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1.構(gòu)建考核評價體系的思路
探索多元化考核方式的改革,根據(jù)課程性質(zhì)和類型確定不同的考核方式,采用閉卷考試與開卷考試相結(jié)合、理論考試與實(shí)踐操作相結(jié)合、階段形成性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合的考試評價體系,根據(jù)不同課程的特點(diǎn)采取筆試、口試、論文答辯、以證代考、以真實(shí)的作品考核、現(xiàn)場操作考核、過程考核和結(jié)果考核相結(jié)合等合適的考核方式。繼續(xù)加強(qiáng)"雙證書"培養(yǎng)制度,在人才培養(yǎng)規(guī)格制定和課程方案設(shè)計中充分考慮國家職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)企業(yè)職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生個性發(fā)展的需要,對接行業(yè)企業(yè)崗位職業(yè)能力要求,開展職業(yè)資格證書認(rèn)證制度。如我院龍頭專業(yè)鐵道工程技術(shù)專業(yè)的崗位核心課程《鐵路軌道施工與維護(hù)》、《鐵路橋梁施工與維護(hù)》的考核對接線路工、橋隧工崗位資格取證,道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)的崗位核心課程《橋涵施工》、《施工組織與概預(yù)算》的考核對接施工員、預(yù)算員職業(yè)資格取證,構(gòu)建統(tǒng)一的職業(yè)資格認(rèn)證制度是今后改革的重點(diǎn)。根據(jù)高職高素質(zhì)技術(shù)技能人才的培養(yǎng)目標(biāo),系統(tǒng)規(guī)劃考核內(nèi)容、考核標(biāo)準(zhǔn)、考核形式、管理評價體系,設(shè)計出一套相對完整、切實(shí)可行的能充分發(fā)揮考核的檢測功能、引領(lǐng)功能和激勵功能的考核評價制度體系。
2. 構(gòu)建考核評價體系的具體措施
2.1形成性考核評價的實(shí)施
所謂形成性考核,是指對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程的全面測評,是對學(xué)習(xí)者課程學(xué)習(xí)成果的階段性考核,是對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)的階段性測試,是課程考核的重要組成部分。形成性考核有其明確的目的即有效監(jiān)控教學(xué)過程管理、改善教學(xué)時空相對分離的狀況、實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的要求。
形成性考核成績的評定是對學(xué)習(xí)過程的質(zhì)量控制,建立健全有效的控制系統(tǒng)就必須首先設(shè)立科學(xué)合理的評定原則,這些原則不僅是形成性考核成績控制的依據(jù),還是教學(xué)管理部門評價控制系統(tǒng)效能的尺度,同時也是判定形成性考核成績真實(shí)性和權(quán)威性的標(biāo)準(zhǔn)。
(1)完整性,形成性考核是對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程的全面測評,現(xiàn)階段,高職理實(shí)一體化課程的課程設(shè)計采用模塊化設(shè)置,其核心是學(xué)習(xí)情境過程考核,內(nèi)容應(yīng)由作業(yè)(大作業(yè),平時作業(yè))、課堂考勤、考核情境標(biāo)志性成果、能力目標(biāo)等構(gòu)成一個較完整的體系,以全面反映其學(xué)習(xí)過程,它們在形成性考核成績中的權(quán)重分別為20%,10%,20%,50%。每一項(xiàng)考核項(xiàng)目對應(yīng)具體的考核登記表,做到有據(jù)可查。
注重學(xué)生創(chuàng)新能力等考核,增設(shè)附加分環(huán)節(jié),如以小組為單位時團(tuán)隊表現(xiàn)、情境模擬時當(dāng)場最佳角色扮演、個人創(chuàng)新能力等以附加分的形式計入平時總分,不超過20分。如表1所示。
(2)達(dá)標(biāo)性,形成性考核是對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)的階段性測試,其各項(xiàng)內(nèi)容須有一個完成達(dá)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn),如作業(yè)完成率為100%,自主學(xué)習(xí)計劃落實(shí)率80%以上,討論參與率90%以上,小組活動參加率90%以上等。對上述幾項(xiàng)大指標(biāo)可根據(jù)其內(nèi)容進(jìn)行再次細(xì)分,并定出達(dá)標(biāo)率,綜合而成總達(dá)標(biāo)率。只有逐項(xiàng)分解,才能明確,具體,便于操作。
(3)時間性,形成性考核是對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)成果的階段性考核,必須強(qiáng)調(diào)形成性考核內(nèi)容完成的時間性。班主任和課任教師對所布置的形成性考核工作依據(jù)教學(xué)進(jìn)程須有一個完成時間表,學(xué)生應(yīng)在限定時間內(nèi)完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)內(nèi)容,對超限者應(yīng)有一定的處罰。如對平時作業(yè)而言,正常時間完成者按100%計;超過1周者,只計相應(yīng)成績的70%;超限兩周者,只計相應(yīng)成績的50%;超限四周者,則是次作業(yè)成績計零分。平時作業(yè)未完成者或不及格者(及格線70分),將取消該門課的考試資格。其他形成性考核的時間性限制以此類推。
(4)創(chuàng)新性,形成性考核內(nèi)容的設(shè)計還應(yīng)體現(xiàn)素質(zhì)教育的要求和特點(diǎn),在確定考核成績時對那些創(chuàng)造性解答問題,分析問題,研究解決問題的學(xué)生應(yīng)有一個獎勵,以鼓勵學(xué)生的主動性,創(chuàng)造性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能,提高學(xué)習(xí)積極性。
2.2終結(jié)性考核的實(shí)施
終結(jié)性考核主要是指知識性考核即期末考試占40%,具體內(nèi)容結(jié)合職業(yè)資格取證的理論考核部分實(shí)施,實(shí)行教考分離制度。無論計算機(jī)題庫還是成卷題庫,都應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)的變化使其處在不斷更新、逐步完善的動態(tài)之中。在建庫過程中,要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),對數(shù)量也要有一定的要求。考試完成后填寫學(xué)生考核分析報告,對考試結(jié)果提供的材料、數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的定性、定量分析,及時反饋給學(xué)生,并提出改進(jìn)措施。
3.實(shí)施效果分析
近幾年崗位核心課程中加強(qiáng)考核評價體系的改革,通過在我院鐵道工程技術(shù)專業(yè)、道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)2010級至2012級學(xué)生中實(shí)施,取得一定的效果。
達(dá)到了以考促學(xué)、以考促教為目的考核評價體系的建立,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。重視過程考核,突出了專業(yè)核心技能的培養(yǎng)考核評價貫穿于教學(xué)全過程,重視具體過程環(huán)節(jié),依據(jù)鐵道工程技術(shù)專業(yè)核心能力構(gòu)建了相應(yīng)的能力考核目標(biāo),突出了專業(yè)核心技能的培養(yǎng)。促進(jìn)了教師實(shí)踐教學(xué)能力和教學(xué)質(zhì)量的提高,考核指標(biāo)的建立給教師提出了較高的要求,教師必須認(rèn)真梳理實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中的專業(yè)核心技能及其考核目標(biāo)。促進(jìn)了教師業(yè)務(wù)水平和實(shí)踐教學(xué)能力的提升,提高了教學(xué)質(zhì)量。
4.結(jié)束語
高職理實(shí)一體化課程考核評價體系的建立是保證實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ),如何真實(shí)反映學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能,是考核重點(diǎn)。考核評價體系改革注重過程考核即形成性評價占據(jù)的比重,現(xiàn)階段考核實(shí)施過程比較繁瑣,評價指標(biāo)不夠細(xì)化,這也是今后考核評價體系改革的方向。
參考文獻(xiàn):
[1]榮瑞芬,李祖明,閆文杰. 技術(shù)應(yīng)用型實(shí)踐課程學(xué)生考核評價體系的建立與實(shí)施[J]. 職業(yè)技術(shù)教育,2011,14:73-75.
為了貫徹落實(shí)《國務(wù)院關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》的文件精神,2006年11月開始,教育部和財政部啟動了“國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計劃”,計劃在2006年至2010年期間重點(diǎn)支持建設(shè)100所示范性高職院校。2009年11月,教育部組織召開了國家示范性高職院校建設(shè)三周年成果展示會。2010年,根據(jù)《關(guān)于實(shí)施國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計劃加快高等職業(yè)教育改革與發(fā)展的意見》精神,教育部、財政部聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)“國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計劃”實(shí)施工作的通知》,擴(kuò)大國家重點(diǎn)建設(shè)院校數(shù)量,在原有已建設(shè)100所國家示范性高等職業(yè)院校的基礎(chǔ)上,新增100所左右國家骨干高職院校,2015年完成全部項(xiàng)目驗(yàn)收工作。經(jīng)過國家級和省級示范校以及全國骨干校建設(shè),高職院校的人才培養(yǎng)工作在專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)、師資隊伍建設(shè)、實(shí)訓(xùn)條件建設(shè)等方面取得了長足進(jìn)步與發(fā)展,發(fā)揮了很好的導(dǎo)向作用。
一、相關(guān)概念的界定
(1)示范性高職。所謂示范,是指做出可以作為他人效仿學(xué)習(xí)的標(biāo)準(zhǔn)或榜樣。因此,示范性高職是指能夠很好地實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)技術(shù)技能人才目標(biāo),在領(lǐng)導(dǎo)能力、專業(yè)建設(shè)、師資隊伍建設(shè)、人才培養(yǎng)模式、課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、社會服務(wù)等方面取得突破和創(chuàng)新的模范院校,能夠?qū)ζ渌呗氃盒=ㄔO(shè)起到引領(lǐng)和示范作用。示范性高職應(yīng)當(dāng)具備的示范作用主要體現(xiàn)在:①發(fā)展定位和辦學(xué)方向上起到模范帶動作用;②在人才培養(yǎng)模式、課程建設(shè)、校內(nèi)外生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)上成為改革的先鋒;③在學(xué)生職業(yè)技能和素質(zhì)的全面養(yǎng)成、人才培養(yǎng)質(zhì)量保障體系、就業(yè)指導(dǎo)與服務(wù)上樹立起標(biāo)桿。(2)鐵道類專業(yè)。鐵道類專業(yè)不能算是一個學(xué)術(shù)性的分類,只能說是一個具有較鮮明行業(yè)背景的概念。從廣義上講,它可以是與鐵路交通運(yùn)輸有關(guān)的車、機(jī)、工、電、輛所有專業(yè)的集合;從狹義上講,按照教育部學(xué)科、專業(yè)目錄分類,鐵道類專業(yè)關(guān)聯(lián)工學(xué)和管理學(xué)兩大門類,涉及交通運(yùn)輸工程、信息與通信工程、土木工程、車輛工程、電氣工程、工商管理等諸多專業(yè)門類。
二、示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)的要求
(1)示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)的特點(diǎn)。示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)的特點(diǎn)有三。一是不再追求發(fā)展的數(shù)量和規(guī)模,轉(zhuǎn)向追求專業(yè)整體利益。二是將鐵路快速發(fā)展對高職院校的考驗(yàn)轉(zhuǎn)化為學(xué)院發(fā)展的內(nèi)在動力,追求人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。三是樹立科學(xué)的教育質(zhì)量觀,創(chuàng)設(shè)一個持久、深入推動內(nèi)涵建設(shè)的環(huán)境。(2)示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)的要求。示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè),應(yīng)該以專業(yè)建設(shè)為核心,緊密依托鐵路行業(yè),深度融合鐵路企業(yè),推進(jìn)人才培養(yǎng)模式改革、師資隊伍建設(shè)和實(shí)訓(xùn)條件建設(shè),形成辦學(xué)更加開放,工學(xué)結(jié)合更加緊密的局面,從而實(shí)現(xiàn)社會認(rèn)可度高、輻射能力強(qiáng)、行業(yè)特色鮮明的辦學(xué)目標(biāo)。具體需要把握以下幾個方面:①突破傳統(tǒng)的學(xué)科性,突出專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的職業(yè)性。②增加教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性,突出專業(yè)教學(xué)的實(shí)踐性。③依托行業(yè)企業(yè)的導(dǎo)向性,突出高職辦學(xué)中的企業(yè)性。④加強(qiáng)教師培訓(xùn),著力打造“雙師型”的專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊。⑤以綜合職業(yè)能力培養(yǎng)為基點(diǎn),構(gòu)建基于工作過程的教學(xué)模式。⑥注重學(xué)院與生產(chǎn)崗位的融通性,建設(shè)具有生產(chǎn)性、開放性的實(shí)訓(xùn)室。
三、示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)存在的問題
(1)專業(yè)建設(shè)方面存在的問題。一是建設(shè)方案多是粗放型的建設(shè)模式。主要表現(xiàn)在專業(yè)建設(shè)的重點(diǎn)還放在專業(yè)數(shù)量的發(fā)展上、放在實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)數(shù)量上、放在建設(shè)資金的數(shù)量投入上,而在人才培養(yǎng)的改革、創(chuàng)新和特色方面體現(xiàn)不足。二是專業(yè)建設(shè)重規(guī)劃輕實(shí)施。高職院校缺乏詳細(xì)具體的實(shí)施措施,以及已開設(shè)專業(yè)因市場變化引起招生數(shù)量和規(guī)模銳減、導(dǎo)致教學(xué)資源過剩情況的調(diào)整和完善策略。(2)課程建設(shè)方面存在的問題。鐵道類專業(yè)的課程設(shè)置已經(jīng)按照行業(yè)企業(yè)要求做過調(diào)整和改善,但是與真正融入工作過程還是有一定的距離。其次,課程內(nèi)容不僅應(yīng)該加強(qiáng)鐵道類專業(yè)人才技術(shù)能力的培養(yǎng),還應(yīng)該突出鐵路行業(yè)的服務(wù)屬性,充分體現(xiàn)鐵路行業(yè)先導(dǎo)性、綜合性、科技性和服務(wù)性的要求。(3)師資建設(shè)方面存在的問題。主要是師資隊伍結(jié)構(gòu)不太合理。此外,師資隊伍的教學(xué)力量還需要強(qiáng)化,存在多數(shù)青年教師不具有現(xiàn)場實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),兼職教師隊伍穩(wěn)定性較差等問題。
四、示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)的途徑
(1)加強(qiáng)鐵道類重點(diǎn)專業(yè)及專業(yè)群建設(shè)。在專業(yè)開發(fā)、專業(yè)設(shè)置、專業(yè)建設(shè)上,緊跟鐵路行業(yè)發(fā)展步伐,進(jìn)行整合、優(yōu)化和取舍。吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院目前已經(jīng)開設(shè)30個專業(yè)涉及13個專業(yè)門類。在2010年吉林省省屬普通高等學(xué)校學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,所有專業(yè)都通過專家組審核。同時,各專業(yè)均成立了有行業(yè)企業(yè)人員加入的專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會,在它的指導(dǎo)和參與下,鐵道交通運(yùn)營管理、鐵道工程技術(shù)、鐵道機(jī)車車輛、電氣化鐵道技術(shù)四個專業(yè)被評為吉林省特色專業(yè)群建設(shè)的龍頭專業(yè),并于2013年通過了示范專業(yè)驗(yàn)收,2014年鐵道交通運(yùn)營管理、電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)群通過了吉林省品牌專業(yè)群建設(shè)立項(xiàng),形成了以鐵道專業(yè)為主體,以示范專業(yè)、特色專業(yè)為品牌的辦學(xué)格局。(2)改革人才培養(yǎng)模式。依托鐵路行業(yè)企業(yè),探索符合學(xué)生崗位面向的“校企合作,工學(xué)結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式。該模式2012年被吉林省教育廳命名為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)。鐵道工程專業(yè)群推行校企合作框架下“工學(xué)交替”、“小訂單”人才培養(yǎng)模式,分段組織教學(xué),滿足了頂崗實(shí)習(xí)與企業(yè)施工的同步性,實(shí)現(xiàn)了頂崗實(shí)習(xí)實(shí)效性和普及性。鐵道機(jī)車車輛專業(yè)群構(gòu)建并逐步完善了動態(tài)、快速、高質(zhì)高效的“3S+3X人”才培養(yǎng)模式。電氣化專業(yè)群逐步完善以能力培養(yǎng)為本位,模塊式一體化教學(xué)與“職業(yè)資格證書”相融通的“2+1”“工學(xué)結(jié)合”人才培養(yǎng)模式。(3)深化校企合作。目前,以學(xué)院牽頭組建的職教集團(tuán)共有98個加盟單位,通過職教集團(tuán)這個平臺,堅持“合作辦學(xué)、合作育人、合作就業(yè)、合作發(fā)展”,不斷豐富校企合作內(nèi)涵。①加大資金投入,建設(shè)以職業(yè)崗位作業(yè)流程為導(dǎo)向的實(shí)訓(xùn)基地和實(shí)訓(xùn)模式。學(xué)院建有國家、省級財政支持實(shí)訓(xùn)室23個,校企合作新建、改擴(kuò)建校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室95個,可開展414個專業(yè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地85個,可提供262個實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,接納實(shí)訓(xùn)學(xué)生5574人次。滿足了實(shí)踐教學(xué)需要,提高了學(xué)生動手實(shí)踐能力。②加強(qiáng)職業(yè)技能鑒定工作。學(xué)院積極推行“雙證書”制度,建有全國首批示范職業(yè)技能鑒定站。校內(nèi)可進(jìn)行37個工種的鑒定,提供258個實(shí)操鑒定工位。③依托職教集團(tuán),充分利用企業(yè)和社會資源,面向行業(yè)企業(yè)選聘大量的優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才和能工巧匠,承擔(dān)專業(yè)課程以及鐵路特有專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)任務(wù),建立了數(shù)量穩(wěn)定的兼職教師資源庫。同時,根據(jù)實(shí)踐教學(xué)需要對兼職教師實(shí)行動態(tài)管理,加強(qiáng)對兼職教師的崗位能力培訓(xùn)。
