高速铁道工程论文范文

导语：如何才能写好一篇高速铁道工程论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

高速铁道工程论文

篇1

十年前，中国铁路工程总公司与铁道部脱钩，总公司机关首次组建事业部运作的工程承包公司，自负盈亏，一切从零开始的尝试几乎举步维艰。十年后，由中国中铁股份有限公司工程建设分公司承建的工程项目总计32个，遍布全国19个省市，总合同额372亿元，成为业内的佼佼者。在这些数字与成就的奇迹背后，凝聚着的建设管理专家王立平摸爬滚打十几年的拼搏与思考，蕴藏着的是他和众多中铁建设分公司人道不尽的光荣与

梦想。

对王立平而言，这十六个字简练却不简单：自1987年开始全面主持大型一级建筑施工企业管理工作以来，亲历了国内外大型重点工程项目的施工管理和生产指挥：1986～1995年担任中铁一局建筑工程处副处长、处长，中铁总公司西康铁路指挥部副指挥长，期间指挥施工的西安喜来登五星级大酒店工程、西康铁路秦岭隧道工程均获得“鲁班奖”。1997～1998年担任中土尼日利亚铁路主管生产的指挥长，在国外取得5.6亿美元、3288公里铁路工程的优秀业绩。2001年在中铁工程建设分公司“万事重头来”的局面下，他主动请缨兼任中国中铁工程建设分公司总经理，上任之初面对的棘手问题是同行们有目共睹的，然而他力挽狂澜，主动改变战略方向，按照国际惯例和贯标要求，探索出了一条具有中国中铁特色总部经济的发展模式。始终坚持小舞台唱大戏，率领员工实现了多项具有“冲破瓶颈”意义的突破，取得了业内瞩目的成绩：他主持负责的柳州双冲特大桥、深圳固戍污水处理厂、石忠高速方斗山隧道、沪蓉西国道八字岭隧道等工程凭借精品质量分别获得2005、2008、2009、2010年度四项“中国建设工程鲁班奖”；昆明朱家村立交桥工程荣获2008年度“铁道部火车头优质工程奖”；昆明掌鸠河输水工程荣获2005年度国家“安康杯”；西攀高速金沙江特大桥荣获2010年度国家优质工程奖，此外，还有多项工程荣获全国工程建设优秀质量管理小组和业主评选的先进施工单位荣誉称号。同时公司新签合同额、营业额、累计实现净利润均得到了飞跃性提升。

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关键词：高铁接触网无交叉线岔设计维护

Abstract: This paper analyzes the technical requirements of high speed flow when the pantograph on catenary wire fork, combined with Zhengxi high-speed rail, analyzed the pantograph contact net group of cross line turnout design parameters, through the daily operation and repair work specific situation discussed the three groups showed no cross fork, main control points check measurement method, operation and maintenance technology.

Key words: high-speed rail; catenary; no cross crossing design; maintenance;

中图分类号：TM922.5文献标识码：A 文章编号：

1.前言

无交叉线岔可保证机车从正线高速通过，所以它的设计与运营维护是保证接触网高速运行的重要条件。本论文以徐兰客运专线郑西线为例，探讨三组无交叉线岔设计与维护过程的关键点：

徐兰客运专线郑西线是我国一条全线设计时速350Km/h的国产电气化客运专线。为确保动车组从正线上高速通过道岔时,受电弓在任何情况下均不与侧线的接触线相接触,动车组从侧线进入正线或从正线进入侧线时,受电弓能从侧线与正线接触线之间实现平稳过渡,不发生刮弓现象,在郑西线的站场侧线与正线相连的60kg/m钢轨1/41号高速单开道岔(简称41号道岔)采用三支无交叉线岔。经铁道部网检车和综合检测车现场检测,三支无交叉线岔符合高铁设计要求。研究三支无交叉线岔的运营维护，对掌握高铁运行安全有着重要意义。

2.高速弓网受流对三支无交叉线岔的技术要求

2.1空间几何参数

2.1.1线岔的导高

动车组通过三支无交叉线岔时，受电弓始终保持与线岔的两支接触，这就对线岔处的三支导线的导高提出一个新的要求，始终要保持两支导线的平顺性，这才能保证列车高速通过时弓网的正常取流。

2.1.2线岔的拉出值

在三支无交叉线岔处,因要考虑到受电弓的有效工作宽度和受电弓在线岔处的水平晃动量等因素,所以对三支无交叉线岔每一点处每一支的拉出值的大小都有一个新的要求,防止受电弓通过线岔时导致因拉出值的不合适引起钻弓/打弓故障的发生

2.2 弓网动态接触力

弓网动态接触力一般按一个跨距为分析单位，分析参数有：最大值、最小值、平均值和标准偏差。各参数评判标准为：

最大值：Fmax=Fm+3ó（N）；

最小值：Fmin=20（N）；

平均值：Fm≤0.00097V2+70(N)；

标准偏差：ó≤0.3*Fm（N）

在双弓最小间距为160m的运行条件下,修正后的弓网间平均接触压力应低于图1的规定,最小接触压力应为正值,最大接触压力应低于300N,接触力标准偏差应不大于0.3Fm。因此线岔处的接触压力也要满足此条件。

图1 平均接触压力与速度关系曲线图

2.3抬升量

线岔悬挂点处接触线的抬升应符合EN50119（2001）的规定。正常运行时，最大跨距悬挂点处接触线计算和验证的抬升量不大于100mm；悬挂点处定位器自由抬升的设计范围至少应为计算抬升值的2倍。

综上所述，高速弓网受流系统对线岔的技术要求特别高，不仅从接触网的基本技术参数如导高拉出值等方面来评价弓网受流，还从接触力、抬升量等方面对高速铁路的线岔的技术提出了更高的要求。

3.郑西高铁受电弓与41号道岔结特征

3.1受电弓的基本技术参数

受电弓动态包络线：直线段左右摆动量250mm、上下晃动量200mm；

受电弓弓头宽度：1950mm；

受电弓工作宽度：1450mm；

受电弓工作范围：4950-5500mm;

滑板的最小宽度：1030mm；

滑板数量：2个；

滑板材质：碳；

受电弓静态接触压力：70±10N。

图2 受电弓机构示意图

3.2 41号道岔的结构特征

41号道岔用于中间站跨区间无缝线路的连接。道岔采用43.090m长的60B40钢轨制造，全长L=140.599m,前端长度a=56.319m,后端长度b =84.280m。为弹性可弯接轨，接轨接端为插接式。

4. 三支无交叉线岔的布置原理

三支无交叉线岔为2条正线间的渡线道岔采用锚段关节式线岔图的接触网布置图。图3中，渡线电分段采用了四跨绝缘锚段关节形式（3#关节），以避免分段绝缘器产生的硬点影响。1#关节和5#关节为四跨非绝缘锚段关节，2#关节和5#关节为五跨非绝缘锚段关节（相邻2支悬挂各形成一个锚段关节）。图中编号②接触悬挂相对于另一正线而言为侧线支接触悬挂，编号③接触悬挂相对于另一正线而言所起作用与编号①作用相同，从B柱到C柱的区域为正线和侧线的转换区域（五跨关节的转换跨）。

图3 三支无交叉线岔平面布置图

当动车组在正线上运行时，受电弓不与编号③接触线接触，但在1#关节和2#关节处与编号②接触线存在转换过渡关系；当列车由正线驶入侧线时，受电弓首先在1#关节处由编号①接触线过渡到编号②接触线，然后再2#关节处（B柱到C柱之间）由编号②接触线过渡到编号③接触线，经过C柱以后完全驶离道岔进入侧线运行；当列车由侧线驶入正线时，受电弓首先在2#关节处（C柱到B柱之间）由编号③接触线过渡到编号②接触线，经过A柱以后在1#关节处再由编号②接触线过渡到编号①接触线，进而完全转入正线运行。

4.1三支无交叉线岔的始触区。由于三支无交叉线岔的重点是“三点”和始触区，它采用辅线、渡线及正线三线无交叉布置的方式，所以在始触区600-1050mm的区域内接触线不得安装任何线夹,包括定位线夹、吊弦线夹、电连接线夹等，交叉吊弦安装在550-600之间，但同时 “三点”的技术参数要满足要求，动车受电弓才可以平稳的从正线过渡到侧线，侧线过渡到正线。

4.2三支无交叉线岔“三点”的确定。无交叉线岔有两个关键定位点和一个等高点。平面布置时,应使侧线接触线和正线线路中心的距离大于两接触线间的距离。以郑西线的1/41号高速单开道岔, UIC 608 Annex 4a受电弓为例,如图3 弓头总宽度1950mm，弓头工作区为1450mm，受电弓最外端尺寸的半宽为725mm,水平摆动量为250mm(考虑350km/h速度),升高后的加宽为125mm。所以受电弓在侧线侧最外端可触及到的尺寸限界为:725+250+125=1100(mm)。郑西线三支无交叉线岔考虑到整个渡线及辅线的长度及道岔布置的对称性,单边采用两根道岔定位柱和两组硬横梁定位,如图4其中其中A点定位处正线拉出值50mm, 辅线居中,渡线拉出值350mm；B点为两内轨间距为800mm属于等高点，正线相对于侧线的拉出值满足1100mm，侧线相对于正线拉出值满足1100mm C点定位处正线拉出值350mm,辅线居中，渡线拉出值为350mm。，因而动车从正线高速通过岔区时,与区间接触网一样正常受流,不会触及侧线接触线,而与侧线接触悬挂无关。

图4 三支无交叉线岔“三点”平面示意图

由上面的分析可知,在受电弓由正线通过时,可以保证侧线接触线与正线线路中心间的距离始终大于受电弓的工作宽度之半加上受电弓的横向摆动量,因而正线高速行车时,受电弓滑板不可能接触到侧线接触线,从而保证了正线高速行车时的绝对安全性,并且在道岔处不存在相对硬点。

4.2.1动车由正线进入侧线线岔时。当机车从正线进入侧线时,在两轨间距为800mm的等高点处。因侧线线路中心相对于正线线路中心拉出值要满足1100mm受电弓滑板不可能接触到正线接触线上，受电弓滑过等高点后，侧线接触线比正线接触线高度又以4/1000坡度开始降低。因而,受电弓可以顺利过渡到侧线接触悬挂上。

4.2.2动车由侧线进入正线线岔时。当机车由侧线进入正线时, 在两轨间距为800mm的等高点处。因正线线路中心相对于侧线线路中心拉出值要满足1100mm受电弓滑板不可能接触到侧线接触线上，受电弓滑过等高点后,受电弓逐渐滑离侧线接触线,同时,侧线接触线高度又以4/1000坡度开始抬高,过等高点后,侧线接触线比正线接触线要高,所以受电弓能够顺利的过渡到正线接触线上。这时,受电弓将逐步脱离侧线接触悬挂而平滑地过渡到正线接触悬挂。

