时间：2023-05-29 16:16:11
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关键词：城市地下工程工程特点支护
1.地下工程的主要类型
地下工程通常是指在地下开挖的各种隧道与洞室，如铁路隧道、公路隧道、矿山井巷、军事地下工程、水工隧洞、地下仓库以及地下厂房等。地下工程因其具有不占用地面面积，不受外界气候影响，不干扰城市基础设施，隐蔽性好等特点而广泛应用于国民经济建设和国防工程建设之中。
地下工程可从以下不同角度进行分类。
（1）按使用目的或用途不同，地下工程的类型主要有交通隧道、水工隧洞、矿山巷道、地下厂房、城市地下工程。
（2）按介质环境不同，地下工程可分为土层地下工程和岩石地下工程。从结构设计角度出发，地层环境的不同对于地下工程的结构选型、荷载确定以及结构设计计算方法有很大影响。
（3）按埋深不同，地下工程可分为浅埋地下工程和深埋地下工程。作用于这两类地下工程上的荷载不同，施工方法也不一样。浅埋地下工程一般采用明挖法或盖挖法施工，深埋地下工程一般采用暗挖掘进施工。
2.城市地下工程的主要特点
随着国民经济的快速发展，城市地下工程进入了蓬勃发展阶段，城市地下工程就一般分类而言属浅埋的土层地下工程，但其独特的工程复杂性层出不穷。归纳起来，城市地下工程具有以下特点。
（1）地质条件差
目前，我国城市地下工程埋深多在20m以内，而在此深度范围内大多为第四纪冲积或沉积层，或为全、强风化岩层，地层多松散无胶结，存在―卜层滞水或潜水。同时我国部分城市，如武汉、南京、杭州、上海等城市，部分区域承压水位高，承压水含水层顶板埋藏浅，对地下工程施工影响巨大。城市地下工程的基本特点是地质条件差(多数情况下富含地下水)，而在现阶段取得准确的地质及围岩力学参数和设计荷载参数等数据极其困难，给地下工程的结构设计与施工带来困难。
（2）周边环境复杂
由于各种原因，城市地下工程的修建滞后于城市建设，尤其是城市地铁工程往往多建在建筑物已高度集中的地区，在城市道路下面及各种管线附近通过。工施工往往引起地层变形和地表沉降。这些变形和沉降对邻近固有建(构)筑物和设施的损伤不可忽视。例如，施工将产生一定范围的地表沉降，当沉降达到临界值时，将会引起建筑物的倾斜、开裂等，严重的可导致建筑物功能丧失；城市中很多高层建筑采用的是桩基础，地下工程施工引起的地层移动会对桩基础施加轴向和侧向力，这种力将可能导致既有结构的损害。因此研究地下工程在施工过程中对周围环境的影响及其控制技术就显得尤为重要。
（3）结构埋深浅、与临近结构相互影响
城市地下工程具有埋深浅的特点，多在3～20m间，城市地下的管网设施、商业街、停车场等构筑物鳞次栉比，相互影响，相互制约，给工程的修建带来众多设计与施工技术方面的特殊难题。例如，城市中的地铁工程一般都处在密集的建筑群下，有些工程的基础与既有建筑物或构筑物的基础紧邻，产生相互作用；处于较浅位置的地下管线结构，与深部的大型停车场或地铁工程形成上、下位置临接关系；多条隧道的工程又形成平面上的临接问题，而现有工程的设计理论(强度控制设计)和常规施工技术已经难以满足保护地铁工程周围环境的要求。研究隧道支护结构和周边建筑物及其他构筑物之间的共同作用，近邻建筑物的变形以及在开挖过程中建筑结构的内在反应，进而研究其控制技术，是城市地下工程施工应该解决的问题。
（4）围岩稳定性难于判断
地下工程的围岩稳定问题一直是地下工程设计与施工研究的重点问题。对于城市地下工程而言，其地质、环境以及结构方面的特殊性给这一问题的研究增加了特殊的内容。现有较广泛使用的围岩稳定性理论认为：在地下工程施工过程中，地下工程周围岩体发生应力重分布，当这种重分布应力超过围岩的强度极限时，将造成围岩的失稳破坏。在浅埋条件下是否存在承载拱对其稳定性判别非常重要，有必要通过监测与研究解决。因此，围岩稳定性评价是与地下工程施工和运营密切联系的一项极为重要的研究内容。
3.城市地下工程的支护
基于城市地下工程具地质条件差、周边环境复杂、结构埋深浅、与临近结构相互影响等特点，城市地下工程的支护宜采用刚性支护结构或复合式支护结构。
（1）刚性支护结构
这类支护结构通常具有足够大的刚性和断面尺寸，一般用来承受围岩松动压力。通常采用现浇混凝土，有的采用石砌块或混凝土砌块。从构造上看，它有贴壁式结构和离壁式结构。贴壁式结构保持围岩和衬砌紧密接触，中间有回填层，但其排水防潮效果较差。离壁式结构的拱圈、边墙与岩壁相离，其间空隙不做回填，不能加强围岩的稳定，一般仅适用于稳定或基本稳定围岩中修建的衬砌结构。
（2）复合式支护结构
复合式支护结构是柔性支护和刚性支护的组合。通常初期支护是柔性支护，一般采用锚喷支护；二次衬砌是刚性支护，一般采用现浇混凝土支护或高强钢架。复合式支护结构是一种新兴的支护结构型式，主要用于软弱地层，尤其适用于塑性流变地层。复合式支护是根据支护结构原理中需要先柔后刚的思想，先采用柔性支护让围岩释放掉大部分变形和地压，然后再施加刚性支护承受余下的围岩变形和地压，以维持围岩稳定。
关键词 地下工程施工技术教学改革
中图分类号：G642.3 文献标识码：A
0引言
地下工程，顾名思义，即建筑在地面以下的工程。随着我国大规模城市建设的展开，地上空间日益紧张，地下空间必将成为开发的重点。作为土木工程专业地下方向的核心课程，地下工程施工技术具有很强的综合性和实践性，知识更新很快，且与学生就业密切相关。因此如何搞好这门课程的教学，让学生学有所得、学以致用，是任课教师面临和必须解决的问题。本文从该课程的特点入手，分析了课程教学存在的问题，提出了相应的改革措施，期待为课程教学提供新的思路与方法。
1课程的特点
地下工程施工技术是土木工程专业地下方向的一门专业必修课程，主要介绍矿山、道路、水利水电、城市地下空间等领域地下工程施工的主要工艺、技术、设备等，内容包括平洞施工、立井施工、斜井施工、掘进机施工、盾构施工、顶管法施工、沉管法施工、冻结法和注浆法等。通过该课程的学习，使学生掌握地下工程施工挖掘和支护的相关术与工艺，培养学生的工程意识和实践能力，为后续课程学习和岗位任职奠定基础。从主要内容来看，课程主要特点如下。
1.1学科综合性强
地下工程施工技术课程的主要特点是涉及课程多，综合性强。该课程不仅涉及到岩石力学、工程地质、工程测量、土力学、地下结构设计等专业课程，还与爆破、通风、给排水等学科密切相关，因此课程内容庞杂，各章节跨度大。
1.2课程实践性强
与数学、英语等课程不同，地下工程施工技术课程绝不仅是理论知识的学习，更重要的是关注平洞、斜井、立井等工程的施工工艺、施工方法、施工机械设备的性能和操作。这些知识的讲授，单纯依靠课堂“板书+PPT”的解说难以让学生完全掌握。
1.3知识点更新快
随着我国地下空间的大规模开发利用，涉及地下工程的施工技g与工艺日新月异，而这些新技术、新工艺在本科生所用教材中往往难以体现。考虑到地下工程埋藏越来越深、规模越来越大、结构越来越复杂的实际情况，恰恰是这些新工艺，在以后的建设中必然得到广泛应用，教材内容的相对滞后亟待解决。
2课程教学存在的问题
2.1教材内容
从现有关于地下工程施工技术教材来看，各高校采用的本科生教材行业特征显著，针对性较强，侧重点也不尽相同，不符合当前教育行业“大土木”的精神，更与我国工程教育加入《华盛顿协议》的背景不协调。因此，针对各高校教师和学生水平、研究侧重点，选取符合自身特色和层次的教材是目前地下工程施工技术课程授课的重要问题。
2.2教学方法
目前，国内各高校针对该课程的教学方式仍以“板书+PPT”为主，辅以少量的动画、视频等多媒体手段。这种方式虽然较传统的“灌输式”教学方式有所改进，但仍不能满足大土木行业对于学生素质的要求，也不利于培养学生的学习兴趣和好奇心。
2.3实践教学
作为一门实践性很强的专业课，地下工程施工技术对实践环节要求较高。目前采用的实践教学环节主要是现场观摩实习。考虑到安全管理、经济效益等因素，施工企业一般不同意学生到现场学习和实践，即便接受，观摩学习也仅有数天时间，很难看到整个施工过程，不利于学生充分理解完整的施工工艺流程。
3教学改革措施
3.1教学内容改革
