摘?要:近年來,我國的基礎工程建設取得了舉世矚目的成就,同時世界也對中國基建建設速度和取得成就感到贊嘆。隧道工程建設作為基建的一個重要組成部分,在近年來也取得了飛速的發展和可喜的成績。本文就如何將隧道建設所取得的成就融入高職“隧道施工技術”課程中,對建設富有鮮明專業特色的“隧道施工技術”課程教學案例及教學體系進行了闡述。
關鍵詞:隧道建設;施工;教學;課程資源
一、概述
(一)教學目標
“隧道施工技術”是高職院校道路與橋梁工程技術開設的一門專業核心課,通過本課程的學習,一方面,使學生了解隧道的分類、構造等基本知識,掌握隧道施工常規方法及工藝;了解和探討當今隧道工程中新技術、新工藝和新方法的應用。另一方面,通過課程講解,讓學生了解我國在隧道建設上所取得的偉大成就,培養學生愛祖國、愛人民及無私奉獻、吃苦耐勞、團結協作的工作作風,使學生逐步具備專業知識、安全意識、質量意識和管理能力等專業素質。具體來說,通過學習,知識目標上,達到了解隧道施工技術的發展、掌握隧道開挖及襯砌常用施工工藝流程;能力目標上,能對隧道圍巖進行基本分級、能根據實際情況合理選擇隧道施工方法、能進行隧道常規的施工技術管理;思政目標上,自覺樹立“四個自信”激發民族自豪感,并且要立足崗位、熱愛崗位,樹立為本崗位奮斗及奉獻的精神。
(二)建設方案
1.建設內容
建設完整的“隧道施工技術”課程內容及具有本課程特色的教學元素,通過在課程中融入隧道施工建設中的中國工程人、中國工程技術、中國工程機械,融入隧道施工技術及管理崗位要求的專業素質、專業能力,讓學生在隧道施工技術專業課程的學習中,能自覺樹立“四個自信”及激發民族自豪感,并由此熱愛本專業、熱愛本課程、熱愛相關專業崗位,同時養成隧道施工的安全意識、質量意識。
2.擬解決的問題
(1)尋找并提煉適合“隧道施工技術”的課程豐富多樣的教學案例及有針對性的課程內容元素。
(2)將隧道施工案例及課程思政內容合理融入隧道施工技術的各個環節,讓學生在學中悟,在悟中學,并做到潤物細無聲。
(3)在課程教學中,做到開課前有準備,課程實施有監督,課程結束有反饋整改。
(4)通過隧道施工取得的案例及相關的課程教學實施,讓學生受到鼓舞,并產生想學好的思想觸動,提升教學效果。
(三)課程體系建設的意義
1.建設“隧道施工技術”課程案例教學及課程教學資源,可以實現知識傳授、價值塑造和能力培養的多元統一。以往在“隧道施工技術”課程教學中往往由于各種原因而將這三者進行了割裂,通過建設本課程資源,從某種意義上說正是對這三者重新統一回歸。“隧道施工技術”課程案例及課程資源要求授課教師在教育中積極探索,將教學與學生當前的人生遭際和心靈困惑相結合,有意識地回應學生在學習、生活、社會交往和實踐中所遇到的真實問題和困惑,真正觸及他們知識的深處,從而對之產生積極的影響。
2.建設“隧道施工技術”課程案例及課程教學資源,是依據培養什么人、怎樣培養人以及為誰培養人的人才培養根本問題出發,是堅持社會主義辦學方向。“隧道施工技術”課程體系及有針對性的課程建設,就是通過深化課程目標、內容、結構、模式等方面的改革,把國家意識、文化自信、人格養成等教育導向與本專業崗位固有的知識、技能傳授有機融合,實現顯性與隱性教育的有機結合,促進學生的自由全面發展,充分發揮教育教書育人的作用。
二、課程思政教學設計
(一)思政元素與教學模塊的融合設計
1.緒論
(1)通過介紹近年來我國隧道的建設取得的最新成就,主要在成蘭鐵路躍龍門隧道、大瑞鐵路高黎貢山隧道及烏尉高速公路天山勝利隧道等長大隧道、破碎圍巖隧道施工技術上取得的飛速發展,提升學生的專業興趣,同時樹立民族自豪感。
(2)在課堂教學中插播《央視走訪大瑞鐵路大柱山隧道》視頻資料,尤其是在春節期間仍然堅守在艱苦施工環境的第一線,讓學生了解隧道工程技術人員的敬業精神和奉獻精神,還有必須
具備的“不畏困難,勇往直前”的工作素質。
2.施工準備
(1)通過田德鐵路百布隧道施工中材料堆放場及攪拌站,在施工期間被洪水浸泡的案例,強調施工前對施工現場地質、水文等方面調查的重要性,強調施工中的憂患意識。
(2)通過某單位在渝懷鐵路建設中出現的隧道洞口中心與路基中心不一致的情況介紹及分析,讓學生明白開工前的技術準備的重要性。
3.隧道襯砌類型及附屬結構物