5. 三支无交叉线岔维护调整技术

5.1测量线岔。为掌握线岔技术参数及线岔变化情况，对三支无交叉线岔每季度进行测量一次，根据天气的变化适当增加测量次数。每次对始触区、交叉吊弦、“三点”的技术参数进行测量，如有不满足情况，对此处的导高及拉出值进行调整。

5.2拉出值的调整。如图4 等高点处的拉出值要满足1105mm，调整位置在等高点两侧的关键点，只要A点定位处正线拉出值50mm, 辅线居中,渡线拉出值350mm；B点处正线相对侧线线路中心为1100mm，渡线相对正线线路中心为1100mm；C点定位处正线拉出值350mm,辅线居中，渡线拉出值为350mm。正线拉出值允许偏差±10mm，侧线拉出值允许偏差±20mm。

5.3导高的调整。三支无交叉线岔侧线导线高度的调整应从等高点按着4/1000的坡度向两边顺坡。

5.4吊弦的检调。根据导高的调整预配吊弦的长度，以满足此处接触线的高度。

5.5继续测量线岔。对线岔各点的数据进行测量一遍，看始触区、交叉吊弦、“三点”的数据是否满足设计要求，不合适再次进行调整。

6.结论

本文通过高速取流时受电弓对接触网线岔的技术要求，分析了三支无交叉线岔设计的设计原理和维护的主要方法。在维护的过程中要特别注重对三支无交叉线岔拉出值的调整以及三支无交叉线岔导高平顺性调整的方法，对于高铁日常维护及确保高铁运行安全有着重要的参考价值。

参考文献：

〔1〕王章刊.浅谈接触网无交叉线岔调整.西安：西铁科技，2009（4）

〔2〕王作祥.客运专线影响接触网运行的几个关键环节.北京：电气化铁道，2007（1）

〔3〕于万聚.高速电气化铁路接触网.西南交通大学出版社，2003

〔4〕董昭德.接触网.中国铁道出版社，2010

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关键词：涵渠；浅埋暗挖；沉降；允许值

1 工程概况

南水北调中线石京段古运河枢纽工程位于石家庄市郊区，本枢纽工程是京石段应急供水工程的起点，位于古运河与太平河汇合口下游约50m，与石太高速公路交叉处。

高速公路暗涵暗挖段(237+442.6 ~237+522.6)长80m，洞身过水断面为三孔联拱涵结构，单孔过水断面为6.6×7.6m(宽×高)，中墙厚1.2m、边墙厚1.4m、拱顶厚1.2m、底板厚1.6m，C30W6F150自防水钢筋混凝土衬砌结构。上游与明挖暗涵古运河段衔接，下游为枢纽出口检修闸室段。

本工程横穿107国道副线和石太高速公路，暗挖段长度80m，隧道最大埋深4.8m。因此，在隧道施工过程中，最大允许地表沉降量仅受上方高速公路和施工方法控制。

1.1 工程地质和水文地质区段内地形受人工采掘及堆积垃圾影响，起伏差大，古运河河槽呈“U”型，宽度100~150m，漫滩处有人工筑路采掘后形成的深坑。

在勘探深度范围内岩性为第四系松散层，由地表往下分述如下：

(1)人工填土(rQ)：人工筑路素填土，层厚3.78m。(2)黄土状壤土：层厚5.42m。(3)黄土状砂壤土：层厚1.71m。(4)细砂：层厚2.6m。(5)粗砂：层厚3.79m。(6)壤土：层厚1.35m。(7)细砂：层厚2.44m。(8)粗砂：层厚0.80m。(9)砂壤土：层厚0.80m。(10)细砂：层厚4.06m。(11)砾石：层厚5.13m。

汛期地下水位为58.5~60.2m，主要受上部河水渗水及上游地下水渗流补给；枯水期地下水埋深在40m以下。地下水对混凝土不具备腐蚀性。

1.2 工程特点与难点枢纽工程由建筑结构工程、机电设备预埋件安装工程、金属结构设备及安装工程组成。其中建筑结构工程由明渠段、古运河明挖暗渠段、高速公路暗挖暗渠段、进口闸室段、出口闸室段和田庄分水闸室段工程构成。高速公路暗挖暗渠段上连明挖暗渠、下接出口闸室段，区段工程上游地处古运河河滩内，施工作业受明挖暗涵段施工和雨季防洪要求的影响显著；暗挖段三连拱结构复杂及穿越高速公路施工路面沉降控制要求高，施工分步多、工艺复杂。

2 穿越高速公路段暗涵施工引起的地表沉降预测

隧道开挖施工会影响地层的应力状态、地下水位，对于软土地层同样也会发生固结和次固结现象，因此，在隧道施工过程中，周边地层发生变位是不可避免的。当隧道埋置深度较浅时洞周地层的变位会影响到地表，从而引起地表变形，产生地表沉降。

2. 1 经验估算结果根据经验，地表沉降规律(横向)可以采用墨西哥学者Peck和英国学者Reilly提出的符合正态概率曲线的观点进行分析。横向沉降Peck曲线近似描述如图2-1所示。其方程为：

S=Smaxexp(-x2)(2-1)

式中，x――距隧道中心线地距离；

S――距隧道中心线为x的地表沉降量；

Smax――隧道中心线处最大沉降量；

i――沉降槽宽度系数，可由下列经验公式计算

i=H+R2πtg(45-φ2)(2-2)

其中，H――覆土厚度；

R――隧道水力半径。

图2-1中W为沉降槽宽度，Cording(美国)等人根据莫尔－库仑理论，推导出W与i满足W=5i的关系。

根据本工程的实际情况，暗涵的水力半径R为11.12m，地层的加权内摩擦角为24.5°，由式3-2得沉降槽系数i=13.0m，则沉降槽宽度W=65m。由式2-1可知，在隧道开挖过程中，横向地表沉降规律为：

S=Smaxexp（-x2338）(2-3)

2.2 数值计算结果为详细分析暗涵施工过程中上方既有公路路面的沉降分布规律，研究中建立的平面有限元模型，采用有限元程序对施工实际进行了模拟分析。计算结果显示，当隧道施工结束后，地表的最大沉降为28.2mm，沉降槽影响宽度约80m，沉降槽分布规律如图2-2所示。

2.3 穿越高速公路段暗涵地表沉降控制标准的建立根据经验，距隧道一定距离以外的沉降曲线可以认为是一条直线，其斜率近似等于：

f=2SmaxW(2-4)

如允许的路面沉降坡差为［f］，则地表最大允许沉降值可表示为：

［Smax］=W［f］2=2.5i［f］(2-5)

如前所述，取路面允许沉降坡差为0.4%，根据经验和数值模拟计算结果，隧道开挖过程中，路面沉降槽宽度为65～80m。则根据式2-4和式2-5计算得暗涵施工中允许的高速公路路面最大沉降为130～160mm。上述计算结果是在假定施工前高速公路路面完全平顺的条件下得出的，如果考虑既有路面原始的工后不均匀沉降的影响，则上述控制指标应做适当折减。研究中根据既有高速公路的修建年限、地层条件以及既有路面的平顺程度，暗涵施工中允许的高速公路路面最大沉降取100mm。

3 主要施工方法和沉降控制技术

根据暗挖暗涵三连拱结构的特点，为控制施工对高速公路路基的扰动，保证暗涵结构施工质量，采用大管棚超前支护，双中洞、多分部、顺作衬砌施工方法。为保证管棚施作精度，采用非开挖引孔及精度导向技术，即GBS-30型非开挖钻机钻孔、RCG型自动导向仪钻孔精确导向，钻孔推进分节丝扣管棚钢管，管内C15水泥砂浆注浆填充，形成暗挖段大管棚超前预支护。

4 实际监测结果及分析

4.1 实际地表沉降监测结果施工过程中，对暗涵上方既有路面进行了系统的监控量测，选取的垂直于隧道轴线方向的四条测线在施工结束后地面沉降槽形态如图4-1~图4-3所示。

从监测结果可以看出，既有路面最大沉降为109.6mm，发生在既有公路路肩位置，虽然略超过了沉降控制标准，但处于行车道以外，不会影响行车安全。而布置在行车道位置的各测线测试数据均小于100mm，说明暗涵施工过程中既有路面沉降得到了较好的控制。

5 结论与建议

通过对课题的研究，可得出如下结论与建议：

采用经验分析和数值计算方法确定了隧洞施工地面沉降槽规律，并研究提出了下穿高速公路段暗涵施工所允许的地表沉降值的确定方法，提出本工程100mm为允许地表沉降标准。

根据实际监测结果显示，施工过程中既有行车路面最大沉降值109.6mm，确保了高速公路的安全运输，达到工程预期要求。

本工程实际路面沉降监测值与理论计算的结果较为接近，且保证了高速公路运输安全，因此本文所选取的路面允许沉降值是合适的，在类似工程施工时具有一定的借鉴作用。

篇4

关键词：双块式无砟轨道；梁板模型　土质路基

中图分类号：TU7　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2010)010-085-02

1、引　言

轨枕埋入式无砟轨道结构是将预制好的整体或双块式轨枕，在现场通过浇筑混凝土或其他材料，将轨枕埋入或“振入”到道床板中，使轨枕与道床板成为一个整体的无砟轨道结构形式。这种轨道结构以预制轨枕与现浇道床板的高度整体性为主要目标，与轨枕支承式、轨枕嵌入式结构相比很大程度上避免了轨枕块的横向倾斜和转动，基本上消除了因钢轨外翻而造成的安全隐患，能保证高速条件下列车运行的平稳性和安全性。国外应用范围最广的轨枕埋入式无砟轨道结构是Rheda型和Zublin型，二者结构相似度极高。

在国外无砟轨道结构迅速发展的同时，我国结合本国实际，近几年先后在新建线上铺设了适用于我们国家铁路情况的I型、II型双块式轨道结构，获得了满意的效果，两者最大的区别在于施工方法的不同，建模分析可作相同考虑。图1为土质路基上双块式无砟轨道的断面示意。

2、计算模型

由于道床板和支承层厚度远小于其长度和宽度，因此，在不研究内部受力的情况下，为方便分析计算，可将其视为板结构，经验表明，梁板模型在轨道结构研究分析中是一种比较理想的结构。此外，对于CRTS-I型双块式无砟轨道，其道床板钢筋布置完毕之后，排布轨枕，之后整体浇注，因此，在纵横方向的受力，道床板整体结构内部的钢筋混凝土结构可以承受，其结构可认为是连续的；下层的混凝土支承层则为了应对纵向传递的力，必须在每隔5m的位置从上表面往下切割出深度约为支承层厚度1/3的缝，由于此处主要研究垂向受力，因此也可以将其视为连续。混凝土支承层摊铺成型后，采用拉毛刮在支承层纵横方向上拉出沟槽，以使得支承层与道床板结合良好。因此，在建模时，通常将道床板和支承层作为整体来考虑。

