时间：2023-03-25 10:43:38
导语：在施工技术探讨论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：非开挖技术；导向钻铺管；电力管道；免开挖施工
随着城市经济的快速发展和城市化进程的加快，电力工程建设项目日益增多。采用电力电缆输送电能，占地面积小，不占地面空间，不受路面建筑物的影响，也不需要在路面架设杆塔和导线，易于向城市供电而且使市容整齐美观。因此，现在缆化的工程也越来越多。常规电缆工程的施工都是开槽铺设电力管道，施工时需要占用路面，妨碍交通；开挖回填时容易损坏原有管线；渣土外运引起漏洒扬尘；回填坑槽及恢复路面容易造成不均匀沉降，路面下陷或突起，给车辆和行人带来不便。而且由于用电申请时间的不一致，常常是今天挖开，明天填上，后天又“破肚开膛”，产生了令市民深恶痛绝的马路“拉链现象”。因此，常规的施工技术越来越不适应城市发展的需要。
近几年来，厦门市加大了城市规划、建设和管理的力度，《厦门城市道路管理办法》也规定，新建道路交付使用未满5年不准“开膛破肚”。2007年1月还专门出台了《厦门市人民政府办公厅关于加强岛内城市道路挖掘施工管理工作的通知》，新的管理办法严格了审批权限，规定挖掘时间在5天以内、开挖长度在100米以下的项目由市政园林局归口审批；超过这些期限的由市政园林局和市城管办联合会审，影响重大的开挖项目还要报市政府审批。此外，厦门市还首次建立了道路挖掘计划预申报制度，规定每年12月份报送下年度、每年5月份报送下半年较大的道路管线建设项目计划；除紧急情况外，没有预申报的开挖项目不予审批。道路挖掘施工现场必须规范设立公示牌，并经道路分级管辖的市政管理部门验收合格后方可开工。这些规定也增加了常规电缆工程的施工难度。申请时不容易，申请到了又要支付高额的城市道路挖掘修复费。因为是属于惩罚性质的赔偿，例如开挖水泥砼路面，不管实际开挖宽度的大小，就算只开挖30厘米宽，也是按整块板的面积计算，赔偿金额很大。
在这种情况下，非开挖技术的优势就体现出来了。非开挖技术是指利用各种岩土钻掘的技术手段，在地表不开沟(槽)的条件下铺设、更换或修复各种地下管线的施工新技术，改传统的挖槽铺管和修复施工方式为钻孔铺管和修复。与传统的挖槽施工法相比，非开挖技术具有不影响交通、不破坏环境，施工周期短，社会效益显著等优点，尤其适合在一些无法实施开挖作业的地区，如闹市区、高速公路、铁路、建筑物、河流、农作物及植被保护区等，进行管线铺设、更新或修复。按施工工艺可分为：导向钻进铺管技术、遁地穿梭铺管技术、顶管掘进铺管技术、顶管铺管技术。其中导向钻进铺管技术的优点是：采用导向仪导向，导向探测与管线探测相结合，能有效调整钻头，避开管线，适合复杂地层条件下施工；铺管直径、长度和材料范围较宽，适合1000mm以下管径，主要采用PE管铺设和钢管铺设；对地表干扰小，施工速度快，施工精度高，是发展最快的一种非开挖施工法。又因为厦门城区的地下管网比较复杂，所以我局进行非开挖施工时大多采用导向钻进铺管法。下面就详细介绍一下导向钻进铺管法的施工工艺。
首先，对所铺设管线的位置地形进行测量，设计出钻孔的最佳曲线，开挖工作坑和接受坑。
其次，进行导向钻的施工。先用放置在地表的导向钻机，根据预先设计的铺管线路钻一个远小于预铺管道口径的导向孔，然后回拖回扩头，将孔径扩大到超过预铺管道口径的1.2—1.5倍，随后将管线拉入，实现非开挖铺设新管。导向钻铺管施工由3个阶段组成，即钻导向孔、回拖扩孔和回拖管材。
1钻导向孔
用导向钻头从预定的入土点以一定的倾角准确地按规定管线走向钻进。导向钻头为前端带喷射口的斜面非对称式钻头，内部放置有定位信号发射仪，钻头前端喷射出高压泥浆的射流作用与钻头的切削作用共同在地下形成孔壁，泥浆还起到和降温作用，并使孔壁迅速固定成型。在地面上用接收机可以探测到钻头在地下的经纬坐标、深度、倾斜率、斜面方向等参数，通常每钻进一根钻杆定位一次。钻杆长度随机型而变，机型越大，钻杆越长。钻机操作人员根据测出的参数，判断钻孔位置与设计轨迹的偏差，随时进行调整，确保钻孔沿设计轨迹前进。当回转和给进同时进行时，钻孔呈直线延伸，而只给进不回转时，受斜面反力作用，钻孔朝钻头斜面的方向偏转。钻杆不断补接，直到钻头达到接收井或从目标位置钻出地面。
2回拖扩孔
导向孔完成后，在接收井中或目标位置将导向钻头更换为直径大于已有管孔的锥形回扩头。这种钻头表面有呈螺旋状排列的高硬度碳化钨金属，使之在回拉钻杆的作用下将孔扩大，钻头圆周上分布的小孔可喷射出高压泥浆，其作用与钻导向孔过程相似。在回程扩孔时，泥浆泵会向孔壁提供足够的钻进泥浆液，在松动的孔壁表面迅速形成一层护壁泥浆层，回抽时要在回扩头后侧不断补接钻杆。回扩头到达钻机后，在接收井接上新回扩头再次回扩。扩程可反复多次，使管孔直径逐次扩大，直到管孔达到设计要求。
3回拖管材
扩孔结束后，应用清孔器进行清孔。清孔时要注意泥浆比重，保证泥浆质量。当清孔达到铺管要求后，进行回拖前的准备工作，复查管材的质量及搬运过程中是否损伤，管材焊（连）接是否符合规定，检验完毕后方可铺设。回拖管材时，产品管材在扩好孔的孔中是处于悬浮状态，管壁四周与孔洞之间由泥浆，这样既减少了回拖阻力，又保护了管材在回拖时防腐层的磨损。此时，操作人员要注意控制好钻机的拉力和速度，确保所铺设管材不受损害。
最后，在完成牵引管施工后，才开始砌筑检查井。
下面举个工程实例来说明一下非开挖技术在电力工程施工中的具体应用。
例：新建110KV湖滨南变10KV梅园线工程的设计是从新建110KV湖滨南变馈出一条电缆至禾祥梅园开关站901，该电缆从变电站引出后沿着湖滨南路北侧已建电缆管沟及新建的管沟向东敷设敷设至梅园开关站901。其中，有一段需要横穿湖滨南路。而湖滨南路属于市区主要干道，车辆川流不息，地下管线纵横交错，道路两侧还有绿化乔木。众所周知，管线横穿道路采用常规方法施工，公路的一半基槽需采用大开挖的方式，待管线铺设完毕回填后，再施工另一半管线。该施工方法虽然简单，但对交通运行及市区环境都不可避免产生了一定的影响：施工时容易引起噪音，粉尘，震动和废气；妨碍交通（堵塞，中断或改线）；破坏环境（绿化带，公园和花园）；影响市民生活和商店的营业；安全性差；综合施工成本高。而这些不足正好是非开挖技术的优势所在。因此工程采用导向钻进铺管技术，以非开挖方式进行电力管道穿越。该工程开挖4M*2M*1M的工作坑和接受坑，扩孔直径达φ500MM，采用φ160×4根PE管穿越，穿越长度约为46米，最大穿越深度为自然地面以下3m；钻机入土点位于湖滨南路北侧，出土点位于湖滨南路南侧；入土角度为10°，出土角度6°。该工程具有不污染环境，不影响交通，施工周期短等优点。
参考文献
［1］叶建良.非开挖铺设地下管线施工技术与实践［M］.中国地质大学出版社，2000，（3）.