總之,通過內(nèi)涵建設(shè)能夠提高鐵道類專業(yè)的教育教學(xué)質(zhì)量,能夠促進(jìn)鐵道類高職教育健康、科學(xué)、持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
隨著我國基本建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,隧道工程已經(jīng)成為鐵路、公路和水利水電等大型項(xiàng)目中的重要工程。隧道工程的重要性越來越顯著,隧道工程的數(shù)量和長度明顯增加,規(guī)模不斷擴(kuò)大。因此隧道工程的安全施工和貫通,是不可回避重要任務(wù)和技術(shù)難題。危及隧道工程施工的地質(zhì)病害大致分為三類:1不良工程地質(zhì)條件,諸如巖體的裂隙發(fā)育密集帶、構(gòu)造破碎帶、巖溶發(fā)育帶、以及人工采礦造成的不良地質(zhì)條件和高地應(yīng)力造成的危害等;2不良水文地質(zhì)條件,諸如巖溶水、構(gòu)造和裂隙水等;3不良環(huán)境條件,諸如有毒有害氣體和強(qiáng)放射性的環(huán)境。對于以上地質(zhì)問題,在隧道工程的勘察設(shè)計階段,已經(jīng)投入大量的地質(zhì)勘察工作,但是由于地質(zhì)、地形條件的復(fù)雜性和相應(yīng)勘察技術(shù)的現(xiàn)狀水平,以及時間、經(jīng)費(fèi)等條件的限制,勘察階段的地質(zhì)資料一般難于達(dá)到施工階段的精度要求。國內(nèi)外因地質(zhì)條件不明造成隧道施工事故的教訓(xùn)是不少的,例如:日本越新干線中山隧道涌水淹沒事件;前蘇聯(lián)貝加爾—阿穆爾干線上某隧道的突水事件;我國成昆線、大秦線、衡廣復(fù)線建設(shè)中,因地質(zhì)問題的停工時間約占到1/3;以及不久前發(fā)生的四川某隧道瓦斯爆炸,造成重大事故和人員傷亡。以上隧道施工事故的危害是巨大的,因此強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報工作是非常必要的。
我國隧道地震波超前預(yù)報技術(shù)的研究起始于上個世紀(jì)的90年代,鐵道部第一勘測設(shè)計院物探隊提出“負(fù)視速度方法”。鐵道部第一勘測設(shè)計院是較早研究隧道地震超前預(yù)報的單位。他們在1992年7月,利用地震反射波方法對云臺山隧道進(jìn)行隧道超前預(yù)報,預(yù)報成果與開挖后的隧道左壁“破碎帶”和“斷層”的位置基本一致。從上個世紀(jì)90年代初開始,我國物探技術(shù)人員一直沒有停止對隧道地震超前預(yù)報技術(shù)的研究。曾昭璜(1994)研究利用多波進(jìn)行反演的“負(fù)視速度法”,這種方法利用來自掌子面前方的縱波、橫波、轉(zhuǎn)換波的反射震相在隧道垂直地震剖面上所產(chǎn)生的負(fù)視速度同相軸來反演反射界面的空間位置與產(chǎn)狀。北方交通大學(xué)的陳立成等人(1994)從全波震相分析理論和技術(shù)的角度研究隧道前方界面多波層析成像問題,進(jìn)行隧道超前預(yù)報。他們的研究成果在頡河隧道、老爺嶺隧道地質(zhì)預(yù)報中應(yīng)用,取得預(yù)期的效果。該方法的工作原理是以地震反射波方法為基礎(chǔ)。工作中他們根據(jù)嫻熟的地震反射波技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)解釋,當(dāng)時沒有開發(fā)出針對隧道地震預(yù)報的處理系統(tǒng),同時受當(dāng)時條件所限制,該項(xiàng)技術(shù)未能得到進(jìn)一步深入研究和發(fā)展。
1995年左右鐵道部下屬單位引進(jìn)瑞士“TSP202” 隧道地震波超前預(yù)報的儀器,當(dāng)時曾組織系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)地質(zhì)和物探專家在隧道工點(diǎn)進(jìn)行了試驗(yàn),未見明顯的效果,認(rèn)為其技術(shù)與“負(fù)視速度方法”基本一致,對其處理解釋系統(tǒng)爭議較大、認(rèn)識褒貶不一,試驗(yàn)工作無果而終,該設(shè)備技術(shù)的消化工作也就擱置了。時隔7年后,隧道安全施工要求進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報,該儀器設(shè)備由鐵路系統(tǒng)的工程局又開始第二次引進(jìn),并直接用于隧道施工的預(yù)報工作。可以說由于第一次引進(jìn)消化工作不深入,造成第二次引進(jìn)后出現(xiàn):應(yīng)用工作中的盲目性和簡單化,以及其他一些不正常現(xiàn)象。在宜萬鐵路隧道施工中不斷出現(xiàn)的問題,使人們開始反思,不少論文也提出了存在的問題,鐵道部也下發(fā)文件要求科學(xué)地進(jìn)行超前預(yù)報。可以說短短幾年的應(yīng)用實(shí)踐,人們?nèi)匀辉谔剿髦刭|(zhì)預(yù)報技術(shù)的進(jìn)步。
隧道地震波超前預(yù)報屬于物探技術(shù),但比地面的地震波物探技術(shù)復(fù)雜,我國的地質(zhì)物探工作者一直沒有放松該技術(shù)的研究工作。北京市水電物探研究所研究地震波勘察檢測技術(shù)已經(jīng)有近20年的歷史,并且是多道瞬態(tài)面波勘察技術(shù)的發(fā)明單位,生產(chǎn)的SWS型工程勘察與工程檢測儀器系統(tǒng),已經(jīng)為400多家勘察設(shè)計、高等院所廣泛應(yīng)用,并且出口日本等國家。2003年該所投入人力物力研究隧道地震波預(yù)報技術(shù),研究TGP12型隧道地質(zhì)超前預(yù)報儀器,以及孔中高靈敏度三分量檢波設(shè)備,方便的孔中耦合技術(shù),和Windows編程的數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)。在經(jīng)過大量的預(yù)報實(shí)踐驗(yàn)證后,于2005年通過了由國家隧道中心王夢恕院士組織的國內(nèi)著名隧道專家的評審鑒定。該儀器系統(tǒng)推向市場不到2年的時間,已經(jīng)有近20臺套投入到隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作中應(yīng)用,反饋信息普遍受到用戶的好評。
鐵道部工程設(shè)計鑒定中心趙勇主編的《高速鐵路隧道》一書,提出隧道地質(zhì)超前預(yù)報的方法有以下部分組成:①地質(zhì)分析、②超前平行導(dǎo)坑預(yù)報法、③超前水平鉆孔法、④ 物理探測法。并闡述物理探測法與地質(zhì)分析法、超前平行導(dǎo)坑預(yù)報法、超前水平鉆孔法相結(jié)合,解決不同地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)用原則。書中介紹了國產(chǎn)TGP隧道地震波預(yù)報系統(tǒng),聲波反射方法,地質(zhì)雷達(dá)方法,紅外探水方法等。
本文就隧道地震波預(yù)報技術(shù)中的若干關(guān)鍵問題,并結(jié)合應(yīng)用中的實(shí)際問題闡述如下,目的在于引起同行們討論,促進(jìn)地震波預(yù)報技術(shù)理論水平的提高,促進(jìn)采集數(shù)據(jù)質(zhì)量的提高,促進(jìn)資料的解釋推斷工作向合理化方向發(fā)展。
一、隧道地震波方法的預(yù)報原理
隧道地震預(yù)報工作利用地震反射波原理,在隧道內(nèi)以排列方式激發(fā)的地震波,向三維空間傳播的過程中,遇到聲阻抗界面會產(chǎn)生反射波。聲阻抗是介質(zhì)傳播彈性波的速度與介質(zhì)密度的函數(shù),介質(zhì)的聲阻抗數(shù)值為速度與密度的乘積。因此地層中的巖性變化界面、構(gòu)造破碎帶、巖溶和巖溶發(fā)育帶等界面會產(chǎn)生地震反射波,這種反射波被布置在隧道內(nèi)的檢波器接收,輸入到儀器中進(jìn)行信號的放大、數(shù)字采集和處理,實(shí)現(xiàn)地質(zhì)預(yù)報的目的。
由此可以看出,隧道地震波預(yù)報技術(shù)是通過直接探查聲阻抗變化的界面,經(jīng)過人工分析實(shí)現(xiàn)間接推斷地質(zhì)病害的方法。
圖(2)不同夾角構(gòu)造界面的地震波路徑與反射波記錄形態(tài)
圖(1)示意與隧道斜交的構(gòu)造面,其地震波傳播的路徑圖,構(gòu)造面上的地震波反射點(diǎn)在白色園內(nèi)。圖(2)示意不同夾角構(gòu)造面的地震波路徑與反射波記錄形態(tài),與隧道夾角不同的構(gòu)造面其反射點(diǎn)位置不同,地震波傳播路徑偏離隧道軸線也不同。構(gòu)造面與隧道正交時地震波傳播路徑與隧道軸線平行,右圖為與隧道正交構(gòu)造面產(chǎn)生的地震反射波記錄,根據(jù)反射波同相軸計算得到界面與檢波點(diǎn)之間巖體的地震波速度,該速度代表隧道圍巖的性質(zhì)。由非正交條件下地震反射波記錄獲得的速度為地震波傳播路徑巖體的“視速度”,“視速度”值的大小不僅與路徑上巖體的性質(zhì)有關(guān),而且與界面和隧道的夾角有關(guān)。應(yīng)用地震波預(yù)報構(gòu)造面位置的計算是利用地震波在炮孔段的傳播速度,各構(gòu)造面之間巖體的速度是綜合界面反射獲得的“估算速度”,不是隧道圍巖的真速度,應(yīng)用中結(jié)合反射點(diǎn)偏離隧道軸線距離的遠(yuǎn)近和巖體的各項(xiàng)異性分布綜合考慮使用。
圖(2)是理想模式的三份量地震波時距曲線形態(tài)。實(shí)際工作中采集的地震波是錯綜復(fù)雜的,理想模式的地震波是不常存在的,記錄上普遍存在有來自三維空間中多個方向的反射波,和各種形式的干擾波,這是應(yīng)用技術(shù)中首先考慮的問題。
針對隧道地震波傳播的復(fù)雜性,TGP地震預(yù)報系統(tǒng)不僅利用地震反射波走時關(guān)系,同時采集空間地震波三分量記錄,進(jìn)行地震波的極化分析與計算,該技術(shù)的突破有利于地質(zhì)構(gòu)造面產(chǎn)狀、規(guī)模和地質(zhì)體性質(zhì)的預(yù)報。
二、TGP隧道地質(zhì)超前預(yù)報系統(tǒng)
隧道地震波預(yù)報的早期研究,是由研究和利用地震波在時間空間域中的運(yùn)動學(xué)特征開始的,工作中認(rèn)識到僅僅利用地震波運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特征是不夠的。隧道工程的地震波在全三維環(huán)境條件下傳播,這種條件比地面上的平面半無限空間條件復(fù)雜得多,而且隧道內(nèi)地震波的接收與激發(fā)測線與探測目的是近于垂直或者大角度相交的條件,因此影響在地質(zhì)構(gòu)造面上獲得大長度大面積的地震波信息量。針對這種狀況,預(yù)報工作僅僅利用單一模態(tài)的地震波難以勝任。因此,TGP系統(tǒng)強(qiáng)化采集地震波的多波列信息,綜合利用地震波的多波列震相信息,因此TGP系統(tǒng)的功能得到明顯的增強(qiáng)。
TGP隧道地質(zhì)超前預(yù)報系統(tǒng)包括儀器設(shè)備和處理軟件兩大部分。其中儀器設(shè)備有TGP型儀器主機(jī)、接收傳感器、孔中定位安裝工具和電纜等。圖(3)是TGP隧道地質(zhì)超前預(yù)報系統(tǒng)的主機(jī)。其處理軟件由地震波數(shù)據(jù)輸入與編排、空間坐標(biāo)建立、能量均衡、干擾波分析與去除、觸發(fā)時差校正、譜分析、縱橫波分離、巖體速度參數(shù)計算、回波提取與偏移圖、有效波分析與衰減參數(shù)計算、極化波處理與構(gòu)造產(chǎn)狀圖、綜合分析與繪制成果圖等模塊組成。
轉(zhuǎn)貼于
工程應(yīng)用中,TGP型隧道地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)對于500多米距離的構(gòu)造面具有清楚的地震反射波信息,說明儀器系統(tǒng)具有足夠的信噪比。實(shí)際工作中考慮預(yù)報距離和分辨精度兩方面要求,預(yù)報距離一般采用150米至200米。TGP型隧道地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)具有登記全部測長距離內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造信息的功能,利用逐次遞進(jìn)的位置相關(guān)分析,和源生成果對比等處理功能,有利于去偽存真和排除異常,提高預(yù)報成果的質(zhì)量。該系統(tǒng)2005年8月通過由國內(nèi)知名隧道、地質(zhì)、物探專家組成的專家組評審鑒定。專家們一致認(rèn)為“TGP12儀器與相關(guān)的處理系統(tǒng),性能穩(wěn)定可靠,采集的波形完整,信噪比高,與國外同類儀器對比整體上具有國際先進(jìn)水平,可替代進(jìn)口產(chǎn)品。”具體評審意見如下:
1、TGP12是集信號放大,模數(shù)轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)采集、存儲和控制為一體的密封防水防震的物探設(shè)備;優(yōu)于利用微機(jī)裝配式結(jié)構(gòu)的儀器,TGP12適合在惡劣的隧道環(huán)境中使用。
2、TGP12的三分量速度型檢波器具有高靈敏度,指向性強(qiáng)和較寬的頻帶響應(yīng)等特點(diǎn),因而拾取的地震波信號具有高的質(zhì)量品質(zhì)。TGP12孔中接收檢波器采用黃油耦合,方便、經(jīng)濟(jì)、快捷。優(yōu)于在鉆孔中需要錨固異型鋼導(dǎo)管的方式。2米長的鋼導(dǎo)管難于攜帶、運(yùn)輸,價格昂貴,一次性使用,費(fèi)事費(fèi)工費(fèi)財。
3、TGP12的地震波采集觸發(fā)是開路觸發(fā)方式,即信號線在雷管引爆炸藥的同時被炸斷,信號線同時開路觸發(fā)儀器采集,儀器采集無延時差,保證定位的準(zhǔn)確性。超前預(yù)報儀器若采用起爆器電脈沖同時觸發(fā)電雷管和觸發(fā)主機(jī)采集的方案,由于電雷管起爆的延時時間難于做到一致,因此會造成儀器采集的走時誤差,這種觸發(fā)方式在我國的地震波勘探規(guī)程中明確規(guī)定不宜使用,更何況隧道巖體的速度比覆蓋層介質(zhì)的速度高出幾倍以上,以巖體波速4500m/s~ 5500m/s為例計算,每一毫秒誤差會造成2~3m的預(yù)報距離誤差,一般瞬發(fā)電雷管的延時誤差不止一毫秒,因此由20多次激發(fā)的平均線計算隧道巖體速度,和利用存在誤差的時間計算距離,兩次誤差的乘積造成的誤差不容忽視。
4、TGPWIN隧道地震波處理分析軟件借鑒了已有相關(guān)軟件的長處,并充分考慮彈性波在三維空間的傳播特點(diǎn),以及根據(jù)TGP儀器采集的數(shù)據(jù)格式編寫。功能特點(diǎn)如下:
(1)全中文界面,通俗易懂,對地震波信號的處理過程,直觀、方便,具有友好的人機(jī)操作界面。
(2)對P波、SH波、和SV波的分離完善合理,這是超前地質(zhì)預(yù)報數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵工作之一。
(3)處理軟件具有相關(guān)部分互相檢查的功能,例如點(diǎn)擊偏移歸位成果圖上的反射界面位置,程序會轉(zhuǎn)到該位置界面的反射波組位置,通過分析反射波組的連續(xù)性、反射波的極性和能量,確定偏移成果的可靠性和性質(zhì)。有助于去偽存真,由此及彼,由表及里,深化認(rèn)識,使預(yù)報結(jié)論科學(xué)可靠。
(4)TGPWIN處理中有自動處理方式,也有手動處理方式,有深入分析異常可靠程度的追蹤功能,這樣設(shè)計既適應(yīng)非物探專業(yè)的普通工程技術(shù)人員使用,又適應(yīng)物探專業(yè)人員分析地震波傳播特性,對復(fù)雜地質(zhì)條件進(jìn)行深入研究工作的需要。
5、TGP12系統(tǒng)只要增加不多的配套附件和軟件模塊,就可以增加儀器用于隧道檢測的其它功能,例如:對已襯砌的隧道進(jìn)行襯砌脫空檢測,檢查隧道圍巖中隱蔽的病害(巖溶)。也可以在掌子面上用錘擊的激發(fā)方式做到短距離更為精確的地質(zhì)預(yù)報,因而它是一機(jī)多能的設(shè)備。
TGP12的性價比與國外同類儀器相比具有明顯的優(yōu)勢。而且研發(fā)、生產(chǎn)在國內(nèi),用戶可以獲得及時周到的技術(shù)服務(wù)和技術(shù)支持,以及儀器維修等方面的方便性。
三、工程應(yīng)用實(shí)例
隨著我國的快速發(fā)展,有效的推動了我國鐵路工程建設(shè)的發(fā)展,我國國土資源遼闊,地形較為復(fù)雜,傳統(tǒng)工程地質(zhì)勘工作存在嚴(yán)重漏洞,只能片面的對地表進(jìn)行測繪、觀察,已經(jīng)不能滿足實(shí)際的施工需求,尤其是一些長度較長,埋深超過千米的深埋隧道,此種方式已經(jīng)不能滿足實(shí)際的工作需求。綜合勘察方法的應(yīng)用就是依據(jù)工程的地形條件、地質(zhì)特征等,實(shí)現(xiàn)了多種勘察方式的結(jié)合應(yīng)用,保證了相關(guān)地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性,同時,還能進(jìn)不同的資料進(jìn)行分析,為工程施工提供了準(zhǔn)確的資料。
1 遙感技術(shù)分析
在實(shí)際工程分析,遙感技術(shù)的應(yīng)用,有效的提高了工作效率以及質(zhì)量,遙感圖像能夠準(zhǔn)確的、直觀的向工作人員展現(xiàn)地質(zhì)的特征,同時, 還能展現(xiàn)出施工區(qū)域的地層、巖石結(jié)構(gòu)、土壤、人文活動大不了,由于其自身的優(yōu)勢,它能夠提供較為準(zhǔn)確的影像地質(zhì)信息,保證相關(guān)工作的順利開展。另一方面,遙感技術(shù)能夠獲取信息的能力強(qiáng),距離遠(yuǎn)、面積廣,同時,還能明確各個不同地質(zhì)要素之間的關(guān)系,尤其是一些斷裂地勢。通過相關(guān)實(shí)踐證明,遙感技術(shù)的應(yīng)用能夠明確相應(yīng)的地質(zhì)信息。
