尋找更合適有效的解決方案。通過這樣的學(xué)習(xí)鍛煉，不僅能夠活躍課堂氣氛，抓住學(xué)生的注意力，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。并且，這種視頻影像教材還可以重復(fù)使用，形象易懂。
3、通過實(shí)訓(xùn)實(shí)踐教學(xué)，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。目前，高職院校的招生數(shù)量比例越來越大，這使得學(xué)校聯(lián)系實(shí)習(xí)單位變得非常困難，不能夠組織集中實(shí)習(xí)。面對(duì)這種情況，可以開展以下的方式通過實(shí)習(xí)來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力：參加實(shí)習(xí)的學(xué)生，作為技術(shù)員如質(zhì)檢員，管理員，施工員，監(jiān)理員等的助手，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)習(xí)。在學(xué)生實(shí)習(xí)的過程中，教師要根據(jù)學(xué)生實(shí)習(xí)工地的情況向?qū)W生提出問題，并要求學(xué)生相出多種解決辦法，并且所想的解決辦法要合情合理而且能夠在現(xiàn)實(shí)生活中執(zhí)行。通過這種形式可以有效的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在學(xué)生解決問題時(shí)，教師也應(yīng)該給予一定的指導(dǎo)，引到學(xué)生學(xué)會(huì)如何使用自己的能力找到解決辦法。
4、要對(duì)現(xiàn)有學(xué)生考核制度上稍作調(diào)整，能力評(píng)價(jià)機(jī)制進(jìn)行改革。對(duì)于學(xué)生能力的評(píng)價(jià)大多數(shù)主要依靠考試來進(jìn)行。這種評(píng)價(jià)方式已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展需要，也不適應(yīng)高職教育的目的。用分?jǐn)?shù)來衡量學(xué)生能力的高低，極大的打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，將學(xué)生的創(chuàng)新能力抹殺，磨滅了自主能動(dòng)性。因此，就必需要拋棄這種陳舊的、具有極大弊端的考核學(xué)生能力的方式。在這個(gè)問題上，讓教師根據(jù)其教學(xué)內(nèi)容結(jié)合建筑裝飾施工技術(shù)課程的特點(diǎn)，采取靈活多變的衡量方式，例如：寫課題論文、書面答卷、施工工地調(diào)查、對(duì)于實(shí)訓(xùn)過程的操作等。通過這些方式，對(duì)學(xué)生的知識(shí)水平、能力水平以及綜合素質(zhì)水平進(jìn)行全面考察，以此來讓學(xué)生能夠主動(dòng)積極的提高自己的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)。此外還要改變那種通過學(xué)生期末考試的分?jǐn)?shù)高低來衡量教師教學(xué)質(zhì)量的陳舊觀念。構(gòu)建以綜合素質(zhì)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系。這種評(píng)價(jià)體系可以從學(xué)生的思想道德水平，專業(yè)知識(shí)能力，身心健康程度，文化特長(zhǎng)以及科技創(chuàng)新能力等方面進(jìn)行全面的評(píng)定，這樣的評(píng)定結(jié)果能夠更好地衡量教師的教學(xué)質(zhì)量。
最后，在高職建筑裝飾施工技術(shù)教學(xué)中如何對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，所談到的各方面內(nèi)容，這將是一個(gè)長(zhǎng)期整改的內(nèi)容。在實(shí)現(xiàn)這一教學(xué)目標(biāo)時(shí)，要循序漸進(jìn)，保持一個(gè)積極穩(wěn)妥的狀態(tài)，不可急功近利。那么，在實(shí)現(xiàn)這一教學(xué)目的的同時(shí)需要學(xué)院和教師之間通力合作，二者缺一不可。我相信通過各方面的通力合作，在不久的將來在整個(gè)建筑裝飾施工技術(shù)教學(xué)中，可以培養(yǎng)出一批批具有創(chuàng)新能力的高技能學(xué)生，使學(xué)生能夠更好、更快的適應(yīng)社會(huì)的實(shí)際需求，滿足企業(yè)招工的特點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]湯明.高職院校大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究探析[j]
關(guān)鍵詞：頂管技術(shù) 給排水管道 施工工藝
0 引言
地下給排水管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，為城市處理污水的系統(tǒng)、自來水、等等都屬于地下給排水管網(wǎng)之內(nèi)，要對(duì)上述市政設(shè)施進(jìn)行改建、新建、擴(kuò)建，需要工程技術(shù)人員進(jìn)行安全的管道安裝。傳統(tǒng)的挖槽埋管地下管線施工技術(shù)由于對(duì)地面交通影響較大，使本來就擁擠繁忙的城市交通如同雪上加霜，同時(shí)給市民工作、生活帶來許多不便，特別在人口稠密的城市和交通擁擠的地區(qū)以及不允許開挖的地段，這個(gè)矛盾就更加突出，這已經(jīng)成了一個(gè)迫切解決的問題。非開挖技術(shù)將完全能解決這些難題，提供安全及經(jīng)濟(jì)的施工方法。非開挖技術(shù)是指利用少開挖和不開挖技術(shù)來進(jìn)行地下管線的鋪設(shè)或更換的工藝。頂管技術(shù)就是在這種情況下發(fā)展起來的一種非開挖技術(shù)，其在國外已廣泛使用，在國內(nèi)也已逐漸普及。隨著頂管技術(shù)在市政工程的廣泛運(yùn)用，本論文主要討論在頂管作業(yè)施工過程中出現(xiàn)了一些具體的技術(shù)問題，值得施工技術(shù)人員重視，并以此和同行共享。
1 頂管施工的特點(diǎn)
頂管法又稱為非開挖管道敷設(shè)技術(shù)，它具有不需要開挖面層，就能穿越地面構(gòu)筑物和地下管線及公路、鐵路、河道的特點(diǎn)，相比開挖敷設(shè)技術(shù)，投資和工期將大大節(jié)省。同時(shí)，頂管施工技術(shù)可以降低噪音，減少粉塵，減輕對(duì)城區(qū)的交通條件和環(huán)境狀況的干擾和破壞，屬于真正的無污染、高效率的施工技術(shù)。頂管施工法由于其上述多方面的優(yōu)點(diǎn)，在市政工程中尤其是在市政給排水管線工程中得到了廣泛地應(yīng)用。概括起來，頂管施工技術(shù)具有幾大方面的優(yōu)點(diǎn)：施工面由線縮成點(diǎn)，占地面積小；地面活動(dòng)不受施工影響，對(duì)交通干擾??；噪音和震動(dòng)低，城市中施工對(duì)居民生活環(huán)境干擾小，不影響現(xiàn)有管線及構(gòu)筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷設(shè)管道，可以安全穿越鐵路、公路、河流、建筑物，減少沿線的拆遷工作量，降低工程造價(jià)，其主要缺點(diǎn)是施工技術(shù)難度較高，需要詳細(xì)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘探資料。
2 頂管技術(shù)施工應(yīng)用分析