论文摘要：案例教学法在《土木工程施工技术》教学中，要经过案例的引入准备、分析讨论、归纳总结等教学过程。这种教学法的特点是：突出实践性，较强的综合性，深刻的启发性，过程的动态性。案例教学法注重学生的智力开发及培养学生解决实际问题的能力。
案例教学法是在教师的指导下，根据教学目的要求，将采集到的教学和工程实践中的真实事例加以典型化处理而形成的一种特定的教学案例，组织学生对案例的调查、阅读、思考、分析、讨论和交流等活动，引导学生自主探究性学习，以提高学生分析和解决实际问题能力的一种教学方法。其基本思想是培养学生独立思考和主动学习的能力。
在《土木工程施工技术》课程的教学活动中，采用案例教学能改变传统的灌输式的教学方法，充分调动学生的学习积极性，使学生的思维空间得到开拓，提高了学习兴趣；使学生学会用所学的理论知识分析和解决实际工程问题的方法。
一、土木工程施工技术课程的传统教学方法
土木工程施工课涉及施工技术专业知识面广，而且量多，许多技术性的东西，如涉及到施工工艺的流程，施工机械的性能和操作过程，施工器具的构造和工作状态，施工技术应用的运行过程等实际操作的内容，课堂教学内容繁杂，没有规律可循更难以用一条主线相连，跳跃性大，从而导致学生对教材的理解不深，容易出现前面学、后面忘的情况。
《土木工程施工》是土木工程专业、工程管理专业非常重要的专业课程，具有很强的实践性、综合性和社会性，与工程实践联系紧密，知识更新的速度很快，土木工程施工中很多技术问题的解决、施工方案的优选和管理制度的拟定，均需紧密结合工程特点和社会环境，集政治、经济、技术、管理、法律法规于一体，涉及到有关学科的综合运用和各种矛盾的综合处理。要求学生掌握土木工程各主要工种的施工工艺，掌握施工方案拟定的基本方法，具有分析和处理各种施工技术问题的能力。因此，如何将所学的内容与实际工程联系起来，学会用所学的理论知识分析和解决实际工程问题的方法，成为该课程教学成败要解决的关键问题。
“粉笔+黑板”仍是目前许多课堂教学的主要方法，这种传统的方法相对来说，教学环境一成不变，教学手段呆板枯燥，课时效率低。在教学活动中主要采用“教师讲，学生听；教师写，学生抄的满堂灌”的教学方法。学生在先修了力学、地基基础、建筑材料、钢筋混凝土结构、钢结构、测量学及房屋建筑学等课程的基础上，通过对各施工工艺过程的了解来合理选用施工方案，分析、解决土木工程施工中出现的问题。按照传统的教学方法教学，很难解决以上问题，也是无法满足现代教学要求。
二、土木工程施工技术课程案例教学的步骤
1.案例的引入及准备。教师根据教学计划安排和教学进度的要求引入教学案例，案例教学是以案例为基本教学材料，将学习者引入工程实践的情境中。教学案例应具有很强的实践性；要蕴涵工程实践的理论、原则与原理和方法；要具有新颖性、讲究时效性、背景要清晰等特征。在完成理论课的讲解后，教师将相关案例发给学生，给学生较充足的课外时间准备相关的材料。
2.案例分析讨论。案例分析讨论是案例教学中的中心环节。学生通过分析案例，找出问题的主要原因，提出问题的各种可能性，并根据案例中提供的相关资料进行比较判断，做出决策。案例分析的过程是学生或师生间讨论的过程，教师要善于在讨论过程中启发引导。
例1.某大体积混凝土的浇筑方案选择(具体案例材料略)。案例涉及的问题很多，在选用施工浇筑方案时，要根据已知工程特点、技术水平和设备条件从技术、组织、管理、经济等方面进行全面分析、综合考虑，以确保施工方案在技术上可行，有利于提高工程质量，在经济上合理，有利于降低工程成本，并进行多方案的技术经济比较，从中选择最佳的方案。
这就要求学生在课前进行详细的资料搜集和准备。在讨论的过程中，学生可以先将各种可能性的方案尽可能罗列出来，然后结合案例中提供的有关信息进行针对性的分析、讨论。
例2、某基础工程施工时人工降水方案的选择。教师给出该工程的水文地质条件和基础结构的某些参数，要求学生结合所学的人工降低地下水位的方法进行分析。合理选用人工降水方案。此题就要求学生弄懂并灵活运用所学的知识，结合工程条件查阅相关的技术标准和相关的文献、资料来进行方案选择。
在案例教学中，学生的学习在讨论与争辩中进行。学生充当主角、中心与主动的学习者。教师的角色是指导者和推动者，其角色定位是要领导案例教学的全过程。课堂上教师要领导案例讨论过程，不仅要引导学生去思考，去争辩，做出决策和选择，解决案例中的特定问题，进而从案例中获得某种经历和感悟，而且要引导学生探寻特定案例情景复杂性的过程及其背后隐含的各种因素和发展变化的多种可能性。
3.案例归纳总结。案例讨论后要做简短归纳总结，从案例讨论中引申出一定的结论，为后续的课堂理论教学提供准备。教师在总结过程中，讲明案例中的关键点，以及讨论中存在的不足和长处；但不宜对错误的观点简单地否定，以免挫伤学生的积极性；讨论结果可以是多元化。在总结中，要揭示出案例中包含的理论，强化以前讨论的内容，提示后续案例，达到突出教学重点，回归教学目的。
三、案例教学法的特点
1.突出实践性。学生对未来的工作和社会角色充满了向往和好奇，学生在校园内就能在教师的指导下，参与未来工作，深入案例、体验案例角色，接触并学习到大量的社会实际问题，实现从理论到实践的转化。这有利于激发学生学习的兴趣，提高学生学习的主动性、自觉性。学生的参与意识大大增强，教学效果十分理想。
2.较强的综合性。案例教学的综合性首先表现在案例较之一般的举例内涵丰富；其次是案例的分析、解决过程也较为复杂，学生不仅需要具备基本的理论知识，而（下转第130页）（上接第128页）且应具有审时度势、权衡应变、果断决策之能力。案例教学的实施，需要学生综合运用各种知识和灵活的技巧来处理。
3.深刻的启发性。案例教学，不存在绝对正确的答案，目的在于启发学生独立自主地去思考、探索，注重培养学生独立思考能力，启发学生在案例的阅读、思考、分析、讨论中，建立起一套适合自己的完整而又严密的逻辑思维方法和思考问题的方式，以提高学生分析问题、解决问题的能力，进而提高素质。
4.过程的动态性。在案例教学中，学生必须对案例材料，进行认真分析和思考，讲出自己的思考和结论，并与他人展开争辩。学生是教学的主角，既可以从自己和他人的正确决策和选择中学习，也可以从出现的错误中学习，即从模拟的决策过程中得到训练，增长才干。通过这样的师生互动、生生互动，学生学到的知识就不再是书本上的教条，而是活的知识以及思考问题、解决问题的方法和能力。
四、案例教学法应注意的问题
1.案例教学不是举例。虽然案例教学和举例教学都要通过一定的事例来说明一定的道理，都是为一定的教学目的服务的。但这两者是有区别的：第一，在教学中地位不同，案例在案例教学中占中心地位，如运用知识、培养能力等教学任务；而举例在一般教学活动中则居次要地位。第二，目的不同，案例教学是把学生放在实际的环境中，让其通过对周围环境和事件本身的分析、讨论、交流，做出正确的判断和决策，提高分析问题和解决问题的能力；而举例是使一个较难理解的理论通俗易懂。第三，二者的进行主体不同，案例教学是组织学生进行自我学习、锻炼能力的一种手段，学生属于主要地位；而举例则是辅助教师说明问题的一种手段，教师属于主要地位。第四，涵盖的范围不同，前者涵盖面更为广泛和有效，具有真实性、完整性、典型性、启发性；后者不一定有这些特点。
2.案例教学应该和其它教学方法并举。土木工程施工技术案例教学所采用的只是一个个具体的孤立的实际工程，不能代替系统理论学习。而且案例教学也并不排斥和限制其他教学方法的同时使用。除了案例教学外还有问题式教学、情境式教学、随机访问教学、发现式教学、讨论式教学、合作教学等等；但每一种教学方法都有它的优缺点和特定的适用条件，没有一种是完美的、具有普遍适应性的教学方法。教师要根据课程性质、教学内容和学生的特点，常常应多种方法集成并用，创造性地进行教学设计，恰当地运用必要的现代教育技术和信息资源，努力提高教学质量。
