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由于交通工程專業在上述各個高校所處的院校及學校特點的不一樣,每個學校開設的課程也不盡相同,但同類高校之間還是具有共性的,下面分類分析。
(一)全國綜合性大學此類院校
以同濟大學和東南大學為代表,這兩所學校既是最早開設全國交通工程專業的學校,也是該專業的標桿學校。同濟大學的交通工程專業開設于交通學院下,由于該院校知名度高,學生在交通行業口碑較好,學生就業較好。主干課程包括結構力學、鋼筋混凝土結構基本原理、工程地質、土力學與基礎工程、工程項目管理、道路規劃與幾何設計、客運交通系統、運輸經濟學等。根據課程設置可以看出該類型交通工程主要設置軌道交通工程、道路工程設計與交通設計規劃三大方向。
(二)傳統公路交通類院校
此類院校基本歸屬于原交通部,交通專業背景性強,學生畢業后也基本是在原交通部的下屬交通單位工作,例如中交公路局等。課程設置包括城市規劃原理、測量學、路基路面工程、道路勘測設計、交通規劃、運輸經濟學、交通設施管理與控制、交通安全、公交運營、交通樞紐設計。
(三)傳統鐵路類院校
此類院校的交通工程專業主要是在交通運輸(原鐵道運輸)專業背景下發展起來的,專業背景性不強。以西南交通大學為例,該校交通工程專業按交通工程和城市公共交通兩個專業方向進行培養,課程設置主要包括交通規劃、運輸布局、高速公路管理與控制、交通運輸智能技術、城市公共交通系統規劃設計。目前公交公司對本科類人才的需求主要還是集中在車輛工程方面,對運輸管理等重視程度還不夠,因此該類學生就業競爭力不夠強。
(四)汽車運輸類院校
此類院校的交通工程專業建設基本依靠汽車工程,交通工程專業的就業方向基本屬于汽車運輸工程方向,學生畢業后多數從事汽車運輸調度工作。專業課程設置主要包括運輸場站設計、交通調查與分析等。由于目前國內汽車運輸業發展緩慢,所以學生就業率普遍不高。
(五)土木類院校
此類院校的交通工程專業基本歸屬于土木工程系,專業方向為道路工程方向,建設基本依靠土木工程,學生畢業后主要從事道路工程設計、施工等工作。專業課程設置主要包括結構力學、土力學、地質工程、結構設計等。由于目前國內公路與鐵路建設發展蓬勃,所以學生就業率較高。
(六)民航類院校
此類院校的交通工程專業基本歸屬于民航系,專業方向為機場工程方向,建設基本依靠土木工程,學生畢業后主要從事機場工程設計、施工等工作。專業課程設置主要包括結構力學、土力學、地質工程、結構設計等。目前國內機場建設發展蓬勃,而且該行業具有一定的壟斷性,因此學生就業率也較高。
二、西華交通工程專業
西華大學交通工程專業于1999年申報,2000年招收第一批本科生,截止2014年10月,共計招收14屆學生,累計培養500余名學生。西華交通工程專業設于交通與汽車工程學院,由上述汽車運輸類專業轉變而來,專業方向目前包括道路工程和交通規劃與設計兩個,但是根據學生就業市場需求,只開設了道路工程方向的教學班。對比上述各類院校的交通工程專業開設課程特點,建議西華大學交通工程專業開設道路施工和軌道施工兩個教學方向。
(一)道路施工方向
四川地處于西部欠發達地區,道路基礎設施條件較差,道路建設需求在未來還是很大,道路施工方向的交通工程專業在未來的需求量將很大。開設課程建議參考南京工業大學的交通工程專業課程,主要專業課程如下:結構力學、土質土力學、道路工程制圖、道路建筑材料、道路施工、路基路面工程。
(二)軌道施工方向
目前全國地鐵與高鐵建設方興未艾,對軌道工程方向需求量巨大,但是在本科專業目錄里沒有軌道工程專業名稱。根據上述分析,我校交通工程專業可以開設軌道交通工程方向。開設課程建議參考同濟大學的交通工程專業課程,主要專業課程如下:結構力學、鋼筋混凝土結構基本原理、工程地質、土力學與基礎工程、工程項目管理、軌道工程、橋梁隧道工程。
三、總結
一、成果導向的理念及其意義
1.交通工程專業就業目前現狀。從2000年開始,全國各高校紛紛成立了交通工程專業,以解決交通擁堵和提高交通效率為目標,具有明顯的道路特色,尤其是道路規劃與管理特色。中國的大學教育,社會關注最多的是畢業生就業情況,這也是專業生存的主要條件,因此對交通工程專業進行培養模式改革,以適應社會的需求,是各個學校都切實考慮的現實問題。
2.成果導向的工程教育認證理念。自2006年開始的工程教育認證是為了提高工程教育和人才培養質量,參與國際交流,是各學校繼評估后較為關注的一種資質認證工作,其基本理念為“成果導向”。成果導向教育理念主要是根據社會需求、政府要求和學校特色確定本專業學生能夠到達的最終學習成果,確定學生所能達到的最大能力,以此來構建課程體系和教學策略,并在過程中進行質量與效果評價與持續改進,使得學生通過課程的學習逐級達到頂峰成果。學生最終成果既是成果導向的終點,也是其起點,將決定學生的就業可接納性、專業勝任性和社會適應性。[1]
二、成果需求分析
1.就業領域分析。根據我校十多年本科畢業生的就業情況分析,就業領域主要有道路與軌道建設、軌道交通運營、軌道交通維護管理、交通規劃、交通管理、交通咨詢、物流與汽車服務工程等領域;根據北京工業大學的需求調查,本科生可以進入智能交通和產品生產開發等領域。隨著解決交通問題成為社會的共識,隨著智能交通、綠色交通以及軌道交通的大力發展,對交通人才的需求會有增加,尤其是高速鐵路與城市軌道交通的快速發展,將會需要大量的建設、運營管理與維護人才。
2.能力需求分析。通過對軌道交通運營企業的調研,企業對大學本科生的工作情況反饋主要集中在“與學歷不匹配的能力、手高眼低的工作態度、不夠扎實的基礎知識、較為缺乏的實踐能力、有待提高的綜合素質”。企業現場對大學生的要求主要體現在專業能力和綜合素質方面。專業能力:需要掌握專業基礎知識、專業職業技能(文案寫作、軟件操作等)、綜合解決問題能力(處理專項問題及突發事件的能力)。綜合素質:需要良好的工作態度、較強的適應能力和自學能力、交往與表達能力、團隊協作能力、創新能力等。
三、基于辦學特色的最終成果的確定
1.學校的辦學特色。交通工程專業一般都依托學科背景而成立,如北京工業大學依托土木類、西南交通大學依托鐵路類、武漢理工大學依托汽車類、長安大學依托公路類、中國民航大學依托民航類等。依托學校的辦學特色,既能依托學校的強勢學科力量,進行交通工程專業建設和特色建設,提高專業特色和質量;又能借助于行業優勢,了解行業需求和發展,有針對性地培養,能夠緩解本科生的就業壓力。
2.培養目標的確定。基于對交通工程學生的就業領域尤其是軌道交通行業發展和大連交通大學的軌道交通辦學特色,確定了我校交通工程專業的軌道交通特色定位。本專業培養具有交通運輸工程學科的基礎理論知識,系統掌握交通工程專業知識和分析方法,具備交通系統規劃與設計、交通設施設計與施工管理、交通運輸系統運用管理與維護等基礎知識和基本技能,能在道路交通、軌道交通行業和政府部門從事交通規劃設計、交通工程施工與管理、運用管理與維護等工作的應用型工程技術和管理人才。
3.培養要求(最終成果)確定。基于成果導向的工程教育認證理念,根據交通行業和軌道交通行業對本科生的要求,依據培養目標,從滿足工程認證和專業評估的角度,將交通工程專業學生最終成果,也就是畢業要求確定如下:(1)熱愛祖國,遵紀守法,身體健康,具有良好的人文素養、社會責任感和工程職業道德。(2)具備從事交通工程專業所需要的數學、物理等相關自然科學知識。(3)熟悉國家關于交通運輸規劃建設與運用管理的方針、政策和法規,能正確運用國家相關技術標準和行業規范。(4)具有獨立提出問題、分析問題和解決問題的能力,具備設計和實施交通工程實驗的能力。(5)掌握計算機軟硬件基本知識,具有較強計算機應用能力,能熟練使用本專業應用軟件。(6)掌握一門外語,具有一定的聽說讀寫能力,能夠熟練閱讀本專業的外文資料。具有國際視野和跨文化的交流與合作能力。(7)具有綜合運用理論和技術手段設計系統和作業過程的能力,初步具備科學研究、科技創新能力。(8)掌握運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法,具有資料收集和新知識獲取能力。
四、培養方案設計
1.培養方向的確定。行業的高速發展,新知識新技術的不斷涌現,現場對畢業學生的綜合素質提出了較高的要求。因此,將我校交通工程專業培養目標定位為“厚基礎、寬口徑、高能力”人才培養,定位為“技術與管理人才”和“復合型”人才培養,以適應就業和評估認證的要求。交通工程專業要為交通運輸業培養適合社會經濟發展的人才;根據我校的軌道交通特色,交通工程專業設置兩個方向:道路交通工程方向和城市軌道交通方向。道路交通工程方向是傳統的交通工程方向,主要面對道路設計與建設和道路維護等領域;城市軌道交通方向體現辦學特色,主要面對軌道交通線路運營與管理、維護等領域。