在教学内容中应当补充地下工程新的施工工艺，广开思路，提高学生学习积极性。以工程案例、专题讲座的形式，介绍工程建设中自主创新的施工技术，如港珠澳大桥拱北隧道施工过程中采用的“管幕+冻结预支护、矿山法暗挖”的施工方法、蒙华铁路白城隧道采用的马蹄形盾构设备等。
3.2教学方法改革
以关键施工技术、方法为核心，减少教师理论讲述时间，增加学生自学环节。围绕特定主题或典型工程案例，充分利用网络资源，搜集资料，鼓励学生发言讨论，再由教师进行评论，合理的实现教学相长。例如，目前盾构施工中广泛采用的矩形盾构、马蹄形盾构等异形盾构的特殊工法。
3.3实践环节改革
任课教师应充分搜集资料，了解实际工程案例，合理利用网络资源，自制能够反映主要施工方法全部过程的动画或视频，使学生对施工的全过程有一个直观感性的认识，加深学生的印象。如盾构机的入井、掘进、支护、出井等过程。
结合我国主要城市大规模修建地铁、综合管廊等地下工程的情况，组织学生到采用不同施工方案、处于不同施工阶段的施工现场，如明挖车站、暗挖车站、盾构施工区间等进行现场观摩和学习，使学生能够了解和初步掌握课堂上无法或难以讲授的内容。
4结语
本论文系河南工业大学高等教育教学改革研究项目（2016GJYJTJ01）资助成果，本文对地下工程施工技术课程的特点、教学现状进行了分析，并提出了对应的改革措施，部分措施已经付诸实践，取得了良好的效果。但是，课程的改革与建设是长期的动态过程，教学效果的提升需要在实践中检验和完善，也需要院校、教师和学生的共同努力。
参考文献
[1] 濮仕坤，杨庆恒，李二兵，等.地下工程施工技术课程“四维实践教学模式”研究[J]. 高等建筑教育， 2016， 25（5）：105-108.
[2] 李立军，杨秋学.土木工程施工课程教学改革探讨[J]. 高等建筑教育，2011，20（1）：83-85.
关键字：地下工程 施工技术 现状分析 信息化设计
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
自21世纪以来，我国地下工程建设项目数量不断增多，建设规模不断扩大。此外，地下工程建设不仅包括民间个人行为，也包括政府行为，例如南水北调工程、青藏铁路工程等，这些工程中隧道工程占据的比例相当大。与此同时，城市高层或超高层建筑的发展，其地下部分多配备有停车场或商场等。以上所谓的个人行为或政府行为均涉及到地下工程问题，且其施工质量及施工安全均牵绊着每一个社会人的心。本文就地下工程施工技术的现状及发展予以讨论。
一、地下工程施工技术的发展现状分析
经过多年的研究与努力，我国地下工程施工技术或方法的发展令人欣慰。目前，地下工程主要施工技术包括盾构法（泥水平衡盾构/气压平衡盾构/土压平衡盾构）、新奥法、TBM法、浅埋暗挖法、非开挖施工、顶管法、沉管/沉井/沉箱法、ECL法、明挖法/盖挖法等。本章节就沉井法施工技术、顶管法施工技术、盾构法施工技术及新奥法设计新技术展开讨论，以探明我国地下工程施工技术的发展现状。
（一）沉井法施工技术
沉井法施工技术在我国地下工程建设中的应用时间较长，但就现代地下工程建设中，沉井法施工技术的应用范围依然较广。沉井法施工技术的优点包括：技术简单、占地面积小、挖土量少、造价低等。此外，沉井结构可用作地下构筑物的围护结构，这样一来，沉井结构的内部空间亦可被利用。钻吸法沉井新工艺是传统沉井法施工技术的创新，其由上海隧道工程公司首创。中心岛式槽挖法也是基于传统沉井法发展而来，其亦是由上海隧道工程公司首创。实践证明，钻吸法沉井新工艺及中心岛式槽挖法在地下工程的应用具有可行性。
（二）顶管法施工技术
水下长距离顶管施工方法是在地下水位以下直接长距离顶进管道，该施工技术的优点包括：无需在水下开挖土方或挖槽、无需任何降低水位的辅助措施、造价低、施工速度快、降低特殊环境中的施工难度系数等。现阶段，水下长距离顶管施工技术在国外多个国家亦得到了广泛的应用。随着地下工程施工规模的扩大及施工要求的提高，我国钢质管道长距离顶进施工方法取得了新的突破，并在实际的工程施工中取得了成功。
（三）盾构法施工技术
盾构法施工技术多用于隧道掘进施工中，尽管其起步较晚，但其发展速度较快，则其发展前景一片光明。就盾构法施工技术掘进隧道而言，占据世界前两位位的国家包括：日本、德国，该两国的盾构法施工技术的发展水平相当高。盾构掘进隧道对施工环境的适应能力加强，特别是施工难度系数较大的纵长地下结构，亦可正常施工，且其覆盖层浅，尽管在含地下水的底层或稳定性较差的底层施工，其均不会引发大面积沉陷或地表断裂。根据盾构法施工技术的施工特点，其亦可用于高压强地层或松散土质的底层（例如：流动地层或软塑性地层等）。此外，盾构法施工技术在暂时稳定的地层亦可正常施工作业，但此时的盾构仅发挥顶部保护作用。总而言之，盾构法施工技术的应用前景一片光明。就盾构法施工技术的优点及缺点进行归纳总结，如下表所示：
（四）新奥法设计新技术-典型类比分析法
新奥法设计新技术-典型类比分析法源自于对工程实践的总结，其首创者为中国学者李世辉。实践证明，新奥法设计新技术-典型类比分析法适应中国国情，且其应用效果较佳。典型类比分析法属于一项初步的综合集成技术，其是用于预测与控制一种具有开放性的复杂巨系统在特定时刻的行为。此类开放的复杂巨系统的特点包括：信息不完全、不一致且不确定，数据匮乏、机理不清，不支持从整体角度使用理论分析方法进行描述、预测或控制；系统整体行为，允许通过量测个别宏观参数来实现有效控制等。
典型类比分析法组成成分包括典型分类与类比、个体测试数据、理论分析等子系统，且三者间存在相互渗透的关系。典型类比分析法在获取、表达或处理信息时主要借助计算机技术的特点知识，其亦是一种人机结合的智能化系统。
二、地下工程信息化设计施工技术
地下工程的稳定性与岩土体材料的物理力学特性、地下水作用、围岩构造等因素有关。现有设计方法多以事先确定的影响因素为基础创建数学及物理模型，并以各数值方法及解析方法等为手段对工程的稳定性予以判断，从而得到最优开挖方案。实践证明，该设计方法受到岩土体、地应力的分布及岩土应力与渗流间的耦合关系制约。通过对现有地下工程施工技术设计方法存在的局限性的分析，地下工程信息化设计应用而生。
研究结果表明，若把地下工程信息化施工技术结合原有计算方法及计算模型使用，有助于把各自的优点充分发挥出来。地下工程信息化设计融合了力学计算、监测技术及经验评估等，其是一种以施工监测、监测信息为显著特征的地下工程设计方法。该设计方法可对围岩开挖过程的稳定性及支护过程的施工状态予以全程监控，并将获取到的信息准确记录下来。这样一来，工作人员仅需对相关信息予以分析研究，便可准确掌握支护的作用及围岩的稳定性，并获取支护参数及围岩参数，从而为设计决策技术施工决策提供参考依据。此外，在地下工程信息化施工阶段，量测信息可对围岩的物理力学参数予以反演计算，从而对地质信息的正确性予以检验，再通过反演分析法获取围岩力学参数，并利用有限元等数值方法计算分析围岩的稳定性，以此对工程后续施工发挥指导性作用。地下工程信息化设计技术包括信息采集-施工监测、信息处理-反演分析、信息反馈-稳定分析等三个环节。
三、结束语
综上所述，我国地下工程施工技术或方法多样，且经过多年的研究及努力，我国在部分施工技术方面已经取得了较大的突破，特别是盾构法等应用前景较广的施工技术，对其的研究及创新应该进一步加强。此外，就地下工程施工技术设计方法而言，地下工程信息化施工技术在确保地下工程施工安全及施工质量方面具有重要的作用，值得我国地下工程施工企业深入研究及广泛应用。在研究及发展地下工程施工技术时，应该始终坚持“安全可靠、技术可行、环境良好、经济合理”的原则及理念，对各种可能技术手段予以灵活搭配、综合运用，以适应我国地下工程综合化、大型化、复杂化、深层化的发展趋势。
参考文献：
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[2] 陈锋.我国城市地下工程施工技术的研究现状及发展趋势[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(10).