3.案例教学中应充分调动学生的积极性。案例教学并不单纯是一种教学方法，它实际上是以教学内容的变化为前提条件的。案例教学也并不单纯是一种教授法，它实际上也是以学生行为的转变为前提条件的。要充分调动学生的积极性，只有学生积极主动参与案例教学过程，案例教学的目的才能得以实现。如果学生仍然热衷于自己先前被动学习的角色，把自己置身于教学过程之外，只是作为一个旁观者，案例教学也就失去了意义。
五、结束语
案例教学法是一种启发学生研究实际问题，注重学生智力开发及能力培养的现代开放式教学方法，它有着传统教学方法所不具备的特点。在《土木工程施工技术》课程的教学中运用案例教学法，有利于学生实践能力的提高和理论知识的掌握。教师要根据教学大纲、教学内容和学生的特点，选择适当的教学方法，创造性地进行教学设计，培养符合社会需要的工程技术人才。
参考文献：
1.汤小凝.浅谈土木工程施工技术教学问题及解决对策［J］.山西建筑，2007（7）
【关键词】高职教育；建筑装饰施工技术教学；培养；创新能力
当今社会，随着我国科学技术与经济水平不断进步发展，在建筑装饰施工技术上也不断涌现了一大部分新技术、新思想、新工艺和新方法。为此，要想在这门学科中对高职学生的创新能力进行培养就必须要让学生能够经常的去接触新思想、新技术和新的方法，使学生能够跟的上时代的脚步。
现在高职教育中，如何去培养学生的创新能力使之能更好的满足企业的实际需求是长期以来的一个教学难点问题。目前，我国大部分高职院校仍然采用的是传统的教学方式，即根据书本为知识载体，教师为知识传输的工具，而学生却被动的去接受知识。这样的教学方式在一定程度上限制了高职院校培养学生的主要目的，不利于高职生创新能力的培养。本文将通过介绍高职院校的建筑装饰施工技术教学以及在教学中的特点，阐述如何对高职生创新能力的培养。
一、高职建筑装饰施工技术以及教学特点
在高职中建筑装饰施工技术具有以下几个特点：
1、内容综合性：施工技术包涵了多种学科的基础理论知识，可以通过其他科目的内容来解决本课程中的问题。
2、章节独立性：建筑装饰施工这门课程中各章节之间是相互独立的，彼此之间没有紧密的必然联系。这种特点在施工技术部分体现较为明显。此章节可以独立来学习，甚至可以编辑为单独的教材，进行系统学习。
3、课程实践性：建筑装饰施工技术这门课，本身就是对整个施工过程的经验进行总结而来的。其研究内容全部来源于实践，研究结果又是为了实践应运而生的。因此，要在建筑装饰施工技术教学中对学生创新能力进行培养，必然离不开理论联系实践，注重实训实践操作。
与此同时，在教学上还存在着以下的问题：
1、教学方式仍老旧。大多数建筑装饰施工技术的教学依旧是以讲授为主，并且采用灌输式教学。这种方式严重的制约影响了学生们创新能力发展。
2、学生班级人数众多，实习实训不能够得到应有的效果。此外，教师自身业务能力不足，培训机会较少在知识技能的更新上也出现缺陷。
3、学生期末考核形式单一，注重理论考核。学生能力考核方式落后也制约着学生的创新能力发展。
二、在高职建筑装饰施工技术教学中如何培养学生创新能力
1、准备在这门课程中对学生的创新能力进行培养，首先就要明确课程的指导思想。高职教育的重点中心是什么，了解企业需要什么样的人才。在教学过程中，注重对实践能力的培养，根据课程特点，设计与之相关的装饰施工技术实践实训。使整个教学能围绕实践来进行，使学生可以在实训实践中得到锻炼。此外，还要构建民主、和谐的教学环境。鼓励学生大胆质疑，发挥自己的想象思维。这样才能够使学生充分发挥自己的主观能动性，激发学习热情，促进其全面发展
2、采用案例教学法结合多媒体来培养学生的创新能力。在高职建筑装饰施工技术教学中，可以让教师到施工现场录制一些施工过程短片，并配以解说。通过这种形式教学能够使学生更形象的了解实际施工过程。教师再根据其所拍摄的短片，设置相应的问题，让学生自主操作解决这些问题；或者分组讨论，并提出每组的解决方案，然后让学生们从中去寻找更合适有效的解决方案。通过这样的学习锻炼，不仅能够活跃课堂气氛，抓住学生的注意力，还能够培养学生的创新能力。并且，这种视频影像教材还可以重复使用，形象易懂。
3、通过实训实践教学，在实践中培养学生的创新能力。目前，高职院校的招生数量比例越来越大，这使得学校联系实习单位变得非常困难，不能够组织集中实习。面对这种情况，可以开展以下的方式通过实习来培养学生的创新能力：参加实习的学生，作为技术员如质检员，管理员，施工员，监理员等的助手，进入施工现场进行实习。在学生实习的过程中，教师要根据学生实习工地的情况向学生提出问题，并要求学生相出多种解决办法，并且所想的解决办法要合情合理而且能够在现实生活中执行。通过这种形式可以有效的培养学生的创新能力。在学生解决问题时，教师也应该给予一定的指导，引到学生学会如何使用自己的能力找到解决办法。
4、要对现有学生考核制度上稍作调整，能力评价机制进行改革。对于学生能力的评价大多数主要依靠考试来进行。这种评价方式已经不适应当今社会的发展需要，也不适应高职教育的目的。用分数来衡量学生能力的高低，极大的打击了学生学习热情，将学生的创新能力抹杀，磨灭了自主能动性。因此，就必需要抛弃这种陈旧的、具有极大弊端的考核学生能力的方式。在这个问题上，让教师根据其教学内容结合建筑装饰施工技术课程的特点，采取灵活多变的衡量方式，例如：写课题论文、书面答卷、施工工地调查、对于实训过程的操作等。通过这些方式，对学生的知识水平、能力水平以及综合素质水平进行全面考察，以此来让学生能够主动积极的提高自己的创新能力和创新意识。此外还要改变那种通过学生期末考试的分数高低来衡量教师教学质量的陈旧观念。构建以综合素质作为评价指标的评价体系。这种评价体系可以从学生的思想道德水平，专业知识能力，身心健康程度，文化特长以及科技创新能力等方面进行全面的评定，这样的评定结果能够更好地衡量教师的教学质量。
最后，在高职建筑装饰施工技术教学中如何对学生创新能力的培养，所谈到的各方面内容，这将是一个长期整改的内容。在实现这一教学目标时，要循序渐进，保持一个积极稳妥的状态，不可急功近利。那么，在实现这一教学目的的同时需要学院和教师之间通力合作，二者缺一不可。我相信通过各方面的通力合作，在不久的将来在整个建筑装饰施工技术教学中，可以培养出一批批具有创新能力的高技能学生，使学生能够更好、更快的适应社会的实际需求，满足企业招工的特点。
参考文献：
[1]汤明.高职院校大学生创新能力培养研究探析[j]
关键词：顶管技术 给排水管道 施工工艺
0 引言
地下给排水管网是城市基础设施的重要组成部分，为城市处理污水的系统、自来水、等等都属于地下给排水管网之内，要对上述市政设施进行改建、新建、扩建，需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便，特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段，这个矛盾就更加突出，这已经成了一个迫切解决的问题。非开挖技术将完全能解决这些难题，提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术，其在国外已广泛使用，在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用，本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题，值得施工技术人员重视，并以此和同行共享。
1 顶管施工的特点
顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，减少粉尘，减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏，属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点，在市政工程中尤其是在市政给排水管线工程中得到了广泛地应用。概括起来，顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价，其主要缺点是施工技术难度较高，需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。