钢轨采用beam4单元模拟，道床板与支承层整体用shell63弹性壳单元模拟，该合成层的弹性模量E按照线性原理来计算取值。扣件、地基均采用combinl4单元进行模拟，所有单元均由节点生成。模型建立如图2(为求视图效果，板单元小网格划分未完全显示)：

3、参　数

土质路基I型双块式无砟轨道结构参数选取如下：

(1)钢轨

CHN60型

钢轨截面积：A=7.745x10-3m2；钢轨惯性矩：I=3.217x10-5m4；钢轨高度：h=0.176m：弹性模量：E=2.06x105Mpa；泊松比μ=1.3；钢轨容重：p=7.85x104N/m3。

(2)扣件

间距：0.650m；刚度：60kN/mm。区

(3)道床板

尺寸：长15.500m，宽2.800m，厚0.200m：弹性模量：3.40×104MPa：泊松比：O.2；道床板容重：p=25000N/m3。

(4)支承层

尺寸：厚0.300m，宽3.400m：弹性模量：1.50x104MPa；泊松比：0.2；支承层容重：p=24000N/m3。

(5)地基弹性系数

K=1.50x102 MN/m3

4、计算与分析

(1)本文只考虑垂向作用，运用瞬态动力分析法，在所选轨枕埋入式无砟轨道结构上，分别研究120km/h、160km/h、200km/h、250km/h、300km/h、350km/h六种行车速度下轨道结构的垂向位移及受力状况。轮载轴重150kN,取一组轮对，将其简化成为在钢轨上不断移动的荷载，计算轮重由动力系数法得出，动力系数一般小于2，考虑到一定的安全系数，动力系数取2进行分析。

建模计算可得在移动荷载作用下结构任意点处的垂向变形数据，用大型有限元软件ansys可以生成其直观图，如在120km/h的轮对前进速度下，所取钢轨段中部节点node946的，挠度随时间变化情况表示如图3，其挠度最大值为1.334mm，方向向下(沿y轴负向)。不同荷载移动速度下轨道机构垂向响应值统计结果见表1

可见对于本文所研究的I型双块式无砟轨道结构，荷载移动速度从120km/h增加到250km/h，钢轨Y向挠度和z转角位移的峰值里增加的趋势，但是从250km/h增加至350 km/h时，该值有所减小，原因是荷载移动速度过快，钢轨尚未来得及变形列车已经通过作用点，可见，250km/h左右的行车速度对轨道结构垂向性能要求较高；随着行车速度的增加，道床板和支承层的挠度变形逐渐增加，对道床板和支承层的性能要求逐渐提高，地基面承受的压应力逐渐增加，速度超过200km/h后，该值增长缓慢。

(2)在300km/h的轮对移动速度下，扣件选取不同的刚度，即20kN/mm，40kN/mm，60kN/mm，80kN/mm，100kN/mm，其他参数不变，运用瞬态动力分析法，研究不同扣件刚度对结构整体垂向性能的影响。

扣件刚度取60kN/mm时，所选钢轨段中部节点node946，的挠度随时间变化情况见图4，其最大值为1.29mm，方向向下(沿y轴负向)。扣件不同刚度值下轨道结构垂向响应归类统计见表2。

表中数值可知，随着扣件刚度的增加，钢轨的最大垂向位移和转动位移逐渐减小，道床板和支承层的垂向位移和转角位移渐增大，但是后者增幅缓慢，同时地基应力逐渐增加。这是因为构件刚度增加之后，能够较好的将力直接传递至下部结构。因此，在满足地基应力的前提下，为了平衡钢轨和下部结构的位移，轨道结构设计中应该选择合适的扣件刚度；地基面压应力随着扣件刚度增加逐渐增大，20kN/mm到60kN/mm之间增幅较大，60kN/mm到100kN/mm之间增加缓慢。

5、结论

(1)列车运行速度对轨枕埋入式轨道结构垂向位移的影响，在120km/h到350km/h之间，以250km/h左右时最为不利，因此，轨道结构设计中，垂向受力研究要着重考虑该速度区间。

(2)随着扣件刚度的增加，地基面所承受的压应力逐渐增加，从20kN/mm到40kN/mm变化时，压应力增加最为明显，之后渐趋缓和。

(3)扣件刚度大小对轨枕埋入式轨道结构垂向受力影响非常明显，尤其在低于60 kN/mm的时候，且扣件刚度对钢轨和道床板的影响相反。因此，在轨道结构设计中要慎重选择扣件类型，合理确定扣件刚度。

参考文献：

[1]王圣涛，雷达2000型轨枕施工技术研究[c]，建筑,2007(22)

[2]郝赢，铁道工程[M]北京：中国铁道出版社,2002

[3]何华武，无碴轨道技术[M]。北京：中国铁道出版社,2005

[4]曾国升，路基Rheda2000无碴轨道施工设备与施工技术研究(硕士学位论文)[c]，长沙：中南大学,2007，11

[5]赫丹，向俊，曾庆元，一种无碴轨道动力学建模的新方法[J]，长沙：中南大学土木建筑学院，2007，12

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关键词：遥感技术地理信息系统技术全球定位系统技术工程项目管理应用

0引言

时代在发展离不开技术支持，实践证明科学技术是第一生产力。3S空间技术在其年轻的生命却在人类进步中发挥着不可磨灭的作用，并将在未来发展继续发光发热。那么首先我将简单介绍下何为“3S”技术。

1、3S技术的简介以及发展

全球定位系统（GPS）、遥感（RS）和地理信息系统（GIS），即“3S”技术，由于其具有快速、实时地采集、存储管理、更新、分析、应用与地球空间分布有关数据的能力，在建筑工程各的项目开发及管理中发挥着越来越重要的作用。

1.1 GPS――全球定位系统

全球定位系统（Global positioning system）是共由三部分组成：地面控制部分、空间部分、用户装置部分。GPS主要特色是全天候、全球覆盖、三维定速定时高精度、快速省时高效率及应用广泛多功能。

1.2 GIS――地理信息系统

GIS（Geographical information systems）属于空间信息技术，是以地理空间数据库为基础，在计算机软、硬件的支持下，对有关空间数据按地理坐标或空间位置进行预处理、输入、存储、检索、运算、分析、显示、更新和提供应用、研究并处理各种以空间实体及空间关系为主的技术系统。

1.3 RS――遥感

遥感（Remote Sensing），遥感技术的基本原理是从远处探测感知物体，也就是不直接接触物体。遥感主要指从远距离、高空，以至外层空间的平台上，利用可见光、红光、微波等探测仪器，通过摄影或扫描、信息感应、传输或处理，从而识别从远处通过探测仪判别出目标地物的属性。遥感信息，包括地面遥感、航空遥感和航天遥感等各的方面。

1.4 3S集成技术

随着“3S”技术的研究和应用逐渐向广度和深度发展，GPS、RS、GIS已由独立平行发展走向相互渗透和综合发展，形成“3S”集成技术，并显示出单独一种技术所没有的优势。集成技术不是一种简单的相加，而是一种有机的结合、在线的连接、实时的处理和系统的综合，“3S”集成技术是当今地球空间信息科学的最前沿领域。

2、3S技术在工程建设中的应用2.1、3S在工程项目规划中的应用

在项目评价与审查阶段，要对一个项目做出科学的判断，至少需要回答三个问题：一是项目的真实性，如项目区的地理位置是否正确，申报的土地利用类型是否与实地相符，是否具备项目实施所必需的路、水、电等基础条件等；二是基本技术方案的合理性，如田块布置及沟、路、林、渠等各项工程的布置是否与实际地形相符，土地平整方案是否合理等。要回答上述问题，仅靠研究项目申报材料是不够的，3S 技术为解答这些难题提供了一个切实可行的解决方案。

2.1、3S在工程设计中的应用

在选定项目所在址后，利用已有遥感资料分析该区内的水土保持治理度，以及附近交通、环境、周围经济发展程度情况。利用GPS测出该区一系列地形地貌特征点的坐标数据，通过后处理，求出各特征点的坐标，利用GIS相关软件编制成数字地形模型（DTM），进而建立1：5000～1：2000地形图和1：1000～1：500地形图图层，将对一个或多个横切线进行自动计算并绘制剖面图形，生成横断面图，分析地质情况，并制定相应的施工组织设计和编制施工方案，特别是地基处理和降水处理方案。

2.2、3S在施工管理工作中的应用

在工程项目施工放样中应用，根据已输入在GIS中的建筑分区、项目址地形图和单项工程设计图纸，然后采用GPS的RTK（实时动态测量）技术，基站安设在一已知点上，预先将待定点坐标输入流动站手簿，手持GPS流动站天线，首先确定建筑主体轴线的方向找到定点坐标，把其放样在地面上，然后，用同样方法确定一系列点，和其他平行和垂直的轴线，并在中心线定出的基础上下木桩或龙门板定位。由点到开挖线，确定开挖面或山坡区域，这样就完成放样就可以开始组织施工。同样将辅助设施或其他建筑物逐项落实到地面，并用打桩等方法予以确定。

结束语：3S 技术是提高项目决策质量、强化项目监管力度、提高行业工作水平和效率的一种有效手段。今后，在加大已有研究成果推广应用力度的基础上，应进一步深入研究，逐步构建起一套成熟的3S 技术支撑体系。利用现代先进的“ 3S”测绘技术，特别是现代先进测绘技术的综合利用，不仅有利于工程项目规划建设过程中如土地整理的潜力调查、专项规划以及土地整理项目管理等方面土地信息的采集，大幅度提高规划决策的实效性，还可以大幅度的降低该过程中的人力、物力、财力的投人。

参考文献：

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[2]赵晖，夏显文.GPS定位技术在杭州湾大桥中的应用[J].水运工程，2004，8.

[3]刘丽珍.高速公路设计中遥感图像的作用[J].山西交通科技，2009，6.

[4]桌宝熙.南昆铁路施工阶段遥感工程地质调查的应用[J]. 中国地质灾害与防治学，2003.9（1），9：25-30.

[5]郑伟峰，郑振云.地理信息系统GIS在土木工程中的应用第十四届全国工程设计计算机应用学术会议论文集.

[6]朱全宝，李光耀.遥感技术在芜湖长江大桥桥位选址中的应用[J]，铁道工程学报，2006.12.

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[8]侯波.卫星遥感影像三维可视化处理[J].中国体视学与图像分析，2001，6（1）：29-32.