(1)課程中引入貴廣高鐵雷村隧道漏水情況的講解,幫助學生明白隧道工程防排水施工質量的重要性,樹立“百年大計,質量第一”的工程質量意識。
(2)在課程中強調,隧道中避車洞及通風、照明設施等隧道附屬結構物雖然不是主體工程,但是在施工中具有同等重要的地位,同樣要嚴格控制其施工質量。
4.隧道開挖作業
(1)通過隧道開挖控制爆破的設計知識的講解,插播石黔高速公路《扶手巖隧道光面爆破技術》視頻資料,講述光面爆破取得的重大經濟及社會效益,使學生樹立一絲不茍、精益求精、嚴謹的工作作風。
(2)在課堂教學中插播并講述炎汝高速公路《八面山隧道開挖炸藥運輸車爆炸事故》視頻,通過對事故直接原因及間接原因的深入分析,起到警示作用,樹立學生在施工管理中的安全意識。
(3)在教學中引入田德鐵路沙坡隧道施工中,快到貫通時,沒有預兆地遇到了溶洞,本來能夠按工期如期完成的工程,在溶洞地段改為隧中橋通過,致使工期延長了10個月才完工,讓學生明白隧道施工中的復雜性和不可預見性,強調在施工中要提前布局,提前謀劃,才能確保萬無一失。
5.隧道出渣、卸渣
(1)通過成蘭鐵路松潘隧道施工中,引入該隧道為了妥善處理隧道棄渣,將棄渣場選在隧道洞口數十公里外的一處場地,并修筑巨大防護工程進行可靠防護,強調我國在隧道施工建設及環境保護中,堅持“兩手抓,兩手都要硬”的指導思想,強調我國工程建設對環境保護的重視程度。
(2)通過隧道開挖裝渣施工組織設計講解,強調施工機械配套使用的原因,讓學生明白施工管理的重要性,樹立精心組織、科學管理的專業素養。
6.隧道初期支護
(1)通過隧道初期支護重要作用的講解,讓學生明白初期支護的重要性,樹立嚴格按設計圖紙進行施工的專業理念。
(2)在課堂教學中引入目前隧道施工中容易出現的初期支護厚度不夠,甚至有的隧道在開挖時由于超挖過多,在支護時不按要求施工導致后背留有空洞而引起的停工整改等質量問題,牢固樹立“百年大計、質量第一”的意識。
7.隧道襯砌
(1)通過襯砌施工工藝流程的講解,引入二襯臺車就位前的斷面測量的作用,并就施工中的超欠挖問題進行深入分析,進一步講述由此帶來的一系列施工影響,使學生認識施工精準控制的重要性。
(2)通過隧道襯砌施工工程量計算,提升學生識圖能力、計算能力,具備隧道工程施工專業基本素質。
(3)通過我國在隧道建設中,對于掌子面到襯砌間最長距離的規定,強調隧道施工中抓進度的同時,一定要把安全放在首位,樹立學生的安全施工和管理的意識。
8.監控量測
(1)課程從位于廣西賓陽縣的南廣高鐵那適2號隧道的安全事件引入,講解隧道施工監控量測的重要性,并進一步強調隧道施工技術人員的責任心及安全第一的意識。
(2)播放宜萬鐵路馬鹿菁突泥涌水視頻,介紹造成的損失情況,并分析事故的原因主要是安全意識不夠、施工速度過快,監控量測不到位,進一步強調安全意識,質量意識及責任擔當意識的重要性。
(3)通過監控量測必測項目中每個項目全過程的講解,并通過相關監控量測具體項目實訓操作,強調操作過程的精細,數據處理的嚴謹,樹立愛崗敬業、一絲不茍的工作作風。
9.隧道防排水技術
(1)我國在工程建設領域中對確保質量第一的決心和態度,強調防排水施工重要性,并再次強調“百年大計,質量第一”,進一步提升質量意識。
(2)通過隧道施工防排水設計中的最新思路和施工中的新方法的講解,讓學生了解前沿的新技術、新材料、新工藝,提升專業興趣及愛好。
10.輔助坑道
(1)通過對云桂鐵路革朗隧道施工中,其中一個斜井施工工期就達兩年左右,強調我國在一些重大工程中隧道施工的艱難程度,樹立學生的奮斗意識。
(2)課程中引入大瑞鐵路高黎貢山隧道1號豎井工程概況的介紹,其中主井深度762.59米,直徑6米,打破國內鐵路豎井最深紀錄,并在世界隧道建設中位于前列;同時引入巴陜高速米倉山超特長公路隧道中部通風豎井深435米,直徑9米,是我國在建公路隧道規模最大的豎井。一方面強調我國在隧道建設中面對的困難和挑戰從不退縮,另一方面也強調我國在重大隧道建設中取得的巨大突破。
11.特殊隧道地質施工
(1)在課堂教學中插播貴南高鐵《朝陽隧道涌水安全事故分析》視頻資料,講述施工安全預案在特殊地質隧道施工中的重要性,提高專業認知和專業素養。
(2)通過引入施工案例,詳細講述拉林鐵路巴玉隧道遇到巖爆災害時,在施工中所采取的措施,并針對不良地質段,進行了技術攻關,取得了相應的專項施工工法及各項專利技術,強調隧道施工中創新思維的重要性。
