隧道工程概论范文

导语：如何才能写好一篇隧道工程概论，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。

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关键字：隧道覆盖覆盖规划铁路隧道公路隧道

一、概述

对重要的公路、铁路实现全线覆盖是运营商提高网络质量的一个重要环节，是提高综合竞争力的一个有力手段。从交通角度来看，目前大多数隧道的目的是覆盖盲区，因此需要结合交通线路的覆盖设计来制订专门的隧道覆盖解决方案。

隧道覆盖主要分为铁路隧道、公路隧道、地铁隧道等，每种隧道具有不同的特点，一般来说公路隧道比较宽敞，对隧道里面的覆盖状况，有车通过与无车通过时差别不大。车辆通过时，隧道内剩余空间较大，可根据实际情况选择尺寸大一些的天线，以获取较高的增益，使覆盖范围更大。而铁路隧道一般来说要狭窄一些，特别是当火车经过时，被火车填充后所剩余的空间很小，火车对隧道的填充会对信号的传播产生较大的影响，且天线系统的安装空间有限，使天线的尺寸和增益受到很大的限制。另外，不管是哪种隧道，都存在长短不一的状况，短的隧道只有几百米，而长的隧道有十几公里。在解决短隧道覆盖时，可采用灵活经济的手段，如在隧道口附近用普通的天线向隧道里进行覆盖。但是，这些手段可能在解决长隧道覆盖时不起作用，对于长隧道的覆盖必须采取其它一些手段。因此，对于每段隧道的解决方案可能都会有所区别，必须根据实际情况来选定覆盖解决方案。

在进行隧道覆盖规划之前，一般需要知道以下数据：

隧道长度、隧道宽度、隧道孔数（1、2）、覆盖概率（50%、90%、95%、98%、99%）、隧道结构（金属、混凝土）、载频数目、隧道中最小接收电平（一般为-85dBm到-102dBm）、隧道孔间距、AC/DC是否可用、墙壁能否打孔、隧道入口处的信号电平、隧道内部已有信号电平等。

二、隧道覆盖的信号源选择

为了提供隧道覆盖，一个GSM信号源与一套分布式系统是必要的。信号源的选择，需要根据隧道附近的无线覆盖状况和传输、话务、现有网络设备等情况来决定。隧道覆盖所采用的信号源包括宏蜂窝基站、微蜂窝基站、直放站等。

对于铁路、公路隧道覆盖来说，由于其话务量小，宏蜂窝基站作为信号源较为少用。但是，在城市地铁隧道中，人流量大，话务量也高，这种场合不仅要覆盖站台，而且还要覆盖铁路系统出口等地方，可采用容量较大的宏蜂窝基站。

使用宏蜂窝基站的优点是可以提供更多的信道资源、扩容较为容易、单个基站覆盖能力强；缺点是需要用电缆从BTS设备所在的机房引入信号覆盖隧道、增加了馈线损耗、需要较大的机房等配套设备、总的投资费用高。

对容量要求不是很高的隧道覆盖，可采用微峰窝基站。使用微蜂窝基站的优点是所需设备空间小、所需配套设备少、总的投资费用低。

如果附近有信号源可以利用，则可采用无线直放站来作为隧道覆盖的信号源。采用直放站往往是网络拓展的第一步，在网络容量上升后再用GSM基站来替换。采用直放站作为信号源的优点包括：无需传输、综合成本低、可将远处的话务带给施主小区，使小区的信道利用率更高、安装速度快等。无线直放站有宽带直放站和选频直放站两种，采用无线直放站会使得网络管理复杂度增加，不便维护，另外在采用选频直放站时，施主小区的频率发生变更后，直放站的频率也要进行调整，不利于整网规划和优化，施主天线和重发天线需要有足够的隔离度，造成安装空间上有些困难等缺点。除采用无线直放站以之外，也可采用光纤直放站作为信号源对隧道进行覆盖。

在实际工程之中，必须根据隧道长度、隧道附近的覆盖状况、基站分布、话务分布、建站条件等因素选择信号源，微蜂窝基站和直放站是隧道覆盖建设常用的信号源。

三、隧道覆盖的天馈系统选择

在选择好了GSM信号源之后，则必须根据实际情况配置天馈系统，对隧道进行覆盖。通常有三种不同配置的天馈系统：同轴馈电无源分布式天线、光纤馈电有源分布式天线、泄漏电缆。

1、同轴馈电无源分布式天线

这种覆盖方案的设计比较灵活、价格相对低、安装较方便。同轴电缆的馈管衰减较小，天线增益的选择主要取决于安装条件，在条件许可的情况下，可选用增益相对较高的天线，来提高覆盖范围。该方案的简化版就是采用单根天线对隧道进行覆盖，对于较短的隧道来说，这种方案确实是一种低成本解决方案。

2、光纤馈电有源分布式天线系统

在某些复杂的隧道覆盖环境中，可采用光纤馈电有源分布式天线系统来替代同轴馈电无源分布式天线系统。它更适用于覆盖地下隧道（地铁隧道）和站台。采用光纤馈电有源分布式天线系统的主要好处包括在室内安装的电缆数减少、可适用更细的电缆、采用光缆可降低电磁干扰、在复杂的网络中设计更灵活等，缺点是成本高。

3、泄露电缆

采用泄漏电缆进行隧道覆盖，是一种最为常用的方法，这种方法的好处在于：

可减小信号阴影和遮挡，在复杂的隧道中采用分布式天线，手机与某特定天线之间可能会受到遮挡，导致覆盖不好；

信号波动范围减少，与其它天线系统相比，隧道内信号覆盖均匀；

可对多种服务同时提供覆盖，泄漏电缆本质上是宽带系统，多种不同的无线系统可以共享同一泄漏电缆，考虑到在隧道中经常使用某些无线系统（寻呼系统、告警系统、广播等），采用共享一条泄漏电缆的方法，可省去架设多条天线的工程。

泄漏电缆覆盖设计是一项非常成熟的技术，其设计方案相对简单，本文不作重点分析。下面重点分析采用普通同轴馈电无源分布式天线进行隧道覆盖的设计方案。

四、隧道的无线传播

无线电波在隧道中传播时具有隧道效应，信号传播是墙壁反射与直射的结果，其中直射为主要分量。华为公司基于ITU－R建议，根据试验数据对传播模型进行了修正，得出一简单实用的隧道传播模型，用于进行隧道覆盖设计，该传播模型为：

Lpath=20lgf+30lgd―8dB

其中:

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关键词 软岩隧道；施工工艺；检测技术

中图分类号U25 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）48-0172-03

The Construction Technology of Weak Surrounding Rock Tunnels from the Tunnel Construction Work

WU Chong

Shenhua Xinzhun Railway Co.， Ltd. Inner Mongolia， Ordos 017000

Abstract In the condition of weak surrounding rocks， safety and quality accidents will probably happen during the tunnel construction work， such as the great deformation and side fall roof caving. Based on the weak surrounding rock tunnel collapse treatment experience， this essay systematically analysis the construction technology that the weak surrounding rock tunnel construction usually takes. Further， a proposal can be raised that the basic construction rules should obey and the advanced detection technology should import in the weak surrounding rock tunnel construction work.

Keywords Weak Surrounding Rock Tunnels; Construction Technology; Detection Technology

1 工程概况

大准铁路南坪支线肖家沙隧道，是点岱沟至南坪工业广场铁路运煤专用支线全线开通的关键控制工程，隧道进口里程为DK8+520，出口里程为改DK9+765，全长1 245m。隧道进口至DK8+528.11位于半径为800m的曲线上，DK8+528.11至改DK9+039.80位于直线上，自改DK9+039.80至隧道出口位于半径为800m的曲线上。隧道内纵坡自隧道进口至DK8+950为10.5‰的上坡，DK8+950至改DK9+750为7‰的上坡，改DK9+750至隧道出口为1‰的下坡。

1.1 工程地质及水文地质

该隧道位于剥蚀低山区，地形起伏很大，山顶地表大部分辟为耕地，局部为荒地。隧道进口地势较缓，但进口左侧冲沟下切较深；出口地形较陡，线路左侧有一陡洞，深约3m。隧道顶植被稀少，表覆第四系上更新统冲风积层（）湿陷性新黄土，湿陷系数 0.015~0.070；洞身地层主要为二叠系上统（）泥岩及砂岩，节理发育，呈全风化（W4）～弱风化（W2），岩层产状，其中泥岩属膨胀岩；隧道进出口洞顶地层为新黄土夹粉细沙薄层。

本隧道地下水主要为基岩裂隙水，地下水水量不大，主要含水层为节理裂隙发育的砂岩风化层，受大气降水补给，对混凝土不具侵蚀性，渗透系数新黄土及砂岩为K=0.5，泥岩为K=0.001~0.005。