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1.1工程安全事故的可控性
约翰逊的工程事故变化--失误理论认为：事故的发生是由意外的能量释放引起的，而这种能量的释放原由是管理者或操作者未能及时感知或适应工程进行时的变化，造成计划错误或人为失误，最终造成不能有效控制或屏蔽而出现各种不安全行为或状态，引发事故。在工程施工安全风险管理实践中，变化是难免会出现的，虽然这种变化并非是绝对有害的，但是也应及时发现并考虑其可能存在的安全隐患，以便于及时采取措施进行应对。
1.2工程安全风险分析内容的复杂性
风险的存在是客观的，它是不以人的意志为转移又超越人的意识而存在的。在工程项目施工的整个过程中，风险随时随地都会发生。地线工程处于复杂的地层地质体中，这就造成了工程施工过程中的隐蔽性、复杂性及不确定性等特点，进而不利于通过确切的风险分析方法来找出工程中可能存在的风险，增加了工程安全风险分析内容的复杂性。
2地下工程安全风险管理实践中存在的问题
2.1地下空间规划与利用不合理
一方面是地下空间规划上的专项立法空白，另一方面是负责空间开发利用职能部门，职责分工不明确。前者对城市的整体规划及轨道交通建设造成严重影响，不利于地下工程的施工，增加了施工难度；后者由于多个职能部门不能友好协调，存在管理交叉或无人管理的现象，不能形成一个合心合力局面，这种局面使企业综合效益降低，并在一定程度上增加了开发难度与风险。
2.2安全风险管理体系不完善
关于地下工程施工安全风险管理，尽管国内已经了一些指导性文件，但是我国的地下工程项目建设安全风险管理，目前还并未建立完善的法规体系，不能准确定位风险管理在项目建设中的地位。这就造成了目前我国地下工程施工安全风险管理的无序状态，管理内容与流程不规范问题十分严重。
2.3缺乏工程安全风险管理经费
在工程预算中，并没有制定明确的安全风险管理费用使用标准，这就造成了施工方为最大限度的攫取工程利益而减少安全风险管理经费的隐患。这种忽视风险管理，剥削风险管理经费的情况将使工程项目面临更大的安全威胁。
2.4工程监测有待加强
工程项目中的监测工作是规避风险的又一重要策略。大量的实践经验表明，若能够在工程中严格加强工程监测，对项目工程进行合理的安全风险评估，对于提升施工安全度具有重要作用。但目前,各城市地下开发工程中,工程监测市场的不规范直接影响了监测数据的准确性,以及信息化指导施工的有效性。
3地下工程安全风险管理建议
3.1加强工程安全风险管理的法规建设
进一步强化地下工程施工安全风险管理工作，需要建设部、铁道部及交通部等多个部门的合作，制定强有力的法规作指导和规范。并在法规中将施工安全风险管理费用在整个项目预算中进行明确，以确定安全风险管理费用在工程项目中的重要地位。同时，还要加强审计与监督工作，保障各项费用能够真正的应用在安全风险管理工作上。
3.2制定科学的安全风险管理计划
科学的安全风险管理计划是工程项目管理者进行科学决策的重要依据，对于减少或避免工程事故的发生具有重要意义。风险管理应明确包括辨识分析、风险评估和风险控制，内容分别涉及探明风险源、分析风险因素、根据事故发生的可能性和影响大小评估工程的风险等级以及建立监测系统、采取预防措施规避、转移和减缓风险等。
3.3建立基于信息化技术的风险管理及预警决策支
持系统为更好地保障风险管理工作的切实到位，应利用先进的信息技术建立相应的风险管理及预警决策系统，以尽可能的克服地下工程项目自身的复杂性及地下空间规划的不合理性。同时，还应建立施工安全远程监测系统，利用传感器将工程建设过程中需要的各种信息及时传输到指挥部，由指挥部对数据进行严密分析，并加强预警，最大限度的提升地下工程施工安全系数。
4地下工程实行安全风险管理的意义
根据上述分析我们发现，地下工程施工的安全风险管理十分必要，无论是对施工人员个人的生命财产安全，还是整个工程的顺利进展，乃至社会的稳定与和谐都有着重要作用。在地下工程建设过程中实行系统化的风险管理，有利于决策科学化，有利于减少安全事故的发生，达到控制风险、减少损失的目的。
4.1促进工程施工决策科学化、合理化
地下工程建设规模较大，施工安全风险管理为整个项目及施工的各个阶段风险识别与控制提供了重要依据。结合具体工程制定与之相符合的风险损失模型，可以为管理者提供准确、科学的决策依据，在很大程度上保障的决策的合理化。
4.2降低事故发生的可能性
地下工程施工安全风险管理工作的顺利展开，有利于准确预测与评估工程中可能存在的各种风险，根据评估结果采取相应的规避方案并加以落实，能够更好地保证管理目标的实现，有效降低安全事故发生的可能性。
4.3减少事故后果的损失
地下工程施工安全风险管理可以利用最少的成本保障工程项目达到最达安全系数，减少事故后果的损失，将节约下来的解决风险的费用分摊到生产过程中国，有利于降低工程成本，提升项目获利。此外，施工安全风险管理还可以为决策者制定合理工期，预算工程成本提供依据，对于减少风险损失具有不可估量的作用。
4.4对社会有积极作用
很多地下工程项目实际上都是国家重要的基础设施，实施安全风险管理，最大限度保障工程的安全度，提升工程质量，对于国家经济及社会发展具有不可忽视的作用，有利于减少事故发生造成的经济损失，形成良好的社会影响。
5结论
关键词：地下建筑施工技术 教学方法 工作过程
随着国家经济建设的发展，地下建筑施工技术应用领域越来越广，施工过程中遇到的复杂地质条件和环境，进一步促进的本课程的创新和发展，结合学院实际，在教学思路、模式等方面进行了探讨。
一、课程特点
1.课程性质
《地下建筑施工技术》是专业工作过程化课程体系中的核心课程，专业必修课，其前导课程主要是“职业情境认知”、《地下建筑结构设计》、“工种实训”（如测量工、砌筑工、钢筋工、抹灰工等）等课程。学习该门课程掌握了地下工程施工知识和技能后，与后继课程《隧道施工技术》，构成了完整的地下工程与隧道工程施工体系，是该专业学生施工技术不可或缺的重要组成，该课程对地下工程与隧道工程技术专业学生职业能力的培养和职业素养的养成起主要的支撑作用。
2.课程的培养目标
本课程主要为培养施工员、质量员、安全员、资料员、监理员等职业岗位服务，通过本课程的学习，知识目标：掌握地下工程施工及相关知识；能力目标：具有识读地下工程施工图纸和会审的能力；具有对建筑物（构筑物）定位、放线、地下工程施工测量和竣工测量的能力；具有识读工程地质勘察报告的能力；具有编制基坑（槽）施工技术、盖挖法施工技术、沉管法施工技术、地下工程降水排水技术和编制相应管理资料的能力。素质目标：培养学生自觉遵守职业道德和行业规范；培养学生具有严谨的工作作风、爱岗敬业的工作态度、自觉学习的良好习惯；培养学生团队意识等。
3.课程的教学思路
学院坚持“军地联合、校企合作、特色办学、质量建校”的办学理念，强化“学历教育+职业技能”的培养模式，注重学生职业技能和职业素养的培养。
以学院的办学理论为指导，我课程组将地下工程与隧道工程技术专业培养理念具体化课程组通过教学研讨，结合高职教育特点，根据市场需求，本着“够用为度”，“突出能力”的原则，以工作过程为导向，对地下建筑施工技术教学内容进行优化，注重工学结合，保证学生的职业能力培养。
二、课程教学改革探讨及措施
1.课程教学理念
重构基于工作过程的专业课程体系。课程和课程内容序化以职业岗位能力培养为导向，以个人职业成长和个人在实际工作岗位中的成长规律作为参照。采用行动导向的课程教学设计方法，其核心是根据工作过程确定学习单元及其对应的工作任务。从地下工程施工全过程分析出发确定典型工作任务，通过对典型工作任务的教学改造，理论实践一体化设计必须的知识和技能。模拟企业的实际工作情景和组织结构（环境和角色），使学生在掌握专业技能的同时，培养其沟通、协作、组织和管理能力。校企共建实训基地，共同实施课程教学。以职业能力为核心，融入职业资格标准和施工验收规范，构建评价主体多元化，评价方式多样化的课程考核评价体系。