2.1 頂進(jìn)管的選擇 頂進(jìn)管一般選用鋼筋砼管，如沒有腐蝕要求可選用鋼管。鋼筋砼管的規(guī)格設(shè)計(jì)、配筋和應(yīng)力驗(yàn)算應(yīng)遵守有關(guān)鋼筋砼的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程，特別是有關(guān)鋼筋砼管的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程。
2.1.1 頂進(jìn)管直徑的選擇 頂進(jìn)管的直徑選擇是首先根據(jù)工程性質(zhì)、工程需要確定內(nèi)徑，根據(jù)頂進(jìn)管所受荷載確定砼管的配筋及壁厚，進(jìn)而確定外徑。因?yàn)轫敼芄こ坦ぷ髅嫔闲枰鋫渫谕凉と?，所以一般管?nèi)徑不小于500mm。
2.1.2 頂進(jìn)管長(zhǎng)度的選擇 頂進(jìn)管的長(zhǎng)度對(duì)頂管過程的可控性和經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。在直線推頂?shù)那闆r下使用長(zhǎng)管可以減少裝管的次數(shù)，取得良好的效果，但隨著管長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，如果偏離原定的路線，使之恢復(fù)正確路線要比使用短管更加困難。建造頂壓坑時(shí)頂壓坑的長(zhǎng)度也要增大，挖坑、支護(hù)、回填、修復(fù)的費(fèi)用將相應(yīng)地增加。反之，在直線上推頂很短的管也較困難，因?yàn)槎坦鼙容^容易向周圍土層中擠入，致使整個(gè)管列呈蛇形彎曲，這便降低了管路頂進(jìn)的可控性。
一般情況下，管長(zhǎng)度須相對(duì)于管徑來衡量，當(dāng)L/D外≤1.10時(shí)，為短管；當(dāng)L/D外=1.15時(shí)，為標(biāo)準(zhǔn)管；當(dāng)L/D外≥2.10時(shí)為長(zhǎng)管。
2.2 頂管施工的前期準(zhǔn)備
2.2.1 現(xiàn)場(chǎng)平面布置 平面總體布置包括起重設(shè)備、自動(dòng)控制室、料具間、管片堆場(chǎng)、拌漿棚及拌漿材料堆場(chǎng)、注水系統(tǒng)、棄土坑的布置等。始發(fā)工作井內(nèi)安裝發(fā)射架、頂管機(jī)、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進(jìn)設(shè)備，工作井邊側(cè)設(shè)置下井扶梯供施工人員上下。
2.2.2 頂管機(jī)進(jìn)、出洞處以及后靠土體加固 為確保頂管機(jī)出洞的絕對(duì)安全，需對(duì)后靠土體及進(jìn)、出洞區(qū)域土體進(jìn)行高壓旋噴樁加固。為防止頂管機(jī)進(jìn)、出預(yù)留洞導(dǎo)致泥水流失，并確保在頂進(jìn)過程中壓注的觸變泥漿不流失，必須在工作井安裝洞口止水裝置。
2.3 頂管施工的工藝 頂管施工又稱為頂進(jìn)法施工，是指利用頂進(jìn)設(shè)備將預(yù)制的箱形或圓形構(gòu)造物逐漸頂入路基，以構(gòu)成立體交叉通道或涵洞的施工方法。頂管施工需先在確定的管段之間設(shè)置工作井和接收井，然后在工作井內(nèi)安裝推力設(shè)備將導(dǎo)軌上的頂管機(jī)頭推入土體，由機(jī)頭導(dǎo)向，將預(yù)制的鋼筋混凝土管向前頂進(jìn)，前端土體通過工作井運(yùn)出，最后完成管道鋪設(shè)。
2.3.1 頂管井的設(shè)計(jì) 頂管井分工作井與接收井兩種，頂管井的建造結(jié)構(gòu)有很多種類，一般使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。工作井的結(jié)構(gòu)形式通常有單孔井和單排孔井。前者形狀有圓形、正方形、矩形等，后者則大多為矩形，它們的結(jié)構(gòu)受力性能由高至低依次為圓形一正方形一矩形。結(jié)構(gòu)布置時(shí)，可在井內(nèi)設(shè)置內(nèi)支撐，改善結(jié)構(gòu)受力。在建造過程中，工作井按雙向頂進(jìn)設(shè)計(jì)，與接收井間隔布置，間距與設(shè)計(jì)檢查井間距一致，施工完畢，在工作井和接收井的位置上按設(shè)計(jì)要求做檢查井。
2.3.2 頂管施工工序 ①穿墻：打開穿墻悶板將工具管頂出井外，并安裝穿墻止水裝置，主要技術(shù)施工措施如下：a穿墻管內(nèi)填夯壓密實(shí)的紙筋粘土或低強(qiáng)度水泥粘土拌和土，以起到臨時(shí)性阻水擋土作用；b為確保穿墻孔外側(cè)一定范圍內(nèi)土體基本穩(wěn)定并有足夠強(qiáng)度，工作井工具管穿墻前，對(duì)穿墻管外側(cè)采取注漿固結(jié)措施；c穿墻前對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析并制定相應(yīng)處理措施；d悶板開啟后迅速推進(jìn)工具管，同時(shí)做好穿墻止水，本工程采用止水法蘭加壓板，中間安入20mm厚的天然優(yōu)質(zhì)橡膠止水板環(huán)，要求具有較高的拉伸率和耐磨性，借助管道頂進(jìn)帶動(dòng)安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置，應(yīng)防止因穿墻管外側(cè)的土體暴露時(shí)間過長(zhǎng)而產(chǎn)生擾動(dòng)流變。②頂管出洞：頂管出洞是頂管作業(yè)中一個(gè)很值得注意的問題，頂管出洞，即頂管機(jī)和第一節(jié)管子從工作井中破出洞口封門進(jìn)入土中。開始正常頂管前的過程，是頂管技術(shù)中的關(guān)鍵工序，也是容易發(fā)生事故的工序。為防止管線出現(xiàn)偏斜，應(yīng)采取工具管調(diào)零，在工具管下的井壁上加設(shè)支撐，若發(fā)現(xiàn)下跌立即用主頂油缸進(jìn)行糾偏，工具管出洞前預(yù)先設(shè)定一個(gè)初始角彌補(bǔ)下跌等措施。③注漿減阻：在頂管施工中還有一個(gè)重要的技術(shù)措施就是通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙，形成一道泥漿保護(hù)套，起到支撐地層，減少地面沉降，減少頂進(jìn)阻力的作用。在施工中，首先對(duì)頂管機(jī)頭尾部壓漿，并要與頂進(jìn)工作同步，然后在中續(xù)間和混凝土管道的適當(dāng)位置進(jìn)行跟蹤補(bǔ)漿，以補(bǔ)充在頂進(jìn)中的泥漿損失。注漿工序一般多應(yīng)用于長(zhǎng)距離頂管施工中。④頂管糾偏：糾偏是指機(jī)頭偏離設(shè)計(jì)軸線后，利用設(shè)置在后部的糾偏千斤頂組，改變機(jī)頭端面的方向，減少偏差，使管道沿設(shè)計(jì)軸線頂進(jìn)。頂進(jìn)糾偏是采用調(diào)整4臺(tái)糾偏千斤頂組的方法，進(jìn)行糾偏操作，若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮，反之亦然。如果同時(shí)有高程和方向偏差，則應(yīng)先糾正偏差大的一邊。糾偏應(yīng)做到在頂進(jìn)中采用小角度分級(jí)逐步進(jìn)行，勤調(diào)微糾。當(dāng)頂管機(jī)頭發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，可采取在管內(nèi)的相反方向增加壓重塊或在中間站提供旋轉(zhuǎn)糾正力矩等方法糾正。
3 結(jié)語
頂管工藝的施工從技術(shù)上講是完全可行的，相對(duì)于開槽埋管從社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益上來講更具有優(yōu)越性。從根本上改變了城市管網(wǎng)亂挖現(xiàn)象；另外一方面從切實(shí)做到保護(hù)環(huán)境入手，加大推廣頂管施工技術(shù)力度勢(shì)在必行，可以預(yù)見未來的管線鋪設(shè)技術(shù)將以頂管工藝為支撐。
參考文獻(xiàn)：
[1][德]馬·謝爾勒著，漆平生，楊順喜，李周譯.頂管工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社.1983.
