時間：2023-03-25 10:43:38
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關鍵詞：非開挖技術；導向鉆鋪管；電力管道；免開挖施工
隨著城市經濟的快速發展和城市化進程的加快，電力工程建設項目日益增多。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桿塔和導線，易于向城市供電而且使市容整齊美觀。因此，現在纜化的工程也越來越多。常規電纜工程的施工都是開槽鋪設電力管道，施工時需要占用路面，妨礙交通；開挖回填時容易損壞原有管線；渣土外運引起漏灑揚塵；回填坑槽及恢復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。而且由于用電申請時間的不一致，常常是今天挖開，明天填上，后天又“破肚開膛”，產生了令市民深惡痛絕的馬路“拉鏈現象”。因此，常規的施工技術越來越不適應城市發展的需要。
近幾年來，廈門市加大了城市規劃、建設和管理的力度，《廈門城市道路管理辦法》也規定，新建道路交付使用未滿5年不準“開膛破肚”。2007年1月還專門出臺了《廈門市人民政府辦公廳關于加強島內城市道路挖掘施工管理工作的通知》，新的管理辦法嚴格了審批權限，規定挖掘時間在5天以內、開挖長度在100米以下的項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合會審，影響重大的開挖項目還要報市政府審批。此外，廈門市還首次建立了道路挖掘計劃預申報制度，規定每年12月份報送下年度、每年5月份報送下半年較大的道路管線建設項目計劃；除緊急情況外，沒有預申報的開挖項目不予審批。道路挖掘施工現場必須規范設立公示牌，并經道路分級管轄的市政管理部門驗收合格后方可開工。這些規定也增加了常規電纜工程的施工難度。申請時不容易，申請到了又要支付高額的城市道路挖掘修復費。因為是屬于懲罰性質的賠償，例如開挖水泥砼路面，不管實際開挖寬度的大小，就算只開挖30厘米寬，也是按整塊板的面積計算，賠償金額很大。
在這種情況下，非開挖技術的優勢就體現出來了。非開挖技術是指利用各種巖土鉆掘的技術手段，在地表不開溝(槽)的條件下鋪設、更換或修復各種地下管線的施工新技術，改傳統的挖槽鋪管和修復施工方式為鉆孔鋪管和修復。與傳統的挖槽施工法相比，非開挖技術具有不影響交通、不破壞環境，施工周期短，社會效益顯著等優點，尤其適合在一些無法實施開挖作業的地區，如鬧市區、高速公路、鐵路、建筑物、河流、農作物及植被保護區等，進行管線鋪設、更新或修復。按施工工藝可分為：導向鉆進鋪管技術、遁地穿梭鋪管技術、頂管掘進鋪管技術、頂管鋪管技術。其中導向鉆進鋪管技術的優點是：采用導向儀導向，導向探測與管線探測相結合，能有效調整鉆頭，避開管線，適合復雜地層條件下施工；鋪管直徑、長度和材料范圍較寬，適合1000mm以下管徑，主要采用PE管鋪設和鋼管鋪設；對地表干擾小，施工速度快，施工精度高，是發展最快的一種非開挖施工法。又因為廈門城區的地下管網比較復雜，所以我局進行非開挖施工時大多采用導向鉆進鋪管法。下面就詳細介紹一下導向鉆進鋪管法的施工工藝。
首先，對所鋪設管線的位置地形進行測量，設計出鉆孔的最佳曲線，開挖工作坑和接受坑。
其次，進行導向鉆的施工。先用放置在地表的導向鉆機，根據預先設計的鋪管線路鉆一個遠小于預鋪管道口徑的導向孔，然后回拖回擴頭，將孔徑擴大到超過預鋪管道口徑的1.2—1.5倍，隨后將管線拉入，實現非開挖鋪設新管。導向鉆鋪管施工由3個階段組成，即鉆導向孔、回拖擴孔和回拖管材。
1鉆導向孔
用導向鉆頭從預定的入土點以一定的傾角準確地按規定管線走向鉆進。導向鉆頭為前端帶噴射口的斜面非對稱式鉆頭，內部放置有定位信號發射儀，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。在地面上用接收機可以探測到鉆頭在地下的經緯坐標、深度、傾斜率、斜面方向等參數，通常每鉆進一根鉆桿定位一次。鉆桿長度隨機型而變，機型越大，鉆桿越長。鉆機操作人員根據測出的參數，判斷鉆孔位置與設計軌跡的偏差，隨時進行調整，確保鉆孔沿設計軌跡前進。當回轉和給進同時進行時，鉆孔呈直線延伸，而只給進不回轉時，受斜面反力作用，鉆孔朝鉆頭斜面的方向偏轉。鉆桿不斷補接，直到鉆頭達到接收井或從目標位置鉆出地面。
2回拖擴孔
導向孔完成后，在接收井中或目標位置將導向鉆頭更換為直徑大于已有管孔的錐形回擴頭。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，其作用與鉆導向孔過程相似。在回程擴孔時，泥漿泵會向孔壁提供足夠的鉆進泥漿液，在松動的孔壁表面迅速形成一層護壁泥漿層，回抽時要在回擴頭后側不斷補接鉆桿。回擴頭到達鉆機后，在接收井接上新回擴頭再次回擴。擴程可反復多次，使管孔直徑逐次擴大，直到管孔達到設計要求。
3回拖管材
擴孔結束后，應用清孔器進行清孔。清孔時要注意泥漿比重，保證泥漿質量。當清孔達到鋪管要求后，進行回拖前的準備工作，復查管材的質量及搬運過程中是否損傷，管材焊（連）接是否符合規定，檢驗完畢后方可鋪設。回拖管材時，產品管材在擴好孔的孔中是處于懸浮狀態，管壁四周與孔洞之間由泥漿，這樣既減少了回拖阻力，又保護了管材在回拖時防腐層的磨損。此時，操作人員要注意控制好鉆機的拉力和速度，確保所鋪設管材不受損害。
最后，在完成牽引管施工后，才開始砌筑檢查井。
下面舉個工程實例來說明一下非開挖技術在電力工程施工中的具體應用。
例：新建110KV湖濱南變10KV梅園線工程的設計是從新建110KV湖濱南變饋出一條電纜至禾祥梅園開關站901，該電纜從變電站引出后沿著湖濱南路北側已建電纜管溝及新建的管溝向東敷設敷設至梅園開關站901。其中，有一段需要橫穿湖濱南路。而湖濱南路屬于市區主要干道，車輛川流不息，地下管線縱橫交錯，道路兩側還有綠化喬木。眾所周知，管線橫穿道路采用常規方法施工，公路的一半基槽需采用大開挖的方式，待管線鋪設完畢回填后，再施工另一半管線。該施工方法雖然簡單，但對交通運行及市區環境都不可避免產生了一定的影響：施工時容易引起噪音，粉塵，震動和廢氣；妨礙交通（堵塞，中斷或改線）；破壞環境（綠化帶，公園和花園）；影響市民生活和商店的營業；安全性差；綜合施工成本高。而這些不足正好是非開挖技術的優勢所在。因此工程采用導向鉆進鋪管技術，以非開挖方式進行電力管道穿越。該工程開挖4M*2M*1M的工作坑和接受坑，擴孔直徑達φ500MM，采用φ160×4根PE管穿越，穿越長度約為46米，最大穿越深度為自然地面以下3m；鉆機入土點位于湖濱南路北側，出土點位于湖濱南路南側；入土角度為10°，出土角度6°。該工程具有不污染環境，不影響交通，施工周期短等優點。
參考文獻
［1］葉建良.非開挖鋪設地下管線施工技術與實踐［M］.中國地質大學出版社，2000，（3）.