1.2 设计参数（改DK9+010~590段）

隧道改DK9+010~590段，原设计为Ⅳ级围岩，采用短台阶或超短台阶法施工，初期支护及二次衬砌为喷锚施工复合式衬砌（详见图1），参数见表1。

1.2.1 超前支护

隧道拱部140°范围内采用超前小导管注浆支护，小导管采用42热轧钢管，长3.5m。环向每米3根布置，纵向每2榀格栅打一环，施工外插角为10°~15°。注浆材料选用水泥浆，灰水重量比采用1:1，注浆压力0.8MPa。

1.2.2 初期支护

初期支护以喷混凝土、钢筋网、格栅钢架及锚杆组成，支护紧随开挖并封闭成环。其中喷射混凝土采用碳塑加强筋纤维喷射混凝土新工艺，以提高喷射混凝土的质量和增强抗裂性，并减少回弹量；钢筋网拱墙设置，钢筋直径采用8，网格尺寸为25×25cm；Ⅳ级围岩段格栅钢架（详见图2）按局部设计，工程数量按2m/榀，实际施工时在需要设置的段落集中架设，间距按1.2m考虑，格栅纵向连接筋为22钢筋，环向间距1.0m，单排布置；锚杆拱墙设置，在拱部120°范围内采用带排气管的新型CD组合式中空注浆锚杆，边墙采用砂浆锚杆，锚杆长2.5m，环、纵间距1.2m，呈梅花状布置。

1.3 二次衬砌

拱墙及仰拱为C25混凝土，厚度分别为30cm和40cm，仰拱填充为C20混凝土。仰拱超前封闭，二次模筑衬砌按先墙后拱顺序全断面一次整体灌注。

1.4 防排水措施

隧道初期支护与二次衬砌间于拱墙设置新型HDPE防水排水板，衬砌背后设环向盲沟，间距按12m一道，在墙脚处设纵向软管透水盲沟；衬砌施工缝按8m一道，施工缝设膨润土止水条。

2 塌方事故处理

2.1 事故概况

2006年12月5日，结合本隧道复杂地形、地质及前期施工情况，为确保隧道结构永久性质量安全，本着动态施工的管理理念，兼考虑隧道总体施工进度等因素，就改DK9+010~590原Ⅳ级围岩段设计，曾提出如下变更：

1）于仰拱增设砂浆锚杆及钢筋网片，格栅钢架由原设计的局部设置调整为1榀/m设置，全断面封闭成环；

2）初期支护喷射混凝土厚度调整为22cm，二次衬砌厚度按45cm施作，隧道净空断面尺寸不变；

3）其余施工参数维持原设计，变更后的复合式衬砌结构图详见图3。

但由于该段地质条件复杂多变，围岩属未固结软弱泥岩夹砂岩，且风化严重，自支护能力较差，开挖后由于其自重应力及构造应力的释放，变形较大，给施工的动态管理造成相当困难。2007年7月23日上午11时，在进行隧道出口改DK9+440~443段左侧边墙初期支护马口开挖时发生突然坍塌，塌方沿临空面迅速扩展，致使改DK9+420~460段左侧初期支护从拱顶至边墙连同格栅一起全部垮塌，围岩发生大面积坍塌，塌方数量约为400多方。从洞内的坍体表面观察来看，该段地质为强风化泥岩夹砂岩，节理发育，基岩裂隙水受雨季降水补给下渗，致使泥岩浸水呈现出中等崩解性、膨胀性及抗剪强度降低等特点，围岩结构十分松散，主要依靠层间粘结力结合，整体稳定性极差。

2.2 处理措施――管棚工法

第一步：对改DK9+460~470段用工字钢做卡口梁，加强锁脚和径向锚杆等加固处理，并尽快施作改DK9+460~476段仰拱及矮边墙，每循环施作4m。仰拱施作完成后拆除卡口梁，及时浇注此段二次衬砌。

第二步：从洞外运土对塌方段右侧进行填筑，用于稳定坍体及施作系统锚杆的平台，同时对右侧没有变形的拱架增加锁脚及径向锚杆。

第三步：在改DK9+461处架设2榀I22型钢护拱，作为管棚施作支撑，护拱间距10cm并采用22钢筋与原有拱架进行连接，同时做好管棚顶进钻孔（施工外插角5°）及推进基地。

第四步：在塌方范围内顶进89mm、长L=6m的钢管，环向间距30cm，纵向每循环搭接长度为2m，注浆压力1.5MPa（管棚布置图详见图4）。

图4塌方段管棚及小导管布置图

第五步：待管棚成形后，拆除已垮塌拱架部分，重新进行喷锚挂网，并就塌方范围初期支护采取如下技术措施：

1）边墙增设径向小导管，长度3.5m，环纵间距1.5m，梅花型布置，注浆压力1.5MPa；

2）将CD组合式中空注浆锚杆及砂浆锚杆，由原设计的长2.5m变更为3m，环、纵间距由原设计的1.2m变更为1m，梅花状布置；

3）喷射混凝土厚度由变更后的22cm调整为28cm。

第六步：及时跟进仰拱及二次衬砌，并采用喷浆机对衬砌背后空洞进行填充注浆处理。

3 技术效果分析

3.1 管棚、小导管及锚杆作用分析

3.1.1 管棚工法

管棚工法是沿隧道开挖断面外轮廓以一定间隔与隧道平行钻孔后插入钢管，再从插入的钢管内压注充填水泥浆或砂浆，来增加钢管岩的抗剪切强度，并使钢管与围岩形成一体，构成棚架体系。在软弱围岩条件下的隧道施工，管棚工法能有效防止围岩的松弛变形，同时其梁式结构对防止围岩的松弛崩塌也是十分有利的。在设计中，要充分考虑围岩地质条件、周边环境、隧道开挖断面、埋深以及隧道的施工方法等，来决定管棚的配置、形状、施工范围、管棚间隔及断面等。

3.1.2 小导管注浆

1）超前小导管

超前小导管注浆是向掌子面附近的围岩压注水泥、砂浆及水玻璃等压注材料，以改善围岩状况并使掌子面达到稳定的方法。由于掌子面斜上方的围岩状况对隧道的稳定性具有很大的影响，因此改善该部分的围岩状况对提高隧道的稳定性是极为重要的。同时作为超前支护，超前小导管以低角度打设的方式沿隧道外轮廓平行打入掌子面前方围岩，可有效约束围岩的松弛变形，防止崩落掉块。

超前支护基本是借助构件的抗弯刚度发挥作用，因此采用抗弯刚度大的构件是有利的，对于单管超前支护，一般采用34mm~48mm的钢管，以30cm~60cm的间隔和5°~30°的仰角打入，打入长度一般为掘进进尺的2倍~3倍。

2）径向小导管

小导管注浆不仅是掌子面稳定的对策，还可充分运用于改善隧道周边围岩的稳定性。对于径向小导管注浆，是在隧道开挖后径向打入隧道拱部及边墙，并向周边围岩压注注浆材料，其设计、施工、原理及效用与超前小导管基本相同。

3.1.3 锚杆

锚杆是隧道施工过程中维护围岩稳定，保证施工安全的重要支护手段之一，施工完成后，在一定程度上还可以作为永久支护结构的一部分发挥作用。对于软弱围岩中的隧道施工，锚杆能有效限制约束围岩变形，制止围岩强度的恶化，其加固作用，可使围岩中松动区的节理裂隙及破裂面等得以联结，使锚固区围岩形成整体加固带，大幅提高围岩强度，同时锚杆群可有效提高层状围岩的层间结合力，以提高隧道的整体稳定性。

锚杆施工中，要合理确定锚杆参数，充分发挥群锚作用，避免不配置垫板、布置不合理、砂浆充填不密实及长锚短打等现象发生。

3.2 塌方处理效果

本次塌方处理从7月24日开始，至9月底处理完毕，整个处理过程历时2个多月，实际注浆量224.0m3。注浆完毕后，开挖情况显示，坍体泥岩破碎体及土石松散体相当于凝结成一个低标号的混凝土整体，隧道拱部也具备了自稳能力，经量测资料分析，坍体处于稳定状态，从开挖支护到二次衬砌，塌方段再没有发生变形和下沉等安全质量事故，完全达到了塌方处理的预期目的，这同时也说明了处理方案选择的正确与合理性。

4 结论

在隧道施工的整个工程中，一旦发生灾害性事故，不仅延误工期、大幅度提高工程费用，同时如处理不当，还会遗留工程质量后患，甚至出现人生伤害，但由于隧道施工地质条件的不断变化，当一些不能预计到的突发现象发生时，应采取各种应变措施，按照安全、优质、高效、投资节约的总原则对事故进行处理，这就是动态施工管理的本质含义。

在软弱围岩中的隧道施工，导致塌方的原因虽然是多种多样的，但如果在施工管理和技术上加以认真地改善，遵循“先预探、管超前、预注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、快反馈、紧衬砌”的施工原则，加强超前地质预报和监控量测信息反馈，及时调整设计参数，就会使塌方事故得到有效控制，因此要更多地从施工方面去分析塌方的原因，如由于抢工期心切而忽略地质因素；片面追求进尺而不及时封闭断面或不及时跟进衬砌；在出现塌方迹象时不采取或被动采取辅助措施；破碎岩层中不设超前支护或支护不到位等，都是造成塌方或是塌方扩大的原因。

参考文献

[1]关宝树，杨其新.地下工程概论[M].成都：西南交通大学出版社，2001.