2.教学内容的组织与安排
在教学内容的组织和安排上，以工作过程为主线，课程由五个模块（基坑（槽）施工技术；盖挖法施工技术；沉管法施工技术；地下工程降水排水技术；地下工程施工组织设计）12个任务组成，每项任务均按照咨询策划决策实施验评评价“六部教学法”组织教学，学生完成每一项任务，即经历了一次相应的工作过程。在统筹考虑和选取教学内容时，以真实工作任务为依据，按照职业岗位任职所需要的知识、能力和素质要求整合序化教学内容，根据职业能力形成要求。
3.教学模式的设计
课程按理论与实践有机融合，整个课程以完成地下工程施工项目为载体，有针对性地采用了“工学交替”、“任务驱动”等“行动导向”的教学模式及多种教学模式并用。
工学交替教学模式程采取校外施工现场参观和顶岗实习与校内学习训练交替进行的工学结合方式教学。课程开始第一周，由教师带领学生到建筑工地，参观各种地下工程施工现场，了解其施工工艺、施工机械和机具的应用、企业项目部的岗位编制、工作环境等，建立地下工程施工的感性认知。回到学校后，按照地下工程施工方法及工序进行理论与实践一体化的教学；任务驱动教学模式是对主要工序实行，如建筑物定位放线，以真实的大型基坑施工图为载体，要求学生在规定的时间内完成建筑物的定位放线任务，学生分班组，灵活应用所学知识，自主进行训练，教师跟踪指导，按施工验收规范进行验收，以学生完成任务的成果和提交的实训报告进行考核。
多种教学模式并用，即采用案例教学、讨论教学及现场教学。案例教学可以充分发挥教师的主导作用和学生参与的主动性，为学生提供了一种模仿、借鉴和引申的范例；讨论教学以学生为主体，组成多个学习小组，对教师下达的任务或学生自己提出的问题进行讨论分析，教师的作用是组织引导，实现教学互动，达到解决问题和形成成果的目的；现场教学是指在施工现场完成，比如地下连续墙施工、基坑降水施工等，采取到校外建筑施工工地完成，由企业技术人员和双师型教师进行现场教学，达到较好的教学目的。
三、结束语
通过课题组的不断探索，及课程教学改革的实践，达到了一些初步效果，下一步继续对地下工程与隧道工程技术专业相应核心课程进行教学创新，同时为社会输入更多具备地下工程与隧道工程的施工、测量、实验检测、监理等方面的基本技能，能胜任一线工作的高端技能型人才。
参考文献：
[1]王蕊.浅议高职院校建筑结构课程教学改革[J].科教创新，2012.9.
Abstract: With the development of the underground engineering, the measurement of the underground engineering is becoming more and more important. The thesis describes the characteristics of the measurement of the underground engineering, and the developing trend of the underground engineering and it measurement method.
关键词:地下工程;测量;发展趋势
Key words: underground engineering; measurement; developing trend
中图分类号:TU19 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0227-01
1地下工程测量的特点
地下工程测量是工程测量的分支,是测绘科学在地下工程建设中的应用。地下工程测量主要包括地面控制测量、地下起始数据的传递、地下控制测量、贯通测量、陀螺定向、地下工程施工测量、地下工程施工和运营过程中的变形监测以及地下管线探测等。由此可见,地下工程测量是地下工程建设和施工的重要技术,对地下工程建设和施工起保障和监督作用,对安全生产起着指导作用。
地下工程测量的工作环境主要是地下或封闭的空间,其作业方法、作业程序等与常规的地面测量存在一定的差别,其主要特点如下:①测量空间狭窄、测量条件差,并有烟尘、滴水、人和机械干扰等;②施测对象灰暗,一般无自然光,照度不理想;③工程精度要求高,而且允许耗时短,有时需要现场提交成果;④测量的网型受地下条件限制,成果的可靠性主要依靠重复测量来保证。
2地下工程测量的方法
2.1 地下工程施工控制测量分为地面控制和地下控制两部分,并将两部分联测,形成具有统一坐标和高程系统的控制网。如果通过竖井施工,要进行井上、井下的平面和高程联系测量。平面联系测量是通过井筒进行联系三角形测量,将地面近井控制点的平面坐标和方向传递到井下平面控制点上,作为井下导线的起算坐标和起算方向。单井平面联系测量通常采用重锤投放两条钢丝,测定垂线投放点的坐标和投点连线的坐标方位角,地下导线即由此传算。近代已逐步采用光学投点仪、激光垂准仪和陀螺经纬仪定向的方法代替上述几何联系测量。
地面平面控制一般采用导线、测角网、测边网或边角网。高程控制一般采用水准网或电磁波测距三角高程控制网。
地下控制测量从各洞口或井口引进,随坑道掘进而逐步延伸。地下控制网的形状和测量方法,依坑道的形状和净空的大小而定。平面控制一般多采用导线或狭长的导线网。在地下导线中,采用能够保证设计精度的陀螺经纬仪,加测一边或数边的陀螺方位角,可减少横向贯通误差的积累。小型地下工程常采用中线控制。高程控制一般采用水准测量或电磁波测距仪测高。地下所设的控制点比较容易产生位移,在使用前应予检测。
2.2 地下工程的定线放样主要根据施工中线和施工水准点进行。先根据施工中线和水准点放样出开挖断面的中心点,布置炮眼进行钻爆,或以掘进机械进行开挖。近代已用激光导向的方法操纵掘进机械的进程。待洞体成型或部分成型后,即根据校准的中线放样断面线,进行衬砌。隧道、坑道贯通以后,施工中线即可对接,此时要测算坑道横向、纵向、高程和方向的贯通误差,并进行调整。在放样精度要求较高时,贯通误差调整前,应先进行贯通测量,亦即将相向开挖两洞口附近的洞外控制点连成贯通导线或贯通水准线路,重新施测并加以平差。在允许调整的范围内,所有重要放样工作,都以平差后的坐标和高程作为调整施工中线和放样的依据。地下工程衬砌后,要进行断面测量,核实净空。对于洞室、地下油库等还要进行实际库容的测算。
2.3 地下工程竣工测量地下工程竣工后要测制竣工图和记录必要的测量数据,在经营管理阶段还要进行地下工程的设备安装、维修、改建、扩建等各种测量工作。
地下工程施工时,因岩体掘空,围岩应力发生变化,可能导致地下建筑及其周围岩体下沉、隆起、两侧内挤、断裂以至滑动等变形和位移。因此,必要时,从施工前开始,直到经营期间,应对地面、地面建筑物、地下岩体进行系统的变形观测,以保证安全施工,鉴定工程质量,开展相应的科学研究工作。
3地下工程测量的展望
3.1 地下工程测量的进一步发展和服务领域的拓宽随着大力发展城市的地铁、地下商城和地下通道等工程建设,必然会促进地下工程测量的发展和服务领域的拓宽。地下工程测量服务面的拓宽,将对测量工作带来新的考验。由于各类工程的性质和功能不同,工程难度也越来越大,工程的质量和精度也要求越来越高,常规的测量方法很难满足要求。为了解决这些问题和困难,必然将促进地下工程测量新理论、新技术的发展。这是地下工程测量发展的必然趋势。
