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關(guān)鍵詞:錨噴支護(hù);隧道工程;加固;應(yīng)用。
錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展歷史比較悠久,最早可以追溯到上個(gè)世紀(jì)六十年代,首先應(yīng)用于我國(guó)的鐵路工程中,那么,由于近些年來(lái)我國(guó)的高速公路的修建以及各項(xiàng)鐵路工程的上馬,各種各樣的隧道工程也就隨之而來(lái),使得這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用更加的廣泛和深入,這項(xiàng)技術(shù)也有了很大的發(fā)展,應(yīng)用的范圍也越來(lái)越廣。我們也有理由相信和預(yù)測(cè),在未來(lái)的隧道修建過(guò)程中,此項(xiàng)技術(shù)必定會(huì)發(fā)揮更大的作用,為我國(guó)的建筑事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。而我們要做的就是更好的去研究它,改進(jìn)它,讓這項(xiàng)技術(shù)能夠更好的服務(wù)于我國(guó)的建設(shè)事業(yè)。
一、 錨噴支護(hù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
錨桿支護(hù)技術(shù)已經(jīng)在各項(xiàng)工程中都得到了很好的檢驗(yàn),那么根據(jù)各項(xiàng)工程的實(shí)踐表明,這項(xiàng)技術(shù)和我們以前用的支護(hù)方法相比較而言,無(wú)論是在成本投入方面,還是在技術(shù)的先進(jìn)性方面都具有了許多傳統(tǒng)方法所無(wú)法超越的優(yōu)點(diǎn),主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(一)這項(xiàng)技術(shù)和之前傳統(tǒng)的常見的模注混凝土襯砌的方法相比較來(lái)說(shuō),錨桿支護(hù)技術(shù)的襯砌厚度只是模注混凝土襯砌方法的三分之二左右,同時(shí),它的開挖量也可以相對(duì)的減少十分之一左右,因此這種方法的使用就節(jié)約大量的工程材料,從而在成本的控制方面上很有成效。
(二)錨桿支護(hù)技術(shù)在應(yīng)用于軟弱的圍巖內(nèi)修建隧道的時(shí)候,不管是在其初期支護(hù)還是在其永久支護(hù)的修建過(guò)程中,這項(xiàng)技術(shù)既適合于采用全斷面開挖的方法,也同樣可以采用半斷面的開挖方法。
(三)很多的工程實(shí)踐都已經(jīng)證明了,這項(xiàng)技術(shù)的施工速度要比傳統(tǒng)的方法快很多,從而可以有效的減少了施工的時(shí)間,在工程的總的進(jìn)度控制方面更加有效。
(四)這項(xiàng)技術(shù)還有一個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn),也是其他技術(shù)所不可比擬的,就是它在施工的過(guò)程中可以真正的做到安全可靠。近些年來(lái),我國(guó)的各項(xiàng)隧道工程都有應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù),那么在應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中,每一次都可以證明它是十分安全可靠的。在之前做的一項(xiàng)調(diào)查當(dāng)中,根據(jù)我們對(duì)35座總長(zhǎng)達(dá)43公里的隧道所作的調(diào)查,證明這其中現(xiàn)在還保持完好狀態(tài)的路段達(dá)到了百分之九十以上。
由此可以看出,錨噴支護(hù)技術(shù)對(duì)于現(xiàn)在我國(guó)的橋梁或者是公路鐵路的隧道工程來(lái)說(shuō),不管從經(jīng)濟(jì)成本上來(lái)看,還是從技術(shù)條件上來(lái)講都是具有非常重要的意義的。
二、 錨噴支護(hù)技術(shù)推廣的重要性
中國(guó)的現(xiàn)代化發(fā)展速度越來(lái)越快,各種橋梁、公路的隧道修建工程也越來(lái)越多,尤其是進(jìn)入到二十一世紀(jì)以后,錨噴支護(hù)技術(shù)逐漸的在各項(xiàng)隧道工程中都得到了比較廣泛的使用,那么這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以用來(lái)加固局部的不太穩(wěn)定的圍巖,同時(shí)也可以用來(lái)有效的整治塌方,從而非常有效的增強(qiáng)了整個(gè)隧道工程的安全性。而且在實(shí)際的施工過(guò)程中,管理者最為重視的還是整個(gè)施工期間的安全問(wèn)題,所以如何才能保證各項(xiàng)工程能夠達(dá)到安全的標(biāo)準(zhǔn)是必須要考慮的問(wèn)題,而錨桿支護(hù)技術(shù)在對(duì)于隧道的加固工程中就表現(xiàn)的很不錯(cuò)。因此,如何更加廣泛的在各種隧道建設(shè)中使用這項(xiàng)技術(shù)就顯得尤為重要。
三、 工程實(shí)例分析
(一) 工程描述
某隧道工程的建設(shè)地點(diǎn)位于湖南省懷化市,隧道的施工區(qū)域內(nèi)與多條省級(jí)的公路相連,交通十分便利。該隧道的設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度為410m,設(shè)計(jì)寬度為12m,設(shè)計(jì)高度為8.2m,隧道的斷面設(shè)計(jì)成半圓拱形。
(二) 工程區(qū)地質(zhì)條件
經(jīng)過(guò)當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)工程地質(zhì)測(cè)繪部門對(duì)于施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查,得知施工場(chǎng)地內(nèi)的主要地層第四系全新統(tǒng)的黏土層,基巖主要是由花崗巖組成的。其地層巖性的主要特點(diǎn)是:粉質(zhì)黏土和花崗巖,基巖主要成分是泥巖和沙巖的互層結(jié)構(gòu)。那么,各層巖石的基本特征大概是這樣的:砂巖主要是以灰白色以及紫紅色的為主,其主要成分是長(zhǎng)石、石英、云母以及少量的其他暗色礦物質(zhì)組成,同時(shí)在其局部還含有少量的灰綠色的泥質(zhì)的結(jié)核體。泥巖的顏色主要是紫紅色的,主要由很多的粘土礦物組成。在此地區(qū)為發(fā)現(xiàn)比較發(fā)育的斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造帶以及其他的不良地質(zhì)作用,該地區(qū)的地質(zhì)現(xiàn)狀比較穩(wěn)定,較為適宜修建隧道工程。
