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由于交通工程专业在上述各个高校所处的院校及学校特点的不一样,每个学校开设的课程也不尽相同,但同类高校之间还是具有共性的,下面分类分析。
(一)全国综合性大学此类院校
以同济大学和东南大学为代表,这两所学校既是最早开设全国交通工程专业的学校,也是该专业的标杆学校。同济大学的交通工程专业开设于交通学院下,由于该院校知名度高,学生在交通行业口碑较好,学生就业较好。主干课程包括结构力学、钢筋混凝土结构基本原理、工程地质、土力学与基础工程、工程项目管理、道路规划与几何设计、客运交通系统、运输经济学等。根据课程设置可以看出该类型交通工程主要设置轨道交通工程、道路工程设计与交通设计规划三大方向。
(二)传统公路交通类院校
此类院校基本归属于原交通部,交通专业背景性强,学生毕业后也基本是在原交通部的下属交通单位工作,例如中交公路局等。课程设置包括城市规划原理、测量学、路基路面工程、道路勘测设计、交通规划、运输经济学、交通设施管理与控制、交通安全、公交运营、交通枢纽设计。
(三)传统铁路类院校
此类院校的交通工程专业主要是在交通运输(原铁道运输)专业背景下发展起来的,专业背景性不强。以西南交通大学为例,该校交通工程专业按交通工程和城市公共交通两个专业方向进行培养,课程设置主要包括交通规划、运输布局、高速公路管理与控制、交通运输智能技术、城市公共交通系统规划设计。目前公交公司对本科类人才的需求主要还是集中在车辆工程方面,对运输管理等重视程度还不够,因此该类学生就业竞争力不够强。
(四)汽车运输类院校
此类院校的交通工程专业建设基本依靠汽车工程,交通工程专业的就业方向基本属于汽车运输工程方向,学生毕业后多数从事汽车运输调度工作。专业课程设置主要包括运输场站设计、交通调查与分析等。由于目前国内汽车运输业发展缓慢,所以学生就业率普遍不高。
(五)土木类院校
此类院校的交通工程专业基本归属于土木工程系,专业方向为道路工程方向,建设基本依靠土木工程,学生毕业后主要从事道路工程设计、施工等工作。专业课程设置主要包括结构力学、土力学、地质工程、结构设计等。由于目前国内公路与铁路建设发展蓬勃,所以学生就业率较高。
(六)民航类院校
此类院校的交通工程专业基本归属于民航系,专业方向为机场工程方向,建设基本依靠土木工程,学生毕业后主要从事机场工程设计、施工等工作。专业课程设置主要包括结构力学、土力学、地质工程、结构设计等。目前国内机场建设发展蓬勃,而且该行业具有一定的垄断性,因此学生就业率也较高。
二、西华交通工程专业
西华大学交通工程专业于1999年申报,2000年招收第一批本科生,截止2014年10月,共计招收14届学生,累计培养500余名学生。西华交通工程专业设于交通与汽车工程学院,由上述汽车运输类专业转变而来,专业方向目前包括道路工程和交通规划与设计两个,但是根据学生就业市场需求,只开设了道路工程方向的教学班。对比上述各类院校的交通工程专业开设课程特点,建议西华大学交通工程专业开设道路施工和轨道施工两个教学方向。
(一)道路施工方向
四川地处于西部欠发达地区,道路基础设施条件较差,道路建设需求在未来还是很大,道路施工方向的交通工程专业在未来的需求量将很大。开设课程建议参考南京工业大学的交通工程专业课程,主要专业课程如下:结构力学、土质土力学、道路工程制图、道路建筑材料、道路施工、路基路面工程。
(二)轨道施工方向
目前全国地铁与高铁建设方兴未艾,对轨道工程方向需求量巨大,但是在本科专业目录里没有轨道工程专业名称。根据上述分析,我校交通工程专业可以开设轨道交通工程方向。开设课程建议参考同济大学的交通工程专业课程,主要专业课程如下:结构力学、钢筋混凝土结构基本原理、工程地质、土力学与基础工程、工程项目管理、轨道工程、桥梁隧道工程。
三、总结
一、成果导向的理念及其意义
1.交通工程专业就业目前现状。从2000年开始,全国各高校纷纷成立了交通工程专业,以解决交通拥堵和提高交通效率为目标,具有明显的道路特色,尤其是道路规划与管理特色。中国的大学教育,社会关注最多的是毕业生就业情况,这也是专业生存的主要条件,因此对交通工程专业进行培养模式改革,以适应社会的需求,是各个学校都切实考虑的现实问题。
2.成果导向的工程教育认证理念。自2006年开始的工程教育认证是为了提高工程教育和人才培养质量,参与国际交流,是各学校继评估后较为关注的一种资质认证工作,其基本理念为“成果导向”。成果导向教育理念主要是根据社会需求、政府要求和学校特色确定本专业学生能够到达的最终学习成果,确定学生所能达到的最大能力,以此来构建课程体系和教学策略,并在过程中进行质量与效果评价与持续改进,使得学生通过课程的学习逐级达到顶峰成果。学生最终成果既是成果导向的终点,也是其起点,将决定学生的就业可接纳性、专业胜任性和社会适应性。[1]
二、成果需求分析
1.就业领域分析。根据我校十多年本科毕业生的就业情况分析,就业领域主要有道路与轨道建设、轨道交通运营、轨道交通维护管理、交通规划、交通管理、交通咨询、物流与汽车服务工程等领域;根据北京工业大学的需求调查,本科生可以进入智能交通和产品生产开发等领域。随着解决交通问题成为社会的共识,随着智能交通、绿色交通以及轨道交通的大力发展,对交通人才的需求会有增加,尤其是高速铁路与城市轨道交通的快速发展,将会需要大量的建设、运营管理与维护人才。
2.能力需求分析。通过对轨道交通运营企业的调研,企业对大学本科生的工作情况反馈主要集中在“与学历不匹配的能力、手高眼低的工作态度、不够扎实的基础知识、较为缺乏的实践能力、有待提高的综合素质”。企业现场对大学生的要求主要体现在专业能力和综合素质方面。专业能力:需要掌握专业基础知识、专业职业技能(文案写作、软件操作等)、综合解决问题能力(处理专项问题及突发事件的能力)。综合素质:需要良好的工作态度、较强的适应能力和自学能力、交往与表达能力、团队协作能力、创新能力等。
三、基于办学特色的最终成果的确定
1.学校的办学特色。交通工程专业一般都依托学科背景而成立,如北京工业大学依托土木类、西南交通大学依托铁路类、武汉理工大学依托汽车类、长安大学依托公路类、中国民航大学依托民航类等。依托学校的办学特色,既能依托学校的强势学科力量,进行交通工程专业建设和特色建设,提高专业特色和质量;又能借助于行业优势,了解行业需求和发展,有针对性地培养,能够缓解本科生的就业压力。
2.培养目标的确定。基于对交通工程学生的就业领域尤其是轨道交通行业发展和大连交通大学的轨道交通办学特色,确定了我校交通工程专业的轨道交通特色定位。本专业培养具有交通运输工程学科的基础理论知识,系统掌握交通工程专业知识和分析方法,具备交通系统规划与设计、交通设施设计与施工管理、交通运输系统运用管理与维护等基础知识和基本技能,能在道路交通、轨道交通行业和政府部门从事交通规划设计、交通工程施工与管理、运用管理与维护等工作的应用型工程技术和管理人才。
3.培养要求(最终成果)确定。基于成果导向的工程教育认证理念,根据交通行业和轨道交通行业对本科生的要求,依据培养目标,从满足工程认证和专业评估的角度,将交通工程专业学生最终成果,也就是毕业要求确定如下:(1)热爱祖国,遵纪守法,身体健康,具有良好的人文素养、社会责任感和工程职业道德。(2)具备从事交通工程专业所需要的数学、物理等相关自然科学知识。(3)熟悉国家关于交通运输规划建设与运用管理的方针、政策和法规,能正确运用国家相关技术标准和行业规范。(4)具有独立提出问题、分析问题和解决问题的能力,具备设计和实施交通工程实验的能力。(5)掌握计算机软硬件基本知识,具有较强计算机应用能力,能熟练使用本专业应用软件。(6)掌握一门外语,具有一定的听说读写能力,能够熟练阅读本专业的外文资料。具有国际视野和跨文化的交流与合作能力。(7)具有综合运用理论和技术手段设计系统和作业过程的能力,初步具备科学研究、科技创新能力。(8)掌握运用现代信息技术获取相关信息的基本方法,具有资料收集和新知识获取能力。
四、培养方案设计
1.培养方向的确定。行业的高速发展,新知识新技术的不断涌现,现场对毕业学生的综合素质提出了较高的要求。因此,将我校交通工程专业培养目标定位为“厚基础、宽口径、高能力”人才培养,定位为“技术与管理人才”和“复合型”人才培养,以适应就业和评估认证的要求。交通工程专业要为交通运输业培养适合社会经济发展的人才;根据我校的轨道交通特色,交通工程专业设置两个方向:道路交通工程方向和城市轨道交通方向。道路交通工程方向是传统的交通工程方向,主要面对道路设计与建设和道路维护等领域;城市轨道交通方向体现办学特色,主要面对轨道交通线路运营与管理、维护等领域。
2.大学生基本能力的保障课程。对于大学生基本素质和创新的理论基础通过培养方案中的通识教育课程提供。世界观与价值观的认知通过马哲系列课程来理清,对外交流能力通过外语系列的课程来提升,科学逻辑思维通过数理系列的课程形成,健康的体魄由体育系列的课程来保障,工程基本技能由力学系列、电学系列、制图系列和计算机系列课程来奠定基础,初步管理能力由经管系列课程提供概念,人文素质课程由综合素质系列课程来培养。