3.2 高新技术在地下工程测量中的应用随着光电技术、微电子技术、精密机械技术、计算机通讯技术、GPS技术、陀螺定向技术、激光技术的发展,推动了地下工程测量新技术的发展,相继出现了光电测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、GPS、陀螺经纬仪、激光指向仪、激光铅直仪等先进的测绘仪器,改变了传统的地下测量方法,为地下工程测量向现代化、自动化、数字化、智能化方向发展创造了有利条件。
摘 要： “慕课”作为新兴的在线网络课程平台，为教学过程设计开辟了新的思路和方法。本文针对地下工程施工课程教学过程中存在的常见问题，将“慕课-翻转课堂”与地下工程施工课堂教学相对接，以课程一个知识点为例构建“翻转课堂”的三阶段教学模式，这种教学模式突破了教与学的时空限制、思维限制，使学生学习不但有广度而且有深度，提高学生运用所学知识解决实际问题的能力，加大教与学、学与学的互动力度，为地下工程施工课堂教学开辟新的思路和理念。
关键词： 慕课 翻转课堂 地下工程施工
1.引言
“慕课”是MOOC的谐音，其中“M”代表Massive（大规模），第二个字母“O”代表open（开放），第三个字母“O”代表Online（在线），“C”则代表Course（课程），即大规模开放在线课程[1]。MOOC这一全新的网络教学模式在全球教育界掀起一场教育风暴，对传统高等教育模式带来非常大的冲击，对于高校课程教学建设提出新的研究课题[2-6]。地下工程施工课程作为城市地下空间工程专业主干课程，其重要性不言而喻，如何在课程教学中融入“慕课”值得我们深入研究。
2.“慕课”的优势
慕课不是单纯的教师讲课，而是通过网络技术，将课堂授课、师生互动、教学过程及学习过程、考核、发证等环节完整地在线实现，使得学习者不需要在规定的时间、地点通过教师课堂授课、布置作业，然后课下练习等传统教学模式完成学习，而是学习者随时随地可通过在线网络课程完成学习、讨论、作业、考核、评价等环节，打破传统课堂教学在时间、空间上的依赖。真实的课堂或实习实训场所是师生交流与实践操作的平台，进而形成一种所谓的“翻转式”教学模式[7]。这种教学模式有以下三种优势：
2.1教学资源丰富。
慕课为大众提供了一个资源共享平台，不同于传统远程教育平台的是，慕课为资源提供了一个过滤机制，对于优秀的教学资源采用激励机制，从而确保课程平台上资源的质量。
2.2教学方式新颖。
慕课具有开放性、随时性、互动性、自主性等特点[8]。开放性和随时性表现在课程资源是公开的、开放的，学习者随时通过电脑、手机等终端通信设备即可登学习，不受课堂授课地点、时间、内容的限制；互动性和自主性表现在学习者主动通过慕课平台实时进行讨论交流，可以对所学内容进行交流互动，也可以针对教师布置的作业进行交流互动。慕课改变了传统的课堂教学方式，为推进现代教育信息化做出了重大变革。
2.3教学效果突出。
与传统课堂教学相比，慕课的教学效果有所增强。在高校里，每一小节课固定时间是45分钟左右，而人的注意力一般只有十几分钟，慕课废除了满堂灌的传统教学模式，很多慕课被制作成微课只有10分钟左右，知识点也被细化，更能激发学习者的学习兴趣。另外，慕课中采用大量的图片、视频、多媒体动画等，提升了学习者对知识的理解能力，从而增强了教学效果。
3.地下工程施工课程教学的问题现状
地下工程施工是金陵科技学院城市地下空间工程专业必修课，其以“明挖法”和“暗挖法”两项地下工程基本作业为主线。通过课程学习，学生掌握目前地下工程施工中成熟的技术、方法，培养学生的工程意识和分析实际问题的能力，为后续课程学习和岗位任职奠定必要的理论基础[9-10]。传统的地下工程施工教学方式主要是整个班级一起上课，教师利用课件和板书讲授理论课程，学生辅以工地现场参观加深对课堂理论知识的理解，但这种方式在实际教学中面临诸多问题。
3.1课时有限，实训效果不佳。
笔者所在院系地下工程施工课程在大四上学期开设，一学期48学时（含课内实践8学时），一周4课时。学生学习这门课需要掌握地下工程现场施工主要采取的四种技术手段：明挖法、盾构法、掘进机法和矿山法，以及一些相关的简单支护结构设计方法，其主要面对的是不同工程对象施工方法的选取问题。由于学习模块较多而课时有限，边讲边练的方式使得课堂内完成教学任务时间非常紧张，某些实训任务都是作为作业要求学生在课后独立完成，这样使得教师无法监督学生是否独立完成实训，学生出现疑问也不能及时得到解决，学习效果大打折扣，很难达到人才培养目标的要求。近些年，笔者尝试各种改进方法，但成效不足。
3.2知识点更新快，教学内容更新跟不上技术发展速度。
21世纪是地下空间的世纪，随着地下空间开发如火如荼地开展，地下工程施工技术领域的新技术与新工艺不断涌现，而大学教材很难及时介绍这一方面的成果，使得教材的更新速度低于技术、工艺的更新速度。因此，在教学上应该结合实际情况，在讲授基本知识的基础上介绍一些最新的施工技术和做法，以跟上地下工程领域新技术、新工艺发展的步伐[11]。这些内容若只从概念上介绍，学生很难理解和掌握，因此需要教师结合工程实践加以说明，理论与实践相结合，培养学生对知识点的实际运用能力，才能做到有的放矢。
3.3教学上难以平衡学员的差异化。
地下工程施工课程最大的特点就是选修课多，学科交叉性强，再加上学生学习习惯和理解分析能力存在差异，因此对先修课程的掌握程度千差万别，而传统授课方式不可能兼顾每个学生的实际情况，使得学习效果在课程教学中出现很大的差异。基础差的学生对课程的兴趣大打折扣，达不到理想的效果。所以，针对学生的差异化教学一直是教育工作者面对的难题，如何调动不同层次学生的学习积极性值得我们思考。
3.4教学过程中以教师为中心，忽略学生的主动性、创造性和学生的认知主体作用。
传统教学多数时候依然以教师为中心，教师在教学内容、教学方法、考核方式等方面占主导地位，忽略学生需求和感受，课程的讲授按部就班，缺乏对学生批判性思维能力、操作能力和应变能力的培养，导致学生逐渐养成一种不爱问、不想问“为什么”的习惯，容易盲目崇拜书本和老师。教师长期与工地脱离，工程知识得不到及时更新，知识的“教”与“用”发生脱离。同时，在教学中过于强调学生的任务就是消化、理解教师所讲授的知识，讨论互动学习较少，把学生当作灌输的对象[12]。时间久了，学生依赖性越来越强，自主学习举步维艰，课堂完全成为教师的课堂，学生的学习变得被动，教师无法了解学生对知识点的掌握程度，教学效果令人担忧。
4.基于“慕课―翻转课堂”的地下工程施工课程教学改革
针对传统地下工程施工课程教学的现状，借助“慕课”的翻转课堂教学模式为地下工程施工课程教学开辟新的思路和理念。翻转课堂译自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”，也可译为“颠倒课堂”，是指重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权从教师转移给学生。在这种教学模式下，课堂内的宝贵时间，学生更专注于主动的基于项目的学习，共同研究解决工程实际问题，从而获得更深层次的理解。翻转课堂为我们展示逆序创新的具体思路与做法：从不同的思维方向思考教学系统，通过教学流程的转变突破教与学的时空限制、思维限制，改变教师角色，使得学习由浅表学习走向深度学习，这为我们开展信息化教学实践带来新的启示。同时，透过翻转课堂可看出该信息化教学实践的智慧亮点[13]。
笔者以地下工程施工课程为例，就其中深基坑支护部分的知识点，从三个方面阐述“慕课―翻转课堂”教学模式如何融入课堂教学，其教学模式设计如下表所示。
4.1教学方式。
纳媳砜梢钥闯觯在“翻转课堂”模式下，教师从“以教定学”转变为“以学定教”。教师备课更关注学生对什么感兴趣，学生存在哪些难题。课前通过预习、信息反馈，了解学生学习中存在的问题，有针对性地准备。课中更多地采用自由讨论、小组合作、设计焦点话题、兴趣话题提问等方式与学生互动，引导学生主动地发现问题――分析问题――再发现新问题――思考问题――解决问题。在整个授课环节中，都是以学生为中心，教师只是课堂教学活动的催化剂，充分调动学生的主观能动性。