(三) 技術(shù)的應(yīng)用
1、 在施工的過(guò)程當(dāng)中,其超前的錨桿外插角大約為一百五十度左右,而縱向的相鄰的兩排錨桿的水平搭接的長(zhǎng)度也不應(yīng)該小于一米;同時(shí),其超前錨桿的位置應(yīng)該大致的放置于格柵鋼架的中部位置,這樣做可以很有效的增加它們的共同支護(hù)的作用。
2、 錨桿的鉆孔方向方面,應(yīng)該盡量使徑向錨桿鉆孔和其巖層的主要結(jié)構(gòu)面相互呈九十度角,同時(shí)它的孔徑和深度要嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)施工;而且錨桿的鉆孔要盡量的圓且直,砂漿錨桿孔的深度誤差要不大于五十毫米,而錨桿的孔徑也應(yīng)該大于其桿體直徑,并且其孔位的偏差也不能太大。
3、 同時(shí),還要注意的是,如果從注漿開始之后,由于其他事情的干擾,需要中途停止超過(guò)三十分鐘以上的時(shí)侯,這個(gè)時(shí)候必須要用水注漿罐。
4、 在整個(gè)施工過(guò)程當(dāng)中,要注意注漿孔口的壓力最好不得大于0.5MPa。
5、 我們要盡量做到使注漿孔內(nèi)的沙漿處于比較飽滿的狀態(tài)。
6、 在施工的過(guò)程中,還要也別的注意使錨桿的桿體最好要對(duì)中插入,并且在插入之后應(yīng)盡量在孔口就將桿體進(jìn)行固定。而且在錨桿安裝之后,不可以隨意的對(duì)其進(jìn)行敲擊,并且要控制它的外露長(zhǎng)度不會(huì)超過(guò)十厘米。
7、 那么,對(duì)于含有較多的地表或地下水的地段,由于錨桿的施工經(jīng)常會(huì)采用普通的水泥沙漿進(jìn)行錨桿,如過(guò)這個(gè)時(shí)候遇到孔內(nèi)含有水的情況,就必須在此錨桿的附近再進(jìn)行鉆孔,直到確認(rèn)孔內(nèi)不再有誰(shuí)的時(shí)候再安設(shè)錨桿,并且要爭(zhēng)取到上級(jí)部門的批準(zhǔn)。
8、 另外,錨桿的安設(shè)作業(yè)應(yīng)該在初噴砼之后及時(shí)的進(jìn)行;而且錨桿在安設(shè)完成之后就不能再進(jìn)行隨意的敲擊了,在它的端部之上三天之內(nèi)都不得懸掛任何重物。
結(jié)束語(yǔ)
由此可以看出,錨噴支護(hù)技術(shù)的施工在各項(xiàng)隧道的修建中的應(yīng)用還是比較成功的,它所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效果也是較為顯著的。它所具有的這些優(yōu)點(diǎn)以及在技術(shù)上的方便必將使其成為在今后隧道加固工程中的主要應(yīng)用技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 谷拴成,李龍清.錨噴支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算方法探討. 西安礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào), 1995(1): 12-18.
關(guān)鍵詞:隧道工程施工要點(diǎn)
中圖分類號(hào): U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
近年來(lái),我國(guó)公路建設(shè)取得了很大成就,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn),公路建設(shè)工程一直處于增長(zhǎng)中,隧道工程是公路建設(shè)中的難點(diǎn)工程,它具有隱蔽性的特點(diǎn),在隧道工程設(shè)計(jì)之初雖然進(jìn)行地質(zhì)、水文等情況的勘察,但是很難完全掌握這些情況。公路隧道工程與其他隧道工程也有所不同,其開挖面積大, 深度大,對(duì)一些客觀存在的因素只能在施工過(guò)程中采取有針對(duì)性的措施,所以塌方、淋水等事故時(shí)有發(fā)生。如果勘測(cè)、設(shè)計(jì)估計(jì)不足或是施工時(shí)有些注意事項(xiàng)沒有做好可能影響隧道的安全性,也無(wú)法使工程正常進(jìn)行下去。所以,進(jìn)行隧道施工時(shí),要了解施工要點(diǎn),針對(duì)每個(gè)要點(diǎn)嚴(yán)格控制質(zhì)量, 加強(qiáng)管理,確保安全,以下將解析公路隧道工程施工要點(diǎn)。
一、公路隧道施工的基本特征
公路隧道施工不同于路基、橋涵的施工,有許多很難掌握的水文、地質(zhì)情況,涉及的細(xì)節(jié)也不同,其施工有以下特點(diǎn):
1、隧道工程施工有很強(qiáng)的隱蔽性。公路隧道施工中的隱蔽工程很多,大多數(shù)的工程都是在隱蔽的環(huán)境下進(jìn)行。
2、設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工差異性大。隧道設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)勘探地質(zhì)情況,但是由于其隱蔽性強(qiáng),開挖隧道內(nèi)的地質(zhì)條件千變?nèi)f化,初始的設(shè)計(jì)文件可能不符合施工需要,施工設(shè)計(jì)方案必須隨著圍巖的實(shí)際狀況作出變更或修改。
3、高度的施工安全要求。隧道的施工要求高于路基和橋梁工程,隧道施工均在洞內(nèi)進(jìn)行,自然環(huán)境十分多變,施工危險(xiǎn)程度隨著洞身的延長(zhǎng)不斷增加,許多危險(xiǎn)源是不可預(yù)見的,如:瓦斯、溶洞、涌水、暗河、松散堆積層等,因此,隧道施工必須更加細(xì)致、更加嚴(yán)格。
4、隧道施工作業(yè)面少,工序環(huán)環(huán)相扣,施工作業(yè)要求高效、連續(xù),因此對(duì)組織管理水平的要求很高。