3.专业基础课程体系。交通工程专业的“5E”特色体现了解决交通问题是一个系统工程,应从人、车、路、环境等方面的相互关系出发,进行协调发展研究,才能保证交通的安全、绿色与高效。因此在专业基础课程主要着眼于打基础、培养全局观,从培养综合解决问题能力和解决复杂工程问题能力的角度出发,设置了管理运筹学、交通系统工程、交通工程总论、城市轨道交通、城市总体规划原理、交通规划、道路勘测设计、交通管理与控制、交通设计、交通安全、交通分析、交通检测技术、交通系统仿真、智能运输系统、交通管理信息系统等课程。
4.少学时下特色课程设置。目前培养方案的特色是降低总学分,减少教学时,将传统的教师“教”变为学生“学”。在这样的情况下,专业特色课程的设置必须将方向中基础知识融入有限的学时中,高效地达到学习成果。城市轨道交通方向:课程设置主要以轨道交通运营与维护为主,设置运营组织与管理、工务管理、机电设备、运行控制、公共交通规划、运输枢纽规划与设计等课程。道路交通工程方向:课程设置主要以道路规划设计与建设为主,开设土质学与土力学、结构力学、混凝土结构设计原理、路基路面工程、桥梁与隧道工程、建筑材料、土木施工、项目管理等课程。
5.实践能力的培养。从成果导向教育理念出发,实践能力将是培养目标的最终表现形式。而目前的大学生普遍缺乏实践能力和创新能力,因此在培养方案中增加实践环节的比重,采用课程实验―工程实训―认识实习―课程设计―生产实习―专业实训―毕业设计等环节逐级提高学生动手能力和实践能力。从课程某一理论验证与应用,到某一专业技能的强化进而提高解决复杂工程问题的能力。
五、教学过程和持续改进
1.教学过程。根据成果导向教育理念,将学习过程的主体改为“学生”,以“学”为主。据北京工业大学的调查显示,结合项目进行实践活动能够有效提高学生的专业实践能力。在生产实习、课程设计和毕业设计教学过程中,结合项目进行实地训练,鼓励学生深入企业,自选题目。将理论与现场实践结合起来,要求学生使用计算机通用软件和专用软件,强化文案表达和自动化办公能力,强化专业基本技能和学生的独立解决问题的能力,培养学生创新能力。
2.质量评价与持续改进。开展学习成果评价改革,改变一张卷定终身的模式,注重学习过程质量和专业技能的考核,针对课程所支撑的能力,可以采用测验、讨论、小论文或是小案例分析等形式辅助考核。理论课程、实践环节都要进行教学总结,针对学生能力达成程度和影响因素进行分析,找到切实改进措施,进行持续改进,以逐级达到学生的最终成果。
应用成果导向理念进行培养模式改革,是应用型人才教育理念的基本体现,是发挥学生主动性和提高教学质量的有效途径。但在目前大学教育低头族、旷课族涌现的情况下,要让学生主动学习,还需在教育教学过程中进行教学艺术的研究。实践能力提高的最好的方式是去企业实践,因而探讨校企联合是以后提高实践能力的主要研究方向。
长株潭城市群具备独特的发展条件以及优势和潜力。一是自然生态和资源条件良好;二是城际和对外交通日益便捷,高速公路、铁路、航运等立体交通网络不断完善;三是科研实力雄厚,拥有袁隆平、卢光等多名国家两院院士,杂交水稻、人类干细胞、复合材料等技术国际领先;四是产业基础良好,是国家老工业基地,是六大国家综合性高技术产业基地之一,工程机械、轨道交通、有色金属等先进制造业以及广播影视、出版、动漫等服务业在全国具有较大影响。
作为古代四大书院之一――岳麓书院的所在地,该区域的高等教育水平在全国名列前茅。在数量上看有本科院校14所,涵盖综合、财经、师范、医药、理工、农林等多个类型;从质量上看,有中南大学、湖南大学、湖南师范大学、国防科学技术大学等四所“985”或“211”院校,而湘潭大学、湖南农业大学、长沙理工大学、湖南工程学院也各具特色。这些大学每年都为国家输送大量专业人才,是湖南乃至中部地区崛起的“引擎”。
说到大学,岳麓书院现在的继承者――湖南大学自然不能不提。在经历了湖南高等学堂、省立湖南大学、国立湖南大学、湖南大学、中南土木建筑学院等时期之后,如今的湖南大学是一所理科基础坚实、工科实力雄厚、人文学科独具浓厚文化背景、经济管理学科富有特色的综合性全国重点大学,作为国家“211工程”和“985工程”立项重点建设大学,湖南大学在机械工程和土木工程方面的有着傲人的成绩,汽车车身先进设计制造国家重点实验室、车辆与交通安全先进理论和关键技术研究创新引智基地、建筑安全与节能教育部重点实验室等科研机构的建立,使得湖大有着机械四小龙的美称。被誉为“千年学府,百年名校”。
长株潭城市群作为中部地区的交通枢纽,京九线、京广线、湘黔线、武广线经此而过,319、320、107、106国道也在此交汇,湘江更是把三市串成一体。在如此发达的交通线上,让中南大学、长沙理工大学两所交通方面享有很高赞誉的明星院校格外耀眼。继承前身长沙铁道学院的中南大学在不仅在高速铁路建造技术、重载铁路工程结构、轨道交通安全等方面有很深造诣,还与铁道部共建高速列车研究中心,是我国轨道交通方面的一块瑰宝。长沙理工大学作为原国家交通部所属的长沙交通学院的“今身”,名声虽然不及中南大学响亮,但也沿袭了“前世”在交通运输工程、道路与铁道工程方面的优势。
而得天独厚的地理优势使得长株潭的大学在资源方面的研究一直处在全国领先水平。湖南科技大学作为原煤炭部在南方的唯一一所本科院校,在采矿、煤炭等方面的优势明显;长沙理工大学合并前的另一半――长沙电力学院,在水力发电方面的研究技高一筹;中南大学在矿业工程、有色金属冶金则拥有国家级重点学科。
1.1立足于大交通概念下土木工程检测技术新的人才培养方案
随着国民经济的迅速发展,我国交通运输体系的作用越来越重要,尤其是改革开放后交通运输部的成立,对大交通概念下的土木工程检测技术人才培养方案提出更高、更明确的要求。本专业培养掌握一定的土木工程基本知识和检测技能,具有较强的实践动手能力,具有良好职业道德的土木工程质量检测领域高等技术应用型人才。主要面向工程检测单位、各级工程质量监督管理部门等企事业单位就业,从事路基、路面、桥梁、隧道、机场、水运等工程的试验与检测、质量检验评定工作,也可面向大中型施工单位、设计单位或监理单位从事工程设计或管理工作。主要课程有公路施工技术、桥涵施工技术、路基路面试验检测技术、桥涵工程试验检测技术、隧道工程试验检测技术、工程测量、公路施工组织与概预算、道路建筑材料、检测仪器及设备等。具体的工作岗位或部门为:工程试验检测、工程施工、公路测设、工程养护维修、工程管理等。本专业人才培养规格为:具有识读和绘制工程结构设计图的能力;具有公路与桥涵勘测、施工放样和竣工测量的能力,达到中级测量工以上水平;具有土木工程试验检测的能力,达到中级试验工以上水平;具有从事道路与桥涵工程施工与管理的能力,达到中级施工员的技术要求;具有编制公路工程估算、概算、预算的能力;具有良好的职业道德和社会责任感,具备处理和协调正常事务的能力。培养具有综合职业能力的职业人:首先,应具备基本素质与能力,包括逻辑推理和数学应用能力、语言文字和口头表达能力、计算机常用办公软件能力、良好的人际沟通能力、团结协作精神及良好的心理素质等。其次,应具备基本的职业知识与能力,能够运用所学知识与技能,分析解决现场施工技术问题,具有从事道路、桥梁、水运、机场道面、隧道工程试验检测的能力。再次,应具备较强的职业拓展能力,具有一定的创业能力、技术改造和技术开发的能力、施工与组织管理等方面的基本技术与管理方法和公路养护的多专业技能。
1.2立足于本院土木工程检测技术专业的办学历程及社会声誉
1997年,本院开始设置公路工程试验检测专业;2004年,按照教育部相关文件,本专业统一更名为道路桥梁工程技术专业(试验与检测方向);2008年更名为土木工程检测技术专业,该专业历经十五年的办学历程,已积累了一定的教育教学经验和人才培养方案。除了土木工程检测技术专业之外,土木工程系现有道路桥梁工程技术、市政工程技术、工程造价、公路监理、港口工程技术、地下工程与隧道工程技术(桥梁与隧道工程方向)、高等级公路维护与管理、铁路工程技术等九个专业,形成较全面的、立体化的、高职高专层面的土木工程专业人才培养体系。其中道路桥梁工程技术被教育部列为国家级教学改革试点专业,土木工程检测专业作为安徽省教育厅2008年批准的重点建设的省级特色专业。以本院土木工程实验实训中心为依托,建设土木工程检测特色专业具有有利的先决条件。该中心现有专职教师29人,中、高级职称比例55.5%,双师比例95%,外聘兼职实训指导教师34人,均具有中级以上职称,他们分别来自施工一线、工程管理、检测公司等相关部门。现已形成一支素质优良结构合理相对稳定“双师型”素质、技术水平高、业务能力强、专业齐全的专职教师、业务骨干教师、学科带头人、省内知名专家、专兼结合的教师团队,本院土木工程检测技术专业建设具有坚实的基础和良好的发展前景。本院坚持“立通,服务行业,面向社会”的办学定位,紧紧围绕行业和区域经济的发展推进专业建设和改革,精心打造“安徽交通黄埔”品牌,土木工程检测技术专业培养的学生“能吃苦,下得去,上手快,留得住,后劲足”,毕业生就业质量一直居于省内同类院校前列,在中国路桥工程有限责任公司、中铁大桥局集团有限公司等大型企业中已经形成了品牌效应,受到了社会各界的肯定和赞誉。
2土木工程检测技术特色专业教学探索的意义