[2]铁道部.铁路隧道工程施工技术指南（TZ 204-2008）[S].北京：中国铁道出版社，2008.

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1.内容多，授课时数少。

在大多数高校工程类专业的培养中，土木工程概论课程的课时一般为32学时。然而，课程内容涉及土木工程材料、地基与基础、建筑工程、交通土建工程、桥梁工程、隧道与地下工程、水利水电工程、给排水工程和土木工程防灾减灾等多个章节，显然课时严重不够。因此在上课的时候，教师一般只能注重内容的广度，无法兼顾内容的深度，比如在介绍建筑工程这一章的时候只能提纲式地介绍其结构类型。

2.课程的教学方式主要是理论教学。

目前，在该门课程的教学中，教师主要采用的是多媒体教学加板书教学，主要讲授各工程的理论知识。多媒体教学可以展示平面或立体效果，可以图文并茂，可在多媒体课件中穿插大量的工程实例、施工现场的照片，甚至可以加入动画效果，极大地丰富了课堂内容。但是从上课效果来看，如果只按照教材内容进行理论讲解，即使有大量的工程实例，学生也很容易产生视觉疲劳，上课效果并不是很理想。比如，在讲构件中的梁和拱的时候，这两者的受力有何不同只能纸上谈兵，学生没办法通过实践来验证。这使得学生只能通过死记硬背来记住相应的知识，大大降低了学生学习的主动性，进而产生了厌倦的心理。

3.缺乏正确的认识。

大多数工程管理的学生对自己的专业缺乏正确的认识，他们理所当然地认为工程管理专业和土木工程专业区别不是很大，认为工程管理专业的学生要学习土木工程专业的所有专业课程，只是要比他们多学一些管理学、经济学等课程。在这样的错误认识下，简单地认为土木工程概论就是土木工程，导致对专业课的期望很大。由于受课时的限制，对相应章节的讲解深度不够，只能提纲挈领的做介绍，这和大多数学生的预期产生偏差，使他们对课程的兴趣降低。他们把土木工程概论课程的概率两个字直接忽略了，认为土木工程概论就应该像土木工程一样，不只是简答介绍理论知识，应该深入介绍相关工程的施工技术。

4.教师经验不足。

一方面，高校教师队伍逐渐年轻化，很多教师都是一毕业就进入高校任教，教学经验不足，对教材驾驭能力较弱。另一方面，土木工程概论涉及内容多，知识面广，对教师的要求更高。但是大多数教师只对某一专业领域比较熟悉，比如只对建筑工程较熟悉，但对桥梁工程就没那么了解，这样在授课上就显得力不从心。再者，大多数教师一直处在学习教学环境中，缺乏相应的实际工程经验，因此想要更好地带动学生的学习积极性比较难。

二、《土木工程概论》教学效率提高的措施

1.教材选择。

目前关于土木工程概论的教材颇多，每本教材在结构体系上大致相同，但是在具体内容上各有侧重点。教材的选择应结合本校学生实际，充分考虑学生的层次，选择适合的教材。我校工程管理专业的学生在大一下学期开设了土木工程概论课程，这也是学生接触到的第一门专业课程，此时学生没有任何专业基础。因此，选择的教材既要具有一定的知识宽度和深度，也要容易理解。教材应具有应有的理论深度外，还应理论联系实际，密切结合实际工程，全面展示土工工程的技术内涵，拓展学生的视野，激发学生的学习积极性。比如在建筑工程章节，针对超高层建筑应有当前世界经典的建筑介绍。在众多的教材版本中，大多数结构安排合理、内容详略得当，并且图文并茂，学生理解起来比较容易。除此之外，选择的教材内容应该新。我曾先后选择过多种教材，如叶志明主编的《土木工程概论》，重庆大学出版社出版的段树金等主编的《土木工程概论》，这些教材都是比较适合本校学生的。从授课情况及学生反映来看，这几本教材都是适合的。

2.丰富教学手段。

土木工程概论课程很多内容都和实际联系紧密，比如地基处理方法，学生以后在工程处理的时候就能实际应用所学的方法。在讲课的时候，教师可以找些具体工程处理地基的视频，让学生直击现场。在讲授桥梁工程、隧道工程施工方法的时候，教师可以用动画形象地展示施工工艺流程。通过动画、视频的运用，教学内容更加丰富，课堂更有活力，学生学习积极性也更高。除此之外，课堂中可以引入模型教学。在讲钢材的时候，“H型钢”是一种经济型断面，教师可以在课堂中用三片字块模拟，将其组合成不同的形状受力，最终得出H型是最佳的一种断面。在桥梁工程章节，让学生自行组队，完成一座纸桥建设。

3.多样的考核方式。

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关键词：地铁；锚喷支护；锚杆；喷射混凝土

Abstract: The anchor support has been widely used in city tunnel project. This paper take a rock area of metro tunnel as an example, from the bolt, steel mesh and shotcrete, steel four respects discussed bolting mechanism, and puts forward the shotcrete construction quality control points. The research results to improve the subway engineering construction quality, reduce tunnel collapse has important significance.

Key words: Subway; shotcrete; bolt; spray concrete

中图分类号：U455.4 文献标识码：A文章编号：

前言

世界上第一条地铁建于19世纪60年代，至今已有一百余年。在这一个多世纪里，地铁已深入人们的生活，成为城市人出行的首选，也成为体现一个国家综合国力和城市现代化程度的重要标志。目前我国已有广州、上海、北京等12个城市开通地铁，“十二五”时期，我国将进一步扩大地铁建设规模，地铁建设的发展将迎来黄金时代。

地铁施工具有隐蔽性、复杂性和不确定性等特点。近年来，我国地铁建设规模迅速膨胀，但技术和管理力量却相对滞后。由于开挖后初期支护质量不合格，许多己建和在建的地铁工程出现喷射砼开裂和拱顶沉降过大等现象，这不仅会引起施工期间隧道结构的失稳，危及施工安全，并且会直接影响隧道的使用功能，增加了营运期间的维修费用。

本文以某岩石地区的地铁隧道为例，分析了锚喷支护的作用机理，针对性地提出了锚喷支护工程的施工质量控制要点。本文的研究可为相似地铁工程的施工和设计提供借鉴。

1 工程概况

地铁隧道采用复合式衬砌暗挖结构，马蹄形断面，隧道拱顶埋深13m～27m，为深埋隧道，钻爆法施工。初期支护以C25喷射混凝土，锚杆，钢筋网片为主要支护手段。锚杆采用全长型砂浆锚杆施工，施工中最大限度的保护围岩，充分发挥围岩的自身承载能力。

2 锚喷支护的作用机理

隧道的结构体系是由围岩和支护结构组成，其中围岩是主要的承载单元，支护结构是辅单元，但通常也是必不可少的。隧道开挖时，随着临空面的出露，围岩原有的三维平衡状态被打破，围岩应力场重新分布，形成了二次应力。如果围岩自身能完全抵抗二次应力，并保持长期稳定，此时支护结构只是用来防止围岩风化或是作为安全储备。如果在二次应力作用下，围岩的强度和刚度不足，则支护结构就对围岩施加约束，与围岩一起承受荷载。

当前岩石地区隧道的支护结构，主要采用以锚喷支护作为初期支护、模筑混凝土作为二次衬砌的复合衬砌结构。在复合衬砌结构中，围岩和锚喷支护共同作用承担了隧道的全部或大部分荷载，而二次衬砌不承载或只承担少量荷载。从分担隧道荷载方面来说，锚喷支护比二次衬砌更重要。因此，锚喷支护的施工质量对隧道结构的稳定性和安全性方面起着至关重要的作用。

2.1 锚杆的作用机理

（1）支承围岩

锚杆能限制约束围岩变形，并向围岩施加压力，从而使处于二轴应力状态的洞室内表面附近的围岩保持三轴应力状态，因而能制止围岩强度的恶化，见图1。

（2）加固围岩

如图2所示，由于系统锚杆的加固作用，使围岩中，尤其是松动区中的节理裂隙、破裂面得以连接，因而增大了锚固区围岩的强度；锚杆对加固节理发育的岩体和围岩松动区是十分有效的，有助于裂隙岩体和松动区形成整体，成为“加固带”。