5、隧道工程質(zhì)量監(jiān)控難度大。隧道施工工程質(zhì)量是否優(yōu)良不能僅從外觀或有無(wú)滲漏水來(lái)判斷,因其隱蔽性施工過(guò)程還容易偷工減料,監(jiān)控起來(lái)非常困難。
6、技術(shù)要求高、投資大。隧道工程的施工有很多技術(shù)性難點(diǎn),施工人員必須有很強(qiáng)的專業(yè)性。此外隧道施工有許多輔助設(shè)施,每個(gè)隧道需投入200萬(wàn)~400萬(wàn)元,因此要絕對(duì)保證質(zhì)量,保證投資回報(bào)。
二、公路隧道施工要點(diǎn)
隧道工程的大致施工流程是:施工準(zhǔn)備洞口防排水施工明洞開挖防護(hù)洞身掘進(jìn)二次襯砌洞內(nèi)路面面層墻面瓷磚、拱部?jī)?nèi)墻噴涂、電器安裝,最后是竣工驗(yàn)收。
1、洞口施工
洞口施工是機(jī)械化作業(yè),有多種方法,根據(jù)不同的施工部位采用不同的方法,石方爆破用淺眼臺(tái)階爆破法,底部和邊坡爆破用小炮。洞口施工也包括明洞洞口施工,拉槽開挖前要考察路基,整理水文資料、制定防水、防水措施,做好排水工作。
2、洞身開挖
洞身開挖方法有多種選擇,但是要依據(jù)盡量利用圍巖自承能力的原則進(jìn)行開挖,主要有全斷面法、臺(tái)階法、環(huán)型留核心土法。還要選擇合適的爆破方法,正確炸藥用量,進(jìn)行試爆破時(shí),要注意觀察圍巖,根據(jù)其擾動(dòng)程度設(shè)計(jì)合理參數(shù)。Ⅴ級(jí)圍巖可以采用留核心土分部開挖法。要注意施工工序,先進(jìn)行管棚超前支護(hù),然后進(jìn)行上部環(huán)形部開挖,接著進(jìn)行核心土開挖,最后進(jìn)行下部開挖。開挖完成后要噴射混凝土封閉圍巖,這時(shí)還要注意質(zhì)量檢查、強(qiáng)度檢查,保證每一施工環(huán)節(jié)的安全可靠,分層噴射混凝土直至設(shè)計(jì)厚度。Ⅳ級(jí)圍巖采用上半斷面長(zhǎng)臺(tái)階法,施工過(guò)程中視實(shí)際情況進(jìn)行一定調(diào)整。
3、防排水層施工
防水工程:事先割除外露的錨桿,初期支護(hù)的平整程度要達(dá)到用2m直尺測(cè)量超過(guò)90%在5cm。設(shè)置隧道專用防卷材,原襯砌層與防水卷材之間要設(shè)置土工布。
排水工程:CPE防水板的安裝必須采用熱熔焊接法,且其抗拉強(qiáng)度不能低于母材。此外,搭接寬度大于lOcm。淋水程度大的層段組合使用排水板、防水板、YAS排水半管,這樣能達(dá)到更好的防水、排水效果。YAS半管處須沿洞身環(huán)向打眼以實(shí)現(xiàn)集中排水。
4、隧道二次襯砌
二次襯砌既滿足內(nèi)在質(zhì)量,又要保證外觀質(zhì)量,為了保證二次襯砌的質(zhì)量,襯砌臺(tái)車的尺寸要符合設(shè)計(jì)要求。為了防止因施工不當(dāng)?shù)纫蛩貙?dǎo)致局部防水失敗,二次襯砌要做成自防水砼結(jié)構(gòu),最好采用低堿性膨脹水泥砼。此外,圍巖條件差的地段要增加參照明洞的受力鋼筋進(jìn)行加密。
三、公路隧道施工的質(zhì)量控制措施
1、公路隧道開挖質(zhì)量控制
公路隧道與其他隧道相比斷面較大,開挖斷面的尺寸一定要特別注意。在圍巖松軟且地層壓力較大的情況下,隧道開挖對(duì)圍巖的擾動(dòng)大,圍巖會(huì)發(fā)生較大變形,產(chǎn)生圍巖塊體的不利切割,所以要保證足夠的預(yù)留變形量及支撐沉落量。公路隧道通常采用扁平斷面型式以防止凈空不夠。為保證開挖質(zhì)量必須根據(jù)圍巖類型選擇合適的開挖方法、施工工藝,使得拱頂圍巖處于良好的應(yīng)力狀態(tài)。
2、隧道支護(hù)質(zhì)量控制
隧道開挖后要及時(shí)支護(hù)。進(jìn)行噴射混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn)、強(qiáng)度檢驗(yàn)。錨噴支護(hù)的強(qiáng)度檢驗(yàn)時(shí)進(jìn)行劈裂法測(cè)試,另外要注意檢驗(yàn)安裝質(zhì)量、混凝土的原材料質(zhì)量。錨桿加工質(zhì)量的檢驗(yàn)包括抗拉強(qiáng)度、彈性、延展性等的檢測(cè)。錨桿拉拔力測(cè)試通過(guò)千斤頂加載測(cè)試,注漿飽滿程度、桿長(zhǎng)可通過(guò)超聲檢測(cè)儀檢測(cè)。
3、隧道防水系統(tǒng)質(zhì)量控制
防水系統(tǒng)質(zhì)量檢測(cè)其材料檢測(cè)非常重要,包括長(zhǎng)度、寬度、厚度檢測(cè),當(dāng)今,高分子防水卷材防水層有耐老化、耐酸堿、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)而受到公路隧道防水、排水系統(tǒng)施工的最佳選擇。
4、隧道襯砌質(zhì)量控制
隧道施工中圍巖很容易松動(dòng),常常導(dǎo)致二次襯砌產(chǎn)生裂縫,所以要采用塞尺或刻度放大鏡觀測(cè)其深度及寬度,還可以用超聲波或雷達(dá)探測(cè)技術(shù)進(jìn)行更加精確的檢測(cè)。
四、結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展,公路隧道工程的需求量越來(lái)越大,一些新的技術(shù)也不斷出現(xiàn),但是隧道施工依然是路橋建設(shè)的難點(diǎn),隧道施工對(duì)安全程度、地質(zhì)、水文等要素要求很高,其特點(diǎn)是隧道施工比其他工程控制起來(lái)也難得多。公路隧道斷面大,運(yùn)營(yíng)環(huán)境要求高,隱蔽性強(qiáng),投資大,附屬設(shè)施多,從開始的原材料配比、人員設(shè)備、施工方案的審查和確認(rèn)到施工過(guò)程中洞口施工、洞身開挖、防水排水系統(tǒng)、二次襯砌都需要嚴(yán)格控制質(zhì)量,遇到問(wèn)題及時(shí)處理。了解隧道施工的要點(diǎn)以后,才能針對(duì)這些要點(diǎn)制定措施,預(yù)防可能出現(xiàn)的事故,保證隧道施工的安全和質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
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[3]盧媛媛.論公路隧道工程施工要點(diǎn).山西建筑,2012,38 (7).