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关键字:高速铁路隧道爆破参数监测技术

中图分类号：U45文献标识码： A

High-speed Rail Tunnel Blasting Technology Research

FENG YI

(China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd, Xi’an 710043)

Abstract: With the domestic high-speed railway construction developing, blast tunneling technology as an important part, as the focus of research in the field outside the civil engineering. Article depending specific project,makes appropriate discussion in the current high-speed railway tunnel blasting working , from blasting, blasting parameters and blasting monitoring work .hoping playing a reference role in the future similar projects

Words: high-speed railway; tunnel; blasting ;parameter; monitoring technology

1．引言

西南地区处于多山地区，高铁的修建需要修建大量隧道，因此，隧道建设对于高速铁路的成功建成将至关重要。文中某高速铁路隧道全长7369米，该隧道的地质情况复杂，存在的不良地质依次为岩溶体、古崩塌堆积体、断层夹层破碎带等，洞身岩性主要为灰岩及白云岩，该类性质的岩体形成的溶蚀发育程度强烈，节理及裂隙发育程度较高，另外岩溶内含水量丰富，涌水量大，风险较高。爆破作为该隧道建设极其重要的工序，在隧道开挖中起着至关重要的作用。文章依托该隧道，从爆破施工，爆破参数和爆破监测工作对隧道爆破施工进行了较深入的研究。

2爆破施工

2.1 爆破工艺流程

隧道爆破施工工艺流程：施工准备测量钻孔孔洞清孔连线及装药实施爆破通风处理危石处理出渣

（1）测量钻孔

按照中线、拱顶、起拱线和仰拱底线标高划出开挖轮廓线和爆破的空位。对于光面爆破，预留600mm光爆层，把掏槽眼的位置按爆破设计炮眼位置画到掌子面上。

（2）孔洞清洗

①掏槽眼：该孔深度较周边眼及辅助眼要深100mm。孔位角度垂直掌子面，保持孔位平行于中线水平方向进行的钻孔，眼底误差和眼口间距误差不大于50mm；②辅助眼：眼孔深度为1.1m，角度要垂直掌子面，平行于中线水平方向钻孔；③二圈眼与光面爆破眼平行，都向轮廓线外插；④光面爆破眼：此组眼在爆破中占有较重要的左右，其开眼位置要保持在开挖轮廓线上，眼间距a=400~500mm。眼底、眼口误差在30mm内，炮眼方向可向轮廓线外有2~3%外斜率，眼底不超过开挖轮廓线的70mm；⑤清洗钻孔，保证孔内无泥浆。

（3）装药及起爆网络连线

①装药为两种装药类型，一种为光爆孔内装Φ20的小药卷，另一种为内装Φ32的大药卷，装药后需要保证装药炮孔均被堵塞炮泥，堵塞长度宜为150~200mm，现场爆破装药如图2所示；②起爆网络的连接：孔内采用7m毫秒非电导爆管雷管，每15~18根导爆管合并成一簇，每簇再用双发非电导爆管雷管传爆雷管连接处，最后将传爆雷管的导爆管并为一簇，其中有1发火雷管作为起爆管引爆整个爆破网路；③装药及起爆网络连线时一定要按设计孔眼装药，雷管段数数量上要保证足够，并且雷管间的起爆网络连线要正确，从而达到良好的爆破效果。

（4）爆破、通风和危石处理

待爆破、通风后，由有经验、动作敏捷的人员进入爆破工作面对顶部危石处理，顶部围岩稳定后再进行下道工序作业。现场爆破如图1所示。

图1 现场爆破

2.2 爆破方式的选择

根据设计要求，隧道钻爆法施工，在岩质为硬岩的区域采用光面爆破，在岩质较软的区域采用预裂爆破。选择爆破参数必须经过现场试爆后最终确定。隧道爆破应采用微差控制爆破，爆破的时间严格安排在政府相关部门批准的时间段内，隧道洞破设置防护网，爆被等，严格控制爆破震动，避免对周围环境的干扰。根据上述要求，设计中Ⅲ，Ⅳ级较硬围岩段采用钻爆法施工。并且根据不同的围岩级别，采用不同的施工方法。其中，Ⅲ级中风化较硬围岩段采用全断面法，Ⅳ级强、全风化围岩段采用台阶法，并根据不同工法对布设方式及线路进行微调。

根据现有爆破技术及通用做法，山岭隧道爆破方法为毫秒微差爆破+光面爆破法。毫秒爆破原理是用毫秒雷管严格按照一定的爆破顺序连接后起爆炸药包组，爆破前后阶段的时间间隔极其短暂。根据爆破原理，由初始爆破产生应力波使岩石破坏碎裂，应力波通过岩石间的裂隙扩散，并且相互叠加干扰，使岩石被一次或多次粉碎。所以在爆破前计算好装药量和做好装药连线，计算开孔位置，对爆破的效果都会起到重要作用。

3爆破参数设计

3.1 爆破控制参数的选择

在进行布眼钻孔前，宜先进行爆破计算，并且在试验段进行试爆，结合爆破监测不断改进、调整爆破参数，从而确定合适的爆破方式。

爆破参数：①炮眼直径：D=42mm；②孔距：光爆眼E=400mm，预裂眼F=400mm，二圈眼a=900mm，光爆眼与二圈眼之间光爆层厚W=600mm，辅助孔水平间距a=600mm。

为控制爆破形成有利于后期爆破的临空面，达到最佳爆破效果，必须采用微差控制爆破，爆破参数可根据现场试验，或按经验值取大于200~300ms。震动速度根据其衰减规律，采用以下规范公式进行预估算：

(1)

式中 v―质点震动速度，单位cm/s；

K―与爆破场地有关的系数，取值见表；

Q―总装药量（齐发时为总药量，延发时为最大一段装药量，kg）；

R―测点到爆破中心的最小距离，单位m；

a―地质条件；

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关键词：隧道工程；研讨式教学；学生主体原则；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）15-0106-02

引言：

《隧道工程》是高校土木工程专业的专业核心课程，该课程内容设置丰富，包括隧道的勘测设计、结构设计以及施工方法的相关知识。通过《隧道工程》的学习，学生能够掌握隧道设计和施工的基本知识和理论，熟悉与隧道设计和施工有关的技术政策和国内外在隧道技术方面的最新动态，了解隧道的施工组织与管理，掌握编制隧道施工图的基本能力和组织隧道施工的技能。因此，对于土木工程专业的本科生来说，《隧道工程》课程无论对他们的考试、毕业设计和其他专业课学习，还是以后走上工作岗位、进行隧道工程设计与施工，都具有重要现实意义。

为了提高《隧道工程》课程的教学质量，国内众多学者针对《隧道工程》课程的教学手段、教学方法和教学模式开展了深入研究，取得了许多有价值的研究成果。通过为该课程引入新的教学方法和教学理念，如互动式教学法[1]、项目教学法[2]等，提出了许多新的教学模式[3-4]，大大推动了其教学改革的步伐。但是仍存在很多问题，如学生的学习积极性不高、课堂气氛不够活跃、教学效果差等。因此，结合《隧道工程》的特点，探讨新的更为适用的教学方法和教学模式是非常必要的。

一、研讨式教学法的概念与实施原则

（一）概念

所谓研讨式教学，就是根据《隧道工程》课程的教学内容及特点，以具体工程问题为背景，在教师的教学指引下，让学生进行独立思考与研究，借助丰富的网络资料、计算机模拟软件及必要的室内试验，自己探究知识的发生过程，提出问题的解决方案。其中学生是主导，教师只起到一个向导者和领路人的作用，从问题的分析、方案设计到实施，以及结论的得出，主要由学生自己考虑来做，从而培养学生的独立思考能力和创新思维，提升他们的动手技能和解决工程实践问题的能力。

（二）实施原则

研讨式教学法的主要教学原则包括四个方面，即学生主体性原则、循序渐进原则、启发性原则及和谐性原则[5]。

1.学生主体性原则。以学生为中心，教师不再是过去的教学中心，而是起到辅助、引领作用。学生通过对问题的独立思考，多动手、多分析、多总结，积极探索，发挥自身的潜能，寻找问题的解决办法，从而逐渐成为学习行为的主人，而不再仅仅是一个“聆听者”。

2.循序渐进原则。由于一个班上学生的水平参差不齐，基础也存在较大差异，分析问题的能力各有不同，因此，在设置研讨的问题时，应遵循由易到难、由简到繁循序渐进的原则。一开始设置的问题不要过难，这样容易造成学生的畏难情绪，使研讨式教学模式的课堂教学效果大打折扣。

3.启发性原则。在实施研讨式教学时，教师要注意采取合理的方式给学生适当的启示，挖掘他们的创新潜力。当然，这就要求教师在课前必须要有充分的准备，对设置的问题有深刻的认识和独到的见解。

4.和谐性原则。研讨式教学过程中，教师就像导演，而学生就是真正的演员，要想把研讨式教学这场戏演好，必须教师和学生通力合作。因为师生之间、学生之间是相互影响的，故必须创设一个平等和谐的课堂教学氛围，这样老师和学生才能共同进步。

二、课程特点及存在问题

（一）《隧道工程》课程特点

1.教学内容繁杂。根据课程教学大纲，《隧道工程》的教学内容丰富、知识点众多，在学习该课程前，必须具有扎实的工程地质、土力学和岩石力学的功底，而且要理解隧道的设计与施工理念。

2.行业性差异大、规范性要求高。该课程与国家或省级部门制定的各种行业规范、规程、标准紧密联系，不同行业有不同的规范，比如，同样进行隧道设计，高速公路隧道设计依据《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004），铁路隧道设计则依据《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005），城市交通隧道设计则依据《地铁设计规范》（GB50157-2003）。因此，在讲授该课程时，必须了解甚至理解各种工程规范的内涵。

3.与工程实践联系紧密。隧道工程作为一门工程实践学科，与工程是分不开的。课程中讲授的许多施工方法和理念都是从工程经验中逐步发展而来的。因此，在授课时，必须将书本上的理论知识和工程实践紧密结合，方能取得良好的教学效果。

（二）存在的主要问题

现阶段《隧道工程》课程教学中存在一些共性问题，主要表现为四个方面：

1.内容多，课时少。目前高校《隧道工程》课程只有32学时，而随着科学研究的不断深入，该课程的教学内容越来越多，因此要满足该课程的基本教学内容要求非常紧张，导致“满堂灌”现象普遍，学生对该课程内容的掌握和应用难度较大。

2.教材的更新跟不上学科的发展。现在的隧道工程方面的教材缺乏规范的编写思路，更新过慢、照搬照抄、涵盖内容不全，大多是泛泛而谈，介绍最新研究成果或重大工程建设经验与教训的内容不多。

3.教学模式单一，课堂气氛沉闷。《隧道工程》目前采用的还是填鸭式教育方式，启发式、讨论式模式较少，学生学习处于被动接受状态，缺乏主动性和积极性，课堂教学效果差。学生大多在应付考试，没有深入探究隧道奥秘的热情，这大大影响了对他们的专业能力培养。

4.与工程实践脱节严重。“隧道工程”，顾名思义只有与工程紧密联系才能讲好这门课，但由于资金、场地等条件的限制，学生无法到隧道现场去亲身感受，因此只能靠课堂上的想象，无法深入理解隧道的设计方法与施工工艺，难以形成全面的、系统的知识体系。