通常來說,遙感技術(shù)主要應(yīng)用在山區(qū)鐵路工程建設(shè)過程中,在整個深埋隧道勘察工作具有重要意義,能夠保證地質(zhì)調(diào)繪工作的質(zhì)量。科技的不斷發(fā)展,推動了三維遙感技術(shù)的應(yīng)用,提高了遙感技術(shù)工作質(zhì)量,使得傳統(tǒng)遙感技術(shù)紙上工作逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C(jī)作業(yè)、二維平面解譯逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體解譯、低精度轉(zhuǎn)變高精度,同時,還能實(shí)現(xiàn)工程地質(zhì)材料的三維可視化。三維遙感工程圖能夠?qū)崿F(xiàn)對工程的立體可視化,能夠準(zhǔn)確展現(xiàn)工程地表的地質(zhì)狀況、相關(guān)信息、地貌特征,高分辨率三維遙感技術(shù)的應(yīng)用,打破了傳統(tǒng)遙感技術(shù)應(yīng)用的局限性以及盲目性,減少了工作人員的工作量,提高了工作效率,尤其是在一些地形較為復(fù)雜的環(huán)境中所取得的效果最好。
2 大面積地質(zhì)調(diào)繪
地質(zhì)勘察工作中,良好的測繪工作得是地質(zhì)勘察工作質(zhì)量的根本保證,地質(zhì)測繪是從宏觀到微觀,通過定性到定量的一種工作方式,能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場的各種條件進(jìn)行分析,制定合理的施工方案。
一般來說,在一些山區(qū)進(jìn)行工作時,工作人員可以依據(jù)地勢的輪廓以及相應(yīng)的環(huán)境開展長大、深埋隧道的測繪工作,主要的工作內(nèi)容包括:施工現(xiàn)場巖層條件特點(diǎn)、分布、規(guī)模、性質(zhì)等,褶皺、斷裂構(gòu)造的分布,容易發(fā)生自燃災(zāi)害地區(qū)的分布等。
3 綜合物探法分析
所謂的物探勘測工作是一種間接的地質(zhì)勘測方式,經(jīng)常采用的方式主要包括了:
3.1 電剖面法
一般你說,物探技術(shù)在電剖面的施工中,它們兩者之間都會進(jìn)行合作,只有這樣才能取得良好的工作效果,另外,兩者通過合作,對于地質(zhì)工程中斷裂帶的研究具有重要意義。電剖面法在進(jìn)行地質(zhì)勘察的時候,主要的勘察的對象的沉積巖石所具有的電極差異。在水溶液中,具有一定的機(jī)理、巖石層等物質(zhì)能夠影響電阻率。
3.2 瑞利面波法
所謂的瑞利面波法指的是在實(shí)際的工作中,依據(jù)地下物質(zhì)所具有的差異性,通過瑞利面波來實(shí)現(xiàn)地震探測的一種人工探測方式,在實(shí)際的探測過程中,這種方式的衰減速度慢同時還具有強(qiáng)大的能量,這種能量在不同的傳播介質(zhì)中,由于該介質(zhì)的密度不同,就會出現(xiàn)頻散的現(xiàn)象,一定程度上導(dǎo)致了頻散曲線的變化。
3.3 地震勘測法
在實(shí)際的工作工程中,地震勘測主要包括了反射波法以及折射波法;通常來說,地震勘測法的主要工作原理就是通過對于波形的折射以及反射的規(guī)律進(jìn)行分析,然后獲取折射的深淺、地下反射面的形態(tài)以及構(gòu)造等,這種方式具有較高的精準(zhǔn)性,并且所勘測的結(jié)構(gòu)單一,這是最為突出的特點(diǎn),但是在實(shí)際應(yīng)用過程中所具有的成本較高,所以,一般來說,我們通常說看到的物探剖面就是在矯正以后的圖,另外,對于淺層折射法的應(yīng)用具有一定的廣泛性,能夠運(yùn)用于考古,但是這種方式容易受到施工現(xiàn)場的影響。
3.4 地脈動測試
通過相關(guān)的調(diào)查顯示,地面的運(yùn)動特征和大多數(shù)的震害有關(guān)系,如果在地震過程中,建筑物合周圍環(huán)境中的物體產(chǎn)生共振現(xiàn)象,就會是建筑物的振幅增大,能夠增加建筑物的破壞度,因此,通過專業(yè)的設(shè)備對相關(guān)的頻譜進(jìn)行記錄分析,能夠起到良好的防震作用。
4 實(shí)例分析
本文主要以某鐵路工程為例進(jìn)行分析,該工程全長1300km,橫跨三個省份,有效的緩解道路運(yùn)輸緊張的局面。 但是在施工中需要開鑿隧道,此工程中,隧道全長15.236km,最大深埋于415m,并且隧道洞身要經(jīng)過三疊系和尚溝組紫紅色灰紫色泥巖與細(xì)―中粒長石砂巖、砂質(zhì)泥巖互層;三疊系下統(tǒng)紫紅色厚層中細(xì)粒砂巖、粉砂巖夾薄層磚紅色泥巖。
4.1 綜合勘探方式的應(yīng)用分析
(1)遙感技術(shù)。工作過程中,遙感技術(shù)的應(yīng)用,有效的提高了工作質(zhì)量。在前期的遙感勘測工作中,相關(guān)工作人員通過衛(wèi)星發(fā)現(xiàn),施工現(xiàn)場存在許多不良地質(zhì),例如:滑坡、崩塌等,隨著勘測工作的進(jìn)一步開展,遙感技術(shù)對于施工線路的優(yōu)化具有一定的指導(dǎo)意義,保證了施工順利進(jìn)行。
(2)地質(zhì)調(diào)繪。在遙感勘測工作完成以后,工作人員應(yīng)該依據(jù)實(shí)際的施工狀況,選擇合適的比例,然后對施工現(xiàn)象進(jìn)行地質(zhì)調(diào)繪,同時,還要對隧道的進(jìn)出口、淺埋段、斷層等地方進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)查,此工程選用的比例尺為:1:10000和1:2000。通過相應(yīng)的測繪所獲取的信息有:工作人員明確了地層巖性以及其相應(yīng)的接觸關(guān)系,還有分界線;工作人員將相關(guān)信息和實(shí)際狀況進(jìn)行結(jié)合,明確了施工區(qū)域的特征、施工影響因素,并且依據(jù)實(shí)際情況制定了有效措施。另一方面,隧洞進(jìn)口段的巖石特征主要為砂巖、泥巖互層,相應(yīng)的傾斜角為 8°- 11°,同時,還明確了地下水的狀況,能夠幫助工作人員及時制定相應(yīng)合理有效的措施。
(3)物探法的應(yīng)用。工作人員在前期工作的基礎(chǔ)上,對整個工程進(jìn)行綜合物探進(jìn)行工作地址勘察;此工程主要采用電磁法。工作人員首先應(yīng)該確定中線,然后再沿著中線進(jìn)行探測,探測過程中,應(yīng)該在隧底52.0mK處開始布置測點(diǎn),其間距大約為30-60m。探測過程中,由于施工環(huán)境較為惡劣,工作人員及時的采用高密度電法對數(shù)據(jù)異常的區(qū)域進(jìn)行物探工作處理,保證了工作的正常開展。測量過程中,DK453 +070 - DK453 +120兩側(cè)電阻率為50~260Ω?m,中間明顯低阻異常,約為 10 -50Ω?m。通過相應(yīng)的調(diào)查顯示,剖面內(nèi)部大部分都為巖出露,局部為黃土及黃土夾卵石土覆蓋,其厚度大約為36m,該工程現(xiàn)象的環(huán)境較為復(fù)雜,工作人員只有依據(jù)實(shí)際狀況,制定合理的應(yīng)對措施,才能保證良好的施工進(jìn)度以及施工質(zhì)量。
5 結(jié)語
綜上所述,地質(zhì)綜合勘察技術(shù)長大深埋隧道工程中的應(yīng)用具有重要意義,不僅能夠保證良好的施工進(jìn)度以及施工質(zhì)量,還能減少施工成本,保證施工單位的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際的應(yīng)用中,工作人員應(yīng)該積極的從工程的實(shí)際出發(fā),選擇合適物探方式,才能保證良好的工作質(zhì)量。其結(jié)論如下:
(1)綜合勘察是在充分搜集、分析研究既有地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上,以遙感判譯為先行,以大面積地質(zhì)調(diào)查為基礎(chǔ),以綜合物探和適量的深孔鉆探為主要勘探手段,并輔以必要的孔內(nèi)測試試驗(yàn)等的一種綜合性的勘察方法,可以有效地控制和查明山區(qū)鐵路長大、復(fù)雜隧道的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)問題。我院的應(yīng)用實(shí)踐證明該方法是可行的,可明顯地縮短勘探工期,大幅度地降低勘探成本。
(2)每一種勘察方法和測試手段都不可避免地存在一些局限性或弊端,因此,工程勘察中應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際需要的勘察范圍、勘察深度和勘察精度,選擇一種或幾種恰當(dāng)?shù)目辈焓侄巍?/p>
(3)鐵路長大、深埋、復(fù)雜隧道工程地質(zhì)勘察要求資料精度高、圍巖分類準(zhǔn)確,因此,采用綜合勘察方法是必要的、恰當(dāng)?shù)摹T诠こ痰刭|(zhì)勘察中,所選擇的各種勘察手段要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況合理應(yīng)用,并應(yīng)對勘察成果進(jìn)行系統(tǒng)地綜合分析、研究,合理解釋,提高勘察資料的質(zhì)量,保證結(jié)論正確,為隧道工程的設(shè)計、施工提供合理、可靠的依據(jù)。
(4)鐵路長大、深埋、復(fù)雜隧道綜合勘察是一個由多階段、多工種、多工序組合的勘察體系,建議建立統(tǒng)一的組織機(jī)構(gòu),統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo),統(tǒng)一協(xié)調(diào),分工合作。
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中圖分類號:F407.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
引言
巖溶是指水對可溶性巖石作用時,以化學(xué)溶蝕為主,水的機(jī)械作用沖蝕、潛蝕等為輔的地質(zhì)作用所產(chǎn)生的一些現(xiàn)象的總稱,也可叫做喀斯特。因?yàn)榭λ固刈饔眯纬傻牡孛玻凶隹λ固氐孛病D壳霸S多的研究者已經(jīng)對其展開了多方面的研究,并且在一些領(lǐng)域取得了比較好的成就。但是,隨著我國在巖溶地區(qū)建設(shè)的工程越來越多,在進(jìn)行工程勘察時遇到的問題也就越來越多。雖然工程技術(shù)人員在勘察的過程中,也不斷的總結(jié)了許多經(jīng)驗(yàn),但是巖溶地區(qū)的地質(zhì)地貌繁雜多樣,地質(zhì)勘察技術(shù)還有待進(jìn)一步的研究。
1巖溶地基的類型
巖溶在發(fā)育的過程中,可溶巖的表面常常會出現(xiàn)石芽、溶溝,并且表現(xiàn)的參差不齊,在底下的溶洞又常破壞巖體的完整性,巖溶的覆蓋土層又受到溶水動力的變化而產(chǎn)生開裂、沉陷的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象的存在不同的方面對建筑物地基的穩(wěn)定性造成了威脅。因此,對巖溶地基的類型加以區(qū)分,也就顯得非常重要。按照碳酸鹽巖出露條件和其對地基穩(wěn)定性的影響,可將巖溶地基分為以下三種:
1.1埋藏型的地基
在碳酸鹽巖之上覆蓋著的厚度大小不一的非可溶性巖,當(dāng)其厚度和強(qiáng)度能夠支撐起建筑物并保證建筑物的穩(wěn)定性時,對于下部所發(fā)生的巖溶情況可不加以考慮。
1.2型的地基
型主要指的是由于地表只有較少的植被和土層覆蓋,碳酸鹽巖大部分在地表的情況。按照具體的情況細(xì)分,它又可以分為石芽地基和溶洞地基。
石芽地基:它所形成的的原因是由于大氣降水和地表水沿,碳酸鹽巖,在節(jié)理、裂隙溶蝕的擴(kuò)展作用下形成的。這種石芽主要分布在山嶺的斜坡上、巖溶洼地的邊坡上和河流谷坡,石芽的表面表現(xiàn)的非常陡,而且溶溝和溶槽的深度有超過10米的,且與下部的溶洞裂隙相互連在一起。這就大大的導(dǎo)致了地基的不穩(wěn)定,加重了施工的困難。
溶洞地基:它主要是由溶洞頂板的穩(wěn)定性來決定的,而溶洞頂板的穩(wěn)定性又主要是由巖石的性質(zhì)、頂板厚度洞內(nèi)充填情況以及溶洞形態(tài)和大小等決定的。
1.3覆蓋型的地基
根據(jù)碳酸鹽巖所覆蓋的泥土,如風(fēng)成黃土、殘坡積紅粘土等的厚度大小,可分為深、淺兩種覆蓋型。這種類型的存在對地基造成的影響主要是塌陷、不均勻沉降等,要穩(wěn)定地基需從建筑荷載和土洞的共同作用兩個方面來進(jìn)行考慮。
2巖溶工程地質(zhì)研究的現(xiàn)狀
在進(jìn)行巖溶地質(zhì)的研究過程中,由于本身巖溶發(fā)育就存在著不確定性和隱蔽性,又常常使用隨著樁基礎(chǔ),給工程的建設(shè)帶來了極大的麻煩。在面對這些麻煩時,不少的方法和經(jīng)驗(yàn)在一些學(xué)者和專家的總結(jié)下得以形成。比如,對于彈性體內(nèi)存在的孔洞,受雙向均勻應(yīng)力場作用所形成的應(yīng)力集中現(xiàn)象,有的學(xué)者采取用平面問題的有限單元法進(jìn)行對溶洞的分析。有的學(xué)者和專家通過對覆蓋型巖溶區(qū)的樁基礎(chǔ)進(jìn)行分析,找出適合建筑工程穩(wěn)定性的最佳方式。這些研究和研究成果的出現(xiàn),在對于我國進(jìn)行巖溶地區(qū)工程建設(shè)地質(zhì)勘察的問題上有著很大的幫助,在進(jìn)行對這些資料的統(tǒng)計、分析上,可以總結(jié)出相應(yīng)的合理的勘察方法。
3巖溶地區(qū)工程建設(shè)地質(zhì)勘察的方法
巖溶地區(qū)的地質(zhì)地貌情況非常的復(fù)雜,在進(jìn)行勘查工作時,已經(jīng)不能單憑槽探、坑探等傳統(tǒng)的方法進(jìn)行,只有在詳細(xì)的了解巖溶地區(qū)的不同情況下進(jìn)行才具有現(xiàn)實(shí)意義。因此在進(jìn)行工程建設(shè)的的過程中,必須先進(jìn)行地質(zhì)的勘察。那么采取合理而有效的方法進(jìn)行勘察就顯得尤為重要。
3.1采用遙感技術(shù)
遙感技術(shù)用來探測識別目標(biāo)物的整個發(fā)展過程的一種技術(shù),主要運(yùn)用電磁輻射的理論,將遠(yuǎn)距離的目標(biāo)物輻射成電磁波信息,經(jīng)過探測器的接受,傳到地面的接收站,最后由接收站加工成具體的圖像或數(shù)據(jù)資料。這個過程綜合應(yīng)用了現(xiàn)代物理學(xué)、電子計算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)和地學(xué)規(guī)律的相關(guān)原理。遙感技術(shù)的應(yīng)用,能夠大范圍的將巖溶地貌形態(tài)顯現(xiàn)出來,而且遙感圖像能夠從宏觀上具體真實(shí)的將地表特征和地表的現(xiàn)象的關(guān)系顯示出來,特別是在對巖溶層組劃分和地質(zhì)構(gòu)造等方面特別的適用。
3.2采用地球物理勘探技術(shù)
將地球物理勘探技術(shù)應(yīng)用到工程地質(zhì)的勘察中,能夠有效地提高工作質(zhì)量,節(jié)省成本費(fèi)用以及加快勘察工作的進(jìn)度。它主要是對巖溶場地的各種參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)解釋,因?yàn)槿斯さ幕蛱烊坏奈锞呔哂幸欢ǖ摹巴敢曅浴薄_@種方法也可以簡稱為“物探”技術(shù),適用于地面、地下的測量和地下與地面之間的洞穴的測量。
3.3采用靜力觸探技術(shù)
靜力觸探技術(shù)的應(yīng)用,可以精確的確定軟土、粘性土以及砂類土的承載力,特別適用于對覆蓋型巖溶工程的勘察。在進(jìn)行勘察的過程中,這種技術(shù)主要是用來查明第四系的覆蓋層中的隱蔽土洞的有無、規(guī)模、位置和疏松裂隙帶的分布、范圍。靜力觸探技術(shù)技術(shù)在一定的程度上可以代替物探技術(shù),在探明隱蔽土洞和擾動土層方面具有明顯的成效。
4結(jié)論
綜上所述,對巖溶地區(qū)工程建設(shè)地質(zhì)進(jìn)行有效的勘察是非常有必要的。巖溶地區(qū)的喀斯特發(fā)育狀況是一個非常麻煩的問題,它的不確定性及隱蔽性加重了技術(shù)勘察上的難度。因此,在進(jìn)行巖溶地區(qū)工程建設(shè)時,我們必須針對具體的工作情況,在現(xiàn)實(shí)的地質(zhì)地貌條件下,結(jié)合相應(yīng)的地質(zhì)勘察技術(shù),詳細(xì)的了解和地巖溶的相關(guān)變化情況,從而做出合理的工程建設(shè)方案。但是,在具體的勘察過程中,還有很多問題會出現(xiàn),這些問題有可能是以前我們從來都沒有遇見的,用現(xiàn)有的技術(shù)也無法加以解決的。面對這種情況時,只有不斷地加強(qiáng)技術(shù)方面的更新以及尋找出新的技術(shù)方法,我們才能夠更好的完成巖溶地質(zhì)條件下的工程建設(shè)。
參考文獻(xiàn):
中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫 中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 國際會議論文全文數(shù)據(jù)庫 中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 中國年鑒網(wǎng)絡(luò)出版總庫 中國專利數(shù)據(jù)庫 中國標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫 國外標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫 國家科技成果數(shù)據(jù)庫 Springer期刊數(shù)據(jù)庫共找到 10 條
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大學(xué)生個人介紹借鑒一
我叫__,是xx大學(xué)民族學(xué)與社會學(xué)學(xué)院20__屆畢業(yè)生。我懷著一顆赤誠的心和對事業(yè)的執(zhí)著追求,真誠地推薦自己。
在大學(xué)六年里,時刻按照“寬專業(yè)、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”標(biāo)準(zhǔn)去鍛煉及發(fā)展自我,在不斷的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中提高了自己的綜合素質(zhì),已把自己塑造成為一個專業(yè)功底扎實(shí)、知識結(jié)構(gòu)完善、適應(yīng)能力強(qiáng)、富于協(xié)作精神的時代青年。
_階段,我?guī)煆睦讓W(xué)華教授,專攻區(qū)域經(jīng)濟(jì),從事南方經(jīng)濟(jì)研究,在研究南方經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面著力尤多,繼承了先生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)學(xué)風(fēng),我一直努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識,嚴(yán)格要求自己,經(jīng)過三年的學(xué)習(xí),使我掌握了扎實(shí)的專業(yè)理論知識,與導(dǎo)師一起研究臺灣土著民的經(jīng)濟(jì)狀況并寫出作品,從而也有了一定的科研能力,在讀研期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文三篇,還有稿件尚在投稿中。
我性格開朗,誠實(shí)自信,做事用心。我多次獲得各項(xiàng)獎學(xué)金,而且發(fā)表過多篇論文。我還擔(dān)任過班長、團(tuán)支書,具有很強(qiáng)的組織和協(xié)調(diào)能力。很強(qiáng)的事業(yè)心和責(zé)任感使我能夠面隊任何困難和挑戰(zhàn)。
我將貴處作為首選目標(biāo),是因?yàn)橘F校擁有優(yōu)美的教學(xué)環(huán)境和積極進(jìn)取的拼搏精神。我相信在貴校領(lǐng)導(dǎo)的幫助指導(dǎo)下,我一定會學(xué)得更多,做得更好。
在即將走上社會崗位的時候,我毛遂自薦,企盼著以滿腔的真誠和熱情加入貴公司,領(lǐng)略貴公司文化魅力。同時再次感謝您在百忙之中給予我的關(guān)注,愿貴公司事業(yè)蒸蒸日上,屢創(chuàng)佳績,祝您的事業(yè)百尺竿頭,更進(jìn)一步!