國(guó)內(nèi)隧道及地下工程自20世紀(jì)80年代以來(lái)得到了前所未有的發(fā)展,21世紀(jì)是隧道工程建設(shè)的黃金時(shí)期,鐵路隧道、公路隧道、地鐵隧道、水電隧洞以及跨江、跨海通道的建設(shè)都將進(jìn)人高峰期。與此同時(shí),隧道工程面臨巨大的機(jī)遇與挑戰(zhàn),山嶺隧道工程的地質(zhì)條件越來(lái)越復(fù)雜,煤礦巷道向深部不斷發(fā)展,城市地鐵建設(shè)如火如茶,海底隧道與輸油氣工程隧道方興未艾,城市地下管廊隧道悄然興起。大規(guī)模復(fù)雜的隧道工程修建勢(shì)必帶來(lái)諸如隧(巷)道軟巖大變形機(jī)制、長(zhǎng)大深隧道的突水突泥機(jī)制、深部復(fù)合地層TBM隧道穩(wěn)定性原理與控制、城市地鐵隧道交叉重疊及穿房過(guò)河引起的地層與周圍環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等諸多基礎(chǔ)科學(xué)與工程技術(shù)問(wèn)題,這些問(wèn)題的進(jìn)一步研究和解決可為未來(lái)隧道工程建設(shè)中的設(shè)計(jì)和施工提供更加可靠的理論依據(jù)與技術(shù)保障。
本文主要針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)隧道工程物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了較為全面細(xì)致的總結(jié)、分類和闡述,并對(duì)當(dāng)前隧道工程物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析。最后,提出了以模型體積大小為依據(jù)的試驗(yàn)系統(tǒng)分類方法,可為隧道工程物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用及后續(xù)建設(shè)提供參考。
1試驗(yàn)系統(tǒng)分類與特點(diǎn)
隧道工程物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的分類對(duì)于系統(tǒng)使用與建設(shè)規(guī)模確定、技術(shù)難度分析、建設(shè)周期與費(fèi)用估算等都具有明確的指導(dǎo)意義,但目前尚無(wú)一個(gè)權(quán)威或統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)系統(tǒng)分類是一個(gè)科學(xué)問(wèn)題,需綜合考慮多方面的因素。通過(guò)查閱文獻(xiàn)和總結(jié)分析,提出了一種試驗(yàn)系統(tǒng)分類方法,如圖1所示。即按試驗(yàn)?zāi)P腕w積將試驗(yàn)系統(tǒng)分為小型、中型、大型和超大型4類;按模型體荷載分為自重型和離心型;按加載動(dòng)力來(lái)源分為重力型(含自重)、電機(jī)型、液壓型(千斤頂或液壓枕)、氣壓型和復(fù)合型(如氣液結(jié)合)5類;按加載的靜動(dòng)力狀態(tài)可分為靜力型和動(dòng)力型;按模型端面加載維數(shù)分為單軸型、雙軸型和三軸型3類。
隧道工程物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的研制與應(yīng)用多以大專院校、研究院所和企業(yè)技術(shù)中心為主。
眾所周知,在相似模型試驗(yàn)分類中,相似比作為一個(gè)重要的分類指標(biāo),可以用來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算模型體積的大小,但相似比為原型與模型尺寸之比,是一個(gè)相對(duì)概念。在隧道物理模擬試驗(yàn)中,模型體積越大,所需相似材料越多,費(fèi)用越高,難度越大,制備周期越長(zhǎng),故模型體積能夠較為全面地反映試驗(yàn)系統(tǒng)的規(guī)模、試驗(yàn)實(shí)施難度以及費(fèi)用成本等關(guān)鍵要素,概念更為直觀。
2試驗(yàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
試驗(yàn)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括:相似材料的選取、加載控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、應(yīng)力與應(yīng)變量測(cè)的準(zhǔn)確性以及開挖支護(hù)方式的選擇等。
2.1相似材料
模型試驗(yàn)成敗的前提條件是相似材料的選取是否合理,材料的性質(zhì)是否能夠準(zhǔn)確地反映研究對(duì)象的主要物理力學(xué)特征。相似材料按功能一般可以分為骨料、膠結(jié)劑和調(diào)節(jié)劑3部分,骨料和膠結(jié)劑對(duì)材料性能起“總體控制”作用,調(diào)節(jié)劑對(duì)材料某項(xiàng)參數(shù)的性能起“單項(xiàng)調(diào)節(jié)”作用。
2.2加載控制
物理模型試驗(yàn)的順利進(jìn)行與加載控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定密切相關(guān)。根據(jù)模型試驗(yàn)加載邊界條件,加載方式可分為剛性加載和柔性加載2種;根據(jù)加載動(dòng)力來(lái)源可分為重力加載、電機(jī)加載、液壓加載、氣壓加載和復(fù)合加載5種。
2.3應(yīng)力與應(yīng)變量測(cè)
應(yīng)力與應(yīng)變是隧道物理模型的重要力學(xué)參數(shù),也是試驗(yàn)中需要獲取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。應(yīng)力值一般可通過(guò)測(cè)量元件直接量測(cè),也可利用元器件測(cè)得的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系求解得到
2.4位移、變形量測(cè)
位移或變形是隧道工程圍巖與其所處應(yīng)力環(huán)境及環(huán)境變化相互作用的結(jié)果,是分析和評(píng)價(jià)隧道工程安全穩(wěn)定性最常用的指標(biāo),也是試驗(yàn)中最重要的量測(cè)內(nèi)容。
5開挖支護(hù)
目前,隧道模擬開挖一般有人工和機(jī)械2種方式。人工開挖可以比較靈活地調(diào)整隧道形狀,但成型效果差,開挖效率低;而機(jī)械開挖操作簡(jiǎn)單、成型好、效率高,但形狀多局限于圓形。李利平等研制的由可伸縮式長(zhǎng)鏟、錨桿定位器以及混凝土施作器組成的開挖裝置以及李浪等研制的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)切削刀盤,對(duì)隧道開挖裝置的研制有著重要的借鑒意義。
3試驗(yàn)系統(tǒng)研究問(wèn)題分析
