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篇1

縱觀人類文明史，土木工程建設在和自然斗爭中不斷地前進和發展。在我國的現代化建設中，土木工程業越來越成為國民經濟發展的支柱產業。同時，隨著社會和科技的發展，建筑物的規模、功能、造型和相應的建筑技術越來越大型化、復雜化和多樣化，所采用的新材料、新設備、新的結構技術和施工技術日新月異，節能技術、信息控制技術、生態技術等日益與建筑相結合，建筑業和建筑物本身正在成為許多新技術的復合載體。而超高層和超大跨度建筑、特大跨度橋梁及作為大型復雜結構核心的現代結構技術則成為代表一個國家建筑科學技術發展水平的重要標志。所有這一切都說明在土木工程中越來越體現了技術與創新的作用，誰能在世紀之交把握住土木工程學科的發展趨勢。誰就能在知識經濟時代開創土木工程學科的新紀元。

一、土木工程的涵義

土木工程是指建造各類工程設施的科學、技術和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產活動有關的各類工程設施，如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設施應用材料、工程設備在土地上所進行的勘察、設計、施工等工程技術活動。經過多年的發展，目前土木工程的實踐和研究己取得顯著成就，無論是結構的力學分析，還是結構設計的理論和方法以及結構的施工手段，都有了非常大的突破；特別是近若干年，在高層、大跨結構和鋼結構方面成績尤其驚人。但展望未來，土木工程領域中仍然有許多課題需要我們進一步探討。

二、土木工程的發展現狀

我國的土木工程建設從20世紀50年代起一直沒有停過，且發展很快，尤其在近年來，發展極為迅猛，幾乎整個中國成了一個大的建設工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國各地如雨后春筍般地涌現，新結構、新材料、新技術大力研究、開發和應用。發展之快，數量之巨，令世界各國驚嘆不已。

截止2000年底，我國鐵路運營路程已達6．78萬公里，居世界第4位，亞洲之首。鐵路朝著城市輕軌和地鐵兩方而發展。同時，我國也在積極建造高速鐵路，武漢至廣州的高速鐵路運營時間僅需4小時。此外，磁懸浮列車也在發展。橋梁工程也取得了驚人的成就，伴隨著橋梁類型的不斷翻新，主跨跨度一再突破。楊浦大橋、南浦大橋、蕪湖長江大橋、南京長江二橋等大跨橋梁的建成都標志著我國的大跨結構達到了一個新的水平，己跨入世界水平先進行列。目前，我國己建成千米以上大橋3座、800m以上大橋8座、600m以上大橋15座、400m以上大橋40座，重慶萬縣單孔跨度達420m的鋼筋混凝上拱橋更引起世界同行的莫大興趣。在水利建設方面，50年間全國興建大中小水庫8．6萬座，水庫總蓄水量4580億立方米。建設和整修大江大河堤防25萬公里，目前防洪工程發揮的經濟效益達7000多億元。在大壩建設方面，我國先后建成了青海龍羊峽大壩、貴州鳥江渡大壩、四川二灘大壩等水利工程。

三、土木工程的發展趨勢

（一）高性能材料的發展

鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發展。日本、美國、俄羅斯等國家已經把屈服點為700N／mm2以上的鋼材列人了規范；如何合理利用高強度鋼也是一個重要的研究課題。高性能混凝土及其它復合材料也將向著輕質、高強、良好的韌性和工作性方面發展。

（二）計算機應用

隨著計算機的應用普及和結構計算理論日益完善，計算結果將更能反映實際情況，從而更能充分發揮材料的性能并保證結構的安全。人們將會設計出更為優化的方案進行土木工程建設，以縮短工期、提高經濟效益。

（三）環境工程

環境問題特別是氣候變異的影響將越來越受到重視，土木工程與環境工程融為一體。城市綜合癥、海水上升、水污染、沙漠化等問題與人類的生存發展密切相關，又無一不與土木工程有關。較大工程建成后對環境的影響乃至建設過程中的振動、噪聲等都將成為土木工程師必須考慮的問題。

（四）建筑工業化

建筑長期以來停留在以手工操作為主的小生產方式上。解放后大規模的經濟建設推動了建筑業機械化的進程，特別是在重點工程建設和大城市中有一定程度的發展，但是總的來說落后于其他工業部門，所以建筑業的工業化是我國建筑業發展的必然趨勢。要正確理解建筑產品標準化和多樣化的關系，盡量實現標準化生產；要建立適應社會化大生產方式的科學管理體制，采用專業化、聯合化、區域化的施工組織形式，同時還要不斷推進新材料、新工藝的使用。

（五）空間站、海底建筑、地下建筑

早在1984年，美籍華裔林銅柱博士就提出了一個大膽的設想，即在月球上利用它上面的巖石生產水泥并預制混凝土構件來組裝太空試驗站。這也表明土木工程的活動場所在不久的將來可能超出地球的范圍。隨著地上空間的減少，人類把注意力也越來越多地轉移到地下空間，21世紀的土木工程將包括海底的世界。實際上東京地鐵已達地下三層：除在青函海底隧道的中部設置了車站外，還建設了博物館。

（六）結構形式

計算理論和計算手段的進步以及新材料新工藝的出現，為結構形式的革新提供了有利條件。空間結構將得到更廣泛的應用，不同受力形式的結構融為一體，結構形式將更趨于合理和安全。

（七）新能源和能源多極化

能源問題是當前世界各國極為關注的問題，尋找新的替代能源和能源多極化的要求是21世紀人類必須解決的重大課題。這也對土木工程提出了新的要求，應當予以足夠的重視。

此外，由于我國是一個發展中國家，經濟還不發達，基礎設施還遠遠不能滿足人民生活和國民經濟可持續發展的要求，所以在基本建設方面還有許多工作要做。并且在土木工程的各項專業活動中，都應考慮可持續發展。這些專業活動包括：建筑物、公路、鐵路、橋梁、機場等工程的建設，海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等。

參考文獻：

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近年來我國鐵路建設開始進入高速發展時代。在過去的一年間，先后有多條新建鐵路密集開工，遇到的不良地質條件迅速增多，特別是軟土地基。高速鐵路對工后沉降的要求極其嚴格，軟土地基若不進行加固改良處理往往達不到規范規定的工后沉降限值要求。同時，我國客運專線控制路基的工后沉降及變形的技術已經比較成熟，而對邊坡防護往往重視不夠，雖然客運專線路基工程以低矮路基為主，一般情況下的病害并不會對路基的穩定性產生影響，但頻繁的維護會耗費大量的人力物力，同時產生破壞的邊坡也難與周圍的環境相協調，不符合環境保護的要求。現今針對軟土地基處理的方法較多，不同處理方法的適用范圍、處理費用、處理效果、工期是不同的。目前對于軟土地基這一處理問題上，一般來說主要有以下幾種方法，如強夯、置換、加筋、壓密注漿和復合地基等。如何經濟合理地進行高速鐵路軟土地基處理，是高速鐵路建設中面臨的重大課題。

本文首先分析了鐵路地基的處理方法，然后介紹了軟土地基的加固技術，最后介紹了鐵路邊坡防護技術。

2 軟土地基的處理

所謂軟土，從廣義上講，就是指強度低，壓縮性高的軟弱土層。根據軟土的空隙比及有機物質含量，并結合其他指標，可將其劃分為軟黏性土，淤泥質土，淤泥，泥炭質土及泥炭五類型。軟土的物理力學特性如表2.1所示

軟土通常指淤泥和淤泥質土，沖填土，雜填土，濕陷性黃土，膨脹土，土洞等。各類土的性質不同，各類地基處理方法的機理也不相同。因此必須了解軟土的特性，掌握各種處理方法的加固機理，才能把地基處理得恰到好處，以最經濟的手段達到預期的加固效果。我國地域遼闊，自然地理環境不同，土質各異，其強度，壓縮性和透水性等性質有很大的差別。其中，有不少是軟土或不良土，例如淤泥和淤泥質土，沖填土，雜填土，泥炭土，膨脹土，濕陷性黃土，季節性凍土，土洞等。在工程地質條件不良的場地上建造建筑物，或當遇有舊房改造，夾層，工廠擴建引起荷載增大，或深基礎開挖和修建地下工程時，為防止出現主體失穩破壞，地面變形和地下水滲流等現象，也都要求對地基進行處理。

近年來國內外地基處理的技術迅速發展，處理的方法越來越多，但是，我們必須針對地基土的特性以及上部結構對地基的要求，有的方矢，因地制宜地選擇處理方法。發展地基處理的技術，提高地基處理的水平，節約基本建設的投資。

土木工程建設中，不可避免地會遇到工程地質條件不良的軟弱土地基，不能滿足建筑物要求，需要先經過人工處理加固，再建造基礎。處理后的地基稱為人工地基。

地基處理的目的，是針對軟土地基上建造建筑物可能產生的問題，采取人工的方法改善地基土的工程性質，達到滿足上部結構對地基穩定和變形的要求。這些方法主要包括：提高地基土的抗剪強度，增大地基承載力，防止剪切破壞或減輕土壓力；改善地基土壓縮特性，減少沉降和不均勻沉降；改善其滲透性，加速固結沉降過程；改善土的動力特性，防止液化，減輕振動；消除或減少特殊土發不良工程特性。

近幾十年來，大量的土木工程實踐推動了軟弱土地基處理技術的迅速發展，地基處理的新技術、新理論不斷涌現并日趨完善，地基處理已成為基礎工程領域中一個較有生命力的分枝根據地基處理的基本原理，基本上可以分為如表2.2所示的幾類。

但必須指出，很多地基處理方法具有多重加固處理功能。

3 鐵路軟土地基的具體加固措施

對軟土地基1米深范圍內根據其特點可以采取以下加固措施：

3.1 換土墊層法：該工程軟土上部沒有硬殼，軟土本身又比較薄，便于排水情況下，可以采用人工或機械開挖等方法全部挖除表層淤泥質粉質粘土（1m），填以強度比較高的滲水土，滲水土取自專門設置的取土場，處理方法不留后患，效果最好。同時，軟土較厚處在路堤兩側可以設置木樁.板樁.鋼筋混凝土樁或片石齒等，以限制地基的側向變形。

3.2 排水砂井法：排水砂井（如下圖3.1所示）也是一種很好的提高軟土地基強度的方法。它是利用各種打樁機具擊入鋼管，或用高壓射水.爆破等方法在地基中獲得按一定規律排列的孔眼，并灌入中.粗砂而成。由于這種砂井在飽和軟黏土中起排水通道的作用，故稱為排水砂井。砂井頂面應鋪設砂墊層或砂溝，以構成完整的地基排水系統。軟土地基設砂井后，改善了地基的排水條件，縮短了排水途徑，因此地基承受附加荷載后，排水固結過程大大加快，進而使地基強度得以提高。用砂井加固軟土地基，對于提高地基承載力是有效的。

3.3 化學加固（注漿）法：指在利用化學漿液，水泥漿液，粘土漿液，采用灌注壓力，高壓噴射或深層攪拌等手段，使漿液與土粒膠結起來，以改善地基土的物理和力學性質的地基處理方法。注漿法是指利用一般的液壓，氣壓或電化學法通過注漿液注入地層中，漿液以填充，滲透和擠密等方式，進入土顆粒間的孔隙中或巖石裂隙中，經過一定時間后，將原來松散的土粒或裂隙膠結成一個整體，形成一個強大，防慎性能高和化學穩定性良好的固結體。

注漿材料可以分為粒狀懸浮漿液和液態化學漿液兩類。

粒狀懸浮漿液包括水泥漿，水泥粘土漿，水泥砂漿，水泥粉煤灰漿等。這些材料容易取得，價格低廉，無毒性，對環境無污染。但由于顆粒較粗，可灌性受到限制，對粗砂以下的土不易取得良好效果。液態化學漿液的種類很多，可以分為有機和無機兩大類。這些材料易注性好，但一般價格較貴，都有毒性，易造成對環境的污染，其中水玻璃是無毒的，因此是常用的加固材料。注漿法可以減小地基土的透水性，防止流沙，鋼板樁滲水以及改善地下工程的開挖條件，還可以提高地基承載力，減少地基的沉降量和不均勻沉降。

4 鐵路工程中的邊坡防護

4.1 概述

路基在水、風、冰凍等因素下，經常發生變形和破壞，例如，邊坡的表土剝落，形成沖溝以及滑蹋等。為了保證邊坡的穩定性，處做好排水工程外，還必須采取有效的措施，對粘土、粉土、細沙、及容易風化的巖石路基邊坡，進行必要的防護與加固。防護與加固的重點是路塹邊坡，尤其是地質不良與水文地質不良地段的路塹、容易受水沖刷的邊坡、不穩定的山坡更應該重視。防護與加固工程不僅可以穩定路基，而且可以美化路容，提高公路的使用品質，例如植物防護可以消滅施工痕跡，使景觀協調，形成良好的視覺效果。路基防護與加固的方法，一般可分為坡面防護和沖刷防護兩類。