2.大學生基本能力的保障課程。對于大學生基本素質和創新的理論基礎通過培養方案中的通識教育課程提供。世界觀與價值觀的認知通過馬哲系列課程來理清,對外交流能力通過外語系列的課程來提升,科學邏輯思維通過數理系列的課程形成,健康的體魄由體育系列的課程來保障,工程基本技能由力學系列、電學系列、制圖系列和計算機系列課程來奠定基礎,初步管理能力由經管系列課程提供概念,人文素質課程由綜合素質系列課程來培養。
3.專業基礎課程體系。交通工程專業的“5E”特色體現了解決交通問題是一個系統工程,應從人、車、路、環境等方面的相互關系出發,進行協調發展研究,才能保證交通的安全、綠色與高效。因此在專業基礎課程主要著眼于打基礎、培養全局觀,從培養綜合解決問題能力和解決復雜工程問題能力的角度出發,設置了管理運籌學、交通系統工程、交通工程總論、城市軌道交通、城市總體規劃原理、交通規劃、道路勘測設計、交通管理與控制、交通設計、交通安全、交通分析、交通檢測技術、交通系統仿真、智能運輸系統、交通管理信息系統等課程。
4.少學時下特色課程設置。目前培養方案的特色是降低總學分,減少教學時,將傳統的教師“教”變為學生“學”。在這樣的情況下,專業特色課程的設置必須將方向中基礎知識融入有限的學時中,高效地達到學習成果。城市軌道交通方向:課程設置主要以軌道交通運營與維護為主,設置運營組織與管理、工務管理、機電設備、運行控制、公共交通規劃、運輸樞紐規劃與設計等課程。道路交通工程方向:課程設置主要以道路規劃設計與建設為主,開設土質學與土力學、結構力學、混凝土結構設計原理、路基路面工程、橋梁與隧道工程、建筑材料、土木施工、項目管理等課程。
5.實踐能力的培養。從成果導向教育理念出發,實踐能力將是培養目標的最終表現形式。而目前的大學生普遍缺乏實踐能力和創新能力,因此在培養方案中增加實踐環節的比重,采用課程實驗―工程實訓―認識實習―課程設計―生產實習―專業實訓―畢業設計等環節逐級提高學生動手能力和實踐能力。從課程某一理論驗證與應用,到某一專業技能的強化進而提高解決復雜工程問題的能力。
五、教學過程和持續改進
1.教學過程。根據成果導向教育理念,將學習過程的主體改為“學生”,以“學”為主。據北京工業大學的調查顯示,結合項目進行實踐活動能夠有效提高學生的專業實踐能力。在生產實習、課程設計和畢業設計教學過程中,結合項目進行實地訓練,鼓勵學生深入企業,自選題目。將理論與現場實踐結合起來,要求學生使用計算機通用軟件和專用軟件,強化文案表達和自動化辦公能力,強化專業基本技能和學生的獨立解決問題的能力,培養學生創新能力。
2.質量評價與持續改進。開展學習成果評價改革,改變一張卷定終身的模式,注重學習過程質量和專業技能的考核,針對課程所支撐的能力,可以采用測驗、討論、小論文或是小案例分析等形式輔助考核。理論課程、實踐環節都要進行教學總結,針對學生能力達成程度和影響因素進行分析,找到切實改進措施,進行持續改進,以逐級達到學生的最終成果。
應用成果導向理念進行培養模式改革,是應用型人才教育理念的基本體現,是發揮學生主動性和提高教學質量的有效途徑。但在目前大學教育低頭族、曠課族涌現的情況下,要讓學生主動學習,還需在教育教學過程中進行教學藝術的研究。實踐能力提高的最好的方式是去企業實踐,因而探討校企聯合是以后提高實踐能力的主要研究方向。
長株潭城市群具備獨特的發展條件以及優勢和潛力。一是自然生態和資源條件良好;二是城際和對外交通日益便捷,高速公路、鐵路、航運等立體交通網絡不斷完善;三是科研實力雄厚,擁有袁隆平、盧光等多名國家兩院院士,雜交水稻、人類干細胞、復合材料等技術國際領先;四是產業基礎良好,是國家老工業基地,是六大國家綜合性高技術產業基地之一,工程機械、軌道交通、有色金屬等先進制造業以及廣播影視、出版、動漫等服務業在全國具有較大影響。
作為古代四大書院之一――岳麓書院的所在地,該區域的高等教育水平在全國名列前茅。在數量上看有本科院校14所,涵蓋綜合、財經、師范、醫藥、理工、農林等多個類型;從質量上看,有中南大學、湖南大學、湖南師范大學、國防科學技術大學等四所“985”或“211”院校,而湘潭大學、湖南農業大學、長沙理工大學、湖南工程學院也各具特色。這些大學每年都為國家輸送大量專業人才,是湖南乃至中部地區崛起的“引擎”。
說到大學,岳麓書院現在的繼承者――湖南大學自然不能不提。在經歷了湖南高等學堂、省立湖南大學、國立湖南大學、湖南大學、中南土木建筑學院等時期之后,如今的湖南大學是一所理科基礎堅實、工科實力雄厚、人文學科獨具濃厚文化背景、經濟管理學科富有特色的綜合性全國重點大學,作為國家“211工程”和“985工程”立項重點建設大學,湖南大學在機械工程和土木工程方面的有著傲人的成績,汽車車身先進設計制造國家重點實驗室、車輛與交通安全先進理論和關鍵技術研究創新引智基地、建筑安全與節能教育部重點實驗室等科研機構的建立,使得湖大有著機械四小龍的美稱。被譽為“千年學府,百年名校”。
長株潭城市群作為中部地區的交通樞紐,京九線、京廣線、湘黔線、武廣線經此而過,319、320、107、106國道也在此交匯,湘江更是把三市串成一體。在如此發達的交通線上,讓中南大學、長沙理工大學兩所交通方面享有很高贊譽的明星院校格外耀眼。繼承前身長沙鐵道學院的中南大學在不僅在高速鐵路建造技術、重載鐵路工程結構、軌道交通安全等方面有很深造詣,還與鐵道部共建高速列車研究中心,是我國軌道交通方面的一塊瑰寶。長沙理工大學作為原國家交通部所屬的長沙交通學院的“今身”,名聲雖然不及中南大學響亮,但也沿襲了“前世”在交通運輸工程、道路與鐵道工程方面的優勢。
而得天獨厚的地理優勢使得長株潭的大學在資源方面的研究一直處在全國領先水平。湖南科技大學作為原煤炭部在南方的唯一一所本科院校,在采礦、煤炭等方面的優勢明顯;長沙理工大學合并前的另一半――長沙電力學院,在水力發電方面的研究技高一籌;中南大學在礦業工程、有色金屬冶金則擁有國家級重點學科。
1.1立足于大交通概念下土木工程檢測技術新的人才培養方案
隨著國民經濟的迅速發展,我國交通運輸體系的作用越來越重要,尤其是改革開放后交通運輸部的成立,對大交通概念下的土木工程檢測技術人才培養方案提出更高、更明確的要求。本專業培養掌握一定的土木工程基本知識和檢測技能,具有較強的實踐動手能力,具有良好職業道德的土木工程質量檢測領域高等技術應用型人才。主要面向工程檢測單位、各級工程質量監督管理部門等企事業單位就業,從事路基、路面、橋梁、隧道、機場、水運等工程的試驗與檢測、質量檢驗評定工作,也可面向大中型施工單位、設計單位或監理單位從事工程設計或管理工作。主要課程有公路施工技術、橋涵施工技術、路基路面試驗檢測技術、橋涵工程試驗檢測技術、隧道工程試驗檢測技術、工程測量、公路施工組織與概預算、道路建筑材料、檢測儀器及設備等。具體的工作崗位或部門為:工程試驗檢測、工程施工、公路測設、工程養護維修、工程管理等。本專業人才培養規格為:具有識讀和繪制工程結構設計圖的能力;具有公路與橋涵勘測、施工放樣和竣工測量的能力,達到中級測量工以上水平;具有土木工程試驗檢測的能力,達到中級試驗工以上水平;具有從事道路與橋涵工程施工與管理的能力,達到中級施工員的技術要求;具有編制公路工程估算、概算、預算的能力;具有良好的職業道德和社會責任感,具備處理和協調正常事務的能力。培養具有綜合職業能力的職業人:首先,應具備基本素質與能力,包括邏輯推理和數學應用能力、語言文字和口頭表達能力、計算機常用辦公軟件能力、良好的人際溝通能力、團結協作精神及良好的心理素質等。其次,應具備基本的職業知識與能力,能夠運用所學知識與技能,分析解決現場施工技術問題,具有從事道路、橋梁、水運、機場道面、隧道工程試驗檢測的能力。再次,應具備較強的職業拓展能力,具有一定的創業能力、技術改造和技術開發的能力、施工與組織管理等方面的基本技術與管理方法和公路養護的多專業技能。
1.2立足于本院土木工程檢測技術專業的辦學歷程及社會聲譽
1997年,本院開始設置公路工程試驗檢測專業;2004年,按照教育部相關文件,本專業統一更名為道路橋梁工程技術專業(試驗與檢測方向);2008年更名為土木工程檢測技術專業,該專業歷經十五年的辦學歷程,已積累了一定的教育教學經驗和人才培養方案。除了土木工程檢測技術專業之外,土木工程系現有道路橋梁工程技術、市政工程技術、工程造價、公路監理、港口工程技術、地下工程與隧道工程技術(橋梁與隧道工程方向)、高等級公路維護與管理、鐵路工程技術等九個專業,形成較全面的、立體化的、高職高專層面的土木工程專業人才培養體系。其中道路橋梁工程技術被教育部列為國家級教學改革試點專業,土木工程檢測專業作為安徽省教育廳2008年批準的重點建設的省級特色專業。以本院土木工程實驗實訓中心為依托,建設土木工程檢測特色專業具有有利的先決條件。該中心現有專職教師29人,中、高級職稱比例55.5%,雙師比例95%,外聘兼職實訓指導教師34人,均具有中級以上職稱,他們分別來自施工一線、工程管理、檢測公司等相關部門。現已形成一支素質優良結構合理相對穩定“雙師型”素質、技術水平高、業務能力強、專業齊全的專職教師、業務骨干教師、學科帶頭人、省內知名專家、專兼結合的教師團隊,本院土木工程檢測技術專業建設具有堅實的基礎和良好的發展前景。本院堅持“立通,服務行業,面向社會”的辦學定位,緊緊圍繞行業和區域經濟的發展推進專業建設和改革,精心打造“安徽交通黃埔”品牌,土木工程檢測技術專業培養的學生“能吃苦,下得去,上手快,留得住,后勁足”,畢業生就業質量一直居于省內同類院校前列,在中國路橋工程有限責任公司、中鐵大橋局集團有限公司等大型企業中已經形成了品牌效應,受到了社會各界的肯定和贊譽。