教学探索是一种有目的、有计划、主动探索教学实践过程规律、原则和方法及有关教学中亟待解决的问题的科学研究活动[3]。特色专业是指充分体现学校办学定位,在教育目标、师资队伍、课程体系、教学条件和培养质量等方面,具有较高的办学水平和鲜明的办学特色,获得社会认同并具有较高社会声誉的专业[4]。高职院校的特色专业教学探索,出发点是教学,归宿是人才的培养、就业的竞争力和未来职业的能力。归根到底,就是为了适应新的就业形式下用人单位对毕业生人岗匹配的要求,培养社会急需的、动手能力较强的专门技术人员。
2.1理论意义
2.1.1促进专业教学改革与创新
积极探索有效的专业教学方式方法,开展特色专业教学研究,对于巩固现有专业成就,开拓专业未来发展思路,有着重大而深远的意义。任何一门专业教学都有其自身的教学规律和教学模式,把握教学规律,构建科学的教学模式,方能实现教学目标、提高教学业绩。
2.1.2促进教师的专业发展和学院的发展
使教师成为研究者是促进教师专业发展的一条重要途径和衡量标准。教师专业化的实现最终都要依靠教师为其本专业的发展作出贡献。特色专业建设为教师开辟一个广阔的空间,教师在这个舞台上将有更多的机会与业界同行交流教研经验,探讨学科前沿,促进其专业化的发展。20世纪80年代中期以来,在美国教育改革中出现了一种教师培养的新形式———专业发展学校。专业发展学校一方面促进教师的专业化,同时促进学校的教育教学及研究能力的发展[5]。
2.2现实意义
从区域背景和人才需求背景看,开展检测技术特色专业教学探索具有较强的现实意义:根据党的十七大全面建设小康社会的总体部署,公路交通提供安全、便捷、快速、可靠的保障,以满足将资源与市场、生产分工与合作紧密联系的要求,全国公路交通建设将保持良好发展势头。安徽地处华东腹地,扼华中而东西,向来为东南沿海通往中西部的交通要塞。公路交通运输是我国重要的支柱产业,是国民经济发展的基础,“十二五”期间,全省交通建设总投资3200亿元。其中,铁路1400亿元(含城市轨道交通200亿元),公路1300亿元(含高速公路850亿元),航道、港口200亿元,民航50亿元,管道80亿元,综合交通枢纽170亿元[6]。巨大的交通基础设施投资,急需大量建设人才,实行学历证书和多种职业技能资格证书并重的教育模式,毕业与上岗“零距离”,树立培养满足社会“急用”、上岗“实用”的新型人才观、以适应具体岗位及岗位群的能力结构需求的“综合岗位能力为核心,综合素质为基础”的质量观和以人为本的教学观。根据毕业生跟踪调查和行业人才需求调查,今后几年土木工程检测技术专业人才需求将呈上升趋势。近年来,土木工程检测专业人才紧缺,施工单位、检测单位、监理单位等都需要相当数量的土木工程检测专业人才,在毕业生招聘会上,出现明显的供不应求现象。该特色专业建设目标是将现有的桥梁、隧道、机场、道路等的检测技术向港口、航道、船闸检测技术方向拓展,培养的人才在全省交通系统形成“水陆两栖”、一专多能的试验检测技能型人才,从而形成安徽交通职业技术学院土木工程检测技术专业的特色,使该专业在本地区达到领先水平,为其他高校同类专业的建设与改革起到示范和带动作用。
3本院土木工程检测技术特色专业建设的成就
3.1形成“模块化”特色教学
就目前而言,“模块化”教学已经不是一个新鲜名词,在教学改革的呼声中被广泛应用于教学领域中。但相对于传统的土木工程检测技术专业来说,尤其是我校的高职教育中,一直沿用传统的分课程、分章节教学模式。“模块化”教学概念一旦进入检测专业教学领域中,必定会引起新的教学思维和突破。将检测技术专业教学内容划分为以下几大模块:基础知识模块、土木工程建筑材料试验模块、桥梁与隧道结构检测模块、公路、市政、机场道路现场检测模块和港口、航道与船闸结构检测模块。每个模块实行导师负责制,全面负责该模块的教学与学生考评。
3.2打造精英教学团队
优秀的教学团队是教学改革与建设的带头人和开拓者,组建一支创新能力强、协作意识强、知识资源强的教学团队,方能切实提高本专业的教育教学质量。本院把对土木工程检测技术特色专业教学团队的建设,最终落实为对教师的培育培养上:一是加强青年骨干教师的培育培养,在学历进修、科研经费、职称评审上都有一定的倾斜和照顾。积极鼓励支持青年教师撰写学术论文,申报科研项目,参加学术会议,以科研促进教学,切实提高检测技术专业实验研究能力和学术水平。所有青年教师都要努力做到“科学研究”和“教学实践”两条腿走路。二是加强“双师”型教师的培育培养,“双师”型人才是特色专业发展的灵魂,委派教师到企业进修学习,引进优秀的企业人才到学校任教。在本院土木工程检测技术特色专业建设中,有计划地选派5名教师走向生产一线锻炼。三是加强学科带头人的培育培养,选拔检测专业带头人1名,制定专业带头人培养方案。输送2名培养对象到职业教育发达地区参加精品课程建设的培训与学习。建设结构科学合理的教学梯队,具体表现在年龄、教龄、学历、专业、职称等方面做到科学合理。只有化解这些结构性矛盾,才能突破制约专业发展的瓶颈,向更高、更宽的平台发展。
3.3完善成熟的实训条件
检测技术专业是实践性非常强的专业,注重对学生动手能力、操作能力的培养。在“模块化”理论教学的基础上,积极探索实践教学。实践教学环节包括:实验教学、实训、专项培训、顶岗实习等。具体有:道路建筑材料综合实训、测量综合实训、公路工程认知实习、结构设计原理课程设计、桥梁工程认知实习、水运工程质量检测实训、机场道面试验检测实训、隧道工程试验检测实训、桥涵工程试验检测技术专项培训、路基路面试验检测技术专项培训、顶岗实习(毕业设计)前期工作、毕业顶岗实习、毕业设计(论文)及毕业答辩。拥有专用实训基地建筑面积5200平米、具有真实或模拟现场的专用实训场所10000多平米。建有工程测量、检测、力学、水泥、水泥混凝土、沥青、沥青混合料、集料、工程地质、建筑结构、工程CAD、勘测设计等实训室;同时拥有安徽交院工程试验检测有限公司、安徽交院公路工程监理咨询有限公司、安徽交院公路设计事务所3个校内综合实训基地。通过多年加大投入,扩建场地,现已基本建成实验实训设备先进,融教学、生产、科研、培训、技能鉴定“五位一体”的开放式综合实验实训中心,2007年被交通运输部行业技能鉴定中心确定为安徽“交通行业技能鉴定站”。而且是安徽省交通系统唯一的试验检测技术培训基地。建设具有校企深度融合特色、以职业能力培养为核心的稳定的校外实习基地,新建紧密型校外实训基地38个;建立健全校企合作的校内外实习实训基地管理体制和运行机制,保障实训基地健康可持续发展。
3.4提升较强的社会服务能力
本着“立通、服务社会、互动双赢”的原则,本院检测技术特色专业建设,始终以服务行业,服务社会为宗旨,积极服务地方交通建设。利用学院的优质教学资源,通过参与生产、项目咨询、技术开发、职业培训、技能鉴定等方式,实现“教育资源社会化”,增强学院社会服务能力,把学院建成安徽交通行业的高素质高级技能型专门人才培养基地、技术开发和咨询服务基地、干部和职工继续教育基地、职业技能培训鉴定基地和安徽高职教育的“双师素质”培训基地。本院受安徽省交通厅工程质量监督站委托,长期举办全省试验检测人员培训班,为我省交通建设一线培训了大批试验检测技术人员。
4结束语
在参与土木工程检测技术特色专业教学改革的过程中,深有以下几点体会和感受:
4.1特色专业建设是一项集体工程,是一项团队成果需要凝聚团队的向心力,发挥团队的集体智慧,团队成员协商分工,尤其在校本教材的编写上,充分体现合作的重要性。专业教师各有所长,搭建能够让教师充分施展才能的平台,激励更多的优秀教师发挥聪明才智,采取相应的激励机制提高大家工作的积极性和主动性。另外,还要开拓思路,注意多专业的结合,检测技术专业与土建其他专业的密切结合。
4.2特色专业教学探索要量力而行、切实可行结合本院的客观实际及检测专业建设现有状况,采用恰当适合的方式方法,因地适宜、因材施教开展教学研究。每一届学生、每个班级学生的基础和素质都参差不齐,因此,教学目标的制定不能整体划一,要量体裁衣,因人而异,符合高职高专学生的实际、符合本院学生的实际。教学目标尽量细化、具体化,讲究针对性、实用性。适当把握教学难度,既能够给学生造成一定的学习压力,又能够激发学生学习的兴趣与热情。这个“度”的把握实属不易,需要教师运用智慧,结合教学实践用心体会与揣摩。
城市交通规划面临的一切问题起源于三个基本因素:人口剧增、城市化加谜与出行方式机动化。为此,规划者们必须在各种可能的决策方向之问慎重取舍。国外专业杂志《世界城市化展望》2004年载文指出,全世界人口从1950的25亿左右增长到2000年60多亿,只用了半个世纪的时间,预计再过30年将达到80亿以上。作为世界最大的发展中国家,中国改革开放二十多年来的社会经济发展带动了1亿3千万农村人口流入城市,一般城市居民的交通出行方式也在过去二十多年里发生了根本性的变化。城市出行方式机动化日益加速,造成了今日中国主要大中城市里司空见惯的“出门难行路难”问题。专业人士称之为严重的城市道路交通拥挤。
一般而言,城市交通方式大致可分为步行、自行车、摩托助动车、小汽车与公共交通国内外的城市交通基本上都经历过从步行、自行车到摩托、小汽车大体相同的发展过程。但是,当人类普遍进入小汽车时代后,美国和欧洲选择了不同的交通方式和城市形态。美国以小汽车为主要交通工具,城市多数呈现分散、蔓延的形态。欧洲大陆则十分重视公交、特别是轨道交通,大城市通过轨道交通将市中心、近郊生活就业区与远郊卫星城镇连结起来,形成多中心的城市形态[1]。轨道交通系统的诞生,使城市的发展从中心聚集型向离心分散型转变成为可能,也因此造就了城市中心的“职住分离”现象。应该承认,私人小汽车和轨道交通是目前发达国家城市中具有代表性的两种交通方式,分别突出地体现着更优的生活质量与更高的运输效率。改革开放前,这两种交通方式在我国大城市中的数量少到几乎可以忽视不计的程度,近年来,它们已分别迈出了从无到有的第一步,表现_出强大的生命力。