3.1圍巖變形規(guī)律與機(jī)制
圍巖變形規(guī)律與機(jī)制一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的主要問(wèn)題。通過(guò)物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)可以有效研究隧道圍巖變形的時(shí)空演化過(guò)程與變形模式和機(jī)制。
3.2隧道開挖方法優(yōu)化
根據(jù)圍巖條件和環(huán)境控制要求,隧道開挖方法一般有全斷面法、臺(tái)階法、分部法、盾構(gòu)法與TBM法等。正確選擇開挖方法是隧道安全施工的前提,試驗(yàn)研究的主要內(nèi)容是進(jìn)行方法比選和優(yōu)化工藝參數(shù)。
3.3隧道支護(hù)方法優(yōu)化
隧道支護(hù)主要包括以錨噴支護(hù)或鋼拱架為主的初期支護(hù)、以模板混凝土或管片為主的二次支護(hù)以及小導(dǎo)管和大管棚超前支護(hù)等。合理選擇支護(hù)方式、確定支護(hù)參數(shù)是確保隧道穩(wěn)定的前提條件。
3.4隧道開挖災(zāi)害問(wèn)題
如何合理模擬隧道開挖過(guò)程中出現(xiàn)的災(zāi)害問(wèn)題(突水突泥、巖爆、斷層塌方等)也是物理模擬試驗(yàn)研究的主要內(nèi)容。
3.5“長(zhǎng)大深”及海底隧道問(wèn)題
模型試驗(yàn)主要用來(lái)合理模擬工程所處的高地應(yīng)力環(huán)境影響、大型斷面與超長(zhǎng)隧道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及水環(huán)境下的水壓作用與流一固藕合作用。
3.6隧道施工環(huán)境影響問(wèn)題
地鐵隧道施工中帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題比較突出,隧道施工過(guò)程中如何保證工程本身、地面與地下鄰近建(構(gòu))筑物的安全是物理模擬試驗(yàn)研究的主要問(wèn)題。
4存在問(wèn)題及發(fā)展方向
4.1存在的問(wèn)題
1)系統(tǒng)規(guī)模。目前,大型、超大型試驗(yàn)系統(tǒng)模型制作周期長(zhǎng)、費(fèi)用高、所需人員多,且存在一定的閑置問(wèn)題,利用率較低。
2)試驗(yàn)?zāi)P?。采用常用的相似材料制作的試?yàn)?zāi)P蛢?nèi)部不可見,難以實(shí)現(xiàn)模型內(nèi)部變形的直接觀測(cè),透明巖土材料主要以模擬軟巖、砂土和載土為主,因此需進(jìn)一步研究拓展巖土材料的模擬范圍。
3)加載控制。剛性加載強(qiáng)度大,屬于“位移加載”方式,即加載面位移保持均勻,應(yīng)力不均勻,使得模型邊界位移一致,與實(shí)際受力不符;柔性加載屬于“應(yīng)力加載”方式,即加載過(guò)程保持加載面應(yīng)力均勻,位移不均勻,柔性加載有利于提高試驗(yàn)精度,減小邊界效應(yīng)影響范圍,但其行程小、加載強(qiáng)度低。
4.2發(fā)展方向
1)物理試驗(yàn)系統(tǒng)精致化。2)物理試驗(yàn)?zāi)P屯该骰?)加載控制方式靈活化。4)數(shù)字照相量測(cè)標(biāo)配化。5)開挖支護(hù)方式合理化。6)隧道多場(chǎng)藕合模擬法。
5結(jié)論與建議
1)提出了一種基于模型體積大小的隧道工程物理試驗(yàn)系統(tǒng)分類方法,即將試驗(yàn)系統(tǒng)分為小型(v<0. 125 m3 )、中型(V = 0. 125~1. 0 m3、大型(V=1.0~8.0 m3)和超大型(V≥8.0 m3)4種類型。該分類可以較好地反映試驗(yàn)系統(tǒng)的規(guī)模、研發(fā)周期、費(fèi)用、模型制作及使用率等主要問(wèn)題。
關(guān)鍵詞: 隧道;施工質(zhì)量;現(xiàn)場(chǎng)管控
中圖分類號(hào): U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、隧道工程施工特點(diǎn)分析 公路隧道工程的特殊性決定了其有著自己的特點(diǎn),主要為以下幾點(diǎn):①公路隧道施工是在原有結(jié)構(gòu)中進(jìn)行開挖,荷載在施工前就已經(jīng)存在,對(duì)于隧道結(jié)構(gòu)需要多大的承載力不能準(zhǔn)確判定,因此公路隧道工程施工時(shí)所采取的支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度、支護(hù)時(shí)間的長(zhǎng)短、施工方法等都會(huì)影響工程施工質(zhì)量。②公路隧道工程施工絕大多數(shù)都有一定隱密性,只能夠通過(guò)圖紙對(duì)施工效果進(jìn)行分析,不能直觀的看出施工效果,這樣就很難對(duì)工程施工質(zhì)量做出直觀的鑒定和評(píng)價(jià),即便施工期間發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問(wèn)題,僅通過(guò)外觀的現(xiàn)象很難對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的遠(yuǎn)原因做出正確的判斷。③公路隧道工程設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算處在輔助位置,一般是以相類似的工程類比后進(jìn)行設(shè)計(jì),這使得很多影響工程質(zhì)量的因素有著不可預(yù)見性,加之設(shè)計(jì)期間又采取動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),這給隧道工程設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的難度。
二、隧道施工過(guò)程中工程質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生的原因
1、施工過(guò)程中采取的預(yù)報(bào)方法無(wú)法滿足掌子面前方的地質(zhì)狀況的要求,我國(guó)現(xiàn)階段隧道建設(shè)不斷發(fā)展,隧道已經(jīng)變得越來(lái)越長(zhǎng),深埋也變得越來(lái)越大。如果施工過(guò)程中無(wú)法對(duì)對(duì)掌子面前方的地質(zhì)條件進(jìn)行充分的了解,那么就會(huì)使隧道施工過(guò)程產(chǎn)生巨大的盲目性,施工過(guò)程中就會(huì)經(jīng)常遭遇到無(wú)法預(yù)料的塌方、突水與突泥等地質(zhì)災(zāi)害,從而增加了隧道質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生的概率。這種預(yù)報(bào)的不足和缺乏準(zhǔn)確性為保證隧道質(zhì)量增加了困難度。