2土木工程檢測技術特色專業教學探索的意義
教學探索是一種有目的、有計劃、主動探索教學實踐過程規律、原則和方法及有關教學中亟待解決的問題的科學研究活動[3]。特色專業是指充分體現學校辦學定位,在教育目標、師資隊伍、課程體系、教學條件和培養質量等方面,具有較高的辦學水平和鮮明的辦學特色,獲得社會認同并具有較高社會聲譽的專業[4]。高職院校的特色專業教學探索,出發點是教學,歸宿是人才的培養、就業的競爭力和未來職業的能力。歸根到底,就是為了適應新的就業形式下用人單位對畢業生人崗匹配的要求,培養社會急需的、動手能力較強的專門技術人員。
2.1理論意義
2.1.1促進專業教學改革與創新
積極探索有效的專業教學方式方法,開展特色專業教學研究,對于鞏固現有專業成就,開拓專業未來發展思路,有著重大而深遠的意義。任何一門專業教學都有其自身的教學規律和教學模式,把握教學規律,構建科學的教學模式,方能實現教學目標、提高教學業績。
2.1.2促進教師的專業發展和學院的發展
使教師成為研究者是促進教師專業發展的一條重要途徑和衡量標準。教師專業化的實現最終都要依靠教師為其本專業的發展作出貢獻。特色專業建設為教師開辟一個廣闊的空間,教師在這個舞臺上將有更多的機會與業界同行交流教研經驗,探討學科前沿,促進其專業化的發展。20世紀80年代中期以來,在美國教育改革中出現了一種教師培養的新形式———專業發展學校。專業發展學校一方面促進教師的專業化,同時促進學校的教育教學及研究能力的發展[5]。
2.2現實意義
從區域背景和人才需求背景看,開展檢測技術特色專業教學探索具有較強的現實意義:根據黨的十七大全面建設小康社會的總體部署,公路交通提供安全、便捷、快速、可靠的保障,以滿足將資源與市場、生產分工與合作緊密聯系的要求,全國公路交通建設將保持良好發展勢頭。安徽地處華東腹地,扼華中而東西,向來為東南沿海通往中西部的交通要塞。公路交通運輸是我國重要的支柱產業,是國民經濟發展的基礎,“十二五”期間,全省交通建設總投資3200億元。其中,鐵路1400億元(含城市軌道交通200億元),公路1300億元(含高速公路850億元),航道、港口200億元,民航50億元,管道80億元,綜合交通樞紐170億元[6]。巨大的交通基礎設施投資,急需大量建設人才,實行學歷證書和多種職業技能資格證書并重的教育模式,畢業與上崗“零距離”,樹立培養滿足社會“急用”、上崗“實用”的新型人才觀、以適應具體崗位及崗位群的能力結構需求的“綜合崗位能力為核心,綜合素質為基礎”的質量觀和以人為本的教學觀。根據畢業生跟蹤調查和行業人才需求調查,今后幾年土木工程檢測技術專業人才需求將呈上升趨勢。近年來,土木工程檢測專業人才緊缺,施工單位、檢測單位、監理單位等都需要相當數量的土木工程檢測專業人才,在畢業生招聘會上,出現明顯的供不應求現象。該特色專業建設目標是將現有的橋梁、隧道、機場、道路等的檢測技術向港口、航道、船閘檢測技術方向拓展,培養的人才在全省交通系統形成“水陸兩棲”、一專多能的試驗檢測技能型人才,從而形成安徽交通職業技術學院土木工程檢測技術專業的特色,使該專業在本地區達到領先水平,為其他高校同類專業的建設與改革起到示范和帶動作用。
3本院土木工程檢測技術特色專業建設的成就
3.1形成“模塊化”特色教學
就目前而言,“模塊化”教學已經不是一個新鮮名詞,在教學改革的呼聲中被廣泛應用于教學領域中。但相對于傳統的土木工程檢測技術專業來說,尤其是我校的高職教育中,一直沿用傳統的分課程、分章節教學模式。“模塊化”教學概念一旦進入檢測專業教學領域中,必定會引起新的教學思維和突破。將檢測技術專業教學內容劃分為以下幾大模塊:基礎知識模塊、土木工程建筑材料試驗模塊、橋梁與隧道結構檢測模塊、公路、市政、機場道路現場檢測模塊和港口、航道與船閘結構檢測模塊。每個模塊實行導師負責制,全面負責該模塊的教學與學生考評。
3.2打造精英教學團隊
優秀的教學團隊是教學改革與建設的帶頭人和開拓者,組建一支創新能力強、協作意識強、知識資源強的教學團隊,方能切實提高本專業的教育教學質量。本院把對土木工程檢測技術特色專業教學團隊的建設,最終落實為對教師的培育培養上:一是加強青年骨干教師的培育培養,在學歷進修、科研經費、職稱評審上都有一定的傾斜和照顧。積極鼓勵支持青年教師撰寫學術論文,申報科研項目,參加學術會議,以科研促進教學,切實提高檢測技術專業實驗研究能力和學術水平。所有青年教師都要努力做到“科學研究”和“教學實踐”兩條腿走路。二是加強“雙師”型教師的培育培養,“雙師”型人才是特色專業發展的靈魂,委派教師到企業進修學習,引進優秀的企業人才到學校任教。在本院土木工程檢測技術特色專業建設中,有計劃地選派5名教師走向生產一線鍛煉。三是加強學科帶頭人的培育培養,選拔檢測專業帶頭人1名,制定專業帶頭人培養方案。輸送2名培養對象到職業教育發達地區參加精品課程建設的培訓與學習。建設結構科學合理的教學梯隊,具體表現在年齡、教齡、學歷、專業、職稱等方面做到科學合理。只有化解這些結構性矛盾,才能突破制約專業發展的瓶頸,向更高、更寬的平臺發展。
3.3完善成熟的實訓條件
檢測技術專業是實踐性非常強的專業,注重對學生動手能力、操作能力的培養。在“模塊化”理論教學的基礎上,積極探索實踐教學。實踐教學環節包括:實驗教學、實訓、專項培訓、頂崗實習等。具體有:道路建筑材料綜合實訓、測量綜合實訓、公路工程認知實習、結構設計原理課程設計、橋梁工程認知實習、水運工程質量檢測實訓、機場道面試驗檢測實訓、隧道工程試驗檢測實訓、橋涵工程試驗檢測技術專項培訓、路基路面試驗檢測技術專項培訓、頂崗實習(畢業設計)前期工作、畢業頂崗實習、畢業設計(論文)及畢業答辯。擁有專用實訓基地建筑面積5200平米、具有真實或模擬現場的專用實訓場所10000多平米。建有工程測量、檢測、力學、水泥、水泥混凝土、瀝青、瀝青混合料、集料、工程地質、建筑結構、工程CAD、勘測設計等實訓室;同時擁有安徽交院工程試驗檢測有限公司、安徽交院公路工程監理咨詢有限公司、安徽交院公路設計事務所3個校內綜合實訓基地。通過多年加大投入,擴建場地,現已基本建成實驗實訓設備先進,融教學、生產、科研、培訓、技能鑒定“五位一體”的開放式綜合實驗實訓中心,2007年被交通運輸部行業技能鑒定中心確定為安徽“交通行業技能鑒定站”。而且是安徽省交通系統唯一的試驗檢測技術培訓基地。建設具有校企深度融合特色、以職業能力培養為核心的穩定的校外實習基地,新建緊密型校外實訓基地38個;建立健全校企合作的校內外實習實訓基地管理體制和運行機制,保障實訓基地健康可持續發展。
3.4提升較強的社會服務能力
本著“立通、服務社會、互動雙贏”的原則,本院檢測技術特色專業建設,始終以服務行業,服務社會為宗旨,積極服務地方交通建設。利用學院的優質教學資源,通過參與生產、項目咨詢、技術開發、職業培訓、技能鑒定等方式,實現“教育資源社會化”,增強學院社會服務能力,把學院建成安徽交通行業的高素質高級技能型專門人才培養基地、技術開發和咨詢服務基地、干部和職工繼續教育基地、職業技能培訓鑒定基地和安徽高職教育的“雙師素質”培訓基地。本院受安徽省交通廳工程質量監督站委托,長期舉辦全省試驗檢測人員培訓班,為我省交通建設一線培訓了大批試驗檢測技術人員。
4結束語
在參與土木工程檢測技術特色專業教學改革的過程中,深有以下幾點體會和感受:
4.1特色專業建設是一項集體工程,是一項團隊成果需要凝聚團隊的向心力,發揮團隊的集體智慧,團隊成員協商分工,尤其在校本教材的編寫上,充分體現合作的重要性。專業教師各有所長,搭建能夠讓教師充分施展才能的平臺,激勵更多的優秀教師發揮聰明才智,采取相應的激勵機制提高大家工作的積極性和主動性。另外,還要開拓思路,注意多專業的結合,檢測技術專業與土建其他專業的密切結合。
4.2特色專業教學探索要量力而行、切實可行結合本院的客觀實際及檢測專業建設現有狀況,采用恰當適合的方式方法,因地適宜、因材施教開展教學研究。每一屆學生、每個班級學生的基礎和素質都參差不齊,因此,教學目標的制定不能整體劃一,要量體裁衣,因人而異,符合高職高專學生的實際、符合本院學生的實際。教學目標盡量細化、具體化,講究針對性、實用性。適當把握教學難度,既能夠給學生造成一定的學習壓力,又能夠激發學生學習的興趣與熱情。這個“度”的把握實屬不易,需要教師運用智慧,結合教學實踐用心體會與揣摩。