三、研讨式教学法在隧道课程中的实施思路

1.《隧道工程》教案的优化。要想使研讨式教学法在《隧道工程》课程中取得良好效果，必须首先对现有的教案和讲稿进行加工、完善，因为研讨式教学法的教学理念和思路与以往相比有显著的变化，不再遵循“传统的老师讲、学生被动听”的教学模式。因此，以往的教案和讲稿已不能适应研讨式教学法的要求，必须结合工程实践问题，编写新的教案，利用多媒体技术制作新的教学课件。

2.研讨式教学模块的设计。针对当前深部地下工程中的典型重大灾害，如塌方、岩爆、瓦斯突出、冲击地压、突水突泥等进行研讨式教学模块设计，根据教学内容和学生特点，选取合适的工程背景，设置合理的思考题，增设课堂讨论、课后模拟分析、撰写学术论文等教学模块，创造条件让学生自己参与工程问题的分析、讨论、试验等，提高《隧道工程》的教学水平和质量，帮助学生更好地学习基本理论知识，深入了解隧道工程问题。

3.教师督导与点评。在进行课堂研讨前，教师必须提前给班里学生下达任务，并注意时刻咨询他们的进度，让他们定期来汇报，给出具体的意见与修改建议，指导学生如何做好前期工作。在课堂研讨结束，教师要对研讨中存在的共性问题进行点评，指出学生的成功与不足之处，提出具体的改进措施。下课后，教师应认真做好教学总结，撰写教学笔记，以便后续逐步改进与完善研讨式教学模式。

四、结语

研讨式教学法是一种新的教学方法，它能充分调动学生的学习积极性与主动性，挖掘学生的创新潜能，活跃课堂氛围。该方法在《隧道工程》中的应用，对提高课堂授课质量以及实施素质教育等都具有十分重要的现实意义。但需要指出的是，该方法应用于《隧道工程》还存在一些问题和不足，如学生前期文献调研能力不足，无法掌握问题的研究现状；学生基础参差不齐，有些无法真正参与研讨式讨论；研讨式教学花费时间比较多，课程教学学时不够等。虽然研讨式教学目前在《隧道工程》中的应用还处于初步阶段，但相信随着教学改革的不断深入，这些问题在以后的课堂实践教学中将逐步得到解决。

参考文献：

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[4]李天祺.隧道工程课程教学改革思考[J].中国建设教育，2010，5（9）.

[5]耿凡，王迎超.“工程热力学”课程的研讨式教学改革[J].中国电力教育，2013，（5）.

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随着中国科技水平及国际地位的提升，由我国企业负责或参与的国际工程项目也越来越多，特别是在土木和水利工程领域[1]。在该背景下，为了使高等工程教育主动服务国家发展战略，教育部2010年提出了“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）。西南交通大学积极响应，前后成立茅以升学院和詹天佑学院，并以此为依托实施面向高速铁路的卓越工程教育培养计划。现已初步构建起“3+X”和“4+X”两个体系、六种类型的工程人才培养模式，旨在培养出面向国际化高速铁路的优秀工程师。为了响应学校国际化发展战略，服从学校“志于工，视野宽，基础坚，上手快，后劲足，善创造”的工程人才培养目标，“铁路工程地质学”作为“高速铁路卓越工程师培养计划”的重要专业基础课成为教学改革创新的示范点，正在不断调整和改革教学模式来适应新的挑战和机遇。

二、“铁路工程地质学”发展历史及教学模式

西南交通大学地质工程专业于1958年成立，是我国非地质院校第一个专门为铁道部门培养高级工程地质技术人才开设的专业。培养出的工程师遍布铁道部、交通部各大设计院、工程局、管理局，承担着重要的行政和技术职务。参与了宝成、成昆、襄渝、贵昆、南昆、京九、西康、京沪、京津、青藏、厦深等铁路的建设[2]。“铁路工程地质学”作为专业的重点课程，其全部教学内容和暑期实习都与铁路建设实践相结合，是一门研究与解决铁路工程建设有关地质问题与地质灾害的应用性科学。例如，1959年和1960年本专业师生对宝成铁路的宝鸡至广元段和鹰厦铁路的路基病害进行工程地质普查。既解决了生产实践中迫切需要解决的路基病害问题，又锻炼了教师和学生[2]。目前该课程主要涉及滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害预测分析和评价，特种岩土的物理力学性状和加固处理，地下洞室和地基基础等内容，并形成了具有鲜明铁路特色的教学模式[3]。面向铁路建设，教学与生产实践结合，协同发展，即从理论出发解决工程中的重大地质问题，又从生产中吸纳工程经验弥补理论的缺陷。

三、“铁路工程地质学”的教改必要性分析

虽然以往教学模式培养了一大批优秀的铁路工程师，为我国铁路建设作出了重要贡献，但随着学科建设的不断发展和教学质量要求的提高，传统教学模式以理论知识的灌输和短期的地质实习为主要传授方式，效果不够明显[4]，往往出现毕业的本科生需要再经过单位入职培训才能胜任工作。所以“铁路工程地质学”课程教改已经迫在眉睫。原因大致可以分为两个方面。1.教材内容陈旧目前使用的《铁路工程地质学》教材为1990年6月编著，至今已有20多年的历史。虽然其为我国铁路建设产生了良好的社会和经济效益，但随着国内外高铁建设的迅猛发展，更复杂的工程地质问题的出现，工程地质研究已不仅仅局限于查明工程地质条件和问题，更重要的是解决这些问题。随着更严格的技术规范标准的出台，最新的研究成果的公布都对教材的内容提出了更高的要求。此外，学生培养已由原来单一的面向铁路系统而逐渐转为公路、水电、机场、码头港口、市政工程等领域，也促使《铁路工程地质学》的内容进行更新和补充，如水电工程地质、水库区工程地质等方面内容，以使学生得到更多的关于不同类型工程地质所涉及的工作方法、工作内容及成果要求等知识。所以在教材内容的更新上必须大大深化复杂地质条件下重大工程地质问题的研究水平，不仅使该教材成为本科生和硕士生的教科书，而且还尽量成为一本工作手册型的成果书籍。目前作者和其他教师们正在修编该教材，吸纳了大量应用于工程地质领域的新方法和新技术（如3S技术、三维激光扫描技术和数值模拟计算等）。2.教学模式落后传统“讲授—记忆—实习—考试”的教学模式与当前教学体制的不断改革格格不入，无法满足新时期下地质人才培养的需求。传统教学模式以教师为核心，注重学生地质基本知识的获得。虽然这种灌输式的教学模式大大提高了教师对学生知识输出的效率，却忽视了学生接收并消化知识的程度。在知识尚未巩固之时进行实习，多数学生都是心有余而力不足，难以完成对知识的有效迁移与运用。考试更是临时抱佛脚，对知识进行简单拼凑，应付了事。这种缺乏教学质量的教学模式将学生的主体地位置之不顾，最后的成效也就可想而知。“铁路工程地质学”是一门综合性的工程类课程，教师在教学过程中对学生知识与技能两方面都必须予以高度重视，不可偏废。这就要求教师根据本学科特色灵活运用教学模式。按照当代国内外的教学模式，教师可以依据课程章节的不同，采用适合的教学模式。比如，发现教学模式，教师可以提出问题，创设问题情境，提出假设，评价验证，对培养学生独立探索发现，形成自我奖励、自主学习的倾向具有重大意义。

四、教学模式改革探索

教学模式改革最终落脚点是学生，必须坚持以学生为本，改革人才评价方式，建立能力培养为核心的教学体系。具体包括培养学生工程思维方式，激发学生潜能，训练和提升学生的洞察力、应变思维、创造性意识等。而这些又依托感染学生情绪、培养学生兴趣、提高教学质量和丰富教学手段来实现。并注重根据学生毕业后发展质量的反馈信息来改善教学模式。

1.工程思维方式培养学生经过大一、大二两年的专业基础学习，掌握了一些基础地质技能，但对专业的认识还不够深刻，对地质知识的领悟还不够全面，如何用学到的知识服务于工程，会遇到哪些问题，如何解决这些问题，在这些方面学生几乎没有直观的映像，更谈不上理论指导实践了。因此，在课程绪论部分就应当清楚阐述工程是什么，地质工程是什么，地质条件与工程如何相互作用、涉及哪些内容、会遇到哪些问题、可以用什么手段解决、目前的发展趋势等等。例如，笔者在课程中采用了《建筑时空》节目关于英吉利海峡隧道建设的视频资料，既直观地说明地质与工程的关系，也让学生明白了工程地质问题出现与解决整个工程处置的演化过程，为今后的教学顺利开展奠定了良好的基础。

2.课程设置工程地质学以地质学理论为基础，通过勘察、测绘与实验等技术手段来调查、研究、解决各类工程活动，为合理选址、设计、施工与运营服务的应用地质学[5]。为了突出课程重点，让学生掌握最有效的工程手段和分析方法，培养出具有创新性的工程师。需要坚持以下几点原则：（1）在课程内容上，践行因材施教，关注学生的个性特长，鼓励学生个性发展，挖掘学生的优势潜能，要实现学科知识与个人知识的内在整合；（2）在课程实施上，要超越忠实取向，走向相互适应取向和课程创新取向；（3）在课程评价上，要超越目标取向的评价，走向过程取向和主体取向的评价；（4）从教学组织形式入手，改进班级授课制，实现多种教学组织形式的综合运用。

3.科技创新实践为了学以致用，提高学生解决工程地质问题的能力，学校广泛开展了各类创新创业活动，引导鼓励学生参加各级各类学科竞赛、大学生创业竞赛、大学生科研训练计划（SRTP）、大学生创新性实验计划等方式，为学生提供广泛的实战平台，从实践上锻炼和提升创新能力。将课程知识与科技训练项目结合，由指导教师指导学生查阅相关资料，不断巩固和提升学科理论知识，同时培养学生团队合作分析和解决工程实践问题的能力，训练学生工程思维方式，建立工程实践观念。同时地质专业根据自身实际和发展需要，构建与其学生培养、学科建设、科学研究相适应的高水平实验室体系（陆地交通抗震及灾害防治技术国家工程实验室），并把实验教学课程植入，促进实验教学、个性化实验与学院的学科建设、科学研究的融合。该项举措对于培养合格的工程师具有重要的意义。

4.教学实习与生产实习相结合学生工程经验的积累等必须依靠实习教学。所以，工程地质实习作用不可替代，而且是培养“卓越工程师”创新人才的重要载体和途径[6]。然而众多高校的实践环节，学校承担全部任务，教师扮演了太多角色，很多时候实习就是室内教学搬到了室外，虽然学生通过实习巩固了知识，锻炼了能力，但是仍达不到工程师培养要求。因此，除了暑期实习以外，还应当适当增加寒假实习。可以校企联合，学生直接去工程所在地实习，身临生产第一线，培养多方位的感官认识，突出实践能力锻炼和技术应用能力的培养。

