隧道建设成就融入“隧道施工技术”的课程体系建设

2024-03-04 12:00刘祖军
科技风 2024年5期
关键词:课程资源施工教学

摘 要:近年来,我国的基础工程建设取得了举世瞩目的成就,同时世界也对中国基建建设速度和取得成就感到赞叹。隧道工程建设作为基建的一个重要组成部分,在近年来也取得了飞速的发展和可喜的成绩。本文就如何将隧道建设所取得的成就融入高职“隧道施工技术”课程中,对建设富有鲜明专业特色的“隧道施工技术”课程教学案例及教学体系进行了阐述。

关键词:隧道建设;施工;教学;课程资源

一、概述

(一)教学目标

“隧道施工技术”是高职院校道路与桥梁工程技术开设的一门专业核心课,通过本课程的学习,一方面,使学生了解隧道的分类、构造等基本知识,掌握隧道施工常规方法及工艺;了解和探讨当今隧道工程中新技术、新工艺和新方法的应用。另一方面,通过课程讲解,让学生了解我国在隧道建设上所取得的伟大成就,培养学生爱祖国、爱人民及无私奉献、吃苦耐劳、团结协作的工作作风,使学生逐步具备专业知识、安全意识、质量意识和管理能力等专业素质。具体来说,通过学习,知识目标上,达到了解隧道施工技术的发展、掌握隧道开挖及衬砌常用施工工艺流程;能力目标上,能对隧道围岩进行基本分级、能根据实际情况合理选择隧道施工方法、能进行隧道常规的施工技术管理;思政目标上,自觉树立“四个自信”激发民族自豪感,并且要立足岗位、热爱岗位,树立为本岗位奋斗及奉献的精神。

(二)建设方案

1.建设内容

建设完整的“隧道施工技术”课程内容及具有本课程特色的教学元素,通过在课程中融入隧道施工建设中的中国工程人、中国工程技术、中国工程机械,融入隧道施工技术及管理岗位要求的专业素质、专业能力,让学生在隧道施工技术专业课程的学习中,能自觉树立“四个自信”及激发民族自豪感,并由此热爱本专业、热爱本课程、热爱相关专业岗位,同时养成隧道施工的安全意识、质量意识。

2.拟解决的问题

(1)寻找并提炼适合“隧道施工技术”的课程丰富多样的教学案例及有针对性的课程内容元素。

(2)将隧道施工案例及课程思政内容合理融入隧道施工技术的各个环节,让学生在学中悟,在悟中学,并做到润物细无声。

(3)在课程教学中,做到开课前有准备,课程实施有监督,课程结束有反馈整改。

(4)通过隧道施工取得的案例及相关的课程教学实施,让学生受到鼓舞,并产生想学好的思想触动,提升教学效果。

(三)课程体系建设的意义

1.建设“隧道施工技术”课程案例教学及课程教学资源,可以实现知识传授、价值塑造和能力培养的多元统一。以往在“隧道施工技术”课程教学中往往由于各种原因而将这三者进行了割裂,通过建设本课程资源,从某种意义上说正是对这三者重新统一回归。“隧道施工技术”课程案例及课程资源要求授课教师在教育中积极探索,将教学与学生当前的人生遭际和心灵困惑相结合,有意识地回应学生在学习、生活、社会交往和实践中所遇到的真实问题和困惑,真正触及他们知识的深处,从而对之产生积极的影响。

2.建设“隧道施工技术”课程案例及课程教学资源,是依据培养什么人、怎样培养人以及为谁培养人的人才培养根本问题出发,是坚持社会主义办学方向。“隧道施工技术”课程体系及有针对性的课程建设,就是通过深化课程目标、内容、结构、模式等方面的改革,把国家意识、文化自信、人格养成等教育导向与本专业岗位固有的知识、技能传授有机融合,实现显性与隐性教育的有机结合,促进学生的自由全面发展,充分发挥教育教书育人的作用。

二、课程思政教学设计

(一)思政元素与教学模块的融合设计

1.绪论

(1)通过介绍近年来我国隧道的建设取得的最新成就,主要在成兰铁路跃龙门隧道、大瑞铁路高黎贡山隧道及乌尉高速公路天山胜利隧道等长大隧道、破碎围岩隧道施工技术上取得的飞速发展,提升学生的专业兴趣,同时树立民族自豪感。

(2)在课堂教学中插播《央视走访大瑞铁路大柱山隧道》视频资料,尤其是在春节期间仍然坚守在艰苦施工环境的第一线,让学生了解隧道工程技术人员的敬业精神和奉献精神,还有必须