4.2教学内容。
从上表可以看出，教师将大部分理论知识点放在课前由学生自己查阅相关资料自行学习，而将知识点的深入和展开放在课堂教学当中，课后充分发挥学生的主观能动性，利用课余时间拓展自己的知识面，提高自己的科技创新能力。
4.3教学组织。
从表1可以看出，“翻转课堂”教学模式将“听”、“问”和“论”贯穿整个课堂，教师一步一步地引导学生提出问题和分析问题，以致最终解决问题，让学生在讨论过程中对问题深一步分析，所达到的高度是传统教学模式难以复制的。
5.结语
“慕课”作为一种新兴的在线课程模式和共享平台，为教学过程设计提供了新的思路和方法，这是一种机遇也是一种挑战。在地下工程施工课程教学设计中融入“慕课-翻转课堂”的模式，使学生真正成为课堂的主人，而教师只充当课堂教学的催化剂。近两年的教学成果表明，相比于传统课堂教学，“慕课-翻转课堂”模式教学更具包容性、活跃性和实际性，学生的自学能力、自控能力得到显著提升，后期再通过对课程教学体系的不断完善，最终实现为企业和社会培养高素质技术应用型人才的目标。
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摘要：
针对应用型高等院校办学定位特点，依据实际教学情况，阐明了地下工程专业方向人才培养特色与思路，论述了开展以提高工程能力为导向的专业人才培养模式的基本思想及可行性，提出了构建统一关联的实践教学培养体系及有效实施工程实践教育的诸多举措，并分析了今后面临的问题与对策。实践证明，紧密围绕工程实际，着力强化实践能力培养，是实现素质教育的有效途径之一。
关键词：地下工程；工程能力；实践教学；校企合作；应用型人才
中图分类号：TU9；C961 文献标志码：A 文章编号：
1005-2909(2012)01-0028-05
随着国民经济的高速发展，中国城市化水平快速提高，现代化城市建设的发展迫切需要充分开发利用地下空间这一重要的天然资源，其中，城市轨道交通建设成为当前中国地下工程领域的热点与亮点。截止2011年8月，全国已有33个城市正在规划建设或新建地铁。按照国家发改委已经批准的规划，到2020年中国地铁总里程将达6 100公里。前所未有的地下工程建设规模为新形势下高等学校人才培养提出了新的课题，即如何针对自身办学定位和专业特点，在教学体系、教学内容、教学手段和教学方法等人才培养模式上更好地适应行业需求。
作为一所以培养应用型人才为教育目标的教学型工科院校，北京建筑工程学院长期以来坚持“以提高课堂教学和实践教学质量为核心，积极推进素质教育，全面提高人才培养质量”的教学指导思想[1]。其中，具有悠久办学历史和良好教学传统的土木工程专业在人才培养方面成绩斐然，其多年来培养的毕业生在首都建设行业中已占据“半壁江山”。近年来，首都城市轨道交通建设蓬勃发展，为满足行业对专业人才日益旺盛的需求，更好地服务于首都城市建设，土木工程专业于2006年正式设置了地下工程方向，在土木工程学科地下工程专业建设人才培养方面开创了崭新的局面。
一、地下工程专业方向人才培养特色与思路
鉴于学校土木工程专业长期以来形成的鲜明办学特色，其地下工程专业方向培养的毕业生绝大部分将服务于北京城市地铁建设与地下空间开发等领域，尤其以一线施工企业居多，加之地下工程学科本身具有极强的实践性和应用性，因此，在地下工程专业人才培养计划中既要重视对学生吃苦耐劳和勤奋务实精神的培养，也要在知识结构上适当予以调整，包括增加工程一线所需的专业知识
教学，加强现场实际操作和施工技术与组织类课程的设置，强化实践教学环节训练等，力图使培养的毕业生知识面宽、实践能力强、综合素质高，在工程建设第一线实际工作中“用得上、留得住、干得好”。
尽管学校土木工程专业传统的房屋建筑、道路桥梁等专业方向多年来形成了良好的实践教学管理体制，积累了众多有益的经验，但亦存在实践教学环节（专业认识实习、课程设计、生产实习、毕业实习等）之间彼此分散、缺乏关联、相互脱节等问题，未能有效形成一脉相承的、统一的实践教学体系。此外，实践环节学时偏少，这些问题均在一定程度上对人才综合素质的深入培育造成了不利影响。正如文献2中指出：“对学生来讲，培养目标所要求的各种能力不是孤立存在的，而是有机结合的。培养的途径也绝不是某一个教学过程所能够解决的，而是一个综合的，复杂的系统工程。”
为强化应用型人才培养特色，加强学生实践技能训练，在认真总结既有专业方向实践教学环节的经验与不足的基础上，对地下工程专业方向课程作了调整，将地下工程施工（32学时）与地下建筑结构（32学时）两门主干专业课程独立单列（多数高校将地下结构设计与施工合并为一门课程—地下工程），突出施工课程理论教学的重要地位。着重对该专业方向大学4年期间的所有实习、科技活动周、课程设计和毕业设计等各主要实践教学环节的统筹考虑，力图形成一个科学的、系统的、密切衔接的实践教学培养体系，以有效提高实践教学质量，实现人才培养目标。
二、以提高工程能力为导向的地下工程专业方向人才培养途径
（一）基本思想
众所周知，与一般房屋建筑工程不同，城市地下工程建设项目大多具有建设周期漫长、线路标段分散、施工工法众多、受复杂地质条件影响大等特点，依照常规的实践教学安排，在某一个工地进行短期实习，难以实现深刻理解教学内容，取到好的实习效果。但相对于道路桥梁工程而言，地铁建设项目地点却主要集中在城市人口较密集区域，交通相对便利，非常有利于根据实际工程进展选择时机多次组织参观与实习。根据上述城市地下工程建设项目特点分析，借鉴不同高校在土木工程专业实践教学改革方面的有益做法[3-8]，遵循自身培养计划对地下工程专业方向实践教学环节统筹考虑、系统训练的指导思想，明确提出了以“贯穿式工程实践教育”为主线的培养思路。所谓“贯穿式工程实践教育”，即遵循教育教学基本规律，紧密围绕实际工程，将大学一年级末开始的专业认识实习、科技活动周，大学二、三年级相关课程设计，直至大四上学期的生产实习，以及下学期的毕业实习、毕业设计有机衔接，构建前后呼应、由浅入深的实践教学体系。此外，为加强工程实践内容的连贯性，在地下建筑结构及地下工程施工等主干专业课程教学过程以及学生假期社会实践中，均明确要求安排一定数量工程实践的内容，这也在一定程度上解决了实践教学环节学时相对不足的问题。
（二）可行性分析
近年北京市轨道交通6号线、7号线、8号线二期、9号线、10号线二期、14号线、15号线等多条线路已相继展开，目前在施线路数量达13条。预计到2015年，13条新线陆续建成，北京轨道交通运营总里程将猛增至561公里。包括国内其他众多城市在内，前所未有的轨道交通建设在强力拉动内需的同时，也造就了星罗棋布的地铁工地，这为贯穿式工程实践教育的顺利实施奠定了坚实的基础条件。
地铁建设迅猛发展对人才培养的良好契机尚需要通过深化校企合作予以实现。这些得益于多年来对首都建设行业人才培养的卓越贡献，得益于业内深厚广泛的校友资源。学校一贯重视校外实习（实训）基地建设，已与北京城建集团、北京建工集团、北京市政集团、北京市政研究院、榆树庄构件厂等众多承担首都城市轨道交通建设的主力军建立了产学研合作关系，并签订了实习基地协议。这些均为学校地下工程方向人才培养构筑了宽广而坚实的平台。
（三）主要举措
1.科技活动周衔接认识实习，明确专业方向，激发学习兴趣