城市交通規劃面臨的一切問題起源于三個基本因素:人口劇增、城市化加謎與出行方式機動化。為此,規劃者們必須在各種可能的決策方向之問慎重取舍。國外專業雜志《世界城市化展望》2004年載文指出,全世界人口從1950的25億左右增長到2000年60多億,只用了半個世紀的時間,預計再過30年將達到80億以上。作為世界最大的發展中國家,中國改革開放二十多年來的社會經濟發展帶動了1億3千萬農村人口流入城市,一般城市居民的交通出行方式也在過去二十多年里發生了根本性的變化。城市出行方式機動化日益加速,造成了今日中國主要大中城市里司空見慣的“出門難行路難”問題。專業人士稱之為嚴重的城市道路交通擁擠。
一般而言,城市交通方式大致可分為步行、自行車、摩托助動車、小汽車與公共交通國內外的城市交通基本上都經歷過從步行、自行車到摩托、小汽車大體相同的發展過程。但是,當人類普遍進入小汽車時代后,美國和歐洲選擇了不同的交通方式和城市形態。美國以小汽車為主要交通工具,城市多數呈現分散、蔓延的形態。歐洲大陸則十分重視公交、特別是軌道交通,大城市通過軌道交通將市中心、近郊生活就業區與遠郊衛星城鎮連結起來,形成多中心的城市形態[1]。軌道交通系統的誕生,使城市的發展從中心聚集型向離心分散型轉變成為可能,也因此造就了城市中心的“職住分離”現象。應該承認,私人小汽車和軌道交通是目前發達國家城市中具有代表性的兩種交通方式,分別突出地體現著更優的生活質量與更高的運輸效率。改革開放前,這兩種交通方式在我國大城市中的數量少到幾乎可以忽視不計的程度,近年來,它們已分別邁出了從無到有的第一步,表現_出強大的生命力。
城市的功能和社會活動的多樣化是大城市的基本特征,由此決定了大城市的交通需求必然是多種多樣的,人們可選擇的出行方式也應該是多種多樣的,并且所有的出行方式都可以在各自適用的范圍內發揮出最大優勢口[2]。我國的城市交通機動化正處于起步狀態,自行車等非機動車仍是目前大部分城市中居民出行的主導方式。隨著社會經濟持續、快速增長與人民物質文化水平不斷提高,建立多層次、立體型多元化的交通體系,是我國數量迅速增長的大城市的唯一發展方向。在此目標之下,科學規劃的軌道交通理論上提供了最大限度滿足可持續發展要求的可能性。
城市交通擁擠現狀,決定了各級政府部門在宏觀決策過程中,理當重點考慮規劃在環境系統、資源系統、社會系統等多方面具有可持續發展優勢的城市軌道交通公共交通系統[3],這方面國內刊物近來論著頗多,本文不欲在此重復贅述。以下謹從技術與經濟的角度,探討進一步解決軌道交通建設面臨的一些具體問題,加速走向它的現實可行性。
2軌道交通需重視與城市公交系統的和諧
一般而言,軌道交通規劃工作的核心內容是要充分實現路線選址與轉乘配套兩者的最優化,與現有的公交系統在各個環節上達到最大限度的互相補充協調運作。
首先,城市軌道交通是一項涉及面廣泛復雜、需要許多專業協調配合的大型系統工程,必須與城市建設發展中長期規劃密切結合起來進行。作為城市規劃的有機構成部分,軌道交通的規劃與整個城市交通的線網規劃實為一體。為了避免客流稀少,線路走向應盡可能合理,否則,小客流低運量必然導致軌道交通無法發揮預期的骨干作用。總之,結合城市的總體客運需求合理規劃布局,是保證城市軌道交通主導地位的必要條件。當然,這種合理布局要充分考慮不同城市的用地空間總體規劃。北京地鐵線明顯采用了沿城市道路走向布局的方式,軌道交通網絡形態與市區道路棋盤式格局高度一致,恰恰體現了保護北京古城的特殊要求。這方面類似的例子,還有南京地鐵1號線采用高架方式從中華門附近跨越古城,也充分考慮了地下車站與周圍環境、高架線路與地面景觀的協調需要。
其次,在以軌道交通為主導編制城市公交綜合規劃時,要十分注意加強交通換乘樞紐的建設,將軌道交通與現有的常規公交體系統一安排、有序調整,保證輕軌、地鐵等軌道交通與城市公共汽車、出租車、輪渡等多種交通工具的方便轉接,以及與機場、火車站、港口等其他運輸場所的順利銜接。前文所舉的歐洲發達國家的大城市,面對小汽車交通的沖擊,紛紛尋求一種新的交通發展模式,在通向郊區的沿線地鐵站大量修建小汽車停車場,引導小汽車乘客換乘后進入中心城區,使軌道交通的大運量優勢得以發揮。國內方面新近建成的上海火車南站,則成功地將鐵路與兩條城市軌道交通與幾十路近、遠郊公交汽車線的零距離換乘需要融入規劃設計中,成為一個值得學習借鑒的樣本。
最后,我們不能不充分注意軌道交通與整合改善城市常規公交之間的互動關系。世界上絕大多數國家的軌道交通都是在既有城市公交體系形成后逐漸發展起來的。在未來相當長一段時間內,公共汽車/電車仍將是人們出行使用較廣泛的交通工具之一。根據我國許多城市目前的經濟發展水平與人口規模及交通總量需求,常規公交的整體地位短期內變化不大。但是,常規公交系統效率低下的現狀應該在逐步發展軌道交通的過程中加以綜合整治與改善。除了科學制訂線網布局,修建港灣式停靠站臺,合理編制車輛運行圖,建設服務查詢顯示信息系統等具體措施外,從規劃立法角度保障公交的道路優先使用權的思路也有待于細化落實。
近來,在軌道與公套發展背景如何建設大容量快速公交系統(BRT)引起了專業規劃人員的高度關注。BRT是一種利用現代化大容量專用車輛、在專用道路空間快速行駛的一種公交方式。它具有接近軌道交通的運力與快捷,建造和運營成本又相對低廉,而且很大程度上可以利用改造提升現有的城市公交道路系統,在某些人口規模不是很大的城市中甚至可以考慮作為軌道交通的替代方式。
2003年國務院81號文件出臺后,國內許多城市馬上把發展BRT項目推到了緩解城市交通擁堵的前臺。北京市新近編制的中心城區公共汽/電車廠線網規劃中包含了18條BRT線路,總長約300多km,在強調機動性與可達性高度協調的前提下,首次將BRT作為一個功能層次融人公交線網整體結構中。此外,昆明市在園藝世博會期間開通的國內首條位于道路中央的公交專用道,即將升級為規范的現代BRT系統。杭州根據城市發展模式與空間功能布局制訂的中遠期公交規劃,也確立以軌道與BRT為骨干,東西走向穿城而過的首條28kmBRT今年已基本開通。3軌道交通應解決低成本建造運營問題
作為城市中最大的基礎建設項目之一的城市軌道交通投資巨大,京、滬、穗前幾年修建地鐵的綜合造價平均每千米超過了6億元人民幣。顯然,大多數國內城市的經濟能力很難承受起如此高昂的成本。因此,不解決軌道交通的造價問題,城市軌道交通難以實現。綜合考慮軌道交通的建造與運營費用,筆者以為解決成本問題擬應圍繞以下三個方面認真思考。
3.1軌道交通的用地空間應體現預留漸進原則
一般軌道交通建設成本中,包括拆遷費用在內的占用土地成本是其中不可忽視的一個組成部分,并不因為某些國家無償劃撥方式而改變它的社會成本性質。為了降低這方面的成本,許多城市在已經完成的公交總體規劃中,都為軌道交通的線路場站建設預留了用地空間。然而,線路建設的具體時機取決于城市發展的不同進程,某些線路的客流形成需要一個長期漸進的過程。
因此,如何既能適應逐漸增長的客流需要,又能合理有效地利用預留土地空間,是低成本發展軌道交通中必須慎重規劃考慮的現實問題。在巴西的大多數城市里,市政當局大都在軌道交通近期沒有開發的走廊上發展前文介紹的快速公交,將BRT專用道建在道路中央,初衷就是為了降低軌道交通項目的初期投資與運營費用[4]。實際上,北京2005年全線通車的第一條BRT線路,正是敷設在預留的M8軌交走廊上,完全滿足了近期單向8000人次/h的客流需求。
經濟合理地使用土地空間,不僅需要作為城市規劃中發展軌道交通的指導原則加以確立,更應當具體落實在軌道交通系統工程的每一個子項目的設計圖紙上。根據《上海市城市總體規劃1999—2020》,到2020年將建成800km左右軌道交通線,如果全都繼續采取目前的集中供電模式,屆時僅該項子系統就需建造50多座主變電所。
暫且不論一座主變電所動轍上億元的巨額投資,僅建造變電所及電纜通道所需占用消耗的土地資源就將十分驚人。有鑒于此,最近上海相關部門已組織專家進行優化方案論證,將2020年前全網18條線路原先計劃建造的51座主變電所減少為39座,更可節約投資10億元人民幣以上。
3.2軌道交通的建造模式要體現經濟合理原則
世界城市軌道交通近百年的歷史展現了豐富多彩的發展模式,為我們提供了地鐵輕軌、導軌、有軌電車、郊區鐵路、磁懸浮等多種選擇模式,線型電機牽引系統則被公認為最有發展前途的一種在我國百萬以上人口的城市中,因地制宜地利用現有條件低成本發展軌道交通,已有了一些成功的經驗。上海的明珠輕軌一期有3/4長度是改造利用原先的鐵路內環線,這對武漢等其他一些存在廢棄或利用率很低的鐵路既有線路城市,不啻是一種有益的啟發與示范。另外,東北沈陽、長春、哈爾濱等城市,還存有部分有軌電車線路[5],在此基礎上統一規劃發展現代軌道交通,應該也能夠達到節省一部分費用成本的目的。