图1锚杆支承作用

图2 锚杆的加固作用

（3）提高层间摩擦力，形成“组合梁”。

对于水平或缓倾斜的层状围岩，用锚杆群能把数层岩层连在一起，增大层间摩阻力，从结构力学观点来看就是形成“组合梁”，见图3。

图3 锚杆的“组合梁”作用

（4）“悬吊”作用

所谓“悬吊”作用是指为防止个别危岩掉落或滑落，用锚杆将其同稳定围岩联结起来，这种作用主要表现在加固局部失稳的岩体。

3.2 喷射混凝土的作用机理

喷射混凝土已被广泛地用于隧道支护，其主要作用为：

（1）喷射混凝土能与围岩大面积地紧密接触，能与围岩一起协调变形，围岩变形后释放出部分应力，使围岩“卸载”，同时其支护阻力又给围岩表面施加压力和剪力，改善围岩的应力状态，避免围岩出现过大的变形而松动，能充分发挥围岩的自承载能力。

（2）喷射混凝土覆盖整个围岩表面，防止围岩风化，阻止围岩节理裂隙面内充填物的流出，增加围岩的稳定性。

（3）喷射混凝土施工简单，能够紧跟开挖而及时支护，其凝固速度快，早期强度高，能及时向围岩提供支护阻力。并且喷射混凝土可填充围岩表面的凹坑，使裂隙分割的岩块层面粘联在一起，加强了软弱层，并缓和围岩应力集中。

（4）喷射混凝土与锚杆或钢构件等组成联合支护时，可以将围岩压力传递给锚杆及钢构件上，使联合支护结构共同作用。

3.3 钢筋网的作用原理

（1）提高喷射混凝土的抗剪性能和抗震能力，防止喷射混凝土开裂。

（2）传递抗弯拉应力，改善喷射混凝土中的应力分布，使应力分布较均匀。

（3）提高喷射混凝土与岩面的附着能力，防止喷射混凝土从岩面上剥落。

3.4 钢架支护的作用原理

对于破碎程度大的Ⅳ、Ⅴ级围岩，锚杆喷射混凝土钢筋网联合支护不能有效控制围岩的变形，需增设钢构件支护，以增强支护结构的刚度。

目前常用于支护的钢构件有格栅钢架和型钢钢架。格栅钢架的刚度小，喷射混凝土后，格栅钢架能与喷射混凝土结合为整体，形成了类似于钢筋混凝土结构，明显提高了支护结构的刚度，随着喷射混凝土强度的增长，格栅钢架的作用的就逐步发挥出来。型钢钢架的刚度大，安装后能立即支撑围岩，防止围岩早期过大的变形。

4.锚喷支护施工质量控制要点

4.1 锚杆施工质量控制要点

锚杆孔宜沿隧道周边径向钻孔，钻孔时应严格控插入制角度，但钻孔不宜平行岩面，注浆时必须采用专门的注浆机注浆，注浆必须密实，注浆时应由孔内浆液压力将注浆管推出，严禁人工拖拽注浆管。锚杆安装插杆过程中，必须有浆液挤出才能证明孔内浆液密实，如锚杆插到孔底没有任何浆液挤出，则必须拔出锚杆重新注浆。砂浆中严禁含有对锚杆有腐蚀作用的化学成分，锚杆安装后，在砂浆凝固之前不得敲击、碰撞、拉拔，锚杆的抽检频率应符合相关设计及规范要求。

在施工中按照如下顺序进行：清理作业面，孔位放样，钻孔，清孔，注浆，锚杆杆体安装，安装锚垫片，锚杆验收（见图4 砂浆锚杆施工工艺图）。

图4砂浆锚杆施工工艺流程图

4.2 喷射砼施工质量控制要点

喷射混凝土的质量控制主要是保证混凝土的原材料质量满足设计要求，且配合比要满足规定的配合比要求。喷射混凝土开始前必须先将受喷面上松动岩块清撬，并将岩面的岩粉、岩碴清除干净，附有粘土、锈斑及其它有碍混凝土与坡面结合的杂物要彻底清除。喷面有涌水时，必须视情况埋设排水管或增加速凝剂等方法进行处理，应将涌水处理好后再喷混凝土。喷混凝土之前，必须在锚杆上喷涂控制层厚度的标志，喷混凝土的实际厚度的平均值不小于设计厚度。不合格测点的厚度应不小于设计厚度的1/2，且不得少于5cm，低于这个标准时，需补喷。

喷射混凝土应分段分层自下而上进行，不得自上而下进行，严格控制喷头与受喷面的距离及喷头喷射方向与受喷面的夹角满足相关规范要求。喷射过程中反弹的混凝土料，必须及时清理干净。发现回弹堆积在喷射混凝土面或被挂网“架住”，必须先清理干净再进行喷射混凝土，即不能将这些回弹料包裹在喷层之中，亦不能回收再用于喷射混凝土或复喷。若采用钢纤维喷射混凝土，则应保证拌合料中钢纤维必须均匀，以确保喷射到受喷面上的砼中钢纤维均匀分布；严格控制拌合料中钢纤维的比例满足设计要求。喷射混凝土终凝2h后，即开始洒水养护，14d内必须全天保持湿润状态。当气温低于5℃时，不得喷水养护，应采取防冻保暖措施。

4.3 钢架施工质量控制要点

钢支撑的施工质量控制重点为加工质量和安装质量。其中加工质量主要包括加工尺寸、钢支撑的强度和刚度以及焊接质量，格栅钢架质量要求可按照钢筋骨架加工标准；安装质量主要包括安装尺寸，包括标高和间距；安装倾斜度，包括平面和纵面；钢架的连接与固定质量，钢架应有牢固的基础并与围岩密帖，同时与锚杆焊接牢固，形成一个承载整体。格栅钢架应垂直于隧道中线，上下、左右偏差以及倾斜度应符合相关规范要求，格栅钢架之间必须按设计要求进行纵向联接，以保证格栅钢架之间处于良好的联合受力状态。

锚杆布置断面方向均应与格栅钢架的安设相适用，并应留有一定的锚杆头部与格栅钢架联接。局部位置与锚杆错开时采取增加纵向连接钢筋或调整纵向钢筋位置进行间接联接，确保该范内的每根锚杆发挥其作用。拱脚、边墙脚联接钢板应按正确位置置于原状土（石）上，并与格栅拱焊接牢固。当拱脚、墙脚标高不准时，宜用片石垫平。

5 总结

本文以某岩石地区的地铁隧道为例，从锚杆、喷射混凝土、钢筋网和钢架四个方面探讨了锚喷支护的作用机理，并针对性地提出了锚喷支护工程的施工质量控制要点。研究成果对提高地铁工程的施工质量，减少隧道塌方具有重要的借鉴意义。

参考文献：

[1] 张向东．锚杆支护配套技术设计与施工[M]. 北京：中国计划出版社，2003.

[2] 傅鹤林，赵朝阳．隧道安全施工技术手册[M]．北京：人民交通出版社，2010.

[3] 关宝树．隧道工程施工要点集[M]．北京：人民交通出版社，2003.

[4] 李宁，段小强，陈方方，等．围岩松动圈的弹塑性位移反分析方法探索．岩石力学与工程学报，2006，25(7)：l304-1308．

[5]邹红英，肖明．地下洞室开挖松动圈评估方法研究[J]．岩石力学与工程学报，2010，29(3)：513-519．

篇5

关键字：土木工程、发展、发展趋势

一、土木工程的涵义

土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施；

1建筑工程、2公路与城市道路工程、3局坝水电和水利工程、4铁路工程、5桥梁工程、6隧道工程、7地下空间开发利用工程等。

另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展，目前土木工程的实践和研究己取得显著成就，无论是结构的力学分析，还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段，都有了非常大的突破；特别是近若干年，在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来，土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。

二、现代土木工程的特点

适应各类工程建设高速发展的要求，人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物，既要求高质量和快速施工，又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题，并推动土木工程这门学科前进。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。

2.1建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。

2.2工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能，不仅直接决定基础的设计和施工，还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择，对于地下工程影响就更大了。

2.3工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案，从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大，现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。

2.4工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况，达到适用、经济、安全、美观的目的。

2.5工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展，施工日益走向机械化和自动化。

三、未来土木工程的发展

4.1指导理论的继续发展。在可以预见的将来，土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学，新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上，现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展，用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用，使得对复杂的情况的模拟更有把握，更接近于现实。力学也会突破宏观框架，向微观发展，控制论，虚拟现实等技术也在力学中加深影响。

4.2工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物，从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面，有了好的理论和设计，没有好的工程实践，一样不会产生一个优秀的作品。 信息时代正在迎面走来，其他学科和其他方面的新观点新技术，必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论，施工技术，新材料，环境工程，经济理论等等。