自土木工程专业2006级地下工程专业方向专业认识实习起，学校年年组织学生参观北京市丰台区榆树庄构件厂，重点针对厂内地铁盾构隧道预制管片生产制作过程进行观摩教学，以此作为工程实践教育的第一站。通过实习，学生不仅熟悉了管片钢筋绑扎、模板架设、混凝土浇注、养护脱模等主要工艺流程，而且通过观摩细部防水构造，以及组装好的竖向盾构隧道管片等实物展示，初步对盾构隧道的衬砌构造与作用有了理解。安排学生参观不同类型的在建地铁工程项目，在几届认识实习活动中，先后组织参观了北京市政集团承建的地铁4号线国家图书馆站、动物园站，北京城建集团承建的9号线东钓鱼台站、白石桥南站等工程，使学生对地下工程明挖法、暗挖法、盖挖法等主要施工工法现场概况积累感性认识。例如，在白石桥南站明挖基坑开挖现场，学生不仅观摩挖掘机开挖过程，在一定程度熟悉了钢支撑的构造及作用，初步了解了明挖法基坑施工工艺顺序，这些均为以后土力学、地下建筑结构及地下工程施工等相关专业课程的学习奠定了有益的基础。此外，土木与交通工程学院还积极推进地下工程施工学科及教学配套设施建设。2006年建立了施工技术仿真实验室，其中电动仿真盾构机模型及模拟盾构隧道施工的三维动画虚拟现实技术，为学生体验并掌握典型施工方法与主要操作技能提供了鲜活生动的素材。 认识实习周结束后，随即布置科技活动周的训练任务，即根据地下工程认识实习接触的主要内容，积极开展相关结构模型制作活动。学生自选题目，兴趣盎然地制作各种车站结构模型。这种活动不仅及时巩固了认识实习成果，切实锻炼了学生动手能力，也为培养学生结构构造与力学概念，拓展思维空间，发挥个人想象力和创造力提供了广阔的舞台。
2.确立定期回访工地机制，前后衔接主要实习环节
专业认识实习、生产实习和毕业实习宜构成土木工程各专业方向三个相互衔接且逐步扩展深入的实践教学体系。在地下工程方向贯穿式工程实践教育思想指引下，通过确立工地定期回访机制的做法能够实现三种实习环节的前后衔接与递进接力。经过认识实习周和科技活动周的初步实训，已经调动起学生专业学习的积极性和兴趣，在随后的二、三年级相关课程学习中，学生有必要定期回访、调研当初认识实习工地，针对该工程后续建设情况进一步积累工程实践经验。一般规模的地铁车站建设周期至少需要1~2年，而包括区间隧道在内的整个合同段项目建设则需要更长的时间，基本能够满足大学期间实习参观的要求。自2010年起，针对2007级地下工程专业方向大三学生暑假社会实践环节，开创性地提出强化假期工程实践的口号，以实现暑期社会实践与下学期生产实习相结合的目标，即根据各自以往跟踪回访地铁工地的情况，自主联系实习工地，并在现场工程技术人员指导下深入施工一线开展一定时间的暑期工程实践，为大四上学期即将进行的四周生产实习预热。当四周生产实习结束后，继续保持定期回访机制，直至最后一个学期毕业实习乃至毕业设计环节结束。这样从根本上实现工程建设与人才培养的全周期贯穿式吻合。例如：2006年、2007级相当一部分学生坚持3年间对地铁4号线动物园站及9号线白石桥南站等工地的定期回访，为后续专业课程学习，牢固掌握地铁车站结构设计原理及各种施工工法，出色地完成了毕业设计任务。
3.理论教学注重实践环节，课程设计、毕业设计立足解决工程实际问题
众所周知，课堂理论教学是人才培养的基础环节，应用型本科教育侧重于应用，在地下建筑结构、地下工程施工等主干课程教学中宜注重实践教学环节的改革与创新。例如：地下建筑结构课程教学中结合相关教学内容，安排课时上机操作理正、PKPM等深基坑支护结构设计软件，在巩固基本设计理论知识的同时，为下一步的课程设计及相关毕业设计提供实用技能训练的机会。在地下工程施工课程教学中主动联系参观地铁9号线玉渊潭竖井内安装的LOVAT盾构机及后来的掘进过程，以加强学生对盾构机构造、性能及工作原理的理解与掌握。此外，根据办学定位目标和人才培养特色，在课程教学内容选择上突出实用性，即立足于城市地下工程规划、设计、施工等方向，以工程案例为主线，将主要章节知识贯穿衔接，展示工程实例照片，播放典型施工工艺视频，
最大程度地实现学以致用、学有所用。
为检验专业实习及理论课程学习效果，进一步提高学生综合素质与专业技能，培养适应首都地铁建设行业需求的专业人才，在课程设计和毕业设计环节明确围绕地铁车站设计与施工领域进行由浅入深、循序渐进地训练。所编写的设计任务书和指导书力求通过学生在专业实习及理论课程教学中接触过的工程实例来反映现行规范的具体应用、最新科研成果及工程实践经验，使其领悟到如何将书本知识运用于工程实践，再从实践步步升华至理论的过程。例如：地下建筑结构课程设计主要针对地铁车站现浇钢筋混凝土楼盖体系进行结构设计，而毕业设计阶段选择地下结构设计课题组的学生则需要完成包括支护结构设计、车站主体结构主要构件结构设计在内的大量设计任务。地下工程施工组织课程设计要求针对明挖法施工的普通地铁车站所涉及的灌注桩及冠梁施工、基坑开挖、钢支撑架设与拆除、主体结构施工、地下工程防水施工及基坑回填等工种工程，确定施工展开程序及分项工程施工顺序，划分流水段，选择施工工艺与方法，编制施工进度计划表，绘制施工现场平面布置图，制定技术组织措施，而毕业设计阶段选择地下工程施工课题组的学生除要完成包括明挖法、盖挖法、暗挖法等多种工法在内的复杂地铁车站的施工组织设计，尤其要求根据具体工程特点，利用已有知识对关键技术问题进行针对性的分析探讨。所有的设计题目均紧密围绕实际在建工程，某些甚至就来源于学生们曾经实习过的工程。每位学生的工程背景不同，技术难点亦不同，可实现学生人手一题，有效防止成果雷同。这样通过对实践教学内容的精选配置，实践教学内容体系自身内部实现了良好的统一、协调，加之毕业设计期间形成的定期回访工地机制，进一步培养了学生的综合能力、创新能力、工程实践能力、分析问题及解决问题的能力，为其在毕业前获得合格工程师专业素质训练并取得相应成果创造了更好的条件。
4.实施的效果
地下工程专业方向自2006级实施“贯穿式工程实践教育”模式以来，在北京城建集团、北京市政集团、北京路桥集团等多家单位的大力支持下，依托在建的地铁工程深入展开了专业人才培养工作。在最近两年毕业设计期间，2006级学生康惟依托在建的地铁10号线成寿寺站—宋家庄站区间隧道，编制了现场施工进度计划网络图并进行优化分析，为科学安排施工工序，缩短工期发挥了积极作用。学生黄俊杰协助现场项目部编写了9号线白石桥南站监控量测施工专项方案，并绘制了全部测点布置图，使之进一步充实和完善。2007级学生蔡志勇依托在建的地铁14号线东风北桥车站，通过有限元计算和现场实际情况，重点分析了深基坑倒撑设计与施工的优化方案，为节约成本、简化工序提供了可靠的理论依据，此外还负责编写了盾构穿越五环、盾构联络通道等多项施工方案，凭借丰硕的实践成果，其毕业设计最终获得2011年北京建筑工程学院校级优秀毕业设计。2011年7月19日 ，《科技日报》“教育观察”版 “本期关注”栏目报道了蔡志勇等同学的事迹，特别强调了他们在暑期社会实践中就提前进入工程现场作为施工员实习对今后成才具有的重要意义。
在已毕业的2006、2007级地下工程专业方向毕业生中，大多数学生凭借过硬的工程实践能力在激烈的就业竞争中脱颖而出，纷纷签约大型施工企业。其他一些考取研究生的学生亦纷纷表示大学阶段工程实践的强化训练令自己“受益匪浅”，为继续深造打下良好的基础。
5.问题与对策
以提高工程能力为导向的教育模式实施的关键，在于要保证具备与各实践教学环节相对应的实际在建工程项目。尽管实践教学环节安排有固定的认识实习、生产实习、毕业实习，且建立了定期回访工地机制，但毕竟每次接触工程实践的时间相对较短，往往只能看到工程施工的某些局部工艺或某种工法，很难认识地下工程施工全部细节过程。此外，因为时间和经费的限制，也难以保证每位学生都能在大学期间全面接触多个不同工程施工内容。随着城市轨道交通建设的回落，地铁建设工地数量规模的萎缩等问题都成为地下工程专业方向实践教学需要面对的难题。