論文摘要：案例教學法在《土木工程施工技術》教學中，要經過案例的引入準備、分析討論、歸納總結等教學過程。這種教學法的特點是：突出實踐性，較強的綜合性，深刻的啟發性，過程的動態性。案例教學法注重學生的智力開發及培養學生解決實際問題的能力。
案例教學法是在教師的指導下，根據教學目的要求，將采集到的教學和工程實踐中的真實事例加以典型化處理而形成的一種特定的教學案例，組織學生對案例的調查、閱讀、思考、分析、討論和交流等活動，引導學生自主探究性學習，以提高學生分析和解決實際問題能力的一種教學方法。其基本思想是培養學生獨立思考和主動學習的能力。
在《土木工程施工技術》課程的教學活動中，采用案例教學能改變傳統的灌輸式的教學方法，充分調動學生的學習積極性，使學生的思維空間得到開拓，提高了學習興趣；使學生學會用所學的理論知識分析和解決實際工程問題的方法。
一、土木工程施工技術課程的傳統教學方法
土木工程施工課涉及施工技術專業知識面廣，而且量多，許多技術性的東西，如涉及到施工工藝的流程，施工機械的性能和操作過程，施工器具的構造和工作狀態，施工技術應用的運行過程等實際操作的內容，課堂教學內容繁雜，沒有規律可循更難以用一條主線相連，跳躍性大，從而導致學生對教材的理解不深，容易出現前面學、后面忘的情況。
《土木工程施工》是土木工程專業、工程管理專業非常重要的專業課程，具有很強的實踐性、綜合性和社會性，與工程實踐聯系緊密，知識更新的速度很快，土木工程施工中很多技術問題的解決、施工方案的優選和管理制度的擬定，均需緊密結合工程特點和社會環境，集政治、經濟、技術、管理、法律法規于一體，涉及到有關學科的綜合運用和各種矛盾的綜合處理。要求學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問題的能力。因此，如何將所學的內容與實際工程聯系起來，學會用所學的理論知識分析和解決實際工程問題的方法，成為該課程教學成敗要解決的關鍵問題。
“粉筆+黑板”仍是目前許多課堂教學的主要方法，這種傳統的方法相對來說，教學環境一成不變，教學手段呆板枯燥，課時效率低。在教學活動中主要采用“教師講，學生聽；教師寫，學生抄的滿堂灌”的教學方法。學生在先修了力學、地基基礎、建筑材料、鋼筋混凝土結構、鋼結構、測量學及房屋建筑學等課程的基礎上，通過對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的問題。按照傳統的教學方法教學，很難解決以上問題，也是無法滿足現代教學要求。
二、土木工程施工技術課程案例教學的步驟
1.案例的引入及準備。教師根據教學計劃安排和教學進度的要求引入教學案例，案例教學是以案例為基本教學材料，將學習者引入工程實踐的情境中。教學案例應具有很強的實踐性；要蘊涵工程實踐的理論、原則與原理和方法；要具有新穎性、講究時效性、背景要清晰等特征。在完成理論課的講解后，教師將相關案例發給學生，給學生較充足的課外時間準備相關的材料。
2.案例分析討論。案例分析討論是案例教學中的中心環節。學生通過分析案例，找出問題的主要原因，提出問題的各種可能性，并根據案例中提供的相關資料進行比較判斷，做出決策。案例分析的過程是學生或師生間討論的過程，教師要善于在討論過程中啟發引導。
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，要根據已知工程特點、技術水平和設備條件從技術、組織、管理、經濟等方面進行全面分析、綜合考慮，以確保施工方案在技術上可行，有利于提高工程質量，在經濟上合理，有利于降低工程成本，并進行多方案的技術經濟比較，從中選擇最佳的方案。
這就要求學生在課前進行詳細的資料搜集和準備。在討論的過程中，學生可以先將各種可能性的方案盡可能羅列出來，然后結合案例中提供的有關信息進行針對性的分析、討論。
例2、某基礎工程施工時人工降水方案的選擇。教師給出該工程的水文地質條件和基礎結構的某些參數，要求學生結合所學的人工降低地下水位的方法進行分析。合理選用人工降水方案。此題就要求學生弄懂并靈活運用所學的知識，結合工程條件查閱相關的技術標準和相關的文獻、資料來進行方案選擇。
在案例教學中，學生的學習在討論與爭辯中進行。學生充當主角、中心與主動的學習者。教師的角色是指導者和推動者，其角色定位是要領導案例教學的全過程。課堂上教師要領導案例討論過程，不僅要引導學生去思考，去爭辯，做出決策和選擇，解決案例中的特定問題，進而從案例中獲得某種經歷和感悟，而且要引導學生探尋特定案例情景復雜性的過程及其背后隱含的各種因素和發展變化的多種可能性。
3.案例歸納總結。案例討論后要做簡短歸納總結，從案例討論中引申出一定的結論，為后續的課堂理論教學提供準備。教師在總結過程中，講明案例中的關鍵點，以及討論中存在的不足和長處；但不宜對錯誤的觀點簡單地否定，以免挫傷學生的積極性；討論結果可以是多元化。在總結中，要揭示出案例中包含的理論，強化以前討論的內容，提示后續案例，達到突出教學重點，回歸教學目的。
三、案例教學法的特點
1.突出實踐性。學生對未來的工作和社會角色充滿了向往和好奇，學生在校園內就能在教師的指導下，參與未來工作，深入案例、體驗案例角色，接觸并學習到大量的社會實際問題，實現從理論到實踐的轉化。這有利于激發學生學習的興趣，提高學生學習的主動性、自覺性。學生的參與意識大大增強，教學效果十分理想。
2.較強的綜合性。案例教學的綜合性首先表現在案例較之一般的舉例內涵豐富；其次是案例的分析、解決過程也較為復雜，學生不僅需要具備基本的理論知識，而（下轉第130頁）（上接第128頁）且應具有審時度勢、權衡應變、果斷決策之能力。案例教學的實施，需要學生綜合運用各種知識和靈活的技巧來處理。
3.深刻的啟發性。案例教學，不存在絕對正確的答案，目的在于啟發學生獨立自主地去思考、探索，注重培養學生獨立思考能力，啟發學生在案例的閱讀、思考、分析、討論中，建立起一套適合自己的完整而又嚴密的邏輯思維方法和思考問題的方式，以提高學生分析問題、解決問題的能力，進而提高素質。
4.過程的動態性。在案例教學中，學生必須對案例材料，進行認真分析和思考，講出自己的思考和結論，并與他人展開爭辯。學生是教學的主角，既可以從自己和他人的正確決策和選擇中學習，也可以從出現的錯誤中學習，即從模擬的決策過程中得到訓練，增長才干。通過這樣的師生互動、生生互動，學生學到的知識就不再是書本上的教條，而是活的知識以及思考問題、解決問題的方法和能力。
四、案例教學法應注意的問題
1.案例教學不是舉例。雖然案例教學和舉例教學都要通過一定的事例來說明一定的道理，都是為一定的教學目的服務的。但這兩者是有區別的：第一，在教學中地位不同，案例在案例教學中占中心地位，如運用知識、培養能力等教學任務；而舉例在一般教學活動中則居次要地位。第二，目的不同，案例教學是把學生放在實際的環境中，讓其通過對周圍環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；而舉例是使一個較難理解的理論通俗易懂。第三，二者的進行主體不同，案例教學是組織學生進行自我學習、鍛煉能力的一種手段，學生屬于主要地位；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，具有真實性、完整性、典型性、啟發性；后者不一定有這些特點。
2.案例教學應該和其它教學方法并舉。土木工程施工技術案例教學所采用的只是一個個具體的孤立的實際工程，不能代替系統理論學習。而且案例教學也并不排斥和限制其他教學方法的同時使用。除了案例教學外還有問題式教學、情境式教學、隨機訪問教學、發現式教學、討論式教學、合作教學等等；但每一種教學方法都有它的優缺點和特定的適用條件，沒有一種是完美的、具有普遍適應性的教學方法。教師要根據課程性質、教學內容和學生的特點，常常應多種方法集成并用，創造性地進行教學設計，恰當地運用必要的現代教育技術和信息資源，努力提高教學質量。
3.案例教學中應充分調動學生的積極性。案例教學并不單純是一種教學方法，它實際上是以教學內容的變化為前提條件的。案例教學也并不單純是一種教授法，它實際上也是以學生行為的轉變為前提條件的。要充分調動學生的積極性，只有學生積極主動參與案例教學過程，案例教學的目的才能得以實現。如果學生仍然熱衷于自己先前被動學習的角色，把自己置身于教學過程之外，只是作為一個旁觀者，案例教學也就失去了意義。
五、結束語