具备的“不畏困难,勇往直前”的工作素质。

2.施工准备

(1)通过田德铁路百布隧道施工中材料堆放场及搅拌站,在施工期间被洪水浸泡的案例,强调施工前对施工现场地质、水文等方面调查的重要性,强调施工中的忧患意识。

(2)通过某单位在渝怀铁路建设中出现的隧道洞口中心与路基中心不一致的情况介绍及分析,让学生明白开工前的技术准备的重要性。

3.隧道襯砌类型及附属结构物

(1)课程中引入贵广高铁雷村隧道漏水情况的讲解,帮助学生明白隧道工程防排水施工质量的重要性,树立“百年大计,质量第一”的工程质量意识。

(2)在课程中强调,隧道中避车洞及通风、照明设施等隧道附属结构物虽然不是主体工程,但是在施工中具有同等重要的地位,同样要严格控制其施工质量。

4.隧道开挖作业

(1)通过隧道开挖控制爆破的设计知识的讲解,插播石黔高速公路《扶手岩隧道光面爆破技术》视频资料,讲述光面爆破取得的重大经济及社会效益,使学生树立一丝不苟、精益求精、严谨的工作作风。

(2)在课堂教学中插播并讲述炎汝高速公路《八面山隧道开挖炸药运输车爆炸事故》视频,通过对事故直接原因及间接原因的深入分析,起到警示作用,树立学生在施工管理中的安全意识。

(3)在教学中引入田德铁路沙坡隧道施工中,快到贯通时,没有预兆地遇到了溶洞,本来能够按工期如期完成的工程,在溶洞地段改为隧中桥通过,致使工期延长了10个月才完工,让学生明白隧道施工中的复杂性和不可预见性,强调在施工中要提前布局,提前谋划,才能确保万无一失。

5.隧道出渣、卸渣

(1)通过成兰铁路松潘隧道施工中,引入该隧道为了妥善处理隧道弃渣,将弃渣场选在隧道洞口数十公里外的一处场地,并修筑巨大防护工程进行可靠防护,强调我国在隧道施工建设及环境保护中,坚持“两手抓,两手都要硬”的指导思想,强调我国工程建设对环境保护的重视程度。

(2)通过隧道开挖装渣施工组织设计讲解,强调施工机械配套使用的原因,让学生明白施工管理的重要性,树立精心组织、科学管理的专业素养。

6.隧道初期支护

(1)通过隧道初期支护重要作用的讲解,让学生明白初期支护的重要性,树立严格按设计图纸进行施工的专业理念。

(2)在课堂教学中引入目前隧道施工中容易出现的初期支护厚度不够,甚至有的隧道在开挖时由于超挖过多,在支护时不按要求施工导致后背留有空洞而引起的停工整改等质量问题,牢固树立“百年大计、质量第一”的意识。

7.隧道衬砌

(1)通过衬砌施工工艺流程的讲解,引入二衬台车就位前的断面测量的作用,并就施工中的超欠挖问题进行深入分析,进一步讲述由此带来的一系列施工影响,使学生认识施工精准控制的重要性。

(2)通过隧道衬砌施工工程量计算,提升学生识图能力、计算能力,具备隧道工程施工专业基本素质。

(3)通过我国在隧道建设中,对于掌子面到衬砌间最长距离的规定,强调隧道施工中抓进度的同时,一定要把安全放在首位,树立学生的安全施工和管理的意识。

8.监控量测

(1)课程从位于广西宾阳县的南广高铁那适2号隧道的安全事件引入,讲解隧道施工监控量测的重要性,并进一步强调隧道施工技术人员的责任心及安全第一的意识。

(2)播放宜万铁路马鹿菁突泥涌水视频,介绍造成的损失情况,并分析事故的原因主要是安全意识不够、施工速度过快,监控量测不到位,进一步强调安全意识,质量意识及责任担当意识的重要性。

(3)通过监控量测必测项目中每个项目全过程的讲解,并通过相关监控量测具体项目实训操作,强调操作过程的精细,数据处理的严谨,树立爱岗敬业、一丝不苟的工作作风。

9.隧道防排水技术

(1)我国在工程建设领域中对确保质量第一的决心和态度,强调防排水施工重要性,并再次强调“百年大计,质量第一”,进一步提升质量意识。

(2)通过隧道施工防排水设计中的最新思路和施工中的新方法的讲解,让学生了解前沿的新技术、新材料、新工艺,提升专业兴趣及爱好。

10.辅助坑道

(1)通过对云桂铁路革朗隧道施工中,其中一个斜井施工工期就达两年左右,强调我国在一些重大工程中隧道施工的艰难程度,树立学生的奋斗意识。

(2)课程中引入大瑞铁路高黎贡山隧道1号竖井工程概况的介绍,其中主井深度762.59米,直径6米,打破国内铁路竖井最深纪录,并在世界隧道建设中位于前列;同时引入巴陕高速米仓山超特长公路隧道中部通风竖井深435米,直径9米,是我国在建公路隧道规模最大的竖井。一方面强调我国在隧道建设中面对的困难和挑战从不退缩,另一方面也强调我国在重大隧道建设中取得的巨大突破。

11.特殊隧道地质施工

(1)在课堂教学中插播贵南高铁《朝阳隧道涌水安全事故分析》视频资料,讲述施工安全预案在特殊地质隧道施工中的重要性,提高专业认知和专业素养。

(2)通过引入施工案例,详细讲述拉林铁路巴玉隧道遇到岩爆灾害时,在施工中所采取的措施,并针对不良地质段,进行了技术攻关,取得了相应的专项施工工法及各项专利技术,强调隧道施工中创新思维的重要性。