2、開挖的方法和水平有限,是造成隧道施工質(zhì)量又一嚴(yán)重問(wèn)題。很多隧道施工單位在進(jìn)行開挖時(shí)為了加快施工進(jìn)度,在開挖時(shí)加大了裝藥量,加大了開挖進(jìn)尺,而施工單位本身的水平有限,直接造成了大量的超挖欠挖現(xiàn)象。
3、隧道工程開挖后就需要及時(shí)的支護(hù),必須要符合設(shè)計(jì)要求的范圍,這樣有利于減小荷載,但是目前的隧道施工工程多采用錨噴支護(hù),而采用的沙和水泥的質(zhì)量較差,直接造成混凝土強(qiáng)度不夠,各項(xiàng)指標(biāo)都無(wú)法達(dá)到施工要求等。
4、隧道施工過(guò)程中的很多單位對(duì)二次襯砌模板臺(tái)車都是進(jìn)行自行設(shè)計(jì),這些設(shè)計(jì)時(shí)沒有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。所以就會(huì)造成模板臺(tái)車出現(xiàn)固定不牢,施工放樣粗糙等問(wèn)題,直接導(dǎo)致了襯砌侵限、隧道偏位過(guò)大、施工縫錯(cuò)臺(tái)等問(wèn)題的出現(xiàn)。
三、隧道工程質(zhì)量控制監(jiān)管的有效措施
1、隧道施工前期的工程的質(zhì)量管控 在隧道施工前期工程主要是對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘查,這一步驟的工作是非常復(fù)雜的,隧道施工一定要加強(qiáng)地質(zhì)專題的研究,根據(jù)勘查的實(shí)際情況進(jìn)行隧道施工工作的準(zhǔn)備。首先,要在隧道施工前進(jìn)行一個(gè)科學(xué)的、合理的、詳細(xì)的施工方案制定。其次,要在隧道施工的前期勘查中保證數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性和真實(shí)性,確保避免過(guò)大的誤差產(chǎn)生。再次,施工前要做好洞內(nèi)的測(cè)量工作,要保證施工中的各種儀器都能夠良好的運(yùn)轉(zhuǎn)和正常運(yùn)行。最后在隧道施工工程中要對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行洞內(nèi)控制點(diǎn)設(shè)置,有效的對(duì)洞軸進(jìn)行糾偏,從而保障隧道施工能夠高質(zhì)量的完成。
2、采用鉆爆法及綜合機(jī)械化掘進(jìn)
2.1鉆爆法掘進(jìn)
目前巖巷掘進(jìn)中鉆爆法占有較大比重,其主要優(yōu)點(diǎn)是作業(yè)準(zhǔn)備快,對(duì)巖石適應(yīng)性強(qiáng),移動(dòng)靈活,對(duì)技術(shù)故障和遇到地質(zhì)斷層較容易處理,而且工效高、成本低。近年來(lái)鉆爆法在施工機(jī)械設(shè)備與施工技術(shù)方面均有很大的改進(jìn)和提高,尤其是美國(guó)、德國(guó)、瑞典、南非等國(guó)家發(fā)展很快。以瑞典、美國(guó)為例,可達(dá)到工效30 m /3_班以上。但仍存在其平均掘進(jìn)速度較低,難以組織多工序交叉作業(yè),各工序技術(shù)水平參差不齊,爆破時(shí)常產(chǎn)生超爆,有炮煙危害等缺點(diǎn)。鑿巖爆破是鉆爆法掘進(jìn)的主要工序,所用時(shí)間占總循環(huán)的30% ~50% 。在巖巷中傳統(tǒng)的鑿巖方法是使用氣腿式輕型鑿巖機(jī),在巖石強(qiáng)度較低的條件下也可使用電鉆鑿巖。氣腿式輕型鑿巖機(jī)移動(dòng)靈活、便于操作,每臺(tái)鑿巖機(jī)占地面積小,可多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)鉆眼,并且可以鉆裝平行作業(yè)。但是目前廣泛使用的氣腿式輕型鑿巖機(jī)仍然存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、打眼速度和深度受限制等缺點(diǎn)。從20世紀(jì)80年代開始使用的液壓鑿巖機(jī),以其諸多的優(yōu)點(diǎn)受到普遍歡迎,主要優(yōu)點(diǎn)為:① 鉆眼速度快、效率高,一般在中硬巖中鉆速可以達(dá)到1.5—2.0m/rain,沖擊效率可達(dá)45% ~55% ,能量利用率為30% ~40% 。② 推力恒定、無(wú)回彈現(xiàn)象、噪聲小、油霧少,改善了工作環(huán)境。③ 扭矩大,可鉆深孔、大孔,為深孔光面爆破提供了有利條件。
2.2 綜合機(jī)械化掘進(jìn)
2.2.1全斷面掘進(jìn)機(jī)
全斷面掘進(jìn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是:開拓速度比鉆爆法高,作業(yè)成本與固定成本之比較為有利,從而給特別是延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的掘進(jìn)帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)掘進(jìn)速度較高時(shí)掘進(jìn)的作業(yè)成本與鉆爆法掘進(jìn)相近,而且巷道的穩(wěn)固性較好。
2.2.2部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)
采用部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)掘進(jìn)的主要優(yōu)點(diǎn)是:可提高沿巖石層理巷道的掘進(jìn)速度,改善經(jīng)濟(jì)效益;巖層整體性不受破壞;可按設(shè)計(jì)斷面掘進(jìn),從而可改善支護(hù)條件和降低維修費(fèi)用;可迅速探明采區(qū)情況,提早作回采準(zhǔn)備,事故率低等。
3、隧道施工過(guò)程中對(duì)支護(hù)質(zhì)量的管理控制 隧道施工過(guò)程中的支護(hù)質(zhì)量管理控制,需要在實(shí)施過(guò)程中不定期的進(jìn)行各種工序的質(zhì)量抽檢,當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)要及時(shí)上報(bào)施工單位和監(jiān)理部門,出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題要及時(shí)解決,避免質(zhì)量隱患的出現(xiàn)。隧道開挖后,施工就要進(jìn)行支護(hù),這是為了減小隧道的荷載,從而防止圍巖發(fā)生變形的發(fā)生。我國(guó)現(xiàn)階段的隧道施工中對(duì)于支護(hù)工作普遍采用的是錨噴支護(hù)。這就要求我們?cè)谫|(zhì)量控制時(shí)注意確保錨噴支護(hù)質(zhì)量,同時(shí)還需要檢測(cè)錨桿的加工和安裝質(zhì)量。在進(jìn)行錨桿的加工質(zhì)量的檢測(cè)時(shí),主要注意的是錨桿的加工尺寸、鋼支撐的強(qiáng)度和剛度,以及焊接質(zhì)量等問(wèn)題。另外,對(duì)噴射混凝土的原材料質(zhì)量和噴射施工質(zhì)量也要進(jìn)行檢查。