城市的功能和社会活动的多样化是大城市的基本特征,由此决定了大城市的交通需求必然是多种多样的,人们可选择的出行方式也应该是多种多样的,并且所有的出行方式都可以在各自适用的范围内发挥出最大优势口[2]。我国的城市交通机动化正处于起步状态,自行车等非机动车仍是目前大部分城市中居民出行的主导方式。随着社会经济持续、快速增长与人民物质文化水平不断提高,建立多层次、立体型多元化的交通体系,是我国数量迅速增长的大城市的唯一发展方向。在此目标之下,科学规划的轨道交通理论上提供了最大限度满足可持续发展要求的可能性。
城市交通拥挤现状,决定了各级政府部门在宏观决策过程中,理当重点考虑规划在环境系统、资源系统、社会系统等多方面具有可持续发展优势的城市轨道交通公共交通系统[3],这方面国内刊物近来论著颇多,本文不欲在此重复赘述。以下谨从技术与经济的角度,探讨进一步解决轨道交通建设面临的一些具体问题,加速走向它的现实可行性。
2轨道交通需重视与城市公交系统的和谐
一般而言,轨道交通规划工作的核心内容是要充分实现路线选址与转乘配套两者的最优化,与现有的公交系统在各个环节上达到最大限度的互相补充协调运作。
首先,城市轨道交通是一项涉及面广泛复杂、需要许多专业协调配合的大型系统工程,必须与城市建设发展中长期规划密切结合起来进行。作为城市规划的有机构成部分,轨道交通的规划与整个城市交通的线网规划实为一体。为了避免客流稀少,线路走向应尽可能合理,否则,小客流低运量必然导致轨道交通无法发挥预期的骨干作用。总之,结合城市的总体客运需求合理规划布局,是保证城市轨道交通主导地位的必要条件。当然,这种合理布局要充分考虑不同城市的用地空间总体规划。北京地铁线明显采用了沿城市道路走向布局的方式,轨道交通网络形态与市区道路棋盘式格局高度一致,恰恰体现了保护北京古城的特殊要求。这方面类似的例子,还有南京地铁1号线采用高架方式从中华门附近跨越古城,也充分考虑了地下车站与周围环境、高架线路与地面景观的协调需要。
其次,在以轨道交通为主导编制城市公交综合规划时,要十分注意加强交通换乘枢纽的建设,将轨道交通与现有的常规公交体系统一安排、有序调整,保证轻轨、地铁等轨道交通与城市公共汽车、出租车、轮渡等多种交通工具的方便转接,以及与机场、火车站、港口等其他运输场所的顺利衔接。前文所举的欧洲发达国家的大城市,面对小汽车交通的冲击,纷纷寻求一种新的交通发展模式,在通向郊区的沿线地铁站大量修建小汽车停车场,引导小汽车乘客换乘后进入中心城区,使轨道交通的大运量优势得以发挥。国内方面新近建成的上海火车南站,则成功地将铁路与两条城市轨道交通与几十路近、远郊公交汽车线的零距离换乘需要融入规划设计中,成为一个值得学习借鉴的样本。
最后,我们不能不充分注意轨道交通与整合改善城市常规公交之间的互动关系。世界上绝大多数国家的轨道交通都是在既有城市公交体系形成后逐渐发展起来的。在未来相当长一段时间内,公共汽车/电车仍将是人们出行使用较广泛的交通工具之一。根据我国许多城市目前的经济发展水平与人口规模及交通总量需求,常规公交的整体地位短期内变化不大。但是,常规公交系统效率低下的现状应该在逐步发展轨道交通的过程中加以综合整治与改善。除了科学制订线网布局,修建港湾式停靠站台,合理编制车辆运行图,建设服务查询显示信息系统等具体措施外,从规划立法角度保障公交的道路优先使用权的思路也有待于细化落实。
近来,在轨道与公套发展背景如何建设大容量快速公交系统(BRT)引起了专业规划人员的高度关注。BRT是一种利用现代化大容量专用车辆、在专用道路空间快速行驶的一种公交方式。它具有接近轨道交通的运力与快捷,建造和运营成本又相对低廉,而且很大程度上可以利用改造提升现有的城市公交道路系统,在某些人口规模不是很大的城市中甚至可以考虑作为轨道交通的替代方式。
2003年国务院81号文件出台后,国内许多城市马上把发展BRT项目推到了缓解城市交通拥堵的前台。北京市新近编制的中心城区公共汽/电车厂线网规划中包含了18条BRT线路,总长约300多km,在强调机动性与可达性高度协调的前提下,首次将BRT作为一个功能层次融人公交线网整体结构中。此外,昆明市在园艺世博会期间开通的国内首条位于道路中央的公交专用道,即将升级为规范的现代BRT系统。杭州根据城市发展模式与空间功能布局制订的中远期公交规划,也确立以轨道与BRT为骨干,东西走向穿城而过的首条28kmBRT今年已基本开通。3轨道交通应解决低成本建造运营问题
作为城市中最大的基础建设项目之一的城市轨道交通投资巨大,京、沪、穗前几年修建地铁的综合造价平均每千米超过了6亿元人民币。显然,大多数国内城市的经济能力很难承受起如此高昂的成本。因此,不解决轨道交通的造价问题,城市轨道交通难以实现。综合考虑轨道交通的建造与运营费用,笔者以为解决成本问题拟应围绕以下三个方面认真思考。
3.1轨道交通的用地空间应体现预留渐进原则
一般轨道交通建设成本中,包括拆迁费用在内的占用土地成本是其中不可忽视的一个组成部分,并不因为某些国家无偿划拨方式而改变它的社会成本性质。为了降低这方面的成本,许多城市在已经完成的公交总体规划中,都为轨道交通的线路场站建设预留了用地空间。然而,线路建设的具体时机取决于城市发展的不同进程,某些线路的客流形成需要一个长期渐进的过程。
因此,如何既能适应逐渐增长的客流需要,又能合理有效地利用预留土地空间,是低成本发展轨道交通中必须慎重规划考虑的现实问题。在巴西的大多数城市里,市政当局大都在轨道交通近期没有开发的走廊上发展前文介绍的快速公交,将BRT专用道建在道路中央,初衷就是为了降低轨道交通项目的初期投资与运营费用[4]。实际上,北京2005年全线通车的第一条BRT线路,正是敷设在预留的M8轨交走廊上,完全满足了近期单向8000人次/h的客流需求。
经济合理地使用土地空间,不仅需要作为城市规划中发展轨道交通的指导原则加以确立,更应当具体落实在轨道交通系统工程的每一个子项目的设计图纸上。根据《上海市城市总体规划1999—2020》,到2020年将建成800km左右轨道交通线,如果全都继续采取目前的集中供电模式,届时仅该项子系统就需建造50多座主变电所。
暂且不论一座主变电所动辙上亿元的巨额投资,仅建造变电所及电缆通道所需占用消耗的土地资源就将十分惊人。有鉴于此,最近上海相关部门已组织专家进行优化方案论证,将2020年前全网18条线路原先计划建造的51座主变电所减少为39座,更可节约投资10亿元人民币以上。
3.2轨道交通的建造模式要体现经济合理原则
世界城市轨道交通近百年的历史展现了丰富多彩的发展模式,为我们提供了地铁轻轨、导轨、有轨电车、郊区铁路、磁悬浮等多种选择模式,线型电机牵引系统则被公认为最有发展前途的一种在我国百万以上人口的城市中,因地制宜地利用现有条件低成本发展轨道交通,已有了一些成功的经验。上海的明珠轻轨一期有3/4长度是改造利用原先的铁路内环线,这对武汉等其他一些存在废弃或利用率很低的铁路既有线路城市,不啻是一种有益的启发与示范。另外,东北沈阳、长春、哈尔滨等城市,还存有部分有轨电车线路[5],在此基础上统一规划发展现代轨道交通,应该也能够达到节省一部分费用成本的目的。
其实,国内城市轨道交通建设成本居高不下的原因之一,还在于脱离国情片面追求豪华档次。表现在规划设计上就是大量采用类似于公共汽车系统的高线网密度、小站间距、低负荷强度。需知,轨道交通本质上属于快速大量运送中长距离乘客的交通工具,依靠其他交通工具为它输送客源,达到大运量高负荷。由于低线网密度、大站间距模式能够明显提高运行速度、缩短旅行时间,所以不但可以降低工程造价,而且还可以降低运行成本。正因为如此,将BRT系统规划为轨道交通线路两端的延伸段,或选择“轨交+BRT”的混合网络模式,都有助于达到适当降低轨道线网敷设密度的低成本目标。
另外,国内轨道交通运营成本高的部分原因,还与计划经济遗留下的传统思维方式与条块分割的管理模式密切相关。直到今天,许多城市在申请轨道交通立项时,每条线路都规划有独立使用的车辆段、控制中心、主要变电站,这套小而全的空间与管理体系必然造成资源的极大浪费。在轨道交通十分发达的日本,高速交通营团运营管辖着8条线路总长183.2km,但是所属16个车站统共只设置了1座综合控制中心。反观国内,即使在资源共享程度较高的上海地铁系统,已建和待建的控制中心仍有8座,另加1座轨道交通运营协调及应急中心。
3.3轨道交通的管理配套要体现因地制宜原则
如前所述,城市轨道交通的规划不应盲目追求高标准,该建地面、高架的绝不钻入地下、该建轻轨的绝不建地铁,因为后者的造价往往是前者的3倍以上。此外,对地铁建设成本影响甚大的土建工程中,其地下车站底板的埋置深度与车站建筑高度是决定造价大小的两个关键因素。因此,合理设计基坑深度与车站建筑高度对降低总成本的意义,无论如何也不应低估。