4.2 防護的一般要求

4.2.1 路基防護應按設計、施工與養護相結合的原則，深入調查研究，根據當地氣候環境、工程地質和材料等情況，因地制宜，就地取材，選用適當的工程類型或采取綜合措施，以保證路基的穩定。不要輕易取消或減少必要的防護工程措施，而給養護管理遺留繁重的工作量。

4.2.2 對于水流、風力、降水以及其他因素可能引起的路基破壞的，均應設置防護工程。在沖刷防護設計中，要綜合考慮，使防護工程收到更好的效果。

4.2.3 在不良的氣候和水文條件下，對沙土、細沙與易于風化的巖石邊坡，以及黃土和黃土類邊坡，均宜在石方施工完成后及時防護。對路塹邊坡根據邊坡巖層組成及坡面弱點分布情況考慮全面防護和局部防護。

4.2.4 對于沖刷防護，一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱的地段，可在沿河路基邊坡設砌石護坡，以抵制水流的沖刷作用和淘刷。需要改變水流或提高坡腳處粗糙率，以降低流速、減緩沖刷作用，可修筑壩類構造物。

4.2.5 坡面防護一般不考慮邊坡地層的側壓力，故要求防護的邊坡有足夠的穩定性，但護面墻可用于極限穩定邊坡。

4.2.6 對高而陡的防護構造物，設計時要考慮設置便于維修檢查的安全設施。

4.3 鐵路工程邊坡防護的方法

4.3.1 種草

種草防護適用于邊坡穩定，坡面沖刷輕微，且宜于草類生長的土質路堤或路塹邊坡，用以防止表面水土流失，固結表土，增強路基的穩定性。經常浸水或長期浸水的路堤邊坡，種草不宜生長，不宜采用此種方法。邊坡上已經扎根的種草防護，可容許緩慢流水（0.4～0.6m/s）短時沖刷。

4.3.2 鋪草皮

路基坡面上鋪草皮防護，其作用與種草防護相同，前者使用時要求當地有足供挖去使用的草皮地段，但在邊坡較高陡和坡面沖刷較嚴重的地方，鋪草皮比種草防護收效快。

我國大部分鐵路位于沖積平原上，地形平緩，地表有機質含量較高，有草皮覆蓋，并且路基全部是填筑的路堤形式，邊坡坡度為1：1.5左右。適合采用平鋪草皮的方法進行路堤坡面防護。填筑路基前先鏟除地表草皮，對草皮人工養殖，待路堤填筑壓實滿足要求后，將草皮切成整體塊狀，移鋪到坡面上，應自上而下鋪設，并用竹木小樁將草皮釘在坡面上，使之穩固這種方法可以減緩地面水流速度，防止坡面沖刷，調節邊坡土的溫濕狀況，美化路容，協調環境，是一種經濟環保的坡面防護方法。

4.3.3 植樹

在路基邊坡上合理地植樹，對于加固路基有良好的效果。也可和種草。鋪草皮配合使用，使坡面形成良好的防護層。植樹適用于土質邊坡及嚴重風化的巖石邊坡和裂隙粘土邊坡。但對鹽澤土，經常浸水及經常干旱的邊坡及粉質土邊坡不宜采用。植樹的作用有：

(1)植樹可以加強路基的穩定性。

(2)降低流速，防止和減少水流對路基的沖刷。

(3)植樹能防風、防沙、防雪。

(4)植樹可以美化路基、調節氣候、并可獲得部分木材，增加收入。

4.3.4 抹面與捶面

易于風化的巖石，如頁巖、泥巖、泥灰巖等軟質巖層的路塹邊坡防護，可以用混合材料抹面。對于受沖刷的邊坡和易風化巖石坡防護可用混合材料捶面。抹面或捶面的邊坡坡度不受限制，但不能承受土壓力，故要求邊坡必須是穩定的，坡面應該平整干燥。常用的抹面材料有石灰爐渣混和灰漿、石灰爐渣三合、四合土及水泥石灰砂漿，常用的捶面混合材料有水泥爐渣混合土、石灰爐渣三合、四合土。

4.3.5 砌石護坡

對緩于1：1的各種土質、土夾石及巖質邊坡，坡面受地表水流沖蝕產生沖溝、泥流、小型表層溜塌，均可采用砌石護坡防護。為了節省片石及水泥，最常見的是漿砌片石骨架護坡或混凝土骨架護坡，其內鋪草皮或三合土，四合土捶面代替漿砌片石或混凝土。如草皮和捶面護坡一脫落，也可用方格形或拱形的漿砌片石骨架進行加強。

5 結論

隨著我國鐵路體系的發展，鐵路工程中復雜地質環境施工越來越多，其中軟土地就是一種。本文主要研究了鐵路工程中軟土地基的加固措施以及軟土質路堤邊坡的加固防護形式。研究軟土地的鐵路施工對提升鐵路整體工程質量、

減少維護費用具有重要的意義，希望本文能夠對這方面的研究起到一定作用。

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一、土木工程的內涵與特點

土木工程是建造各類工程設施的工程、技術與科學的總稱。　土木工程可以從兩個方面去理解：一方面指的是與人類生活與生產活動有關的各類工程設施，比如建筑工程、局壩水電和水利工程、公路與城市道路工程、橋梁工程、鐵路工程、隧道工程、地下空間開發利用工程等。另一方面指的是建造工程設施中需要用的材料、設備以及土地上進行勘察、設計、施工等工程技術活動。多年的發展，土木工程的理論與實踐都已發展到一定的高度，不論是結構的力學分析還是結構設計的方法或施工的手段，都有很大的進展。但是，土木工程領域中仍然存在許多問題需要我們的進一步研究。

現代土木工程為建造大跨度、大規模、大型、精密、輕型、設備現代化的建筑物，又必須符合高經濟效益的標準，土木工程必須感受各類工程建設高速發展的步伐。所以，現代土木工程的特點是：

（一）高強輕質新材料的不斷涌現：新型的高強輕質材料，例如鋁合金、鎂合金以及玻璃鋼等已經開始廣泛的使用，在提高鋼材與混凝土強度與耐久性上取得了顯著地效果，并且保持良好的發展趨勢。

（二）工程地質與地基的勘察技術有待進一步的發展：建設地區地質與地基的構造，以及天然狀態下應力情況與力學性能，直接決定了工程的基礎設計與基礎施工，也有關到工程設施選址、結構體系與建筑材料的選擇，影響最大的就是地下工程的開展了。目前，我國的勘察方法是現場鉆探取樣與室內分析實驗，這兩種方法都存在一定的局限性。我國急需發揮現代高新的科學技術來創造新的勘察方法來滿足現代化大型建筑的需要。

（三）土木工程的總體規劃需要進一步完善：往常的總體規劃是借助于以往的工程經驗提出不同的若干方案，在其中選取較適合的一種。土木工程日益擴大，必須運用系統的工程理論與方法來提高規劃水平。

（四）現代土木工程的設施、理論等日益現代化：土木工程規模不斷擴大，與此同時，工程的施工工具、設備、機械等向著品種多樣化、自動化、大型化等發展。組織管理也應用系統工程的理論與方法，日益科學化。

二、土木工程的發展趨勢

（一）原材料向高性能材料發展

土木工程的原材料向著韌性好、可塑性高、可焊性強的方向發展。例如美國、俄羅斯、日本等國家的鋼材規范是屈服點為700N／mm2以上。高性能的混凝土以及其他材料也越來越向著高強、輕質、韌性好的方向發展。

（二）土木建筑工業化

建筑長期停留在手工操作為主的小生產方式上，即使是在解放后建筑業向機械化發展，但是總的來說與其他工業部門的工業化還是有一定的差距的，所以我國建筑工業化發展是必然的趨勢。

（三）土木工程將向太空、海洋、荒漠開拓

海洋面積占據整個地球表面的70%左右，目前陸地的面積已經被大部分利用，所以首先想到的就是向海洋發展。向海洋開拓已經開始了，如：中國的澳門機場。

三、土木工程的未來發展

（一）加速發展高層、大跨結構的土木工程。　大跨結構體系及以及關鍵的技術，向著大型復砸結構體系現代化發展；比較研究高層鋼結構體系和布置、結構的可靠性評價、結構的動力特性、各種設計荷載和鋼結構可靠度；研究開拓巨型網格結構體系與各種雜交空間結構體系；研究各種大跨度空間結構的實用分析方法；改革創新大跨空間結構的施工方法；研究鋼——混凝土組合結構抗震設計；研究鋼結構的抗火設計與防腐設計。

（二）防震抗風和減災等大型復雜結構的設計獎更長、更高、更軟。大型復雜結構體系與抗風抗震的設計理論將被進一步的關注。結構振動控制技術將牢牢關注抗震思想，現代振動控制的研究方向是智能控制、適應控制、吸震減震技術的進一步加強。

（三）創新與發展預應力混凝土材料以及技術預應力，并推動新技術、新理論、新材料以及新設計方法的涌現。主要體現在以下方面：混凝土不斷向高強、高性能發展，結構中試用密筋混凝土、免振混凝土；研制生產大截面、大直徑鋼絞線，采用鍍鋅、環氧涂層鋼膠線，輕質、耐久高性能的纖維加強塑料筋，玻璃纖維加勁塑料、碳纖維加勁塑料、芳綸纖維加勁塑料等；開發與應用新型無粘結預應力筋、體外預應土木工程論文力配筋；研究設計預應力混凝土結構的抗火、抗爆、抗震、耐久性等性能；結合預應力混凝土和鋼筋混凝土；推廣及發展現代預應力空間結構體系。

（四）著重發展高性能混凝土。高性能混凝土具有易灌實、不離析、易密實、長期保優等優秀的力學性質。因此，采用可持續發展的，并且對環境無害的混凝土技術研制高性能混凝土是必要的。

（五）開發地下空間，改變地層的原始分布狀態，進而改變層內部及地面環境。但是在開發低下空間，必須研究以下幾個方面：1、水文地質的改變，地下空間結構的改造，影響地表的植被生長。2、地下空間的開發破壞原有動植物的生態環境。3、地下空間的開發影響地面建筑物的安全。

（六）進一步研究拓展巖土錨固技術的應用領域。巖土錨固技術不但在邊坡工程、地下工程、深基坑工程、結構抗浮工程中有良好的發展趨勢，在橋梁工程、重力壩加固工程及抗傾覆、抗地震工程中的地層錨固中也有很大的發展趨勢。

（七）土木工程的優化設計，主要有以下幾個方面：1、工程項目的可行性分析和論證；2、工程系統的結構與組成選型；3、工程系統全局的優化；4、以可靠度為前提的多目標復雜結構優化設計；5、工程系統和結構實施規劃以及施工力學；6、工程系統科學管理與維修；7、工程經濟學和設計的心理學。

四、結論

我國現代土木工程的某些方面在世界上已經處于先進行列，但在設計、施工與理論方面與發達國家還存在差距。伴隨我國經濟的發展，科技的進步，土木工程建設將會有不斷的新的成就。在對土木工程研究發展的方面，不但要加強新型結構、新型建筑材料、新型技術手段的理論與應用研究，還要加強土木工程二級學科理論與技術的融合和滲透，以求土木工程的進一步突破。

參考文獻：

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自20世紀90年代以來，土木建筑行業一直是中國國民經濟中的重要支柱產業，據不完全統計，當前中國設置有土木建筑類專業的高等院校已達400多所。土木工程是一門實踐性很強的學科，要求在校期間重視對學生的創新能力、動手能力和解決實際問題能力的培養。因此，當前以能力為導向培養土木工程專業創新型人才是中國由經濟科技大國走向經濟科技強國，實現跨越式發展的迫切需要[1]。

一、混凝土結構實驗教學的背景和現狀

自1998年7月《普通高等學校本科專業目錄》頒布以來，將原來的建筑工程、公路與城市道路工程、橋梁工程、鐵道工程、隧道工程、港口工程等8個專業合并為土木工程專業，即“大土木”。調整后的土木工程專業具有學科方向多、專業口徑寬和綜合性強等特點。混凝土結構是目前國內外應用最多、應用范圍最廣的結構型式。混凝土結構系列課程，包括混凝土結構基本原理、混凝土結構及砌體結構設計、高層建筑結構設計及特種結構等課程，都是各大高校土木工程專業的主干課程。然而，目前對“大土木”寬口徑、厚基礎要求的混凝土結構課程，涉及到建筑工程、公路工程、鐵路工程等行業的《混凝土結構設計規范》《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》和《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范》等3本規范。3本規范的內容和要求差別較大，甚至設計理念和方法也有較大的差異。如何在有限的學時內引導學生深刻理解混凝土結構的基本原理，抓住混凝土結構的精髓，又不使學生對各個行業規范的計算方法產生混淆，是教師面臨的一道難題。