大學(xué)生個人介紹借鑒二
我叫__,男,今年21歲,是__高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道工程系20__級的學(xué)生。現(xiàn)在我懷著一顆對鐵路事業(yè)的熱愛之心真誠向您推薦自己,真誠希望能夠加盟貴公司。大學(xué)期間,我認(rèn)真學(xué)習(xí)專業(yè)知識、掌握專業(yè)技能。順利通過各種考試,取得院系獎學(xué)金,并且順利考取各種證書,例如:英語a級證書、計算機(jī)一級證書、工程測量工中級證書、線路工證。
在幾年的大學(xué)生活我刻苦學(xué)習(xí),力求上進(jìn),一直憑著"沒有最好,只有更好"準(zhǔn)則為之奮斗,取得優(yōu)異的成績。在業(yè)余時間里,我除學(xué)好鐵道工程技術(shù)專業(yè)知識外,還學(xué)習(xí)了計算機(jī)專業(yè)有關(guān)的各方面知識,我不僅注重專業(yè)課的學(xué)習(xí),更注重動手能力的培養(yǎng)。現(xiàn)已具備了測量、實(shí)驗(yàn)、識圖的能力,還能用cad、電子圖板畫一些簡單的圖,對一般鐵路、橋隧以及預(yù)應(yīng)力混凝土的施工、養(yǎng)護(hù)、施工技巧,管理也有了一定的了解。
此外,我還參加了長沙理工大學(xué)的自學(xué)考試,通過不斷地學(xué)習(xí),提高自己的學(xué)歷,豐富自身的專業(yè)理論知識。在大學(xué)期間,我不僅掌握了大量的專業(yè)知識與實(shí)踐技能,還積極參加院系組織的多種活動,團(tuán)結(jié)協(xié)作,積極配合。并且我還利用寒假時間參加了春運(yùn)跑車社會實(shí)踐,這次實(shí)踐讓我懂得作為一個鐵路人應(yīng)該具備的精神:不怕吃苦、積極配合、服從命令、團(tuán)結(jié)協(xié)作以及服務(wù)于社會、奉獻(xiàn)于社會的精神等。
我來自安徽界首的一個農(nóng)村,父母都是淳樸憨厚的農(nóng)民。良好的生活環(huán)境從小就培養(yǎng)了我,不怕吃苦、艱苦節(jié)儉的品質(zhì),身上散發(fā)著農(nóng)民固有的質(zhì)樸與做事認(rèn)真負(fù)責(zé)的精神。我相信這也正是一個鐵路人所需要的,認(rèn)真謹(jǐn)慎,兢兢業(yè)業(yè)。
真誠希望貴公司的輝煌能有我的參與,希望領(lǐng)導(dǎo)能夠給我一個與貴公司同呼吸、共命運(yùn)的機(jī)會,期待能置身于才遇良將的工作與發(fā)展的無限空間中去,給我一片天空,我會讓它更加絢麗,這是我永遠(yuǎn)的承諾。劍鳴厘中,期之以聲。
大學(xué)生個人介紹借鑒三
我是一名應(yīng)屆的__醫(yī)學(xué)院20__屆普外專業(yè)畢業(yè)生。回首近三年的_生活,不言什么轟轟烈烈,倒也學(xué)得得扎扎實(shí)實(shí)。本著人生至少要從長、寬、高三方面來建構(gòu)與發(fā)展的思想:因此,在專業(yè)方面,我刻苦地鉆研,對普外科中常見病、多發(fā)病有了較為熟練的診療方法,并對一些臨床少見病、疑難病的診療有著深刻的體會;同時經(jīng)常參閱本專業(yè)的國外文獻(xiàn),熟悉本專業(yè)的發(fā)展前沿,了解本專業(yè)的國內(nèi)外治療進(jìn)展。所有這些理論與實(shí)踐的融合,培養(yǎng)了我踏實(shí)、精干、務(wù)實(shí)、協(xié)作、創(chuàng)新的臨床實(shí)踐和科研作風(fēng)。
多一份耕耘,多一份收獲。在三年的研究生學(xué)習(xí)生活中,我不僅很好的掌握了本專業(yè)的相關(guān)知識,同時注重理論與實(shí)踐相結(jié)合,一心一意在臨床工作、全心全意為病人服務(wù),深受科室代教老師的好評。英語與計算機(jī)方面,順利通過了國家英語六級,具有較好的聽、說、讀、寫能力和熟練的專業(yè)英語應(yīng)用能力,熟練運(yùn)用計算機(jī)辦公軟件,統(tǒng)計分析軟件和信息檢索技術(shù)。
誠實(shí)做人,踏實(shí)做事是我的人生準(zhǔn)則。在莘莘學(xué)子中,我并非最好,但我擁有不懈奮斗的意志,愈戰(zhàn)愈強(qiáng)的精神和踏實(shí)肯干的作風(fēng),這才是最重要的。
因此,我自信地向您呈薦,坦然地接受您的考驗(yàn),如果有幸能成為貴醫(yī)院的一員,我將充分發(fā)揮自己扎實(shí)的專業(yè)知識和熟練的臨床技能,兢兢業(yè)業(yè),刻苦轉(zhuǎn)研,并在您們的支持與幫助下,進(jìn)一步提升自身的綜合素質(zhì),為貴院發(fā)展略盡綿薄之力。
大學(xué)生個人介紹借鑒四
我是一名應(yīng)屆畢業(yè)生,名叫___。20__年,我從家鄉(xiāng)長春考入北京理工大學(xué)電子工程系。并在20__年畢業(yè)之際以優(yōu)異的成績考入_。_時我多次獲得人民獎學(xué)金,在就讀_之后由于在學(xué)習(xí)和學(xué)生工作以及社會活動中的優(yōu)秀表現(xiàn),我被評為中國科學(xué)院三好學(xué)生。
學(xué)習(xí)的路在我的腳下一直十分平坦,這一方面使我有機(jī)會到我們偉大祖國的首都深造并結(jié)識來自全國各地秀的老師和同齡人,并使我的眼界大大擴(kuò)展;另一方面也限制了我的思考,讓我總是在學(xué)校溫暖的懷抱里自認(rèn)為是天之驕子。以為自己學(xué)習(xí)好,并一直從事學(xué)生工作就可以滿足社會的需求,是個有能力的人。直到我的朋友開始走向社會。看著他們的變化,聽著他們的見聞,我才意識到自己還只是一個學(xué)生,距離社會的需求還有一定的距離。所以我一直找各種機(jī)會希望在畢業(yè)前完成自身的職業(yè)化轉(zhuǎn)變。20__年3月~12月,我由老師推薦在我國重大專項(xiàng)課題“嫦娥”探月工程項(xiàng)目組從事項(xiàng)目管理工作。
當(dāng)前區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展日新月異、人才需求瞬息萬變,高職院校如何通過優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)來保證培養(yǎng)的高素質(zhì)技能型人才適應(yīng)產(chǎn)業(yè)需要,促進(jìn)學(xué)校由擴(kuò)張型發(fā)展向內(nèi)涵型發(fā)展轉(zhuǎn)型,成了一項(xiàng)重要的課題。本文以廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院(以下簡稱“我院”)為例,闡述高職院校在專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化中的一些思路。
一、高職院校專業(yè)建設(shè)的現(xiàn)狀
我國高等職業(yè)技術(shù)教育的形成,與歐美國家不同。由于歷史的原因在20世紀(jì)六、七十年代職業(yè)教育陷入停頓狀態(tài),到1978 年,為適應(yīng)改革開放后地方經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對技術(shù)應(yīng)用型人才的迫切需求,我國特色職業(yè)大學(xué)誕生,到1980年全國共有7所高職院校。從1985年到1998年,我國建立起一個從初級到高級、行業(yè)配套、結(jié)構(gòu)合理又能與普通教育相互溝通的職業(yè)技術(shù)教育體系,形成職業(yè)大學(xué)、職業(yè)技術(shù)學(xué)院、高等專科學(xué)校、普通本科院校二級職業(yè)技術(shù)學(xué)院、部分重點(diǎn)中專、成人高等學(xué)校等六類高校共同舉辦高等職業(yè)教育的格局。進(jìn)入21世紀(jì),我國高等職業(yè)教育快速發(fā)展,從2004年起,高等職業(yè)教育先后開展精品課程、人才培養(yǎng)評估、示范校建設(shè)工程。到2007年,全國獨(dú)立設(shè)置的高職(專科)院校共有1186所,占普通高等學(xué)校總數(shù)的60%以上,在校生人數(shù)超過860萬。目前高等職業(yè)教育的發(fā)展已從規(guī)模發(fā)展轉(zhuǎn)向提升質(zhì)量發(fā)展的階段。
經(jīng)過三十多年的發(fā)展,我國高等職業(yè)教育取得了巨大成就。但是,高等職業(yè)教育主要由“現(xiàn)有職業(yè)大學(xué)、部分專科學(xué)校、獨(dú)立設(shè)置的成人高校”的改革和少數(shù)中專“舉辦高職班或轉(zhuǎn)制等方式作為補(bǔ)充”(簡稱“三改一補(bǔ)”)的形式發(fā)展起來的,基礎(chǔ)薄弱。面對培養(yǎng)目標(biāo)定位不夠準(zhǔn)確、專業(yè)設(shè)置不夠合理的問題,需要深入分析專業(yè)建設(shè)及管理的問題,探索專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化實(shí)施策略,不斷調(diào)整與完善專業(yè)結(jié)構(gòu)布局,從而實(shí)現(xiàn)面向區(qū)域經(jīng)濟(jì)需求設(shè)置專業(yè)的轉(zhuǎn)型,保證高等職業(yè)教育健康發(fā)展。
我院經(jīng)歷了企業(yè)辦學(xué)和政府辦學(xué)兩個階段,在深厚的行業(yè)辦職業(yè)教育的歷史積淀中,面向社會辦學(xué)的服務(wù)宗旨及以就業(yè)為導(dǎo)向的辦學(xué)思路獲得認(rèn)同。短短三年時間,我院的專業(yè)數(shù)從15個發(fā)展到28個,按照國家專業(yè)目錄劃分,我院28個專業(yè)分布在9個大類、17個二級類中,涵蓋軌道交通、裝備制造、電子信息、現(xiàn)代服務(wù)等四大產(chǎn)業(yè)門類。我院在專業(yè)建設(shè)上還存在一些問題:其一,專業(yè)分布相對較為分散,一個教學(xué)系部承擔(dān)多個大類專業(yè)建設(shè)。其二專業(yè)設(shè)置針對性不強(qiáng)。其三,專業(yè)建設(shè)及管理的模式尚未形成,管理缺少計劃性。
二、專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化的依據(jù)與思路
1.專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化的依據(jù)。第一,教育部的兩個文件。《關(guān)于以就業(yè)為導(dǎo)向深化高等職業(yè)教育改革的若干意見》(教高[2004]1號)指出:“高等職業(yè)院校要主動適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要,以就業(yè)為導(dǎo)向確定辦學(xué)目標(biāo),找準(zhǔn)學(xué)校在區(qū)域經(jīng)濟(jì)和行業(yè)發(fā)展中的位置,加大人才培養(yǎng)模式改革力度;緊密結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展需求,可持續(xù)合理地調(diào)整和設(shè)置專業(yè)。”《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》(教高[2006]16號)指出:“高等職業(yè)院校要及時跟蹤市場需求的變化,主動適應(yīng)區(qū)域、行業(yè)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要,根據(jù)學(xué)校辦學(xué)條件,有針對性地調(diào)整和設(shè)置專業(yè)。要根據(jù)市場需求與專業(yè)設(shè)置情況,建立以重點(diǎn)專業(yè)為龍頭,相關(guān)專業(yè)支撐的專業(yè)群……”
以上兩個文件表達(dá)了四層意思:一是高等職業(yè)教育的專業(yè)調(diào)整與設(shè)置必須服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求;二是高等職業(yè)教育的專業(yè)調(diào)整與設(shè)置必須科學(xué)合理,有針對性;三是高等職業(yè)教育的專業(yè)調(diào)整與設(shè)置必須根據(jù)各院校的辦學(xué)條件,做到有所為有所不為;四是高等職業(yè)教育的專業(yè)調(diào)整與設(shè)置必須思考建立龍頭專業(yè)和支撐專業(yè)的專業(yè)群。
第二,《珠江三角洲地區(qū)改革發(fā)展規(guī)劃綱要(2008-2020年)》(以下簡稱《綱要》)。《綱要》提出:“建設(shè)開放的現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系。”同時,還指出,要加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)、大力發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、優(yōu)先發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)。這為區(qū)域高等院校的發(fā)展提出了明確要求:一是需要大量軌道交通類專業(yè)人才;二是急需現(xiàn)代制造業(yè)的專業(yè)人才;三是重視培育電子信息類專業(yè)人才;四是優(yōu)先發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)專業(yè)人才。
2.專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化的思路。作為珠三角區(qū)域以培養(yǎng)工業(yè)、交通高素質(zhì)技能型人才為主體的高等工科性職業(yè)院校,隨著珠江三角洲地區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展目標(biāo)的不斷調(diào)整,我院亟須主動適應(yīng)我國特別是廣東省新時期產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、就業(yè)市場和人的全面發(fā)展的需要,緊緊抓住廣州市優(yōu)先發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)和先進(jìn)制造業(yè)的戰(zhàn)略機(jī)遇,調(diào)整優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu),按照“做優(yōu)軌道交通類專業(yè),做強(qiáng)制造業(yè)類專業(yè),做實(shí)服務(wù)業(yè)類專業(yè)”的專業(yè)發(fā)展策略,做優(yōu)城市軌道交通車輛、電氣化鐵道技術(shù)等軌道交通類特色專業(yè);積極發(fā)展數(shù)控技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等先進(jìn)制造業(yè)支撐專業(yè);依托軌道類特色專業(yè)和支撐專業(yè),前伸后延發(fā)展電子信息、財經(jīng)和管理類等電子信息與服務(wù)類專業(yè),逐步形成涵蓋交通運(yùn)輸、裝備制造、電子信息、現(xiàn)代服務(wù)等四大專業(yè)類,構(gòu)建與區(qū)域現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢相一致的專業(yè)體系。同時,隨著我院規(guī)模的迅速擴(kuò)大,我院在管理上需要進(jìn)一步科學(xué)規(guī)范,在專業(yè)設(shè)置、師資隊伍建設(shè)、實(shí)訓(xùn)基地、課程安排等方面迫切需要與《綱要》接軌,穩(wěn)步提高育人質(zhì)量和辦學(xué)水平。
三、專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的措施
按照《綱要》的要求,根據(jù)我院各個專業(yè)現(xiàn)狀和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢以及當(dāng)前行業(yè)調(diào)整的重點(diǎn),針對我院交通運(yùn)輸、裝備制造、電子信息、現(xiàn)代服務(wù)四大類專業(yè),按照整合、拓寬、開發(fā)、組建四種措施實(shí)施專業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與優(yōu)化,增強(qiáng)我院主動適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的能力,形成優(yōu)勢突出、特色鮮明、布局合理的專業(yè)結(jié)構(gòu)體系。
1.整合相關(guān)專業(yè),有所為有所不為。為優(yōu)化教學(xué)資源配置,我院從2009年開始,依據(jù)市場需要,規(guī)劃將主干課程相似、就業(yè)方向基本一致的專業(yè)進(jìn)行了調(diào)整與合并,構(gòu)建符合寬口徑專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格的課程體系,使專業(yè)設(shè)置更加科學(xué)合理。
參考我院各專業(yè)一次就業(yè)率及第一志愿錄取率三年平均值,涉及14個專業(yè)為本次兩個階段整合專業(yè)對象,占專業(yè)總數(shù)的50%。第一階段2009~2010年完成8個專業(yè)整合,將供用電技術(shù)整合到電氣化鐵道技術(shù)專業(yè),將電子工藝與管理應(yīng)用、法律事務(wù)兩專業(yè)分別整合到應(yīng)用電子技術(shù)及文秘專業(yè),將計算機(jī)輔助設(shè)計與制造整合到模具設(shè)計與制造專業(yè)。第二階段規(guī)劃將裝備制造、電子信息、現(xiàn)代服務(wù)類的6個專業(yè)進(jìn)行歸類再整合,實(shí)現(xiàn)專業(yè)群的聚集效應(yīng)。在專業(yè)整合過程中,被整合專業(yè)的教學(xué)資源轉(zhuǎn)入相應(yīng)專業(yè),既有利于優(yōu)勢專業(yè)的建設(shè),也有利于將專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與系、院的長遠(yuǎn)發(fā)展結(jié)合起來。相關(guān)專業(yè)的整合使教學(xué)團(tuán)隊與實(shí)訓(xùn)基地共享,既符合廣州市區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢,也有利于教學(xué)單位集中力量做好特色專業(yè)。