2 顶管技术施工应用分析
2.1 顶进管的选择 顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。
2.1.1 顶进管直径的选择 顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm。
2.1.2 顶进管长度的选择 顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之，在直线上推顶很短的管也较困难，因为短管比较容易向周围土层中挤入，致使整个管列呈蛇形弯曲，这便降低了管路顶进的可控性。
一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D外≤1.10时，为短管；当L/D外=1.15时，为标准管；当L/D外≥2.10时为长管。
2.2 顶管施工的前期准备
2.2.1 现场平面布置 平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。
2.2.2 顶管机进、出洞处以及后靠土体加固 为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装洞口止水装置。
2.3 顶管施工的工艺 顶管施工又称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。
2.3.1 顶管井的设计 顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。结构布置时，可在井内设置内支撑，改善结构受力。在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。
2.3.2 顶管施工工序 ①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：a穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；b为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；c穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；d闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶进。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组的方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。如果同时有高程和方向偏差，则应先纠正偏差大的一边。纠偏应做到在顶进中采用小角度分级逐步进行，勤调微纠。当顶管机头发生旋转时，可采取在管内的相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩等方法纠正。
3 结语
顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的，相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。从根本上改变了城市管网乱挖现象；另外一方面从切实做到保护环境入手，加大推广顶管施工技术力度势在必行，可以预见未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑。
参考文献：
[1][德]马·谢尔勒著，漆平生，杨顺喜，李周译.顶管工程[M].北京:中国建筑工业出版社.1983.
关键词：顶管技术 ； 给排水管道； 施工工艺
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
中图分类号：TL353+.2文献标识码：A 文章编号：
地下给排水管网是城市基础设施的重要组成部分。城市污水处理系统、自来水系统、雨水系统等等都属于地下给排水管网之内，要对上述市政设施进行改建、新建、扩建，需要工程技术人员熟悉管道安装的施工工艺、施工技术。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便，特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段，这些矛盾就更加突出，成为一个迫切需要解决的问题。非开挖技术将完全能解决这些难题，提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖或不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术，其在国外已广泛使用，在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用，本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题，值得施工技术人员重视，并以此和同行共享。
1 顶管施工的特点
顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，减少粉尘，减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏，属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点，在市政工程中尤其是在市政给排水管线工程中得到了广泛地应用。概括起来，顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价，其主要缺点是施工技术难度较高，需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。
2 顶管技术施工应用分析
2.1 顶进管的选择。顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。
2.1.1 顶进管直径的选择。顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm。
2.1.2 顶进管长度的选择。顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之，在直线上推顶很短的管也较困难，因为短管比较容易向周围土层中挤入，致使整个管列呈蛇形弯曲，这便降低了管路顶进的可控性。
一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D外≤1.10时，为短管；当L/D外=1.15时，为标准管；当L/D外≥2.10时为长管。
2.2 顶管施工的前期准备
2.2.1 现场平面布置。平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。
2.2.2 顶管机进、出洞处以及后靠土体加固。为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装洞口止水装置。
2.3 顶管施工的工艺。顶管施工又称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。
2.3.1 顶管井的设计。顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。结构布置时，可在井内设置内支撑，改善结构受力。在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。