混凝土結構是建立在試驗基礎上的理論性、工程性、綜合性很強的課程。課程中的許多理論、模型及公式均來源于實驗。實驗教學是混凝土結構教學的重要組成部分，是抽象思維與形象思維、傳授知識與培養能力、訓練技能相結合的過程。因而，在混凝土結構課程的教學過程中，根據教學進度開展必要的實

驗教學環節，不僅能提高學生的學習興趣、加深學生混凝土結構基本理論知識的理解，而且能促進學生的創新能力、動手能力和解決實際問題能力的培養和鍛煉。

據筆者的調查，目前國內各大高校的混凝土結構課程實驗教學的開展情況如下：由于受到學時和實驗資源的限制，大多數高校的混凝土結構課程沒有設置實驗教學環節，而采用多媒體或實驗錄像展示代替；少數高校混凝土結構課程開展了教學實驗，但大多采用驗證型參觀實驗的方式，即由實驗教師或實驗員預先設計制作好混凝土試件（如配筋率不同的鋼筋混凝土梁、鋼筋混凝土偏心受壓柱等），在實驗課中進行現場加載試驗，帶領學生觀看構件加載的破壞過程和破壞現象；同濟大學、浙江大學等高校自主研發了多功能的混凝土結構教學實驗平臺[2-3]，清華大學等高校也先后開展了開放式混凝土結構課程自主研究實驗教學[4]的探索。境外的各大高校均非常重視創新能力、動手能力和解決實際問題能力的培養，實驗教學是混凝土結構課程中一個非常重要的環節。以香港理工大學及香港城市大學為例，混凝土結構課程要求學生自主設計完成混凝土構件的實驗，最終提交書面的實驗報告作為課程最終成績評定的重要依據，自主實驗的權重達到30%。

二、混凝土結構開放式實驗教學探索

（一）開放式實驗教學的目的和意義

由于傳統的驗證型實驗只是混凝土結構教學的輔助手段，并沒有使學生的思維方式、實踐能力和研究能力得到轉變和提高，很難建立“實際操作—實驗現象—分析理論—設計計算”這一過程的完整認識，不利于學生創新能力和工程實踐能力的培養。

開放式實驗教學，就是在滿足基本實驗教學的前提下，將實驗室定期或不定期地對學生開放。依托開放式實驗室提供的實驗設備、耗材等試驗條件，學生在教師的指導下，根據所學知識選擇一個題目，獨立設計實驗方案，并完成實驗過程。開放式實驗具有設計性、創造性和綜合性的特點，這是其區別于傳統的驗證型實驗最顯著的特性。開放式實驗形式單次實驗持續時間短，規模適度，經統籌安排，可使其不與正常教學時間沖突，可操作性好。

開放式實驗中學生始終處于主體地位，自主把握實驗方法和進程，教師在實驗過程中只需給予必要的指導和啟發。它不僅能調動學生的學習主動性，加深學生對課本理論知識的理解，而且能充分調動學生的主觀能動性，促使學生勤于思考、勇于創新，不斷思索實驗方法，提高學生發現問題、分析問題和解決問題的工程實踐能力及實驗操作技能。開放式實驗教學鼓勵學生之間探討實驗方案等相關內容，促使學生在學習上相互交流，培養他們溝通交流的能力和團隊協作精神。此外，開放式實驗能提高實驗設備和場地的利用率，也能促使實驗室統籌規劃能力和管理水平的提高，推動了實驗室自身的建設。

（二）混凝土結構開放式實驗教學的實施

1.開放式實驗的選題

混凝土結構開放式實驗的選題可來源于以下3個方面：教師結合教學需求申報的教學型開放式實驗項目；教師結合科研項目申報的科研型開放式實驗項目；學生結合科技創新活動申報的創新型開放式實驗項目。

2.開放式實驗的實施步驟與措施

混凝土結構開放式實驗的具體實施步驟如下。

（1）開放式實驗項目的申報。組織教師結合混凝土結構課程教學及開展科研工作的需要，申報教學型、科研型開放式實驗項目；學生也可結合開展科技活動的需要積極申報創新型開放式實驗項目。

（2）開放式實驗項目的審批立項。實驗室、學院及學校教務部門對申報的開放式實驗的目的、意義、可行性及所需的實驗儀器設備、場地、實驗周期等進行逐項審查，審核通過后予以立項并公布。

（3）學生報名審核。學生根據課程學習的需要、自身興趣愛好和時間安排，有針對性地選擇項目進行報名。經項目主持人及實驗室審核后確定項目參與人員。

（4）開放式實驗項目的開展。指導教師組織學生自主開展開放式實驗項目，教師主要在文獻檢索、實驗方案優選、實驗儀器操作規范及撰寫實驗總結或科技小論文等環節給予必要的引導，實驗從設計到實施整個過程都由項目小組成員通力協作自主完成。

（5）開放式實驗項目的總結和驗收。項目負責人對項目的實施和完成情況進行總結，填寫項目驗收報告，總結經驗教訓，提出合理的建議。對參與教學型實驗項目的學生，由實驗指導教師根據完成實驗情況評定成績；對參與科研型及創新型開放式實驗項目的學生，由項目主持教師或指導教師給予創新學分。由學院及學校教務部門組織對各個開放式實驗項目的驗收。

為了保證開放式實驗工作的順利開展，通常需要采取一定的措施。

（1）優先考慮教學型開放式實驗項目。申報的開放式實驗項目較多時，應優先考慮教學型開放式實驗項目，確保實驗教學任務的順利完成。

（2）確保開放式實驗的經費支持。學校應專門撥給一定的經費用于支持教學型開放式實驗項目；科研型及創新型開放式實驗項目的實驗經費則由相應的科研項目及學生創新基金項目提供必要的經費保證。

（3）開放時間的統籌安排和實驗資源的優化配置。通過實驗指導教師、學生以及實驗室管理人員的協調，采用固定時間和預約時間相結合、預約方式為主的方式，統籌安排優化配置實驗資源以滿足各方需求。

（三）開放式實驗教學的成效

2011年起中南大學出臺了《中南大學實驗室開放管理辦法》，學院結構實驗室根據教學計劃安排、創新人才培養需要，開始面向天佑班、以升班及卓越工程師班等實驗班本科生開放試點，并逐步實現向全院本科生全面開放。學校試點工作再次表明，開放式實驗教學在培養學生創新能力和工程實踐能力方面成效顯著，主要體現在以下幾個方面。

第一，開放式實驗教學能調動學生的主觀能動性，促使學生勤于思考。大多數學生能結合課堂所學知識，積極思考，自主地查閱文獻資料，按照試驗大綱的要求完成混凝土梁正截面受彎及斜截面受剪試件的計算分析及設計等工作，加深對書本知識的理解。

第二，開放式實驗教學能培養學生的創新精神，提高學生的創新能力。少數基礎較好的學生選擇完成教師科研項目的鐵路橋梁疲勞實驗等任務，學生綜合運用發散思維等創新思維方式積極探索，勇于在試驗方案和數據分析處理方面求新求異，創新能力有所提升。

第三，開放式實驗教學能鍛煉學生發現問題、分析問題和解決問題的工程實踐能力。部分學生根據興趣及結構模型比賽等學科競賽的需要完成自選項目實驗任務，試驗過程中學生能細致地觀察，深入思考，在導師的指導下自主地發現問題、分析問題和解決問題，動手能力和工程實踐水平顯著提高。

三、結語

土木工程是一門實踐性很強的學科，學生的創新能力、動手能力和解決實際問題能力的培養是教學實踐中的重要環節。開放式實驗具有設計性、創造性和綜合性的特點，開展開放式混凝土結構實驗教學，能調動學生的學習主動性，提升學生對混凝土結構基本理論知識的理解，促使學生勤于思考、勇于創新，提高學生發現問題、分析問題和解決問題的工程實踐能力及實驗操作技能。開放式實驗教學的實施過程中，需要做好實驗的項目申報、立項、審核、實驗開展及總結驗收等各項工作。實驗室需要提高自身的規劃能力和管理水平，實現開放時間及實驗資源的統籌安排和優化配置，確保開放式實驗教學的順利實施。實踐表明，開放式實驗教學能取得顯著的教學成效，值得在全國土木工程專業推廣。

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Open experimental teaching of concrete structure

LIU Xiao-chun， WEI Jun， YU Zhi-wu

篇5

1．1工地多與實習難近年來我國經濟處于高速增長階段，相應的基礎設施和工程設施需求量與日俱增。據評估，近年來建筑業產值占全國總GDP的1/4左右，相關從業人員在所有行業中位居第四，已達6000萬人。雖然目前全國建筑行業形勢較好，但實習困難是各高等院校土木專業本科生面臨的普遍問題［5］。按照培養目標和實習內容，一般將土木工程本科生專業實習分為認知實習、生產實習和畢業實習三大板塊。認知實習以專業認知為主，注重專業基礎和專業興趣培養，主要是參觀實體工程;生產實習注重生產，要求實習學生參與具體工程的生產過程，將專業知識應用于生產;畢業實習則要求學生駐地生產，畢業實習既可作為理論聯系實際的升華，又可為畢業生的職業認知和規劃奠定基礎。近年來高校普遍擴招，學生數量呈大幅增加之勢，這導致了土木工程專業學生在實習方面存在相關實習經費相當有限、實習時間過短、實習安全難以保障等問題。建筑工地雖然較多，但多數項目部出于安全考慮一般不接受大批學生實習，實習難的現象普遍存在。由于實踐環節不理想，學生只能在學校學習書本知識，再加上高校很大一部分青年教師博士剛畢業，較少參與工程實踐，教學也僅局限于書本，這也導致學生理論與實踐脫節。而另一方面，大學生基本上為獨生子女，較少承擔體力勞動和參與社會實踐。學生的寒、暑假合計百來天，基本是宅在家里上網，條件好的家庭則外出旅游、參加各類補習班，與專業關系不大，浪費了大好時光，甚至對專業有一定的荒廢。

1．2用工荒與就業難高校土木工程專業本科畢業生畢業后基本從事建筑行業技術與管理工作。目前建筑行業技術與管理工作人員為300萬左右，按行業人員6000萬的20%計算，尚缺少900萬人。假如10年達到飽和，每年需要90萬畢業生。按上述分析，應該說建筑行業的本科生就業不存在問題。但實際情況是每年全國各地舉行人才交流會(包括各高校組織的)，用人單位通過各種方式考核、面試等手段，仍很難找到單位想要的人才，而畢業學生也很難找到理想的單位，其主要原因是各方的要求和目的不盡一致。企業需要的是能吃苦耐勞、懂得一定技術和具有一定管理能力的綜合型人才，而畢業生希望找一個自己感興趣、能發揮自己專長且高薪的崗位，由此造成試用后解聘或跳槽的現象較為普遍。

1．3為考研而考研隨著就業壓力逐年增大，加上研究生擴招，考研隊伍逐年龐大。應該說考研的學生絕大部分是很優秀的，所掌握的知識是全面的，但也存在部分學生為考研而考研現象，特別是三本學院學生更是如此。這部分學生只學習考研的課程，對其他科目采取應付的態度，并沒有完全掌握本科專業知識。該類學生即使到了研究生階段，還需花大量時間來補習本科課程，導致課題研究、碩士論文很難上手，2～3年畢業很難達到工學碩士應具備的水平。

2土木工程本科專業教學改革思路與建議

2．1建立長效實習機制學院近幾年橫向科研經費每年超過1000萬元，且呈上升趨勢;對外服務有湖南科大工程檢測中心，具備交通運輸部工程質量監督局頒發的公路工程橋梁隧道工程專項資質、湖南省住房與城鄉建設廳批準的綜合乙級資質;此外還設有湖南新紀監理咨詢有限公司，與市內、省內及周邊省份建筑企業建立了一定的合作關系。同時，學院本科生畢業至今已有20余屆，累計畢業生5000余人，分布于全國各地，主要從事施工、設計、管理等工作，很大一部分已成為企業管理骨干。他們對母校充滿濃厚的感情，每年“五一”或“十一”都有大批校友回校相聚，他們是學校的寶貴財富。學院完全可以與上述長期合作的建筑企業和優秀校友所在的企業單位簽訂長期戰略性合作協議，包括學生實習、就業、技術合作與咨詢、技術開發、科學研究等方面，進行全方位戰略合作。此舉既解決學生實習、就業、事業發展等問題，以及學院專業辦學方向和產學研問題，又解決建筑企業人才培養、技術開發等問題，最終實現學生、學院和企業“三贏”模式。為鼓勵廣大教師和教輔人員與建筑企業簽訂長期戰略性合作協議，學院可考慮出臺一些獎勵措施，為此設置專項教研課題，并要求結題、評估、驗收。