2.拓寬相關(guān)專業(yè)方向,面向區(qū)域經(jīng)濟(jì)。堅持少專業(yè)多方向,即對現(xiàn)有專業(yè)已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模,但尚有較大市場前景和生命力,在相當(dāng)時期內(nèi)仍適合廣東經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的專業(yè),采取加大專業(yè)改造的力度,拓展專業(yè)方向,拓寬專業(yè)面,使其向?qū)捒趶降膶I(yè)辦學(xué)模式發(fā)展,以增強(qiáng)適應(yīng)性,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。
我院現(xiàn)有文秘專業(yè)主要是培養(yǎng)涉外文秘,畢業(yè)生只能從事國家事業(yè)機(jī)關(guān)、國有企業(yè)、獨(dú)資、合資企業(yè)等公關(guān)、文秘工作。為了突出該專業(yè)的特色、我院主動適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和企業(yè)、行業(yè)發(fā)展的需要,及時跟進(jìn)市場、企業(yè)對文秘專業(yè)的新要求和文秘專業(yè)的發(fā)展趨勢,在本專業(yè)原有的培養(yǎng)方向上再增加法律文秘、會展文秘兩個方向,以增強(qiáng)該專業(yè)在招生和就業(yè)方面的競爭力。
為適應(yīng)目前旅游業(yè)發(fā)展的需求,我院2009年適時調(diào)整優(yōu)化現(xiàn)有專業(yè),增強(qiáng)為行業(yè)服務(wù)的優(yōu)勢,拓展涉外旅游專業(yè)培養(yǎng)的方向,在涉外旅游專業(yè)下增設(shè)旅行社經(jīng)營管理、酒店管理、旅游乘務(wù)方向。
針對珠三角地區(qū)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)達(dá)、進(jìn)出口貿(mào)易頻繁、外向型和開放型經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn),根據(jù)對市場、企業(yè)和兄弟院校的調(diào)研,我們發(fā)現(xiàn)商務(wù)英語人才需求主要集中在兩大就業(yè)崗位群,即涉外文員和外貿(mào)從業(yè)人員,因此我院在商務(wù)英語專業(yè)下增設(shè)了商務(wù)英語國際貿(mào)易方向。本次拓寬8個專業(yè),拓展方向19個。
3.開發(fā)工業(yè)交通類新專業(yè),突出特色。我院根據(jù)自身?xiàng)l件和專業(yè)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀,立足于現(xiàn)有專業(yè)的辦學(xué)優(yōu)勢,從優(yōu)勢專業(yè)出發(fā),集中人力、物力和其他辦學(xué)資源,進(jìn)一步突出我院專業(yè)優(yōu)勢,結(jié)合我院“十一五”發(fā)展規(guī)劃,同時根據(jù)各大城市迅猛發(fā)展軌道交通的機(jī)遇,大力開發(fā)軌道交通類新專業(yè),計劃新增市場需求旺盛或潛力巨大,技術(shù)培養(yǎng)難度較高,對支持和帶動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級具有重要作用的為社會急需、具有競爭優(yōu)勢、能適應(yīng)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的軌道交通運(yùn)輸管理與服務(wù)類專業(yè),滿足軌道交通運(yùn)營企業(yè)和工程施工企業(yè)的用人需求。
依據(jù)市場對高素質(zhì)技能型人才的需要,經(jīng)過充分調(diào)研論證,重點(diǎn)鼓勵發(fā)展城市軌道交通控制、鐵道工程技術(shù)、高速動車組駕駛與維修、模具設(shè)計與制造等10個帶動能力強(qiáng)、服務(wù)軌道交通建設(shè)的新專業(yè)。
4.組建“4+4”特色專業(yè)群,對接產(chǎn)業(yè)鏈。為加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)的集約性,增強(qiáng)各專業(yè)間的相互支撐,根據(jù)我院的辦學(xué)特色與專業(yè)建設(shè)定位,以城市軌道交通車輛、電氣化鐵道技術(shù)、城市軌道交通運(yùn)營管理、數(shù)控技術(shù)4個重點(diǎn)專業(yè)為龍頭,其他專業(yè)為支撐,按照專業(yè)群鏈接產(chǎn)業(yè)群思路優(yōu)先建成4個特色專業(yè)群。
經(jīng)過不斷探索,4個特色專業(yè)群在人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)引入國際國內(nèi)軌道交通職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn),形成“產(chǎn)教一體、寓學(xué)于工”的人才培養(yǎng)模式,帶動群內(nèi)13個專業(yè)人才培養(yǎng)模式、課程體系與教學(xué)內(nèi)容、校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地、“雙師”結(jié)構(gòu)教學(xué)團(tuán)隊、社會培訓(xùn)服務(wù)能力建設(shè),形成4類各具特色的人才培養(yǎng)模式。同時,我院從自身實(shí)際和軌道交通產(chǎn)業(yè)鏈出發(fā),不斷調(diào)整服務(wù)方向,增加社會急需的新專業(yè),改造老專業(yè),使新舊專業(yè)相輔相成、合理搭配,到“十二五”末,再建軌道工程、電子信息、汽車維護(hù)及財經(jīng)服務(wù)4個專業(yè)群,形成“4+4”專業(yè)群統(tǒng)領(lǐng)、帶動我院各專業(yè)整體發(fā)展,全面提升我院專業(yè)建設(shè)的水平,從根本上增強(qiáng)我院的核心競爭力。
四、專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的長效機(jī)制
1.成立專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整工作小組。我院為進(jìn)一步貫徹落實(shí)《綱要》,深入推進(jìn)專業(yè)結(jié)構(gòu)和人才培養(yǎng)方案的調(diào)整優(yōu)化工作,成立了由院長任組長,教學(xué)副院長任副組長,教務(wù)處、人事處、高職研究所以及各系部主要負(fù)責(zé)人參加的工作小組。
2.制定工作規(guī)劃。專業(yè)調(diào)整優(yōu)化工作分三個步驟完成,第一,各系部組織分專業(yè)開展廣泛的調(diào)研工作;第二,我院分專業(yè)類別組織專業(yè)帶頭人、專業(yè)指導(dǎo)委員會、畢業(yè)生代表、用人單位代表、系部負(fù)責(zé)人等五類專題研討會;第三,落實(shí)專業(yè)調(diào)整方案研討會,確定專業(yè)群規(guī)劃及相關(guān)保障制度。
3.開展專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整調(diào)研。為掌握珠三角產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級和企業(yè)需求的第一手資料,我院領(lǐng)導(dǎo)帶隊、各有關(guān)部門負(fù)責(zé)人和相關(guān)專業(yè)人員參加,深入珠江三角洲地區(qū),與合作企業(yè)共同就專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整問題進(jìn)行研討,廣泛征求相關(guān)企業(yè)與歷屆畢業(yè)生的意見和建議。按照對接現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系和綜合交通體系的要求,將調(diào)研任務(wù)分解為多個子項(xiàng)目,制定了工作方案,并安排了專項(xiàng)調(diào)研經(jīng)費(fèi)以保證調(diào)研工作順利開展。
隨著我國基本建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,隧道工程已經(jīng)成為鐵路、公路和水利水電等大型項(xiàng)目中的重要工程。隧道工程的重要性越來越顯著,隧道工程的數(shù)量和長度明顯增加,規(guī)模不斷擴(kuò)大。因此隧道工程的安全施工和貫通,是不可回避重要任務(wù)和技術(shù)難題。危及隧道工程施工的地質(zhì)病害大致分為三類:1不良工程地質(zhì)條件,諸如巖體的裂隙發(fā)育密集帶、構(gòu)造破碎帶、巖溶發(fā)育帶、以及人工采礦造成的不良地質(zhì)條件和高地應(yīng)力造成的危害等;2不良水文地質(zhì)條件,諸如巖溶水、構(gòu)造和裂隙水等;3不良環(huán)境條件,諸如有毒有害氣體和強(qiáng)放射性的環(huán)境。對于以上地質(zhì)問題,在隧道工程的勘察設(shè)計階段,已經(jīng)投入大量的地質(zhì)勘察工作,但是由于地質(zhì)、地形條件的復(fù)雜性和相應(yīng)勘察技術(shù)的現(xiàn)狀水平,以及時間、經(jīng)費(fèi)等條件的限制,勘察階段的地質(zhì)資料一般難于達(dá)到施工階段的精度要求。國內(nèi)外因地質(zhì)條件不明造成隧道施工事故的教訓(xùn)是不少的,例如:日本越新干線中山隧道涌水淹沒事件;前蘇聯(lián)貝加爾—阿穆爾干線上某隧道的突水事件;我國成昆線、大秦線、衡廣復(fù)線建設(shè)中,因地質(zhì)問題的停工時間約占到1/3;以及不久前發(fā)生的四川某隧道瓦斯爆炸,造成重大事故和人員傷亡。以上隧道施工事故的危害是巨大的,因此強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報工作是非常必要的。
我國隧道地震波超前預(yù)報技術(shù)的研究起始于上個世紀(jì)的90年代,鐵道部第一勘測設(shè)計院物探隊提出“負(fù)視速度方法”。鐵道部第一勘測設(shè)計院是較早研究隧道地震超前預(yù)報的單位。他們在1992年7月,利用地震反射波方法對云臺山隧道進(jìn)行隧道超前預(yù)報,預(yù)報成果與開挖后的隧道左壁“破碎帶”和“斷層”的位置基本一致。從上個世紀(jì)90年代初開始,我國物探技術(shù)人員一直沒有停止對隧道地震超前預(yù)報技術(shù)的研究。曾昭璜(1994)研究利用多波進(jìn)行反演的“負(fù)視速度法”,這種方法利用來自掌子面前方的縱波、橫波、轉(zhuǎn)換波的反射震相在隧道垂直地震剖面上所產(chǎn)生的負(fù)視速度同相軸來反演反射界面的空間位置與產(chǎn)狀。北方交通大學(xué)的陳立成等人(1994)從全波震相分析理論和技術(shù)的角度研究隧道前方界面多波層析成像問題,進(jìn)行隧道超前預(yù)報。他們的研究成果在頡河隧道、老爺嶺隧道地質(zhì)預(yù)報中應(yīng)用,取得預(yù)期的效果。該方法的工作原理是以地震反射波方法為基礎(chǔ)。工作中他們根據(jù)嫻熟的地震反射波技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)解釋,當(dāng)時沒有開發(fā)出針對隧道地震預(yù)報的處理系統(tǒng),同時受當(dāng)時條件所限制,該項(xiàng)技術(shù)未能得到進(jìn)一步深入研究和發(fā)展。
1995年左右鐵道部下屬單位引進(jìn)瑞士“TSP202”隧道地震波超前預(yù)報的儀器,當(dāng)時曾組織系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)地質(zhì)和物探專家在隧道工點(diǎn)進(jìn)行了試驗(yàn),未見明顯的效果,認(rèn)為其技術(shù)與“負(fù)視速度方法”基本一致,對其處理解釋系統(tǒng)爭議較大、認(rèn)識褒貶不一,試驗(yàn)工作無果而終,該設(shè)備技術(shù)的消化工作也就擱置了。時隔7年后,隧道安全施工要求進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報,該儀器設(shè)備由鐵路系統(tǒng)的工程局又開始第二次引進(jìn),并直接用于隧道施工的預(yù)報工作。可以說由于第一次引進(jìn)消化工作不深入,造成第二次引進(jìn)后出現(xiàn):應(yīng)用工作中的盲目性和簡單化,以及其他一些不正常現(xiàn)象。在宜萬鐵路隧道施工中不斷出現(xiàn)的問題,使人們開始反思,不少論文也提出了存在的問題,鐵道部也下發(fā)文件要求科學(xué)地進(jìn)行超前預(yù)報。可以說短短幾年的應(yīng)用實(shí)踐,人們?nèi)匀辉谔剿髦刭|(zhì)預(yù)報技術(shù)的進(jìn)步。
隧道地震波超前預(yù)報屬于物探技術(shù),但比地面的地震波物探技術(shù)復(fù)雜,我國的地質(zhì)物探工作者一直沒有放松該技術(shù)的研究工作。北京市水電物探研究所研究地震波勘察檢測技術(shù)已經(jīng)有近20年的歷史,并且是多道瞬態(tài)面波勘察技術(shù)的發(fā)明單位,生產(chǎn)的SWS型工程勘察與工程檢測儀器系統(tǒng),已經(jīng)為400多家勘察設(shè)計、高等院所廣泛應(yīng)用,并且出口日本等國家。2003年該所投入人力物力研究隧道地震波預(yù)報技術(shù),研究TGP12型隧道地質(zhì)超前預(yù)報儀器,以及孔中高靈敏度三分量檢波設(shè)備,方便的孔中耦合技術(shù),和Windows編程的數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)。在經(jīng)過大量的預(yù)報實(shí)踐驗(yàn)證后,于2005年通過了由國家隧道中心王夢恕院士組織的國內(nèi)著名隧道專家的評審鑒定。該儀器系統(tǒng)推向市場不到2年的時間,已經(jīng)有近20臺套投入到隧道超前地質(zhì)預(yù)報工作中應(yīng)用,反饋信息普遍受到用戶的好評。
鐵道部工程設(shè)計鑒定中心趙勇主編的《高速鐵路隧道》一書,提出隧道地質(zhì)超前預(yù)報的方法有以下部分組成:①地質(zhì)分析、②超前平行導(dǎo)坑預(yù)報法、③超前水平鉆孔法、④物理探測法。并闡述物理探測法與地質(zhì)分析法、超前平行導(dǎo)坑預(yù)報法、超前水平鉆孔法相結(jié)合,解決不同地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)用原則。書中介紹了國產(chǎn)TGP隧道地震波預(yù)報系統(tǒng),聲波反射方法,地質(zhì)雷達(dá)方法,紅外探水方法等。
本文就隧道地震波預(yù)報技術(shù)中的若干關(guān)鍵問題,并結(jié)合應(yīng)用中的實(shí)際問題闡述如下,目的在于引起同行們討論,促進(jìn)地震波預(yù)報技術(shù)理論水平的提高,促進(jìn)采集數(shù)據(jù)質(zhì)量的提高,促進(jìn)資料的解釋推斷工作向合理化方向發(fā)展。
一、隧道地震波方法的預(yù)報原理
隧道地震預(yù)報工作利用地震反射波原理,在隧道內(nèi)以排列方式激發(fā)的地震波,向三維空間傳播的過程中,遇到聲阻抗界面會產(chǎn)生反射波。聲阻抗是介質(zhì)傳播彈性波的速度與介質(zhì)密度的函數(shù),介質(zhì)的聲阻抗數(shù)值為速度與密度的乘積。因此地層中的巖性變化界面、構(gòu)造破碎帶、巖溶和巖溶發(fā)育帶等界面會產(chǎn)生地震反射波,這種反射波被布置在隧道內(nèi)的檢波器接收,輸入到儀器中進(jìn)行信號的放大、數(shù)字采集和處理,實(shí)現(xiàn)地質(zhì)預(yù)報的目的。
由此可以看出,隧道地震波預(yù)報技術(shù)是通過直接探查聲阻抗變化的界面,經(jīng)過人工分析實(shí)現(xiàn)間接推斷地質(zhì)病害的方法。
圖(2)不同夾角構(gòu)造界面的地震波路徑與反射波記錄形態(tài)
圖(1)示意與隧道斜交的構(gòu)造面,其地震波傳播的路徑圖,構(gòu)造面上的地震波反射點(diǎn)在白色園內(nèi)。圖(2)示意不同夾角構(gòu)造面的地震波路徑與反射波記錄形態(tài),與隧道夾角不同的構(gòu)造面其反射點(diǎn)位置不同,地震波傳播路徑偏離隧道軸線也不同。構(gòu)造面與隧道正交時地震波傳播路徑與隧道軸線平行,右圖為與隧道正交構(gòu)造面產(chǎn)生的地震反射波記錄,根據(jù)反射波同相軸計算得到界面與檢波點(diǎn)之間巖體的地震波速度,該速度代表隧道圍巖的性質(zhì)。由非正交條件下地震反射波記錄獲得的速度為地震波傳播路徑巖體的“視速度”,“視速度”值的大小不僅與路徑上巖體的性質(zhì)有關(guān),而且與界面和隧道的夾角有關(guān)。應(yīng)用地震波預(yù)報構(gòu)造面位置的計算是利用地震波在炮孔段的傳播速度,各構(gòu)造面之間巖體的速度是綜合界面反射獲得的“估算速度”,不是隧道圍巖的真速度,應(yīng)用中結(jié)合反射點(diǎn)偏離隧道軸線距離的遠(yuǎn)近和巖體的各項(xiàng)異性分布綜合考慮使用。
圖(2)是理想模式的三份量地震波時距曲線形態(tài)。實(shí)際工作中采集的地震波是錯綜復(fù)雜的,理想模式的地震波是不常存在的,記錄上普遍存在有來自三維空間中多個方向的反射波,和各種形式的干擾波,這是應(yīng)用技術(shù)中首先考慮的問題。