關(guān)鍵詞：頂管技術(shù) ； 給排水管道； 施工工藝
Abstract: The construction of drains in the city bear the increasingly important role, for a traditional lack of water supply and drainage construction methods, the pipe jacking method, based on a simple analysis of the characteristics of the pipe jacking, the pipe jacking in to the sewer construction are analyzed and discussed, reference to further promote the application of pipe jacking construction of drainage channels.Key words: pipe jacking technology; to the sewer; construction process
中圖分類號(hào)：TL353+.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
地下給排水管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。城市污水處理系統(tǒng)、自來水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)等等都屬于地下給排水管網(wǎng)之內(nèi)，要對(duì)上述市政設(shè)施進(jìn)行改建、新建、擴(kuò)建，需要工程技術(shù)人員熟悉管道安裝的施工工藝、施工技術(shù)。傳統(tǒng)的挖槽埋管地下管線施工技術(shù)由于對(duì)地面交通影響較大，使本來就擁擠繁忙的城市交通如同雪上加霜，同時(shí)給市民工作、生活帶來許多不便，特別在人口稠密的城市和交通擁擠的地區(qū)以及不允許開挖的地段，這些矛盾就更加突出，成為一個(gè)迫切需要解決的問題。非開挖技術(shù)將完全能解決這些難題，提供安全及經(jīng)濟(jì)的施工方法。非開挖技術(shù)是指利用少開挖或不開挖技術(shù)來進(jìn)行地下管線的鋪設(shè)或更換的工藝。頂管技術(shù)就是在這種情況下發(fā)展起來的一種非開挖技術(shù)，其在國外已廣泛使用，在國內(nèi)也已逐漸普及。隨著頂管技術(shù)在市政工程的廣泛運(yùn)用，本論文主要討論在頂管作業(yè)施工過程中出現(xiàn)了一些具體的技術(shù)問題，值得施工技術(shù)人員重視，并以此和同行共享。
1 頂管施工的特點(diǎn)
頂管法又稱為非開挖管道敷設(shè)技術(shù)，它具有不需要開挖面層，就能穿越地面構(gòu)筑物和地下管線及公路、鐵路、河道的特點(diǎn)，相比開挖敷設(shè)技術(shù)，投資和工期將大大節(jié)省。同時(shí)，頂管施工技術(shù)可以降低噪音，減少粉塵，減輕對(duì)城區(qū)的交通條件和環(huán)境狀況的干擾和破壞，屬于真正的無污染、高效率的施工技術(shù)。頂管施工法由于其上述多方面的優(yōu)點(diǎn)，在市政工程中尤其是在市政給排水管線工程中得到了廣泛地應(yīng)用。概括起來，頂管施工技術(shù)具有幾大方面的優(yōu)點(diǎn)：施工面由線縮成點(diǎn)，占地面積小；地面活動(dòng)不受施工影響，對(duì)交通干擾?。辉胍艉驼饎?dòng)低，城市中施工對(duì)居民生活環(huán)境干擾小，不影響現(xiàn)有管線及構(gòu)筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷設(shè)管道，可以安全穿越鐵路、公路、河流、建筑物，減少沿線的拆遷工作量，降低工程造價(jià)，其主要缺點(diǎn)是施工技術(shù)難度較高，需要詳細(xì)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘探資料。
2 頂管技術(shù)施工應(yīng)用分析
2.1 頂進(jìn)管的選擇。頂進(jìn)管一般選用鋼筋砼管，如沒有腐蝕要求可選用鋼管。鋼筋砼管的規(guī)格設(shè)計(jì)、配筋和應(yīng)力驗(yàn)算應(yīng)遵守有關(guān)鋼筋砼的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程，特別是有關(guān)鋼筋砼管的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程。
2.1.1 頂進(jìn)管直徑的選擇。頂進(jìn)管的直徑選擇是首先根據(jù)工程性質(zhì)、工程需要確定內(nèi)徑，根據(jù)頂進(jìn)管所受荷載確定砼管的配筋及壁厚，進(jìn)而確定外徑。因?yàn)轫敼芄こ坦ぷ髅嫔闲枰鋫渫谕凉と?，所以一般管?nèi)徑不小于500mm。
2.1.2 頂進(jìn)管長(zhǎng)度的選擇。頂進(jìn)管的長(zhǎng)度對(duì)頂管過程的可控性和經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。在直線推頂?shù)那闆r下使用長(zhǎng)管可以減少裝管的次數(shù)，取得良好的效果，但隨著管長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，如果偏離原定的路線，使之恢復(fù)正確路線要比使用短管更加困難。建造頂壓坑時(shí)頂壓坑的長(zhǎng)度也要增大，挖坑、支護(hù)、回填、修復(fù)的費(fèi)用將相應(yīng)地增加。反之，在直線上推頂很短的管也較困難，因?yàn)槎坦鼙容^容易向周圍土層中擠入，致使整個(gè)管列呈蛇形彎曲，這便降低了管路頂進(jìn)的可控性。
一般情況下，管長(zhǎng)度須相對(duì)于管徑來衡量，當(dāng)L/D外≤1.10時(shí)，為短管；當(dāng)L/D外=1.15時(shí)，為標(biāo)準(zhǔn)管；當(dāng)L/D外≥2.10時(shí)為長(zhǎng)管。
2.2 頂管施工的前期準(zhǔn)備
2.2.1 現(xiàn)場(chǎng)平面布置。平面總體布置包括起重設(shè)備、自動(dòng)控制室、料具間、管片堆場(chǎng)、拌漿棚及拌漿材料堆場(chǎng)、注水系統(tǒng)、棄土坑的布置等。始發(fā)工作井內(nèi)安裝發(fā)射架、頂管機(jī)、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進(jìn)設(shè)備，工作井邊側(cè)設(shè)置下井扶梯供施工人員上下。
2.2.2 頂管機(jī)進(jìn)、出洞處以及后靠土體加固。為確保頂管機(jī)出洞的絕對(duì)安全，需對(duì)后靠土體及進(jìn)、出洞區(qū)域土體進(jìn)行高壓旋噴樁加固。為防止頂管機(jī)進(jìn)、出預(yù)留洞導(dǎo)致泥水流失，并確保在頂進(jìn)過程中壓注的觸變泥漿不流失，必須在工作井安裝洞口止水裝置。
2.3 頂管施工的工藝。頂管施工又稱為頂進(jìn)法施工，是指利用頂進(jìn)設(shè)備將預(yù)制的箱形或圓形構(gòu)造物逐漸頂入路基，以構(gòu)成立體交叉通道或涵洞的施工方法。頂管施工需先在確定的管段之間設(shè)置工作井和接收井，然后在工作井內(nèi)安裝推力設(shè)備將導(dǎo)軌上的頂管機(jī)頭推入土體，由機(jī)頭導(dǎo)向，將預(yù)制的鋼筋混凝土管向前頂進(jìn)，前端土體通過工作井運(yùn)出，最后完成管道鋪設(shè)。
2.3.1 頂管井的設(shè)計(jì)。頂管井分工作井與接收井兩種，頂管井的建造結(jié)構(gòu)有很多種類，一般使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。工作井的結(jié)構(gòu)形式通常有單孔井和單排孔井。前者形狀有圓形、正方形、矩形等，后者則大多為矩形，它們的結(jié)構(gòu)受力性能由高至低依次為圓形一正方形一矩形。結(jié)構(gòu)布置時(shí)，可在井內(nèi)設(shè)置內(nèi)支撐，改善結(jié)構(gòu)受力。在建造過程中，工作井按雙向頂進(jìn)設(shè)計(jì)，與接收井間隔布置，間距與設(shè)計(jì)檢查井間距一致，施工完畢，在工作井和接收井的位置上按設(shè)計(jì)要求做檢查井。
2.3.2 頂管施工工序。 ①穿墻：打開穿墻悶板將工具管頂出井外，并安裝穿墻止水裝置，主要技術(shù)施工措施如下：a穿墻管內(nèi)填夯壓密實(shí)的紙筋粘土或低強(qiáng)度水泥粘土拌和土，以起到臨時(shí)性阻水擋土作用；b為確保穿墻孔外側(cè)一定范圍內(nèi)土體基本穩(wěn)定并有足夠強(qiáng)度，工作井工具管穿墻前，對(duì)穿墻管外側(cè)采取注漿固結(jié)措施；c穿墻前對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析并制定相應(yīng)處理措施；d悶板開啟后迅速推進(jìn)工具管，同時(shí)做好穿墻止水，在一工程中我們采用止水法蘭加壓板，中間安入20mm厚的天然優(yōu)質(zhì)橡膠止水板環(huán)，要求具有較高的拉伸率和耐磨性，借助管道頂進(jìn)帶動(dòng)安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置，應(yīng)防止因穿墻管外側(cè)的土體暴露時(shí)間過長(zhǎng)而產(chǎn)生擾動(dòng)流變。②頂管出洞：頂管出洞是頂管作業(yè)中一個(gè)很值得注意的問題，頂管出洞，即頂管機(jī)和第一節(jié)管子從工作井中破出洞口封門進(jìn)入土中。開始正常頂管前的過程，是頂管技術(shù)中的關(guān)鍵工序，也是容易發(fā)生事故的工序。為防止管線出現(xiàn)偏斜，應(yīng)采取工具管調(diào)零，在工具管下的井壁上加設(shè)支撐，若發(fā)現(xiàn)下跌立即用主頂油缸進(jìn)行糾偏，工具管出洞前預(yù)先設(shè)定一個(gè)初始角彌補(bǔ)下跌等措施。③注漿減阻：在頂管施工中還有一個(gè)重要的技術(shù)措施就是通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙，形成一道泥漿保護(hù)套，起到支撐地層，減少地面沉降，減少頂進(jìn)阻力的作用。在施工中，首先對(duì)頂管機(jī)頭尾部壓漿，并要與頂進(jìn)工作同步，然后在中續(xù)間和混凝土管道的適當(dāng)位置進(jìn)行跟蹤補(bǔ)漿，以補(bǔ)充在頂進(jìn)中的泥漿損失。注漿工序一般多應(yīng)用于長(zhǎng)距離頂管施工中。④頂管糾偏：糾偏是指機(jī)頭偏離設(shè)計(jì)軸線后，利用設(shè)置在后部的糾偏千斤頂組，改變機(jī)頭端面的方向，減少偏差，使管道沿設(shè)計(jì)軸線頂進(jìn)。頂進(jìn)糾偏是采用調(diào)整4臺(tái)糾偏千斤頂組的方法，進(jìn)行糾偏操作，若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮，反之亦然。如果同時(shí)有高程和方向偏差，則應(yīng)先糾正偏差大的一邊。糾偏應(yīng)做到在頂進(jìn)中采用小角度分級(jí)逐步進(jìn)行，勤調(diào)微糾。當(dāng)頂管機(jī)頭發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，可采取在管內(nèi)的相反方向增加壓重塊或在中間站提供旋轉(zhuǎn)糾正力矩等方法糾正。