案例教學法是一種啟發學生研究實際問題，注重學生智力開發及能力培養的現代開放式教學方法，它有著傳統教學方法所不具備的特點。在《土木工程施工技術》課程的教學中運用案例教學法，有利于學生實踐能力的提高和理論知識的掌握。教師要根據教學大綱、教學內容和學生的特點，選擇適當的教學方法，創造性地進行教學設計，培養符合社會需要的工程技術人才。
參考文獻：
1.湯小凝.淺談土木工程施工技術教學問題及解決對策［J］.山西建筑，2007（7）
【關鍵詞】高職教育；建筑裝飾施工技術教學；培養；創新能力
當今社會，隨著我國科學技術與經濟水平不斷進步發展，在建筑裝飾施工技術上也不斷涌現了一大部分新技術、新思想、新工藝和新方法。為此，要想在這門學科中對高職學生的創新能力進行培養就必須要讓學生能夠經常的去接觸新思想、新技術和新的方法，使學生能夠跟的上時代的腳步。
現在高職教育中，如何去培養學生的創新能力使之能更好的滿足企業的實際需求是長期以來的一個教學難點問題。目前，我國大部分高職院校仍然采用的是傳統的教學方式，即根據書本為知識載體，教師為知識傳輸的工具，而學生卻被動的去接受知識。這樣的教學方式在一定程度上限制了高職院校培養學生的主要目的，不利于高職生創新能力的培養。本文將通過介紹高職院校的建筑裝飾施工技術教學以及在教學中的特點，闡述如何對高職生創新能力的培養。
一、高職建筑裝飾施工技術以及教學特點
在高職中建筑裝飾施工技術具有以下幾個特點：
1、內容綜合性：施工技術包涵了多種學科的基礎理論知識，可以通過其他科目的內容來解決本課程中的問題。
2、章節獨立性：建筑裝飾施工這門課程中各章節之間是相互獨立的，彼此之間沒有緊密的必然聯系。這種特點在施工技術部分體現較為明顯。此章節可以獨立來學習，甚至可以編輯為單獨的教材，進行系統學習。
3、課程實踐性：建筑裝飾施工技術這門課，本身就是對整個施工過程的經驗進行總結而來的。其研究內容全部來源于實踐，研究結果又是為了實踐應運而生的。因此，要在建筑裝飾施工技術教學中對學生創新能力進行培養，必然離不開理論聯系實踐，注重實訓實踐操作。
與此同時，在教學上還存在著以下的問題：
1、教學方式仍老舊。大多數建筑裝飾施工技術的教學依舊是以講授為主，并且采用灌輸式教學。這種方式嚴重的制約影響了學生們創新能力發展。
2、學生班級人數眾多，實習實訓不能夠得到應有的效果。此外，教師自身業務能力不足，培訓機會較少在知識技能的更新上也出現缺陷。
3、學生期末考核形式單一，注重理論考核。學生能力考核方式落后也制約著學生的創新能力發展。
二、在高職建筑裝飾施工技術教學中如何培養學生創新能力
1、準備在這門課程中對學生的創新能力進行培養，首先就要明確課程的指導思想。高職教育的重點中心是什么，了解企業需要什么樣的人才。在教學過程中，注重對實踐能力的培養，根據課程特點，設計與之相關的裝飾施工技術實踐實訓。使整個教學能圍繞實踐來進行，使學生可以在實訓實踐中得到鍛煉。此外，還要構建民主、和諧的教學環境。鼓勵學生大膽質疑，發揮自己的想象思維。這樣才能夠使學生充分發揮自己的主觀能動性，激發學習熱情，促進其全面發展
2、采用案例教學法結合多媒體來培養學生的創新能力。在高職建筑裝飾施工技術教學中，可以讓教師到施工現場錄制一些施工過程短片，并配以解說。通過這種形式教學能夠使學生更形象的了解實際施工過程。教師再根據其所拍攝的短片，設置相應的問題，讓學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，然后讓學生們從中去尋找更合適有效的解決方案。通過這樣的學習鍛煉，不僅能夠活躍課堂氣氛，抓住學生的注意力，還能夠培養學生的創新能力。并且，這種視頻影像教材還可以重復使用，形象易懂。
3、通過實訓實踐教學，在實踐中培養學生的創新能力。目前，高職院校的招生數量比例越來越大，這使得學校聯系實習單位變得非常困難，不能夠組織集中實習。面對這種情況，可以開展以下的方式通過實習來培養學生的創新能力：參加實習的學生，作為技術員如質檢員，管理員，施工員，監理員等的助手，進入施工現場進行實習。在學生實習的過程中，教師要根據學生實習工地的情況向學生提出問題，并要求學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實生活中執行。通過這種形式可以有效的培養學生的創新能力。在學生解決問題時，教師也應該給予一定的指導，引到學生學會如何使用自己的能力找到解決辦法。
4、要對現有學生考核制度上稍作調整，能力評價機制進行改革。對于學生能力的評價大多數主要依靠考試來進行。這種評價方式已經不適應當今社會的發展需要，也不適應高職教育的目的。用分數來衡量學生能力的高低，極大的打擊了學生學習熱情，將學生的創新能力抹殺，磨滅了自主能動性。因此，就必需要拋棄這種陳舊的、具有極大弊端的考核學生能力的方式。在這個問題上，讓教師根據其教學內容結合建筑裝飾施工技術課程的特點，采取靈活多變的衡量方式，例如：寫課題論文、書面答卷、施工工地調查、對于實訓過程的操作等。通過這些方式，對學生的知識水平、能力水平以及綜合素質水平進行全面考察，以此來讓學生能夠主動積極的提高自己的創新能力和創新意識。此外還要改變那種通過學生期末考試的分數高低來衡量教師教學質量的陳舊觀念。構建以綜合素質作為評價指標的評價體系。這種評價體系可以從學生的思想道德水平，專業知識能力，身心健康程度，文化特長以及科技創新能力等方面進行全面的評定，這樣的評定結果能夠更好地衡量教師的教學質量。
最后，在高職建筑裝飾施工技術教學中如何對學生創新能力的培養，所談到的各方面內容，這將是一個長期整改的內容。在實現這一教學目標時，要循序漸進，保持一個積極穩妥的狀態，不可急功近利。那么，在實現這一教學目的的同時需要學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建筑裝飾施工技術教學中，可以培養出一批批具有創新能力的高技能學生，使學生能夠更好、更快的適應社會的實際需求，滿足企業招工的特點。
參考文獻：
[1]湯明.高職院校大學生創新能力培養研究探析[j]
關鍵詞：頂管技術 給排水管道 施工工藝
0 引言
地下給排水管網是城市基礎設施的重要組成部分，為城市處理污水的系統、自來水、等等都屬于地下給排水管網之內，要對上述市政設施進行改建、新建、擴建，需要工程技術人員進行安全的管道安裝。傳統的挖槽埋管地下管線施工技術由于對地面交通影響較大，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以及不允許開挖的地段，這個矛盾就更加突出，這已經成了一個迫切解決的問題。非開挖技術將完全能解決這些難題，提供安全及經濟的施工方法。非開挖技術是指利用少開挖和不開挖技術來進行地下管線的鋪設或更換的工藝。頂管技術就是在這種情況下發展起來的一種非開挖技術，其在國外已廣泛使用，在國內也已逐漸普及。隨著頂管技術在市政工程的廣泛運用，本論文主要討論在頂管作業施工過程中出現了一些具體的技術問題，值得施工技術人員重視，并以此和同行共享。
1 頂管施工的特點
頂管法又稱為非開挖管道敷設技術，它具有不需要開挖面層，就能穿越地面構筑物和地下管線及公路、鐵路、河道的特點，相比開挖敷設技術，投資和工期將大大節省。同時，頂管施工技術可以降低噪音，減少粉塵，減輕對城區的交通條件和環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。頂管施工法由于其上述多方面的優點，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用。概括起來，頂管施工技術具有幾大方面的優點：施工面由線縮成點，占地面積小；地面活動不受施工影響，對交通干擾小；噪音和震動低，城市中施工對居民生活環境干擾小，不影響現有管線及構筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷設管道，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，其主要缺點是施工技術難度較高，需要詳細的工程地質和水文地質勘探資料。
2 頂管技術施工應用分析
2.1 頂進管的選擇 頂進管一般選用鋼筋砼管，如沒有腐蝕要求可選用鋼管。鋼筋砼管的規格設計、配筋和應力驗算應遵守有關鋼筋砼的標準和技術規程，特別是有關鋼筋砼管的標準和技術規程。
2.1.1 頂進管直徑的選擇 頂進管的直徑選擇是首先根據工程性質、工程需要確定內徑，根據頂進管所受荷載確定砼管的配筋及壁厚，進而確定外徑。因為頂管工程工作面上需要配備挖土工人，所以一般管內徑不小于500mm。