2.3.2 顶管施工工序。 ①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：a穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；b为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；c穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；d闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，在一工程中我们采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶进。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组的方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。如果同时有高程和方向偏差，则应先纠正偏差大的一边。纠偏应做到在顶进中采用小角度分级逐步进行，勤调微纠。当顶管机头发生旋转时，可采取在管内的相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩等方法纠正。
【关键词】既有建筑，地基基础，加固施工
中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
改革开放以来，我国的建筑行业取得了辉煌的发展成果，建筑施工体系不断完善，工程质量管理系统不断成熟，施工工艺不断得到更新，在此过程中，由于混凝土建筑结构独具的特点，混凝土建筑结构在建筑行业得到全面的推广运用。因此，加强对既有建筑尤其是钢筋混凝土结构中地基基础加固技术的研究和探讨，不仅仅是促进整个建筑行业进步的需要，也是促进施工工艺革新的客观需求，更是新时期下，坚持以人为本，建设社会主义和谐社会的重要举措，因此，加强对既有建筑地基基础的加固技术研究，有着十分客观的经济意义和社会意义。
二、对既有建筑地基基础进行加固的意义分析
1.这是保证建筑整体结构稳定性的基础措施，万丈高楼平地起，既有地基将会直接关系到整个建筑的安全性和稳定性，对整个建筑的稳定性有着十分重要的影响。但是，在既有地基基础施工过程中，尚存在着一些不成熟的地方，建筑工程的后期护理也难以做到规范化和标准化，因此，使得建筑结构的安全性和稳定性得不到保证，必须实施加固，保证建筑安全，提高建筑质量。
2.这是完善既有建筑地基基础加固理论的客观要求，既有建筑地基的加固技术具有复杂性，涉及到各种法律规范，施工标准，施工的材料设备等各个方面，虽然这种技术已经在世界范围内广泛运用，但是这种技术依然不够完善，理论不够成熟，基本上依然处在探索阶段。因此，加强加固技术的探讨研究，有助于完善加固技术理论系统，有着重要的意义。
3.这是保证建筑质量的重要举措，现有建筑物及构筑物常常因设计或施工的缺陷以及长期使用过程中的老化、破坏,甚至自然灾害造成建筑既有地基基础结构承载力不足、开裂以及抗震性能不良等，影响建筑物及构筑物的安全和使用功能，从而不得不考虑结构的修复加固问题。另外，结构设计规范也几经变动，原有建筑物及构筑物大部分己不满足现行规范的设计要求，必然存在一定的安全隐患，
4.这是保证建筑使用者切身利益的客观要求。伴随着建筑行业的快速发展，越来越多的建筑工程开始施工，房屋建筑的更新换代的周期也逐渐缩短，房屋建筑的稳定性和安全性将会直接关系到使用者的切身利益，对既有地基基础进行加固，不仅仅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隐患，使得建筑的使用者能够安全使用，维护了他们的合法权益，体现出以人为本的思想战略。
三、既有建筑地基基础加固施工技术探讨
1既有建筑地基和基础加固前期准备
（一） 既有建筑地基和基础加固前，应先对地基和基础进行鉴定，方可进行加固设计和施工既有建筑地基和基础的鉴定、加固设计和施工，应由具有相应资质的单位和有经验的专业技术人员承担。
（二）对于相关建筑的处置
对地基基础加固的建筑，应在施工期间进行沉降观测，对重要的或对沉降有严格限制的建筑，尚应在加固后继续进行沉降观测，直至沉降稳定为止。对邻近建筑和地下管线应同时进行监测。
（三）既有建筑地基和基础加固的施工人员应掌握所承担工程的地基基础加固目的、加固原理、技术要求和质量标准等施工中应有专人负责质量控制，并进行严密的监测，当出现异常情况时应及时，会同设计人员及有关部门分析原因，妥善解决。
2. 复合注浆法
(一)注浆钻孔施工。对桩基的桩身缺陷或桩底持力层缺陷进行加固时，先采用地质钻机在桩中进行钻孔抽芯或在桩侧进行钻孔，对桩身缺陷加固时需在桩中钻孔抽芯至缺陷位置以下1m左右，对桩底持力层缺陷加固时需根据设计桩底持力层要求从桩中或桩侧钻孔抽芯至完整持力层以下3m左右。钻孔孔径一般开孔为110mm或101mm，终孔直径为101mm或91mm，钻孔垂直度保证小于1%。
(二)建立孔口注浆装置。注浆钻孔施工完成以后，在注浆孔口建立注浆装置。孔口注浆装置采用预埋设的方式固定在桩顶注浆孔口，采用水泥浆将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密封。
(三)采用高压旋喷方式喷射清水进行冲洗扩孔。
(四)采用高压旋喷注浆方式进行注浆。按要求进行清水喷射洗孔和扩孔后，再采用高压旋喷注浆方式进行旋喷注浆。将注浆管分段下入孔底后，从下而上进行旋喷注浆，旋喷注浆一般采用单管旋喷注浆方式。
(五)采用静压注浆方式进行注浆。高压旋喷注浆结束后，利用孔口注浆装置封住孔口进行静压注浆。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力，随后逐渐增加浆液浓度及加大注浆压力，直至设计注浆量和注浆压力为止。一般静压注浆在浆液终凝前需进行2~3次灌注。静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆。
(六)封孔。静压注浆结束后，若注浆孔口冒浆，需对孔口进行封闭处理，防止浆液流出；若注浆结束后孔内浆液有流失，需补灌浆液到注浆孔内浆液饱满为止。
3.树根桩法
树根桩是一种小直径钻孔灌注桩。通常采用钢管导向冲击成孔，亦可直接采用回转成孔，成孔直径100~250mm，根据成孔直径的大小，可放入一根钢筋或多根钢筋，也可采用钢管，成孔后，将配制好的砼灌入孔内，最后成桩。由于树根桩可以任意角度倾斜，形态似树根故而得名。它的突出优点是能够最大限度地保持结构物与地基之间原有的平衡状态，保证在加固地基的同时，又不破坏地基土对结构物的支撑作用。
(一) 桩径宜为150～300mm，桩长不宜超过30m，桩的布置可采用直桩型或网状斜桩型。
(二) 树根桩的单桩竖向承载力可通过单桩载荷试验确定，也可按《建筑地基基础设计规范》有关规定估算，尚应考虑既有建筑的地基变形条件的限制和桩身材料的要求；对软弱地基，主要承受竖向荷载时钢筋长度不应小于1/2桩长，主要承受水平荷载时应全长配筋。
(三) 树根桩设计时，尚应对既有建筑的基础进行有关承载力的验算。当不满足上述要求时，应先对原基础进行加固或增设新的承台。
四、关于既有建筑地基基础加固设计施工的建议
1.要做到科学设计，从既有建筑的现实状况和整个建筑地基基础使用的实际出发，实地勘察，精密测量，采集第一手相关的地质地貌，施工高度，施工难度等一系列的客观数据，保证数据的真是完整性，采取科学合理的设计方法，选择合理的加固方法，制定严格的施工规范，做好各种加固施工前的准备，比如对器械工具，人员的准备。