4.3主动控制技术。迄今，绝大部分的土木工程建筑都是被当作一个静态的，被动的物体。对周围环境的影响，如风动，温度变化，突发事件等只能依靠自身的结构进行被动的抵御。显得缺少灵活性和应变能力。今后土木建筑设施的一个发展方向之一就是主动控制技术在建筑构造物中的应用。运用计算机技术和模糊控制技术，以及一些预设的控制结构。使得建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应。

四、土木工程的发展趋势

3.1高性能材料的发展

钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。

3.2计算机应用

随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善，计算结果将更能反映实际情况，从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。

3.3环境工程

环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视，土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关，又无一不与土木工程有关。

3.4建筑工业化

建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程，特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展，但是总的来说落后于其他工业部门，所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。

3.5空间站、海底建筑、地下建筑

早在1984年，美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想，即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。随着地上空间的减少，人类把注意力也越来越多地转移到地下空间，21世纪的土木工程将包括海底的世界。实际上东京地铁已达地下三层：除在青函海底隧道的中部设置了车站外，还建设了博物馆。

3.6结构形式

计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现，为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用，不同受力形式的结构融为一体，结构形式将更趋于合理和安全。

3.7新能源和能源多极化

能源问题是当前世界各国极为关注的问题，寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。这也对土木工程提出了新的要求，应当予以足够的重视。

五、土木工程师因有的素质

成为优秀的土木工程师，必须具备“四要素”，即知识结构、实践技能、能力结构以及综合素质与创新意识。

知识结构包括：公共基础知识，专业基础知识和专业知识。

首先，优秀的土木工程师必定有扎实的公共基础知识，并且，在熟悉了解自然科学的基础之上，良好的思想道德心理素质和人文、社会科学基础知识也必不可少。

其次，优秀工程师还必须有过硬的专业基础知识。对工程数学、流体力学、岩土工程、结构工程等都要有扎实的理解和较强的应用能力。

第三，还要有深入的专业知识。不论是从事铁道工程、隧道工程、地下工程还是建筑工程，每一个工程师都要对所偏重行业有着先进的专业知识。只有这样，才能使我国的土木工程事业，走在世界的前列。

土木工程离不开实践。因此，工程师要具备高超的实践技能。譬如：制图技能、计算机应用技能、工程测量技能和结构检测技能等。

结语：我们还应看到，我国的土木工程事业与世界一流水平还有一定的差距。譬如国内的不少高层建筑（包括上海的环球金融中心），其工程设计几乎全部由国外承担，钢材几乎全部从国外进口，工程总承包也大多由国外承担，只有钢结构制作与安装等工作由国内单位承担。获得完全自主的知识产权，实现工程建筑的国产化，赶超国际水平，需要我们青年一代去完成！

参考文献.

《土木工程概论》段树金中国铁道出版社，2005.

《土木工程》 (英)斯科特(Scott,J.S.)撰 中国建筑工业出版社

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历

层

次

星期五（7月8日）

星期六（7月9日）

星期日（7月10日）

上午

（8：30—11：00）

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（2：00—4：30）

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上午

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本

科

计算机及其应用

080702

02324 离散数学

02326操作系统

02325 计算机系统结构

00023高等数学（工本）

03709基本原理概论　 04741 计算机网络原理

00015 英语（二）

03708中国近现代史纲要

建筑工程

080806　 02439结构力学（二）　 00420物理（工）　 03709基本原理概论　 02442钢结构

03708中国近现代史纲要

00015 英语（二）

汉语言文学

050105　 00037 美学

00819训诂学　 00538 中国古代文学史（一）

03709基本原理概论　 00537 中国现代文学史

00015 英语（二）

03708中国近现代史纲要

英语语言文学

050201　 00087英语翻译　 00840日语　 00832 英语词汇学

03709基本原理概论　 00604 英美文学选读

03708中国近现代史纲要

会计

020204　 00058 市场营销学

00051管理系统中计算机应用

00139西方经济学

00150 金融理论与实务

00054管理学原理

04184线性代数（经管类）　 03709基本原理概论　 00158 资产评估

03708中国近现代史纲要

04183概率论与数理统计（经管类）00015 英语（二）

工商企业管理

020202　 00151企业经营战略

00139西方经济学

00051管理系统中计算机应用　 00150金融理论与实务

04184线性代数（经管类）

00054管理学原理　 00153质量管理（一）

03709基本原理概论

00152组织行为学

00015英语（二）

03708中国近现代史纲要

04183概率论与数理统计（经管类）

金融

020106　 00139西方经济学

0051管理系统中计算机应用　 00150金融理论与实务

04184线性代数（经管类）

00054管理学原理　 00078银行会计学

03709基本原理概论　 00079保险学原理

00015英语（二）

04183概率论与数理统计（经管类）03708中国近现代史纲要

市场营销

020208　 00139西方经济学

00185商品流通概论

00051管理系统中计算机应用　 00150金融理论与实务

04184线性代数（经管类）

03709基本原理概论

00015英语（二）

00183消费经济学

03708中国近现代史纲要

04183概率论与数理统计（经管类）

国际贸易

020110　 00097外贸英语写作

00051管理系统中计算机应用　 04184线性代数（经管类）

00045企业经济统计学　 00096外刊经贸知识选读

03709基本原理概论　 00099涉外经济法

04183概率论与数理统计（经管类）03708中国近现代史纲要

物流管理

020229　 04184线性代数（经管类）

03709基本原理概论　 00015英语（二）

03708中国近现代史纲要

04183概率论与数理统计（经管类）

法律

030106　 00249国际私法

00264中国法律思想史　 00246国际经济法概论

00265西方法律思想史　 00167劳动法

03709基本原理概论

00258保险法　 00226知识产权法

00233税法

03708中国近现代史纲要

公安管理

030401　 00369警察伦理学　 00370刑事证据学　 03709基本原理概论

00015英语（二）

04729大学语文

03708中国近现代史纲要

00371公安决策学

00859警察组织行为学

行政管理

030302　 00318公共政策　 00315当代中国政治制度　 01848公务员制度

00034社会学概论

00923行政法与行政诉讼法（一）

03708中国近现代史纲要

护理学

100702　 03202内科护理学（二）

03200预防医学（二）

00018计算机应用基础　 03201护理学导论　 03007急救护理学

03004社区护理学（一）

00015英语（二）

03708中国近现代史纲要

机电一体化

080307　 02199复变函数与积分变换

02245机电一体化系统设计　 00420物理（工）

02243计算机软件基础（一）　 02200现代设计方法

03709基本原理概论　 03708中国近现代史纲要

应用化学

081209　 08291环境影响评价　 08306环境分析与检测　 03709基本原理概论

基础教育

040120　 00266社会心理学（一）　 04577中国通史　 03709基本原理概论

04578中国小说史

软件工程

080720　 07028软件测试技术　 07169软件开发工具与环境　 03709基本原理概论

07172信息安全　 07171项目管理软件

民商法

030116　 00865证劵法　 08957法律逻辑

03709基本原理概论

05560破产法

汉语言文学教育

050113　 06414汉语言文学教育学　 00539中国古代文学史（二）　 00541语言学概论　 00456教育科学研究方法（二）　 0538中国古代文学史（一）

03709马克思主基本原理概论　 03708中国近现代史纲要

英语教育

050206　 00830现代语言学　 06421中学英语教学研究　 00600高级英语　 00456教育科学研究方法（二）　 00832英语词汇学

03709基本原理概论

地理教育

070702　 02094人文地理学导论　 06858中学地理专题选讲　 02105地理教育学

00466发展与教育心理学　 06452中学地理教学

00456教育科学研究方法（二）　 03709基本原理概论　 03144环境科学基础

02099经济地理学导论

思想政治教育

040202　 00312政治学概论　 00479当代资本主义　 00033当代世界政治经济与国际关系　 00480中国传统道德　 00483科学思维方法　 05629思想政治课教学法

历史教育

060102　 00768中国古代经济史　 00775历史教育学　 00771中国现当代史专题　 00773世界现当代史专题　 00774史学理论与方法　 05632中学历史课专题精讲