2.1.2 頂進管長度的選擇 頂進管的長度對頂管過程的可控性和經濟性有很大的影響。在直線推頂的情況下使用長管可以減少裝管的次數，取得良好的效果，但隨著管長度的增長，如果偏離原定的路線，使之恢復正確路線要比使用短管更加困難。建造頂壓坑時頂壓坑的長度也要增大，挖坑、支護、回填、修復的費用將相應地增加。反之，在直線上推頂很短的管也較困難，因為短管比較容易向周圍土層中擠入，致使整個管列呈蛇形彎曲，這便降低了管路頂進的可控性。
一般情況下，管長度須相對于管徑來衡量，當L/D外≤1.10時，為短管；當L/D外=1.15時，為標準管；當L/D外≥2.10時為長管。
2.2 頂管施工的前期準備
2.2.1 現場平面布置 平面總體布置包括起重設備、自動控制室、料具間、管片堆場、拌漿棚及拌漿材料堆場、注水系統、棄土坑的布置等。始發工作井內安裝發射架、頂管機、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進設備，工作井邊側設置下井扶梯供施工人員上下。
2.2.2 頂管機進、出洞處以及后靠土體加固 為確保頂管機出洞的絕對安全，需對后靠土體及進、出洞區域土體進行高壓旋噴樁加固。為防止頂管機進、出預留洞導致泥水流失，并確保在頂進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法施工，是指利用頂進設備將預制的箱形或圓形構造物逐漸頂入路基，以構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置工作井和接收井，然后在工作井內安裝推力設備將導軌上的頂管機頭推入土體，由機頭導向，將預制的鋼筋混凝土管向前頂進，前端土體通過工作井運出，最后完成管道鋪設。
2.3.1 頂管井的設計 頂管井分工作井與接收井兩種，頂管井的建造結構有很多種類，一般使用鋼筋混凝土結構。工作井的結構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，它們的結構受力性能由高至低依次為圓形一正方形一矩形。結構布置時，可在井內設置內支撐，改善結構受力。在建造過程中，工作井按雙向頂進設計，與接收井間隔布置，間距與設計檢查井間距一致，施工完畢，在工作井和接收井的位置上按設計要求做檢查井。
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，主要技術施工措施如下：a穿墻管內填夯壓密實的紙筋粘土或低強度水泥粘土拌和土，以起到臨時性阻水擋土作用；b為確保穿墻孔外側一定范圍內土體基本穩定并有足夠強度，工作井工具管穿墻前，對穿墻管外側采取注漿固結措施；c穿墻前對可能出現的問題進行分析并制定相應處理措施；d悶板開啟后迅速推進工具管，同時做好穿墻止水，本工程采用止水法蘭加壓板，中間安入20mm厚的天然優質橡膠止水板環，要求具有較高的拉伸率和耐磨性，借助管道頂進帶動安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置，應防止因穿墻管外側的土體暴露時間過長而產生擾動流變。②頂管出洞：頂管出洞是頂管作業中一個很值得注意的問題，頂管出洞，即頂管機和第一節管子從工作井中破出洞口封門進入土中。開始正常頂管前的過程，是頂管技術中的關鍵工序，也是容易發生事故的工序。為防止管線出現偏斜，應采取工具管調零，在工具管下的井壁上加設支撐，若發現下跌立即用主頂油缸進行糾偏，工具管出洞前預先設定一個初始角彌補下跌等措施。③注漿減阻：在頂管施工中還有一個重要的技術措施就是通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙，形成一道泥漿保護套，起到支撐地層，減少地面沉降，減少頂進阻力的作用。在施工中，首先對頂管機頭尾部壓漿，并要與頂進工作同步，然后在中續間和混凝土管道的適當位置進行跟蹤補漿，以補充在頂進中的泥漿損失。注漿工序一般多應用于長距離頂管施工中。④頂管糾偏：糾偏是指機頭偏離設計軸線后，利用設置在后部的糾偏千斤頂組，改變機頭端面的方向，減少偏差，使管道沿設計軸線頂進。頂進糾偏是采用調整4臺糾偏千斤頂組的方法，進行糾偏操作，若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮，反之亦然。如果同時有高程和方向偏差，則應先糾正偏差大的一邊。糾偏應做到在頂進中采用小角度分級逐步進行，勤調微糾。當頂管機頭發生旋轉時，可采取在管內的相反方向增加壓重塊或在中間站提供旋轉糾正力矩等方法糾正。
3 結語
頂管工藝的施工從技術上講是完全可行的，相對于開槽埋管從社會效益與經濟效益上來講更具有優越性。從根本上改變了城市管網亂挖現象；另外一方面從切實做到保護環境入手，加大推廣頂管施工技術力度勢在必行，可以預見未來的管線鋪設技術將以頂管工藝為支撐。
參考文獻：
[1][德]馬·謝爾勒著，漆平生，楊順喜，李周譯.頂管工程[M].北京:中國建筑工業出版社.1983.
關鍵詞：頂管技術 ； 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：TL353+.2文獻標識碼：A 文章編號：
地下給排水管網是城市基礎設施的重要組成部分。城市污水處理系統、自來水系統、雨水系統等等都屬于地下給排水管網之內，要對上述市政設施進行改建、新建、擴建，需要工程技術人員熟悉管道安裝的施工工藝、施工技術。傳統的挖槽埋管地下管線施工技術由于對地面交通影響較大，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以及不允許開挖的地段，這些矛盾就更加突出，成為一個迫切需要解決的問題。非開挖技術將完全能解決這些難題，提供安全及經濟的施工方法。非開挖技術是指利用少開挖或不開挖技術來進行地下管線的鋪設或更換的工藝。頂管技術就是在這種情況下發展起來的一種非開挖技術，其在國外已廣泛使用，在國內也已逐漸普及。隨著頂管技術在市政工程的廣泛運用，本論文主要討論在頂管作業施工過程中出現了一些具體的技術問題，值得施工技術人員重視，并以此和同行共享。
1 頂管施工的特點
頂管法又稱為非開挖管道敷設技術，它具有不需要開挖面層，就能穿越地面構筑物和地下管線及公路、鐵路、河道的特點，相比開挖敷設技術，投資和工期將大大節省。同時，頂管施工技術可以降低噪音，減少粉塵，減輕對城區的交通條件和環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。頂管施工法由于其上述多方面的優點，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用。概括起來，頂管施工技術具有幾大方面的優點：施工面由線縮成點，占地面積小；地面活動不受施工影響，對交通干擾小；噪音和震動低，城市中施工對居民生活環境干擾小，不影響現有管線及構筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷設管道，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，其主要缺點是施工技術難度較高，需要詳細的工程地質和水文地質勘探資料。
2 頂管技術施工應用分析
2.1 頂進管的選擇。頂進管一般選用鋼筋砼管，如沒有腐蝕要求可選用鋼管。鋼筋砼管的規格設計、配筋和應力驗算應遵守有關鋼筋砼的標準和技術規程，特別是有關鋼筋砼管的標準和技術規程。
2.1.1 頂進管直徑的選擇。頂進管的直徑選擇是首先根據工程性質、工程需要確定內徑，根據頂進管所受荷載確定砼管的配筋及壁厚，進而確定外徑。因為頂管工程工作面上需要配備挖土工人，所以一般管內徑不小于500mm。
2.1.2 頂進管長度的選擇。頂進管的長度對頂管過程的可控性和經濟性有很大的影響。在直線推頂的情況下使用長管可以減少裝管的次數，取得良好的效果，但隨著管長度的增長，如果偏離原定的路線，使之恢復正確路線要比使用短管更加困難。建造頂壓坑時頂壓坑的長度也要增大，挖坑、支護、回填、修復的費用將相應地增加。反之，在直線上推頂很短的管也較困難，因為短管比較容易向周圍土層中擠入，致使整個管列呈蛇形彎曲，這便降低了管路頂進的可控性。
一般情況下，管長度須相對于管徑來衡量，當L/D外≤1.10時，為短管；當L/D外=1.15時，為標準管；當L/D外≥2.10時為長管。
2.2 頂管施工的前期準備