2．2深化改革學生實習方式學生實習要充分利用學院與建筑企業簽訂的長期戰略性合作關系，充分利用寒、暑假時間，調整實習時間和實習方式。如，將為期兩周的認識實習調整為調查實習，利用大一暑假時間到實際工程、項目、工地進行調查，了解行業基本知識、現狀和可能從事的工種等，可采取訪問、調查、拍照、制作多媒體調查報告等多種形式。第三學期開學時，組織學生召開調查實習專題會議并對實習成果進行總結匯報，教師對學生實習成果進行檢查和點評，使學生既了解所學專業又接觸實際，開闊眼界，且通過制作多媒體調查報告并匯報，學生的綜合素質可以得到提高。測量實習可安排在大二第二學期末，利用暑假時間，在校園進行測量實習。原因為:1)暑假期間校園相對安靜，避開了正常上課的繁忙;2)實地測量可加強學生對母校的了解，培養對母校的感情;3)校園面積大，3000多畝地，100多萬平方米建筑房屋都可以成為測量對象;4)學生的測量實習成果可為校園基礎建設提供有益參考。生產實習要求學生參與實體工程生產過程，時間不少于兩個月。因此，建議安排在大三暑假，時間從6月底持續到9月底。此時學生已基本完成主要專業課程的學習，具備一定的專業基礎知識。恰好這個時間段為施工企業的黃金工期，單位可能面臨用人短缺的問題，而實習生正好可以作為臨時用工。實習單位要求學生自行落實、尋找實習單位的過程本身就是大四找工作的預演練，如無法落實則直接輸送至協議單位或由指導老師安排。實習要求學生住在施工現場，與相關技術人員一起參與生產。為減輕學生、指導教師以及項目部的壓力，由學院出資為每位實習生購買20～50萬元意外傷害保險。實習期間亦要求指導教師對實習情況進行巡查，學生的實習表現作為給定實習成績的重要依據。實習最終要求提交的成果如下:1)實習日記，總篇數不少于60篇;2)不少于5000字的生產實習報告;3)在施工現場自己參與完成的有關施工技術、施工組織管理、施工概預算方面的設計等項目資料。生產實習成績的給定需要綜合學生兩個方面的表現:1)現場表現，主要為學生在生產實習中理論聯系實際情況、解決問題的能力、遵守紀律、工作態度與安全意識等方面;2)實習成果，包括實習日記、出勤表、報告和答辯情況。3個月的生產實習可以讓學生深刻了解實體工程的施工過程、體會實體工程的工作環境，學會與人溝通和交流，加強對實習單位的了解，為將來的工作奠定基礎。同時，實習單位可以在此時考查實習生，對于優秀實習生可簽訂就業協議，在雙方足夠了解的情況下吸收優秀畢業生。畢業實習安排在學生較系統地學習完專業基礎知識之后，且不能耽誤學生找工作，大四學年第一學期從12月底至次年3月底共3個月的時間為最佳時期。完成畢業實習之后，老師可以結合學生在單位的實習內容，針對性地布置畢業設計。在確定畢業設計題目之后，遵循初稿(5月中旬完成)修改并評閱(5月底)答辯(6月初)三個流程完成畢業設計。建議舉行公開答辯制度，合作單位參與設計和答辯全過程。此舉一方面對學生和老師都會形成一定的壓力，同時可以作為學校對合作單位的交流和宣傳，更重要的是，學生的畢業設計結合實體工程實踐，能夠提高學生學識水平和綜合素質。

2．3深化課程體系改革本科生的課程需結合應用型人才培養模式進行優化設置。應該說本科土木工程專業為傳統學科，課程設置基本合理，但隨著時代的發展和進步，必要的改革還是需要的。公共基礎課可結合專業基礎課適當調整，如專業外語和專業計算機程序應用(如CAD等)應適當開設，而普通外語和計算機課程可適當減少。課程安排次序方面，建議大學第一學年，可增加專業計算機程序應用、建筑制圖、理論力學等課程;房屋建筑學可放在第二學期開設，這樣有利于學生大一學年第二學期末暑假期間的調查實習。大學第二學年主要安排材料力學、結構力學、建筑材料、建筑測量等專業基礎課，這樣有利于學生在大二第二學期末暑假期間進行測量實習。大學第三學年主要學習專業課，如混凝土結構設計原理、鋼結構設計原理、砌體結構等，基于相關專業課的學習，學生可以在大三暑假期間進行為期較長的生產實習。大四學年主要安排高層建筑設計、結構抗震、結構試驗等選修課程，時間為10月初至12月底，有利于學生參加各類人才招聘會。

2．4成立課外科研興趣小組針對一些渴望進一步深造、考研的學生，專業教師根據自己的研究方向和研究課題成立科研興趣小組，吸收部分優秀本科生參加(按10位專業教師考慮，每位指導教師名下安排5～8人，共可吸收50～80人參與，接近專業在校生的20%)。課外科研興趣小組的學生利用業余時間，參加指導教師的研究課題，包括每1～2周進行1次研討活動。該活動一方面可以使學生盡早接受專業教師的指導，熟悉專業知識，并對相關課題進行探討，培養專業興趣，為進一步深造或將來走向工作崗位奠定堅實的基礎;另一方面也可解決部分專業教師(特別是剛畢業的博士，目前指導研究生較少)人數不足的問題，同時學生的加入也有利于激發新的思維、新的火花，有利于團隊建設。我校非常重視從科研能力培養方面培養優秀本科生，學校積極組織并資助以學生為項目負責人的SRIP項目(湖南科技大學大學生科研創新計劃項目)、SIT項目(湖南科技大學大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目)，通過項目的執行，培養了一大批初步具備科研能力的研究型本科生;并組織學生參與各類學科類競賽、結構建模大賽、挑戰杯項目、節能減排項目等競賽項目，多次獲得優異成績。

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對我校隧道工程畢業設計的幾點改進和完善建議

隧道工程是土木工程的一個分支，寬口徑的土木工程專業是應用性、實踐性很強的專業，其涵蓋范圍廣泛，涉及的知識面寬，針對性強，其教學具有很強的實踐性、社會性、綜合性、創新性和群體性的特點。根據“湖南城市學院隧道工程專業人才培養計劃”的教學培養目標，貫徹因材施教的育人原則，更好地體現理論教學、實踐教學和科學研究“三元一體”的教學思想，適應厚基礎、寬口徑的專業培養要求，本校對隧道工程畢業設計的指導根據2010屆、2011屆與2012屆畢業生的設計情況以及暴露的問題，和與多個學校的探索交流，主要針對設計前期、設計過程和設計后的總結提出了以下幾點改進和完善的建議。

（一）充分做好設計前期工作

1.加強和落實好畢業實習，科學選題，提前選題。畢業實習能夠讓學生充分體驗施工現場，將學習的理論和實踐聯系起來，成為學生為完成畢業設計很好的練兵場，因此教師應該加強畢業實習的落實。本校的畢業實習安排在第7個學期期末延續至寒假，因此盡量在滿足教學安排的情況下，爭

取較長的時間給學生體驗，同時制定好相關的指導方案，有針對性地指定實習內容，并要求做好實習日志和報告并據此進行畢業實習答辯和評定。畢業設計成功與否，效果如何，與畢業設計選題密切相關，題目選擇要滿足教學要求，還應達到專業培養目標的教學大綱要求，盡量結合生產實際、科學研究的任務，同時還應適當反映本專業領域的發展水平和前沿動態。另外，要切合學生實際知識水平和應用能力，特別是畢業設計內容還應該結合學生畢業分配的去向，2010屆、2011屆與2012屆曾經參與過隧道工程技術工作的畢業生反饋的信息表明，由于選擇與工作相關的畢業設計課題，確實受益匪淺，他們能夠更好更快地適應工作環境。因此，建議在學生畢業實習前由老師制定好選題，給定相關設計資料，特別重視給定詳細的地質資料，讓學生在施工現場重視對地質資料的分析、研究和使用，充分熟悉和鞏固工程地質方面的專業知識，讓學生在畢業實習期間有針對性地選好課題，同時學習和強化與之相關的內容，收集實用的資料，了解相關施工工藝。

2.做好資料搜集工作。選定了畢業設計題目，學生應該以此搜集相關的規范，教材（特別是《隧道工程》、《土木工程地質》、《結構力學》、《巖體力學》等）、參考文獻、論文以及相關視頻資料，同時熟悉隧道施工工序，認真閱讀，回顧和讀懂讀透重要章節內容。這部分的工作量大而且對順利完成畢業設計有著不可取代的作用，可能有的學生不積極，或者有些盲目，老師應該予以適當的指引，盡量避免學生做無用功。

（二）落實和抓好設計過程

在前期做好較為充分的設計準備后，本著“以人為本，教會生存，張揚個性”的指導方針，設計過程不僅學生要充分發揮主觀能動性和創新性，指導老師也要加強對學生的指導工作，投入足夠的時間和精力，同時學校要制定積極的管理措施作為有力的保障，從而保證畢業設計的順利進行。

1“.模板化”設計與“個性化”設計相結合。本校隧道畢業設計由于在資料庫儲備方面還沒有完善，所以畢業設計宜采用“模塊化”。“隧道工程的模塊化設計”的具體內容包括以下幾個方面的基本內容：選線、建筑限界、洞門、襯砌、通風與照明、排水、施工方案、施工組織、概預算等。學生必須要有這幾個方面的設計內容，但是為滿足教學要求的深度和廣度，又避免抄襲現象和充分發揮學生的積極探索和創新的精神，鼓勵學生個性化發展，同時建議還采取“個性化設計”補充，在以上幾個基本內容中采用其中1-2個版塊進行深入的分析，研究和專項設計，有必要時可以輔助試驗，施工現場考察。

2.正確對待計算機輔助設計。計算機輔助設計已經在工程設計得到廣泛應用，計算機應用能力成為衡量畢業生能力的一個重要指標。畢業設計過程中要求畢業生結合本校師資隊伍情況，以隧道工程為畢業設計對象，在畢業設計過程中合理使用計算機進行輔助設計，但同時為了避免學生抄襲和弱化學生實際動手能力，建議學校采用“手工+計算機輔助設計”相結合的模式。例如，首先學生必須掌握常用的辦公軟件，如：Word、Excel、Power-Point、AutoCAD、Project等，并能熟練地用來進行大部份畢業圖紙的繪制與畢業計算書的編寫；其次，對于部分非常重要的圖紙，如建筑限界設計，緊急停車帶設計，洞門平面圖，洞門立面圖，各類圍巖襯砌設計及配筋圖，爆破施工方案，路面結構圖則必需采用手工繪制。同樣，對于結構設計計算，要求學生學會相關軟件，如Ansys、Midas-gts、Flac3D、Abaqus，同濟曙光等進行結構受力計算和分析。但對基本的計算，如圍巖壓力的計算、襯砌配筋等，宜采用手算。此外，還應適當鼓勵和引導學生進行與自己工作相關的設計和研究生學生學習，還可以較為深入地引導學生學習同望West，Origin科技繪圖，以及Fortran90、VC++等計算機語言編程的應用。

3.教師指導模式的改進。指導老師精力和時間的投入、給予的耐心指導是學生順利進行畢業設計的強有力保證。教師指導主要從以下幾個方面進行改善和提高：

（1）在畢業設計過程中，指導老師不僅要進行業務指導，更要著眼于教書育人、提高學生綜合素質和工程能力；不僅在設計選題和下達任務等環節“精挑細選”，更要在指導過程中“精雕細鑿”，因材施教；不僅要對學生的出勤紀律、任務完成情況進行管理監督，同時要聽取學生完成工作情況的匯報，關心學生的全面成長。因此老師可能采用多種指導方式，如直接與學生見面或者運用QQ、手機等聯系方式進行指導，同時建議老師指定每周特定的時間為學生答疑解惑，尤其對于地質資料的閱讀和襯砌設計部分，要適當補充相關文獻、論文和專題形式的詳細指導。

（2）指導老師應該根據學生的不同情況，擺脫以往“單行灌入式”的教學方法，改變學生“等、靠、要”的惰性心理，采取“因材施教”的方法。另外，還要特別注意鍛煉學生自學能力，例如對于襯砌計算，他們不知道如何下手，指導老師可大致先講述計算的基本環節及如何查閱相關資料的途徑，然后放手讓學生們自主去探究，最后再根據相關問題重點答疑。這樣在學生的獨立學習能力得到提高的同時，也讓學生學會了如何規劃處理工程問題。

（3）組成指導小組定期給予指導。隧道工程畢業設計是對所學專業的綜合訓練，它涉及巖土、地質、建材、力學、施工組織及概預算、結構設計原理等各個方面，涉及的問題多，知識面較寬，這就要求教師要分工協作，充分發揮各自的優勢，以保證畢業設計指導的質量，因此建議成立隧道專項指導小組，小組教師適當地補充一些隧道工程專題講座，并進行集體答疑，互相配合，避免獨立指導下不全面的弊端；同時小組成員經常討論指導畢業設計的經驗與體會，對培養青年教師，提高其業務水平及指導畢業設計的能力也起到積極的作用。

（4）與其他院校多交流，相互借鑒。這三次的畢業設計指導通過與武漢大學、華中科技大學、中國地質大學（武漢）、中南大學、湖南大學、湖南科技大學等高等院校的師生相互交流，同時聘請相關教授（如華中科技大學王元漢教授）來本校進行畢業設計指導和相關知識講座，為本校隧道工程以及其他畢業設計提供了很多的建設性建議，特別是對教師如何指導學生、引導學生積極思考、充分發揮主觀能動性等方面有很大的促進作用，全面完善了本校土木工程畢業設計指導模式。