如果说轨交模式、建造标准的选择较多地影响到土建工程造价部分,轨道工。程总造价的另外一半(45%~50%)则取决于技术装备等硬件的建设、购置、安装费用。以地铁车辆为例,目前国产价格仅为进口产品的1/2~1/4。因此,降低成本费用的关键之一,是提高构成技术装备主要部分的车辆、牵引、供电、信号的国产化水平。这方面,较晚竣工投入使用的南京地铁为我们提供了很有说服力的例证。据有关杂志介绍,该项目通过车辆项目的合同谈判与国产化方案的慎密调整,大大减少了进口部件和材料,降低了进口设备的国际运输成本,在成功实现70国产化率的情况下,车辆项目合同价从最初的每辆约135万美元降低到116.5万美元,与设计概算相比节约投资4000多万人民币。
当然,轨道交通总体上属于公共产品领域,单纯的票务收入远远不足以偿付开通后的日常性运营支出,中长期的财务收支平衡对世界各国都是一个需要艰难应对的挑战。笔者了解到的香港地铁总收入中,票务收入约占60,其余409,6中广告与物业管理各占一半[6],这一香港较为成功的地铁和物业综合发展经营模式,今年初已通过成立合营公司引入北京地铁4号线的管理,各方都期待着它能为国内轨道交通建设运营展示一种令人鼓舞的前景。
8月3日至7日券商集中推荐的股票前四名为:苏交科、万科A、美的集团、卫士通,这四家公司均为绩优股或概念股,投资者可给予适当关注。由于目前市场热点处于随机无序状态,建议投资者短期还是控制仓位,不宜在这个时候急躁冒进,等待市场量能有效放大之后再选择大量进场。
券商荐股
苏交科(300284.SZ)
有9家券商看好公司,公司主营交通工程咨询与工程承包业务,主要提供交通项目前期咨询及科研,道路、桥梁、铁路与轨道交通、岩土与隧道工程、水运工程与市政工程的勘察、设计、咨询、试验检测、监理、相关技术服务,工程总承包及其他承包业务等服务,为交通工程提供综合解决方案。2015年上半年,公司实现营业收入87375.22万元,同比增长33.33%。在国家推行“一带一路”、京津冀一体化、长江经济带等重大发展战略的背景下,公司于2014年以来相继收购了厦门市政院、淮交院、中铁瑞威、英诺伟霆等设计院(公司)。
万科A(000002.SZ)
有9家券商看好公司,公司为专业化房地产公司,主要产品为商品住宅。公司公告2015年7月销售数据,7月实现销售金额238.5亿元,销售面积181.5万平方米;1-7月累计实现销售金额1338.1亿元,销售面积1084.1万平方米。在上半年销售破千亿的同时,单月的销售业绩同样靓丽。6月份252亿元的销售额是公司2014年1月以来的最好水平,从销售均价来看,万科6月份的单月销售均价达到 12885元/平方米,与2014年同期相比上涨达到12.66%,并创下年内新高。预计下半年市场成交仍将受益于行业政策环境友好,万科下半年销售也将保持领先。
美的集团(000333.SZ)
有6家券商看好公司,公司以家电产业为主,涉足电机、物流等领域,旗下分为四大业务板块,分别为大家电、小家电、电机及物流。8月5日晚,公司公告称,公司与安川电机(中国)有限公司合作成立两家机器人合资公司,布局机器人产业。公司高层表示,家电业务仍然是美的集团最核心、最根本的业务,机器人战略是美的“双智”战略(智慧家居+智能制造)的延伸和拓展,是美的积极开辟第二跑道的重要举措,未来美的将努力从传统家电企业向拥有互联网思维的智能硬件公司转型。
关键词:可持续发展;城市规划;轨道交通;建造运营成本
作为文明历史发展中的崭新时代,城市的诞生宣告了人类生存方式的彻底变革,也由此开创了城市建设与规划的初始形态。今天,伴随全球化的大潮,中国正经历着前所未有人口迁移与国土城市化过程,充满中国特色的城市规划实践,越来越体现出面向未来可持续发展的先进理念。交通是现代城市规划中一个不可或缺的方面,对于中国这样一个各方面处于跳跃式发展的人口大国,科学地制定切合实际又具有前瞻性的城市交通规划,意义尤其重大深远。
本文以当前城市化加速背景下城市交通规划面临的重大选择作为切入点,对如何解决轨道交通与现存城市公交系统的协调发展,特别是如何经济、优化地建造与运营城市轨道交通,提出自己的看法与建议。
1轨道交通是我国城市交通规划的重大选择
城市交通规划面临的一切问题起源于三个基本因素:人口剧增、城市化加谜与出行方式机动化。为此,规划者们必须在各种可能的决策方向之问慎重取舍。国外专业杂志《世界城市化展望》2004年载文指出,全世界人口从1950的25亿左右增长到2000年60多亿,只用了半个世纪的时间,预计再过30年将达到80亿以上。作为世界最大的发展中国家,中国改革开放二十多年来的社会经济发展带动了1亿3千万农村人口流入城市,一般城市居民的交通出行方式也在过去二十多年里发生了根本性的变化。城市出行方式机动化日益加速,造成了今日中国主要大中城市里司空见惯的“出门难行路难”问题。专业人士称之为严重的城市道路交通拥挤。
一般而言,城市交通方式大致可分为步行、自行车、摩托助动车、小汽车与公共交通国内外的城市交通基本上都经历过从步行、自行车到摩托、小汽车大体相同的发展过程。但是,当人类普遍进入小汽车时代后,美国和欧洲选择了不同的交通方式和城市形态。美国以小汽车为主要交通工具,城市多数呈现分散、蔓延的形态。欧洲大陆则十分重视公交、特别是轨道交通,大城市通过轨道交通将市中心、近郊生活就业区与远郊卫星城镇连结起来,形成多中心的城市形态[1]。轨道交通系统的诞生,使城市的发展从中心聚集型向离心分散型转变成为可能,也因此造就了城市中心的“职住分离”现象。应该承认,私人小汽车和轨道交通是目前发达国家城市中具有代表性的两种交通方式,分别突出地体现着更优的生活质量与更高的运输效率。改革开放前,这两种交通方式在我国大城市中的数量少到几乎可以忽视不计的程度,近年来,它们已分别迈出了从无到有的第一步,表现_出强大的生命力。
城市的功能和社会活动的多样化是大城市的基本特征,由此决定了大城市的交通需求必然是多种多样的,人们可选择的出行方式也应该是多种多样的,并且所有的出行方式都可以在各自适用的范围内发挥出最大优势口[2]。我国的城市交通机动化正处于起步状态,自行车等非机动车仍是目前大部分城市中居民出行的主导方式。随着社会经济持续、快速增长与人民物质文化水平不断提高,建立多层次、立体型多元化的交通体系,是我国数量迅速增长的大城市的唯一发展方向。在此目标之下,科学规划的轨道交通理论上提供了最大限度满足可持续发展要求的可能性。
城市交通拥挤现状,决定了各级政府部门在宏观决策过程中,理当重点考虑规划在环境系统、资源系统、社会系统等多方面具有可持续发展优势的城市轨道交通公共交通系统[3],这方面国内刊物近来论著颇多,本文不欲在此重复赘述。以下谨从技术与经济的角度,探讨进一步解决轨道交通建设面临的一些具体问题,加速走向它的现实可行性。
2轨道交通需重视与城市公交系统的和谐
一般而言,轨道交通规划工作的核心内容是要充分实现路线选址与转乘配套两者的最优化,与现有的公交系统在各个环节上达到最大限度的互相补充协调运作。
首先,城市轨道交通是一项涉及面广泛复杂、需要许多专业协调配合的大型系统工程,必须与城市建设发展中长期规划密切结合起来进行。作为城市规划的有机构成部分,轨道交通的规划与整个城市交通的线网规划实为一体。为了避免客流稀少,线路走向应尽可能合理,否则,小客流低运量必然导致轨道交通无法发挥预期的骨干作用。总之,结合城市的总体客运需求合理规划布局,是保证城市轨道交通主导地位的必要条件。当然,这种合理布局要充分考虑不同城市的用地空间总体规划。北京地铁线明显采用了沿城市道路走向布局的方式,轨道交通网络形态与市区道路棋盘式格局高度一致,恰恰体现了保护北京古城的特殊要求。这方面类似的例子,还有南京地铁1号线采用高架方式从中华门附近跨越古城,也充分考虑了地下车站与周围环境、高架线路与地面景观的协调需要。
其次,在以轨道交通为主导编制城市公交综合规划时,要十分注意加强交通换乘枢纽的建设,将轨道交通与现有的常规公交体系统一安排、有序调整,保证轻轨、地铁等轨道交通与城市公共汽车、出租车、轮渡等多种交通工具的方便转接,以及与机场、火车站、港口等其他运输场所的顺利衔接。前文所举的欧洲发达国家的大城市,面对小汽车交通的冲击,纷纷寻求一种新的交通发展模式,在通向郊区的沿线地铁站大量修建小汽车停车场,引导小汽车乘客换乘后进入中心城区,使轨道交通的大运量优势得以发挥。国内方面新近建成的上海火车南站,则成功地将铁路与两条城市轨道交通与几十路近、远郊公交汽车线的零距离换乘需要融入规划设计中,成为一个值得学习借鉴的样本。
最后,我们不能不充分注意轨道交通与整合改善城市常规公交之间的互动关系。世界上绝大多数国家的轨道交通都是在既有城市公交体系形成后逐渐发展起来的。在未来相当长一段时间内,公共汽车/电车仍将是人们出行使用较广泛的交通工具之一。根据我国许多城市目前的经济发展水平与人口规模及交通总量需求,常规公交的整体地位短期内变化不大。但是,常规公交系统效率低下的现状应该在逐步发展轨道交通的过程中加以综合整治与改善。除了科学制订线网布局,修建港湾式停靠站台,合理编制车辆运行图,建设服务查询显示信息系统等具体措施外,从规划立法角度保障公交的道路优先使用权的思路也有待于细化落实。