5.教学组织设计（1）发挥教师主导作用的同时，坚持“以学生为本”，践行学思结合，采用启发式、案例式、探究式、设疑式、讨论式、考问式与发现式的新型教学方法[5]。重视批判性与创造思维的训练，激发学生的兴趣，培养学生的创新思维。践行知行统一，将知识实验、科技创新、技能实训、科研实战贯穿于整个实践教育培养过程，培养学生的工程实践能力、科研能力、创新能力、团队组织能力和“献身、求实、创新、协作”的科学精神。例如，讲到我国四川山区铁路建设的主要工程地质问题时，先放一些地质灾害的图片和视频，然后设定一些问题，让学生们结合学到的力学和地质知识，思考与讨论如何应对和解决这些灾害，从而培养学生地质问题综合分析提炼的能力。最后通过讨论各个方案的优缺点和可能出现的新问题，来选择最优方案实施。（2）通过布置具有挑战性和创新性的课后习题或者开放性的课题，让学生分组查找资料、研究、讨论和实践，使学生牢固掌握地质知识和技能，培养学生动手能力、分析能力、思辨能力、合作交流能力、设计开发能力和创新能力，最终找到解决问题的合理方式。

6.外部激励邀请国内外经验丰富的工程师和专家到学校给学生上课。如请著名滑坡专家许强以及有实践经验的总工程师来校上课，既提高了教师的学术水平，也使学生学到了与生产实践密切相关的知识与解决生产实际问题的能力。

7.考核方式及评分标准（1）考核依据。地质工程专业现场教学大纲，实践指导书等是考核的重要依据，同时还要联系学生的出勤、工作表现、鉴定材料、学生提交的实习日志及其他材料和成果。（2）考核方式。应视具体情况采取多种方式进行考核，不搞“一刀切”。学生可以提交实习体会、调研报告、工程分析报告、技术革新建议、科研报告或论文，可以提出产品（广义的）设计、工程规划设计、工程项目实施方案，也可以提供其他物化成果等等。（3）评分等级和标准。采取等级分制和综合评分办法。由双导师或导师小组按优、良、合格、不合格4个等级进行综合评分。学生成绩被评定为“不合格”的，应当“补课”。学生成绩优秀的，应当给予精神鼓励和物质奖励。成绩特别优秀的，研究生可以推免攻博，或者可以根据本人意愿推荐就业。

五、教学实例展示

当课程结束地下洞室这章内容时，以中国高铁国际化为背景，引入跨洲际高铁建设的蓝图。密切联系隧道工程特点，将整个课堂交给学生，让学生构思修建隧道的整个过程和可能遇到的地质问题。例如：白令海峡隧道是一条连接西伯利亚和阿拉斯加的拟建海底隧道，整条隧道长104km，预计这条贯通欧亚美三洲的铁路将在2030年竣工。隧道完成后可以消除在白令海峡航行的危险，同时大大提高人财物运输的效率。首先，教师抛出问题：在修建海底隧道需要考虑哪些内容？接着，学生自行组队，通过5分钟的自由讨论，纷纷阐述己方观点，教师通过在黑板上概括并罗列的形式展示给所有学生。学生在轻松的氛围下思维非常活跃，共总结出如经济效应、设备测量、应急救援等38条考虑的方面。然后，教师通过学生的发言，将其重新分组，具体分组按投资方、设计方、施工方、管理运营方、地方政府以及人民群众进行划分（表1）。教师进一步要求各组学生从黑板上的38条筛选出与自己立场最为密切的内容。完成之后，由每组代表轮流发言，阐述本方应尽的职责及相关措施。在此基础之上，教师将各方联系起来，依据现实情况，分析各方的合作关系、利益关系和法律关系，由点及面，将原本复杂的关系有条不紊地梳理出来。从本次课堂教学，可以总结出课程教改的几点优势。第一，在课本的基础之上，教学内容结合当下最新隧道工程，激发学生的兴趣，引发学生的思考。第二，运用案例教学，形象生动，在学生所学理论知识的基础上，带着具体问题具体分析的科学方法，开拓学生思维，训练学生全面严谨的能力。第三，运用角色扮演法，能够清晰定位，一方面加深了解自己角色的性质和职责，也可以明确认识到其他角色，包括角色之间的紧密关系网。这与培养学生分析、解决工程地质问题的能力和工程实践能力，成为从事轨道交通工程的勘察、设计、管理和技术支持的应用型、复合型工程技术人才的目的是不谋而合的。第四，将复杂的工程先细化，再系统化。工程涉及财务、安全、进度、质量、管理、法律、技术、环境等多方面内容。通过此次课程，在学生与教师之间的讨论之下，对大量的信息进行了完整的归纳与分类，使得学生的记忆更加深刻，也为之后参加工作和参与工程打下扎实的基础。

六、结束语

篇9

关键词：PDCA循环；工程管理专业；人才培养规划

作者简介：鲍学英（1974-），女，宁夏中卫人，兰州交通大学土木工程学院工程管理系主任，教授，兰州交通大学土木工程学院博士研究生；王恩茂（1968-），男，甘肃庆阳人，兰州交通大学土木工程学院副院长，教授。（甘肃兰州 730070）

基金项目：本文系高校科研基本业务费专项资金资助（项目编号：212097）、兰州交通大学校教改项目、甘肃省教育科学“十二五”规划项目（项目编号：[2012]GSGXG110）的阶段成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0025-03

一、兰州交通大学工程管理人才培养目标定位

开展特色专业点建设是教育部实施高等学校质量工程的一项重要内容[1]，其主旨在于适应国家经济、科技、社会发展对高素质人才的需求，引导高校根据自己的办学定位，支持已有的专业优势，办出专业特色，推进高校专业建设与人才培养紧密结合国家经济社会发展需要，为同类型高校相关专业建设起到示范和带动作用。[2]兰州交通大学（以下简称“我校”）的工程管理专业经过20多年的发展，于2010年通过住建部本科专业教育评估，2011年被评为省级特色专业建设点。作为西北地区唯一的铁路高校和较早设置的工科大学，我校从建校之初就肩负着西部铁路工程技术与管理人才培养的重任；着眼于铁路大发展的人才和科技需求，实施铁路特色专业行动计划。

2001年6月，举世瞩目的青藏铁路开工建设。2004年国务院审议通过《中长期铁路网规划》以来，西部特别是西北路网规模加快扩充，敦煌、嘉蒙、西延、神延、太中银、哈木、精伊霍、兰渝、兰新铁路第二双线、青藏铁路延伸线等相继建成或在建，交通基础设施的日臻完善成为西部大开发的有力支撑条件。在高等工程教育改革和西部“筑路期”的背景下，为了发挥区域行业高校特色专业的比较优势，面向西部艰苦地区铁路建设的人才需求，确定兰州交通大学工程管理专业的培养目标定位为：培养能在国内外工程建设尤其是西部铁路建设中从事项目决策和全过程项目管理的复合型高级管理人才。[3]

二、规划及实施

1.总体思路

以科学发展观为指导，基于PDCA循环的质量管理方法构建工程管理专业人才培养模式，其最具魅力的地方在于，能建立起自我发现、自我改进、自我完善的管理机制，从计划的制定、实施、检查到反馈、改进，形成自成一体的管理体系[4]，这对工程管理人才培养的建设与管理来说，是科学合理的、行之有效的方法。

运用“PDCA”循环进行人才培养的总体思路如下：

（1）计划（P）——调查社会行业需求，分析学生基本情况，制定相应的人才培养方案及详细的教学计划。

（2）实施（D）——按照人才培养方案，构建课程体系，制定课程标准，并付诸实施。

（3）检查（C）——评价实施的结果，可通过社会反馈、企业调查、学生考核等手段，明确效果，找出问题。

（4）处理改善（A）——对总结检查的结果进行处理：对于成功的经验加以肯定，纳入人才培养标准；对于失败的教训也要总结，以免重现。

2.实施措施

（1）教学计划。在深入中国中铁集团有限公司、甘肃省勘察院、铁道部第一设计院、中铁七局等企业单位广泛调研的基础上，积极探索符合行业发展趋势和社会对人才需求的人才培养模式，不断修订完善教学计划。人才培养方案力争反映特色，努力汲取学科建设和教育教学改革中取得的一系列成果，将其体现在人才培养方案中。在课程安排上既要体现大土木工程技术背景，又要体现西部地区和铁路建设的特色，科学地处理好各教学环节之间、各类课程之间的关系，构建科学合理的课程体系。作为甘肃省特色专业，教学计划在特色人才培养上的一个突出特点是：着眼于铁路大发展的人才和科技需求，实施铁路特色专业行动计划，设置了“铁道概论”、“交通土建工程结构”、“交通工程概预算”、“交通工程施工与组织”等特色课程，体现了铁路特色和优势。同时，着眼于向公路、建筑工程、房地产等领域的投资与项目管理方向拓展，保障学生在较宽的领域中领悟到大工程项目管理的本质，向社会输送能在国内外工程建设领域从事项目决策和全过程项目管理的复合型高级管理人才。

（2）师资队伍。目前校内在册的专业教师人数共26人，其中教授5人，副教授11人，讲师 9人，助教1人。工程管理专业教师有35人次取得了国家注册咨询工程师、造价工程师、建造师、监理工程师、房地产估价师、律师等执业资格，对土木工程结构设计、施工、概预算、可行性研究等方面教学产生了积极的影响。

近年来，结合青藏铁路、铁路客运专线及高速公路的建设，有80%以上教师参加了相关科研项目，工程实践与科研能力有了极大提高，更好地适应了高等工程教育对师资培养的要求。还有教师走出国门承担了刚果（金）国家一号公路的改建设计、中石油土库曼斯坦专用铁路设计工作。专任教师大都拥有丰富的工程实践经历，善于按工程问题、工程案例和工程项目组织教学，用工程质量事关重大的切身体会教育学生树立一丝不苟、认真负责的工作态度。同时，聘请20余名企业工程技术人员为兼职教师，建立起一支扎根西部、胜任工程教育的“双师型”教师队伍。

（3）课程建设。课程安排侧重于“铁路技术型工程管理专业人才”的培养。注重学生对铁路技术类专业基础知识的掌握，强调学生对所学工程技术类专业理论基础知识与管理、经济、法律类专业理论基础知识的有效融合。按照“精简必修、增加选修、压缩理论课时、加强实践环节”的原则重构课程体系，单门课程建设转向重点课程群建设，“工程经济学”、“工程力学”、“工程测量”、“土木工程材料”等课程被列为校级重点课程群，由课程负责人牵头组织对课程体系、教学内容、教学方法和手段以立项方式开展系统改革与研究。注重培养学生运用所学专业基础知识从事国内外工程项目综合管理的基本能力和解决工程管理实际问题的专业实践能力，着重将学生综合专业实践能力的培养落在实处。