4.學校加強和落實好考勤制度和考核評價體系的管理。畢業設計的管理是一項復雜的系統工程。涉及畢業論文的選題、任務書的下達、開題、評審、答辯、成績評定和歸檔等一系列程序。畢業論文的管理工作需要制定如教師指導、師生定期交流、論文審閱、考核標準和評級等一系列制度規范。雖然本校建立了一系列畢業設計管理制度，但其中卻存在許多尚需完善之處，因此必須建立一套行之有效的管理實施辦法、明確考核標準和指標。同時，必須強化貫徹制度的力度，將畢業論文的相關規定和條例落實到位。在實際執行中，對畢業設計成果質量要求不能放松，并且監督管理工作不能浮于表面，特別是對于出現問題的畢業設計，應更加嚴格要求，保證整改效果。

（三）設計后重視總結與完善

1.建立和完善科學的評價指標體系和評分標準。畢業答辯是考核畢業生分析問題、解決問題應變能力的一種手段，是對學生畢業設計水平的評估。組織好畢業答辯可提高學生整體的專業水準。目前，本校土木工程的答辯是按班級進行的，橋梁工程專業與隧道工程專業混在一塊進行答辯，因此采取的畢業答辯模式有待改善。根據本校教學資源的具體情況，結合以往的答辯模式和借鑒山西鐵路工程職業技術學院的答辯模式，本校土木工程目前的畢業答辯模式應該分專業進行，各個專業答辯小組組員由6人組成，由本專業學科帶頭人任組長，指導老師和專業老師各2名，聘請1名施工現場工程師或退休工程師參加答辯。畢業答辯內容宜由以下三個部分組成：

（1）畢業設計宣講。由設計者口述完成，要求宣講內容完整嚴謹，概念清楚，能正確運用圖表，重點突出創新能力及涉獵可能奪得新工藝，新材料，新技術和對未知施工知識的探究，這里建議采用懸掛圖紙，黑板板書和PPT演示相結合的方式，重在培養學生的表達能力。

（2）抽題答辯。指導老師根據設計過程需要的基本知識，必須掌握的重點知識，選好一定數量的答辯題，供答辯現場抽簽答辯，這樣可以激發學生的學習興趣，營造一個生動、活潑的教學環境，為畢業生掌握基礎知識提供一個很好的平臺。

（3）提問答辯。參加答辯的老師提前閱讀畢業設計，緊扣畢業設計進行隨機提問答辯，學生即興回答，要求能很快理解所提問題的實質，解答內容正確，論證確切，邏輯性強。

2.重視資料庫的完善。就畢業設計這一教學環節而言，需要大量的設計資料做支撐，這既是教學任務的要求，也是資源積累和教學可持續發展的需要。目前，本校隧道工程的設計資料數量嚴重不足，參考書籍不全，規范沒有及時更新等問題，這在一定程度上影響了畢業設計的質量和速度。因此，學校、老師和學生必須重視隧道設計資料的收集、整理和資源整合，除了補充和完善常規紙質資料外，應當發揮學校網絡的優勢，建立本校畢業設計專題專版。資料庫的完善與整理包括：

（1）收錄前屆畢業設計提供的各種地形圖和地質資料；

（2）收集各種隧道工程設計實例（包括常規的和特殊的案例）；教師實際完成的具有代表性的設計案例，突出特殊的設計；

（3）收集“模板化設計”中各個專項設計相關的技術論文等資料，形成各項專題多樣化模板，建立專門的數據庫供學生查詢和利用；

（4）收錄各種設計、施工、驗收規范和圖集等；同時對新的規范及時進行更新和公布。這樣，通過集合各種優秀資源，不但實現了信息資源共享，滿足了畢業設計的資料需要，還達到了積累資源和教學可持續發展的目的。

3.評定優秀指導教師和優秀畢業生。制定相關的政策，綜合學生在設計過程中的努力程度，設計成果質量與答辯表現，每組評定適宜數量的優秀畢業生，同時根據指導老師的指導記錄和對畢業生的問卷調查，評定畢業設計優秀指導教師數名。這樣在設計過程中，學生與學生之間，老師與老師之間形成一種不斷改進，不斷提高的良好活躍的競爭氛圍。

4.畢業答辯結束后，組織畢業生師生座談會。畢業答辯結束并不意味著畢業設計的整體結束，還應該對畢業設計的指導模式和需要完善的政策和相關條例條文進行總結，完善本校對以后畢業設計的指導。建議本院在答辯結束后，進行1～2次畢業生設計師生座談會，總結設計過程中遇到的專業問題，以及管理制度、指導方面和其他方面的問題，通過學生自主發言，老師補充的模式總結，例如在進行隧道襯砌受力數值模擬的時候，關于建模和后處理的難點問題，對于圍巖壓力的計算采取excel計算還是自行編輯的程序計算的問題，老師的指導環節如何設計更有效的問題等，為本校以后的隧道畢業設計提供參考。

由隧道工程畢業設計引發的幾點教學建議

（一）開展“四年級本科生導師制”

我校土木工程專業現設有建筑工程、地下空間和道橋方向三個方向，根據本校的師資隊伍，借鑒東南大學的人才培養模式，本校可以采取“本科生導師制”，采取學生和導師“雙向選擇”的方式，其目的和要求是：

（1）導師負責學生在大學四年的學習情況，包括專業課學習、參加課外科技活動和科技競賽、參與土木工程試驗等；學生根據自己學習的方向選擇老師，有的放矢的跟隨導師學習自己所關心的科研問題。

（2）導師主動關心學生的全面成長，通過與學生“交朋友”的形式，幫助學生克服遇到的學習，心理和生活方面的問題。

（3）導師尤其負責學生大四的畢業實習和畢業設計的指導工作。

（二）引導學生走進試驗室，培養科學和嚴謹的學習態度

本校擁有土木工程試驗中心，下設建材、力學、土工、結構、道路、橋梁等專業實驗室。經過10余年的發展，現已成為具有一定規模的學校重點實驗室之一。專業技術人員和師資力量雄厚，本中心擁有六層土木實驗樓1棟，結構廠房1棟，實驗設備約400余臺套，擁有多臺先進的大型設備、儀器，其中包括500噸壓力試驗機、結構疲勞試驗機、全站儀、樁基檢測儀、電子萬能試驗機、智能液塑限聯合測定儀，多功能振動測試系統，超聲波檢測儀等。土木工程實驗中心除承擔全校工程類專業的實驗教學任務外，還和湖南城市學院土木工程檢測中心對外承接大量房建、道路、橋梁、巖土、測繪工程等方面的試驗和檢測項目，同時也是重要的科研基地。為充分利用這些實驗設備，為引導學生將理論和實踐聯系，培養學生的綜合素質和能力，本校應該放開手，制定試驗室開放政策，老師引導學生多走進試驗室，給予相關的試驗課題，讓學生自己動手，探索新知識，解決問題，培養科研能力和實踐能力，使土木工程專業素養不斷得到提高。

（三）引導學生積極參與土木工程檢測項目，培養吃苦耐勞的工作作風

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隨著國內可持續發展的進程不斷加快,為了緩解城市交通、疏散人流,在大城市里面大興地鐵土建已經陸續開始。在《2020年中國工程技術發展研究》的研究報告中,有效利用城市地下空間已被列入城市建設的重中之重。在未來的幾十年內,中國將會步入地下城市的開發高峰期。

通常,地鐵工程處于城市最為熱鬧繁華的中心地段,攜帶著隱蔽性大、施工現場環境雜亂、施工期限長、施工技術高等施工特點。在建設過程中,很多不穩定因素會隨著工程的進展逐漸發生或越發嚴重,為了避免不必要的事故出現,地鐵施工安全管理在鐵路土建中是不可或缺的。

安全管理是鐵路工程中最為重要的事項,消除地鐵施工安全隱患,針對地鐵施工中有可能發生的事故作研究分析,筆者覺得是有必要的,且急需解決的。

二、分析地鐵施工中的安全隱患

1、地鐵在施工中因受到土質、水等環境因素干擾,容易導致塌方、滲水、涌砂等事件的不斷發生。地鐵一般建設在城市的中心地段,它的附近多為城市的繁華街道,周圍建筑物縱橫林立,街道馬路的兩側分布很多的照明線路、煤氣水管、下水管道等地下建筑設施,它們的分布是縱橫交錯,且具有很大的安全隱患。地鐵施工的期間容易造成水管爆裂、電線電纜的損壞、停電停水、甚至煤氣管道破裂引起的火災等突發性事故;施工中出現的塌方現象容易致使周圍建筑物震蕩,出現裂縫,甚至是坍塌現象。

2、地鐵在進行建設施工時期,準備好既定的挖掘方案,采用暗挖、盾構等各種挖掘手法進行基面或隧道的挖掘時,還是容易出現地面凸起或者凹陷現象,產生的原因是隧道周圍的土質層發生了改變,其周圍的應力發生變化。所以,應該準備好完備的施工方案和周全的保護措施以防止地下媒體水管、電纜的開裂和破壞。

3、地鐵在建設施工階段,若它周圍的安全保護措施及現場的環境管理中存在不定向因素,也會對地鐵的施工造成不利的影響,拖延施工的進度,甚至會發生不定因的意外,造成無法挽回的損失。

三、加強安全檢查工作是消除地鐵施工安全隱患的主要途徑

1、做好安全檢查工作制度

安全檢查工作制度是消除隱患、預防事故、優化勞動者工作條件的主要手段,是施工單位對安全生產管理工作內容的認識與理解。施工的工人、物品或對象處于不安全狀態,全屬安全隱患的管理范疇。每次開始施工的第一件事,則是在工地中實施安檢,其安檢事項應針對以下幾點開展檢查工作:

(1)安全意識檢查

聶耳曾經說過:“腦筋若無正確的思想的培養,任它怎樣發達,這發達總是畸形的發達,那么一切的行為都沒有穩定的正確的立足點。”所以,在對施工安全進行檢查時,我們也要嚴格把關員工的安全思想意識,唯一把安全意識灌輸于員工大腦中,才會對隱患處有所注意與警惕。因此,我們應該把安全意識檢查放在首位,檢查其施工單位的領導、員工對安全施工的了解程度,建立一個實效性的安全施工規章制度。

(2)整體改革工作檢查

在安全檢查工作制度之前,我們必須說明并分析過去發生的事故、案例。再用其例子切合工程的實際情況調整安全檢查工作制度,并對它進行一個整體改革工作效果的評價、總結等等。

(3)施工場地安全隱患檢查

安全隱患是意外發生的前提,要預防意外的發生,就必先找出隱患,才能消除安全隱患。所以,檢查人員應該把安全隱患預防措施作為安全檢查制度的重要內容。它主要針對檢查施工現場是否符合安全施工標準,而且調查現場隱患還應該包括定期檢查作業現場是否符合安全要求;施工、逃生通道是否安全、通暢;施工材料存放點是否全面、整齊;各個施工機械設施的保護裝置、使用期限、電源保險裝置等是否安全完整;電氣方面的安全設施、氣瓶的擺放和使用方法等等。對特別重要的危險設施或地點,還要注意增加檢查的頻率和工作規定。

(4)發生意外后的處理調查

在安全檢查工作制度中,我們也應該調查發生意外后的安置方案是否全面、屬實,相關的單位會作出怎樣的處理方法,其方法的體制化、整體化、人性化等等。同時,對工程負責人和事故負責的處罰方式和處罰力度如何,這些問題都應一一核查。

2、嚴格監督現場隱患處的防范措施

安全隱患是安全管理的重點排查對象,在地鐵土建中隱患處會以各種形式出現,我們應該提高警覺性,有效地辨別地鐵中有可能發生安全隱患處,提出相關的防御措施,并預測它對人身安全造成的威脅,或對工程造成的損失等等。地鐵是深坑作業,做好深坑的土基測量是工程的關鍵,在此應該注意地表和地面周邊的建筑物有沒有下沉現象、基坑有沒有變形、支撐的鋼支有沒有扭曲等等,這樣的可以防止重大的隧道坍塌事件。其次是因設備故障引起的施工意外,比如手腳架的松動、不穩;電路漏電;氣體因使用、保存不當泄漏等。最后,就是針對特別重大的隱患處,編制一套科學、系統、符實的防范措施,并在實際的地鐵土建中落實到位,使防范措施真正地落到實處,真正地做到消除地鐵施工安全隱患的目的。

參考文獻:

[1]孫海霞,趙文,趙文贊;地鐵車站施工方案模糊決策研究[J];沈陽工業大學學報;2003年05期

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Key words： project management；practice teaching；reform and study