其實,國內城市軌道交通建設成本居高不下的原因之一,還在于脫離國情片面追求豪華檔次。表現在規劃設計上就是大量采用類似于公共汽車系統的高線網密度、小站間距、低負荷強度。需知,軌道交通本質上屬于快速大量運送中長距離乘客的交通工具,依靠其他交通工具為它輸送客源,達到大運量高負荷。由于低線網密度、大站間距模式能夠明顯提高運行速度、縮短旅行時間,所以不但可以降低工程造價,而且還可以降低運行成本。正因為如此,將BRT系統規劃為軌道交通線路兩端的延伸段,或選擇“軌交+BRT”的混合網絡模式,都有助于達到適當降低軌道線網敷設密度的低成本目標。
另外,國內軌道交通運營成本高的部分原因,還與計劃經濟遺留下的傳統思維方式與條塊分割的管理模式密切相關。直到今天,許多城市在申請軌道交通立項時,每條線路都規劃有獨立使用的車輛段、控制中心、主要變電站,這套小而全的空間與管理體系必然造成資源的極大浪費。在軌道交通十分發達的日本,高速交通營團運營管轄著8條線路總長183.2km,但是所屬16個車站統共只設置了1座綜合控制中心。反觀國內,即使在資源共享程度較高的上海地鐵系統,已建和待建的控制中心仍有8座,另加1座軌道交通運營協調及應急中心。
3.3軌道交通的管理配套要體現因地制宜原則
如前所述,城市軌道交通的規劃不應盲目追求高標準,該建地面、高架的絕不鉆入地下、該建輕軌的絕不建地鐵,因為后者的造價往往是前者的3倍以上。此外,對地鐵建設成本影響甚大的土建工程中,其地下車站底板的埋置深度與車站建筑高度是決定造價大小的兩個關鍵因素。因此,合理設計基坑深度與車站建筑高度對降低總成本的意義,無論如何也不應低估。
如果說軌交模式、建造標準的選擇較多地影響到土建工程造價部分,軌道工。程總造價的另外一半(45%~50%)則取決于技術裝備等硬件的建設、購置、安裝費用。以地鐵車輛為例,目前國產價格僅為進口產品的1/2~1/4。因此,降低成本費用的關鍵之一,是提高構成技術裝備主要部分的車輛、牽引、供電、信號的國產化水平。這方面,較晚竣工投入使用的南京地鐵為我們提供了很有說服力的例證。據有關雜志介紹,該項目通過車輛項目的合同談判與國產化方案的慎密調整,大大減少了進口部件和材料,降低了進口設備的國際運輸成本,在成功實現70國產化率的情況下,車輛項目合同價從最初的每輛約135萬美元降低到116.5萬美元,與設計概算相比節約投資4000多萬人民幣。
當然,軌道交通總體上屬于公共產品領域,單純的票務收入遠遠不足以償付開通后的日常性運營支出,中長期的財務收支平衡對世界各國都是一個需要艱難應對的挑戰。筆者了解到的香港地鐵總收入中,票務收入約占60,其余409,6中廣告與物業管理各占一半[6],這一香港較為成功的地鐵和物業綜合發展經營模式,今年初已通過成立合營公司引入北京地鐵4號線的管理,各方都期待著它能為國內軌道交通建設運營展示一種令人鼓舞的前景。
8月3日至7日券商集中推薦的股票前四名為:蘇交科、萬科A、美的集團、衛士通,這四家公司均為績優股或概念股,投資者可給予適當關注。由于目前市場熱點處于隨機無序狀態,建議投資者短期還是控制倉位,不宜在這個時候急躁冒進,等待市場量能有效放大之后再選擇大量進場。
券商薦股
蘇交科(300284.SZ)
有9家券商看好公司,公司主營交通工程咨詢與工程承包業務,主要提供交通項目前期咨詢及科研,道路、橋梁、鐵路與軌道交通、巖土與隧道工程、水運工程與市政工程的勘察、設計、咨詢、試驗檢測、監理、相關技術服務,工程總承包及其他承包業務等服務,為交通工程提供綜合解決方案。2015年上半年,公司實現營業收入87375.22萬元,同比增長33.33%。在國家推行“一帶一路”、京津冀一體化、長江經濟帶等重大發展戰略的背景下,公司于2014年以來相繼收購了廈門市政院、淮交院、中鐵瑞威、英諾偉霆等設計院(公司)。
萬科A(000002.SZ)
有9家券商看好公司,公司為專業化房地產公司,主要產品為商品住宅。公司公告2015年7月銷售數據,7月實現銷售金額238.5億元,銷售面積181.5萬平方米;1-7月累計實現銷售金額1338.1億元,銷售面積1084.1萬平方米。在上半年銷售破千億的同時,單月的銷售業績同樣靚麗。6月份252億元的銷售額是公司2014年1月以來的最好水平,從銷售均價來看,萬科6月份的單月銷售均價達到 12885元/平方米,與2014年同期相比上漲達到12.66%,并創下年內新高。預計下半年市場成交仍將受益于行業政策環境友好,萬科下半年銷售也將保持領先。
美的集團(000333.SZ)
有6家券商看好公司,公司以家電產業為主,涉足電機、物流等領域,旗下分為四大業務板塊,分別為大家電、小家電、電機及物流。8月5日晚,公司公告稱,公司與安川電機(中國)有限公司合作成立兩家機器人合資公司,布局機器人產業。公司高層表示,家電業務仍然是美的集團最核心、最根本的業務,機器人戰略是美的“雙智”戰略(智慧家居+智能制造)的延伸和拓展,是美的積極開辟第二跑道的重要舉措,未來美的將努力從傳統家電企業向擁有互聯網思維的智能硬件公司轉型。
關鍵詞:可持續發展;城市規劃;軌道交通;建造運營成本
作為文明歷史發展中的嶄新時代,城市的誕生宣告了人類生存方式的徹底變革,也由此開創了城市建設與規劃的初始形態。今天,伴隨全球化的大潮,中國正經歷著前所未有人口遷移與國土城市化過程,充滿中國特色的城市規劃實踐,越來越體現出面向未來可持續發展的先進理念。交通是現代城市規劃中一個不可或缺的方面,對于中國這樣一個各方面處于跳躍式發展的人口大國,科學地制定切合實際又具有前瞻性的城市交通規劃,意義尤其重大深遠。
本文以當前城市化加速背景下城市交通規劃面臨的重大選擇作為切入點,對如何解決軌道交通與現存城市公交系統的協調發展,特別是如何經濟、優化地建造與運營城市軌道交通,提出自己的看法與建議。
1 軌道交通是我國城市交通規劃的重大選擇
城市交通規劃面臨的一切問題起源于三個基本因素:人口劇增、城市化加謎與出行方式機動化。為此,規劃者們必須在各種可能的決策方向之問慎重取舍。國外專業雜志《世界城市化展望》2004年載文指出,全世界人口從1950的25億左右增長到2000年60多億,只用了半個世紀的時間,預計再過30年將達到80億以上。作為世界最大的發展中國家,中國改革開放二十多年來的社會經濟發展帶動了1億3千萬農村人口流入城市,一般城市居民的交通出行方式也在過去二十多年里發生了根本性的變化。城市出行方式機動化日益加速,造成了今日中國主要大中城市里司空見慣的“出門難行路難”問題。專業人士稱之為嚴重的城市道路交通擁擠。
一般而言,城市交通方式大致可分為步行、自行車、摩托助動車、小汽車與公共交通國內外的城市交通基本上都經歷過從步行、自行車到摩托、小汽車大體相同的發展過程。但是,當人類普遍進入小汽車時代后,美國和歐洲選擇了不同的交通方式和城市形態。美國以小汽車為主要交通工具,城市多數呈現分散、蔓延的形態。歐洲大陸則十分重視公交、特別是軌道交通,大城市通過軌道交通將市中心、近郊生活就業區與遠郊衛星城鎮連結起來,形成多中心的城市形態[1]。軌道交通系統的誕生,使城市的發展從中心聚集型向離心分散型轉變成為可能,也因此造就了城市中心的“職住分離”現象。應該承認,私人小汽車和軌道交通是目前發達國家城市中具有代表性的兩種交通方式,分別突出地體現著更優的生活質量與更高的運輸效率。改革開放前,這兩種交通方式在我國大城市中的數量少到幾乎可以忽視不計的程度,近年來,它們已分別邁出了從無到有的第一步,表現_出強大的生命力。
城市的功能和社會活動的多樣化是大城市的基本特征,由此決定了大城市的交通需求必然是多種多樣的,人們可選擇的出行方式也應該是多種多樣的,并且所有的出行方式都可以在各自適用的范圍內發揮出最大優勢口[2]。我國的城市交通機動化正處于起步狀態,自行車等非機動車仍是目前大部分城市中居民出行的主導方式。隨著社會經濟持續、快速增長與人民物質文化水平不斷提高,建立多層次、立體型多元化的交通體系,是我國數量迅速增長的大城市的唯一發展方向。在此目標之下,科學規劃的軌道交通理論上提供了最大限度滿足可持續發展要求的可能性。
城市交通擁擠現狀,決定了各級政府部門在宏觀決策過程中,理當重點考慮規劃在環境系統、資源系統、社會系統等多方面具有可持續發展優勢的城市軌道交通公共交通系統[3],這方面國內刊物近來論著頗多,本文不欲在此重復贅述。以下謹從技術與經濟的角度,探討進一步解決軌道交通建設面臨的一些具體問題,加速走向它的現實可行性。
2 軌道交通需重視與城市公交系統的和諧
一般而言,軌道交通規劃工作的核心內容是要充分實現路線選址與轉乘配套兩者的最優化,與現有的公交系統在各個環節上達到最大限度的互相補充協調運作。
首先,城市軌道交通是一項涉及面廣泛復雜、需要許多專業協調配合的大型系統工程,必須與城市建設發展中長期規劃密切結合起來進行。作為城市規劃的有機構成部分,軌道交通的規劃與整個城市交通的線網規劃實為一體。為了避免客流稀少,線路走向應盡可能合理,否則,小客流低運量必然導致軌道交通無法發揮預期的骨干作用。總之,結合城市的總體客運需求合理規劃布局,是保證城市軌道交通主導地位的必要條件。當然,這種合理布局要充分考慮不同城市的用地空間總體規劃。北京地鐵線明顯采用了沿城市道路走向布局的方式,軌道交通網絡形態與市區道路棋盤式格局高度一致,恰恰體現了保護北京古城的特殊要求。這方面類似的例子,還有南京地鐵1號線采用高架方式從中華門附近跨越古城,也充分考慮了地下車站與周圍環境、高架線路與地面景觀的協調需要。