近来,在轨道与公套发展背景如何建设大容量快速公交系统(BRT)引起了专业规划人员的高度关注。BRT是一种利用现代化大容量专用车辆、在专用道路空间快速行驶的一种公交方式。它具有接近轨道交通的运力与快捷,建造和运营成本又相对低廉,而且很大程度上可以利用改造提升现有的城市公交道路系统,在某些人口规模不是很大的城市中甚至可以考虑作为轨道交通的替代方式。
2003年国务院81号文件出台后,国内许多城市马上把发展BRT项目推到了缓解城市交通拥堵的前台。北京市新近编制的中心城区公共汽/电车厂线网规划中包含了18条BRT线路,总长约300多km,在强调机动性与可达性高度协调的前提下,首次将BRT作为一个功能层次融人公交线网整体结构中。此外,昆明市在园艺世博会期间开通的国内首条位于道路中央的公交专用道,即将升级为规范的现代BRT系统。杭州根据城市发展模式与空间功能布局制订的中远期公交规划,也确立以轨道与BRT为骨干,东西走向穿城而过的首条28kmBRT今年已基本开通。
3轨道交通应解决低成本建造运营问题
作为城市中最大的基础建设项目之一的城市轨道交通投资巨大,京、沪、穗前几年修建地铁的综合造价平均每千米超过了6亿元人民币。显然,大多数国内城市的经济能力很难承受起如此高昂的成本。因此,不解决轨道交通的造价问题,城市轨道交通难以实现。综合考虑轨道交通的建造与运营费用,笔者以为解决成本问题拟应围绕以下三个方面认真思考。
3.1轨道交通的用地空间应体现预留渐进原则
一般轨道交通建设成本中,包括拆迁费用在内的占用土地成本是其中不可忽视的一个组成部分,并不因为某些国家无偿划拨方式而改变它的社会成本性质。为了降低这方面的成本,许多城市在已经完成的公交总体规划中,都为轨道交通的线路场站建设预留了用地空间。然而,线路建设的具体时机取决于城市发展的不同进程,某些线路的客流形成需要一个长期渐进的过程。
因此,如何既能适应逐渐增长的客流需要,又能合理有效地利用预留土地空间,是低成本发展轨道交通中必须慎重规划考虑的现实问题。在巴西的大多数城市里,市政当局大都在轨道交通近期没有开发的走廊上发展前文介绍的快速公交,将BRT专用道建在道路中央,初衷就是为了降低轨道交通项目的初期投资与运营费用[4]。实际上,北京2005年全线通车的第一条BRT线路,正是敷设在预留的M8轨交走廊上,完全满足了近期单向8000人次/h的客流需求。
经济合理地使用土地空间,不仅需要作为城市规划中发展轨道交通的指导原则加以确立,更应当具体落实在轨道交通系统工程的每一个子项目的设计图纸上。根据《上海市城市总体规划1999—2020》,到2020年将建成800km左右轨道交通线,如果全都继续采取目前的集中供电模式,届时仅该项子系统就需建造50多座主变电所。
暂且不论一座主变电所动辙上亿元的巨额投资,仅建造变电所及电缆通道所需占用消耗的土地资源就将十分惊人。有鉴于此,最近上海相关部门已组织专家进行优化方案论证,将2020年前全网18条线路原先计划建造的51座主变电所减少为39座,更可节约投资10亿元人民币以上。
3.2轨道交通的建造模式要体现经济合理原则
世界城市轨道交通近百年的历史展现了丰富多彩的发展模式,为我们提供了地铁轻轨、导轨、有轨电车、郊区铁路、磁悬浮等多种选择模式,线型电机牵引系统则被公认为最有发展前途的一种在我国百万以上人口的城市中,因地制宜地利用现有条件低成本发展轨道交通,已有了一些成功的经验。上海的明珠轻轨一期有3/4长度是改造利用原先的铁路内环线,这对武汉等其他一些存在废弃或利用率很低的铁路既有线路城市,不啻是一种有益的启发与示范。另外,东北沈阳、长春、哈尔滨等城市,还存有部分有轨电车线路[5],在此基础上统一规划发展现代轨道交通,应该也能够达到节省一部分费用成本的目的。
其实,国内城市轨道交通建设成本居高不下的原因之一,还在于脱离国情片面追求豪华档次。表现在规划设计上就是大量采用类似于公共汽车系统的高线网密度、小站间距、低负荷强度。需知,轨道交通本质上属于快速大量运送中长距离乘客的交通工具,依靠其他交通工具为它输送客源,达到大运量高负荷。由于低线网密度、大站间距模式能够明显提高运行速度、缩短旅行时间,所以不但可以降低工程造价,而且还可以降低运行成本。正因为如此,将BRT系统规划为轨道交通线路两端的延伸段,或选择“轨交+BRT”的混合网络模式,都有助于达到适当降低轨道线网敷设密度的低成本目标。
另外,国内轨道交通运营成本高的部分原因,还与计划经济遗留下的传统思维方式与条块分割的管理模式密切相关。直到今天,许多城市在申请轨道交通立项时,每条线路都规划有独立使用的车辆段、控制中心、主要变电站,这套小而全的空间与管理体系必然造成资源的极大浪费。在轨道交通十分发达的日本,高速交通营团运营管辖着8条线路总长183.2km,但是所属16个车站统共只设置了1座综合控制中心。反观国内,即使在资源共享程度较高的上海地铁系统,已建和待建的控制中心仍有8座,另加1座轨道交通运营协调及应急中心。
3.3轨道交通的管理配套要体现因地制宜原则
如前所述,城市轨道交通的规划不应盲目追求高标准,该建地面、高架的绝不钻入地下、该建轻轨的绝不建地铁,因为后者的造价往往是前者的3倍以上。此外,对地铁建设成本影响甚大的土建工程中,其地下车站底板的埋置深度与车站建筑高度是决定造价大小的两个关键因素。因此,合理设计基坑深度与车站建筑高度对降低总成本的意义,无论如何也不应低估。
如果说轨交模式、建造标准的选择较多地影响到土建工程造价部分,轨道工。程总造价的另外一半(45%~50%)则取决于技术装备等硬件的建设、购置、安装费用。以地铁车辆为例,目前国产价格仅为进口产品的1/2~1/4。因此,降低成本费用的关键之一,是提高构成技术装备主要部分的车辆、牵引、供电、信号的国产化水平。这方面,较晚竣工投入使用的南京地铁为我们提供了很有说服力的例证。据有关杂志介绍,该项目通过车辆项目的合同谈判与国产化方案的慎密调整,大大减少了进口部件和材料,降低了进口设备的国际运输成本,在成功实现70国产化率的情况下,车辆项目合同价从最初的每辆约135万美元降低到116.5万美元,与设计概算相比节约投资4000多万人民币。
当然,轨道交通总体上属于公共产品领域,单纯的票务收入远远不足以偿付开通后的日常性运营支出,中长期的财务收支平衡对世界各国都是一个需要艰难应对的挑战。笔者了解到的香港地铁总收入中,票务收入约占60,其余409,6中广告与物业管理各占一半[6],这一香港较为成功的地铁和物业综合发展经营模式,今年初已通过成立合营公司引入北京地铁4号线的管理,各方都期待着它能为国内轨道交通建设运营展示一种令人鼓舞的前景。
参考文献
1邹胜勇.面向可持续发展的城市总体交通结构优化[J].交通运输系统工程与信息,2006,6(2):108.
2DavidBAYLISS.世界范围的城市交通可达性现状(英文)[J].TRI杂志(交通版),2006(2):17—18.
3樊颖玮.城市交通可持续发展问题的思考[J].交通与运输,2006(2):67.
4全永棠,孙壮志.关于BRT与轨道交通的理性思考[J].交通运输系统工程与信息,2006,6(2):117.
关键词:旅客地道线路加固施工技术受力验算
1 工程概况
本工程为黎湛线河湛段增建第二线HZ1标段遂溪站K290+3001-6.0×2.6m旅客地道。地道由主洞身、扩建端墙、出入口等部分组成。地道轨下洞身孔径为6.05×2.65m钢筋砼箱形框架,通往基本站台的出入口段为4.0×2.75m单向尽头式箱形框架与宽度为4.0m的U形槽结构,通往Ⅱ站台的出入口段为3.0×2.75m单向尽头式箱形框架与宽度为3.0m的U形槽结构,与主地道的衔接部分墙体作成钢筋砼异形框架。地道轨下洞身穿越遂溪站正线及站线共计5股道。地道平面布置及断面见图1。
图1地道平面布置及涵身断面图
2 施工方案的比选
地道框架施工有两种方案可选择。第一种方案是在线路外侧设置工作坑,修筑滑板及后背墙,在工作坑将地道框架预制成型,然后采用顶进法施工,两端出入口采用现浇成型;第二种方案是将线路架空,所有框架均在原位现浇成型。经技术经济比较,第二种施工方案有如下优势:①因是原位现浇,不需额外征用工作坑的用地,避免了征地拆迁的费用及诸多事宜;②不用顶进设备,减少了设备投入;③施工简便,框架质量及线型容易控制;④经过经济效益比较,相对顶进法施工可减少成本13.8%。最后确定采用第二种方案进行。本文将就线路加固技术及受力验算进行介绍。
3 施工总体方案及施工方法
3.1 施工总体方案及施工顺序安排
轨下框架施工前进行线路加固,架空线路后进行框架的明挖现浇施工。
线路加固采用纵横抬梁法,Ⅰ、Ⅱ线线路加固结构设计见图2、图3。主跨跨度为12m,主跨两端各设置1个副跨,副跨跨度为8.5m。主跨纵梁两端支墩采用φ1.5m挖孔桩。副跨外端支墩采用枕木垛。主跨及副跨纵梁均采用4I56b工字钢。吊轨采用P50轨,1-2扣组合加固,吊轨与木枕采用N1Ф22U形螺栓和扣板连接以增强其整体性。横梁采用P50轨2-3扣,间距0.9m。横梁与吊轨之间用N2Ф22U型螺栓和扣板连成整体。
图2线路加固平面及断面布置图
图3线路加固立面布置图
根据工程施工顺序安排,线路加固及地道施工分为三阶段进行:
第一阶段:为保证车站各站线的正常使用,不进行封闭站线施工,同时对6道、4道、Ⅱ道、I道、3道线路进行整体加固,线路加固作业完成后,开始施工基本站台异型框架、扩建端墙及地道主洞身轨下第①节(长6.21m)、第②节(长5.0m)、第③节(长5.0m)、第④节(长5.0m)、第⑤节(长6.21m),施工至第⑤节时封闭遂溪站Ⅱ站台左侧的5道,以确保放坡开挖时5道线路安全。
