淺談建筑工程技術專業（地下工程施工方向）專業建設思考

劉陳平 湖南國防工業職業技術學院

1 引言

從我國職業教育的發展史來看, 每一次重大戰略的提出及社會變革, 勢必給職業院校的人才培養帶來影響，國家印發的“職教20 條”以及相應的配套文件落地，我們的政策施展職業教育的運轉“組合拳”，職業教育迎來了快速發展的黃金時期。特別是在以“不忘初心，牢記使命”為主題的工作會議上，習總書記提出了主題教育的總體要求：“保初心，擔使命，找差距，抓落實”。而我院在1962年創校伊始的“初心”就是發揚軍工精神，為國家、兵器等各個行業企業培育培養高素質技術技能人才。因此，對于我院專業建設負責老師非常有必要迎著國家職教改革的春風，拓展各個專業建設思路使我們培養出更符合國家、社會、企業需要的人才。

2 建筑工程技術專業（地下工程施工方向）專業建設思路

2019年10月，按照要求結合我系實際情況，對本專業方向主要施工技術中-山嶺隧道施工工藝專業建設未來發展走向不明確的問題進行全方面的調研。該調研的主要內容采取網上獲取信息、下企業走訪、召開專題座談會等多種模式，搜集意見和建議，并把重要內容放在一起經過研討。

2.1 專業培養目標描述

建筑工程技術專業（地下工程施工方向）是為培育具備高等職業技術教育大專規格德、智、體、美、勞全面發展，掌握本專業所學技能水平，勝任地下工程（重點在地下隧道工程）的建設、施工管理、監控、維護等工作崗位技術技能型人才。

2.2 地下隧道工程概念及分類

圖1 地下隧道工程施工工藝分類

地下隧道工程是修建在城市地下或水下環境或在山體中，修建地下通道或地下防空洞。按照其位置可分為山體隧道，海底隧道和城市隧道三大類。為減少時間距離和防止大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱為山嶺隧道；為穿過河流或海峽而從河下或海底通過的稱為水下隧道；為順應發展鐵路企業通過一些大城市的需求咱們在一個城市建立地下穿越的稱為現代城市交通隧道。這三類隧道中，本專業最主要是修筑山嶺隧道。山嶺隧道施工主要分為山嶺隧道施工和淺埋及軟土隧道施工。經調研，山嶺隧道施工可分為礦山法及掘進機法（TBM）等，其中，礦山法在其原有的基礎上又創造性研發出新奧法。淺埋及軟土隧道施工的工法主要有五種具體見圖1所示。

2.3 隧道工程常用施工方法介紹

針對圖1，對部分常用施工方法介紹如下。

2.3.1 新奧法

新奧法是在傳統礦山法的基礎上改良而來，其主要施工方法是最大化地減少對圍巖的擾動，運用圍巖本身的承載能力，利用爆破技術進行隧道全斷面開挖，開挖完成后立即對洞身錨噴混凝土，再用錨桿固定防護網在混凝土洞身上，此種支護方式最大限制地發揮了圍巖自身的承載力[2]。新奧法適用于山體土質較穩定的地質條件中進行施工。

2.3.2 盾構法

盾構法是指借助盾構機進行的一種全機械式隧道開挖辦法，是現在包括山體隧道在內的大多數隧道施工方式的首選[3]。盾構施工法是借助盾構機前方的螺旋刀片將隧道斷面的石塊土壤切削挖掘，再將挖掘出的碎土石由盾構機前方的切口環傳送至盾尾，再由盾尾將土石排出，隧道會隨著盾構機的推進而不斷挖掘成形。此種工藝適用于挖掘較長的隧道見圖2所示。

圖2 盾構法

2.3.3 新意法

新意法是經過對隧道掌子面土體的勘察、丈量，測試出圍巖受應力后的狀態變換，根據測試出的形態變化的結果，根據圍巖穩定、臨時穩定和失穩的標準，其中穩定型為巖石型變形特性、暫時穩定為黏性變形特性、不穩定為松散地形型變形特性，按這3種特性將隧道掌子面劃分為A、B、C三種類型，根據不同的類型設計出相應的支護措施[4]。此法意在困難地質施工時，采用新意法對巖土變形情況進行分析，并按照不同類型的巖土工程設計不同施工計劃的特點。此工法可依據施工的進展而進行動態的設計，隨時掌握施工區域巖土變形情況，并根據其變化設計出合理的施工方案。