針對隧道地震波傳播的復(fù)雜性,TGP地震預(yù)報系統(tǒng)不僅利用地震反射波走時關(guān)系,同時采集空間地震波三分量記錄,進(jìn)行地震波的極化分析與計算,該技術(shù)的突破有利于地質(zhì)構(gòu)造面產(chǎn)狀、規(guī)模和地質(zhì)體性質(zhì)的預(yù)報。
二、TGP隧道地質(zhì)超前預(yù)報系統(tǒng)
隧道地震波預(yù)報的早期研究,是由研究和利用地震波在時間空間域中的運(yùn)動學(xué)特征開始的,工作中認(rèn)識到僅僅利用地震波運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特征是不夠的。隧道工程的地震波在全三維環(huán)境條件下傳播,這種條件比地面上的平面半無限空間條件復(fù)雜得多,而且隧道內(nèi)地震波的接收與激發(fā)測線與探測目的是近于垂直或者大角度相交的條件,因此影響在地質(zhì)構(gòu)造面上獲得大長度大面積的地震波信息量。針對這種狀況,預(yù)報工作僅僅利用單一模態(tài)的地震波難以勝任。因此,TGP系統(tǒng)強(qiáng)化采集地震波的多波列信息,綜合利用地震波的多波列震相信息,因此TGP系統(tǒng)的功能得到明顯的增強(qiáng)。
TGP隧道地質(zhì)超前預(yù)報系統(tǒng)包括儀器設(shè)備和處理軟件兩大部分。其中儀器設(shè)備有TGP型儀器主機(jī)、接收傳感器、孔中定位安裝工具和電纜等。圖(3)是TGP隧道地質(zhì)超前預(yù)報系統(tǒng)的主機(jī)。其處理軟件由地震波數(shù)據(jù)輸入與編排、空間坐標(biāo)建立、能量均衡、干擾波分析與去除、觸發(fā)時差校正、譜分析、縱橫波分離、巖體速度參數(shù)計算、回波提取與偏移圖、有效波分析與衰減參數(shù)計算、極化波處理與構(gòu)造產(chǎn)狀圖、綜合分析與繪制成果圖等模塊組成。
工程應(yīng)用中,TGP型隧道地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)對于500多米距離的構(gòu)造面具有清楚的地震反射波信息,說明儀器系統(tǒng)具有足夠的信噪比。實(shí)際工作中考慮預(yù)報距離和分辨精度兩方面要求,預(yù)報距離一般采用150米至200米。TGP型隧道地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)具有登記全部測長距離內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造信息的功能,利用逐次遞進(jìn)的位置相關(guān)分析,和源生成果對比等處理功能,有利于去偽存真和排除異常,提高預(yù)報成果的質(zhì)量。該系統(tǒng)2005年8月通過由國內(nèi)知名隧道、地質(zhì)、物探專家組成的專家組評審鑒定。專家們一致認(rèn)為“TGP12儀器與相關(guān)的處理系統(tǒng),性能穩(wěn)定可靠,采集的波形完整,信噪比高,與國外同類儀器對比整體上具有國際先進(jìn)水平,可替代進(jìn)口產(chǎn)品。”具體評審意見如下:
1、TGP12是集信號放大,模數(shù)轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)采集、存儲和控制為一體的密封防水防震的物探設(shè)備;優(yōu)于利用微機(jī)裝配式結(jié)構(gòu)的儀器,TGP12適合在惡劣的隧道環(huán)境中使用。
2、TGP12的三分量速度型檢波器具有高靈敏度,指向性強(qiáng)和較寬的頻帶響應(yīng)等特點(diǎn),因而拾取的地震波信號具有高的質(zhì)量品質(zhì)。TGP12孔中接收檢波器采用黃油耦合,方便、經(jīng)濟(jì)、快捷。優(yōu)于在鉆孔中需要錨固異型鋼導(dǎo)管的方式。2米長的鋼導(dǎo)管難于攜帶、運(yùn)輸,價格昂貴,一次性使用,費(fèi)事費(fèi)工費(fèi)財。
3、TGP12的地震波采集觸發(fā)是開路觸發(fā)方式,即信號線在雷管引爆炸藥的同時被炸斷,信號線同時開路觸發(fā)儀器采集,儀器采集無延時差,保證定位的準(zhǔn)確性。超前預(yù)報儀器若采用起爆器電脈沖同時觸發(fā)電雷管和觸發(fā)主機(jī)采集的方案,由于電雷管起爆的延時時間難于做到一致,因此會造成儀器采集的走時誤差,這種觸發(fā)方式在我國的地震波勘探規(guī)程中明確規(guī)定不宜使用,更何況隧道巖體的速度比覆蓋層介質(zhì)的速度高出幾倍以上,以巖體波速4500m/s~5500m/s為例計算,每一毫秒誤差會造成2~3m的預(yù)報距離誤差,一般瞬發(fā)電雷管的延時誤差不止一毫秒,因此由20多次激發(fā)的平均線計算隧道巖體速度,和利用存在誤差的時間計算距離,兩次誤差的乘積造成的誤差不容忽視。
4、TGPWIN隧道地震波處理分析軟件借鑒了已有相關(guān)軟件的長處,并充分考慮彈性波在三維空間的傳播特點(diǎn),以及根據(jù)TGP儀器采集的數(shù)據(jù)格式編寫。功能特點(diǎn)如下:
(1)全中文界面,通俗易懂,對地震波信號的處理過程,直觀、方便,具有友好的人機(jī)操作界面。
(2)對P波、SH波、和SV波的分離完善合理,這是超前地質(zhì)預(yù)報數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵工作之一。
(3)處理軟件具有相關(guān)部分互相檢查的功能,例如點(diǎn)擊偏移歸位成果圖上的反射界面位置,程序會轉(zhuǎn)到該位置界面的反射波組位置,通過分析反射波組的連續(xù)性、反射波的極性和能量,確定偏移成果的可靠性和性質(zhì)。有助于去偽存真,由此及彼,由表及里,深化認(rèn)識,使預(yù)報結(jié)論科學(xué)可靠。
(4)TGPWIN處理中有自動處理方式,也有手動處理方式,有深入分析異常可靠程度的追蹤功能,這樣設(shè)計既適應(yīng)非物探專業(yè)的普通工程技術(shù)人員使用,又適應(yīng)物探專業(yè)人員分析地震波傳播特性,對復(fù)雜地質(zhì)條件進(jìn)行深入研究工作的需要。
5、TGP12系統(tǒng)只要增加不多的配套附件和軟件模塊,就可以增加儀器用于隧道檢測的其它功能,例如:對已襯砌的隧道進(jìn)行襯砌脫空檢測,檢查隧道圍巖中隱蔽的病害(巖溶)。也可以在掌子面上用錘擊的激發(fā)方式做到短距離更為精確的地質(zhì)預(yù)報,因而它是一機(jī)多能的設(shè)備。
TGP12的性價比與國外同類儀器相比具有明顯的優(yōu)勢。而且研發(fā)、生產(chǎn)在國內(nèi),用戶可以獲得及時周到的技術(shù)服務(wù)和技術(shù)支持,以及儀器維修等方面的方便性。
三、工程應(yīng)用實(shí)例
宜萬鐵路涼風(fēng)亞隧道的巖性為灰?guī)r,TGP12型儀器與進(jìn)口TSP203儀器進(jìn)行了同點(diǎn)試驗(yàn),預(yù)報成果如下,見圖(4)、圖(5)。
由以上成果圖可以看出:在DK53+322—DK53+346;DK53+370—DK53+380;DK53+390—DK53+420三處存在構(gòu)造異常,其中DK53+322—DK53+346、DK53+370—DK53+380兩處的Vsh波比Vp波反射幅度大,推斷以上兩處構(gòu)造帶存在有充水或巖溶發(fā)育的可能性、。此結(jié)論經(jīng)過日后的隧道開挖證明完全正確。在隧道施工的《變更設(shè)計建議書》中結(jié)論:“在隧道左壁的DK53+322段發(fā)現(xiàn)巖溶,溶蝕帶寬度為2.5米,溶蝕帶穿過隧道拱頂至右壁的DK53+340米段,并向邊墻外延伸,雨后DK53+322處溶洞有較大水量流出,DK53+339處溶洞有少量滲水。該段圍巖較破碎,節(jié)理發(fā)育,受溶洞影響,拱頂巖層出現(xiàn)楔體破壞、掉塊”。
TGP12型隧道地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)在云南水富高速公路冷水溪隧道,宜萬鐵路王家?guī)X隧道、涼風(fēng)埡隧道,青島海濱高速仰口隧道,重慶地區(qū)數(shù)條公路隧道,以及武廣客運(yùn)專線大瑤山隧道等工程使用,獲得滿意的預(yù)報效果。
1、隧道地震波超前預(yù)報的概念解釋
隧道地震波超前預(yù)報技術(shù)翻譯成英語是“TunnelSeismicPrediction”,簡稱“TSP”。在我國《客運(yùn)專線鐵路隧道施工技術(shù)指南》的第5.0.8條使用了“TSP”縮寫詞。一般規(guī)程中使用縮寫英語字母表示某種技術(shù)是正常的事情,但是在隧道地質(zhì)超前預(yù)報工作中卻出現(xiàn)被歪曲利用的現(xiàn)象,把“TSP技術(shù)”歪曲解釋成“TSP***儀器”。這種現(xiàn)象對隧道超前預(yù)報技術(shù)的應(yīng)用,造成了不良的影響。在有的地方和部門的隧道施工招標(biāo)和設(shè)備招標(biāo)工作文件中也存在把“TSP技術(shù)”歪曲解釋成“TSP***儀器”的現(xiàn)象,這是對隧道地震波預(yù)報技術(shù)缺乏科學(xué)認(rèn)識。
因此,正確認(rèn)識:“TSP技術(shù)”即隧道地震波超前預(yù)報技術(shù),有益于正確執(zhí)行我國的現(xiàn)行隧道規(guī)程規(guī)范和法規(guī),有益于隧道工程的招投標(biāo)工作,有益于隧道地震波預(yù)報技術(shù)的進(jìn)步,有益于誠實(shí)誠信的預(yù)報技術(shù)服務(wù)。
2、隧道地震波預(yù)報中的接收與激發(fā)問題
在隧道地震預(yù)報工作中,有的采用把接收與激置在隧道的洞壁上,這種做法不妥當(dāng)。眾所周知,洞壁的表面波傳播較強(qiáng),對地震反射波會形成不容忽視的干擾。同時鉆爆施工影響洞壁巖體松動,局部超欠挖使得洞壁巖體不平整和完整性差,接收檢波器和激發(fā)點(diǎn)受局部巖體影響大,地震波的傳播和衰減比較復(fù)雜,嚴(yán)重影響地震波記錄的一致性,大大降低有效波的信噪比。因此不宜采取在洞壁激發(fā)與接收的做法。
有關(guān)
在洞壁激發(fā)和接收中面波的干擾問題,原清華大學(xué)聲學(xué)教研室的沈建國教授曾經(jīng)作過物理模型試驗(yàn),見圖(6)。模型設(shè)計在隧道前方有一個溶洞,洞徑與隧道斷面相當(dāng),分別在洞壁的4個深度布置接收排列。
圖(7)是洞壁采集的地震波記錄,圖(8)是在洞壁一定深度內(nèi)采集的地震波記錄。圖中:藍(lán)色直線Vp表示直達(dá)縱波;藍(lán)色曲線Vp1表示溶洞的反射縱波;紅色直線Vr的后面表示面波。由圖(7)與圖(8)對照可以看到:圖(7)面波Vr幅度強(qiáng),溶洞的反射波無法分辨;圖(8)的面波Vr幅度大大減弱,溶洞的反射波較清晰的表現(xiàn)出來。這個模型試驗(yàn)的結(jié)果明確說明面波的干擾在鉆孔一定深度呈現(xiàn)減弱的趨勢。因此,在隧道地震波超前預(yù)報檢測工作中,采取孔中激發(fā)和接收技術(shù)措施壓制面波非常必要,是提高反射回波記錄信噪比質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。
TGP隧道地震波預(yù)報系統(tǒng)的接收和激發(fā),結(jié)合現(xiàn)場施工的方便性,要求鉆孔的深度為2.0米。鉆孔中采用炸藥爆炸產(chǎn)生震源,控制使用小藥量炸藥,在有條件的地方盡量使用高爆速炸藥,同時在孔中充水的條件下爆炸。在充水的條件下爆炸有以下好處:易于產(chǎn)生高頻地震波,提高分辨率;同時爆炸泄放到隧道內(nèi)的爆炸聲音小,減弱隧道管波的干擾能量;爆炸時水由孔中噴出的過程有益于產(chǎn)生水平偏振,加強(qiáng)橫波的能量,有利于地震預(yù)報工作中實(shí)現(xiàn)采集高質(zhì)量的多波信息,實(shí)現(xiàn)多波多參數(shù)的預(yù)報目的。鉆孔中接收,采用具有高指向性和高靈敏度的三分量接收探頭安置在鉆孔的底部,通過耦合劑實(shí)現(xiàn)與鉆孔壁的直接接觸,檢波器信號輸出采用軟電纜,和采用吸聲軟材料封堵鉆孔口等措施,對于高保真地接收地震有效波信號,減少產(chǎn)生干擾波環(huán)節(jié)等方面很有益處。
3、隧道地震波預(yù)報中的干擾波
在隧道地震波采集過程中,存在著多種干擾波,對此必須有明確地認(rèn)識。例如:對頭隧道施工和鄰洞施工的干擾波;地表地形和來自其他方向的反射波干擾;洞內(nèi)電磁波干擾;以及接收裝置設(shè)計不當(dāng)產(chǎn)生的干擾波等等。正確認(rèn)識干擾波和產(chǎn)生的原因,才會采取正確的措施獲得高質(zhì)量的現(xiàn)場地震波記錄。下面重點(diǎn)討論隧道管波的干擾問題。
隧道管波由激發(fā)孔爆炸時聲波泄放到隧道中產(chǎn)生,被接收傳感器接收造成對記錄的干擾,見圖9。
圖中地震記錄50毫秒以下出現(xiàn)的呈斜線“黑點(diǎn)”,在右圖中斜線用“紫線”表示,由記錄上的時距線計算“紫線”表示的速度為340m/s,該線以下的波(左半圖中黑色部分)為空氣中傳播的聲波,我定義這種波為“隧道管波”,“隧道管波”出現(xiàn)后覆蓋其后出現(xiàn)的地震反射波。“隧道管波”幅度的大小與激發(fā)和接收條件有關(guān),“隧道管波”在地震記錄上出現(xiàn)的位置與采集偏移距離有關(guān)。該紫色線位置為偏移距離為20m的“隧道管波”出現(xiàn)位置。圖中藍(lán)色線表示速度為4500m/s的前行縱波和反射縱波,紅色線表示速度為2500m/s的前行橫波和反射橫波。上部的藍(lán)色線Vp和紅色線Vs分別表示由震源向前傳播的直達(dá)縱波與橫波。下部的多條藍(lán)色線Vp100、Vp150、Vp200分別表示掌子面前方100米、150米、200米距離處構(gòu)造面的反射縱波,多條紅色線Vs100、Vs150分別表示掌子面前方100米、150米距離處構(gòu)造面的反射橫波。由圖看出有30%地震道的反射縱波和50%以上地震道的反射橫波淹沒在“隧道管波”的干擾中。如果隧道圍巖的縱波速度低于4500米/秒、橫波速度低于2500米/秒,將會有更多的地震道淹沒在“隧道管波”的干擾中,其中影響橫波的程度更為嚴(yán)重,這種現(xiàn)象嚴(yán)重影響縱、橫波雙參數(shù)預(yù)報。
我提出隧道管波的嚴(yán)重干擾問題,希望引起足夠的重視,加強(qiáng)地震波檢測理論的學(xué)習(xí),克服對有效波和干擾波不加區(qū)分,盲目按照流程進(jìn)行處理的做法,才可以糾正成果中以夾雜干擾波假象進(jìn)行預(yù)報的局面。
在京西梨園嶺隧道TGP206與TSP200在同一次預(yù)報中進(jìn)行試驗(yàn)對比,發(fā)現(xiàn)TSP200儀器采集的記錄中有嚴(yán)重的隧道管波,TGP206儀器采集的記錄中無隧道管波。兩臺儀器工作中使用同一批24炮震源和在同一位置接收,采集的地震波記錄出現(xiàn)如此之大的區(qū)別,關(guān)鍵在TSP200儀器的接收裝置設(shè)計不合理。我分析過近百個TSP203與TSP200儀器采集的記錄文件,記錄上普遍存在著“隧道管波”,檢查數(shù)據(jù)處理的過程中也未見對干擾波進(jìn)行處理,而是作為地震反射波數(shù)據(jù)參與了處理,隧道管波干擾的假象混雜在預(yù)報成果圖中。近幾年,我看到的使用TSP203和TSP200資料發(fā)表的預(yù)報文章中,其現(xiàn)場采集的偏移距離(接收到最近激發(fā)炮之間的距離)普遍使用15米或者20米,炮孔之間的距離為1.5米至2米左右。在隧道管波干擾的情況下,這種布置采集的記錄見圖(9),記錄上的隧道管波是構(gòu)成對有效波預(yù)報的嚴(yán)重干擾。我們對以如上參數(shù)采集的記錄作個初步的分析,假設(shè)巖體條件為完整的微風(fēng)化硬巖,以巖體的縱波速度為4500米/秒,橫波速度為2500米/秒計算,未受隧道管波干擾的距離:縱波成果為120米左右,橫波成果為60米左右。以現(xiàn)行TSP200或者TSP203雙參數(shù)預(yù)報的做法評論,其未受隧道管波干擾的預(yù)報距離為60米左右。如果巖體條件降低,雙參數(shù)預(yù)報的距離還要大打折扣。如果按預(yù)報150米距離分析,其中有90米左右的距離中包含有隧道管波的假象資料。請有關(guān)使用者自己檢查已經(jīng)處理過的文件,分析我的結(jié)論是否有道理。也不妨召開一個有代表性,而且能夠深度研究隧道地震波預(yù)報技術(shù)的會議,研討是否存在隧道管波干擾的問題和改進(jìn)措施。
我提出一個不得已而為之的方法,供大家思考。根據(jù)各種波傳播路徑和速度差異的原理,即隧道管波在隧道內(nèi)的空氣中傳播,其速度低,地震波在巖體中傳播其速度高,現(xiàn)場采用加大偏移距離進(jìn)行預(yù)報數(shù)據(jù)的采集方法,利用巖體的地震波速度明顯高于空氣中聲波速度的條件,使隧道管波下移,延遲隧道管波在地震波記錄出現(xiàn)的時間,加大反射波接收的時間窗口,可以起到加大預(yù)報距離的目的。圖(10)下部標(biāo)注有20、30、40的三條紫色線分別表示:偏移距離為20米、30米、40米情況下的隧道管波的出現(xiàn)位置。由圖可見,如果采用40米的偏移距離,隧道管波下移,反射波的時間窗口加大,在巖體為完整微風(fēng)化硬巖的條件下,縱波反射基本上不受干預(yù),橫波反射受影響的地震道約為30%。這種方法的不利點(diǎn)是偏移距離加大會影響到地震波頻率的降低和能量的衰減,但是權(quán)衡利弊,實(shí)現(xiàn)“隧道管波”下移的方法,避開隧道管波的干擾,無疑是一個不壞的辦法。
隧道管波在記錄上的幅度與激發(fā)泄放到隧道中的能量,以及接收裝置系統(tǒng)對隧道管波的壓制能力有關(guān)。“隧道管波”產(chǎn)生的源頭在激發(fā),在激發(fā)孔沒有注滿水、或激發(fā)孔太淺的條件下,激發(fā)能量會大量泄放到隧道內(nèi)。因此,注意改善激發(fā)條件有利于減弱隧道管波的干擾。
有關(guān)是否可以采取濾波方式處理“隧道管波”的問題。“隧道管波”的頻率與激發(fā)條件、接收裝置條件、以及隧道圍巖的性質(zhì)等有關(guān)系,也存在接收裝置系統(tǒng)在受震條件下產(chǎn)生次生震蕩波,綜合起來的干擾波比較復(fù)雜。通過濾波方式處理不宜實(shí)現(xiàn)濾除目的,如果采用的濾波參數(shù)不合理,還會產(chǎn)生改變地震波信息造成其它成果假象的可能性。