第二阶段:主地道洞身段施工完成后,继续保持3、6道线路加固,恢复I道、Ⅱ道、4道线路,继续封闭5道线路,施工地道基本站台及Ⅱ站台端部异型框架及扩建端墙。
第三阶段:两侧异型框架及扩建端墙施工完成后,继续保持3、6道线路加固,封闭5道线路,施工Ⅱ站台出入口段、基本站台出入口段及地道相关附属工程,待两侧出入口均完成后,恢复3道、6道线路,恢复5道线路的使用。
3.2线路加固施工方法
1)进行线路加固前先与玉林工务段(设备管理单位)签订施工安全协议,对加固地段正线(I、Ⅱ线)进行无缝线路应力放散,并提前申报慢行计划,将施工点扣轨部分的轨道线路细部找平,若两侧轨道标高有落差则将低侧轨道抬高,使两侧轨道在一个水平面上,抬道段两侧各按坡度顺接线路。或者利用适当高度的槽钢组焊接梁、硬木板垫放在工字钢纵梁与横抬梁搭接处调平两侧轨道高差,以减少抬道工作量。并于施工前对施工地段进行现场勘察,做好各种光电缆、地下管线的防护工作。
2)根据慢行计划,利用施工维修天窗将线路加固范围内的砼枕抽换成木枕,在抽换枕木的同时把木枕连接吊轨的Ф22U型螺栓一起安上(每枕8根)。
3)线路加固采用纵横抬梁法。主跨跨度为12m;主跨两端设置2个副跨,副跨跨度为8.5m。主跨纵梁两端支墩采用φ1.5m挖孔桩,挖孔桩共14个,桩长9m。副跨外端支墩采用枕木垛。人工挖孔桩施工前向南宁铁路局申请慢行点,先将孔桩位置的两侧线路道床进行支挡加固后再进行人工挖孔桩施工。
4)铺设纵梁:线路加固主跨纵梁采用4I56b工字钢支撑在挖孔桩上(在Ⅱ线工字钢纵梁上加放6片[20槽钢焊梁以调平轨面落差,见图4),副跨也采用4I56b工字钢纵梁。铺设纵梁时,先铺设中间孔4I56b工字钢纵梁,再铺设两边孔4I56b工字钢纵梁,纵梁自身之间用N4Ф22U型螺栓和扣板连成整体。
图46片[20槽钢自身焊接大样图
5)铺设吊轨:吊轨采用P50轨,1-2扣组合加固,吊轨与木枕采用N1Ф22U形螺栓和扣板连接在一起,以增强其整体性。
6)铺设横梁:横梁采用P50轨2-3扣,间距0.9m,中间孔横梁、边孔横梁均用N8Ф25U型螺栓放于4I56b工字钢纵梁之上,横梁与吊轨之间用N2Ф22U型螺栓和扣板连成整体。
4 施工注意事项及安全保证措施
1)施工期间列车慢行以限速45km/h通过,并执行“机工联控”,设置减速信号牌、作业标、减速地点标等防护标志,安排驻站及防护人员做好安全防护工作。
2)由于线路为轨道电路,故在横梁与基本轨底间设10mm厚绝缘胶垫隔离,以防出现红光带影响线路行车安全。
3)加固线路每隔1m布置一根绝缘轨距拉杆以保证线路几何尺寸。每通过一趟列车,专职安全防护员均要对轨道的水平、方向进行检查,并作好检录。期间加强线路养护并时刻注意观察线路加固的变化情况。
4)作好安全应急预案,备足木枕、草袋、木桩、移动停车牌、响墩等应急物资。驻站联络员加强与现场施工负责人联系,确保线路行车安全。
5)恢复线路前股道全部满铺道碴,等道床基本稳定后先拆除横抬梁,再拆除吊轨,最后拆除纵梁。在拆除前按需备足道碴和上碴捣固工具。全部拆除后按《工务维修规则》要求全面整修线路达到标准后,方可恢复正常行车。
5 结构检算
本工程线路加固采用同样的方法及设计参数。但Ⅱ线在纵梁上加有槽钢焊梁,其跨度及承受的荷载为本工程最大值。故仅需对Ⅱ线线路加固进行受力验算即可,受力验算如下:
5.1 4I56b工字钢纵梁检算
I56b工字钢的惯性矩Ix=68512cm4;截面模量W=2446×10-6m3;容许应力[σ]=170MPa;容许挠度[f]=L/400;弹性模量E=210×109Pa。
因挖孔桩支墩净间距为10.5m,则将纵梁简化成跨度为10.5m受均布荷载作用的简支梁,见图5。
图5纵梁荷载图
1)活载
列车荷载按中-活载计算,并换算成均布荷载,按《铁路桥涵设计基本规范》查表L=10.5m时,q活=138.78kN/m。
2)附加力
附加力(仅计算制动力或牵引力),按列车活载的10%进行计算:
q附加=138.78×10%=13.88kN/m
3)恒载
①工字钢束梁自重:q1=115Kg/m×8=9.02kN/m
②[20槽钢焊梁自重:q2=25.772Kg/m×12=3.03kN/m
③既有线钢轨自重:q3=60Kg/m×2=1.18kN/m
④1-2扣钢轨自重:q4=50Kg/m×2×3=2.94kN/m
⑤枕木自重:q5=55Kg/根÷0.9m=0.6kN/m
⑥横抬梁自重:q6=50Kg/m×6.25m×5÷0.9m=17.0kN/m
⑦扣件自重:q7=0.5kN/m
q恒=∑q1~q7=34.27kN/m。
则单根工字钢承受均布荷载为:
q=(q活+q附加+q恒)/8=23.37kN/m
Mmax=ql2/8=23.37×10.52/8=322.07kN•m
②强度检算
σ=Mmax/W=322.07×103÷(2446×10-6)=131.7MPa<[σ]=170MPa
③挠度检算
fmax=5ql4/384EI=(5×23.37×103×10.54)/(384×210×109×68512×10-8)
=25.7mm<[f]=L/400=26.3mm
从计算结果可得纵梁强度、挠度均满足要求。
5.2 P50轨2-3扣横抬梁检算
横抬梁采用P50轨2-3扣横抬线路,P50轨的Ix=2037cm4;W=247cm3;E=210×109Pa;[σ]=170MPa;[f]=L/250。旧轨折减系数取0.9。
荷载取值:中-活载,按单个机车轴重220kN由单束横抬梁承受。附加力按列车活载10%计算,见图6。
图6横抬梁荷载图
1)横梁最大弯矩计算
Mmax=P×(1+10%)/2×a=220÷2×1.5=1.82×105N•m
2)强度检算
σmax=Mmax/W=1.82×105/(5×247×0.9×10-6)=164MPa<[σ]=170MPa
3)挠度检算
根据《建筑结构静力计算手册》查表得,
f=[P(1+10%)a(3L2-4a2)/2]/(24EI)
=[220×(1+10%)×1.5×103×(3×4.52-4×1.52)/2]/(24×210×109×5×2037×10-8)
=0.021m<[f]=L/250=0.018m
从计算结果可得横梁强度、挠度均满足要求。
5.3 挖孔桩验算
对承受上部荷载最大的Ⅱ线处孔桩进行受力验算,见图7。图中R1、R2分别为仅考虑受“中-活载”作用时,孔桩对主跨及副跨纵梁的反作用力。利用影响线图及查《铁路桥涵设计基本规范》表中的换算荷载,计算得R1=902.4kN。按受q=92kN/m均布荷载作用,跨度为8.5m的简支梁进行计算得R2=391kN。
图7 孔桩受“中-活载”作用示意图
此外,孔桩支墩还承受主跨及副跨各一半长度(12m+8.5m/2=10.25m)的恒载及活载附加力的作用。活载附加力按列车活载10%计算。则单个支墩承受的全部荷载为:
P桩=[(R1+R2)×(1+10%)+(P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7)×10.25]/2
=[1422.74+34.68×10.25]/2=889.1kN
φ1.5m孔桩桩身为C25钢筋砼,中心受压容许压应力[σ]=7.6MPa。
桩身截面积A=3.14×(1.5m/2)2=1.766m2
则桩顶压应力:σ=889.1/1.766=0.5MPa<[σ]=7.6MPa
查路桥施工计算手册得挖孔桩的容许承载力公式为:
[P]=U∑Liτi/2+λM0A{[σ0]+k2λ2(h-3)}
桩埋深h=3.8m,地质探测显示孔桩处于粉质粘土层上[σ0]=180kPa
M0取1.0(清底干净)、k2取2.5、λ取0.7、λ2取14.21kN/m3、τi取80则:
[P]=3.14×1.5×3.8×80/2+0.7×1.0×3.14×(1.5/2)2×{[180]+2.5×14.21(3.8-3)}=973.6kN>桩顶承受的压力824.4kN,满足要求。
6 结束语
进行地道工程施工时,因线路加固方案设计合理,在既不中断铁路行车也不影响铁路既有线行车安全的前提下,进行施工组织及科学管理,最终按业主要求安全、优质完成施工任务,并取了良好的技术经济效益。希望能对今后相类似工程的施工提供参考经验。
参 考 文 献
[1] 国振喜、张树义•建筑结构静力计算手册[M]•北京:机械工业出版社,2009,01。
[2] 铁道部•TB 10002.1―2005.铁路桥涵设计基本规范[S]•北京:中国铁道出版社,2005,06。
[3] 周水兴•路桥施工计算手册[M]•北京:人民交通出版社,2001,05。
【关键词】超前支护;大管棚;跟管钻进;指导
在隧道施工过程中,因区域围岩情况的变化,隧道在掘进过程中常会遇到围岩失稳、漏顶等工程问题。在出现险情后,多采用大管棚工法作为险情段超前支护的主要措施。传统管棚施工工法具有很多局限性,费时费工且费料。但如何行之有效的进行大管棚施工,已成为控制工程质量和进度的关键。本文针对中南部铁路通道工程干阳沟隧道险情段的险情处理措施,考虑到施工难度和工效问题,有针对性的选用了大管棚的“导向跟管钻进技术”进行长管棚施工,单向一次性打设管棚长度60m,在施工中得到了成功应用,取得了明显的施工效果。