其次,在以軌道交通為主導編制城市公交綜合規劃時,要十分注意加強交通換乘樞紐的建設,將軌道交通與現有的常規公交體系統一安排、有序調整,保證輕軌、地鐵等軌道交通與城市公共汽車、出租車、輪渡等多種交通工具的方便轉接,以及與機場、火車站、港口等其他運輸場所的順利銜接。前文所舉的歐洲發達國家的大城市,面對小汽車交通的沖擊,紛紛尋求一種新的交通發展模式,在通向郊區的沿線地鐵站大量修建小汽車停車場,引導小汽車乘客換乘后進入中心城區,使軌道交通的大運量優勢得以發揮。國內方面新近建成的上海火車南站,則成功地將鐵路與兩條城市軌道交通與幾十路近、遠郊公交汽車線的零距離換乘需要融入規劃設計中,成為一個值得學習借鑒的樣本。
最后,我們不能不充分注意軌道交通與整合改善城市常規公交之間的互動關系。世界上絕大多數國家的軌道交通都是在既有城市公交體系形成后逐漸發展起來的。在未來相當長一段時間內,公共汽車/電車仍將是人們出行使用較廣泛的交通工具之一。根據我國許多城市目前的經濟發展水平與人口規模及交通總量需求,常規公交的整體地位短期內變化不大。但是,常規公交系統效率低下的現狀應該在逐步發展軌道交通的過程中加以綜合整治與改善。除了科學制訂線網布局,修建港灣式停靠站臺,合理編制車輛運行圖,建設服務查詢顯示信息系統等具體措施外,從規劃立法角度保障公交的道路優先使用權的思路也有待于細化落實。
近來,在軌道與公套發展背景如何建設大容量快速公交系統(BRT)引起了專業規劃人員的高度關注。BRT是一種利用現代化大容量專用車輛、在專用道路空間快速行駛的一種公交方式。它具有接近軌道交通的運力與快捷,建造和運營成本又相對低廉,而且很大程度上可以利用改造提升現有的城市公交道路系統,在某些人口規模不是很大的城市中甚至可以考慮作為軌道交通的替代方式。
2003年國務院81號文件出臺后,國內許多城市馬上把發展BRT項目推到了緩解城市交通擁堵的前臺。北京市新近編制的中心城區公共汽/電車廠線網規劃中包含了18條BRT線路,總長約300多km,在強調機動性與可達性高度協調的前提下,首次將BRT作為一個功能層次融人公交線網整體結構中。此外,昆明市在園藝世博會期間開通的國內首條位于道路中央的公交專用道,即將升級為規范的現代BRT系統。杭州根據城市發展模式與空間功能布局制訂的中遠期公交規劃,也確立以軌道與BRT為骨干,東西走向穿城而過的首條28 km BRT今年已基本開通。 3 軌道交通應解決低成本建造運營問題
作為城市中最大的基礎建設項目之一的城市軌道交通投資巨大,京、滬、穗前幾年修建地鐵的綜合造價平均每千米超過了6億元人民幣。顯然,大多數國內城市的經濟能力很難承受起如此高昂的成本。因此,不解決軌道交通的造價問題,城市軌道交通難以實現。綜合考慮軌道交通的建造與運營費用,筆者以為解決成本問題擬應圍繞以下三個方面認真思考。
3.1 軌道交通的用地空間應體現預留漸進原則
一般軌道交通建設成本中,包括拆遷費用在內的占用土地成本是其中不可忽視的一個組成部分,并不因為某些國家無償劃撥方式而改變它的社會成本性質。為了降低這方面的成本,許多城市在已經完成的公交總體規劃中,都為軌道交通的線路場站建設預留了用地空間。然而,線路建設的具體時機取決于城市發展的不同進程,某些線路的客流形成需要一個長期漸進的過程。
因此,如何既能適應逐漸增長的客流需要,又能合理有效地利用預留土地空間,是低成本發展軌道交通中必須慎重規劃考慮的現實問題。在巴西的大多數城市里,市政當局大都在軌道交通近期沒有開發的走廊上發展前文介紹的快速公交,將BRT專用道建在道路中央,初衷就是為了降低軌道交通項目的初期投資與運營費用[4]。實際上,北京2005年全線通車的第一條BRT線路,正是敷設在預留的M8軌交走廊上,完全滿足了近期單向8 000人次/h的客流需求。
經濟合理地使用土地空間,不僅需要作為城市規劃中發展軌道交通的指導原則加以確立,更應當具體落實在軌道交通系統工程的每一個子項目的設計圖紙上。根據《上海市城市總體規劃1999—2020》,到2020年將建成800 km左右軌道交通線,如果全都繼續采取目前的集中供電模式,屆時僅該項子系統就需建造50多座主變電所。
暫且不論一座主變電所動轍上億元的巨額投資,僅建造變電所及電纜通道所需占用消耗的土地資源就將十分驚人。有鑒于此,最近上海相關部門已組織專家進行優化方案論證,將2020年前全網18條線路原先計劃建造的51座主變電所減少為39座,更可節約投資10億元人民幣以上。
3.2 軌道交通的建造模式要體現經濟合理原則
世界城市軌道交通近百年的歷史展現了豐富多彩的發展模式,為我們提供了地鐵輕軌、導軌、有軌電車、郊區鐵路、磁懸浮等多種選擇模式,線型電機牽引系統則被公認為最有發展前途的一種在我國百萬以上人口的城市中,因地制宜地利用現有條件低成本發展軌道交通,已有了一些成功的經驗。上海的明珠輕軌一期有3/4長度是改造利用原先的鐵路內環線,這對武漢等其他一些存在廢棄或利用率很低的鐵路既有線路城市,不啻是一種有益的啟發與示范。另外,東北沈陽、長春、哈爾濱等城市,還存有部分有軌電車線路[5],在此基礎上統一規劃發展現代軌道交通,應該也能夠達到節省一部分費用成本的目的。
其實,國內城市軌道交通建設成本居高不下的原因之一,還在于脫離國情片面追求豪華檔次。表現在規劃設計上就是大量采用類似于公共汽車系統的高線網密度、小站間距、低負荷強度。需知,軌道交通本質上屬于快速大量運送中長距離乘客的交通工具,依靠其他交通工具為它輸送客源,達到大運量高負荷。由于低線網密度、大站間距模式能夠明顯提高運行速度、縮短旅行時間,所以不但可以降低工程造價,而且還可以降低運行成本。正因為如此,將BRT系統規劃為軌道交通線路兩端的延伸段,或選擇“軌交+BRT”的混合網絡模式,都有助于達到適當降低軌道線網敷設密度的低成本目標。
另外,國內軌道交通運營成本高的部分原因,還與計劃經濟遺留下的傳統思維方式與條塊分割的管理模式密切相關。直到今天,許多城市在申請軌道交通立項時,每條線路都規劃有獨立使用的車輛段、控制中心、主要變電站,這套小而全的空間與管理體系必然造成資源的極大浪費。在軌道交通十分發達的日本,帝都高速交通營團運營管轄著8條線路總長183.2 km,但是所屬16個車站統共只設置了1座綜合控制中心。反觀國內,即使在資源共享程度較高的上海地鐵系統,已建和待建的控制中心仍有8座,另加1座軌道交通運營協調及應急中心。
3.3 軌道交通的管理配套要體現因地制宜原則
如前所述,城市軌道交通的規劃不應盲目追求高標準,該建地面、高架的絕不鉆入地下、該建輕軌的絕不建地鐵,因為后者的造價往往是前者的3倍以上。此外,對地鐵建設成本影響甚大的土建工程中,其地下車站底板的埋置深度與車站建筑高度是決定造價大小的兩個關鍵因素。因此,合理設計基坑深度與車站建筑高度對降低總成本的意義,無論如何也不應低估。
如果說軌交模式、建造標準的選擇較多地影響到土建工程造價部分,軌道工。程總造價的另外一半(45%~50 %)則取決于技術裝備等硬件的建設、購置、安裝費用。以地鐵車輛為例,目前國產價格僅為進口產品的1/2~1/4。因此,降低成本費用的關鍵之一,是提高構成技術裝備主要部分的車輛、牽引、供電、信號的國產化水平。這方面,較晚竣工投入使用的南京地鐵為我們提供了很有說服力的例證。據有關雜志介紹,該項目通過車輛項目的合同談判與國產化方案的慎密調整,大大減少了進口部件和材料,降低了進口設備的國際運輸成本,在成功實現70 國產化率的情況下,車輛項目合同價從最初的每輛約135萬美元降低到116.5萬美元,與設計概算相比節約投資4 000多萬人民幣。
當然,軌道交通總體上屬于公共產品領域,單純的票務收入遠遠不足以償付開通后的日常性運營支出,中長期的財務收支平衡對世界各國都是一個需要艱難應對的挑戰。筆者了解到的香港地鐵總收入中,票務收入約占60 ,其余40 9,6中廣告與物業管理各占一半[6],這一香港較為成功的地鐵和物業綜合發展經營模式,今年初已通過成立合營公司引入北京地鐵4號線的管理,各方都期待著它能為國內軌道交通建設運營展示一種令人鼓舞的前景。
參考文獻
1 鄒勝勇.面向可持續發展的城市總體交通結構優化[J].交通運輸系統工程與信息,2006,6(2):108.
2 David BAYLISS.世界范圍的城市交通可達性現狀(英文)[J].TRI雜志(交通版),2006(2):17—18.
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4 全永棠,孫壯志.關于BRT與軌道交通的理性思考[J].交通運輸系統工程與信息,2006,6(2):117.