2.2.1 現場平面布置。平面總體布置包括起重設備、自動控制室、料具間、管片堆場、拌漿棚及拌漿材料堆場、注水系統、棄土坑的布置等。始發工作井內安裝發射架、頂管機、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進設備，工作井邊側設置下井扶梯供施工人員上下。
2.2.2 頂管機進、出洞處以及后靠土體加固。為確保頂管機出洞的絕對安全，需對后靠土體及進、出洞區域土體進行高壓旋噴樁加固。為防止頂管機進、出預留洞導致泥水流失，并確保在頂進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法施工，是指利用頂進設備將預制的箱形或圓形構造物逐漸頂入路基，以構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置工作井和接收井，然后在工作井內安裝推力設備將導軌上的頂管機頭推入土體，由機頭導向，將預制的鋼筋混凝土管向前頂進，前端土體通過工作井運出，最后完成管道鋪設。
2.3.1 頂管井的設計。頂管井分工作井與接收井兩種，頂管井的建造結構有很多種類，一般使用鋼筋混凝土結構。工作井的結構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，它們的結構受力性能由高至低依次為圓形一正方形一矩形。結構布置時，可在井內設置內支撐，改善結構受力。在建造過程中，工作井按雙向頂進設計，與接收井間隔布置，間距與設計檢查井間距一致，施工完畢，在工作井和接收井的位置上按設計要求做檢查井。
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，主要技術施工措施如下：a穿墻管內填夯壓密實的紙筋粘土或低強度水泥粘土拌和土，以起到臨時性阻水擋土作用；b為確保穿墻孔外側一定范圍內土體基本穩定并有足夠強度，工作井工具管穿墻前，對穿墻管外側采取注漿固結措施；c穿墻前對可能出現的問題進行分析并制定相應處理措施；d悶板開啟后迅速推進工具管，同時做好穿墻止水，在一工程中我們采用止水法蘭加壓板，中間安入20mm厚的天然優質橡膠止水板環，要求具有較高的拉伸率和耐磨性，借助管道頂進帶動安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置，應防止因穿墻管外側的土體暴露時間過長而產生擾動流變。②頂管出洞：頂管出洞是頂管作業中一個很值得注意的問題，頂管出洞，即頂管機和第一節管子從工作井中破出洞口封門進入土中。開始正常頂管前的過程，是頂管技術中的關鍵工序，也是容易發生事故的工序。為防止管線出現偏斜，應采取工具管調零，在工具管下的井壁上加設支撐，若發現下跌立即用主頂油缸進行糾偏，工具管出洞前預先設定一個初始角彌補下跌等措施。③注漿減阻：在頂管施工中還有一個重要的技術措施就是通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙，形成一道泥漿保護套，起到支撐地層，減少地面沉降，減少頂進阻力的作用。在施工中，首先對頂管機頭尾部壓漿，并要與頂進工作同步，然后在中續間和混凝土管道的適當位置進行跟蹤補漿，以補充在頂進中的泥漿損失。注漿工序一般多應用于長距離頂管施工中。④頂管糾偏：糾偏是指機頭偏離設計軸線后，利用設置在后部的糾偏千斤頂組，改變機頭端面的方向，減少偏差，使管道沿設計軸線頂進。頂進糾偏是采用調整4臺糾偏千斤頂組的方法，進行糾偏操作，若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮，反之亦然。如果同時有高程和方向偏差，則應先糾正偏差大的一邊。糾偏應做到在頂進中采用小角度分級逐步進行，勤調微糾。當頂管機頭發生旋轉時，可采取在管內的相反方向增加壓重塊或在中間站提供旋轉糾正力矩等方法糾正。
【關鍵詞】既有建筑，地基基礎，加固施工
中圖分類號：TU4 文獻標識碼：A 文章編號：
一、前言
改革開放以來，我國的建筑行業取得了輝煌的發展成果，建筑施工體系不斷完善，工程質量管理系統不斷成熟，施工工藝不斷得到更新，在此過程中，由于混凝土建筑結構獨具的特點，混凝土建筑結構在建筑行業得到全面的推廣運用。因此，加強對既有建筑尤其是鋼筋混凝土結構中地基基礎加固技術的研究和探討，不僅僅是促進整個建筑行業進步的需要，也是促進施工工藝革新的客觀需求，更是新時期下，堅持以人為本，建設社會主義和諧社會的重要舉措，因此，加強對既有建筑地基基礎的加固技術研究，有著十分客觀的經濟意義和社會意義。
二、對既有建筑地基基礎進行加固的意義分析
1.這是保證建筑整體結構穩定性的基礎措施，萬丈高樓平地起，既有地基將會直接關系到整個建筑的安全性和穩定性，對整個建筑的穩定性有著十分重要的影響。但是，在既有地基基礎施工過程中，尚存在著一些不成熟的地方，建筑工程的后期護理也難以做到規范化和標準化，因此，使得建筑結構的安全性和穩定性得不到保證，必須實施加固，保證建筑安全，提高建筑質量。
2.這是完善既有建筑地基基礎加固理論的客觀要求，既有建筑地基的加固技術具有復雜性，涉及到各種法律規范，施工標準，施工的材料設備等各個方面，雖然這種技術已經在世界范圍內廣泛運用，但是這種技術依然不夠完善，理論不夠成熟，基本上依然處在探索階段。因此，加強加固技術的探討研究，有助于完善加固技術理論系統，有著重要的意義。
3.這是保證建筑質量的重要舉措，現有建筑物及構筑物常常因設計或施工的缺陷以及長期使用過程中的老化、破壞,甚至自然災害造成建筑既有地基基礎結構承載力不足、開裂以及抗震性能不良等，影響建筑物及構筑物的安全和使用功能，從而不得不考慮結構的修復加固問題。另外，結構設計規范也幾經變動，原有建筑物及構筑物大部分己不滿足現行規范的設計要求，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。伴隨著建筑行業的快速發展，越來越多的建筑工程開始施工，房屋建筑的更新換代的周期也逐漸縮短，房屋建筑的穩定性和安全性將會直接關系到使用者的切身利益，對既有地基基礎進行加固，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，維護了他們的合法權益，體現出以人為本的思想戰略。
三、既有建筑地基基礎加固施工技術探討
1既有建筑地基和基礎加固前期準備
（一） 既有建筑地基和基礎加固前，應先對地基和基礎進行鑒定，方可進行加固設計和施工既有建筑地基和基礎的鑒定、加固設計和施工，應由具有相應資質的單位和有經驗的專業技術人員承擔。
（二）對于相關建筑的處置
對地基基礎加固的建筑，應在施工期間進行沉降觀測，對重要的或對沉降有嚴格限制的建筑，尚應在加固后繼續進行沉降觀測，直至沉降穩定為止。對鄰近建筑和地下管線應同時進行監測。
（三）既有建筑地基和基礎加固的施工人員應掌握所承擔工程的地基基礎加固目的、加固原理、技術要求和質量標準等施工中應有專人負責質量控制，并進行嚴密的監測，當出現異常情況時應及時，會同設計人員及有關部門分析原因，妥善解決。
2. 復合注漿法
(一)注漿鉆孔施工。對樁基的樁身缺陷或樁底持力層缺陷進行加固時，先采用地質鉆機在樁中進行鉆孔抽芯或在樁側進行鉆孔，對樁身缺陷加固時需在樁中鉆孔抽芯至缺陷位置以下1m左右，對樁底持力層缺陷加固時需根據設計樁底持力層要求從樁中或樁側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埋設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行沖洗擴孔。
(四)采用高壓旋噴注漿方式進行注漿。按要求進行清水噴射洗孔和擴孔后，再采用高壓旋噴注漿方式進行旋噴注漿。將注漿管分段下入孔底后，從下而上進行旋噴注漿，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行注漿。高壓旋噴注漿結束后，利用孔口注漿裝置封住孔口進行靜壓注漿。靜壓注漿開始時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，直至設計注漿量和注漿壓力為止。一般靜壓注漿在漿液終凝前需進行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。靜壓注漿結束后，若注漿孔口冒漿，需對孔口進行封閉處理，防止漿液流出；若注漿結束后孔內漿液有流失，需補灌漿液到注漿孔內漿液飽滿為止。