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）34-0237-03

0 引言

現代社會的發展趨勢，就是社會分工越來越明確，社會生產越來越精細，專業隔離越來越明顯，隔行如隔山的情形越來越普遍；而另一方面，現代社會生產卻越來越要求復合型的人才，即常說的T型人才。單純的具有管理技能，或者是單純的具有工程技術的人才，已經不能適應社會的發展。工程管理專業出來的同學，正是T型人才的典范，他們懂技術，又懂得管理，恰好適合社會所需。工程管理專業業務培養目標，是具備管理學、經濟學和土木工程技術的基本知識，掌握現代管理科學的理論、方法和手段，能在國內外工程建設領域從事項目決策和全過程管理的復合型高級管理人才。

近年來，工程項目的建設規模日趨龐大復雜、參與單位多、合同關系復雜、管理難度大。因此，工程管理專業業務培養要求：學生主要學習工程管理方面的基本理論、方法和土木工程技術知識；受到工程項目管理方面的基本訓練；具備從事工程項目管理的基本能力。然而對于工程管理專業早期的、單一的項目管理教學方法已經很難以適應現在工程管理教育的需要。根據社會發展，工程管理專業需要探索提高學生職業技能，提高學生的課程實踐能力和管理能力的必經途徑。

1 工程管理專業傳統實踐教學存在的問題

工程管理專業傳統的實踐教育方法，就是在實踐教學上，僅從動手上來講還算可以。但是，對于新技術、新的工藝、現代新型的實踐教學方式基本上都沒有用上。另外，課堂的理論教學與實踐教學的結合不到位，缺乏專業模擬實驗室和專業實習基地，實踐教育直接影響了工程管理專業實踐教育的發展。工程管理專業傳統實踐教學還存在許多問題。

1.1 實踐教學計劃與社會需求脫節 目前，我國擁有工程管理專業的院校較多，按照專業指導委員會對培養方案指導意見的要求，各高校工程管理專業實踐總課時的40%～50%，有的院校甚至比這個比例還大。工程管理專業是一門實踐性很強的學科，從實踐方面來看，國外工程管理專業更注重實踐能力的培養，實習學分比重很大，在開設工程管理專業的美國高校中，實踐總課時9.84%～36.17%；可見我國高校在工程管理專業實踐方面實踐學分不少。但是，我國目前大多院校的實踐僅為課程實驗、課程實習、課程設計，生產實習、畢業設計或論文，而且這些實踐環節，一方面有很多都只是形式，走馬觀花，沒有嚴格的質量標準去控制和要求，學生實踐能力較差；另一面，沒有管理方面的實踐實訓。這就造成了學校培養的學生與社會需求具有綜T型人才具有很大的差距。

1.2 實踐課程設置不太合理 實踐課程設置是培養T型人才的重要手段。工程管理專業涉及技術、經濟、管理和法律四大主干知識，課程體系涉及范圍甚廣，因此，要求在課程體系設置上必須突出專業特色。然而，現在許多高校的工程管理專業課程設置不盡合理。一方面，專業課學時不足，如項目管理、項目評估、工程造價、招投標與合同管理、建筑施工等這類課程的理論學時安排太少，教師只能在極短的課時內講授基本理論知識，學生既沒有堅實的理論基礎，又缺少綜合性的模擬訓練；另一方面，課程排列前后順序顛倒，知識邏輯較混亂；其三，課程重點不突出，如實踐教學學時很多就用注冊師考試的習題練習所代替。

1.3 工程管理傳統實踐教學手段落后 工程管理專業傳統實踐教學手段落后，主要體現在以下幾方面：

①實踐教學形式上仍局限于實驗、實習、課程設計、畢業設計或論文等傳統教學模式，基本上沒有適合工程管理專業需要的現代實踐教育方法――仿真工程管理全過程、全方位、實戰式、體驗式、參與式等體現現代信息技術的實踐教學方式。如，項目管理模擬仿真、施工過程模擬仿真、工程招投標模擬系統等；②工程管理專業實踐教學的內容比較單一，部分企業雖接收學生實習，但沒有把學生分派到實際工程中去參與實際工作，更沒有給學生指派現場指導教師，學生每天去工也只是形式而也，因為學生不知道自己在實際工程中能做什么，無從下手，反倒度日如年；③工程管理專業各實踐環節安排各自孤立，綜合性、設計性實驗較少。

1.4 缺少工程管理專業所需的特色實驗室和專業的實習基地 工程管理專業實驗教學主要分為技術類、管理類和綜合類。技術類實驗教學內容主要是由工程材料、工程結構、巖土工程等一些相關技術類基礎課程實驗構成。這些可以在土木工程等相關學科的實驗室完成。但工程技術集成展示、招投標模擬、工程項目管理模擬等管理類和綜合類實驗教學，需要在專業實驗室完成。這類實驗室，如今高校急幾乎都沒有。

工程實習基地，一般高校都與施工企業聯系，主要為學生在施工現場實習打下基礎。而工程管理專業，除了在工地上進行施工實習外，還需要參與到管理現場。如：項目現場管理、招投標管理、造價咨詢管理等基地去實習，但學校沒有提供出這些實習基地。

2 實踐教學培養模式改革的建議與措施

針對當前工程管理專業在實踐教學環節中存在的問題，應該主要在實踐教學方案的制定、實踐教學課程體系的設置以及引進先進的實踐教學手段，建立起完善工程管理實訓中心和建設實踐教學專業教師隊伍，加強實踐教學過程管理和完善考核制度等幾個方面的大力改革，完善工程管理專業實踐教學環節和方法，真正體現實踐教學對專業教育和專業發展的重要作用。

在制定實踐課程教學方案時，應重視工程管理T型人才能力的培養。根據實際情況，充實、改造工程管理模擬實驗室，按照“從易到難，逐步接近工程實際”的原則，設立工程管理模擬訓練、工程教育、生產實習、畢業實習、課程設計、畢業設計以及社會實踐等既相互獨立、又互相融合的工程管理專業實踐教學環節。

2.1 完善實踐課程設置 工程管理專業的實踐教學課程體系設置必須突出專業特色――培養的人才是既懂專業又懂管理，重視實踐教學環節，加強針對性和實踐性，強調理論與實踐相結合。因此在課程設置上，尤其是實踐課程設置上必須滿足工程管理上所需要的人才，有目標地培養對口的專業崗位人才，實現學校與社會需求的無縫銜接，為學生的將來就業打下堅實的基礎。同時提高學生的專業學習興趣和動力。

工程管理專業根據社會發展的要求，其中包括工程項目施工預算、進度、合同、采購、材料、設備、質量、安全等全面綜合管理軟件；縱向貫穿招標、分包、采購、施工、竣工全過程軟件，橫向涉及公司――項目部的各個崗位，是一套全方位、集成的項目管理平臺。要求學生必須掌握一些目前最先進的管理軟件，圖形算量軟件、鋼筋抽樣軟件、清單計價軟件、標書制作軟件等。這些軟件既可應用于工程管理類專業，以了解工程項目招投標管理和全過程造價管理；也可應用于工程造價管理專業，以深入了解全過程造價管理的工作方法和流程；還可應用于技術經濟專業，為可行性研究分析提供參考依據。因此在完善實踐教學課程設置時，必須增設軟件培訓類課程的學習，并采用課堂教學和上機操作相結合的教學方式。

2.2 實踐師資的建設 目前，很多高校的工程管理專業普遍缺少專業實驗室，更缺乏實踐教學專業教師隊伍，實踐教學工作往往由專業任課教師擔任。對于專業任課教師來說，雖然對課程內容比較熟悉，但對實踐教學的內容和要求往往不能夠很好的把握，而且對新型實踐課程教學需要使用的軟件也不夠熟悉。因此，我們有必要建立實踐教學專業教師隊伍。委派專門的教師負責專業實踐教學環節，尤其是軟件教學和實訓教學工作，可以使專業任課教師將有更好的知識傳遞給學生，提高教學質量。還可以使實踐教學術業有專攻，達到更好的教學效果。

2.3 改善落后實踐教學手段 工程管理專業是實踐性很強的專業，傳統的教學手段已經無法適應社會發展的需要，不利于學生對知識的理解和掌握。為了改善目前落后的實踐教學手段，可以在采用多媒體動畫、現場、仿真模擬等實踐教學，提高教學趣味性、生動性。如，施工技術，教師只講授施工工藝，學生很難有深刻直觀的印象，甚至可能聽不懂；若采用播放施工錄像或將施工工藝制作成配有解說的多媒體課件，這樣既可增加學生對施工技術工藝的直觀認識，又能調動學生的學習興趣增加學生的掌握程度。而對于管理課程，如工程項目管理、合同管理等，應積極開展案例教學、討論教學、發散思維教學、仿真教學等方式，鼓勵學生大膽地積極思考，提高學生分析問題、解決問題的能力。

2.4 加強實踐環節的建設 目前，工程管理專業的實踐硬件條件還比較差，實習基地建設相對滯后、范圍較窄。建立起工程管理實訓中心，培養高素質既懂工程技術又懂工程管理的工程人。

實驗室、實習基地是實施實踐教學環節的重要依托和物質保障。當前，很多高校都是通過與施工、房地產開發等企業合作，已經初步建成了工程管理專業實習基地，但實習基地范圍較小，內容狹窄，無論是規模、形式都不能滿足學生專業學習的要求。因此，需要探索用計算機來模擬真實的工程管理過程，學生模擬扮演某一角色進行技能訓練的一種教學方法。仿真教學能在很大程度上彌補客觀條件的不足，為學生提供近似真實的訓練環境，提高學生職業技能。在數字模擬實驗室環境下進行工程管理專業課程的仿真教學活動。增強學生對未來可能從事的工作性質和環境的感性認識，體會所學專業理論知識與生產過程之間的關系，認識理論與實踐的關系，體驗課堂與一線現場教學等主要教學模式，使學習過程變成學習應用知識的過程，形成豐富、統一、完整的知識體系。

3 結束語

總之，工程管理專業涉及技術、經濟、管理和法律四大主干知識，知識面廣，專業性強。針對目前工程管理實踐教學環節中普遍存在的問題，高校工程管理專業教育應堅持理論與實踐相結合，培養滿足社會需要的新一代工程管理人才。

參考文獻：

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[2]程顥.土木工程類高職實踐性教學模式探討[J].陜西：陜西鐵路工程職業技術學院，2003.

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隧道和礦山坑道等長期大量涌水或大量排放地下水，造成工程地區含水層被疏干，使生態環境惡化，主要表現為：地表水和泉、井枯竭；生活、工農業用水缺失；地表沉降、巖溶塌陷、土壤沙化、水土流失；建筑物被破壞。鎮勝高速公路槽箐頭隧道施工中的大量涌水，使地表“四道溝”所有泉水干枯，從而截斷了該溝下游發電用的水源和農業用水。巖溶地區隧道內的長期涌水，引起的環境問題也更加嚴重。

2 隧道環境水文地質工作

隧道環境水文地質工作是一項十分重要的工作，既要查明工程地區的水文地質條件及變化趨勢，又要對由于水的作用可能引起的地質災害和環境惡化的可能性和程度作出預測預報。水文地質工作應貫穿工程建設的全過程，不同階段的工作重點有共同點又有不同點。

2．1 勘測設計階段

2.1.1 水文地質勘測主要任務

(1)探明工程區內水文地質條件，進行水文地質劃分，查明含水層的位置、水理性質、水位等水文地質參數和地下水的補給來源和排泄路徑；

(2)對隧道內在施工階段的最大涌水量和運營期間的穩定涌水量作出預測，并預測可能發生集中(或突發)涌水的地段；

(3)評價地下水對圍巖分類、隧道掘進和支護結構的影響；

(4)評估排出地下水后對工程周圍生態環境的影響程度和發展趨勢，充分估計隧道開挖引起表水漏失、地面沉降、巖溶塌陷等的程度和范圍，提出防治意見。

2.1.2勘測的重點地段

根據調查研究和大量的工程實踐，認為下列地質環境是容易發生集中涌水和可能引發生態環境惡化的地段，也是水文地質勘測的重點地段。

根據調查研究和大量的工程實踐，認為下列地質環境是容易發生集中涌水和可能引發生態環境惡化的地段，也是水文地質勘測的重點地段。

(1)巖體破碎帶．包括斷裂帶、節理裂隙密集帶、褶曲軸部等；’

(2)滲漏層與非滲漏層交界面(帶)．主要有地層不整合接觸帶、可溶巖與非可溶巖交互帶、不同巖性和不同結構巖體接觸帶等；

(3)地表水系發育或匯合地段，主要有：地表水體、古河床、山間河谷、盆地等地段；

(4)巖溶地區主要有：巖溶洞穴、洼地、地下河發育地段。

上述重點地段的勘測，除應按有關規范、規則執行外，還應注意如下工作內容，

①對巖體結構破碎帶，應查明斷層的力學屬性、產狀、上下盤巖層和巖體裂隙發育程度及斷層帶的充填、膠結性質；對節理裂隙密集帶及褶曲軸部，主要應查明裂隙發育程度及裂隙的張開性、延伸性。上述地質因素，決定著巖體的導水性和富水性。