2.要采取先进的技术设备，对加固施工的各种机械设备做出科学选择，保证机械设备稳定安全，同时，要加强对加固材料的选择，采购质量管理，选择符合我国国家质量标准的材料，杜绝假冒伪劣产品，从材料商保证加固的质量。同时，严格执行材料使用制度，规范科学合理施工使用，避免浪费，做到物尽其用。
3.要对整个加固工程设计施工都进行全程监控，实施全面的质量管理监督。加强对管理人员的管理技能的提高，培养其负责的工作态度，安装先进的监控设备，加强对施工人员的施工规范性指导和管理，从施工细节到全局的施工进度，加固后的护理修缮，都做出细致全面的监控，保证质量的高标准。同时，要做好加固后期的定期实施路桥维护，管理。全程管理控制，保证加固的质量，提高整个交通网络中的路桥使用寿命和安全性能。
五、结束语
既有建筑地基是保证整个建筑稳固性和安全性的基础性工作，做好既有建筑地基的加固工作，将会对整个建筑的稳固性和安全性有着深远的影响。对既有建筑地基的加固施工既关系到整个国民经济的发展，又关系到居民生活方式的改变和生活质量的提高，因此，通过加固技术的研究，在建设施工过程中，充分考虑到各种项目工程的实际情况，根据不同的建筑结构构件特点，科学制定施工方案，合理选择加固方法，严格遵守各种施工标准和施工规范，采用先进科技和先进施工工艺，促进加固施工的规范化和标准化，提高整个既有建筑地基的加固效果，增强其稳定性和安全性。从而为确保建筑使用者的切身利益。
参考文献：
[1]潘卫成，夏群策，既有建筑地基基础加固施工技术[会议论文] 2006 - 第九届全国地基处理学术讨论会
[2]卜良桃，蒋爱民，某住宅楼地基基础综合加固[会议论文] 2002 - 第六届全国建筑物鉴定与加固改造学术会议
[3]张琦琦，高压旋喷注浆法加固已有建筑物地基[会议论文] 2009 - 中国建筑学会全国复合地基学术会议
[4]吴铭炳，戴一鸣，林颖孜，王文辉，基坑加深的加固措施及其效果[会议论文] 2010 - 中国建筑学会地基基础分会2010学术年会
关键词：道路工程；毕业设计；过程控制；教学改革
作者简介：蒋建国（1973-），男，湖南洞口人，中南大学土木工程学院道路工程系，副教授；刘小明（1974-），男，江西瑞金人，中南大学土木工程学院道路工程系，副教授。（湖南 长沙 410075）
中图分类号：G642.477?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0113-02
毕业设计是本科生完成四年教学计划的最后一个环节，这一过程是对学生在校四年学习内容、创新能力的综合检验，也是学生在毕业之前的一次实战演练。[1]随着国家对基础建设的大力投入，目前土木类专业人才需求十分旺盛，大部分学生都在刚进入大四就与单位签订了就业协议。笔者在中南大学道路工程专业上课时做得不完全调查显示，每年11月份以前签订就业协议的学生占毕业生总人数的70%左右，签订的单位大部分是施工单位，一般期末基本已全部签订完协议，部分未签订的，往往是因为对工作单位要求太高。施工单位对道路工程本科毕业生的要求也更趋于全面，不仅需要扎实的专业理论知识，而且要求他们具有更好的动手能力、创新能力、适应能力以及与人合作的能力。[2]通过与已参加工作的毕业生联系得知，一般单位要求毕业生不仅要具备相应的工作技能，还要具有“实战经验”，“上岗即顶岗”。不再是以前那种毕业生到工作岗位后，接受上岗培训或实习一年左右的模式，往往是经过一个月培训后即参与现场实际工作，部分学生因表现优异，一般一年左右即可具体负责一些实际现场工作，有的甚至只需要半年时间。这就要求道路工程专业毕业设计应该探索培养技术应用型人才。
一、目前道路工程专业毕业设计模式
通过近几年毕业设计教学环节的实践，道路工程毕业设计作为大土木工程专业方向，其基本流程基本相似：一般第一个月教师布置毕业设计题目，进行毕业设计、英语论文翻译；毕业设计报告完成后，进行毕业课题设计。中南大学论文设计从始至终要求较为严格，从论文题目的布置及过程控制，都有相关要求。论文要求每人一题，同时设计全过程都在学校聘任的督导组的全程监督之下。
道路工程专业在学生入学后一般要求学生马上进入状态，采取的措施是按照学校要求，首先进行毕业设计动员和毕业设计的过程说明，布置近期任务与远期目标，准备工作完成以后，就去现场进行毕业实习。毕业实习一般是选择在建的道路工程，以高速公路居多。通过邀请施工单位专家讲解、现场踏勘、教师讲解等环节，让学生了解道路工程中的每一个分部工程，包括路基、桥梁、隧道、涵洞、路面等，让学生对道路工程有一个全面的立体的认识。实习回来写完实习报告后就进入毕业设计阶段，首先是由指导教师给每个学生一份地形图，确定道路的始终点和道路等级，然后要求学生熟悉道路工程相关规范，再进行道路工程的各项设计。
这一过程应该说是一个比较成熟的模式，从现场到设计的各环节，学生都熟悉了一遍。但通过对近几年的毕业设计的指导和对道路工程专业的认识，笔者认为道路工程专业毕业设计教学环节中还存在一些问题。
1.实习环节过于简单
从目前发展形势可以看出，大部分土木工程本科毕业生签约单位是现场施工单位，但建设单位工序繁多，从工地组织结构，施工组织到施工工序都需要时日去了解，目前虽然毕业实习安排的是一个月的时间，但由于经费原因、时间安排等因素，实际在现场实习的时间不会超过二十天，有的甚至更短。笔者所在学校道路工程专业毕业实习虽然比较认真，但也只有二十天左右时间，时间的紧张导致实习环节形势的简单。道路工程专业毕业实习一般是先邀请施工单位总工或技术员做一次技术讲座，内容包括实习工地的概况、施工单位组织结构、目前施工技术发展等；然后进行分部工程的实习，由于施工单位工期较紧，一般很难有相关技术人员陪同参加讲解，主要由带队毕业设计指导教师进行讲解。大部分的带队毕业设计指导教师现场施工经验丰富，但由于选取工点的局限性，以及施工环节问题，导致现场毕业实习只是换了一种形式的讲解教育，从课堂转换到现场，学生看到的大部分只是一个静态的施工场地。学生的现场感受应该说是足够了，而且也能够提出一些专业性的问题，但其实对于施工环节还只是停留在以前的课堂教育上。
2.毕业设计课题与实际工程存在距离
目前土木工程专业毕业设计内容主要采用与生产相结合的形式，课题大多是由指导教师根据毕业设计的时间安排、训练要求而从实际工程图纸中模拟出来的题目，由于受到工程量大小等因素的种种限制，常常使模拟课题与实际工程之间存在差距。而且大部分学校在毕业设计时强调创新性，因而一部分毕业设计指导教师为突出创新性，选定的毕业设计题目可以与硕士毕业论文题目媲美。应该说，实际工程应用与设计创新不存在冲突，但是在毕业设计时既要兼顾过程性又要重视创新性，这对指导教师提出了较高的要求。在毕业设计课题的确定过程中，首先必须明确，毕业生应该要熟悉本专业的基本流程，然后在此基础上进行某一方面的创新性设计。然而由于时间有限，如何把握两者之间的平衡，是一个值得研究的课题。
土木工程是建筑学科中非常具有基础性的和代表性的学科，其涉及到的方面是非常广的，其中包含土木施工的技术和土木工程施工等基础性的问题及学科。通过土木工程施工课程的学习和研究，学生不仅仅掌握的是关于土木建设的基础知识，更加训练的是工程师的基本能力和职业技能的培养。但是，为了能够达到更好的教学效果，其实还是需要有很多的问题去改革和总结土木教育的问题。教学工作者需要及时对这些问题进行归纳，总结经验，提高自身的专业教学水平。本文主要针对土木工程施工教学中的一些问题归纳及经验进行阐述。并且对土木施工技术的教学中所涉及到的一些问题提出一些笔者自己的建议，希望能够给高校土木建设的课程带来一定的帮助。
土木工程实施技术教学的现状