3.樹根樁法
樹根樁是一種小直徑鉆孔灌注樁。通常采用鋼管導向沖擊成孔，亦可直接采用回轉成孔，成孔直徑100~250mm，根據成孔直徑的大小，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，最后成樁。由于樹根樁可以任意角度傾斜，形態似樹根故而得名。它的突出優點是能夠最大限度地保持結構物與地基之間原有的平衡狀態，保證在加固地基的同時，又不破壞地基土對結構物的支撐作用。
(一) 樁徑宜為150～300mm，樁長不宜超過30m，樁的布置可采用直樁型或網狀斜樁型。
(二) 樹根樁的單樁豎向承載力可通過單樁載荷試驗確定，也可按《建筑地基基礎設計規范》有關規定估算，尚應考慮既有建筑的地基變形條件的限制和樁身材料的要求；對軟弱地基，主要承受豎向荷載時鋼筋長度不應小于1/2樁長，主要承受水平荷載時應全長配筋。
(三) 樹根樁設計時，尚應對既有建筑的基礎進行有關承載力的驗算。當不滿足上述要求時，應先對原基礎進行加固或增設新的承臺。
四、關于既有建筑地基基礎加固設計施工的建議
1.要做到科學設計，從既有建筑的現實狀況和整個建筑地基基礎使用的實際出發，實地勘察，精密測量，采集第一手相關的地質地貌，施工高度，施工難度等一系列的客觀數據，保證數據的真是完整性，采取科學合理的設計方法，選擇合理的加固方法，制定嚴格的施工規范，做好各種加固施工前的準備，比如對器械工具，人員的準備。
2.要采取先進的技術設備，對加固施工的各種機械設備做出科學選擇，保證機械設備穩定安全，同時，要加強對加固材料的選擇，采購質量管理，選擇符合我國國家質量標準的材料，杜絕假冒偽劣產品，從材料商保證加固的質量。同時，嚴格執行材料使用制度，規范科學合理施工使用，避免浪費，做到物盡其用。
3.要對整個加固工程設計施工都進行全程監控，實施全面的質量管理監督。加強對管理人員的管理技能的提高，培養其負責的工作態度，安裝先進的監控設備，加強對施工人員的施工規范性指導和管理，從施工細節到全局的施工進度，加固后的護理修繕，都做出細致全面的監控，保證質量的高標準。同時，要做好加固后期的定期實施路橋維護，管理。全程管理控制，保證加固的質量，提高整個交通網絡中的路橋使用壽命和安全性能。
五、結束語
既有建筑地基是保證整個建筑穩固性和安全性的基礎性工作，做好既有建筑地基的加固工作，將會對整個建筑的穩固性和安全性有著深遠的影響。對既有建筑地基的加固施工既關系到整個國民經濟的發展，又關系到居民生活方式的改變和生活質量的提高，因此，通過加固技術的研究，在建設施工過程中，充分考慮到各種項目工程的實際情況，根據不同的建筑結構構件特點，科學制定施工方案，合理選擇加固方法，嚴格遵守各種施工標準和施工規范，采用先進科技和先進施工工藝，促進加固施工的規范化和標準化，提高整個既有建筑地基的加固效果，增強其穩定性和安全性。從而為確保建筑使用者的切身利益。
參考文獻：
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[2]卜良桃，蔣愛民，某住宅樓地基基礎綜合加固[會議論文] 2002 - 第六屆全國建筑物鑒定與加固改造學術會議
[3]張琦琦，高壓旋噴注漿法加固已有建筑物地基[會議論文] 2009 - 中國建筑學會全國復合地基學術會議
[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[會議論文] 2010 - 中國建筑學會地基基礎分會2010學術年會
關鍵詞：道路工程；畢業設計；過程控制；教學改革
作者簡介：蔣建國（1973-），男，湖南洞口人，中南大學土木工程學院道路工程系，副教授；劉小明（1974-），男，江西瑞金人，中南大學土木工程學院道路工程系，副教授。（湖南 長沙 410075）
中圖分類號：G642.477?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）31-0113-02
畢業設計是本科生完成四年教學計劃的最后一個環節，這一過程是對學生在校四年學習內容、創新能力的綜合檢驗，也是學生在畢業之前的一次實戰演練。[1]隨著國家對基礎建設的大力投入，目前土木類專業人才需求十分旺盛，大部分學生都在剛進入大四就與單位簽訂了就業協議。筆者在中南大學道路工程專業上課時做得不完全調查顯示，每年11月份以前簽訂就業協議的學生占畢業生總人數的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議，部分未簽訂的，往往是因為對工作單位要求太高。施工單位對道路工程本科畢業生的要求也更趨于全面，不僅需要扎實的專業理論知識，而且要求他們具有更好的動手能力、創新能力、適應能力以及與人合作的能力。[2]通過與已參加工作的畢業生聯系得知，一般單位要求畢業生不僅要具備相應的工作技能，還要具有“實戰經驗”，“上崗即頂崗”。不再是以前那種畢業生到工作崗位后，接受上崗培訓或實習一年左右的模式，往往是經過一個月培訓后即參與現場實際工作，部分學生因表現優異，一般一年左右即可具體負責一些實際現場工作，有的甚至只需要半年時間。這就要求道路工程專業畢業設計應該探索培養技術應用型人才。
一、目前道路工程專業畢業設計模式
通過近幾年畢業設計教學環節的實踐，道路工程畢業設計作為大土木工程專業方向，其基本流程基本相似：一般第一個月教師布置畢業設計題目，進行畢業設計、英語論文翻譯；畢業設計報告完成后，進行畢業課題設計。中南大學論文設計從始至終要求較為嚴格，從論文題目的布置及過程控制，都有相關要求。論文要求每人一題，同時設計全過程都在學校聘任的督導組的全程監督之下。
道路工程專業在學生入學后一般要求學生馬上進入狀態，采取的措施是按照學校要求，首先進行畢業設計動員和畢業設計的過程說明，布置近期任務與遠期目標，準備工作完成以后，就去現場進行畢業實習。畢業實習一般是選擇在建的道路工程，以高速公路居多。通過邀請施工單位專家講解、現場踏勘、教師講解等環節，讓學生了解道路工程中的每一個分部工程，包括路基、橋梁、隧道、涵洞、路面等，讓學生對道路工程有一個全面的立體的認識。實習回來寫完實習報告后就進入畢業設計階段，首先是由指導教師給每個學生一份地形圖，確定道路的始終點和道路等級，然后要求學生熟悉道路工程相關規范，再進行道路工程的各項設計。
這一過程應該說是一個比較成熟的模式，從現場到設計的各環節，學生都熟悉了一遍。但通過對近幾年的畢業設計的指導和對道路工程專業的認識，筆者認為道路工程專業畢業設計教學環節中還存在一些問題。
1.實習環節過于簡單
從目前發展形勢可以看出，大部分土木工程本科畢業生簽約單位是現場施工單位，但建設單位工序繁多，從工地組織結構，施工組織到施工工序都需要時日去了解，目前雖然畢業實習安排的是一個月的時間，但由于經費原因、時間安排等因素，實際在現場實習的時間不會超過二十天，有的甚至更短。筆者所在學校道路工程專業畢業實習雖然比較認真，但也只有二十天左右時間，時間的緊張導致實習環節形勢的簡單。道路工程專業畢業實習一般是先邀請施工單位總工或技術員做一次技術講座，內容包括實習工地的概況、施工單位組織結構、目前施工技術發展等；然后進行分部工程的實習，由于施工單位工期較緊，一般很難有相關技術人員陪同參加講解，主要由帶隊畢業設計指導教師進行講解。大部分的帶隊畢業設計指導教師現場施工經驗豐富，但由于選取工點的局限性，以及施工環節問題，導致現場畢業實習只是換了一種形式的講解教育，從課堂轉換到現場，學生看到的大部分只是一個靜態的施工場地。學生的現場感受應該說是足夠了，而且也能夠提出一些專業性的問題，但其實對于施工環節還只是停留在以前的課堂教育上。
2.畢業設計課題與實際工程存在距離
目前土木工程專業畢業設計內容主要采用與生產相結合的形式，課題大多是由指導教師根據畢業設計的時間安排、訓練要求而從實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際工程之間存在差距。而且大部分學校在畢業設計時強調創新性，因而一部分畢業設計指導教師為突出創新性，選定的畢業設計題目可以與碩士畢業論文題目媲美。應該說，實際工程應用與設計創新不存在沖突，但是在畢業設計時既要兼顧過程性又要重視創新性，這對指導教師提出了較高的要求。在畢業設計課題的確定過程中，首先必須明確，畢業生應該要熟悉本專業的基本流程，然后在此基礎上進行某一方面的創新性設計。然而由于時間有限，如何把握兩者之間的平衡，是一個值得研究的課題。