②對滲漏層與非滲漏層交界面(帶)，主要查明交界面的產狀、交界面(帶)的特性以及交界面底板的滲漏特性。若沿交界面有發育巖溶洞穴時，應查明洞穴標高與隧道標高的關系及洞穴的充水特性。

2.2 施工階段

施工階段環境水文地質工作的重點是調查分析3地表水、地下水露頭的變化；隧道內涌水、漏水狀況；水對圍巖穩定性的影響以及各種防治措施的作用和效果。

(1)水文地質觀測2①地表水體(如河水、溝流水、山塘、水庫)水位、流量及下滲量觀測；②井泉流量、鉆孔水位等觀測；⑧洞內涌水、漏水調查，觀測出水部位、出水量、水質、含泥沙量變化規律。

(2)調查隧道內涌、漏水對圍巖穩定的影響以及地下水與隧道內各種地質災害的關系。

(3)調查分析隧道內大量涌水或排放地下水的環境效應，進行因地下水位迅速降低造成周圍生態環境惡化的可能性和災害程度的預測預報，了解環境影響的范圍及發展趨勢。

(4)調查分析防水治水措施的作用和效果。

2．3 運營階段

隧道建成后，若仍有地下水涌入和滲漏入隧道內，則運營階段仍需加強水文地質工作，其重點是：

(1)調查水對隧道工程的襯砌、道床及線路上部建筑物的影響程度中建立工點履歷卡片；

(2)進行隧道內工作環境分析；

(3)進行地表生態環境現狀調查和發展趨勢預測；，

(4)提出災害治理措施及環境保護措施。

3 新建公路隧道水文地質及生態環境影響的評估

回顧以前的有關規范、規則，幾乎都未把隧道工程建設與環境工程作為一個系統來考慮，沒有關于隧道開挖對生態環境影響評價的專門條款和規定。在公路隧道設計規范中，對隧道防排水提出“以排為主，排、截、堵相結合的原則”，在實施中，由于突出了以排為主，大多數隧道工程(特別是山區公路隧道)，不論涌、滲水的補給來源及水量大小與否，施工中多不作預防處理，因而隧道成了泄水洞，把周圍大量的地下水吸奪過來，破壞了原有的水文地質環境

在總結前人經驗和教訓的基礎上，通過近年來的研究，我們認為在新建公路隧道工程及其它地下工程項目的整個過程中，要把隧道工―環境水文地質―生態環境影響作為一個系統工程來考慮，把穩定原有隧道水文地質環境和保護生態環境作為環境影響評估的重點。

3．1 隧道環境水文地質評估方法

3．1．1 環境水文地質及影響的評估范圍

隧道水文地質勘測和環境影響評估的范圍與水文地質條件復雜程度以及隧道埋深和長度有關。根據我國若干隧道因開挖改變地下水環境、并影響地表生態環境的實例，隧道兩側的影響寬度為400～2600m或更大，因此，隧道環境水文地質勘察和環境影響評估的范圍以隧道兩側各1000～5000m為宜。這較“公路工程建設項目環境影響評價技術標準”第3.1.1條規定的“一般情況下宜為線路兩側各300m”范圍值要大。

3．1.2 環境水文地質評估項目與方法

(1)環境水文地質評估項目,主要包括:地形地質；水文地質條件；水文地質分區；水文地質參數計算、選擇；預報涌水量的方法、公式、成果。

(2)環境水文地質評估方法

3.1.3 環境因素調查的主要項目及內容

(1)地表水體(河流、井、泉、水庫、貯水池、水渠等)的長度、面積、容量、水位及其重要性分類；

(2)農田、林業用地的類型、面積，需保護的重要性或名貴植物的數量和范圍；

(3)人口密度；

(4)建筑物和構筑物的數量、類型和分布，特別注意有無重點保護文物景點；

(5)其它，如棄碴堆放場地的地形和水文條件、水土流失狀況、不良地質現象等。

3.2隧道環境影響的評估方法和標準

當隧道通過強富水區(段)及中等富水區(段)，以及巖溶發育區(段)時，即工程施工及運營期間大量地下水涌入或從中排放時，對周圍環境將有較大的影響。因此，在新建鐵路隧道時應對環境影響的內容)程度和范圍進行評價，并應提出有關補救措施或相應對策。

3.2.1 生態環境評價內容

主要評價由于隧道內大量涌水或排水引起的環境問題。

(1)地表水、地下水的可能疏干程度，生產、生活用水缺失程度；

(2)淺埋隧道地面下沉的程度和范圍，對地面建筑物基礎的可能破壞程度；

(3)地表沉降、巖溶塌焰發生的程度和范圍；

(4)地表水、地下水可能被污染的程度；

(5)隧道內環境可能惡化的程度；

(6)隧道開挖棄碴堆放引起的泥石流等環境問題的可能程度；

(7)工程竣工后，排出的地下水作為水資源的可利用程度；

(8)防治發生上述災害及環境惡化問題的對策。

3.2.2 隧道環境影響評估技術標準

(1)隧道環境影響評估范圍，一般情況下為隧道軸線兩側各1000m，巖溶發育區范圍可擴大至隧道軸線兩側3000m～5000m。

(2)隧道生態環境影響評估，不同的地下水類型和埋深狀態其評價的主要項目及評價的深度不同，可按表3建議的進行。

3.2.3 隧道工程防排水原則

隧道工程防排水措施是否恰當，是隧道環境保護質量好壞的關鍵之一。就大多數隧道工程而言，施工和運營隧道的防排水，“以防、截、排、堵相結合及因地制宜綜合治理的原則”進行是合適的，但從環境保護的目標出發：只是一般性的規定是不夠的，應該根據隧道等地下工程的長、短、重要性和隧道水文地質條件的復雜性，以及隧道地區的人口密度、農牧業發達程度等生態環境，采用不同的防治措施。

(1)淺埋隧道、城市地下鐵道及水下隧道，為防止表水疏干、地表下沉、地面塌陷等災害，應采取截、堵表水下滲和洞內全封閉、洞內不允許滲漏水的防治措施。

(2)山嶺隧道工程，可按下列情況采用不同的防排水對策：

①非巖溶隧道.若覆蓋層較薄或圍巖屬強滲透性的地層，對地表水應及早處理，以采用防止表水大量下滲的措施為主；若隧道埋深超過50m，除通過斷層破碎帶等富水區段采用預注漿堵水措施外，一般可按常規措施來處理。

②巖溶隧道．若隧道標高處于巖溶水循環的充氣帶，可不作防水的特殊處理；若隧道標高處于季節性充水帶或水平循環帶及深循環帶，一般以采用地表截堵、防止表土流失、洞內注漿堵水等措施為主，其中若碰到原有動、靜水壓變化較大的集中股流(如暗河管道流)，視對環境影響的程度，即可采用輔助工程引排，又可采用在未揭穿集中股流前進行預注漿封堵的措施進行處理。巖溶隧道地表覆蓋層若厚度較薄(小于20m)時，則應在隧道開挖前作地面預處理，以防止地面塌陷。

③生態環境需特殊保護地區的隧道工程。無論隧道長短和埋深如何，修建時均應采取全封堵水的措施。

4 結束語

隧道工程對環境水文地質條件及周圍的生態環境會帶來程度不同的影響，其中地表、地下水的大量涌入或隧道內地下水的大量排放是其主要原因。因此，我們認為，今后在新建隧道等地下工程時．-要認真開展隧道水文地質環境變化規律及其對生態環境影響的評估這一重要工作。

(1)新建隧道環境影響評估應貫穿于隧道勘測設計、施工及運營各個階段。

(2)新建隧道環境影響評估范圍應規定為隧道軸兩側各1000～5000m為宜，特長巖溶隧道可根據需要適當擴大評估范圍。

(3)從保護環境的大目標出發，新建隧道工程的防排水原則應以截、堵措施為主，以改變過去山嶺隧道建設中，以排為主的做法。

(4)環境影響評估應包括地表環境影響程度、范圍的評估和對隧道內環境影響的評估兩方面的項目和內容。

參考文獻

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[4] 陳夢熊. 《環境地質學的基本理論與發展前景》.《工程地質學報》VO.3（3），1995，9．

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隨著城市化的發展，城市交通狀況及環境條件日趨惡化，交通的擁擠和效率低下成為各大城市的通病，人們逐漸認識到發展以地下鐵道為骨干的大運量快速公共交通系統是解決問題的重要途徑[1]。實踐證明，地鐵以其快速、高效、清潔的特點，在世界上大多數經濟發達地區大城市的客運交通中發揮著不可替代的作用，比如東京、莫斯科、倫敦等[1]。近年來，我國的地鐵建設也得到了迅猛的發展。以北京為例，目前地鐵線路總長114km(包括地面軌道線路)，按照《北京奧運行動規劃》，到2008年運營里程將達到202km，長遠規劃總里程超過600km。另外，上海、廣州、深圳、南京、杭州、沈陽等大城市也正在或者即將建設地鐵或輕軌。可以說，我國已經進入了地鐵工程建設的黃金時代。

地鐵工程是生命線工程的重要組成部分，其抗震問題已經成為城市工程抗震和防災減災研究的重要組成部分。美國、日本等國家都曾經對地鐵等地下結構的抗震設計理論進行了研究，提出了一些實用的抗震設計方法[2-5]。但我國在這一領域的研究相對滯后[5-6]。迄今為止，我國還沒有獨立的地下結構抗震設計規范，GB50157—92《地下鐵道設計規范》和GB50157—2003《地鐵設計規范》對地鐵的抗震設計都只給出了極為籠統的規定，其原因主要是研究工作開展不夠，對地下結構抗震設計方法缺乏系統研究。長期以來，地鐵結構的抗震設計基本是參照GBJ111—87《鐵路工程抗震設計規范》中有關隧道部分的條文和GB50011—2001《建筑抗震設計規范》，采用地震系數法進行的。地震系數法用于地下結構抗震計算時具有明顯的缺陷，比如按照地震系數法，作用在地下結構的水平慣性力隨埋深的增加而增加，這與實際情況明顯不符。出現這一局面的原因與人們對地下結構震害的認識不無關系。客觀地講，地下結構由于受到地層的約束，加之城市隧道大多采用抗震性能較好的整體現澆鋼筋混凝土結構及能夠適應地層變形的裝配式圓形結構，震害明顯低于地上結構[6]。高烈度地震區內的城市地鐵大規模建設是在近20多年才出現的，大多數還沒有經過大地震的檢驗，因此災難性的震害記錄不多，于是人們普遍認為地下結構在地震作用下所受破壞程度遠比地上結構輕。但在1995年日本阪神大地震中，神戶市地鐵車站及區間隧道遭到嚴重破壞的事實給這種傳統觀念帶來了巨大的沖擊，引起了眾多地震工作者的極大重視[7-9]。阪神地震清楚地表明，在地層可能發生較大變形和位移的部位，地鐵等地下結構可能會出現嚴重的震害，因此對其抗震問題應給予高度重視。

目前研究地下結構抗震性能的主要途徑有:原型觀測、模型試驗和數值模擬。由于問題的極其復雜性，目前還沒有哪一種手段能夠完全實現對地下結構動力反應進行全面而真實的解釋和模擬。一般是通過原型觀測和模型試驗結果來部分的或定性的再現實際現象、解釋物理機制、推斷變化過程、總結特性規律和分析災變后果，在此基礎上建立合理的能夠反映實際動力相互作用規律的數理分析模型，發展相應的數值分析方法;再通過模型試驗和原型觀測結果加以驗證。然后對不同抗震設計方案進行計算分析，盡可能地再現和模擬其實際動力反應，研究其抗震性能，提出相應的抗震對策。這是研究和評價地下結構抗震性能的較為合理的有效途徑。

阪神地震后，我國對地鐵等地下結構的抗震問題進行了一系列的研究[10-23]，但仍然缺少實質性進展。為改變目前我國在這一研究領域中的落后局面，需要在理論分析、數值模擬和模型試驗等方面開展更為深入的工作，系統地研究地鐵車站及區間隧道等的地震反應，以圖在抗震分析及設計方法與理論基礎方面有實質性的突破。目前我國地鐵抗震分析及設計中存在諸多問題尚待深入研究，其中目前迫切需要解決的關鍵問題主要體現在以下5個方面。

1土-結構動力相互作用分析模型

強地震作用下，地下結構與地基介質可能呈現明顯的非線性、彈塑性狀態，地下結構與地基之間的接觸面還可能出現局部滑移、脫離等非連續變形現象，除此之外，地鐵地下結構-地基動力相互作用分析模型還應該合理考慮地基半無限性的影響。因此，一個合理的地下結構分析模型既要考慮對半無限地基的模擬，還必須全面考慮4種非線性因素:結構材料非線性、結構-地基動態接觸非線性、近場地基非線性與遠場地基非線性。目前對包括鋼筋混凝土等在內的結構材料非線性性質的研究相對成熟;結構-地基動態接觸非線性的研究也已經取得較大進展[24-25];針對地基半無限性及遠場地基特性的模擬問題已經發展了多種動力人工邊界[26-29];關于土的非線性問題(尤其是動力非線性問題)的研究更是發展出幾十種動力非線性本構模型[30]，目前雖然沒有任何一個模型具有廣泛的適用性，但針對具體的問題也不乏有合理而實用的選擇。上述問題的研究已經取得了相當豐富的成果，但是如何根據這些研究成果構造合理的地鐵地下結構地震反應分析模型還需要進行深入的研究和探討。