1 工程、地质情况
干阳沟隧道是山西中南铁路通道工程(洪洞至日照)线路上以黄土围岩为主的一条双线长隧道,全长8463m,隧道最大埋深约200m,最小埋深为10m。属于中南部铁路通道工程高风险隧道,也是整个中南部铁路通道工程的控制性工程。
该隧道进口掌子面当施工到距离洞口505m时,由于遇到异常暴雨天气,在DK362+215~DK362+245范围洞顶发生了透顶事故。透顶区域山顶沉陷宽度25m,长度30m,深度2~3m。洞内土体涌到DK362+184.1二衬处,且二衬台车1/3被塌方土体掩埋,由于人员撤离及时,无人员伤亡。
干阳沟隧道塌方发生段地质构造为中低山丘陵区,地层以松散堆积层为主,主要包括第四系全新统冲洪积砂质黄土、黏质黄土、粉土、上第三系上第三系粉质黏土、粉土、粗圆砾土,第四系上更统砂质黄土、中更新统黏质黄土,上第三系粉质黏土、粉土、粗圆砾土,属贫水段,工程地质较差。施工单位联合设计单位对现场地质和塌方体进行了详细的勘察和论证后,认为塌方土体总体较松散,土质以黄土为主,无自稳能力,后续塌方段险情处理,应采用超长大管棚进行超前棚护的方案,管棚钻机采用“导向跟管钻进技术”打设60m超长管棚,一次性进入原状土体,从而保证后续施工的安全,防止险情处理时次生灾害的发生。
2 超长大管棚施工准备
根据大管棚施工方案使用YQ100E型潜孔钻机采用“潜孔锤冲击成孔送管法”先打设两环10m的大管棚,然后再打设长度为60m的超长大管棚。先打设的两环10m的大管棚,为后续超长管棚的打设创造工作空间。具体施工断面示意如图一所示:
本文主要来讨论60m超长大管棚的施工工艺, 10m长管棚的打设不再赘述。
3 超长管棚的导向跟管钻进原理及布设
导向跟管钻进是用管棚代替钻杆,其最前端加装自制导向钻头,钻进过程使用导向仪能准确测定钻头在前方的位置和方向,据此确定钻进轨迹。同设计轨迹相比较,利用能进行方向控制的楔型钻头改变钻进方位,从而按设计轨迹钻通孔道,来保证后续开挖隧道的平面位置和纵向坡度不受影响。管棚连接采用内丝扣进行接长,利用水平定向钻将管棚分节依次旋转顶进围岩中。当管棚在定位传感器指引下打至设计长度后,安装加工好的钢筋笼,再进行注浆、封闭等工序作业,这样也就完成了一根超长大管棚的施工。其他管棚施工就是间隔一定的距离进行打设,施工工艺相同。超长管棚之间间隔距离应根据地质土层注浆板结效果而定,在这里我们定为间距33cm。
4 超长管棚施工工艺和问题处理
4.1 施工工艺流程
施工准备工作平台搭建测量放线钻机就位及调试钻头的加工导向孔的打设钻进作业安装钢筋笼孔口封闭注浆
4.2 施工过程控制
4.2.1 施工准备
施工准备主要是施工作业人员和机械设备的配置和调试。根据需要,每台钻机需配备4-6名操作工人,钻机采用SE-HG-500型专用管棚钻机。该型钻机给进力15t,安装在可自由行走的轨道机架上,最大行程6m,轨道上行进可以保证钻机安装牢靠且移动方便,施工时不易偏斜;管棚专用导向仪采用SEX-200型管棚专用导向仪,并配套有线数据棒,精度可达0.3º,倾角分辨率可达0.1º;另外还需一台BW-250型注浆泵和两台GHJ180灰浆搅拌机,为管棚打设到位后进行注浆加固。
4.2.2 工作平台搭建
由于作业场地狭小和充分利用施工现场资源,我们利用两榀I25a工字弧形钢拱架作为导轨,拱架沿隧道纵向间距为4.5m,前拱架比后拱架高20cm,这样就可以较为方便调整钻机的上倾角。平台支撑要牢固,采用I20工字钢进行纵向的稳固连接。为了防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔角度、位置等,两榀I25a工字弧形钢拱架拱架处加垫5-10cm厚的方形木板,增大拱脚接触面积,增加稳固性,如图二示。
图二 工作平台搭建示意图
4.2.3 测量放线
按照设计位置对上台阶大管棚孔位进行测量放线,按照33cm间距进行布设,对每个孔号进行编号,作好孔位标记。
4.2.4 钻机就位及调试
安装管棚钻机可以采用3t倒链作为提升动力,采用焊接的方式把钻机和导向拱架焊接牢固。调整钻机高度,将钻具与孔位对中,使孔位、钻机立轴和钻杆在一条直线上,并用仪器量测固定这一条直线的角度即上倾角度(一般使用地质罗盘或使用悬吊式量角器)。
4.2.5 钻头加工及安装
采用Ф108mm管棚制作楔形钻头,中部安装有线数据探棒作为钻头。楔形钻头与钻杆方向角度为20º, 水眼直径为8mm。信号线上辐设5mm钢丝绳防止信号线被扯断。为了保证钻进效果,可以将楔形钻头的导向板前段切割成锯齿状,导向钻头构造示意如图三所示:
图3 钻头构造示意图
4.2.6 导向孔的打设
按测量放线点标示的大管棚孔位,采用钻机自带潜孔冲击器打设4m导向孔。
4.2.7 钻孔作业
导向孔施工完毕后,即可安装钻头进行钻孔作业。需要打设的大管棚位于平曲线半径为2000m的圆曲线上,需要设置左偏移量为6mm/米。同时该段隧道纵向坡度为0.46%,施工开始时上倾角度按照2º进行控制,在钻孔中,如果发现管棚有下垂情况,即楔形钻头钻进角度发生偏下,可以把楔形钻头调到12点位置,即楔形钻头斜面朝下,直接顶进,此时由于楔形钻头底板斜面面积大,受到一个向上的托力,楔形钻头轨迹就会朝上运移。同理,在6点位置时纠偏可以使钻头钻进轨迹朝下,9点、3点时分别为左、右纠偏方向。如果角度合适,钻机匀速旋转钻进,钻头的钻进轨迹是平直的。当棚管打进至设计深度后,回拖撤回定位有线数据探棒。终孔位置大约抬高能够抬高0.3-0.5米,可以满足施工需求。
管棚施工中,用管棚代替钻杆,其最前端为导向钻头,后续管棚之间采用加工好的丝扣进行连接,利用水平定向钻机将棚管依次打人围岩中。同时使用注浆泵由管棚内注入泥浆,在钻头部位携钻屑沿管棚外壁流出,同时泥浆还能起到护壁作用。管棚连接后用电焊机焊接牢靠,防止因钻具扭矩过大产生滑丝而脱扣现象。如此循环钻钻至设计深度即可。钻孔速度要保持匀速,特别是钻头遇到异物时,应控制钻进速度,避免发生卡钻现象。
4.2.8 安装钢筋笼
钢筋笼由4根φ22钢筋对称焊接组成,中间采用φ42mm*10cm导管按照100cm进行固定,外附间距为1m的φ10圆钢箍筋。焊接应平顺,牢固,防止脱焊等现象的发生。
管棚钻进到位后,使用钻机顶进加工好的钢筋笼。钢筋笼的顶部要做成尖状,以满足钢筋送进时起到导向作用。前一节钢筋笼与后节钢筋笼之间采用焊接连接,焊接应牢固。送钢筋笼过程中切不可蛮送,如遇异物无法顶进时应把钢筋笼来回活动一下,无阻碍时方可继续送入。由于管棚管道在施工时往往经过孔位调整,管道是曲线状态,施工早期造成钢筋笼无法顺利进入的现象时有发生,我们就及时调整了钢筋笼中间固定环的直径为φ22钢筋,后期施工钢筋笼送入比较顺利。
4.2.9 孔口密封
用带注浆管的钢板与管棚端头焊接牢固,注浆连接管可采用阀接式,必须焊接牢固严密,以防注浆压力较大时崩脱和漏浆。将管棚与钻孔环形空隙间用砂浆封堵密实,封堵环形空隙前必须用高压风将孔口部位混凝土墙面上的泥土及浮尘清理干净。
4.2.10 注浆
管棚全部打设完毕后,即可开始对管棚进行注浆作业。为了确保注浆质量,首先向孔内压注水灰比为l:1的水泥浆液,注浆压力控制在0.2~0.6MPa,注浆量控制在1.5~2.0倍理论裸孔容积,当压力达到0.6MPa并稳定后停止注浆。然后关闭注浆阀,同时封堵出浆管。
5 后续施工效果
管棚施工完成后,根据打设角度计算,管棚角度及打设方向均得到有效控制,为后续施工为了检查管棚支护技术的施工效果,保证开挖施工安全,在管棚和注浆孔施工结束后,必须施工检查孔,对施工效果进行检查。在后续开挖施工过程中地表沉降较小,拱顶沉降较小,都在允许范围之内。
6 导向跟管钻进技术的优点
通过上述施工过程控制,我们再同传统大管棚施工方法相比,导向跟管钻进方法优点总结如下:
6.1 在隧道内打设管棚无需预设管棚导向墙,能按特殊要求的轨迹钻进;
6.2 能有效控制棚管打设方向,精度高,外插角可预设;
6.3 将管棚作钻杆直接打入,不扩大孔位,工效高;
6.4 管棚施作距离长,一次性施作可超过50m;
6.5 孔底注浆,孔口返浆,必要时封口注浆,可扩大管外土体注浆面积;
6.6 在工作空间过小情况下可以施工,不需要使用大型机械配合顶管作业。
7 结束语
干阳沟隧道施工过程中通过应用“导向跟管钻进技术”进行长管棚的施工,最大程度的满足了现场的施工需要,减少了工序,节约了工期,取得了的成功。通过实践证明,在特殊施工条件下使用“导向跟管钻进技术”进行长管棚施工,实现对管棚钻进方向的可控性,施工精度较高,减少了隐患的发生,其工程造价明显低于传统管棚施工造价,满足预期设计要求,施工后地表沉降较小,拱顶沉降较小。管棚排列整齐,可以更好的满足土体受力,能够更好的满足工程需要。通过对该施工工艺的介绍,希望对类似工程的施工有一定的参考和指导价值。
参考文献
[1]中华人民共和国铁道部,TB10204- 2002 铁路隧道施工规范,中国铁道出版社,2002.
[2]史越倩;张成喜;姜楠楠;;水平定向钻穿越工程技术探讨[A];中国土木工程学会城市燃气分会输配专业委员会2007年会论文集[C];2007年.
作者简介:
张奉,男,1979.08,本科,长沙理工大学,土木工程专业。