關鍵詞:旅客地道線路加固施工技術受力驗算
1 工程概況
本工程為黎湛線河湛段增建第二線HZ1標段遂溪站K290+3001-6.0×2.6m旅客地道。地道由主洞身、擴建端墻、出入口等部分組成。地道軌下洞身孔徑為6.05×2.65m鋼筋砼箱形框架,通往基本站臺的出入口段為4.0×2.75m單向盡頭式箱形框架與寬度為4.0m的U形槽結構,通往Ⅱ站臺的出入口段為3.0×2.75m單向盡頭式箱形框架與寬度為3.0m的U形槽結構,與主地道的銜接部分墻體作成鋼筋砼異形框架。地道軌下洞身穿越遂溪站正線及站線共計5股道。地道平面布置及斷面見圖1。
圖1地道平面布置及涵身斷面圖
2 施工方案的比選
地道框架施工有兩種方案可選擇。第一種方案是在線路外側設置工作坑,修筑滑板及后背墻,在工作坑將地道框架預制成型,然后采用頂進法施工,兩端出入口采用現澆成型;第二種方案是將線路架空,所有框架均在原位現澆成型。經技術經濟比較,第二種施工方案有如下優勢:①因是原位現澆,不需額外征用工作坑的用地,避免了征地拆遷的費用及諸多事宜;②不用頂進設備,減少了設備投入;③施工簡便,框架質量及線型容易控制;④經過經濟效益比較,相對頂進法施工可減少成本13.8%。最后確定采用第二種方案進行。本文將就線路加固技術及受力驗算進行介紹。
3 施工總體方案及施工方法
3.1 施工總體方案及施工順序安排
軌下框架施工前進行線路加固,架空線路后進行框架的明挖現澆施工。
線路加固采用縱橫抬梁法,Ⅰ、Ⅱ線線路加固結構設計見圖2、圖3。主跨跨度為12m,主跨兩端各設置1個副跨,副跨跨度為8.5m。主跨縱梁兩端支墩采用φ1.5m挖孔樁。副跨外端支墩采用枕木垛。主跨及副跨縱梁均采用4I56b工字鋼。吊軌采用P50軌,1-2扣組合加固,吊軌與木枕采用N1Ф22U形螺栓和扣板連接以增強其整體性。橫梁采用P50軌2-3扣,間距0.9m。橫梁與吊軌之間用N2Ф22U型螺栓和扣板連成整體。
圖2線路加固平面及斷面布置圖
圖3線路加固立面布置圖
根據工程施工順序安排,線路加固及地道施工分為三階段進行:
第一階段:為保證車站各站線的正常使用,不進行封閉站線施工,同時對6道、4道、Ⅱ道、I道、3道線路進行整體加固,線路加固作業完成后,開始施工基本站臺異型框架、擴建端墻及地道主洞身軌下第①節(長6.21m)、第②節(長5.0m)、第③節(長5.0m)、第④節(長5.0m)、第⑤節(長6.21m),施工至第⑤節時封閉遂溪站Ⅱ站臺左側的5道,以確保放坡開挖時5道線路安全。
第二階段:主地道洞身段施工完成后,繼續保持3、6道線路加固,恢復I道、Ⅱ道、4道線路,繼續封閉5道線路,施工地道基本站臺及Ⅱ站臺端部異型框架及擴建端墻。
第三階段:兩側異型框架及擴建端墻施工完成后,繼續保持3、6道線路加固,封閉5道線路,施工Ⅱ站臺出入口段、基本站臺出入口段及地道相關附屬工程,待兩側出入口均完成后,恢復3道、6道線路,恢復5道線路的使用。
3.2線路加固施工方法
1)進行線路加固前先與玉林工務段(設備管理單位)簽訂施工安全協議,對加固地段正線(I、Ⅱ線)進行無縫線路應力放散,并提前申報慢行計劃,將施工點扣軌部分的軌道線路細部找平,若兩側軌道標高有落差則將低側軌道抬高,使兩側軌道在一個水平面上,抬道段兩側各按坡度順接線路。或者利用適當高度的槽鋼組焊接梁、硬木板墊放在工字鋼縱梁與橫抬梁搭接處調平兩側軌道高差,以減少抬道工作量。并于施工前對施工地段進行現場勘察,做好各種光電纜、地下管線的防護工作。
2)根據慢行計劃,利用施工維修天窗將線路加固范圍內的砼枕抽換成木枕,在抽換枕木的同時把木枕連接吊軌的Ф22U型螺栓一起安上(每枕8根)。
3)線路加固采用縱橫抬梁法。主跨跨度為12m;主跨兩端設置2個副跨,副跨跨度為8.5m。主跨縱梁兩端支墩采用φ1.5m挖孔樁,挖孔樁共14個,樁長9m。副跨外端支墩采用枕木垛。人工挖孔樁施工前向南寧鐵路局申請慢行點,先將孔樁位置的兩側線路道床進行支擋加固后再進行人工挖孔樁施工。
4)鋪設縱梁:線路加固主跨縱梁采用4I56b工字鋼支撐在挖孔樁上(在Ⅱ線工字鋼縱梁上加放6片[20槽鋼焊梁以調平軌面落差,見圖4),副跨也采用4I56b工字鋼縱梁。鋪設縱梁時,先鋪設中間孔4I56b工字鋼縱梁,再鋪設兩邊孔4I56b工字鋼縱梁,縱梁自身之間用N4Ф22U型螺栓和扣板連成整體。
圖46片[20槽鋼自身焊接大樣圖
5)鋪設吊軌:吊軌采用P50軌,1-2扣組合加固,吊軌與木枕采用N1Ф22U形螺栓和扣板連接在一起,以增強其整體性。
6)鋪設橫梁:橫梁采用P50軌2-3扣,間距0.9m,中間孔橫梁、邊孔橫梁均用N8Ф25U型螺栓放于4I56b工字鋼縱梁之上,橫梁與吊軌之間用N2Ф22U型螺栓和扣板連成整體。
4 施工注意事項及安全保證措施
1)施工期間列車慢行以限速45km/h通過,并執行“機工聯控”,設置減速信號牌、作業標、減速地點標等防護標志,安排駐站及防護人員做好安全防護工作。
2)由于線路為軌道電路,故在橫梁與基本軌底間設10mm厚絕緣膠墊隔離,以防出現紅光帶影響線路行車安全。
3)加固線路每隔1m布置一根絕緣軌距拉桿以保證線路幾何尺寸。每通過一趟列車,專職安全防護員均要對軌道的水平、方向進行檢查,并作好檢錄。期間加強線路養護并時刻注意觀察線路加固的變化情況。
4)作好安全應急預案,備足木枕、草袋、木樁、移動停車牌、響墩等應急物資。駐站聯絡員加強與現場施工負責人聯系,確保線路行車安全。
5)恢復線路前股道全部滿鋪道碴,等道床基本穩定后先拆除橫抬梁,再拆除吊軌,最后拆除縱梁。在拆除前按需備足道碴和上碴搗固工具。全部拆除后按《工務維修規則》要求全面整修線路達到標準后,方可恢復正常行車。
5 結構檢算
本工程線路加固采用同樣的方法及設計參數。但Ⅱ線在縱梁上加有槽鋼焊梁,其跨度及承受的荷載為本工程最大值。故僅需對Ⅱ線線路加固進行受力驗算即可,受力驗算如下:
5.1 4I56b工字鋼縱梁檢算
I56b工字鋼的慣性矩Ix=68512cm4;截面模量W=2446×10-6m3;容許應力[σ]=170MPa;容許撓度[f]=L/400;彈性模量E=210×109Pa。
因挖孔樁支墩凈間距為10.5m,則將縱梁簡化成跨度為10.5m受均布荷載作用的簡支梁,見圖5。
圖5縱梁荷載圖
1)活載
列車荷載按中-活載計算,并換算成均布荷載,按《鐵路橋涵設計基本規范》查表L=10.5m時,q活=138.78kN/m。
2)附加力
附加力(僅計算制動力或牽引力),按列車活載的10%進行計算:
q附加=138.78×10%=13.88kN/m
3)恒載
①工字鋼束梁自重:q1=115Kg/m×8=9.02kN/m
②[20槽鋼焊梁自重:q2=25.772Kg/m×12=3.03kN/m
③既有線鋼軌自重:q3=60Kg/m×2=1.18kN/m
④1-2扣鋼軌自重:q4=50Kg/m×2×3=2.94kN/m
⑤枕木自重:q5=55Kg/根÷0.9m=0.6kN/m
⑥橫抬梁自重: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。
則單根工字鋼承受均布荷載為:
q=(q活+q附加+q恒)/8=23.37kN/m
Mmax=ql2/8=23.37×10.52/8=322.07kN•m
②強度檢算
σ=Mmax/W=322.07×103÷(2446×10-6)=131.7MPa<[σ]=170MPa
③撓度檢算
fmax=5ql4/384EI=(5×23.37×103×10.54)/(384×210×109×68512×10-8)
=25.7mm<[f]=L/400=26.3mm
從計算結果可得縱梁強度、撓度均滿足要求。
5.2 P50軌2-3扣橫抬梁檢算
橫抬梁采用P50軌2-3扣橫抬線路,P50軌的Ix=2037cm4;W=247cm3;E=210×109Pa;[σ]=170MPa;[f]=L/250。舊軌折減系數取0.9。
荷載取值:中-活載,按單個機車軸重220kN由單束橫抬梁承受。附加力按列車活載10%計算,見圖6。
圖6橫抬梁荷載圖
1)橫梁最大彎矩計算
Mmax=P×(1+10%)/2×a=220÷2×1.5=1.82×105N•m
2)強度檢算
σmax=Mmax/W=1.82×105/(5×247×0.9×10-6)=164MPa<[σ]=170MPa
3)撓度檢算
根據《建筑結構靜力計算手冊》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
從計算結果可得橫梁強度、撓度均滿足要求。
5.3 挖孔樁驗算
對承受上部荷載最大的Ⅱ線處孔樁進行受力驗算,見圖7。圖中R1、R2分別為僅考慮受“中-活載”作用時,孔樁對主跨及副跨縱梁的反作用力。利用影響線圖及查《鐵路橋涵設計基本規范》表中的換算荷載,計算得R1=902.4kN。按受q=92kN/m均布荷載作用,跨度為8.5m的簡支梁進行計算得R2=391kN。
圖7 孔樁受“中-活載”作用示意圖
此外,孔樁支墩還承受主跨及副跨各一半長度(12m+8.5m/2=10.25m)的恒載及活載附加力的作用。活載附加力按列車活載10%計算。則單個支墩承受的全部荷載為:
P樁=[(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孔樁樁身為C25鋼筋砼,中心受壓容許壓應力[σ]=7.6MPa。
樁身截面積A=3.14×(1.5m/2)2=1.766m2
則樁頂壓應力:σ=889.1/1.766=0.5MPa<[σ]=7.6MPa
查路橋施工計算手冊得挖孔樁的容許承載力公式為:
[P]=U∑Liτi/2+λM0A{[σ0]+k2λ2(h-3)}
樁埋深h=3.8m,地質探測顯示孔樁處于粉質粘土層上[σ0]=180kPa
M0取1.0(清底干凈)、k2取2.5、λ取0.7、λ2取14.21kN/m3、τi取80則:
[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>樁頂承受的壓力824.4kN,滿足要求。
6 結束語