生物教育

070402　 02081 进化生物学　 02084组织胚胎学

02078生物统计学　 02082 生物学基本实验技术、

02085 细胞生物学　 02079 生态学概论　 03709 基本原理概论　 03708 中国近现代史纲要

00015 英语（二）

法律教育

030113　 04337中学法律教育专题选讲

00228环境与资源保护法　 00261行政法学

00230合同法

05678金融法　 00466发展与教育心理学

00249国际私法

00264中国法律思想史　 00246国际经济法概论　 00016劳动法

03709基本原理概论　 00226知识产权法

信息技术教育

080713　 04340电视编导与制作　 04344中小学信息技术教学法　 04347信息技术与课程整合　 02141计算机网络技术

计算机科学教育

080745　 07839计算机教学法　 02197概率论与数理统计（二）

00023高等数学（工本）　 00441多媒体教学系统

数学教育

070102　 02010概率论与数理统计（一）　 02009抽象代数　 06855微分方程　 02018数学教育学

物理教育

070202　 06129固体物理　 02035热力学与物理统计　 02032高等数学（三）　 00413现代教育技术

化学教育学

070302　 02053结构化学　 00413现代教育技术

03708中国近现代史纲要

音乐教育

050408　 00733音乐分析与创作　 00735音乐教育学

美术教育

050410　 00745中国画论　 02200现代设计方法

体育教育

040302　 00502体育管理学

教育学

040108　 00471认知心理

00452教育统计与测量　 00465心理卫生与心理辅导　 00472比较教育

00468德育原理

03709基本原理概论

00453教育法学

00467课程与教学论

03708中国近现代史纲要

00015英语（二）

学前教育

040102　 00024普通逻辑

00398学前教育原理

00885学前教育诊断与咨询　 00881学前教育科学研究与论文写作　 03709基本原理概论

00402学前教育史　 00467课程与教学论

03708中国近现代史纲要

00015英语（二）

教育管理

040107　 00452教育统计与测量　 00455教育管理心理学　 00445中外教育管理史

03709基本原理概论　 00453教育法学

03708中国近现代史纲要

00015英语（二）

人力资源管理

020218　 06092工作分析

00051管理系统中计算机应用　 06090人员素质测评理论与方法00054管理学原理　 06088管理思想史

03709基本原理概论

00041基础会计学　 00034社会学概论

03708中国近现代史纲要

00015英语（二）

旅游管理

020210　 00199中外民俗　 00200客源国概况

道路与桥梁工程

080807　 06082筑路机械及施工 　 06076结构设计原理

06080高速公路　 06079城市道路

03709基本原理概论　 06078交通工程（二）

006081隧道工程

应用电子技术

080735　 02358单片机原理与应用　 05694制冷技术与控制　 02141 计算机网络技术

05693音响及视频技术

英语翻译

050134　 05350中级英语笔译　 05384科技英语翻译　 05355商务英语翻译

03709基本原理概论　 05351高级英语笔译

汽车服务工程

082232　 06904汽车保险与理赔　 04946汽车发电机原理与汽车理论　 04447汽车维修工程

03709基本原理概论

04444汽车鉴定与评估

小学教育

040112　 00542文学概论（二）　 00472比较教育

03709基本原理概论　 06230小学艺术教育

制药科学与工程

081204　 03031药物分析　 03026药理学（二）　 03709基本原理概论

07781药事管理学（一）

篇7

强调课堂学习与室外地质调查相结合的学习方式。从书本上学习到的知识仅仅停留在理论阶段，书本上对地质相关概念的描述仍比较抽象，因此，各所高校皆强调野外地质实习对学习该门课程的重要性，把课堂上学习到的基本概念与现实工程中的真实地质条件一一对应起来，加深对基本知识的理解和掌握。一般而言，野外地质实习内容常包括野外岩石的识别、地质构造和地质年代的识别、岩层、节理等产状的测定和描述等。各所大学对以上工程地质基本知识的学同小异，其目的是对工程地质这门课程有一个基础的认识和感知，但是，同时，各所高校之间在这门课程内容设置方面有各有所侧重。清华大学、同济大学增加了现代先进的地质勘查技术的学习内容，介绍了地质超前预报的相关方法、原理及应用，比如介绍了地质雷达、红外线探水、TSP等先进手段在隧道工程建设的应用。中南大学、湖南大学对野外地质实习极为注重，实习内容包括地质认识实习和工程实践实习两个阶段，实习实践时间长达20~30天，考察湖南西部地区在建或已建项目所处较为复杂的地质条件，以一个工程建设者的角度参与到实际项目的建设中去认识地质现象。石家庄铁道大学地质教研室现有8名教师，教授2名，副教授3名，讲师3名，其中具有博士学位的4人，硕士学位的4名。获得的奖项包括校级讲课比赛特等奖1名，二等奖1名，校级优秀教师1人，今年主持或参研的省部级及以上科研项目10余项，并承担省级精品课程1项。虽然教研室在老师们的努力下取得了不错的教学和研究成果，但是，和兄弟院校的工程地质教研相比，我们仍然存在诸多不足处。首先就是教师队伍建设的不足，工程地质是一门经验型极强的专业，需要足够丰富的现场工程经验，因此需要老中青传帮带，让青年老师尽快熟悉和掌握工程地质教学的技巧和方法。其次，对工程地质教学的重视程度不够，课时设置偏少。最后，教学内容更新不够及时，工程地质中先进的技术方法在教学中介绍的内容不够多。因此，为了跟上国内兄弟院校土木工程地质教学的步伐，教学改革刻不容缓。

二、当前土木工程地质教学存在的问题

通过以上详细的调查和对比分析，目前土木工程地质教学仍存在以下问题：

1、土木工程地质教材的使用各自为政。目前各个高校使用的教材基本上是各自高校的老师根据自己的讲义编排而成，缺乏一个统一的标准，因而导致经典精品教材较少。单从教材的题目上足可看出目前教材缺乏统一性和协调性。例如中南大学所用的教材为《土木工程地质概论》，浙江大学的教材题名为《土力学与工程地质》，石家庄铁道大学所用教材题名为《工程地质学基础》等。

2、在教学内容上与其它课程交叉重复，无法突出本门课程的特色。工程地质是一门基础课程，是岩土工程、隧道工程等课程学习的基础，因此，由于与其它学科老师交流不够充分，往往存在重复讲授的情况。比如，以有效应力这个概念为例，在工程地质、土力学、基础工程等课程都涉及到，由于这个概念的重要性，各科老师为了追求各门学科的系统性和完整性，都会着重讲解这个概念，虽然在一定程度可以加深学生对这个知识点的理解，但是从侧面也可说明知识的重复交叉导致学业内容的累赘。

3、课时安排过少。目前各所高校对土木工程地质这门课的重视程度，课堂课设课时大多是32~48个学时，因此，老师在安排教学进度时显得极为紧张而紧凑。从实际教学安排来看，基本上讲解完三大岩石、地下水、地质构造基本概念后，没有足够的时间深入来探讨地质条件对工程的影响，往往后面工程应用的章节皆为学生自学。

4、知识学习与工程案例结合程度不够。由于部分老师本身参与的工程项目不多，同时又由于课时的不够，这两部分原因导致学习的主要内容集中在枯燥的理论知识部分，学生容易产生枯燥情绪。

三、土木工程地质教学改革措施

为了很好地解决当前土木工程地质教学中存在的问题，让学生从这门课程中更多地学习到有助于工程实践的知识，必须有针对性对当前教学实践中存在的问题进行改革，具体改革措施如下所述：

1、建立和完善土木工地质程精品课程精品课程建设既是压力，又是动力。通过精品课程建设，可以找出当前教学中存在的薄弱环节，精简重复的教学内容，突出本门课程的特色，使土木工程地质这门课的教学目标和任务更加明确。精品课程建设首先就是教材建设，因此，有必要根据新时期土木工程培养目标，并结合当前土木工程建设中出现的新问题、新方法、新技术，编写一本深入浅出的教材，教材中不仅包含传统的知识要点和概念，还应包含当前新的地质知识观点、新的地质勘查手段等，同时还应包含工程实例，让学生尽可能地更深入地建立起工程地质与工程项目的联系。精品课程建设中重要的一条就是教师队伍的建设，因此，有必要加大对教师队伍的培养力度，引进和培养一批有新视野、新知识的老师，以此给课堂注入新的气象。

2、注重教学手段和教学方法的革新注意授课的科学性与艺术性，在教学过程中，善于发挥学生的主导地位，采用“讨论试”、“启发式”教学模式。同时，要注重课前的准备，精心备好每一节课，善于总结归纳每节课的重点，以“主线法”讲授课程知识。

3、增强对工程地质教学的重视对工程地质教学的重视首先就体现在教学和学习的时间上。尽量安排更多的课时，让老师有足够充分的时间去讲解基础概念和工程实例。同时，老师也可以通过其它方式来增加学生们的学习时间，比如规定某个主题，要求学生自主独立进行文献调研，完成该主题相关文献的归纳总结，并加大平时学习报告在总成绩中的比例。另外，强化考试试题库建设，完善考试规范和制度，强化对学生进行专业知识训练。最后，要重视工程地质实习在教学中的作用，因为该门课程的实践性很强，需要从大自然中去认识和掌握工程地质现象，使学生巩固在书本上学到的知识，有感性认识上升到理性认识，同时在野外地质实习过程中，亦可锻炼学生们的体魄和吃苦耐劳的能力。