【關(guān)鍵詞】既有建筑，地基基礎(chǔ)，加固施工
中圖分類號(hào)：TU4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、前言
改革開放以來，我國的建筑行業(yè)取得了輝煌的發(fā)展成果，建筑施工體系不斷完善，工程質(zhì)量管理系統(tǒng)不斷成熟，施工工藝不斷得到更新，在此過程中，由于混凝土建筑結(jié)構(gòu)獨(dú)具的特點(diǎn)，混凝土建筑結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)得到全面的推廣運(yùn)用。因此，加強(qiáng)對(duì)既有建筑尤其是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中地基基礎(chǔ)加固技術(shù)的研究和探討，不僅僅是促進(jìn)整個(gè)建筑行業(yè)進(jìn)步的需要，也是促進(jìn)施工工藝革新的客觀需求，更是新時(shí)期下，堅(jiān)持以人為本，建設(shè)社會(huì)主義和諧社會(huì)的重要舉措，因此，加強(qiáng)對(duì)既有建筑地基基礎(chǔ)的加固技術(shù)研究，有著十分客觀的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。
二、對(duì)既有建筑地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固的意義分析
1.這是保證建筑整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)措施，萬丈高樓平地起，既有地基將會(huì)直接關(guān)系到整個(gè)建筑的安全性和穩(wěn)定性，對(duì)整個(gè)建筑的穩(wěn)定性有著十分重要的影響。但是，在既有地基基礎(chǔ)施工過程中，尚存在著一些不成熟的地方，建筑工程的后期護(hù)理也難以做到規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，因此，使得建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性得不到保證，必須實(shí)施加固，保證建筑安全，提高建筑質(zhì)量。
2.這是完善既有建筑地基基礎(chǔ)加固理論的客觀要求，既有建筑地基的加固技術(shù)具有復(fù)雜性，涉及到各種法律規(guī)范，施工標(biāo)準(zhǔn)，施工的材料設(shè)備等各個(gè)方面，雖然這種技術(shù)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)廣泛運(yùn)用，但是這種技術(shù)依然不夠完善，理論不夠成熟，基本上依然處在探索階段。因此，加強(qiáng)加固技術(shù)的探討研究，有助于完善加固技術(shù)理論系統(tǒng)，有著重要的意義。
3.這是保證建筑質(zhì)量的重要舉措，現(xiàn)有建筑物及構(gòu)筑物常常因設(shè)計(jì)或施工的缺陷以及長(zhǎng)期使用過程中的老化、破壞,甚至自然災(zāi)害造成建筑既有地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力不足、開裂以及抗震性能不良等，影響建筑物及構(gòu)筑物的安全和使用功能，從而不得不考慮結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固問題。另外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范也幾經(jīng)變動(dòng)，原有建筑物及構(gòu)筑物大部分己不滿足現(xiàn)行規(guī)范的設(shè)計(jì)要求，必然存在一定的安全隱患，
4.這是保證建筑使用者切身利益的客觀要求。伴隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的建筑工程開始施工，房屋建筑的更新?lián)Q代的周期也逐漸縮短，房屋建筑的穩(wěn)定性和安全性將會(huì)直接關(guān)系到使用者的切身利益，對(duì)既有地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固，不僅僅可以使得建筑的性能得到保障，也可以一定程度的消除很多的安全隱患，使得建筑的使用者能夠安全使用，維護(hù)了他們的合法權(quán)益，體現(xiàn)出以人為本的思想戰(zhàn)略。
三、既有建筑地基基礎(chǔ)加固施工技術(shù)探討
1既有建筑地基和基礎(chǔ)加固前期準(zhǔn)備
（一） 既有建筑地基和基礎(chǔ)加固前，應(yīng)先對(duì)地基和基礎(chǔ)進(jìn)行鑒定，方可進(jìn)行加固設(shè)計(jì)和施工既有建筑地基和基礎(chǔ)的鑒定、加固設(shè)計(jì)和施工，應(yīng)由具有相應(yīng)資質(zhì)的單位和有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員承擔(dān)。
（二）對(duì)于相關(guān)建筑的處置
對(duì)地基基礎(chǔ)加固的建筑，應(yīng)在施工期間進(jìn)行沉降觀測(cè)，對(duì)重要的或?qū)Τ两涤袊?yán)格限制的建筑，尚應(yīng)在加固后繼續(xù)進(jìn)行沉降觀測(cè)，直至沉降穩(wěn)定為止。對(duì)鄰近建筑和地下管線應(yīng)同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
（三）既有建筑地基和基礎(chǔ)加固的施工人員應(yīng)掌握所承擔(dān)工程的地基基礎(chǔ)加固目的、加固原理、技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等施工中應(yīng)有專人負(fù)責(zé)質(zhì)量控制，并進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)及時(shí)，會(huì)同設(shè)計(jì)人員及有關(guān)部門分析原因，妥善解決。
2. 復(fù)合注漿法
(一)注漿鉆孔施工。對(duì)樁基的樁身缺陷或樁底持力層缺陷進(jìn)行加固時(shí)，先采用地質(zhì)鉆機(jī)在樁中進(jìn)行鉆孔抽芯或在樁側(cè)進(jìn)行鉆孔，對(duì)樁身缺陷加固時(shí)需在樁中鉆孔抽芯至缺陷位置以下1m左右，對(duì)樁底持力層缺陷加固時(shí)需根據(jù)設(shè)計(jì)樁底持力層要求從樁中或樁側(cè)鉆孔抽芯至完整持力層以下3m左右。鉆孔孔徑一般開孔為110mm或101mm，終孔直徑為101mm或91mm，鉆孔垂直度保證小于1%。
(二)建立孔口注漿裝置。注漿鉆孔施工完成以后，在注漿孔口建立注漿裝置。孔口注漿裝置采用預(yù)埋設(shè)的方式固定在樁頂注漿孔口，采用水泥漿將孔口裝置與鉆孔之間的間隙固定密封。
(三)采用高壓旋噴方式噴射清水進(jìn)行沖洗擴(kuò)孔。
(四)采用高壓旋噴注漿方式進(jìn)行注漿。按要求進(jìn)行清水噴射洗孔和擴(kuò)孔后，再采用高壓旋噴注漿方式進(jìn)行旋噴注漿。將注漿管分段下入孔底后，從下而上進(jìn)行旋噴注漿，旋噴注漿一般采用單管旋噴注漿方式。
(五)采用靜壓注漿方式進(jìn)行注漿。高壓旋噴注漿結(jié)束后，利用孔口注漿裝置封住孔口進(jìn)行靜壓注漿。靜壓注漿開始時(shí)采用較稀的漿液和較低的注漿壓力，隨后逐漸增加漿液濃度及加大注漿壓力，直至設(shè)計(jì)注漿量和注漿壓力為止。一般靜壓注漿在漿液終凝前需進(jìn)行2~3次灌注。靜壓注漿可以采用單液也可采用雙液注漿。
(六)封孔。靜壓注漿結(jié)束后，若注漿孔口冒漿，需對(duì)孔口進(jìn)行封閉處理，防止?jié){液流出；若注漿結(jié)束后孔內(nèi)漿液有流失，需補(bǔ)灌漿液到注漿孔內(nèi)漿液飽滿為止。
3.樹根樁法
樹根樁是一種小直徑鉆孔灌注樁。通常采用鋼管導(dǎo)向沖擊成孔，亦可直接采用回轉(zhuǎn)成孔，成孔直徑100~250mm，根據(jù)成孔直徑的大小，可放入一根鋼筋或多根鋼筋，也可采用鋼管，成孔后，將配制好的砼灌入孔內(nèi)，最后成樁。由于樹根樁可以任意角度傾斜，形態(tài)似樹根故而得名。它的突出優(yōu)點(diǎn)是能夠最大限度地保持結(jié)構(gòu)物與地基之間原有的平衡狀態(tài)，保證在加固地基的同時(shí)，又不破壞地基土對(duì)結(jié)構(gòu)物的支撐作用。
(一) 樁徑宜為150～300mm，樁長(zhǎng)不宜超過30m，樁的布置可采用直樁型或網(wǎng)狀斜樁型。
(二) 樹根樁的單樁豎向承載力可通過單樁載荷試驗(yàn)確定，也可按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定估算，尚應(yīng)考慮既有建筑的地基變形條件的限制和樁身材料的要求；對(duì)軟弱地基，主要承受豎向荷載時(shí)鋼筋長(zhǎng)度不應(yīng)小于1/2樁長(zhǎng)，主要承受水平荷載時(shí)應(yīng)全長(zhǎng)配筋。
(三) 樹根樁設(shè)計(jì)時(shí)，尚應(yīng)對(duì)既有建筑的基礎(chǔ)進(jìn)行有關(guān)承載力的驗(yàn)算。當(dāng)不滿足上述要求時(shí)，應(yīng)先對(duì)原基礎(chǔ)進(jìn)行加固或增設(shè)新的承臺(tái)。
四、關(guān)于既有建筑地基基礎(chǔ)加固設(shè)計(jì)施工的建議
1.要做到科學(xué)設(shè)計(jì)，從既有建筑的現(xiàn)實(shí)狀況和整個(gè)建筑地基基礎(chǔ)使用的實(shí)際出發(fā)，實(shí)地勘察，精密測(cè)量，采集第一手相關(guān)的地質(zhì)地貌，施工高度，施工難度等一系列的客觀數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的真是完整性，采取科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法，選擇合理的加固方法，制定嚴(yán)格的施工規(guī)范，做好各種加固施工前的準(zhǔn)備，比如對(duì)器械工具，人員的準(zhǔn)備。