進行地道工程施工時,因線路加固方案設計合理,在既不中斷鐵路行車也不影響鐵路既有線行車安全的前提下,進行施工組織及科學管理,最終按業主要求安全、優質完成施工任務,并取了良好的技術經濟效益。希望能對今后相類似工程的施工提供參考經驗。
參 考 文 獻
[1] 國振喜、張樹義•建筑結構靜力計算手冊[M]•北京:機械工業出版社,2009,01。
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【關鍵詞】超前支護;大管棚;跟管鉆進;指導
在隧道施工過程中,因區域圍巖情況的變化,隧道在掘進過程中常會遇到圍巖失穩、漏頂等工程問題。在出現險情后,多采用大管棚工法作為險情段超前支護的主要措施。傳統管棚施工工法具有很多局限性,費時費工且費料。但如何行之有效的進行大管棚施工,已成為控制工程質量和進度的關鍵。本文針對中南部鐵路通道工程干陽溝隧道險情段的險情處理措施,考慮到施工難度和工效問題,有針對性的選用了大管棚的“導向跟管鉆進技術”進行長管棚施工,單向一次性打設管棚長度60m,在施工中得到了成功應用,取得了明顯的施工效果。
1 工程、地質情況
干陽溝隧道是山西中南鐵路通道工程(洪洞至日照)線路上以黃土圍巖為主的一條雙線長隧道,全長8463m,隧道最大埋深約200m,最小埋深為10m。屬于中南部鐵路通道工程高風險隧道,也是整個中南部鐵路通道工程的控制性工程。
該隧道進口掌子面當施工到距離洞口505m時,由于遇到異常暴雨天氣,在DK362+215~DK362+245范圍洞頂發生了透頂事故。透頂區域山頂沉陷寬度25m,長度30m,深度2~3m。洞內土體涌到DK362+184.1二襯處,且二襯臺車1/3被塌方土體掩埋,由于人員撤離及時,無人員傷亡。
干陽溝隧道塌方發生段地質構造為中低山丘陵區,地層以松散堆積層為主,主要包括第四系全新統沖洪積砂質黃土、黏質黃土、粉土、上第三系上第三系粉質黏土、粉土、粗圓礫土,第四系上更統砂質黃土、中更新統黏質黃土,上第三系粉質黏土、粉土、粗圓礫土,屬貧水段,工程地質較差。施工單位聯合設計單位對現場地質和塌方體進行了詳細的勘察和論證后,認為塌方土體總體較松散,土質以黃土為主,無自穩能力,后續塌方段險情處理,應采用超長大管棚進行超前棚護的方案,管棚鉆機采用“導向跟管鉆進技術”打設60m超長管棚,一次性進入原狀土體,從而保證后續施工的安全,防止險情處理時次生災害的發生。
2 超長大管棚施工準備
根據大管棚施工方案使用YQ100E型潛孔鉆機采用“潛孔錘沖擊成孔送管法”先打設兩環10m的大管棚,然后再打設長度為60m的超長大管棚。先打設的兩環10m的大管棚,為后續超長管棚的打設創造工作空間。具體施工斷面示意如圖一所示:
本文主要來討論60m超長大管棚的施工工藝, 10m長管棚的打設不再贅述。
3 超長管棚的導向跟管鉆進原理及布設
導向跟管鉆進是用管棚代替鉆桿,其最前端加裝自制導向鉆頭,鉆進過程使用導向儀能準確測定鉆頭在前方的位置和方向,據此確定鉆進軌跡。同設計軌跡相比較,利用能進行方向控制的楔型鉆頭改變鉆進方位,從而按設計軌跡鉆通孔道,來保證后續開挖隧道的平面位置和縱向坡度不受影響。管棚連接采用內絲扣進行接長,利用水平定向鉆將管棚分節依次旋轉頂進圍巖中。當管棚在定位傳感器指引下打至設計長度后,安裝加工好的鋼筋籠,再進行注漿、封閉等工序作業,這樣也就完成了一根超長大管棚的施工。其他管棚施工就是間隔一定的距離進行打設,施工工藝相同。超長管棚之間間隔距離應根據地質土層注漿板結效果而定,在這里我們定為間距33cm。
4 超長管棚施工工藝和問題處理
4.1 施工工藝流程
施工準備工作平臺搭建測量放線鉆機就位及調試鉆頭的加工導向孔的打設鉆進作業安裝鋼筋籠孔口封閉注漿
4.2 施工過程控制
4.2.1 施工準備
施工準備主要是施工作業人員和機械設備的配置和調試。根據需要,每臺鉆機需配備4-6名操作工人,鉆機采用SE-HG-500型專用管棚鉆機。該型鉆機給進力15t,安裝在可自由行走的軌道機架上,最大行程6m,軌道上行進可以保證鉆機安裝牢靠且移動方便,施工時不易偏斜;管棚專用導向儀采用SEX-200型管棚專用導向儀,并配套有線數據棒,精度可達0.3º,傾角分辨率可達0.1º;另外還需一臺BW-250型注漿泵和兩臺GHJ180灰漿攪拌機,為管棚打設到位后進行注漿加固。
4.2.2 工作平臺搭建
由于作業場地狹小和充分利用施工現場資源,我們利用兩榀I25a工字弧形鋼拱架作為導軌,拱架沿隧道縱向間距為4.5m,前拱架比后拱架高20cm,這樣就可以較為方便調整鉆機的上傾角。平臺支撐要牢固,采用I20工字鋼進行縱向的穩固連接。為了防止在施鉆時鉆機產生不均勻下沉、擺動、位移等影響鉆孔角度、位置等,兩榀I25a工字弧形鋼拱架拱架處加墊5-10cm厚的方形木板,增大拱腳接觸面積,增加穩固性,如圖二示。
圖二 工作平臺搭建示意圖
4.2.3 測量放線
按照設計位置對上臺階大管棚孔位進行測量放線,按照33cm間距進行布設,對每個孔號進行編號,作好孔位標記。
4.2.4 鉆機就位及調試
安裝管棚鉆機可以采用3t倒鏈作為提升動力,采用焊接的方式把鉆機和導向拱架焊接牢固。調整鉆機高度,將鉆具與孔位對中,使孔位、鉆機立軸和鉆桿在一條直線上,并用儀器量測固定這一條直線的角度即上傾角度(一般使用地質羅盤或使用懸吊式量角器)。
4.2.5 鉆頭加工及安裝
采用Ф108mm管棚制作楔形鉆頭,中部安裝有線數據探棒作為鉆頭。楔形鉆頭與鉆桿方向角度為20º, 水眼直徑為8mm。信號線上輻設5mm鋼絲繩防止信號線被扯斷。為了保證鉆進效果,可以將楔形鉆頭的導向板前段切割成鋸齒狀,導向鉆頭構造示意如圖三所示:
圖3 鉆頭構造示意圖
4.2.6 導向孔的打設
按測量放線點標示的大管棚孔位,采用鉆機自帶潛孔沖擊器打設4m導向孔。
4.2.7 鉆孔作業
導向孔施工完畢后,即可安裝鉆頭進行鉆孔作業。需要打設的大管棚位于平曲線半徑為2000m的圓曲線上,需要設置左偏移量為6mm/米。同時該段隧道縱向坡度為0.46%,施工開始時上傾角度按照2º進行控制,在鉆孔中,如果發現管棚有下垂情況,即楔形鉆頭鉆進角度發生偏下,可以把楔形鉆頭調到12點位置,即楔形鉆頭斜面朝下,直接頂進,此時由于楔形鉆頭底板斜面面積大,受到一個向上的托力,楔形鉆頭軌跡就會朝上運移。同理,在6點位置時糾偏可以使鉆頭鉆進軌跡朝下,9點、3點時分別為左、右糾偏方向。如果角度合適,鉆機勻速旋轉鉆進,鉆頭的鉆進軌跡是平直的。當棚管打進至設計深度后,回拖撤回定位有線數據探棒。終孔位置大約抬高能夠抬高0.3-0.5米,可以滿足施工需求。
管棚施工中,用管棚代替鉆桿,其最前端為導向鉆頭,后續管棚之間采用加工好的絲扣進行連接,利用水平定向鉆機將棚管依次打人圍巖中。同時使用注漿泵由管棚內注入泥漿,在鉆頭部位攜鉆屑沿管棚外壁流出,同時泥漿還能起到護壁作用。管棚連接后用電焊機焊接牢靠,防止因鉆具扭矩過大產生滑絲而脫扣現象。如此循環鉆鉆至設計深度即可。鉆孔速度要保持勻速,特別是鉆頭遇到異物時,應控制鉆進速度,避免發生卡鉆現象。
4.2.8 安裝鋼筋籠
鋼筋籠由4根φ22鋼筋對稱焊接組成,中間采用φ42mm*10cm導管按照100cm進行固定,外附間距為1m的φ10圓鋼箍筋。焊接應平順,牢固,防止脫焊等現象的發生。
管棚鉆進到位后,使用鉆機頂進加工好的鋼筋籠。鋼筋籠的頂部要做成尖狀,以滿足鋼筋送進時起到導向作用。前一節鋼筋籠與后節鋼筋籠之間采用焊接連接,焊接應牢固。送鋼筋籠過程中切不可蠻送,如遇異物無法頂進時應把鋼筋籠來回活動一下,無阻礙時方可繼續送入。由于管棚管道在施工時往往經過孔位調整,管道是曲線狀態,施工早期造成鋼筋籠無法順利進入的現象時有發生,我們就及時調整了鋼筋籠中間固定環的直徑為φ22鋼筋,后期施工鋼筋籠送入比較順利。
4.2.9 孔口密封
用帶注漿管的鋼板與管棚端頭焊接牢固,注漿連接管可采用閥接式,必須焊接牢固嚴密,以防注漿壓力較大時崩脫和漏漿。將管棚與鉆孔環形空隙間用砂漿封堵密實,封堵環形空隙前必須用高壓風將孔口部位混凝土墻面上的泥土及浮塵清理干凈。
4.2.10 注漿
管棚全部打設完畢后,即可開始對管棚進行注漿作業。為了確保注漿質量,首先向孔內壓注水灰比為l:1的水泥漿液,注漿壓力控制在0.2~0.6MPa,注漿量控制在1.5~2.0倍理論裸孔容積,當壓力達到0.6MPa并穩定后停止注漿。然后關閉注漿閥,同時封堵出漿管。
5 后續施工效果
管棚施工完成后,根據打設角度計算,管棚角度及打設方向均得到有效控制,為后續施工為了檢查管棚支護技術的施工效果,保證開挖施工安全,在管棚和注漿孔施工結束后,必須施工檢查孔,對施工效果進行檢查。在后續開挖施工過程中地表沉降較小,拱頂沉降較小,都在允許范圍之內。
6 導向跟管鉆進技術的優點
通過上述施工過程控制,我們再同傳統大管棚施工方法相比,導向跟管鉆進方法優點總結如下:
6.1 在隧道內打設管棚無需預設管棚導向墻,能按特殊要求的軌跡鉆進;
6.2 能有效控制棚管打設方向,精度高,外插角可預設;
6.3 將管棚作鉆桿直接打入,不擴大孔位,工效高;
6.4 管棚施作距離長,一次性施作可超過50m;
6.5 孔底注漿,孔口返漿,必要時封口注漿,可擴大管外土體注漿面積;
6.6 在工作空間過小情況下可以施工,不需要使用大型機械配合頂管作業。
7 結束語
干陽溝隧道施工過程中通過應用“導向跟管鉆進技術”進行長管棚的施工,最大程度的滿足了現場的施工需要,減少了工序,節約了工期,取得了的成功。通過實踐證明,在特殊施工條件下使用“導向跟管鉆進技術”進行長管棚施工,實現對管棚鉆進方向的可控性,施工精度較高,減少了隱患的發生,其工程造價明顯低于傳統管棚施工造價,滿足預期設計要求,施工后地表沉降較小,拱頂沉降較小。管棚排列整齊,可以更好的滿足土體受力,能夠更好的滿足工程需要。通過對該施工工藝的介紹,希望對類似工程的施工有一定的參考和指導價值。
參考文獻
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作者簡介:
張奉,男,1979.08,本科,長沙理工大學,土木工程專業。