4、紧密联系工程实践学习的目的最终是为解决实际工程的问题，在教学的过程中融入工程实例有助于学生在正式进入工作岗位之前对其有初步的认识和了解，因此，工程实例教学是一个非常重要的手段。比如，老师可以把自身主持或参与的工程项目作为案例，结合书本知识讲解如何解决工程问题，分享在解决工程问题过程中的心得体会，这样寓教于乐的方式既能激发学生的学习兴趣，又能让他们积累相应的工程经验知识。

四、结语

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基于培养学生工程应用能力的目的，制定了土木工程专业人才计划，2007版土木工程专业教学计划的知识体系结构由三大部分组成，分别是通识教育、专业教育和综合教育，其中专业教育又分为专业基础教育和专业方向的课程教育，总学时共计2500学时。其中通识教育1312学时，占总学时52．5%;专业基础854学时，占总学时34．2%;专业课334学时，占总学时13．4%。该培养计划在理论教学、实践教学改革方面进行了许多探索和实践，主要的工作包括以下6点。

知识、能力、素质三位一体的理论教学体系

以知识结构、知识点、实现方法为基础设置理论课程，形成了“知识、能力、素质”三位一体的理论教学体系。

1通识教育

通识教育包括人文、社会科学基础知识、自然科学基础知识、体育知识、外语知识、经管知识、计算机信息技术等相关内容。

2专业教育

1)工程技术基础知识。开设有材料力学、画法几何与建筑制图、理论力学等3门主干必修课程以及电工学、流体力学、弹性力学B等3门限定选修课程，共计20学分。要求学生掌握理论力学、材料力学的基本原理和分析方法;掌握流体力学(水力学)的基本原理和分析方法，画法几何基本原理，电工学的基本理论，弹性力学的基本原理和分析方法。2)专业基础知识。开设有土木工程材料、土力学、基础工程、结构力学、工程地质、混凝土结构设计原理、房屋建筑学等7门主干必修课程，土木工程概论、工程测量2门非主干必修课程，专业外语、土木工程CAD等2门非主干限定选修课程。要求学生了解土木工程专业基础知识，为进一步学习各专业方向知识打下坚实基础。3)专业方向知识。土木工程专业知识教育按照建筑工程、道路与桥梁工程、地下工程、岩土工程等4个专业特色方向教学。

多层次一体化的实践教学体系

人才培养体系重视实践环节，实践环节时间共计40周。通识实践环节包括人文社会科学实践3周(3学分)、金工实习1周(1学分)、计算机基本技能训练1周(1学分)。专业实践包括混凝土结构原理课程设计等共10周(10学分)，测量实习2周(2学分)，认识实习、生产实习、毕业实习7周(7学分)，毕业设计(论文)16周(16学分)。此外，还专门设置课外实践5学分，安排学生从事暑假社会实践、公益劳动等课外实践活动。除学校安排的实践活动外，土木工程专业结合专业特点，组织学生参加省土木建筑学会举办的优秀毕业设计大赛，并举办大学生创新性实验计划等活动，加深学生对所学知识的理解，激发学生对土木工程专业的学习兴趣。实践环节是培养学生工程应用能力和创新精神的重要途径，根据土木工程学科和专业特点，利用西部矿井开采与灾害防治教育部重点实验室、土木工程实验中心、岩土工程省级实验教学示范中心、校内岩土工程训练中心以及校外实践教学基地，搭建了土木工程专业实践教学平台。培养体系采用室内实验、校内实训、认识实习、生产实习、毕业实习、课程设计、毕业设计、科研活动、学科竞赛等“多层次”的实践环节培养学生的实践能力，形成“一体化”的实践教学体系。

“设计型”题目和“科研型”项目结合的课程设计教学改革

在改革与实践过程中，根据土木工程专业4个不同的特色方向，探索了“设计型”题目和“科研型”题目在课程设计中的应用，编制了建筑工程方向“钢结构”与“钢筋混凝土整体式肋梁楼盖”课程设计、岩土工程方向“基础工程”与“隧道工程”课程设计、道路与桥梁工程方向“钢筋混凝土简支T型梁”与“等截面悬链线砼箱形无铰板拱桥”课程设计任务书与考核标准。地下工程方向延续了矿井建设专业的教学内容，编制了矿井建设中的”建井工程结构立井井架”课程设计任务书与考核标准。

基于全面质量管理(TQC)理论的毕业设计教学改革

基于全面质量管理(TQC)理论，开展毕业设计的全过程质量控制，在本科毕业设计环节中，分别采用了指导教师双向遴选制度、设计题目多样化、严格的开题报告制度以及多环节答辩制度，同时说明书和绘图采用手写与打印相结合形式，达到了管理的制度化，避免了管理中的随意性;同时发挥岩土工程、地下工程两个优势学科科研实力强的特点，在优秀本科生中选取重要科研课题中的问题作为本科毕业论文选题的做法提高了学生的科研能力，扩大了我校社会影响，提高了就业率。毕业设计选题多样化，真正实现“真刀真枪”做设计。同时要求毕业设计必须有电算内容，配备了各专业方向的电算教学软件，保证了毕业设计既有电算又有手算的特点，提高了学生专业软件的应用能力。编辑出版了《土木工程专业毕业设计指导丛书》。制定了土木工程专业毕业设计指导教师遴选标准、开提报告撰写标准、答辩基本规程、撰写标准、质量监控评价标准、评分标准、二次答辩基本规程等一系列毕业设计管理文件。

“多渠道一体化”的学生创新精神培养体系

搭建创新精神培养平台，采用多手段培养学生的创新意识和创新能力，通过“双师型”教师队伍培养、建立高水平学术梯队、提高教师科研能力、本科生参加科研活动、本科生参加学科竞赛活动、本科生参加创新性实验计划等多种渠道对学生的创新精神进行一体化培养。

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土木工程学是一种为社会服务且参与度高的学科，如住宅、公共建设、道路、铁路、桥、隧道、水库、机场等工程皆包含在内。随土木工程的发展又划分出多项领域，包括结构工程、营建工程、基础工程（foundation） 运输工程、环境卫生工程（sanitation）水力工程等。本文作者从实际工作出发对土木工程的特点及发展进行了全面阐述。

关键词：土木工程涵义 特点 未来发展方向

一、土木工程的涵义

土木工程是指建造各类工程设 施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施，如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展，目前土木工程的实践和研究己取得显著成就，无论是结构的力学分析，还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段，都有了非常大的突破；特别是近若干年，在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来，土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。

二、现代土木工程的特点

（一）建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低，有些价格过高，应用范围受到限制，因而尚待作新的探索。另外，对提高钢材和混凝土的强度和耐久性，虽已取得显著成果，仍继续进展。

（二）工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能，不仅直接决定基础的设计和施工，还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择，对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术，目前主要仍然是现场钻探取样，室内分析试验，这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要，急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。

（三）工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案，从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大，现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程，例如高大水坝，会引起自然环境的改变，影响生态平衡和农业生产等，这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中，对于趋利避害要作全面的考虑。

三、土木工程的发展趋势

（一）高性能材料的发展

钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N/mm2以上的钢材列人了规范；如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。

（二）智能土木结构理论的体系构成

传统的土木结构是一种被动结构，一经设计、制造完成后，其性能及使用状态将很大程度上存在着不可预知性和不可控制性，这就给结构的使用和维护带来不便。为了解决这一问题，发展出了在线监测结构，它赋予传统土木结构以在线监测机制，从而为探知结构内部性能打开了窗口，使人员可以方便地了解结构内部物理、力学场的演变情况，这就是结构智能化的第一层次。在在线监测结构的基础上，进一步增加了监测数据的智能处理机制，使得结构具有自感知、自诊断、自推理的能力，从而使结构实现了第二层次的智能化。进一步在结构中引入自适应及自动控制机制，即根据自诊断自推理的成果，由在结构中耦合的作动系统做出必要的反应，从而实现智能控制结构，这就是第三层次的智能化。比如，对结构的开裂、变形行为，结构的锈蚀、老化、损伤行为，以及结构的动力振动行为做出抑制性控制，在更高层次上对结构起到保护和维修作用。可见，在结构智能化演化过程中，按其智能化程度的不同可划分为如下三个层次：第一层次：自感知土木结构（Self-sensoryCivilStructure），它是智能结构的最低级形式；第二层次：自诊断智能土木结构（IntelligentSelf-diagnosticCivilStructure），具有对前一层次结果的智能化加工处理，包括结构内部力学物理场的自我计算，对结构特定目标参数的自我诊断，以及以做出结构自身行为的应对策略为目标的自我推理等功能。第三层次：智能控制土木结构（IntelligentControlCivilStructure），它是智能土木结构的最高形式。