土木工程是建筑學科中非常具有基礎性的和代表性的學科，其涉及到的方面是非常廣的，其中包含土木施工的技術和土木工程施工等基礎性的問題及學科。通過土木工程施工課程的學習和研究，學生不僅僅掌握的是關于土木建設的基礎知識，更加訓練的是工程師的基本能力和職業技能的培養。但是，為了能夠達到更好的教學效果，其實還是需要有很多的問題去改革和總結土木教育的問題。教學工作者需要及時對這些問題進行歸納，總結經驗，提高自身的專業教學水平。本文主要針對土木工程施工教學中的一些問題歸納及經驗進行闡述。并且對土木施工技術的教學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的課程帶來一定的幫助。
土木工程實施技術教學的現狀
土木建設施工中的實施教程是每個學習者都要參與的，這是一項基礎而又重要的課程，每個人都要參與其中。對于土木工程的學習者來說，這既是一門基礎性的學科，但是有起著至關重要的學習內容，另一方面，該項課程的難點就是在于要將所學的基礎和課本知識相互結合，并應用實踐當中，，只有面對每一個實際性的問題有所解決，才能使得這門課程的學習更加深入，我國現階段對于土木工程施工課程的教育其實已經在理論上有所深入，但是很多時候，對于施工技術還有施工安全，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，我們還是需要對現階段的土木施工技術的教學情況進行一定的完善或者是補充。
土木工程實施技術教學中存在的問題
隨著技術的不斷發展，原有的教材其實已經不能很好的與現有技術結合，很多的技術都是沒有完全認真的覆蓋的有很多已經不需要的內容還是留存在教材當中，不僅僅是加重學生和老師的負擔，又學習了一些已經淘汰了的知識。盡管在教材的改革和教師的交流中已經對某些新的技術與新的內容有所更替，但是，對于不斷發展和進步的土木建設施工設計來說，這樣的更新是遠遠不夠的，學生學習的內容不能適應真正的要求，這是一個非常嚴重的問題。所以為了能夠適應現階段的社會發展，那就一定要改革現有的學科知識要求和學科教學的體系，這樣才能夠使得在日常的學習打下良好的實踐基礎，而不是為了去迎合教師的教學內容或者是僅僅為了得到一些學位證明。一個土木建筑者一定要具備應有的素質和知識儲備。另外一點，現階段課程的時間設計和教師的內容設計都是有一些不合理的問題的，教師不能在設定的時間內完成規定的教學內容，或者是因為教學的內容比較繁雜，導致學生在接受到內容后不能完全接納吸收，這樣就使得課程的學習受到一定的阻礙。教學目標是很難的實現的，很容易對這門課程產生一定厭惡心理，這是會出現一定教學問題的。對于土木工程的教學是要貫穿很多東西，而且許多學科都是在其中交錯的，所以實習和實踐內容都要包含在一起的。最重要的一個問題就是，對于教學過程中，是否真的能夠將教學所學到的東西和在實踐中需要的東西相互結合的。如果實踐是沒有效果的，并且忽略學習的綜合性和有效性，那么將會給以后知識的運用帶來很大的麻煩，所以需要教師在進行課程設計和日常教學時都對這些方面有所重視，在學習中就要給學生一定的啟發和提示，這樣，才能讓學生在日后的工作中有所幫助。
土木工程實施技術教學中問題的解決建議
優化現有的教學內容和教學實踐及教學規劃，將新的設計和新的內容根據專業的需要迅速融入到當下的教學任務來進行，另外重要的就是要根據土木工程下屬的其他學科進行合理的配制和規劃，改善現在術業無專攻的狀況，讓各位學生能更好的將所學知識應用到實踐當中去。盡管學科的知識不需要的每一個方面都會覆蓋的，要精選的關于不同學科有關土木專業中比較精華的部分，其中應該涵蓋到知識的各個方面，包括土木工程細節性的學科。也要討論到施工中具體出現的各種問題。另外，隨著互聯網和其他一些教學形式的出現，其實，很多時候土工施工教學的課堂也可以變得生動有趣，憑借著一些新式的教學和授課手段，都可以改善現在課堂只有老師一人講，學生參與互差的狀況，這樣將會使學生對于這門基礎課程的學習更加有興趣和愛好。并且很多新的設備可以準確模擬出施工的現場狀況，這樣就可以有更加直觀的教學環境和教學影響。通過融合課程內容的設置和時間的要求。教師可以根據自己的授課內容和習慣將這些現代化的內容直接融入進去，用現代化的手段將課程內容順利的融入課堂，通過圖文以及教師授課同時進行的方式，不但可以加快學生的理解，這樣的教學環境可以讓學生的理解能力達到最好的一個效果。同時可以將學術論文或者其他渠道刊載的最新的內容覆蓋到平時的授課中去，這樣學生了解到的就是最新的知識和內容。教師要根據學生的反饋和課堂狀況，實時的改善自己的教學進度和教學目標，讓學生更好的適應課堂和接受授課內容。但是現在使用先進的教學設備還會存在一些問題，就是沒有比較成功或者已經形成體系的教學材料或者教學的應用工具，所以還需要一線的學生和老師共同努力，去交流，并且要攝取更多真實的施工場景，將這些最貼近學生和實際操作的經驗與教學的新手段緊密的結合起來，這樣不僅僅規避了以前照本宣科的劣勢，還讓學生和老師有了一個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工作當中。學生通過觀摩活動，能夠將學科知識與實際操作相互結合，并且提出自己的理念和觀點，并且能夠最直接的在現場接受經驗教訓，為今后的實際工作提供一個良好的開端和積累。為培養合格的土木工程專業人才及學生畢業后從事工程實踐活動打下良好的基礎。土木工程施工技術施工方案設計， 通過對具體的施工目標設計施工技術方案使學生熟悉和掌握施工過程中施工方案的編制原則、 依據、 方法和步驟； 要加深學生對于土木施工這一課程的合理科學有效性的理解，并且更為深入的去掌握這門學科在日常實踐中所能帶來的重要益處和重要的作用。在很多教學中，有些有經驗的老師會將自己的學生帶到真正的施工現場，這樣就能讓學生更加了解實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，學生和老師在出入工地時，不論是安全還是傳授知識的有效性都是受到影響的，學生需要和老師進行長時間的具體性的溝通，這樣得到的反饋才能讓老師更為容易知道學生的具體情況并且將講授的內容給布置下去。這樣才能讓實踐活動起到其應有的效果。
關鍵詞： 隧道開挖；支護結構；有限元分析；
中圖分類號：U455文獻標識碼： 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，上海的地鐵建設速度非常快，此外黃浦江將上海劃分為浦東和浦西兩塊，為了方便兩片地區的交通運輸，江底隧道也逐漸增多，隧道施工的要求與復雜性也在不斷提升。
城市地下隧道施工，和一系列城市中的建筑工程一樣，大部分會出現一些施工問題。例如噪聲，環境污染，由于降水而出現地下水位下降和地表下沉，隧道冒頂等等一系列問題。而隧道施工最常發生的事故是塌方，每次塌方，輕則造成財產缺失，重則導致數人甚至數十人死亡，并伴隨巨大財產損失，尤其是復雜地質條件下的隧道施工，是隧道施工的重大危險源。例如2010年08月02日，深圳地鐵寶安中心站，工地風井基坑土方開挖至12米深時，支撐脫落，維護結構發生變形，導致坑外土體涌入基坑，發生塌方事故。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濟損失，延長了工期也為周圍的居民帶來了不便。這些問題全部是關系到城市人群居住的環境以及安全問題。
在城市建設中如果想要避免這些問題可能帶來的災害，可以結合其它相關案例的報告，通過施工前模擬，分析施工方案中的應力，應變，用所得到模擬數據，來指導施工方案的設計與進行，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注，隨著中國交通建設不斷加強，在不同的地質條件中開挖隧道也積累了一定的經驗與成果，本文將總結一些國內外基于不同方法對隧道施工所進行的研究，特別是在隧道施工中利用彈塑性原理所進行的相關研究，在此基礎上著重探討了分布施工，及基于有限元理論分析支護結構的研究現狀，展望未來隧道施工中支護結構的彈塑性分析所值得研究的方向。
二、 國內外研究現狀
2.1 隧道施工研究現狀