2.要采取先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，對(duì)加固施工的各種機(jī)械設(shè)備做出科學(xué)選擇，保證機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定安全，同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)加固材料的選擇，采購質(zhì)量管理，選擇符合我國國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的材料，杜絕假冒偽劣產(chǎn)品，從材料商保證加固的質(zhì)量。同時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行材料使用制度，規(guī)范科學(xué)合理施工使用，避免浪費(fèi)，做到物盡其用。
3.要對(duì)整個(gè)加固工程設(shè)計(jì)施工都進(jìn)行全程監(jiān)控，實(shí)施全面的質(zhì)量管理監(jiān)督。加強(qiáng)對(duì)管理人員的管理技能的提高，培養(yǎng)其負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，安裝先進(jìn)的監(jiān)控設(shè)備，加強(qiáng)對(duì)施工人員的施工規(guī)范性指導(dǎo)和管理，從施工細(xì)節(jié)到全局的施工進(jìn)度，加固后的護(hù)理修繕，都做出細(xì)致全面的監(jiān)控，保證質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，要做好加固后期的定期實(shí)施路橋維護(hù)，管理。全程管理控制，保證加固的質(zhì)量，提高整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)中的路橋使用壽命和安全性能。
五、結(jié)束語
既有建筑地基是保證整個(gè)建筑穩(wěn)固性和安全性的基礎(chǔ)性工作，做好既有建筑地基的加固工作，將會(huì)對(duì)整個(gè)建筑的穩(wěn)固性和安全性有著深遠(yuǎn)的影響。對(duì)既有建筑地基的加固施工既關(guān)系到整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，又關(guān)系到居民生活方式的改變和生活質(zhì)量的提高，因此，通過加固技術(shù)的研究，在建設(shè)施工過程中，充分考慮到各種項(xiàng)目工程的實(shí)際情況，根據(jù)不同的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件特點(diǎn)，科學(xué)制定施工方案，合理選擇加固方法，嚴(yán)格遵守各種施工標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)范，采用先進(jìn)科技和先進(jìn)施工工藝，促進(jìn)加固施工的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，提高整個(gè)既有建筑地基的加固效果，增強(qiáng)其穩(wěn)定性和安全性。從而為確保建筑使用者的切身利益。
參考文獻(xiàn)：
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[2]卜良桃，蔣愛民，某住宅樓地基基礎(chǔ)綜合加固[會(huì)議論文] 2002 - 第六屆全國建筑物鑒定與加固改造學(xué)術(shù)會(huì)議
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[4]吳銘炳，戴一鳴，林穎孜，王文輝，基坑加深的加固措施及其效果[會(huì)議論文] 2010 - 中國建筑學(xué)會(huì)地基基礎(chǔ)分會(huì)2010學(xué)術(shù)年會(huì)
關(guān)鍵詞：道路工程；畢業(yè)設(shè)計(jì)；過程控制；教學(xué)改革
作者簡(jiǎn)介：蔣建國（1973-），男，湖南洞口人，中南大學(xué)土木工程學(xué)院道路工程系，副教授；劉小明（1974-），男，江西瑞金人，中南大學(xué)土木工程學(xué)院道路工程系，副教授。（湖南 長(zhǎng)沙 410075）
中圖分類號(hào)：G642.477?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）31-0113-02
畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科生完成四年教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，這一過程是對(duì)學(xué)生在校四年學(xué)習(xí)內(nèi)容、創(chuàng)新能力的綜合檢驗(yàn)，也是學(xué)生在畢業(yè)之前的一次實(shí)戰(zhàn)演練。[1]隨著國家對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)的大力投入，目前土木類專業(yè)人才需求十分旺盛，大部分學(xué)生都在剛進(jìn)入大四就與單位簽訂了就業(yè)協(xié)議。筆者在中南大學(xué)道路工程專業(yè)上課時(shí)做得不完全調(diào)查顯示，每年11月份以前簽訂就業(yè)協(xié)議的學(xué)生占畢業(yè)生總?cè)藬?shù)的70%左右，簽訂的單位大部分是施工單位，一般期末基本已全部簽訂完協(xié)議，部分未簽訂的，往往是因?yàn)閷?duì)工作單位要求太高。施工單位對(duì)道路工程本科畢業(yè)生的要求也更趨于全面，不僅需要扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)，而且要求他們具有更好的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、適應(yīng)能力以及與人合作的能力。[2]通過與已參加工作的畢業(yè)生聯(lián)系得知，一般單位要求畢業(yè)生不僅要具備相應(yīng)的工作技能，還要具有“實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)”，“上崗即頂崗”。不再是以前那種畢業(yè)生到工作崗位后，接受上崗培訓(xùn)或?qū)嵙?xí)一年左右的模式，往往是經(jīng)過一個(gè)月培訓(xùn)后即參與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作，部分學(xué)生因表現(xiàn)優(yōu)異，一般一年左右即可具體負(fù)責(zé)一些實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)工作，有的甚至只需要半年時(shí)間。這就要求道路工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)該探索培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才。
一、目前道路工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)模式
通過近幾年畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)踐，道路工程畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大土木工程專業(yè)方向，其基本流程基本相似：一般第一個(gè)月教師布置畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)、英語論文翻譯；畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告完成后，進(jìn)行畢業(yè)課題設(shè)計(jì)。中南大學(xué)論文設(shè)計(jì)從始至終要求較為嚴(yán)格，從論文題目的布置及過程控制，都有相關(guān)要求。論文要求每人一題，同時(shí)設(shè)計(jì)全過程都在學(xué)校聘任的督導(dǎo)組的全程監(jiān)督之下。
道路工程專業(yè)在學(xué)生入學(xué)后一般要求學(xué)生馬上進(jìn)入狀態(tài)，采取的措施是按照學(xué)校要求，首先進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)動(dòng)員和畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程說明，布置近期任務(wù)與遠(yuǎn)期目標(biāo)，準(zhǔn)備工作完成以后，就去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)。畢業(yè)實(shí)習(xí)一般是選擇在建的道路工程，以高速公路居多。通過邀請(qǐng)施工單位專家講解、現(xiàn)場(chǎng)踏勘、教師講解等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生了解道路工程中的每一個(gè)分部工程，包括路基、橋梁、隧道、涵洞、路面等，讓學(xué)生對(duì)道路工程有一個(gè)全面的立體的認(rèn)識(shí)。實(shí)習(xí)回來寫完實(shí)習(xí)報(bào)告后就進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，首先是由指導(dǎo)教師給每個(gè)學(xué)生一份地形圖，確定道路的始終點(diǎn)和道路等級(jí)，然后要求學(xué)生熟悉道路工程相關(guān)規(guī)范，再進(jìn)行道路工程的各項(xiàng)設(shè)計(jì)。
這一過程應(yīng)該說是一個(gè)比較成熟的模式，從現(xiàn)場(chǎng)到設(shè)計(jì)的各環(huán)節(jié)，學(xué)生都熟悉了一遍。但通過對(duì)近幾年的畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)和對(duì)道路工程專業(yè)的認(rèn)識(shí)，筆者認(rèn)為道路工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)中還存在一些問題。
1.實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)過于簡(jiǎn)單