教学内容注重删繁减旧，充实新理论、新技术，反映学科最新发展动态。专业基础课和专业课普遍采用基于工程案例的启发式、探究式、讨论式、学习性教学方法。“工程经济学”、“工程测量”、“交通土建工程结构”、“土木工程材料”4门课程成为甘肃省精品课程。

教师在教材编写、专著出版、毕业设计、教案讲稿、学生实验等方面注重铁路特色。王恩茂、鲍学英、顾伟红、祝连波等教师编写出版了《工程经济学》、《工程造价管理》、《安装工程概预算》、《铁路工程计价》等30余部特色教材，其中《铁道线路工程施工》、《桥梁施工》、《交通土建工程概论》入选普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

（4）创新实践教学。创新实践教学体系由课内实践教学、实习与实训、毕业设计、第二课堂等模块构成。

1）设立“创新教育”必修环节。学生需在四年大学期间完成32个标准学时的相关学习内容，通过相关考核且成绩合格后，获得“创新教育”两个学分。创新教育课由多个独立板块组成，借助开放式教学管理平台，学生通过独立设计、实验、分析、制作、操作、发明等方式，完成创新教育课程的学习。学院制定了创新教育实施办法，从管理机构、竞赛组织、创新实验、论文撰写、学分认定等方面设有实施细则，从制度上保障了创新实践的全过程实施。

2）开展创新性实验，建有甘肃省“道路桥梁与地下工程重点实验室”和铁道部“结构试验中心”等两个省部级重点实验室，另建有甘肃省“土木工程教学实验示范中心”以及工程管理实验室，实验室面积10000多平方米，各类实验设备1500多台（套），总价值3000余万元，必修实验课程开出率达到100%。以教师教改基金和大学生科技创新基金为保障，以全国、省、校三级科技创新竞赛活动为平台，组织学生申请创新实验项目。在教师指导下，学生自主选题、自主拟定实验方案、撰写科学总结报告，由教师根据实验及报告情况给出评分并推荐优秀报告发表到相应科技期刊上。其中，2011年王恩茂老师指导的“秸秆复合式保温墙体材料在农村地区的推广”项目获得甘肃省第二届大学生创业计划大赛三等奖。2011年鲍学英老师指导的大学生创新实验项目“项目管理沙盘模拟实验”顺利通过验收，和课题组学生李信一起撰写的论文《论项目管理沙盘实验在教学中的推广》发表在《高等建筑教育》2012年第2期上。2011年靳春玲、鲍学英老师指导的“大学生课外科技作品”分别获得甘肃省二、三等奖。

3）校企共建教学实习基地。先后与中国中铁、中铁二十一局、中铁西北铁道科学研究院、中铁一局、铁道第一勘察设计院、68011部队等单位签订共建实习基地协议，已建成14个稳定的校外实习基地和4个校内实习基地，基本能够满足学生实习实训的需要。校内外实习基地为学生的课程实践、实习、课程设计、技术实习、毕业设计、学科竞赛、科研实践等创造良好的工程实践环境。

4）组织开展专业交流及各类竞赛活动。2012年组织举办了首届甘肃高校工程管理专业交流会，有来自8所院校的教师和学生参加了交流。连续多年举办算量大赛，组织学生参加挑战杯课外科技活动作品竞赛并取得包括国家铜奖在内的多项奖项。

（5）教学管理。以质量管理为核心，重视教学管理的科学化和规范化，重视教学工作的全过程管理，进一步完善了教学质量监控体系。通过土木工程本科教学水平评估、院级本科教学工作评估、课堂教学质量评估、实践教学评估、新办专业评估、重点课程群达标评估和教学督导等一系列举措，保证了教学质量监控的力度与效果。

进一步健全与完善教学督导体系，保障本科教学质量的不断提高。教学督导委员会在教学改革研究及校内各项评估、课堂教学调研、实践教学环节的监控、教学文档的规范管理等教学活动中发挥了重要的作用。学院对实习、毕业设计、创新教育等实践环节的管理制定有详细的管理办法。以制度的形式确保教授和副教授登讲台为本科生上课；严格执行教师课堂教学质量评价制度；定期召开教学研究会议，开展教学经验交流；长期坚持学生评教与领导及同行专家评教相结合的评教办法。建立院、系领导听课制度。院、系领导每学期听课不少于三次，对每位教师课堂教学内容、教学方法、教学手段予以分析和指导。完善考试制度和考试管理。考试质量的好坏直接影响到学风，为此学校制定了一套完备的考试制度，制度覆盖试题（必修课建立试题库）、考场布置、监考、阅卷、存档的各个环节。

（6）社会服务。我校工程管理专业从设立之初，就积极地服务于地方经济建设主战场并取得了一系列的成果。从1995年开始，工程管理系承担了“甘肃省建筑业企业项目经理培训”、“全国注册造价工程师培训”、“注册建造师培训”、“甘肃省建筑与房地产企业领导干部培训”等培训任务，为提高甘肃省建筑业从业人员素质发挥了积极的作用，同时还对铁道部第一勘察设计院、甘肃水利水电设计院、兰州石化有限责任公司、兰州铁路局、酒泉卫星发射中心等单位的领导及技术干部进行了工程管理知识轮训，得到了业内人士的充分肯定。同时，专业课教师积极参与地方重大重点项目的前期决策论证、招投标评标、技术咨询等工作，对甘肃省的经济建设发挥了一定的作用。

（7）思想及身体素质培养。开展爱国爱路主题教育，激励学生投身到祖国的铁路建设尤其是西部铁路建设中。校园建成置有詹天佑塑像、青龙桥车站的“天佑园”主题教育公园。“思想道德修养和法律基础”课程中的“肩负历史新使命”被评为省思想政治教育理论课“精彩一课”。在每年的职业生涯规划师生恳谈会上，老教授几十年如一日在黄土高原安身立命无悔追求的动情讲述，新一代青年校友扎根西部铁路建设的突出成就，中青年教授、博士科研足迹遍布黄土沟壑、高原冻土、西部荒漠乃至无人区域的现身说法，感人至深，教育和激励着一届届毕业生，循着中国铁路建设先驱者的足迹，并以学校教师和优秀校友为榜样，到祖国最需要的地方去就业创业。

开展篮球、足球、排球、拔河、越野跑等各类体育比赛，开展以“了解西部、关爱西部、建设西部”为目的的兰州徒步行，开展“增强体质、锻炼意志”的野营远足活动。公共体育教学专门设立了“野外生存训练课”，教学内容包括山地定向越野、远足、沙漠旅行、高原野营等内容，每年至少举行两次穿越山地和荒原的长距离定向比赛，学生学会了野外生存的基本技能，提高了身心素质、合作能力和环保意识。学生毕业时体育达标率为100%。这一专项选修课目为学生未来岗位工作打下了良好基础。

三、实施效果

1.专业办学水平得到广泛认可

2010年，工程管理专业顺利通过了住房和城乡建设部组织的专业教育水平评估，是全国第27个、甘肃省第1个通过工程管理专业评估的专业。2011年6月被评为甘肃省特色专业建设点，我校是省内首家开设工程管理专业的学校，工程管理专业在甘肃省按照一本进行招生。专业人才培养质量得到许多“985”、“211”高校的认可，同济大学、西南交通大学、中南大学、北京交通大学、深圳大学等高校均接收我校推免的硕士研究生。学科水平和专业排名处于全省先进行列。

2.毕业生受到用人单位一致好评

工程管理专业教学质量和办学水平不断提高，使工程管理专业大学生不仅具备了扎实的基础知识，还具备了应用所学理论知识解决实际工程问题的能力，综合素质和创新意识得到了很大的提高，在各类竞赛和各种考评中都获得了良好的成绩。

近年来，工程管理专业毕业生就业形势喜人，历年应届毕业生的就业率均在96%以上。根据对毕业生质量的跟踪调查，用人单位对该专业毕业生的普遍评价是“用得上，靠得住，留得下”，很多单位都愿意吸纳我校毕业生，并采取“3+1”资助培养模式，使双方受益。许多毕业生已成为各铁路局、铁路勘察设计院、中国中铁公司、中国铁建公司、城市轨道交通建设管理部门以及其他部门的管理者、业务骨干和技术负责人，专业毕业生在全国行业高校中自愿服务西部的比例最高。广大毕业生以较强的社会责任感，勤朴笃行，艰苦创业，在青藏铁路、兰新铁路第二双线、太中银、精伊霍、兰渝铁路、玉树抗震救灾道路建设等国家重点工程建设中勇挑重担，建功立业，为我国铁路特别是西北铁路的建设作出了突出贡献。

3.师资队伍水平得到显著提高

土木工程专业专任教师中具有教授及副教授等高级职称者达到60%以上，全国工程管理专业指导委员会委员1人，1人入选“甘肃省科技领军人才”。1 人获“优秀教师”称号，1人获得“我最喜爱的教师”荣誉称号，3人获得教学优秀奖，4人获得青年教师教学奖。

4.学科学位建设迈上新台阶

1997年，在“道路与铁道工程”硕士点下设置了“建设项目管理”方向并开始招收硕士研究生，2002年在“管理科学与工程”硕士点下设置“工程与项目管理”方向并招生，2008年在“土木工程”一级学科博士学位授权点下自主设置了“土木工程建造与管理”二级学科博士、硕士学位授权点并开始单独招收硕士研究生，2010年取得“工程管理”专业硕士学位授权点、“项目管理”工程硕士学位授权领域并于2011年开始单独招生。经过20余年的发展，目前工程管理专业已形成了本科、硕士、博士等完整的人才培养体系。

参考文献：

[1]教育部.关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程意见[EB/OL].http：//，2007：1-26.

[2]刘长久.特色专业建设与高水平教学团队培育的思考与实践[J].高教论坛，2011，（1）：25-28.

篇10

【关键词】：基坑工程围护体系安全性施工技术

【 abstract 】 : tianjin ring road construction east seven jingjintang expressway engineering because of deck of deck built, change the original by the way of the north three road section, bridge pier site and retaining wall with the original pipeline road position the conflict, need to present situation of pipe demolished. The engineering line groove dig deep biggest 8.5 m, its engineering site for Ⅱ class environment, groundwater level still buried deep 0.76 ~ 2.20 m, within the scope of the special soil mainly for widely distributed and a thick layer of the larger soft soil, the engineering properties of poor. The thesis of construction of the project, the paper analyses the construction of foundation pit supporting structure security, on the basis of the construction of the foundation pit of the detailed papers, guide the project construction.