2.3.4 銑挖法

銑挖法在國外是一種成熟的山體隧道施工工藝，已經積累了相當豐厚的施工經驗，為了順應新的施工要求，我國于近幾年引進了該施工技術。其主要施工工法為使用專業銑挖機，將隧道斷面分層分塊進行開挖。現將隧道斷面開挖分為3 層臺階，先將上臺階部分土體開挖，預留上臺階核心土體作為隧道圍巖支撐，然后搭設上臺階初襯結構。接下來開挖中中臺階，將中層臺階分為3段(根據實際需要可為分更多段)，先開挖兩側土體，再開挖中間土體，兩側土體開挖完成后立即施工初襯支護，待兩側支護完成后再開挖中層核心土。下層臺階施工順序同中層一致，待下層核心土開挖完成后做隧道底初襯支護，所有支護完成后對整體隧道進行二次襯砌支護，完成隧道施工。

綜上所述，結合我系專業人才培養目標，在調研過程中發現，以上幾種施工工藝，最適于山嶺隧道施工的工法是新奧法及盾構法。新奧法及盾構法的特點及適用范圍見表1。

表1 新奧法和盾構法的特點及適用范圍

由于當今隧道工程施工長度往往很長，建設工程又有工期要求，而盾構法采用全自動盾構機施工，能夠全天候不間斷施工，并且不受惡劣天氣影響，不耽誤工期，且盾構法是在山體內施工，對山體外已有的交通安全運輸不構成重大影響，所以盾構法施工優勢顯著。但新奧法經過多年的完善與發展，與盾構法相比因為它較盾構法具備對地層較強的適應性和高度靈活性，尤其是在施工現場是有限的，復雜地層條件下更顯示出自身優勢。所以，在現在的山嶺隧道施工中新奧法和盾構法都很重要。

根據調研獲悉，結合我系全體教師召開專題座談會，經過討論一致認為建筑工程技術專業（地下工程施工方向）需要依托校企共同體，建設以山體隧道施工技術（新奧法+盾構法）為核心，軍工精神和工匠精神為二翼的“一核二翼”專業發展架構模式，使專業發展方向明確，形成專業特色。

“一核二翼”發展架構給建筑工程技術專業（地下工程施工方向）起到統一思想、穩定專業發展目標的目的。所謂“一核二翼”發展架構，“一核”是指建筑工程技術專業（地下工程施工方向）必須緊緊抓住山體隧道施工技術（新奧法+盾構法）這個核心，不能因任何原因而削弱或改變。“。“二翼”是指以校企共同體發展中重要的軍工精神和工匠精神作為專業發展的“二翼”，將兩種精神融入到人才培養全過程中，以此做為輔助和支撐專業人才培養，達到培養高素質高技能人才培養的目的。

3 建筑工程技術專業“一核二翼”發展架構建設內容

3.1 建立“一核二翼”發展架構下建筑工程技術專業課程體系

建筑工程技術專業“一核二翼”發展架構思路應成為專業人才培養方案制定的指導綱領。具體在課程體系設置中給予貫徹，課程體系可采用模塊化方式設置，建立目的性很強的“一核二翼”課程體系模塊。

3.2 形成“一核二翼”發展架構下建筑工程技術專業教學資源配套實施方案

（1）根據“一核二翼”發展架構，我系現有實體隧道模型，總長度8m，總高3.6m，寬度3.6m，滿足“一核”專業課程新奧法的教學要求。

（2）完成隧道仿真軟件—盾構機施工工藝的建設，滿足“一核”專業課程盾構法的教學要求。該軟件基于3D建模技術和Unity 3D平臺模仿真實施工現場環境，進行三維現場漫游，根據設立培訓模塊任務的施工過程中的子部分分割，任務可根據教學過程需要任意跳轉使用。需包含教學、仿真、考評等模式，各個模式可根據實際需求自由切換。

（3）依據我院的軍工特色，弘揚軍工文化，將軍工精神與工匠精神融入到我們平時教學，為培養合格人才保駕護航。

4 研究結論

高素質技術技能型人才的培養離不開科學、先進、合理、適用的專業建設。我系結合此次調研的成果，明確建筑工程技術專業（地下工程施工方向）建設是依托校企共同體，建立以山嶺隧道施工技術（新奧法+盾構法）為核心，軍工精神和工匠精神為二翼的“一核二翼”專業發展架構模式的目標，后期建立“一核二翼”課程體系模塊和完善相應的專業教學建設配套資源，實現本專業的人才培養目標。同時，響應總書記號召，牢記人才培養的目標，著力為行業企業培養新一代“四有”人才，為國家社會企事業單位培養高素質技術技能人才。