從目前發(fā)展形勢(shì)可以看出，大部分土木工程本科畢業(yè)生簽約單位是現(xiàn)場(chǎng)施工單位，但建設(shè)單位工序繁多，從工地組織結(jié)構(gòu)，施工組織到施工工序都需要時(shí)日去了解，目前雖然畢業(yè)實(shí)習(xí)安排的是一個(gè)月的時(shí)間，但由于經(jīng)費(fèi)原因、時(shí)間安排等因素，實(shí)際在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)的時(shí)間不會(huì)超過二十天，有的甚至更短。筆者所在學(xué)校道路工程專業(yè)畢業(yè)實(shí)習(xí)雖然比較認(rèn)真，但也只有二十天左右時(shí)間，時(shí)間的緊張導(dǎo)致實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)形勢(shì)的簡(jiǎn)單。道路工程專業(yè)畢業(yè)實(shí)習(xí)一般是先邀請(qǐng)施工單位總工或技術(shù)員做一次技術(shù)講座，內(nèi)容包括實(shí)習(xí)工地的概況、施工單位組織結(jié)構(gòu)、目前施工技術(shù)發(fā)展等；然后進(jìn)行分部工程的實(shí)習(xí)，由于施工單位工期較緊，一般很難有相關(guān)技術(shù)人員陪同參加講解，主要由帶隊(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師進(jìn)行講解。大部分的帶隊(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)豐富，但由于選取工點(diǎn)的局限性，以及施工環(huán)節(jié)問題，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)畢業(yè)實(shí)習(xí)只是換了一種形式的講解教育，從課堂轉(zhuǎn)換到現(xiàn)場(chǎng)，學(xué)生看到的大部分只是一個(gè)靜態(tài)的施工場(chǎng)地。學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)感受應(yīng)該說是足夠了，而且也能夠提出一些專業(yè)性的問題，但其實(shí)對(duì)于施工環(huán)節(jié)還只是停留在以前的課堂教育上。
2.畢業(yè)設(shè)計(jì)課題與實(shí)際工程存在距離
目前土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要采用與生產(chǎn)相結(jié)合的形式，課題大多是由指導(dǎo)教師根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間安排、訓(xùn)練要求而從實(shí)際工程圖紙中模擬出來的題目，由于受到工程量大小等因素的種種限制，常常使模擬課題與實(shí)際工程之間存在差距。而且大部分學(xué)校在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性，因而一部分畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師為突出創(chuàng)新性，選定的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目可以與碩士畢業(yè)論文題目媲美。應(yīng)該說，實(shí)際工程應(yīng)用與設(shè)計(jì)創(chuàng)新不存在沖突，但是在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)既要兼顧過程性又要重視創(chuàng)新性，這對(duì)指導(dǎo)教師提出了較高的要求。在畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的確定過程中，首先必須明確，畢業(yè)生應(yīng)該要熟悉本專業(yè)的基本流程，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行某一方面的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。然而由于時(shí)間有限，如何把握兩者之間的平衡，是一個(gè)值得研究的課題。
土木工程是建筑學(xué)科中非常具有基礎(chǔ)性的和代表性的學(xué)科，其涉及到的方面是非常廣的，其中包含土木施工的技術(shù)和土木工程施工等基礎(chǔ)性的問題及學(xué)科。通過土木工程施工課程的學(xué)習(xí)和研究，學(xué)生不僅僅掌握的是關(guān)于土木建設(shè)的基礎(chǔ)知識(shí)，更加訓(xùn)練的是工程師的基本能力和職業(yè)技能的培養(yǎng)。但是，為了能夠達(dá)到更好的教學(xué)效果，其實(shí)還是需要有很多的問題去改革和總結(jié)土木教育的問題。教學(xué)工作者需要及時(shí)對(duì)這些問題進(jìn)行歸納，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高自身的專業(yè)教學(xué)水平。本文主要針對(duì)土木工程施工教學(xué)中的一些問題歸納及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行闡述。并且對(duì)土木施工技術(shù)的教學(xué)中所涉及到的一些問題提出一些筆者自己的建議，希望能夠給高校土木建設(shè)的課程帶來一定的幫助。
土木工程實(shí)施技術(shù)教學(xué)的現(xiàn)狀
土木建設(shè)施工中的實(shí)施教程是每個(gè)學(xué)習(xí)者都要參與的，這是一項(xiàng)基礎(chǔ)而又重要的課程，每個(gè)人都要參與其中。對(duì)于土木工程的學(xué)習(xí)者來說，這既是一門基礎(chǔ)性的學(xué)科，但是有起著至關(guān)重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，另一方面，該項(xiàng)課程的難點(diǎn)就是在于要將所學(xué)的基礎(chǔ)和課本知識(shí)相互結(jié)合，并應(yīng)用實(shí)踐當(dāng)中，，只有面對(duì)每一個(gè)實(shí)際性的問題有所解決，才能使得這門課程的學(xué)習(xí)更加深入，我國現(xiàn)階段對(duì)于土木工程施工課程的教育其實(shí)已經(jīng)在理論上有所深入，但是很多時(shí)候，對(duì)于施工技術(shù)還有施工安全，或者是施工的管理等一系列問題還是存在很多需要更加深入研究的文圖，所以，我們還是需要對(duì)現(xiàn)階段的土木施工技術(shù)的教學(xué)情況進(jìn)行一定的完善或者是補(bǔ)充。
土木工程實(shí)施技術(shù)教學(xué)中存在的問題
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，原有的教材其實(shí)已經(jīng)不能很好的與現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合，很多的技術(shù)都是沒有完全認(rèn)真的覆蓋的有很多已經(jīng)不需要的內(nèi)容還是留存在教材當(dāng)中，不僅僅是加重學(xué)生和老師的負(fù)擔(dān)，又學(xué)習(xí)了一些已經(jīng)淘汰了的知識(shí)。盡管在教材的改革和教師的交流中已經(jīng)對(duì)某些新的技術(shù)與新的內(nèi)容有所更替，但是，對(duì)于不斷發(fā)展和進(jìn)步的土木建設(shè)施工設(shè)計(jì)來說，這樣的更新是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容不能適應(yīng)真正的要求，這是一個(gè)非常嚴(yán)重的問題。所以為了能夠適應(yīng)現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展，那就一定要改革現(xiàn)有的學(xué)科知識(shí)要求和學(xué)科教學(xué)的體系，這樣才能夠使得在日常的學(xué)習(xí)打下良好的實(shí)踐基礎(chǔ)，而不是為了去迎合教師的教學(xué)內(nèi)容或者是僅僅為了得到一些學(xué)位證明。一個(gè)土木建筑者一定要具備應(yīng)有的素質(zhì)和知識(shí)儲(chǔ)備。另外一點(diǎn)，現(xiàn)階段課程的時(shí)間設(shè)計(jì)和教師的內(nèi)容設(shè)計(jì)都是有一些不合理的問題的，教師不能在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容，或者是因?yàn)榻虒W(xué)的內(nèi)容比較繁雜，導(dǎo)致學(xué)生在接受到內(nèi)容后不能完全接納吸收，這樣就使得課程的學(xué)習(xí)受到一定的阻礙。教學(xué)目標(biāo)是很難的實(shí)現(xiàn)的，很容易對(duì)這門課程產(chǎn)生一定厭惡心理，這是會(huì)出現(xiàn)一定教學(xué)問題的。對(duì)于土木工程的教學(xué)是要貫穿很多東西，而且許多學(xué)科都是在其中交錯(cuò)的，所以實(shí)習(xí)和實(shí)踐內(nèi)容都要包含在一起的。最重要的一個(gè)問題就是，對(duì)于教學(xué)過程中，是否真的能夠?qū)⒔虒W(xué)所學(xué)到的東西和在實(shí)踐中需要的東西相互結(jié)合的。如果實(shí)踐是沒有效果的，并且忽略學(xué)習(xí)的綜合性和有效性，那么將會(huì)給以后知識(shí)的運(yùn)用帶來很大的麻煩，所以需要教師在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和日常教學(xué)時(shí)都對(duì)這些方面有所重視，在學(xué)習(xí)中就要給學(xué)生一定的啟發(fā)和提示，這樣，才能讓學(xué)生在日后的工作中有所幫助。
土木工程實(shí)施技術(shù)教學(xué)中問題的解決建議