12.隧道掘進機及盾構
(1)課程中引出在中國第一鐵路長隧——高黎貢山隧道(全長34.538千米)施工中,中鐵隧道局采用的“彩云號”TBM施工情況,這是中國自主研制的大直徑TBM在重大工程中大顯身手,宣傳中國制造發展的喜人成果,培養愛國主義及“四個自信”。
(2)同時,講解我國在大瑞鐵路高黎貢山隧道中采用的“彩云號”TBM在施工中遇到的各種難題,其中最突出的問題就是頻繁的卡機,在前三年的施工中2臺TBM共發生20次卡機,平均500m卡機一次,最短處理時間9天,最長處理時間8個月。強調面對困難時,如何解決和處理問題,樹立學生不畏艱難,勇往直前的工作作風。
(3)課程講述采用隧道掘進機施工比傳統鉆爆施工所具有的突出優點,主要表現在施工進度快、施工安全可靠,強調在施工方案選擇時不能故步自封,要積極主動探索和采用新技術的重要性。
(4)講述隧道采用掘進機施工時,施工人員作業環境得到大大改善,強調我國在隧道施工中處處以人為本的理念。
13.沉管法施工
通過引入港珠澳大橋海底沉管隧道施工安全,介紹該隧道海底部分約5664m,為雙向6車道公路隧道,是世界唯一深埋沉管隧道、我國第一條外海沉管隧道;為了保證施工質量,在沉管預制中施工中引入了6S管理的概念,從一根鋼筋、一方混凝土到一個180米長的巨型沉管,需要經過鋼筋加工、鋼筋籠綁扎、混凝土澆筑、管節一次舾裝、深淺塢蓄排水及管節起浮橫移等156道工序。其中每一道工序都關系著120年的使用壽命,每一個過程都充滿風險,每一個環節都關乎產品質量。通過該沉管隧道的學習,一方面樹立學生的民族自豪感,提升學生的愛國主義思想;另一方面,也強調重大工程中的科學管理和質量終身制的意識。
(二)可發掘的新的教學案例元素和資源
(1)我國高速鐵路及高速公路建設飛速發展,很多具有世界難題的隧道施工取得突破進展,其中大柱山隧道、高黎貢山隧道、躍龍門隧道的施工及貫通,涌現出了一大批可親可愛的隧道人,這些人和事,這些隧道施工中的榜樣的力量,可以作為新的元素有機地融入課程內。
(2)近年來,由我國工程人員自主設計、自主制造的大型隧道掘進機及盾構,在各大隧道施工中,取得了舉世矚目的成就,隧道大型施工機械由原來的主要依靠進口到全部實現自主創新,在各大工程中發揮重大作用,這些內容能激發學生的自豪感,同樣可以作為良好的教學元素。
(3)近年來,學校前幾屆的畢業生,很多到隧道施工單位工作,經過不斷的努力,大多數已經成長為各單位各崗位上的技術能手,在適當的時候,可以邀請這些優秀校友到學校,跟在校學生進行現場交流,還可以到課堂上,進行成長經歷的講述,這也是非常好的課程內容。
(4)目前,校企合作單位很多在學校附近就有隧道工程在建設,適當的時候,可以組織學生到隧道施工現場進行學習,并與現場隧道技術人員進行交流,這是一種新的可以開發的課程教學形式。這樣,可以更進一步直觀地讓學生了解專業、了解隧道,樹立隧道施工中的安全意識、質量意識及精益求精的工作作風。
(5)通過對隧道施工技術的發展方向及存在的主要問題進行講解及介紹,主要從以下幾個方面:光面爆破技術將更加成熟;BIM技術在隧道中有應用,利用BIM技術模擬施工現場,建立4D模擬場景,可以對隧道整體施工進行合理分配及調動,從而降低隧道施工中的風險并提高施工效率;更先進的隧道掘進機普遍地投入使用。
當然在課程也應該介紹目前隧道施工中存在的一些主要問題:施工環境比較惡劣,工人勞動強度還很大,工程進度不快;對圍巖的性質還沒有深入地掌握,對計算模型的選用和計算的理論還不完全符合實際,導致設計保守,結構比較厚重;施工技術水平和管理方法還比較落后,人力和物力的消耗和浪費都較大,工程造價較高。所有這些問題,有待于新一代的隧道技術人員及工作者去面對和解決。
結語
設計富有專業特色的“隧道施工技術”課程案例資源及思政教學元素,就是要把我國近年,尤其是黨的十八大以來,在隧道建設中所取得的偉大成就在課堂上展示,把在隧道建設者中的優秀代表作為榜樣介紹給學生,把“百年大計、質量第一”“安全責任、重于泰山”的思想深深印在學生腦海里真正做到既教書又育人。
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作者簡介:劉祖軍(1977—?),男,漢族,廣西全州人,本科,副教授,高級工程師,主要從事交通土建工程技術研究。