土木建设施工中的实施教程是每个学习者都要参与的，这是一项基础而又重要的课程，每个人都要参与其中。对于土木工程的学习者来说，这既是一门基础性的学科，但是有起着至关重要的学习内容，另一方面，该项课程的难点就是在于要将所学的基础和课本知识相互结合，并应用实践当中，，只有面对每一个实际性的问题有所解决，才能使得这门课程的学习更加深入，我国现阶段对于土木工程施工课程的教育其实已经在理论上有所深入，但是很多时候，对于施工技术还有施工安全，或者是施工的管理等一系列问题还是存在很多需要更加深入研究的文图，所以，我们还是需要对现阶段的土木施工技术的教学情况进行一定的完善或者是补充。
土木工程实施技术教学中存在的问题
随着技术的不断发展，原有的教材其实已经不能很好的与现有技术结合，很多的技术都是没有完全认真的覆盖的有很多已经不需要的内容还是留存在教材当中，不仅仅是加重学生和老师的负担，又学习了一些已经淘汰了的知识。尽管在教材的改革和教师的交流中已经对某些新的技术与新的内容有所更替，但是，对于不断发展和进步的土木建设施工设计来说，这样的更新是远远不够的，学生学习的内容不能适应真正的要求，这是一个非常严重的问题。所以为了能够适应现阶段的社会发展，那就一定要改革现有的学科知识要求和学科教学的体系，这样才能够使得在日常的学习打下良好的实践基础，而不是为了去迎合教师的教学内容或者是仅仅为了得到一些学位证明。一个土木建筑者一定要具备应有的素质和知识储备。另外一点，现阶段课程的时间设计和教师的内容设计都是有一些不合理的问题的，教师不能在设定的时间内完成规定的教学内容，或者是因为教学的内容比较繁杂，导致学生在接受到内容后不能完全接纳吸收，这样就使得课程的学习受到一定的阻碍。教学目标是很难的实现的，很容易对这门课程产生一定厌恶心理，这是会出现一定教学问题的。对于土木工程的教学是要贯穿很多东西，而且许多学科都是在其中交错的，所以实习和实践内容都要包含在一起的。最重要的一个问题就是，对于教学过程中，是否真的能够将教学所学到的东西和在实践中需要的东西相互结合的。如果实践是没有效果的，并且忽略学习的综合性和有效性，那么将会给以后知识的运用带来很大的麻烦，所以需要教师在进行课程设计和日常教学时都对这些方面有所重视，在学习中就要给学生一定的启发和提示，这样，才能让学生在日后的工作中有所帮助。
土木工程实施技术教学中问题的解决建议
优化现有的教学内容和教学实践及教学规划，将新的设计和新的内容根据专业的需要迅速融入到当下的教学任务来进行，另外重要的就是要根据土木工程下属的其他学科进行合理的配制和规划，改善现在术业无专攻的状况，让各位学生能更好的将所学知识应用到实践当中去。尽管学科的知识不需要的每一个方面都会覆盖的，要精选的关于不同学科有关土木专业中比较精华的部分，其中应该涵盖到知识的各个方面，包括土木工程细节性的学科。也要讨论到施工中具体出现的各种问题。另外，随着互联网和其他一些教学形式的出现，其实，很多时候土工施工教学的课堂也可以变得生动有趣，凭借着一些新式的教学和授课手段，都可以改善现在课堂只有老师一人讲，学生参与互差的状况，这样将会使学生对于这门基础课程的学习更加有兴趣和爱好。并且很多新的设备可以准确模拟出施工的现场状况，这样就可以有更加直观的教学环境和教学影响。通过融合课程内容的设置和时间的要求。教师可以根据自己的授课内容和习惯将这些现代化的内容直接融入进去，用现代化的手段将课程内容顺利的融入课堂，通过图文以及教师授课同时进行的方式，不但可以加快学生的理解，这样的教学环境可以让学生的理解能力达到最好的一个效果。同时可以将学术论文或者其他渠道刊载的最新的内容覆盖到平时的授课中去，这样学生了解到的就是最新的知识和内容。教师要根据学生的反馈和课堂状况，实时的改善自己的教学进度和教学目标，让学生更好的适应课堂和接受授课内容。但是现在使用先进的教学设备还会存在一些问题，就是没有比较成功或者已经形成体系的教学材料或者教学的应用工具，所以还需要一线的学生和老师共同努力，去交流，并且要摄取更多真实的施工场景，将这些最贴近学生和实际操作的经验与教学的新手段紧密的结合起来，这样不仅仅规避了以前照本宣科的劣势，还让学生和老师有了一个更加深入的交流和探讨。这样新做出的课件相信能够更加的有效和合理的。也希望土木施工的教育者能够积极的参与到这项工作当中。学生通过观摩活动，能够将学科知识与实际操作相互结合，并且提出自己的理念和观点，并且能够最直接的在现场接受经验教训，为今后的实际工作提供一个良好的开端和积累。为培养合格的土木工程专业人才及学生毕业后从事工程实践活动打下良好的基础。土木工程施工技术施工方案设计， 通过对具体的施工目标设计施工技术方案使学生熟悉和掌握施工过程中施工方案的编制原则、 依据、 方法和步骤； 要加深学生对于土木施工这一课程的合理科学有效性的理解，并且更为深入的去掌握这门学科在日常实践中所能带来的重要益处和重要的作用。在很多教学中，有些有经验的老师会将自己的学生带到真正的施工现场，这样就能让学生更加了解实际的施工情况到底是怎样的。但是这其中还是存在一些问题的，学生和老师在出入工地时，不论是安全还是传授知识的有效性都是受到影响的，学生需要和老师进行长时间的具体性的沟通，这样得到的反馈才能让老师更为容易知道学生的具体情况并且将讲授的内容给布置下去。这样才能让实践活动起到其应有的效果。
关键词： 隧道开挖；支护结构；有限元分析；
中图分类号：U455文献标识码： 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
近年来越来越多的大城市通过建造地下隧道来缓解地面上的交通压力，特别是在以软土地基为主的上海。上海人口密集度高，为了缓解交通压力，方便出行，上海的地铁建设速度非常快，此外黄浦江将上海划分为浦东和浦西两块，为了方便两片地区的交通运输，江底隧道也逐渐增多，隧道施工的要求与复杂性也在不断提升。
城市地下隧道施工，和一系列城市中的建筑工程一样，大部分会出现一些施工问题。例如噪声，环境污染，由于降水而出现地下水位下降和地表下沉，隧道冒顶等等一系列问题。而隧道施工最常发生的事故是塌方，每次塌方，轻则造成财产缺失，重则导致数人甚至数十人死亡，并伴随巨大财产损失，尤其是复杂地质条件下的隧道施工，是隧道施工的重大危险源。例如2010年08月02日，深圳地铁宝安中心站，工地风井基坑土方开挖至12米深时，支撑脱落，维护结构发生变形，导致坑外土体涌入基坑，发生塌方事故。所幸塌方在夜间，所以并没有造成人员伤亡，但是造成了巨大的经济损失，延长了工期也为周围的居民带来了不便。这些问题全部是关系到城市人群居住的环境以及安全问题。
在城市建设中如果想要避免这些问题可能带来的灾害，可以结合其它相关案例的报告，通过施工前模拟，分析施工方案中的应力，应变，用所得到模拟数据，来指导施工方案的设计与进行，从而避免在施工过程中可能遇到的问题。
隧道施工中的问题已受到了许多人的关注，随着中国交通建设不断加强，在不同的地质条件中开挖隧道也积累了一定的经验与成果，本文将总结一些国内外基于不同方法对隧道施工所进行的研究，特别是在隧道施工中利用弹塑性原理所进行的相关研究，在此基础上着重探讨了分布施工，及基于有限元理论分析支护结构的研究现状，展望未来隧道施工中支护结构的弹塑性分析所值得研究的方向。
二、 国内外研究现状
2.1 隧道施工研究现状
世界上最早的人工交通隧道一直存有争议，不过大多数都偏向于是中国的汉中石门[1]，由此可见，中国的隧道建设起源已久。我国对于隧道的研究从未停止过，在过去的20多年中更是突飞猛进，在2002年的国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会上，中国工程院院士王梦恕认为中国是世界上隧道和地下工程最多、最复杂、今后发展最快的国家[2]。近十年的发展与研究证明了这一观点，随着中国的城市化建设不断深入，隧道的发展越来越快，与其相关的研究也在不断的扩大和深入，研究方法也在不断的更新与提高，例如王红峡等人[3]研究了不良地质条件下隧洞施工技术。申玉生等人对大跨度铁路隧道(洞口段跨度20m左右)施工过程的塑性区发展规律进行了深入的有限元数值分析。分析在隧道不同施工工序中塑性区的分布形态，通过大跨度隧道塑性区的分析，指出在施工过程中的围岩应力危险区域，指明围岩支护及监控量测的重点和难点，为大跨度隧道的施工提出警示信息[4]。