4、隧道施工過(guò)程中對(duì)防排水質(zhì)量的管理控制排水系統(tǒng)在隧道施工中起著非常重要的作用,對(duì)排水系統(tǒng)的質(zhì)量檢驗(yàn)主要是要保證水管的材料質(zhì)量和規(guī)格必須能夠滿足前期隧道施工設(shè)計(jì)方案中的要求。采用的環(huán)向排水管主要是彈簧軟管,這種軟管要檢查其安裝質(zhì)量,主要的檢查項(xiàng)目包括安裝間距和圍巖的密貼程度等。對(duì)于使用的硬質(zhì)PVC管必須保證其管徑和透水孔要達(dá)到質(zhì)量安裝要求。隧道施工過(guò)程中的防水材料質(zhì)量檢查主要包括了長(zhǎng)度、寬度與厚度檢查;防水層在安裝時(shí)要注意對(duì)防水層的接頭質(zhì)量和吊掛進(jìn)行檢查。
5、完善質(zhì)量管理和技術(shù)性
為了確保公路隧道施工高效、安全的完成,施工單位應(yīng)當(dāng)完善工程施工質(zhì)量管理體系,完善施工現(xiàn)場(chǎng)管理制度,落實(shí)管理責(zé)任,將質(zhì)量管理分配給施工現(xiàn)場(chǎng)每一位管理人員,以便形成“人人抓質(zhì)量、人人懂管理”的良好局面。了確保隧道工程施工不出現(xiàn)技術(shù)問(wèn)題,應(yīng)建立以項(xiàng)目總工程師為首的質(zhì)量管理系統(tǒng),將施工區(qū)域進(jìn)行分割管理;全面貫徹落實(shí)技術(shù)交底制度,每天開工前施工技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真向施工人員交底,以確保施工人員明確質(zhì)量控制重點(diǎn),避免出現(xiàn)施工質(zhì)量問(wèn)題。
結(jié)束語(yǔ)
面對(duì)當(dāng)前公路工程施工中進(jìn)度要求較高,而質(zhì)量水平不可避免地出現(xiàn)下降的現(xiàn)狀,本文旨在“快中求好”,就常見的細(xì)節(jié)問(wèn)題出現(xiàn)以及解決作了論述,即是本文的意義所在。上述施工細(xì)節(jié)的質(zhì)量技術(shù)問(wèn)題及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管處理措施具有十分重要的意義,希望在今后的公路隧道建設(shè)中對(duì)上述問(wèn)題引起重視。
參考文獻(xiàn)
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目前,在講授隧道工程的相關(guān)內(nèi)容時(shí),主要采用幻燈片加板書的傳統(tǒng)教學(xué)模式。此模式是“教師主動(dòng)授課+學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)”的教學(xué)形式[3],具有一定的局限性,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.以靜態(tài)方法講授動(dòng)態(tài)內(nèi)容,缺乏動(dòng)態(tài)性幻燈片加板書的教學(xué)方法是一種靜態(tài)的教學(xué)方法,不能呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)的模擬。如果采用此方法對(duì)隧道工程的某些章節(jié)進(jìn)行講解,達(dá)不到很好的效果。例如,在講授隧道施工方法這一章時(shí),由于隧道的施工是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程,程序性較強(qiáng),學(xué)生在該課之前未進(jìn)行過(guò)任何與隧道工程相關(guān)的實(shí)習(xí),若僅僅采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式,學(xué)生在課堂上無(wú)法建立隧道工程施工的相關(guān)概念。
2.采用單一性教學(xué)方法,缺乏生動(dòng)性傳統(tǒng)的教學(xué)方法是教師先定教材,再依據(jù)教材編寫教案、制訂教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱,然后進(jìn)行教學(xué)活動(dòng),即單一的以教定學(xué)的教學(xué)方式[4]。此教法忽略了學(xué)生的需求,將教師的意愿強(qiáng)加于學(xué)生,而學(xué)生不一定適應(yīng)教師的備課內(nèi)容和授課方式。教學(xué)方法應(yīng)該向多樣化的方向發(fā)展[5],例如,在隧道工程圍巖壓力這一章中,圍巖壓力根據(jù)其形成機(jī)理,可將其劃分為形變圍巖壓力、松動(dòng)圍巖壓力、膨脹圍巖壓力和沖擊圍巖壓力。若簡(jiǎn)單地按照教案講授圍巖壓力的分類,會(huì)從這幾種圍巖壓力形成機(jī)理的角度來(lái)闡述,但是這種講授方法很難達(dá)到良好的教學(xué)效果。
3.以單一的課堂當(dāng)做唯一的教學(xué)場(chǎng)所,缺乏靈活性傳統(tǒng)的教學(xué)方法是要求在固定場(chǎng)所和固定時(shí)間從事教學(xué)活動(dòng),課堂教學(xué)的比重較大(圖1)。當(dāng)然,可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)的方式彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足。但是,對(duì)于隧道工程的教學(xué),一般情況下,在講授課程之前,學(xué)生未進(jìn)行任何相關(guān)的實(shí)習(xí),感性認(rèn)識(shí)處于起步階段。
二、視頻教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)
視頻教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比,具有直觀性、動(dòng)態(tài)性、生動(dòng)性和靈活性等優(yōu)點(diǎn)。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化在課堂上,若采用文字或簡(jiǎn)單的圖示來(lái)闡述復(fù)雜的問(wèn)題,會(huì)使問(wèn)題變得越來(lái)越復(fù)雜。此時(shí),若將視頻教學(xué)方法引入課堂,會(huì)使學(xué)生從復(fù)雜的問(wèn)題解脫出來(lái),達(dá)到“柳暗花明又一村”的效果。例如,在講授復(fù)合式襯砌這一知識(shí)點(diǎn)時(shí),學(xué)生很難理解這一知識(shí)點(diǎn)。筆者將復(fù)合式襯砌做成Flas,將外襯、土工布、防水層、內(nèi)襯分不同的施作時(shí)間先后展示在動(dòng)畫之中,然后結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)拍攝的視頻,使學(xué)生輕松地掌握了復(fù)合式襯砌的概念。