世界上最早的人工交通隧道一直存有爭議，不過大多數都偏向于是中國的漢中石門[1]，由此可見，中國的隧道建設起源已久。我國對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，在2002年的國際隧道研討會暨公路建設技術交流大會上，中國工程院院士王夢恕認為中國是世界上隧道和地下工程最多、最復雜、今后發展最快的國家[2]。近十年的發展與研究證明了這一觀點，隨著中國的城市化建設不斷深入，隧道的發展越來越快，與其相關的研究也在不斷的擴大和深入，研究方法也在不斷的更新與提高，例如王紅峽等人[3]研究了不良地質條件下隧洞施工技術。申玉生等人對大跨度鐵路隧道(洞口段跨度20m左右)施工過程的塑性區發展規律進行了深入的有限元數值分析。分析在隧道不同施工工序中塑性區的分布形態，通過大跨度隧道塑性區的分析，指出在施工過程中的圍巖應力危險區域，指明圍巖支護及監控量測的重點和難點，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，當然由于許多發達國家的城市化水平非常的高，作為城市建設中交通建設的重要一環，其在隧道施工方面的研究也處于很高的水平。Molinero[5]等人利用數值模擬，研究了隧道施工中水文地質條件對隧道推進的影響，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因素，研究了在飽和軟土中隧道的推進問題。而Wu, Jian-Hong[7]等人實驗所得的不對稱垂直壓力和地表沉陷，表明不連續變形分析方法可以應用于模擬復雜的不連續巖體隧道應力和地表沉陷。
此外，一些學者對隧道穩定性問題[8]，隧道襯砌結構[9-10]，隧道支護體[11]，隧道開挖的地質災害[12]，隧道開挖時損失土體產生負載對沉降，土體應力分布的影響[13]等與隧道安全性緊密相連的問題都做了一定的探索。根據大量工程實踐和工程試驗，發生在支護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過程中完成前的破壞防治措施是首要任務,而對已完成了支護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 分布施工的研究現狀
隧道工程的施工環境是在巖土體內部，所以施工過程中不可避免地會對周圍的巖土體產生一定擾動，引起隧道周邊巖土體發生移動和變形。國內外很多研究表明，在隧道施工中，如果注意開挖方式的選擇，都會一定程度上降低成本，加快施工進度，隨著我國隧道建設的不斷開展，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，例如針對某工程典型的軟土地基深基坑土方開挖的施工難點,提出了解決該問題的“分步、分區、分層”措施方法[21]，同時也對施工技術進行了一些探討[22]，而李玉岐等人研究了基坑分步開挖誘發的滲流對作用在地下墻上的水壓力、土壓力及側壓力的影響.研究表明,隨著基坑每步開挖后坑內外水頭的減小，使得主動區作用在地下墻上的側壓力越來越大，而被動區作用在地下墻上的側壓力越來越小，因而對地下墻的穩定是不利的；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，實行“分層、分塊、平衡、對稱、限時”的土方開挖方法，嚴禁超挖，充分利用基坑開挖具有時空效應的規律，嚴格控制基坑變形，確保基坑工程的安全[24]。
2.3 基于有限元理論分析支護結構的研究現狀
有限元分析的基本概念是用較簡單的問題代替復雜問題后再求解，將函數定義在簡單幾何形狀的單元域上，將復雜邊界條件分割成單邊界，這是有限元法優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，在一個新開發的圓形隧道設備中用有限元分析彈塑性的本構模型，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相對于表土的位移[26]。隨著計算機技術的發展，有限元方法漸漸越來越多的被用于各種結構，工程施工的實驗模擬，例如韋立德[27-29]等人利用有限元方法對三維錨桿進行了一定的研究，得出了較為精確的錨桿變形應力規律。
與此同時支護結構的基坑監測監控技術在許多工程得到了應用[30-35]，通過有限元模擬的方法，對要進行開挖的隧道基坑進行模擬[36-41]，預測土體的變形，預報出危險點，以便在施工過程中采取相應的措施，Nagel, Felix 等人基于有限元方法用數值模擬模型，分析盾構開挖隧道過程，實驗證明，由不同隧道推進過程中的參數可以預測隧道的地面變形和應力，地下水條件等[42]。在復雜地質條件中開挖隧道，即使是有良好的地質調查，但因為當地的巖體結構，其不確定性還是存在的，對于這樣的工程，一個可靠的預測，對選擇適當的開挖方式和支護方法顯得非常重要[43]。用有限元的方法，模擬施工，其優點是在施工前就可以模擬各種開挖、支護方式的可行性及其優劣，因而可以節省大量的成本。但是在實際應用中，一定要建立合適的模型，劃分適當的網格，輸入正確的參數。只有這樣，計算模擬得出的結果才具有可靠性[44-46]。
近年來，Mohr-Coulomb模型不斷被完善改進[47]，大量的試驗和工程實踐已證實，Mohr-Coulomb 強度理論能較好地描述巖土材料的強度特性和破壞行為，在巖土工程領域得到了廣泛的應用[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提供的二次開發功能，可以實現統一強度理論本構模型的嵌入，以及采用該模型進行隧道開挖三維數值分析。結果表明:在ABAQUS中增加統一強度理論本構模型[49-51]，豐富了材料單元庫，提高了計算精度和效率，而且，通過算例驗證和隧道開挖模擬，說明在巖土工程中，考慮材料的主應力效應，可以充分利用材料強度，指導工程實踐，節省造價[52]。
Pedro Alves Costa等人還利用p-q-θ臨界狀態模型用有限元法對軟土地基開挖過程中，對支撐前后的應力進行了分析，對比模擬結果與實驗結果一致[53]。而利用有限元軟件ABAQUS建立模型，結合Mohr-Coulomb強度理論模擬在軟土地基的隧道施工中，基坑的分步開挖，監測所布置支撐的應力，位移變化，為施工提供理論依據，為類似的工程提供參考，在現階段這一方法有待進一步的探討與研究。
三、 總結
基于上述研究現狀，可以發現隧道開挖的研究一直是圍繞著施工方法，巖土與結構的相互作用展開的，根據施工場地的水文地質條件確定施工方法，然后由施工過程中土體與結構的相互影響關系來確定所要采取的支護結構。眾多的研究表明，選取合理的施工方法，通過對施工過程的模擬，監測施工過程中土體應力的變化，監測支護結構的位移應力，進行有效的支護結構布置，不僅可以保證安全性，而且可以大大的提高施工速度，節省成本，提高經濟效應。
施工方法的選取，與隧道開挖所處的場地的地質條件密不可分，可以說，什么樣的場地都有其最適合的施工方法。軟土地基是上海特殊的地質條件，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、抗剪強度低的細粒土。它具有天然含水量高、天 然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、 靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質相差較大等特點。因此在軟土地基中開挖隧道相比較其他一般性的地質條件來講，增加了不小的難度。
隨著有限元方法的不斷推廣，人們將這種方法應用到隧道施工的模擬中，結合不同的強度理論，可以近似的得到一些相關的參數，為隧道施工提供了參考依據，而隨著計算機的發展，有限元模擬軟件的開發，強度理論的進一步完善，使得這一方法應用起來更加的方便，如今有限元分析方法已經成為了隧道工程模擬的利器。
四、 展望
雖然國內外在對于軟土地基中的隧道施工進行了一些研究，但是隧道基坑分步開挖過程中支護結構由于施工階段土體應力變化而產生的位移應力的問題，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，開挖新的基坑對已經開挖結束支撐結構布置完成的基坑支護結構的影響還沒有相關的研究成果。
綜上所訴，不良地質條件下隧道工程的建設還有進一步提高的空間。利用有限元軟件，模擬隧道施工，監測土體、支護結構的位移變化，研究新開挖基坑對于臨近開挖完畢基坑的影響，用得到的相關數據和參數與實際結果進行比較，可以為支護結構的布置提出依據，使支護結構的布置更加安全，更加合理經濟。
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