4、隧道埋深與預(yù)報距離
有一位從事海底隧道地震波超前預(yù)報的工程師向我詢問有關(guān)預(yù)報距離的問題,海底隧道在基巖和海底的沉積地層中穿過,如果基巖面的起伏較大,這一類情況與地面上的淺埋隧道一樣。在隧道地震超前預(yù)報中,海底地形界面和起伏的基巖面同樣是地震波的反射面,因此,地形界面和土石界面產(chǎn)生的反射波,與地質(zhì)構(gòu)造面產(chǎn)生的反射波均會被儀器接收并疊加在一起,造成地震波記錄復(fù)雜化。所以,在海底隧道或者淺埋隧道進(jìn)行超前預(yù)報時,要綜合考慮上述影響,合理確定預(yù)報的距離。一般在無法剔除地形等界面反射波影響的條件下,控制預(yù)報距離小于隧道埋藏深度為宜,對于大于埋深的距離預(yù)報要慎重。
5、關(guān)于圍巖參數(shù)的預(yù)報問題
關(guān)于隧道圍巖參數(shù)的預(yù)報問題,應(yīng)該明確兩個問題:一是地震波預(yù)報方法獲得圍巖參數(shù)的原理和作用;二是利用圍巖參數(shù)變更隧道圍巖級別的合理性。
地震波預(yù)報方法獲得的基本參數(shù)是縱波速度和橫波速度,其他參數(shù)均是由此計算得到的二級參數(shù)。利用地震波方法求取速度參數(shù)計算的過程中,速度數(shù)值與介質(zhì)本身和反射界面的角度兩個變量有關(guān)系。在地震波預(yù)報求取速度的過程中,以測量段(炮孔段)巖體速度為基本參考值,計算中同時考慮巖體反射界面的反射幅度強(qiáng)弱作為計算因素,帶有相關(guān)比較的性質(zhì),因此得到的速度數(shù)值稱為估算速度,利用估算速度曲線的分布作為分析相鄰巖體的定性比較具有一定的合理性。但是,它既不是常規(guī)地震波勘探中的均方根速度,也不是巖體的真速度。
地質(zhì)界面與隧道的關(guān)系,地質(zhì)界面正交隧道軸線的情況應(yīng)該說是個別的,普遍存在的應(yīng)該是與隧道存在夾角的情況,因此普遍存在的是地震反射波路徑與隧道軸線不重合,地質(zhì)界面與隧道的夾角越小(以正交為90度),地震波路徑與隧道軸線的夾角越大,即地震波路徑偏離隧道越遠(yuǎn)。因此,利用地震反射波路徑方向上的速度代表隧道圍巖,存在不合理性,因?yàn)榈刭|(zhì)巖體具有的非均質(zhì)、非連續(xù)和各向異性是不容忽視的。
在明確地震波預(yù)報獲取的速度含義以后,我們來分析利用該速度進(jìn)行“隧道圍巖彈性波分級法”和變更隧道圍巖級別的問題。“隧道圍巖彈性波分級法”顧名思義,是隧道圍巖彈性波的一個分級方法,而不是隧道圍巖地質(zhì)分級的全部。勘察設(shè)計報告中圍巖級別的結(jié)論是綜合考慮:隧道通過地帶巖體的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、隧道埋深與地應(yīng)力,以及隧道圍巖彈性波參數(shù)等多方面的資料做出的,僅僅利用預(yù)報獲得的巖體參數(shù)變更圍巖的級別存在著片面性。
舉例說明如下:圖(11)是TSP203儀器預(yù)報成果圖中的一部分,圖中上半部分三項(xiàng)參數(shù)的直方圖,由上而下為巖體分段的縱、橫波速度參數(shù)值;巖體的密度值;和巖體的彈性模量值。圖的下半部分為反射界面的分布圖。以圖中的反射界面線與隧道里程線的交點(diǎn)為序,統(tǒng)計反射界面與隧道軸線的夾角,匯總成表1。
序號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
里程
2084
2092
2104
2108
2109
2116
2136
2152
2164
2184
2188
夾角
45°
75°
70°
65°
75°
80°
80°
70°
90°
70°
80°
以表1中最后兩個界面的里程和夾角,根據(jù)隧道地震反射波傳播理論,采用作圖方法,繪制的地震反射波的射線路經(jīng),分別見圖(12)。
上圖的預(yù)報距離為100米:圖中序號11的界面在2188里程,構(gòu)造面與隧道夾角80°,其地震射線與隧道夾角10°~15°,反射段偏離隧道距離32~37米;圖中序號10界面在2184里程,構(gòu)造面與隧道夾角70°,其地震射線與隧道夾角20°~30°,反射段偏離隧道距離49~59米。如果以正常預(yù)報距離150米計算,反射段偏離隧道的距離達(dá)到70~80米。地震波射線與隧道軸線方向不同,射線路經(jīng)與隧道軸線也不具備重合條件,而且偏離隧道50至80米多米以外,這樣的速度資料作為隧道掌子面前方圍巖的速度不具備代表性,以此變更隧道圍巖的分級則更無道理。至于圖中提供的其他巖體動參數(shù),例如:動彈性模量、動剪切模量、動泊松比和巖體密度值等參數(shù),皆由巖體縱波和橫波速度計算而來,擺在報告中也就是一堆動參數(shù)。況且在沒有具體巖體動靜參數(shù)對比資料的基礎(chǔ)上,如何使用也存在問題。
伴隨著改革開放的逐步深入,中國建筑及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)也發(fā)生了巨大的變化。以高速公路和鐵路為代表的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)蓬勃興起,城鎮(zhèn)化的速度不斷加速,民營建筑企業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅速崛起,人們對生活和居住環(huán)境的要求不斷提升,這一切都對建筑類工程教育提出了新的更高的要求。在中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入一個新起點(diǎn)的歷史時刻,針對國情中國選擇了創(chuàng)新型國家的發(fā)展模式,中國正面臨著經(jīng)濟(jì)增長方式從生產(chǎn)要素趨動型向自主創(chuàng)新驅(qū)動型的根本轉(zhuǎn)變。創(chuàng)新型國家與和諧社會的建設(shè)需要高素質(zhì)的建筑人才、高水平原創(chuàng)性的科技成果和高質(zhì)量的社會服務(wù)。這一切都需要中國建筑類工程教育在向先進(jìn)國家學(xué)習(xí)的同時,結(jié)合國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際,加速提升和改造。
一、樹立人文素質(zhì)教育與工程教育并重的育人理念
作為一所以土木建筑及其相關(guān)學(xué)科為特色的西安建筑科技大學(xué),我們強(qiáng)調(diào)工程教育和人文素質(zhì)教育并重,不斷加強(qiáng)了本科大學(xué)生的人文素質(zhì)教育并啟動了學(xué)校“文化建設(shè)工程”,具體做法是:
(1)在學(xué)校內(nèi)增設(shè)人文類、藝術(shù)類、法學(xué)類、理學(xué)類專業(yè)和系科,將學(xué)校由原來以工科為主的大學(xué)改造成為了以工程學(xué)科為主體,兼有文、理、藝、法、經(jīng)等學(xué)科的多科性大學(xué)。強(qiáng)調(diào)理科對工科的支撐,突出文、理、工、管、藝等學(xué)科的有機(jī)融合。
(2)每年舉辦200多場由文化名人、社會名流和知名企業(yè)家主講的人文講座,聘請大批知名作家和評論家到校任教,提高教師的文化層次和素養(yǎng),強(qiáng)化人文素質(zhì)教育。
(3)在學(xué)校創(chuàng)辦“校史館”、“賈平凹文學(xué)藝術(shù)館”、“建筑館”、“自然科學(xué)展示館”、“材料與礦物標(biāo)本陳列館”,舉辦各種文化藝術(shù)展覽和多種文學(xué)刊物,營造濃郁的人文氛圍,使大學(xué)生們“不養(yǎng)而成”。
(4)以大學(xué)生為主體,開展豐富的文化藝術(shù)活動。創(chuàng)建了大學(xué)生文學(xué)社、讀書會、大成講壇、國旗隊、管弦樂團(tuán)、合唱團(tuán)、舞蹈團(tuán)、社會實(shí)踐小分隊等群眾性社團(tuán),使工科大學(xué)生在各種文化藝術(shù)活動中,增強(qiáng)大學(xué)生們在教學(xué)過程中的主體意識,實(shí)現(xiàn)自我教育、自我提高、自我養(yǎng)成。
幾年的文化素質(zhì)教育取得了令人滿意的效果。大學(xué)生的誠信程度不斷提高,出現(xiàn)了一批無人監(jiān)考班集體。學(xué)生們的社會責(zé)任心大大提高,“愛心家教”組織受到國家的表彰、“大學(xué)生支農(nóng)團(tuán)”在推進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè)的實(shí)踐活動中被國家樹立為學(xué)習(xí)的榜樣。
二、制定厚基礎(chǔ)、寬口徑的專業(yè)培養(yǎng)體系
在高度計劃經(jīng)濟(jì)年代里,中國的工程教育主要由各工業(yè)部委舉辦。各工業(yè)部委主要基于對物的制造來培養(yǎng)人,工程教育的出發(fā)點(diǎn)和歸宿不是以人為本,而是以物的品種和制造工序?yàn)楸尽S谑枪I(yè)部委越化越小,工程教育的專業(yè)劃分越來越細(xì),專業(yè)數(shù)目越來越多。學(xué)習(xí)蘇聯(lián)前的1952年,我國高等學(xué)校的專業(yè)數(shù)為215個,其中工程學(xué)科的專業(yè)數(shù)為15個。學(xué)習(xí)蘇聯(lián)后的1963年,經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)的專業(yè)設(shè)置數(shù)為510個,其中工科類專業(yè)劇增到164個。1982年,我國的本科專業(yè)增加到1443個,增加后的工科專業(yè)達(dá)到255個。工科類專業(yè)經(jīng)歷了由學(xué)科設(shè)置專業(yè)到行業(yè)設(shè)置專業(yè)到由產(chǎn)品(或工序)設(shè)置專業(yè)的巨大變化。
以我國“土木工程”專業(yè)為例,1952年前僅此一個專業(yè)。1953年后開始設(shè)有“工業(yè)和民用建筑”專業(yè)和“結(jié)構(gòu)工程”專業(yè),到20世紀(jì)80年代就增加到建筑工程、地下建筑、道路工程、礦井建設(shè)、橋梁工程、鐵道工程、水利工程等近10個專業(yè)。再如建筑材料類專業(yè),1956年僅設(shè)有“混凝土及建筑制品專業(yè)”,到1982年就演變?yōu)樗唷⒒炷痢⒉AА⑻沾伞⒛突鸩牧稀⒋u瓦、非金屬礦產(chǎn)等8個專業(yè)。
缺乏人文教育的窄口徑專才教育,使得學(xué)生視野狹小、心理封閉,很難獲得奇想和創(chuàng)新的靈感,即使有一點(diǎn)思想的火花,也不會有實(shí)施的膽略和氣魄。所培養(yǎng)的學(xué)生匠氣十足,習(xí)慣于復(fù)制或重復(fù)性操作,不敢超越前人或越雷池半步,更有甚者性格怪僻,不能與人很好地協(xié)作共事。
而在現(xiàn)代市場經(jīng)濟(jì)的條件下,科學(xué)和技術(shù)呈指數(shù)形式增長,產(chǎn)品的生命周期越來越短,即使是一些傳統(tǒng)的產(chǎn)品或產(chǎn)業(yè),其品種和工藝在高新技術(shù)的支撐下,也不斷經(jīng)歷著革命性的變化。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異,企業(yè)之間的競爭愈加激烈,人們職業(yè)的變動性越來越大。因而窄口徑的工程教育與現(xiàn)代工業(yè)在高度分化基礎(chǔ)上的全面綜合化的大趨勢相違背,難以應(yīng)對產(chǎn)品替代、企業(yè)破產(chǎn)等引起的工程技術(shù)人員的工作性質(zhì)的轉(zhuǎn)移,更滿足不了創(chuàng)新型國家建設(shè)的需要。
高度發(fā)達(dá)的市場經(jīng)濟(jì)對工程教育提出了更高的要求,一方面需要加強(qiáng)學(xué)生的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能的培養(yǎng);另一方面需要創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培。這就需要我們工程教育在拓寬專業(yè)面的同時,加強(qiáng)基礎(chǔ)理論和基本素養(yǎng)的教育。
我國大學(xué)本科專業(yè)已經(jīng)從1982年的1343個縮減到1997年的249個。我校的工業(yè)與民用建筑專業(yè)拓展為土木工程專業(yè)后,涵蓋了原建筑工程、道橋工程和巖土工程。原水泥、耐火材料、混凝土等專業(yè)合并后成立了新的材料科學(xué)與工程專業(yè),其專業(yè)面涵蓋原無機(jī)、金屬等類材料的十多個專業(yè)。
專業(yè)口徑的變化,自然引起了教學(xué)內(nèi)容和課程體系的巨大變革。構(gòu)建適應(yīng)科學(xué)技術(shù)和社會快速發(fā)展需要的、適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的教學(xué)內(nèi)容、課程體系和培養(yǎng)模式就顯得十分迫切了。
三、構(gòu)建“階段、平臺加模塊”的工程人才培養(yǎng)過程體系
專業(yè)知識和技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練是一個頗為復(fù)雜的循序漸進(jìn)得系統(tǒng)工程。根據(jù)高素質(zhì)、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力的培養(yǎng)目標(biāo)要求,科學(xué)合理地設(shè)計系統(tǒng)、不斷建設(shè)和完善系統(tǒng)、認(rèn)真科學(xué)地實(shí)施該培養(yǎng)過程、適時檢測過程運(yùn)行狀態(tài)并及時進(jìn)行狀態(tài)參數(shù)的調(diào)整,同時及時地發(fā)現(xiàn)一些拔尖人才,根據(jù)他們的具體情況因材施教,將構(gòu)成工程人才培養(yǎng)的主線。這里面難點(diǎn)和重點(diǎn)是培養(yǎng)過程的設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容和課程體系的建設(shè)。
我校的做法是將整個工程人才培養(yǎng)過程分解為三個階段、六個平臺和若干個模塊。三個階段為大學(xué)本科的“基礎(chǔ)教育階段”、“學(xué)科基礎(chǔ)教育階段”和“專業(yè)教育階段”。六個平臺指依知識傳授和工程人才培養(yǎng)的規(guī)律,按照“公共基礎(chǔ)教育平臺一專業(yè)啟蒙教育平臺一基礎(chǔ)理論平臺一技術(shù)基礎(chǔ)理論平臺一專業(yè)教育平臺一專業(yè)知識拓展平臺”一步步地推進(jìn)。
引言
縱觀人類文明史,土木工程建設(shè)在和自然斗爭中不斷地前進(jìn)和發(fā)展。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)中,土木工程業(yè)越來越成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。同時,隨著社會和科技的發(fā)展,建筑物的規(guī)模、功能、造型和相應(yīng)的建筑技術(shù)越來越大型化、復(fù)雜化和多樣化,所采用的新材料、新設(shè)備、新的結(jié)構(gòu)技術(shù)和施工技術(shù)日新月異,節(jié)能技術(shù)、信息控制技術(shù)、生態(tài)技術(shù)等日益與建筑相結(jié)合,建筑業(yè)和建筑物本身正在成為許多新技術(shù)的復(fù)合載體。而超高層和超大跨度建筑、特大跨度橋梁及作為大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)核心的現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)則成為代表一個國家建筑科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。所有這一切都說明在土木工程中越來越體現(xiàn)了技術(shù)與創(chuàng)新的作用,誰能在世紀(jì)之交把握住土木工程學(xué)科的發(fā)展趨勢。誰就能在知識經(jīng)濟(jì)時代開創(chuàng)土木工程學(xué)科的新紀(jì)元。
一、土木工程的涵義
土木工程是指建造各類工程設(shè)施的科學(xué)、技術(shù)和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產(chǎn)活動有關(guān)的各類工程設(shè)施,如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發(fā)利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設(shè)施應(yīng)用材料、工程設(shè)備在土地上所進(jìn)行的勘察、設(shè)計、施工等工程技術(shù)活動。經(jīng)過多年的發(fā)展,目前土木工程的實(shí)踐和研究己取得顯著成就,無論是結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析,還是結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論和方法以及結(jié)構(gòu)的施工手段,都有了非常大的突破;特別是近若干年,在高層、大跨結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)方面成績尤其驚人。但展望未來,土木工程領(lǐng)域中仍然有許多課題需要我們進(jìn)一步探討。
二、土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀
我國的土木工程建設(shè)從20世紀(jì)50年代起一直沒有停過,且發(fā)展很快,尤其在近年來,發(fā)展極為迅猛,幾乎整個中國成了一個大的建設(shè)工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國各地如雨后春筍般地涌現(xiàn),新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)大力研究、開發(fā)和應(yīng)用。發(fā)展之快,數(shù)量之巨,令世界各國驚嘆不已。