優(yōu)化現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)實(shí)踐及教學(xué)規(guī)劃，將新的設(shè)計(jì)和新的內(nèi)容根據(jù)專業(yè)的需要迅速融入到當(dāng)下的教學(xué)任務(wù)來進(jìn)行，另外重要的就是要根據(jù)土木工程下屬的其他學(xué)科進(jìn)行合理的配制和規(guī)劃，改善現(xiàn)在術(shù)業(yè)無專攻的狀況，讓各位學(xué)生能更好的將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中去。盡管學(xué)科的知識(shí)不需要的每一個(gè)方面都會(huì)覆蓋的，要精選的關(guān)于不同學(xué)科有關(guān)土木專業(yè)中比較精華的部分，其中應(yīng)該涵蓋到知識(shí)的各個(gè)方面，包括土木工程細(xì)節(jié)性的學(xué)科。也要討論到施工中具體出現(xiàn)的各種問題。另外，隨著互聯(lián)網(wǎng)和其他一些教學(xué)形式的出現(xiàn)，其實(shí)，很多時(shí)候土工施工教學(xué)的課堂也可以變得生動(dòng)有趣，憑借著一些新式的教學(xué)和授課手段，都可以改善現(xiàn)在課堂只有老師一人講，學(xué)生參與互差的狀況，這樣將會(huì)使學(xué)生對(duì)于這門基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)更加有興趣和愛好。并且很多新的設(shè)備可以準(zhǔn)確模擬出施工的現(xiàn)場(chǎng)狀況，這樣就可以有更加直觀的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)影響。通過融合課程內(nèi)容的設(shè)置和時(shí)間的要求。教師可以根據(jù)自己的授課內(nèi)容和習(xí)慣將這些現(xiàn)代化的內(nèi)容直接融入進(jìn)去，用現(xiàn)代化的手段將課程內(nèi)容順利的融入課堂，通過圖文以及教師授課同時(shí)進(jìn)行的方式，不但可以加快學(xué)生的理解，這樣的教學(xué)環(huán)境可以讓學(xué)生的理解能力達(dá)到最好的一個(gè)效果。同時(shí)可以將學(xué)術(shù)論文或者其他渠道刊載的最新的內(nèi)容覆蓋到平時(shí)的授課中去，這樣學(xué)生了解到的就是最新的知識(shí)和內(nèi)容。教師要根據(jù)學(xué)生的反饋和課堂狀況，實(shí)時(shí)的改善自己的教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生更好的適應(yīng)課堂和接受授課內(nèi)容。但是現(xiàn)在使用先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備還會(huì)存在一些問題，就是沒有比較成功或者已經(jīng)形成體系的教學(xué)材料或者教學(xué)的應(yīng)用工具，所以還需要一線的學(xué)生和老師共同努力，去交流，并且要攝取更多真實(shí)的施工場(chǎng)景，將這些最貼近學(xué)生和實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)與教學(xué)的新手段緊密的結(jié)合起來，這樣不僅僅規(guī)避了以前照本宣科的劣勢(shì)，還讓學(xué)生和老師有了一個(gè)更加深入的交流和探討。這樣新做出的課件相信能夠更加的有效和合理的。也希望土木施工的教育者能夠積極的參與到這項(xiàng)工作當(dāng)中。學(xué)生通過觀摩活動(dòng)，能夠?qū)W(xué)科知識(shí)與實(shí)際操作相互結(jié)合，并且提出自己的理念和觀點(diǎn)，并且能夠最直接的在現(xiàn)場(chǎng)接受經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為今后的實(shí)際工作提供一個(gè)良好的開端和積累。為培養(yǎng)合格的土木工程專業(yè)人才及學(xué)生畢業(yè)后從事工程實(shí)踐活動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)。土木工程施工技術(shù)施工方案設(shè)計(jì)， 通過對(duì)具體的施工目標(biāo)設(shè)計(jì)施工技術(shù)方案使學(xué)生熟悉和掌握施工過程中施工方案的編制原則、 依據(jù)、 方法和步驟； 要加深學(xué)生對(duì)于土木施工這一課程的合理科學(xué)有效性的理解，并且更為深入的去掌握這門學(xué)科在日常實(shí)踐中所能帶來的重要益處和重要的作用。在很多教學(xué)中，有些有經(jīng)驗(yàn)的老師會(huì)將自己的學(xué)生帶到真正的施工現(xiàn)場(chǎng)，這樣就能讓學(xué)生更加了解實(shí)際的施工情況到底是怎樣的。但是這其中還是存在一些問題的，學(xué)生和老師在出入工地時(shí)，不論是安全還是傳授知識(shí)的有效性都是受到影響的，學(xué)生需要和老師進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的具體性的溝通，這樣得到的反饋才能讓老師更為容易知道學(xué)生的具體情況并且將講授的內(nèi)容給布置下去。這樣才能讓實(shí)踐活動(dòng)起到其應(yīng)有的效果。
關(guān)鍵詞： 隧道開挖；支護(hù)結(jié)構(gòu)；有限元分析；
中圖分類號(hào)：U455文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
Abstract:Through summarizing the research status of the tunnel construction at home and abroad, this paper expounds the elastoplasticity analysis of the supporting structure, emphatically discusses the stability analysis of the supporting structure research based on the theory of finite element in the tunnel construction.By the use of finite element software to simulate the tunnel construction, monitor the displacement of soil and supporting structure, combine with the monitoring results of the construction, to provide a reference for tunnel construction, so as to improve the efficiency and safety of the construction, in this respect, there are many worthy research directions in the future.
Key words: tunnel excavation; Supporting structure; The finite element analysis;
一、 引言
近年來越來越多的大城市通過建造地下隧道來緩解地面上的交通壓力，特別是在以軟土地基為主的上海。上海人口密集度高，為了緩解交通壓力，方便出行，上海的地鐵建設(shè)速度非?？?，此外黃浦江將上海劃分為浦東和浦西兩塊，為了方便兩片地區(qū)的交通運(yùn)輸，江底隧道也逐漸增多，隧道施工的要求與復(fù)雜性也在不斷提升。
城市地下隧道施工，和一系列城市中的建筑工程一樣，大部分會(huì)出現(xiàn)一些施工問題。例如噪聲，環(huán)境污染，由于降水而出現(xiàn)地下水位下降和地表下沉，隧道冒頂?shù)鹊纫幌盗袉栴}。而隧道施工最常發(fā)生的事故是塌方，每次塌方，輕則造成財(cái)產(chǎn)缺失，重則導(dǎo)致數(shù)人甚至數(shù)十人死亡，并伴隨巨大財(cái)產(chǎn)損失，尤其是復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工，是隧道施工的重大危險(xiǎn)源。例如2010年08月02日，深圳地鐵寶安中心站，工地風(fēng)井基坑土方開挖至12米深時(shí)，支撐脫落，維護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，導(dǎo)致坑外土體涌入基坑，發(fā)生塌方事故。所幸塌方在夜間，所以并沒有造成人員傷亡，但是造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，延長(zhǎng)了工期也為周圍的居民帶來了不便。這些問題全部是關(guān)系到城市人群居住的環(huán)境以及安全問題。
在城市建設(shè)中如果想要避免這些問題可能帶來的災(zāi)害，可以結(jié)合其它相關(guān)案例的報(bào)告，通過施工前模擬，分析施工方案中的應(yīng)力，應(yīng)變，用所得到模擬數(shù)據(jù)，來指導(dǎo)施工方案的設(shè)計(jì)與進(jìn)行，從而避免在施工過程中可能遇到的問題。
隧道施工中的問題已受到了許多人的關(guān)注，隨著中國交通建設(shè)不斷加強(qiáng)，在不同的地質(zhì)條件中開挖隧道也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)與成果，本文將總結(jié)一些國內(nèi)外基于不同方法對(duì)隧道施工所進(jìn)行的研究，特別是在隧道施工中利用彈塑性原理所進(jìn)行的相關(guān)研究，在此基礎(chǔ)上著重探討了分布施工，及基于有限元理論分析支護(hù)結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀，展望未來隧道施工中支護(hù)結(jié)構(gòu)的彈塑性分析所值得研究的方向。
二、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2.1 隧道施工研究現(xiàn)狀
世界上最早的人工交通隧道一直存有爭(zhēng)議，不過大多數(shù)都偏向于是中國的漢中石門[1]，由此可見，中國的隧道建設(shè)起源已久。我國對(duì)于隧道的研究從未停止過，在過去的20多年中更是突飛猛進(jìn)，在2002年的國際隧道研討會(huì)暨公路建設(shè)技術(shù)交流大會(huì)上，中國工程院院士王夢(mèng)恕認(rèn)為中國是世界上隧道和地下工程最多、最復(fù)雜、今后發(fā)展最快的國家[2]。近十年的發(fā)展與研究證明了這一觀點(diǎn)，隨著中國的城市化建設(shè)不斷深入，隧道的發(fā)展越來越快，與其相關(guān)的研究也在不斷的擴(kuò)大和深入，研究方法也在不斷的更新與提高，例如王紅峽等人[3]研究了不良地質(zhì)條件下隧洞施工技術(shù)。申玉生等人對(duì)大跨度鐵路隧道(洞口段跨度20m左右)施工過程的塑性區(qū)發(fā)展規(guī)律進(jìn)行了深入的有限元數(shù)值分析。分析在隧道不同施工工序中塑性區(qū)的分布形態(tài)，通過大跨度隧道塑性區(qū)的分析，指出在施工過程中的圍巖應(yīng)力危險(xiǎn)區(qū)域，指明圍巖支護(hù)及監(jiān)控量測(cè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，為大跨度隧道的施工提出警示信息[4]。
國外的隧道研究更多的是比較偏向于工程管理，當(dāng)然由于許多發(fā)達(dá)國家的城市化水平非常的高，作為城市建設(shè)中交通建設(shè)的重要一環(huán)，其在隧道施工方面的研究也處于很高的水平。Molinero[5]等人利用數(shù)值模擬，研究了隧道施工中水文地質(zhì)條件對(duì)隧道推進(jìn)的影響，類似的Meschke, G[6]等人基于有限元方法來仿真隧道開挖過程中的相關(guān)因素，研究了在飽和軟土中隧道的推進(jìn)問題。而Wu, Jian-Hong[7]等人實(shí)驗(yàn)所得的不對(duì)稱垂直壓力和地表沉陷，表明不連續(xù)變形分析方法可以應(yīng)用于模擬復(fù)雜的不連續(xù)巖體隧道應(yīng)力和地表沉陷。