（三）发展高新技术，应用结构健康监测，实现可持续发展

土木工程在实际使用过程中，会出现不同程度的损伤或性能退化，这将影响起承载能力和耐久性，甚至引发严重的工程事故，带来重大的人员伤亡和经济损失，产生严重的社会影响。因此，从建筑建成的一刻起，就要做好健康监测、修复和加固的准备。

随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展，人们提出了结构健康监测的概念，给土木工程的发展带来革命性的变化。

结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器，自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等，对结构的健康状况进行评估，科学有效地提供结构养护管理的决策依据，确保结构安全运营，延长结构使用寿命。

近年来，大型土木工程特别是大跨度桥梁结构的健康监测技术成为国内外工程界和学术界关注的热点，通过科研和工程技术人员的努力取得了卓有成效的研究成果。国内外近年新建的许多大型桥梁都安装了结构健康监测系统，如我国的上海徐浦大桥、江阴长江公路大桥、东海大桥、香港地区的青马大桥，韩国Seohae桥和Youngjong桥、美国Commodore Barry桥和加拿大Confedration桥等。通过发展结构健康监测与安全预警，在第一时间发现建筑可能出现的问题，及时进行修复与加固，既避免了可能出现的建筑事故，也基本解决了建筑过快老化损坏，不得不拆去重修的尴尬局面，及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费，实现建筑使用的可持续发展。

四、结语

由于我国是一个发展中国家，经济还不发达，基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求，所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中，都应考虑可持续发展。这些专业活动包括：建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设，海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。

参考文献：

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关键词：注册岩土工程师；勘查技术与工程专业；教学模式；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）12-0118-02

自2009年我国住房与城乡建设部正式实施注册岩土工程师执业制度以来，注册岩土工程师可在规定的执业范围内，以注册土木工程师（岩土）的名义在全国范围内从事相关执业活动；未取得注册证书和执业印章的人员，不得以注册土木工程师（岩土）的名义从事岩土工程及相关业务活动[1-2]。作为一种行业准入制度，这有利于提高岩土工程人员的业务素质，有利于行业国际化；也将成为高等学校岩土相关专业教学改革的方向标，推动着高校专业教学改革，使之紧紧围绕行业市场，为岩土工程行业培养较高执业素质的专业人才[3-5]。

一、我国注册岩土工程师考试简介

注册岩土工程师考试分为基础和专业考试。

1.基础考试。主要考查考生的综合基础理论知识和相关专业基础。考试分上、下午两场，均为单项选择题，涉及的考试内容包括：（上午）高等数学、液体力学、计算机应用基础、电工电子技术、普通物理、普通化学、理论力学、材料力学、工程经济学；（下午）土木工程材料、岩体力学与土力学、工程测量、工程地质、岩体工程与基础工程、土木工程施工与管理、结构力学与结构设计、职业法规。

2.参加基础考试合格并按规定完成职业实践年限者，方能报名参加专业考试。专业考试分2天进行，共四场，开卷考试，分别考查岩土工程专业知识及案例分析。专业考试内容包括：（1）岩土工程勘察；（2）岩土工程设计基本原则；（3）浅基础；（4）深基础；（5）地基处理；（6）土工结构与边坡防护；（7）基坑工程与地下工程；（8）特殊条件下的岩土工程；（9）地震工程；（10）岩土工程检测与监测；（11）工程经济与管理。涉及的行业规范、规程有40本左右，每年的规范清单都在增删。

专业考试合格后，方可获得《中华人民共和国注册土木工程师（岩土）执业资格证书》。

二、现行培养模式存在的主要问题及专业教学改革的必要性

注册岩土工程师执业制度作为一种行业准入制度，明确了其对从业人员的素质要求，作为一名合格注册岩土工程师应该懂勘察、懂设计、懂施工、懂监测检测、懂法律法规，既要懂得地质方面的知识，又要懂得力学、土木工程专业方面的知识，要求是综合素质较高的复合型人才。作为人才培养的基地，高等院校发挥着重要的作用，尤其是如今注册土木工程师（岩土）制度对人才提出的更全面更综合的要求[6]。

目前，高校培养模式主要存在两方面问题：（1）课程设置不全，与注册岩土工程师考试内容相比，学生专业知识面窄，不能兼顾地质、力学、土木工程等各方面理论知识。（2）培养的学生实践动手能力弱，工程意识不强，不利于岩土工程工程的开展。

因此，发挥注册岩土工程师执业考试制度的指导作用，对现有的勘查技术与工程专业的教学模式进行改革势在必行。

三、我校勘查技术与工程专业教学改革

我校自2005年首次招收勘查技术与工程专业学生以来，为了适应注册岩土工程师考试制度，在专业课程设置、课程与教材建设、实践教学环节调整、教学方法改进、师资队伍培养等方面进行了积极的探索，取得了一些经验。

1.专业课程设置。在专业开设初期，比较我校勘查技术与工程专业培养大纲，与注册岩土工程师专业考试内容，培养大纲能够基本涵盖了后者基础考试的大多数内容，但也存在一些问题：课程设置不完善；部分课程课时少、开设的顺序欠合理。比如缺少地震工程、特殊性岩土等内容，岩土工程勘察课程安排在工程物探、原位测试等课程之前。

经过多次的培养大纲修订，在最新版的2016年版培养大纲中，学科与专业基础必修课、专业选修课包括：基础工程、土力学、岩土工程概论、构造地质学、水文地质学、混凝土结构、工程物探、岩土工程测试技术、基坑支护、地下结构、隧道工程、城市地下空间规划、地基处理、边坡工程、地质灾害防治与评价、岩土工程勘察、环境岩土工程、工程结构荷载与可靠度设计原理、建设工程项目管理与建设法规、建设工程经济、工程监理概论等等。这几乎涵盖了注册岩土工程师专业考试的所有内容，这对于勘查技术与工程专业学生是一个非常大的优势。

2.课程与教材建设。在岩土工程师专业考试中，地震工程、特殊性岩土是必考内容之一。过去我们对这部分内容讲授不够重视。在最近由本专业教研室组织编写了《基础工程》教材，将之前未重点讲授的“地震工程”内容集中编成一章重点讲授，还专门介绍了岩土工程师执业制度的相关内容；同时也申报了土力学、基础工程等精品课，由全体老师共同建设。而对于特殊性岩土这部分内容，也在《岩土工程勘察》课程中重点讲授。

3.教学方法改进。注册岩土工程师专业考试，主要考查的是对相关专业规范、规程的熟练应用能力，因此，在专业课程授课中，均要求学生配备有相应的最新版的规范或规程，大学四年下来，基本上能把岩土专业中的主要规范、规程过一遍，如《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》、《建筑桩基技术规范》、《建筑基坑支护规程》、《建筑地基处理规范》、《建筑抗震设计规范》、《建筑边坡工程技术规范》等。在上课过程中，以教材内容为主，结合相应的规范或规程，让学生在学习专业理论、基本原理等的同时，也了解规范的规定，这有利于学生在毕业后走上专业岗位时能更好地应用规范。

4.实践教学环节调整。在高校中，学生工程意识淡薄、实践能力不强的现状较为普遍，其中一个重要的原因就是学生参加工程实践的机会太少，这对其毕业后从事专业工作，快速适应注册岩土工程师执业制度是不利的。因此，在专业教学中，均将专业课程向实践工程做一些倾斜，加强实践基础的建设，调整实习、课程设计等内容，不断完善实践教学环节。

5.师资队伍建设。专业课教师的业务能力直接影响着对学生的培养效果，专业理论知识扎实，且具备丰富工程实践经验的教师，在讲解专业理论的同时，结合实际工程，能让学生更容易理解、接受，从而提高教学效果。因此，有必要进一步提高专业课教师的综合素质，培养一批具有教师资格及注册岩土工程师执业资格的双师型教师队伍是非常重要的。

四、结论

注册岩土工程师执业制度的推行，使得岩土工程行业越碓焦娣叮也必将加速我国岩土工程与国际接轨；同时，也为高校培养专业人才指明了方向，推动高等学校土建类岩土工程专业教学改革。通过对我校现行的勘查技术与工程专业教学模式的分析研究、探索，包括岩土工程课群的设置、课程与教材建设、实践教学环节调整、教学方法改进、师资队伍培养等，积累了成功的经验，也提出了进一步的改革措施，使专业教学不断向注册岩土工程师考试靠拢。

参考文献：

[1]高大钊.注册岩土工程师与岩土工程体制[J].岩土工程师，2003，（11）：1-4.

[2]付旭.注册土木工程师（岩土）执业制度研究[D].昆明理工大学硕士学位论文，2009.

[3]白哲.从注册岩土工程师考试探讨勘查技术与工程专业教学改革[J].教育教学论坛，2014，（37）：46-47.

[4]李飞，霍宁.我国注册岩土工程师执业制度与高校教学改革探析[J].理工高教研究，2005，24（1）：106-108.