12.隧道掘進机及盾构

(1)课程中引出在中国第一铁路长隧——高黎贡山隧道(全长34.538千米)施工中,中铁隧道局采用的“彩云号”TBM施工情况,这是中国自主研制的大直径TBM在重大工程中大显身手,宣传中国制造发展的喜人成果,培养爱国主义及“四个自信”。

(2)同时,讲解我国在大瑞铁路高黎贡山隧道中采用的“彩云号”TBM在施工中遇到的各种难题,其中最突出的问题就是频繁的卡机,在前三年的施工中2台TBM共发生20次卡机,平均500m卡机一次,最短处理时间9天,最长处理时间8个月。强调面对困难时,如何解决和处理问题,树立学生不畏艰难,勇往直前的工作作风。

(3)课程讲述采用隧道掘进机施工比传统钻爆施工所具有的突出优点,主要表现在施工进度快、施工安全可靠,强调在施工方案选择时不能故步自封,要积极主动探索和采用新技术的重要性。

(4)讲述隧道采用掘进机施工时,施工人员作业环境得到大大改善,强调我国在隧道施工中处处以人为本的理念。

13.沉管法施工

通过引入港珠澳大桥海底沉管隧道施工安全,介绍该隧道海底部分约5664m,为双向6车道公路隧道,是世界唯一深埋沉管隧道、我国第一条外海沉管隧道;为了保证施工质量,在沉管预制中施工中引入了6S管理的概念,从一根钢筋、一方混凝土到一个180米长的巨型沉管,需要经过钢筋加工、钢筋笼绑扎、混凝土浇筑、管节一次舾装、深浅坞蓄排水及管节起浮横移等156道工序。其中每一道工序都关系着120年的使用寿命,每一个过程都充满风险,每一个环节都关乎产品质量。通过该沉管隧道的学习,一方面树立学生的民族自豪感,提升学生的爱国主义思想;另一方面,也强调重大工程中的科学管理和质量终身制的意识。

(二)可发掘的新的教学案例元素和资源

(1)我国高速铁路及高速公路建设飞速发展,很多具有世界难题的隧道施工取得突破进展,其中大柱山隧道、高黎贡山隧道、跃龙门隧道的施工及贯通,涌现出了一大批可亲可爱的隧道人,这些人和事,这些隧道施工中的榜样的力量,可以作为新的元素有机地融入课程内。

(2)近年来,由我国工程人员自主设计、自主制造的大型隧道掘进机及盾构,在各大隧道施工中,取得了举世瞩目的成就,隧道大型施工机械由原来的主要依靠进口到全部实现自主创新,在各大工程中发挥重大作用,这些内容能激发学生的自豪感,同样可以作为良好的教学元素。

(3)近年来,学校前几届的毕业生,很多到隧道施工单位工作,经过不断的努力,大多数已经成长为各单位各岗位上的技术能手,在适当的时候,可以邀请这些优秀校友到学校,跟在校学生进行现场交流,还可以到课堂上,进行成长经历的讲述,这也是非常好的课程内容。

(4)目前,校企合作单位很多在学校附近就有隧道工程在建设,适当的时候,可以组织学生到隧道施工现场进行学习,并与现场隧道技术人员进行交流,这是一种新的可以开发的课程教学形式。这样,可以更进一步直观地让学生了解专业、了解隧道,树立隧道施工中的安全意识、质量意识及精益求精的工作作风。

(5)通过对隧道施工技术的发展方向及存在的主要问题进行讲解及介绍,主要从以下几个方面:光面爆破技术将更加成熟;BIM技术在隧道中有应用,利用BIM技术模拟施工现场,建立4D模拟场景,可以对隧道整体施工进行合理分配及调动,从而降低隧道施工中的风险并提高施工效率;更先进的隧道掘进机普遍地投入使用。

当然在课程也应该介绍目前隧道施工中存在的一些主要问题:施工环境比较恶劣,工人劳动强度还很大,工程进度不快;对围岩的性质还没有深入地掌握,对计算模型的选用和计算的理论还不完全符合实际,导致设计保守,结构比较厚重;施工技术水平和管理方法还比较落后,人力和物力的消耗和浪费都较大,工程造价较高。所有这些问题,有待于新一代的隧道技术人员及工作者去面对和解决。

结语

设计富有专业特色的“隧道施工技术”课程案例资源及思政教学元素,就是要把我国近年,尤其是党的十八大以来,在隧道建设中所取得的伟大成就在课堂上展示,把在隧道建设者中的优秀代表作为榜样介绍给学生,把“百年大计、质量第一”“安全责任、重于泰山”的思想深深印在学生脑海里真正做到既教书又育人。

参考文献:

[1]王艳丽,吴兵,王映.交通工程专业课程中思政教育方法探讨[J].大学(思政教育),20221(12):8384.

[2]教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知.2020,6.

[3]于歆杰.理工科核心课中的课程思政——为什么做和怎么做[J].中国大学教育,2020,11.

作者简介:刘祖军(1977— ),男,汉族,广西全州人,本科,副教授,高级工程师,主要从事交通土建工程技術研究。

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