截止2000年底,我國鐵路運(yùn)營路程已達(dá)6.78萬公里,居世界第4位,亞洲之首。鐵路朝著城市輕軌和地鐵兩方而發(fā)展。同時,我國也在積極建造高速鐵路,武漢至廣州的高速鐵路運(yùn)營時間僅需4小時。此外,磁懸浮列車也在發(fā)展。橋梁工程也取得了驚人的成就,伴隨著橋梁類型的不斷翻新,主跨跨度一再突破。楊浦大橋、南浦大橋、蕪湖長江大橋、南京長江二橋等大跨橋梁的建成都標(biāo)志著我國的大跨結(jié)構(gòu)達(dá)到了一個新的水平,己跨入世界水平先進(jìn)行列。目前,我國己建成千米以上大橋3座、800m以上大橋8座、600m以上大橋15座、400m以上大橋40座,重慶萬縣單孔跨度達(dá)420m的鋼筋混凝上拱橋更引起世界同行的莫大興趣。在水利建設(shè)方面,50年間全國興建大中小水庫8.6萬座,水庫總蓄水量4580億立方米。建設(shè)和整修大江大河堤防25萬公里,目前防洪工程發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)7000多億元。在大壩建設(shè)方面,我國先后建成了青海龍羊峽大壩、貴州鳥江渡大壩、四川二灘大壩等水利工程。
三、土木工程的發(fā)展趨勢
(一)高性能材料的發(fā)展
鋼材將朝著高強(qiáng)、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發(fā)展。日本、美國、俄羅斯等國家已經(jīng)把屈服點(diǎn)為700N/mm2以上的鋼材列人了規(guī)范;如何合理利用高強(qiáng)度鋼也是一個重要的研究課題。高性能混凝土及其它復(fù)合材料也將向著輕質(zhì)、高強(qiáng)、良好的韌性和工作性方面發(fā)展。
(二)計算機(jī)應(yīng)用
隨著計算機(jī)的應(yīng)用普及和結(jié)構(gòu)計算理論日益完善,計算結(jié)果將更能反映實(shí)際情況,從而更能充分發(fā)揮材料的性能并保證結(jié)構(gòu)的安全。人們將會設(shè)計出更為優(yōu)化的方案進(jìn)行土木工程建設(shè),以縮短工期、提高經(jīng)濟(jì)效益。
(三)環(huán)境工程
環(huán)境問題特別是氣候變異的影響將越來越受到重視,土木工程與環(huán)境工程融為一體。城市綜合癥、海水上升、水污染、沙漠化等問題與人類的生存發(fā)展密切相關(guān),又無一不與土木工程有關(guān)。較大工程建成后對環(huán)境的影響乃至建設(shè)過程中的振動、噪聲等都將成為土木工程師必須考慮的問題。
(四)建筑工業(yè)化
建筑長期以來停留在以手工操作為主的小生產(chǎn)方式上。解放后大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)推動了建筑業(yè)機(jī)械化的進(jìn)程,特別是在重點(diǎn)工程建設(shè)和大城市中有一定程度的發(fā)展,但是總的來說落后于其他工業(yè)部門,所以建筑業(yè)的工業(yè)化是我國建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。要正確理解建筑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化的關(guān)系,盡量實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn);要建立適應(yīng)社會化大生產(chǎn)方式的科學(xué)管理體制,采用專業(yè)化、聯(lián)合化、區(qū)域化的施工組織形式,同時還要不斷推進(jìn)新材料、新工藝的使用。
(五)空間站、海底建筑、地下建筑
早在1984年,美籍華裔林銅柱博士就提出了一個大膽的設(shè)想,即在月球上利用它上面的巖石生產(chǎn)水泥并預(yù)制混凝土構(gòu)件來組裝太空試驗(yàn)站。這也表明土木工程的活動場所在不久的將來可能超出地球的范圍。隨著地上空間的減少,人類把注意力也越來越多地轉(zhuǎn)移到地下空間,21世紀(jì)的土木工程將包括海底的世界。實(shí)際上東京地鐵已達(dá)地下三層:除在青函海底隧道的中部設(shè)置了車站外,還建設(shè)了博物館。
(六)結(jié)構(gòu)形式
計算理論和計算手段的進(jìn)步以及新材料新工藝的出現(xiàn),為結(jié)構(gòu)形式的革新提供了有利條件。空間結(jié)構(gòu)將得到更廣泛的應(yīng)用,不同受力形式的結(jié)構(gòu)融為一體,結(jié)構(gòu)形式將更趨于合理和安全。
(七)新能源和能源多極化
能源問題是當(dāng)前世界各國極為關(guān)注的問題,尋找新的替代能源和能源多極化的要求是21世紀(jì)人類必須解決的重大課題。這也對土木工程提出了新的要求,應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視。
此外,由于我國是一個發(fā)展中國家,經(jīng)濟(jì)還不發(fā)達(dá),基礎(chǔ)設(shè)施還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人民生活和國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求,所以在基本建設(shè)方面還有許多工作要做。并且在土木工程的各項(xiàng)專業(yè)活動中,都應(yīng)考慮可持續(xù)發(fā)展。這些專業(yè)活動包括:建筑物、公路、鐵路、橋梁、機(jī)場等工程的建設(shè),海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:頂管技術(shù);市政工程;應(yīng)用;施工工序
Key words: pipe technology;municipal engineering;application;construction process
0 引言
地下管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,日夜肩負(fù)著傳送信息和能量的重要任務(wù)。為城市處理污水的系統(tǒng)、自來水、煤氣、電力和通訊設(shè)施等等都屬于地下管網(wǎng)之內(nèi),要對上述市政設(shè)施進(jìn)行改建、新建、擴(kuò)建,需要工程技術(shù)人員進(jìn)行安全的管道安裝。傳統(tǒng)的挖槽埋管地下管線施工技術(shù)由于對地面交通影響較大,使本來就擁擠繁忙的城市交通如同雪上加霜,同時給市民工作、生活帶來許多不便,特別在人口稠密的城市和交通擁擠的地區(qū)以及不允許開挖的地段,這個矛盾就更加突出。市政工程如何使這些安裝工程對城市的影響減至最小,如何盡可能減少對人們?nèi)粘I畹挠绊憽R呀?jīng)成了一個迫切解決的問題。
非開挖技術(shù)將完全能解決這些難題,提供安全及經(jīng)濟(jì)的施工方法。非開挖技術(shù)是指利用少開挖和不開挖技術(shù)來進(jìn)行地下管線的鋪設(shè)或更換的工藝。頂管技術(shù)就是在這種情況下發(fā)展起來的一種非開挖技術(shù),其在國外已廣泛使用,在國內(nèi)也已逐漸普及。隨著頂管技術(shù)在市政工程的廣泛運(yùn)用,本論文主要討論在頂管作業(yè)施工過程中出現(xiàn)了一些具體的技術(shù)問題,值得施工技術(shù)人員重視,并以此和同行共享。
1 頂管施工的特點(diǎn)
頂管法又稱為非開挖管道敷設(shè)技術(shù),它具有不需要開挖面層,就能穿越地面構(gòu)筑物和地下管線吸公路、鐵路、河道的特點(diǎn),相比開挖敷設(shè)技術(shù),投資和工期將大大節(jié)省。同時,頂管施工技術(shù)可以降低噪音,減少粉塵,減輕對城區(qū)的交通條件和環(huán)境狀況的干擾和破壞,屬于真正的無污染、高效率的施工技術(shù)。頂管施工法由于其上述多方面的優(yōu)點(diǎn),在市政工程中尤其是在市政管線工程中得到了廣泛地應(yīng)用。概括起來,頂管施工技術(shù)具有幾大方面的優(yōu)點(diǎn):施工面由線縮成點(diǎn),占地面積小;地面活動不受施工影響,對交通干擾小;噪音和震動低,城市中施工對居民生活環(huán)境干擾小,不影響現(xiàn)有管線及構(gòu)筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷設(shè)管道,可以安全穿越鐵路、公路、河流、建筑物,減少沿線的拆遷工作量,降低工程造價。
2 頂管技術(shù)施工應(yīng)用分析
2.1 頂進(jìn)管的選擇 頂進(jìn)管一般選用鋼筋砼管,如沒有腐蝕要求可選用鋼管。鋼筋砼管的規(guī)格設(shè)計、配筋和應(yīng)力驗(yàn)算應(yīng)遵守有關(guān)鋼筋砼的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程,特別是有關(guān)鋼筋砼管的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程。①頂進(jìn)管直徑的選擇:頂進(jìn)管的直徑選擇是首先根據(jù)工程性質(zhì)、工程需要確定內(nèi)徑,根據(jù)頂進(jìn)管所受荷載確定砼管的配筋及壁厚,進(jìn)而確定外徑。因?yàn)轫敼芄こ坦ぷ髅嫔闲枰鋫渫谕凉と耍砸话愎軆?nèi)徑不小于500mm;②頂進(jìn)管長度的選擇:頂進(jìn)管的長度對頂管過程的可控性和經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。在直線推頂?shù)那闆r下使用長管可以減少裝管的次數(shù),取得良好的效果,但隨著管長度的增長,如果偏離原定的路線,使之恢復(fù)正確路線要比使用短管更加困難。建造頂壓坑時頂壓坑的長度也要增大,挖坑、支護(hù)、回填、修復(fù)的費(fèi)用將相應(yīng)地增加。
一般情況下,管長度須相對于管徑來衡量,當(dāng)L/D外≤1.10時,為短管;當(dāng)L/D外=1.15時,為標(biāo)準(zhǔn)管;當(dāng)IJD外≥2.10時為長管。
2.2 頂管施工的前期準(zhǔn)備 ①現(xiàn)場平面布置:平面總體布置包括起重設(shè)備、自動控制室、料具間、管片堆場、拌漿棚及拌漿材料堆場、注水系統(tǒng)、棄土坑的布置等。始發(fā)工作井內(nèi)安裝發(fā)射架、頂管機(jī)、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進(jìn)設(shè)備,工作井邊側(cè)設(shè)置下井扶梯供施工人員上下;②頂管機(jī)進(jìn)、出洞處以及后靠土體加固:為確保頂管機(jī)出洞的絕對安全,需對后靠土體及進(jìn)、出洞區(qū)域土體進(jìn)行高壓旋噴樁加固。為防止頂管機(jī)進(jìn)、出預(yù)留洞導(dǎo)致泥水流失,并確保在頂進(jìn)過程中壓注的觸變泥漿不流失,必須在工作井安裝止水裝置。
2.3 頂管施工的工藝:頂管施 叉稱為頂進(jìn)法施工,是指利用頂進(jìn)設(shè)備將預(yù)制成橢圓形或圓形構(gòu)造物逐漸頂入路基,以構(gòu)成立體交義通道或涵洞的施工方法。頂管施工需先在確定的管段之間設(shè)置工作井和接收井,然后在工作井內(nèi)安裝推力設(shè)備將導(dǎo)軌上的頂管機(jī)頭推入土體,由機(jī)頭導(dǎo)向,將預(yù)制的鋼筋混凝土管向前頂進(jìn),前端土體通過工作井運(yùn)出,最后完成管道鋪設(shè)。
2.3.1 頂管井的設(shè)計:頂管井分工作井與接收井兩種,頂管井的建造結(jié)構(gòu)有很多種類,一般使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。工作井的結(jié)構(gòu)形式通常有單孔井和單排孔井。前者形狀有圓形、正方形、矩形等,后者則大多為矩形,它們的結(jié)構(gòu)受力性能由高至低依次為圓形一正方形一矩形。
2.3.2 頂管施工工序 ①穿墻:打開穿墻悶板將工具管頂出井外,并安裝穿墻止水裝置,主要技術(shù)施工措施1)穿墻管內(nèi)填夯壓密實(shí)的紙筋粘土或低強(qiáng)度水泥粘土拌和土,以起到臨時性阻水擋土作用;2)為確保穿墻孔外側(cè)一定范圍內(nèi)土體基本穩(wěn)定并有足夠強(qiáng)度,工作井工具管穿墻前,對穿墻管外側(cè)采取注漿固結(jié)措施;3)穿墻前對可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析并制定相應(yīng)處理措施;4)悶板開啟后迅速推進(jìn)工具管,同時做好穿墻止水,本工程采用止水法蘭加壓板,中間安入20mm厚的天然優(yōu)質(zhì)橡膠止水板環(huán),要求具有較高的拉伸率和耐磨性,借助管道頂進(jìn)帶動安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置,應(yīng)防止因穿墻管外側(cè)的土體暴露時間過長而產(chǎn)生擾動流變。②頂管出洞:頂管出洞是頂管作業(yè)中一個很值得注意的問題,頂管出洞,即頂管機(jī)和第一節(jié)管子從工作井中破出洞口封門進(jìn)入土中。開始正常頂管前的過程,是頂管技術(shù)中的關(guān)鍵工序,也是容易發(fā)生事故的工序。為防止管線出現(xiàn)偏斜,應(yīng)采取工具管調(diào)零,在工具管下的井壁上加設(shè)支撐,若發(fā)現(xiàn)下跌立即用主頂油缸進(jìn)行糾偏,工具管出洞前預(yù)先設(shè)定一個初始角彌補(bǔ)下跌等措施。③注漿減阻:在頂管施工中還有一個重要的技術(shù)措施就是通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙,形成一道泥漿保護(hù)套,起到支撐地層,減少地面沉降,減少頂進(jìn)阻力的作用。在施工中,首先對頂管機(jī)頭尾部壓漿,并要與頂進(jìn)工作同步,然后在中續(xù)間和混凝土管道的適當(dāng)位置進(jìn)行跟蹤補(bǔ)漿,以補(bǔ)充在頂進(jìn)中的泥漿損失。注漿工序一般多應(yīng)用于長距離頂管施工中。④頂管糾偏:糾偏是指機(jī)頭偏離設(shè)計軸線后,利用設(shè)置在后部的糾偏千斤頂組,改變機(jī)頭端面的方向,減少偏差,使管道沿設(shè)計軸線頂迸。頂進(jìn)糾偏是采用調(diào)整4臺糾偏千斤頂組方法,進(jìn)行糾偏操作,若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮,反之亦然。
3 膨潤土懸浮液在疏松土層中的應(yīng)用
在無粘性的疏松土層中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂礫土中,若不采取其它輔助措施,土層由于本身極不穩(wěn)定,以致在刃腳推進(jìn)之后立刻就會坍落在管壁上。所以對這類土壤來說,膨潤土懸浮液的支承作用尤其具有重要意義。為了起到這種支承作用,先決條件是要盡可能準(zhǔn)確地掌握膨潤土懸浮漓在砂礫上中的特性。膨潤上懸浮液將滲人土層的孔隙內(nèi),充滿孔隙,并繼續(xù)在其中流動。流速取決于孔隙的橫斷面與懸浮液的流變特性,同時也取決于壓漿壓力。因此為了在同樣的壓漿壓力下達(dá)剄相同的滲入深度,在孔隙橫斷面很小的細(xì)粒土層中便需要低流限的懸浮液,面孔隙橫斷面較大的粒粒土層則需要高流限的懸浮液。在克服流動阻力的過程中,壓漿壓力隨著滲入深度的增加而成比例地衰減,所以相應(yīng)每一種壓漿壓力,都有一個完全確定的滲入深度。
盡管就某種場合來說,隨著管子的推進(jìn)同時在管子整個圓周上和管路全部長度上均勻地壓漿證明是相宜的,而在另一些場合下,正確的方法則又可能是分段壓漿。例如現(xiàn)已得知,在管子下半部,膨潤土在頂進(jìn)過程中比靜止?fàn)顟B(tài)下更容易流出,而上半部的壓漿則是在管路靜止的情況下更容易進(jìn)行。因此最好是將管子下半都的注漿孔和上半部的注漿孔分別組合起來。這種半側(cè)壓出韻原因在于,靜止?fàn)顟B(tài)的管道以其全部很大的重量沉落于底部。這樣便在管道的頂部形成了小空隙,或者至少是形成了一個壓力較低的區(qū)域。因而在這種狀態(tài)下,膨?yàn)懲猎诠茼斕幈仍诠艿撞扛菀琢鞒觥7粗陧攭毫透×ν瑫r作用下,管道有向上拱起的傾向。這時管道離地升起,于是管底下方便形成了一個低壓區(qū),致使膨潤土更加容易滲入其中并均勻地散開。
4 頂進(jìn)管在膨潤土懸浮浪中受到的浮力
只要頂進(jìn)管在整個圓周上被膨潤土懸浮液所包圍,浮力定律便對它有效,即使懸浮液層的厚度很小也同樣如此。在鋼筋混凝土管情況下,浮力均為管子自重的1.4倍。這樣,只要通過正確地壓人膨潤土懸浮液,從而在土層中圍繞頂進(jìn)管形成一個支承環(huán)帶,并保持懸浮液壓力等于土壓力,于是管子就會在膨潤土懸浮液中漂浮起來。為此必需的前提在于懸浮液應(yīng)是液體狀態(tài)的,亦即呈現(xiàn)為表觀流限相應(yīng)較低的溶膠狀態(tài)。在懸浮液的膨潤土含量低到接近運(yùn)動狀態(tài)下的穩(wěn)定極限時,這個條件便能得到滿足。浮力可使管外璧摩阻力減小,因?yàn)楣艿撞坑捎谧灾禺a(chǎn)生的法向力減少了。這一效果首先會對大直徑管子的長距離推頂產(chǎn)生有利的影響
5 結(jié)語
頂管設(shè)計在市政工程中,特別是深覆土大管徑的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程設(shè)計中顯得尤為重要。在特定工程條件下,相對與開槽埋管更具優(yōu)越性。時代要前進(jìn),城市要發(fā)展。市政設(shè)施配套完善,地下各種管道建設(shè)將會大量增加,頂管設(shè)計和施工也會增多。管徑加大,長度加長,有直有曲,種類繁多,這將是今后大城市頂管施工的發(fā)展趨勢。因此,我們要重視這個良機(jī),進(jìn)一步地完善和提高我們的頂管設(shè)計和施工技術(shù),使之綜合施工技術(shù)達(dá)到國際水平。
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