此外，一些學(xué)者對(duì)隧道穩(wěn)定性問題[8]，隧道襯砌結(jié)構(gòu)[9-10]，隧道支護(hù)體[11]，隧道開挖的地質(zhì)災(zāi)害[12]，隧道開挖時(shí)損失土體產(chǎn)生負(fù)載對(duì)沉降，土體應(yīng)力分布的影響[13]等與隧道安全性緊密相連的問題都做了一定的探索。根據(jù)大量工程實(shí)踐和工程試驗(yàn)，發(fā)生在支護(hù)完成前的隧道工程破壞約占總破壞事件的80 %；而襯砌完成后的隧道工程破壞事件則極少。因而，隧道工程施工過程中尋求防止支護(hù)過程中完成前的破壞防治措施是首要任務(wù),而對(duì)已完成了支護(hù)施作的隧道工程破壞，采取診斷、加固、防止也尤為重要[14]。
2.2 分布施工的研究現(xiàn)狀
隧道工程的施工環(huán)境是在巖土體內(nèi)部，所以施工過程中不可避免地會(huì)對(duì)周圍的巖土體產(chǎn)生一定擾動(dòng)，引起隧道周邊巖土體發(fā)生移動(dòng)和變形。國內(nèi)外很多研究表明，在隧道施工中，如果注意開挖方式的選擇，都會(huì)一定程度上降低成本，加快施工進(jìn)度，隨著我國隧道建設(shè)的不斷開展，分步施工的研究也在不斷深入[15-20]，而在軟土地基的隧道開挖過程中這一方法也是得到了利用，例如針對(duì)某工程典型的軟土地基深基坑土方開挖的施工難點(diǎn),提出了解決該問題的“分步、分區(qū)、分層”措施方法[21]，同時(shí)也對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行了一些探討[22]，而李玉岐等人研究了基坑分步開挖誘發(fā)的滲流對(duì)作用在地下墻上的水壓力、土壓力及側(cè)壓力的影響.研究表明,隨著基坑每步開挖后坑內(nèi)外水頭的減小，使得主動(dòng)區(qū)作用在地下墻上的側(cè)壓力越來越大，而被動(dòng)區(qū)作用在地下墻上的側(cè)壓力越來越小，因而對(duì)地下墻的穩(wěn)定是不利的；快速施工則可以提高基坑工程的安全性[23]。因此，在基坑開挖過程中，實(shí)行“分層、分塊、平衡、對(duì)稱、限時(shí)”的土方開挖方法，嚴(yán)禁超挖，充分利用基坑開挖具有時(shí)空效應(yīng)的規(guī)律，嚴(yán)格控制基坑變形，確?；庸こ痰陌踩玔24]。
2.3 基于有限元理論分析支護(hù)結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
有限元分析的基本概念是用較簡(jiǎn)單的問題代替復(fù)雜問題后再求解，將函數(shù)定義在簡(jiǎn)單幾何形狀的單元域上，將復(fù)雜邊界條件分割成單邊界，這是有限元法優(yōu)于其他近似方法的原因之一[25]，Shahin, H.M等人利用有限元分析方法，在一個(gè)新開發(fā)的圓形隧道設(shè)備中用有限元分析彈塑性的本構(gòu)模型，得出在相同體積的情況下，由于隧道開挖，表面土體的沉降和隧道周圍土壓力明顯影響隧道中的下部土體各點(diǎn)相對(duì)于表土的位移[26]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限元方法漸漸越來越多的被用于各種結(jié)構(gòu)，工程施工的實(shí)驗(yàn)?zāi)M，例如韋立德[27-29]等人利用有限元方法對(duì)三維錨桿進(jìn)行了一定的研究，得出了較為精確的錨桿變形應(yīng)力規(guī)律。
與此同時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)在許多工程得到了應(yīng)用[30-35]，通過有限元模擬的方法，對(duì)要進(jìn)行開挖的隧道基坑進(jìn)行模擬[36-41]，預(yù)測(cè)土體的變形，預(yù)報(bào)出危險(xiǎn)點(diǎn)，以便在施工過程中采取相應(yīng)的措施，Nagel, Felix 等人基于有限元方法用數(shù)值模擬模型，分析盾構(gòu)開挖隧道過程，實(shí)驗(yàn)證明，由不同隧道推進(jìn)過程中的參數(shù)可以預(yù)測(cè)隧道的地面變形和應(yīng)力，地下水條件等[42]。在復(fù)雜地質(zhì)條件中開挖隧道，即使是有良好的地質(zhì)調(diào)查，但因?yàn)楫?dāng)?shù)氐膸r體結(jié)構(gòu)，其不確定性還是存在的，對(duì)于這樣的工程，一個(gè)可靠的預(yù)測(cè)，對(duì)選擇適當(dāng)?shù)拈_挖方式和支護(hù)方法顯得非常重要[43]。用有限元的方法，模擬施工，其優(yōu)點(diǎn)是在施工前就可以模擬各種開挖、支護(hù)方式的可行性及其優(yōu)劣，因而可以節(jié)省大量的成本。但是在實(shí)際應(yīng)用中，一定要建立合適的模型，劃分適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格，輸入正確的參數(shù)。只有這樣，計(jì)算模擬得出的結(jié)果才具有可靠性[44-46]。
近年來，Mohr-Coulomb模型不斷被完善改進(jìn)[47]，大量的試驗(yàn)和工程實(shí)踐已證實(shí)，Mohr-Coulomb 強(qiáng)度理論能較好地描述巖土材料的強(qiáng)度特性和破壞行為，在巖土工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[48]。在眾多利用Mohr-Coulomb模型的軟件中，ABAQUS最有代表性，利用非線性有限元軟件ABAQUS提供的二次開發(fā)功能，可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一強(qiáng)度理論本構(gòu)模型的嵌入，以及采用該模型進(jìn)行隧道開挖三維數(shù)值分析。結(jié)果表明:在ABAQUS中增加統(tǒng)一強(qiáng)度理論本構(gòu)模型[49-51]，豐富了材料單元庫，提高了計(jì)算精度和效率，而且，通過算例驗(yàn)證和隧道開挖模擬，說明在巖土工程中，考慮材料的主應(yīng)力效應(yīng)，可以充分利用材料強(qiáng)度，指導(dǎo)工程實(shí)踐，節(jié)省造價(jià)[52]。
Pedro Alves Costa等人還利用p-q-θ臨界狀態(tài)模型用有限元法對(duì)軟土地基開挖過程中，對(duì)支撐前后的應(yīng)力進(jìn)行了分析，對(duì)比模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致[53]。而利用有限元軟件ABAQUS建立模型，結(jié)合Mohr-Coulomb強(qiáng)度理論模擬在軟土地基的隧道施工中，基坑的分步開挖，監(jiān)測(cè)所布置支撐的應(yīng)力，位移變化，為施工提供理論依據(jù)，為類似的工程提供參考，在現(xiàn)階段這一方法有待進(jìn)一步的探討與研究。
三、 總結(jié)
基于上述研究現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)隧道開挖的研究一直是圍繞著施工方法，巖土與結(jié)構(gòu)的相互作用展開的，根據(jù)施工場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件確定施工方法，然后由施工過程中土體與結(jié)構(gòu)的相互影響關(guān)系來確定所要采取的支護(hù)結(jié)構(gòu)。眾多的研究表明，選取合理的施工方法，通過對(duì)施工過程的模擬，監(jiān)測(cè)施工過程中土體應(yīng)力的變化，監(jiān)測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移應(yīng)力，進(jìn)行有效的支護(hù)結(jié)構(gòu)布置，不僅可以保證安全性，而且可以大大的提高施工速度，節(jié)省成本，提高經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。
施工方法的選取，與隧道開挖所處的場(chǎng)地的地質(zhì)條件密不可分，可以說，什么樣的場(chǎng)地都有其最適合的施工方法。軟土地基是上海特殊的地質(zhì)條件，它是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所組成的土，指的是濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。它具有天然含水量高、天 然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、 靈敏度高、擾動(dòng)性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn)。因此在軟土地基中開挖隧道相比較其他一般性的地質(zhì)條件來講，增加了不小的難度。
隨著有限元方法的不斷推廣，人們將這種方法應(yīng)用到隧道施工的模擬中，結(jié)合不同的強(qiáng)度理論，可以近似的得到一些相關(guān)的參數(shù)，為隧道施工提供了參考依據(jù)，而隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，有限元模擬軟件的開發(fā)，強(qiáng)度理論的進(jìn)一步完善，使得這一方法應(yīng)用起來更加的方便，如今有限元分析方法已經(jīng)成為了隧道工程模擬的利器。
四、 展望
雖然國內(nèi)外在對(duì)于軟土地基中的隧道施工進(jìn)行了一些研究，但是隧道基坑分步開挖過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)由于施工階段土體應(yīng)力變化而產(chǎn)生的位移應(yīng)力的問題，目前只有很少的一些案例可供參考，而具體到軟土地基中基坑開挖工程中，開挖新的基坑對(duì)已經(jīng)開挖結(jié)束支撐結(jié)構(gòu)布置完成的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響還沒有相關(guān)的研究成果。
綜上所訴，不良地質(zhì)條件下隧道工程的建設(shè)還有進(jìn)一步提高的空間。利用有限元軟件，模擬隧道施工，監(jiān)測(cè)土體、支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移變化，研究新開挖基坑對(duì)于臨近開挖完畢基坑的影響，用得到的相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行比較，可以為支護(hù)結(jié)構(gòu)的布置提出依據(jù)，使支護(hù)結(jié)構(gòu)的布置更加安全，更加合理經(jīng)濟(jì)。
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