为此，宜充分利用现代化摄影、摄像技术手段将各种可能接触到的施工工法的各个施工环节记录下来，然后运用多媒体技术将各种影音资料加工制作成信息量大、内容丰富、形式多样的信息化实践教学课件，以展现工程全貌和施工全过程，从而把施工现场搬进课堂，或者通过网络在线学习，让学生足不出户便可全面深入地认知施工过程和关键工序，以增长见识、获取经验。将以多媒体技术和网络技术为核心的信息技术引入土木工程实践教学环节的做法已有先例[9]，且特意指出，如有可能，最后再选择适当的工地进行现场体验工程活动，对于那些现场看不到的前后工序可以反复观看教学课件，确保各实践环节的教学效果和质量。
三、结语
大规模的城市地下工程建设召唤大批合格的工程技术和管理人员，以培养应用型人才为办学定位目标的高等学校应审时度势，因地制宜，以加强学生工程素质与实践能力的培养为核心，不断探索研究教育教学规律，构建具有自身特色的应用型人才培养模式。实践证明，以提高工程实践能力为导向，开展贯穿式强化教育锻炼，使学生对专业知识体系有较为深刻的理解，并实现有效的融会贯通，有利于增强个人综合业务素质。
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Talent training mode of underground engineering specialty
WANG Liang
(School of Civil and Traffic Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, P. R. China)
Abstract：
关键词：地下工程；风险；管理
Abstract: the underground engineering in the city of engineering is widely distributed, we are familiar with the subway underground engineering is the representative projects. Underground engineering and general engineering has a certain difference, the underground engineering need for more thorough and comprehensive safety considerations on the depth of the foundation also has strict requirements.
Keywords: underground engineering; Risk; management
中图分类号：TL372+.3 文献标识码：A文章编号：
在地下工程的过程中，在我国就已经发生了多起非人为制造的工程事故，对国家经济造成巨大影响的同时也造成了人员的伤亡情况，并造成了不良的社会影响。而我们需要去研究的就是为什么这些事故会发生呢？有没有可能去提前预知这些事故或者事故有没有前兆性？采取什么措施可以规避这些事故所熬成的潜在风险？为此我们应该针对隧道及地下工程建设的特点，对隧道及地下工程建设中风险的定义、风险发生的机理、目前国内外研究的进展、当前存在的主要问题，以及可能的风险管理研究领域等展开讨论，以期望风险管理在隧道及地下工程建设中起到抛砖引玉的作用。
城市地下工程所存在的主要问题
城市地下工程的安全性控制是城市轨道交通建设和地下空间开发所面临的核心技术难题，不仅要解决地层与结构变形控制的理论问题和关键技术，而且形成系统控制体系也非常重要。因为地下工程的复杂性，使得我们必须在工程的前期对施工区位进行严格的地质勘查，首先从地质环境上规避可能的风险，然后从理论技术上来说需要针对一些地质工程的意外中吸取教训，以经验作为载体去更新自己的施工技术，完善科技施工。而从现在看来我们的地下施工的主要问题有一下几点：
缺乏系统理论支撑
这一点需要我们理论结合实际，不管是从前的经验还是理论的实际都无法单一的为我们解决地下工程的问题，我们更多的需要借鉴发达国家的经验，引进发达技术，结合我们在地下工程中的经验来结合理论，全面性的去建立起新的理论，从而为地下工程建立系统的学说。
核心技术过于死板
我们现在的地下工程很多都是为了工程而工程，缺乏变通，一味的追求速度而忽略了效率在施工中的重要位置，因此我们的地下工程存在着一定程度的局限性使得我们的核心技术基本处于原地踏步的水平。俗话说磨刀不误砍柴工，我们在地下工程的过程中需要在前期的准备中做出更明确的计划，争取用科学的方式与角度去解决可能面对的疑难问题。
缺乏细化处理
我们现在的地下工程通常只会对检测数据进行检测化处理，而对环境风险以及地质风险等都没有细化处理，合适的我们在工程中经常会面对一些不同领域的自然问题而无从下手解决，从而不能有针对性的解决自然环境给我们带来的问题甚至造成地质性的自然灾害，对风险的准备缺乏全面性与针对性。
缺乏完整的工程体系
工程体系的却是使得工程中难以对各个部门形成有效的支配欲保护，大家以各自为战居多，也难以对工程形成有效的指导作用，也无法再工程之中形成各部门的协作关系，使得工程效率大大降低
自然环境的影响
这一点是我们宏观可见的，地下工程通常对地上的交通也会带来影响，而地上交通的压力本来就很大，在加上地下的工程就使得地质更加脆弱从而容易受到侵害而导致地质灾害。而地下的环境更是有很多不可预测性。这对我们的勘探特别是工程中的勘探以及数据的更新提成了更高的要求。
地质事故主要类型
（一）地层变形和围岩失稳是城市地下工程环境风险的主要诱因，主要表现在过度变形、突然变形和失稳。隧道施工引起的地层扰动和失水等均可造成地层细观结构的失稳，从而引起地层的变形和破坏；地层变形与结构的作用，则可能造成结构的破坏；地层变形量突然增大时则因反应不及时可能造成结构破坏，有时还可能出现伴生灾害和事故；而对于砂层和卵石地层，隧道围岩的稳定性较差，施工影响下易于出现失稳和坍塌。
（二）不良地质体的分布不确定并且难以准确探测，在隧道施工影响下常常造成安全事故。在北京等城区存在空洞、水囊、暗河、建筑垃圾及其他不明构筑物，其形成的原因非常复杂，对地下工程施工的影响主要表现在水囊失水、空洞扩大、空洞群的连通等引起的地层坍塌和隧道内涌水等。
（三）隧道施工引起管线的断裂和破坏有时还会诱发更严重的安全事故。地下管线基础的过度变形可造成管线的破坏，酿成事故；管线的渗漏水使周围地层稳定性降低，在施工影响下极易失稳，即造成管线的大范围悬空从而造成断裂。
（四）地下工程施工对象的复杂性、专业的多样性及作业人员素质不高给管理工作带来极大的困难，也是造成诸多安全事故的重要原因。
三、风险控制的工作程序
（一）对结构性现状进行安全评估
对于施工影响范围内的既有重要建（构）筑物进行基于现状的安全性评估，即考虑主要结构的残余强度，在各种典型变形模式下进行安全性分析，由此确定出极限强度，在考虑安全系数后可给出控制标准
(二) 施工影响预测和施工方案确定
基于可行的施工方案对造成的附加影响进行预测，以确定出附加影响最小的施工方案。而当施工附加影响不能满足控制要求时，则应采取注浆加固等预处理措施，也可对结构提出
加固要求，其目标是使施工附加影响达到结构标准可接受。
（三）过程控制方案的制定和实施
按照施工过程力学理论，采用变位分配原理，在既定的施工方案下将沉降或应力控制目标进行分解，明确每个阶段的控制目标，各阶段控制指标的分配应从理论分析、既往经验和工程特点分析等3 个方面综合考虑确定。
（四）监控量测及信息反馈
根据工程特点和控制重点，选择关键部位的重点控制指标实施全过程监测，在关键施工阶段可进行在线或远程实时监测，对监测数据实时处理并及时反馈；按照监测结果，并与施工过程相结合，通过系统分析对工程的安全性作出评价和判断，从而在施工措施上及时作出反应，必要时启动应急预案。
参考文献：