国外的隧道研究更多的是比较偏向于工程管理，当然由于许多发达国家的城市化水平非常的高，作为城市建设中交通建设的重要一环，其在隧道施工方面的研究也处于很高的水平。Molinero[5]等人利用数值模拟，研究了隧道施工中水文地质条件对隧道推进的影响，类似的Meschke, G[6]等人基于有限元方法来仿真隧道开挖过程中的相关因素，研究了在饱和软土中隧道的推进问题。而Wu, Jian-Hong[7]等人实验所得的不对称垂直压力和地表沉陷，表明不连续变形分析方法可以应用于模拟复杂的不连续岩体隧道应力和地表沉陷。
此外，一些学者对隧道稳定性问题[8]，隧道衬砌结构[9-10]，隧道支护体[11]，隧道开挖的地质灾害[12]，隧道开挖时损失土体产生负载对沉降，土体应力分布的影响[13]等与隧道安全性紧密相连的问题都做了一定的探索。根据大量工程实践和工程试验，发生在支护完成前的隧道工程破坏约占总破坏事件的80 %；而衬砌完成后的隧道工程破坏事件则极少。因而，隧道工程施工过程中寻求防止支护过程中完成前的破坏防治措施是首要任务,而对已完成了支护施作的隧道工程破坏，采取诊断、加固、防止也尤为重要[14]。
2.2 分布施工的研究现状
隧道工程的施工环境是在岩土体内部，所以施工过程中不可避免地会对周围的岩土体产生一定扰动，引起隧道周边岩土体发生移动和变形。国内外很多研究表明，在隧道施工中，如果注意开挖方式的选择，都会一定程度上降低成本，加快施工进度，随着我国隧道建设的不断开展，分步施工的研究也在不断深入[15-20]，而在软土地基的隧道开挖过程中这一方法也是得到了利用，例如针对某工程典型的软土地基深基坑土方开挖的施工难点,提出了解决该问题的“分步、分区、分层”措施方法[21]，同时也对施工技术进行了一些探讨[22]，而李玉岐等人研究了基坑分步开挖诱发的渗流对作用在地下墙上的水压力、土压力及侧压力的影响.研究表明,随着基坑每步开挖后坑内外水头的减小，使得主动区作用在地下墙上的侧压力越来越大，而被动区作用在地下墙上的侧压力越来越小，因而对地下墙的稳定是不利的；快速施工则可以提高基坑工程的安全性[23]。因此，在基坑开挖过程中，实行“分层、分块、平衡、对称、限时”的土方开挖方法，严禁超挖，充分利用基坑开挖具有时空效应的规律，严格控制基坑变形，确保基坑工程的安全[24]。
2.3 基于有限元理论分析支护结构的研究现状
有限元分析的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解，将函数定义在简单几何形状的单元域上，将复杂边界条件分割成单边界，这是有限元法优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，在一个新开发的圆形隧道设备中用有限元分析弹塑性的本构模型，得出在相同体积的情况下，由于隧道开挖，表面土体的沉降和隧道周围土压力明显影响隧道中的下部土体各点相对于表土的位移[26]。随着计算机技术的发展，有限元方法渐渐越来越多的被用于各种结构，工程施工的实验模拟，例如韦立德[27-29]等人利用有限元方法对三维锚杆进行了一定的研究，得出了较为精确的锚杆变形应力规律。
与此同时支护结构的基坑监测监控技术在许多工程得到了应用[30-35]，通过有限元模拟的方法，对要进行开挖的隧道基坑进行模拟[36-41]，预测土体的变形，预报出危险点，以便在施工过程中采取相应的措施，Nagel, Felix 等人基于有限元方法用数值模拟模型，分析盾构开挖隧道过程，实验证明，由不同隧道推进过程中的参数可以预测隧道的地面变形和应力，地下水条件等[42]。在复杂地质条件中开挖隧道，即使是有良好的地质调查，但因为当地的岩体结构，其不确定性还是存在的，对于这样的工程，一个可靠的预测，对选择适当的开挖方式和支护方法显得非常重要[43]。用有限元的方法，模拟施工，其优点是在施工前就可以模拟各种开挖、支护方式的可行性及其优劣，因而可以节省大量的成本。但是在实际应用中，一定要建立合适的模型，划分适当的网格，输入正确的参数。只有这样，计算模拟得出的结果才具有可靠性[44-46]。
近年来，Mohr-Coulomb模型不断被完善改进[47]，大量的试验和工程实践已证实，Mohr-Coulomb 强度理论能较好地描述岩土材料的强度特性和破坏行为，在岩土工程领域得到了广泛的应用[48]。在众多利用Mohr-Coulomb模型的软件中，ABAQUS最有代表性，利用非线性有限元软件ABAQUS提供的二次开发功能，可以实现统一强度理论本构模型的嵌入，以及采用该模型进行隧道开挖三维数值分析。结果表明:在ABAQUS中增加统一强度理论本构模型[49-51]，丰富了材料单元库，提高了计算精度和效率，而且，通过算例验证和隧道开挖模拟，说明在岩土工程中，考虑材料的主应力效应，可以充分利用材料强度，指导工程实践，节省造价[52]。
Pedro Alves Costa等人还利用p-q-θ临界状态模型用有限元法对软土地基开挖过程中，对支撑前后的应力进行了分析，对比模拟结果与实验结果一致[53]。而利用有限元软件ABAQUS建立模型，结合Mohr-Coulomb强度理论模拟在软土地基的隧道施工中，基坑的分步开挖，监测所布置支撑的应力，位移变化，为施工提供理论依据，为类似的工程提供参考，在现阶段这一方法有待进一步的探讨与研究。
三、 总结
基于上述研究现状，可以发现隧道开挖的研究一直是围绕着施工方法，岩土与结构的相互作用展开的，根据施工场地的水文地质条件确定施工方法，然后由施工过程中土体与结构的相互影响关系来确定所要采取的支护结构。众多的研究表明，选取合理的施工方法，通过对施工过程的模拟，监测施工过程中土体应力的变化，监测支护结构的位移应力，进行有效的支护结构布置，不仅可以保证安全性，而且可以大大的提高施工速度，节省成本，提高经济效应。
施工方法的选取，与隧道开挖所处的场地的地质条件密不可分，可以说，什么样的场地都有其最适合的施工方法。软土地基是上海特殊的地质条件，它是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土，指的是滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。它具有天然含水量高、天 然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、 灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。因此在软土地基中开挖隧道相比较其他一般性的地质条件来讲，增加了不小的难度。
随着有限元方法的不断推广，人们将这种方法应用到隧道施工的模拟中，结合不同的强度理论，可以近似的得到一些相关的参数，为隧道施工提供了参考依据，而随着计算机的发展，有限元模拟软件的开发，强度理论的进一步完善，使得这一方法应用起来更加的方便，如今有限元分析方法已经成为了隧道工程模拟的利器。
四、 展望
虽然国内外在对于软土地基中的隧道施工进行了一些研究，但是隧道基坑分步开挖过程中支护结构由于施工阶段土体应力变化而产生的位移应力的问题，目前只有很少的一些案例可供参考，而具体到软土地基中基坑开挖工程中，开挖新的基坑对已经开挖结束支撑结构布置完成的基坑支护结构的影响还没有相关的研究成果。
综上所诉，不良地质条件下隧道工程的建设还有进一步提高的空间。利用有限元软件，模拟隧道施工，监测土体、支护结构的位移变化，研究新开挖基坑对于临近开挖完毕基坑的影响，用得到的相关数据和参数与实际结果进行比较，可以为支护结构的布置提出依据，使支护结构的布置更加安全，更加合理经济。
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