【 key words 】 : retaining system safety construction foundation pit engineering technology

中图分类号： TU990.3 文献标识码：A文章编号：

目前，我国基础施工的复杂程度越来越大，其开挖深度已经从最初的几米发展到目前的几十米。但是由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性，以及在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化造成不连续性，都为基坑施工造成了很多困难，所以对基坑工程的研究势在必行。通过对基坑工程的研究，可以了解基坑在施工过程中的应力应变特征，进而为基坑施工和支、围护设计提供科学依据，使基坑在施工过程中，受力、变形等特性都控制在一个合理的范围内，从而使得人身安全和财产安全得到强有力的保障。

1. 工程概况

环东干道七京津塘高速公路跨线桥工程起于经三路与纬十路交口以北450m处，上跨纬十路、河道、京津塘高速公路、环东干道一，止于环东干道二以北300m处。由于修建环东干道七跨京津塘高速公路的跨线桥，改变原有北侧经三路的道路断面，桥梁墩位及道路挡墙位置与原有管线发生冲突，需对部分现状管线进行拆除。本工程管线沟槽最大挖深8.5m，桥梁4#墩挖深7m，5#、9#、10#墩挖深7.5m。本工程场地环境类型为Ⅱ类，地下水静止水位埋深0.76~2.20m，相当于标高-0.01～2.19m。场区地基土的标准冻结深度为0.60m。场地范围内特殊土主要为广泛分布且层厚较大的软土，工程性质差，其岩土层分布特征如表1所示。

根据设计提供资料，经三路上管线基坑最大挖深8.5m，槽深＞4m采用钢桩卡板支撑开槽。为确保工字钢入土深度，先降去一步土，深度2m，然后再进行工字钢插打工作。钢板桩采用Ⅰ40a工字钢，桩长采用13m，入土深度6.5m，间距500mm；采用I50a型工字钢围檩，每隔4m设一道支撑，支撑采用φ180mm钢管，其支护图见图1所示。

2. 支护结构稳定相演算

为确保工程施工的稳定性，根据地质勘察报告、建筑基坑支护技术规范（JGJ120-99）和建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）等，进行深基坑支护结构稳定性演算。

2.1支护结构验算参数及计算条件

根据本工程岩土工程勘察资料，各土层的设计计算参数如表2所示。根据环境条件、地下结构及土层分布厚度，本工程基坑分为三个区段，第一区段为经三路上管线工程，最大设计挖深8.5m;第二区段为桥梁4#墩工程；第三区段为桥梁5#、9#、10#墩工程。计算时取最不利经三路上管线开挖，其附加荷载中：地面荷载为20Kpa，设计开挖深度8.5m，降土深度2m，实际开挖深度6.5m、基坑长度436m、基坑宽度9.5m。

按照《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）的要求，土压力计算采用朗肯土压力理论，所有土层采用水土合算，因为地下水位充裕，用天然重度代替。求支撑轴力用等值梁法，对净土压力零点求力矩平衡而得。桩长是根据桩端力矩求出，并应满足抗隆起及整体稳定性要求。计算时基坑内外各土层参数均采用加权平均值，由于支护结构内力是随工况变化的，设计时按最不利情况考虑。

表1. 岩土层分布特征

图1. 经三路上管线基坑维护结构图

表2. 土层物理力学参数（坑外）

2.2经三路管线工程支护结构设计与计算

2.2.1支护结构计算

按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据，计算时，不考虑支护桩体与土体的摩擦作用，且不对主、被动土压力系数进行调整，仅作为安全储备处理。经三路管线工程支护结构受力简图见图2所示。支护体系采用单支点板桩支护，内力计算采用等值梁法。

据净土压力零点处墙前被动土压力强度和墙后主动土压力强度相等的关系，根先求出零点的位置u（该点至基坑底的距离）。由公式t=1.2（u+x）求出桩墙的入土深度。最大弯距在剪力Q=0处，设从B点向下y米处Q=0，计算出板桩的最大弯矩Mmax。

计算土压力，第一阶段挖土深至3.0m，并在此处设支撑，此阶段结构稳定。第二阶段挖至基底，挖土深度6.5m，计算得：

进行零点位置u的计算和支撑力Ra、作为内力的剪力Qb计算如下：

计算桩墙的入土深度t，并求得最大弯矩Mmax有：

进行基坑支护结构的抗倾覆稳定性验算，抗倾覆系数为1.76，大于规范要求的1.2，因此满足要求。进行基坑抗隆起稳定性验算，其安全系数2.90，大于规范要求的1.7，满足要求。进行基坑的抗管涌验算，其水力坡降为0.33小于临界水力坡度0.52，因此抗渗流系数满足要求，按设计要求本工程采用大口井降水。综合以上几种安全控制条件，取入土深度t≧6.499m，桩总长H=6.5+6.499=12.999m,采用13m钢板桩，入土深度6.5m，满足规范要求。

因基坑周围存在道路及管线，为确保安全对变形进行估算。本工程按软弱地层计算最大变形，道路及管线距钢板桩支护2.5m：

图2 经三路管线工程支护结构受力简图

2.2.2 降水设计计算

降水设计为提高降水效果将大口井双排布置，井管下端滤水管埋入含水层内。本工程取50m为一个施工段，最大基坑深度8.5m，沟槽平均宽度9.5m，大口井基坑降水。水井的深度Hw取8.5m。按潜水完整井计算降水区域总涌水量Q，可得Q=1003.6m3/d；计算基坑等效半径r0，可得基坑等效半径r0为17.255m。计算单井出水量，其约为173 m3/d；因此降水井数及间距计算如下，井位布置图如图3所示。

井数： n=1.1×

间距：降水井在沟槽边以外1.5m双排布置，井深17.5m,井管间距a=50*2/6=16.67m

图3. 基坑降水井位布置图

3. 基坑支护施工工艺及施工程序

3.1钢板桩支护施工工艺及施工程序

钢板桩采用I40a工字钢板桩，钢板桩之间采用I50a工字钢围檩进行连接，围檩与每根钢板桩之间空隙须打入木楔抵紧，转角必须设置专用构件。采用直径φ180mm的钢管进行内支撑，间距4m一道，位于顶面以下3m下。管道安装须调整对撑间距并及时回填，管道回填后密实度达到要求后方可拆除管道上方的钢支撑，以此为准，每50m为一个作业段。

3.1.1钢板桩施工的一般要求

钢板桩施工的一般要求如下：（1）板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，即在基础最突出的边缘外留有施工作业面。（2）基坑护壁板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准板桩的利用和支撑设置，各周边尺寸尽量符合板桩模数。（3）整个基础施工期间，在挖土、吊运、浇筑混凝土等施工作业中，严禁碰撞支撑，禁止任意拆除支撑，禁止在支撑上任意切割、电焊，也不应在支撑上搁置重物。

3.1.2板桩施工的顺序

板桩准备围檩支架安装板桩打设偏差纠正拔桩。

3.1.3板桩的检验、吊装、堆放

板桩的检验：对板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。

板桩吊运：装卸板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的板桩根数不宜过多，注意保护免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。

板桩堆放：板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。

3.1.4导架的安装

在板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导架，亦称“施工围檩”。导架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为2.5～3.5m，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大8～15mm。

3.1.5板桩施打

板桩用吊机带振锤施打，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，认真放出准确的支护桩中线。打桩前，对板桩逐根检查，剔除锈蚀、变形严重的普通板桩，不合格者待修整后才可使用。在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。

3.1.6板桩的拔除

基坑回填后，要拔除板桩，以便重复使用。拔除板桩前，应仔细研究拔桩方法、顺序和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。回填的方法采用填入法，填入法所用材料为砂。

3.2大口井施工工艺及施工程序

降水采用直径500mm大口井，井深17.5m，间距16.67m，沿基坑两侧布置，每50m为一个作业段。降水从降水井打完后就立刻开始，昼夜不停，抽水时设置专人负责，昼夜两班，每班4人，循环抽水，抽水期间值班人员要随时观察井内水位的上升情况，并做好记录，保证井内水及时抽出，保证不影响现场土方开挖，并把水位降到沟槽开挖地面1m以下。

降水施工包括以下工序,：井位布设，结合现场实际地况，井位布置间距16.67m, 沿基坑两侧布置；埋设护筒，人工开挖井位处杂土，以挖到原土为宜，一般挖深在1.5m左右，然后埋设护筒，护筒埋设要调正，其中心位置偏离既定井位不超过10cm。钻机就位，钻机就位要平整，保证钻头于护筒同心，并保证钻机牢固。开钻、成孔，开钻初始，向孔内注水，人工控制钻头进尺速度，防止钻头偏移，根据设计深度，从地表向下成孔深入为设计深度另加30-50cm，成孔完毕后将孔内泥浆淘尽，泥浆比重控制在1.05以下。选管、下管、回填过滤层：成孔后马上下管，防止井口坍塌，下管前，选择坚固无裂缝的无砂管下到最底处，管与管连接一般选用长约2m的竹片，周围均放3根，每根管的上下距管口15cm左右，用铅丝绑牢，用导向架上的钢丝绳将管一根根放入孔内，最后一根管要求露出地表20cm左右。下完管后马上回填过滤层填料，选择粒径0.2-0.5的干净石屑沿井周边顺序回填捣实，回填过程中要保证井管垂直。洗井，洗井时水泵抽水水流变小，以免因井底泥浆比重过大，而井管内的水被抽静后造成井管上浮，抽出的水流应先大后小，先混后清，必要时可向井管内注入潜水，加强洗井效果。洗井完毕后，移机下一井位，重复上述工艺施工。

3.3基坑开挖

管槽开挖每个作业段用二台挖掘机开挖与人工配合清底的方式，挖土要遵循“纵向分段、竖向分层先支后挖”的原则进行。采取分层分段对称进行，在开挖过程中掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点，遵循“竖向分层、纵向分段、先支后挖”的施工原则。

（1）在基坑开挖过程中先掏槽安装-500mm（或-1000 mm）处钢围檩、架设钢支撑，以尽早对围护结构进行支撑。自卸汽车运输，基底以上30cm采用人工突击开挖，严格控制最后一次开挖，严禁超挖。

（2）分段开挖两端设截流沟和排水沟，渗水及雨水及时泵抽排走。雨季备足排水设备，做好预警工作，确保基坑安全。

4. 总结

在建天津环东干道七京津塘高速公路跨线桥工程由于修建跨线桥，改变原有北侧经三路的道路断面，桥梁墩位及道路挡墙位置与原有管线发生冲突，需对部分现状管线进行拆除。该工程管线沟槽最大挖深8.5m，其工程场地环境为Ⅱ类，地下水静止水位埋深0.76~2.20m，场地范围内特殊土主要为广泛分布且层厚较大的软土，工程性质差。论文在对该工程围护结构体系安全性分析基础上，就该工程的施工进行了论述，指导了该工程施工。该工程2011年3月1日进行基坑开挖施工，2010年5月30日竣工。

参考文献

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[2] 宗金辉.深基坑开挖有限元模拟及现场实测研究[D].天津：天津大学,2006.

[3] 陶文慧,王国标.深基坑开挖与不同支护方案的优选[J].土工基础,2006,20(5)：18-24.

[4] Long M.date base for retaining Wall and ground Movement due to deep excavation Jurnalof Geotechnical and geoenvironmental engineering,2001.

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