2.枯燥問(wèn)題生動(dòng)化專業(yè)課的講授容易陷入枯燥無(wú)味的境地,如何激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣呢?對(duì)于專業(yè)課教師來(lái)講,改變教學(xué)方法是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。單一的教學(xué)方法已不能適應(yīng)專業(yè)課教學(xué)的發(fā)展,教學(xué)方法的多樣化已成為一種趨勢(shì)。視頻教學(xué)模式作為多媒體教學(xué)的一種延伸,可以把專業(yè)課的課程打造得生動(dòng)有趣。例如,在講授隧道盾構(gòu)法施工技術(shù)這一章節(jié)時(shí),若簡(jiǎn)單地參照教案,難免會(huì)顯得枯燥。筆者在講授這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候,利用課間十分鐘播放了武漢過(guò)江隧道和南京過(guò)江隧道盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)的視頻,學(xué)生通過(guò)視頻了解了盾構(gòu)機(jī)的基本構(gòu)造和盾構(gòu)機(jī)的工作原理,既學(xué)到了知識(shí),又活躍了課堂氣氛。
3.晦澀問(wèn)題直觀化“隧道工程”這門專業(yè)課程中有很多晦澀難懂的理論,而且某些知識(shí)點(diǎn)具有動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn),若不借助視頻手段將知識(shí)點(diǎn)直觀化,很難將問(wèn)題講述清楚。例如,根據(jù)不同的地質(zhì)條件和斷面面積,鉆爆法隧道開挖方法可分為分部開挖法和全斷面開挖法,分部開挖法又分為導(dǎo)洞開挖法和臺(tái)階開挖法[6]。筆者將每種施工方法做成Flas,然后經(jīng)過(guò)加工將語(yǔ)音講解添加至視頻之中,通過(guò)動(dòng)畫展示,將復(fù)雜晦澀的理論轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄋ滓锥闹R(shí)。需要說(shuō)明的是,兩種方法互不沖突,視頻教學(xué)模式是傳統(tǒng)教學(xué)模式的補(bǔ)充和延續(xù),在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中,兩種方法要靈活運(yùn)用,才能取得良好的教學(xué)效果。
三、視頻教學(xué)模式在隧道工程課堂中的實(shí)踐
視頻教學(xué)模式現(xiàn)已成為我校隧道工程教學(xué)的一個(gè)有力手段,形成了以“電子幻燈片+板書+視頻”為手段的教學(xué)體系。
1.隧道工程教學(xué)模式的演化過(guò)程隧道工程教學(xué)模式從構(gòu)思到成熟大致經(jīng)歷了如圖6所示的演化過(guò)程。
2.教學(xué)內(nèi)容和視頻結(jié)合點(diǎn)的獲取不是所有的教學(xué)內(nèi)容都可以結(jié)合視頻教學(xué)方法,部分教學(xué)內(nèi)容無(wú)法通過(guò)視頻來(lái)展示,因此,教師在熟練教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)之上,需找到教學(xué)內(nèi)容和視頻的結(jié)合點(diǎn)(圖7)。然后將結(jié)合點(diǎn)通過(guò)視頻或Flas的形式展示出來(lái)。
3.視頻和動(dòng)畫的制作與加工視頻和動(dòng)畫的制作與加工是耗費(fèi)人力、物力最多的一個(gè)環(huán)節(jié),制作和加工的效果直接影響教學(xué)視頻的質(zhì)量。視頻的來(lái)源主要包括兩個(gè)方面:網(wǎng)絡(luò)下載和現(xiàn)場(chǎng)拍攝。例如,本門課程的“三臺(tái)階七步開挖法”視頻來(lái)自于網(wǎng)絡(luò),隧道施工方法來(lái)自于現(xiàn)場(chǎng)拍攝(圖8)。Flas的制作需要教師精心策劃和精通Flash軟件,將隧道相關(guān)理論和方法轉(zhuǎn)化為動(dòng)畫的形式。例如,該課程通過(guò)Flas展示了復(fù)合式襯砌的概念。后期的加工主要包括畫面剪輯、字幕和配音的匹配。
4.視頻和動(dòng)畫的展示將制作和加工完成了的視頻和Flas在課堂上展示出來(lái),值得注意的是,視頻和Flas的展示需結(jié)合電子幻燈片和板書,不能盲目地實(shí)施,視頻教學(xué)模式只是一種輔助教學(xué)手段。視頻和動(dòng)畫展示的同時(shí),教師對(duì)其中的難點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講解。
5.視頻和動(dòng)畫的共享課堂教學(xué)結(jié)束之后,為了使視頻教學(xué)得以延續(xù),將視頻和Flas上傳至我校的“求索學(xué)堂”,學(xué)生可以在課外下載視頻資源進(jìn)行反復(fù)地學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享。
四、結(jié)束語(yǔ)及建議
盡管視頻教學(xué)模式對(duì)于改善教學(xué)效果具有重要的作用,但是,在實(shí)際運(yùn)用時(shí)需注意以下幾個(gè)問(wèn)題。
1.視頻教學(xué)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)課堂教學(xué)還是應(yīng)以傳統(tǒng)的教學(xué)方式為主,視頻教學(xué)模式只是作為一種輔助教學(xué)手段使用,是傳統(tǒng)教學(xué)方式的有益補(bǔ)充。視頻教學(xué)不宜占用課堂教學(xué)太多時(shí)間,應(yīng)控制在10分鐘以內(nèi)。視頻教學(xué)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)分散學(xué)生的注意力,使學(xué)生產(chǎn)生厭倦情緒,達(dá)不到理想的效果。
2.視頻教學(xué)應(yīng)與課堂講解結(jié)合起來(lái)在課堂中簡(jiǎn)單地播放視頻是視頻教學(xué)的原始模式,這種做法會(huì)使學(xué)生誤認(rèn)為視頻僅是娛樂課堂的手段,教師應(yīng)將視頻教學(xué)與課堂講解結(jié)合起來(lái),并與教學(xué)內(nèi)容同步展開,把學(xué)生的焦點(diǎn)放在講授內(nèi)容上來(lái),真正發(fā)揮視頻教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。
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