對地鐵車站及區間隧道等地下結構來說，周圍地基特性對結構地震反應及破壞特征的影響顯著。在地震反應過程中，周圍地基尤其是上覆土層的重力效應對結構地震反應會產生不容忽視的影響。如何合理地反映地基的靜力效應及地基半無限性的影響是一個比較重要的問題。這一問題的解決涉及到動力人工邊界及靜力人工邊界的合理確定和設置。由于目前已有的動力人工邊界一般不適用于地下結構-地基系統的靜力分析，因而普遍的解決辦法是針對靜力問題和動力問題采用不同的人工邊界。對于靜力問題，采用固定人工邊界或其他靜力邊界(邊界元或無窮元)，而動力問題則采用動力人工邊界，這導致形成了兩個不同的分析模型。針對不同模型，首先分析靜力問題，然后基于靜力分析結果進行動力分析，最后將兩種分析結果進行組合。這種做法不僅麻煩，也不能很好地反映地下結構周圍地基的重力效應對非線性結構地震反應的影響。因而有必要發展一種對靜力分析和動力分析均能適用的靜-動力統一人工邊界，并提出直接在靜-動力統一人工邊界上實現地震波場的輸入方法。基于靜-動力統一人工邊界建立一個可考慮上覆土層的重力效應、實現強地震動有效輸入、合理反映結構材料非線性、結構-地基動接觸非線性、近場地基非線性與遠場地基非線性等影響因素的理論分析模型是完善地下結構靜力分析及地震反應分析的合理途徑。

2土-結構動力相互作用分析的快速高效算法

求解土-結構動力相互作用問題的方法可以分為解析法、半解析法和數值法等[2，31]。由于地下結構的復雜性，解析法和半解析法的使用受到限制，而數值方法的使用最為廣泛。在眾多數值方法中，有限元法由于具有靈活方便、適應性強的優點，得到了廣泛的應用。當采用有限元法結合人工邊界對強地震作用下的土-結構開放系統進行整體分析時，由于系統非線性的影響，必需采用時域逐步積分算法完成計算，當所研究問題的尺度大、力學模型的自由度多時，其分析計算工作量巨大。地鐵地下結構構造復雜，往往又處在一個復雜的地震動場中，雖然目前由于分析手段的限制或出于簡單滿足工程設計目的考慮，常常采用切片的二維計算模型進行抗震分析，但為更深入研究和了解地鐵地下結構的地震反應規律、分析不同地震動場的綜合影響，采用地鐵地下結構三維整體模型進行研究還是必需的。

有限元離散模型中單元尺寸的大小與地震波及傳播介質的性質有關。對于位于土中，特別是軟土中的地下結構進行地震反應分析時，為對土中地震波的傳播有足夠的模擬精度，往往需要采用尺寸足夠小的單元，導致離散模型單元數目很多。地鐵地下車站的長度一般超過100m，甚至達200m，因而地鐵車站-地基系統計算分析模型尺度很大，尤其是需要同時研究地鐵車站與區間隧道連接處等震害易發生部位的地震反應及破壞規律時，計算模型的尺度將更大。在強地震作用下，地鐵地下結構-地基系統的非線性動力行為不可避免。雖然通過引入人工邊界可以選取相對較小的計算區域，但是三維非線性動力分析模型(模型尺寸取決于地下結構的尺寸)的采用仍然決定了巨大的計算工作量。因而進一步發展快速高效的計算方法以更有效地降低計算工作量，成為地鐵地下結構-地基系統非線性動力相互作用分析模型的推廣應用所需要解決的關鍵問題之一。

3地鐵地下結構地震破壞模式和抗震性能的評估方法

動力時程分析方法作為一種可靠的分析手段適用于深入研究地鐵等地下結構抗震理論，而對于評估地下結構承載力極限狀態和進行常規的地鐵地下工程抗震設計，還需要發展簡便和實用的分析方法。借鑒目前建筑結構的抗震設計方法，發展新的評估地鐵地下結構地震破壞模式及抗震性能的方法是很有意義的。我國GB50011—2001《建筑抗震設計規范》規定建筑抗震設計需要進行大震作用下結構的彈塑性變形驗算，對于地鐵地下結構尤其是地鐵車站結構來說，大震作用下的彈塑性變形驗算無疑也是必要的。目前常用的彈塑性分析方法包括靜力增量分析法、動力時程分析法和靜力彈塑性分析方法(Push-over方法)。靜力增量分析法相對簡單，但沒有考慮到地震作用與結構自振特性之間的密切關系。動力時程分析法由于能夠計算地震反應過程中各時刻結構的內力和變形狀態，給出結構開裂和屈服的順序，發現應力和塑性變形集中的部位，從而可以判明結構的屈服機制、薄弱環節及可能的破壞類型，結果也較為準確，但其計算工作量大，計算結果受地震波選取的影響，用于常規的抗震設計還有一定的困難。相對上述兩種方法來說，Push-over分析方法是一種新的結構抗震分析方法，這種方法既比較簡單，又可以比較準確地評估地震作用下結構的反應情況，因而得到了廣泛的研究和應用[32-35]。由于地下結構與地上結構地震反應規律和特點并不完全相同，因此到目前為止，適用于建筑結構抗震分析的Push-over方法還無法應用于地鐵車站等地下結構的抗震設計。另外，由于受到周圍地基約束，地下結構的變形形式不同于地上結構。相對地上結構來說，地下結構在整體發生較小變形時局部的內力可能會很大，因此也不能簡單地套用地上結構變形的極限值推算地下結構在中震或大震作用下的極限狀態，必須進行深入的理論分析和試驗研究，了解地鐵車站等地下結構的內力-變形規律及破壞模式，并在此基礎上提出地鐵地下結構抗震性能定量化評價指標體系。因此需要發展一種能夠適應于地鐵地下結構的Push-over分析方法，考慮地下結構受周圍地基約束的特點，提出地下結構基于位移的抗震分析及設計方法，以突破現有承載力設計方法的限制，從而使地鐵車站等地下結構的抗震設計更為合理和簡便。

4地鐵地下結構的抗震構造措施[36]

目前我國對地鐵車站及區間隧道等地下結構抗震設計中結構構件應采用的抗震構造措施還缺乏統一認識。一種觀點認為單建的地下結構由于受到地層的約束，地震時構件不大可能出現交變內力，無須特別考慮抗震構造措施;當地下結構與地面建、構筑物合建時，才需按地面結構的抗震要求考慮構造措施。另一種觀點認為基本可以照搬地面民用建筑結構的要求，例如，抗震設防烈度7度的城市，即按8度采取相應構造措施，并將抗震等級提高一級。比較看來，這兩種觀點都有一定的片面性，前者完全忽視了地震對單建地下結構可能造成的破壞;后者又完全把地下結構等同于地上結構。實際上應該區別不同的圍巖條件和施工方法，根據地下結構在地震作用下的受力和破壞特點有針對性地采取抗震措施。抗震構造措施是提高罕遇地震時結構整體抗震能力、保證其實現預期設防目標、延遲結構破壞的重要手段，它可以充分發掘結構的潛力，在一定條件下，比單純依靠提高設防標準來增強抗震能力更為經濟合理。這方面工作的重點應放在改善薄弱部件的受力和提高結構構件的延性及耗能能力上。有關地鐵工程抗震構造方面存在的其他問題還很多，如抗震縫的設置原則和方法，后砌的內部承重結構和非承重隔墻的抗震構造要求等。

5地鐵區間隧道穿越地震斷層的設計方案及工程措施

目前GB50011—2001《建筑抗震設計規范》規定，建筑物選址應避開地震活斷層，以防止地震時斷層運動而引起的破壞。對于地上單建的建筑結構，這一方法是可行的。地鐵地下車站作為地鐵系統中的關鍵樞紐，也可以通過合理的選址方案，避開地震活斷層。但是地鐵線路走向基本上取決于交通功能的要求，因此地鐵區間隧道穿越地震斷層有時是不可避免的。目前對埋地管線等小斷面地下管道跨越斷層時的抗震設計方法已經有所研究[17，37-39]，但是地鐵隧道無論是在結構尺寸上還是在結構構造和材料性質上與小斷面地下管線均有所不同，目前對諸如地鐵區間隧道等大斷面隧道跨越地震斷層的抗震問題還缺乏研究，雖然很多地鐵隧道在跨越地震活斷層時不得不采取特殊的設計方案和工程措施，但還缺乏針對這些設計方案和工程措施的系統理論分析。

我國在十五期間將投資27億元人民幣建設“中國數字地震觀測網絡”[40]，地震活斷層探測系統是其中重要的組成部分。這表明目前我國對大城市地震斷層問題已經給予了足夠重視，很多重要城市已經針對地下斷層開始了勘探和研究工作，其中對地震活斷層可能引發的地震及可能造成的破壞是重點考慮和研究的對象。隨著對北京等重大城市地下地震斷層勘探工作的開展和對地震斷層活動性的掌握，針對地鐵區間隧道等地下隧道跨越地震活斷層時的抗震設計及工程措施將是抗震工作者和工程設計人員不得不面對和需要解決的實際問題。

6結語

地鐵地下結構是重要的生命線工程，造價高，使用周期長，一旦發生破壞，修復困難，直接和間接經濟損失巨大。目前我國地鐵建設已經進入，其中很多地鐵工程建設在高烈度地區，同時我國缺少完善的地鐵地下結構抗震分析方法和有效的抗震構造措施，因而開展深入系統的理論分析、試驗研究及數值模擬，發展合理而可靠的地下結構抗震設計理論和方法，完善地下結構抗震構造措施，確定優良的地下結構抗震體系，均具有重要的科學意義同時具有重要的工程應用價值。

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篇11

近年來，隨著鐵路工程建設的不斷發展，建設標準越來越高，工程施工難度也越來越大，特別是隧道工程，長大隧道越來越多，地質條件越來越復雜，標準作業越抓越嚴，工期要求越來越短。所以在施工過程中，合理組織施工，制定合理方案尤為重要。本文就南呂梁山隧道施工過程中過膏溶角礫巖段施工所采用的方法，做一般總結。

1、膏溶角礫巖段分布

南呂梁山隧道1#斜井穿越第四系黃土、奧陶系峰峰組下段膏溶角礫巖地層，巖體破碎，如泥包石狀、碎石土狀，成巖程度低，屬極軟巖、軟巖；埋深淺，強風化，兩側深溝發育，地表水容易匯入，圍巖為Ⅴ級。

南呂梁山隧道2#斜井膏溶角礫巖段長度為1150m,具體分布如下：

300～650m段：隧道穿越奧陶系中統峰峰組下段膏溶角礫巖，巖體破碎，如泥包石狀、碎石土狀，成巖程度低，屬極軟巖、軟巖；地表溝壑發育，地表水容易匯入隧道,圍巖為Ⅴ級。

650～800m段：隧道穿越奧陶系中統峰峰組下段含石膏角礫狀泥灰巖、膏溶角礫巖，屬軟巖、極軟巖，巖體破碎。圍巖為Ⅳ級。

800～950m段隧道穿越奧陶系中統峰峰組下段膏溶角礫巖，屬極軟巖，巖體破碎，呈碎塊狀。圍巖為Ⅴ級。

950～1450m段：隧道穿越奧陶系中統峰峰組下段含石膏角礫狀泥灰巖、膏溶角礫巖，屬軟巖、極軟巖，巖體破碎。圍巖為Ⅳ級。

2、膏溶角礫巖特性

膏溶角礫巖工程力學性質很特殊，單軸飽和抗壓強度極低，隧道挖開后穩定時間很短，容易發生坍塌和大變形，如果遇水則強度很快降低,極易崩解軟化，同時具有弱至中等程度的膨脹性。

3、施工方法：

3.1無水段膏溶角礫巖施工

3.1.1總體方案

根據膏溶角礫巖低強度、崩解性及遇水膨脹、強度軟化的特點，借鑒國內外既有施工經驗，根據本工程的實際情況，選擇臺階法施工，既可實現快速施工，又能保證施工的安全性和地層適應性。

根據隧道施工經驗，選擇采用臺階長度在5～7m時工序干擾少，作業效率高，能更早的使支護結構形成閉合，有效控制隧道較大位移。

3.1.2臺階法主要施工工藝

膏溶角礫巖地層采用臺階法施工，臺階長度在5～7m，循環進尺0.75～2.0m。利用小臺架風鉆鉆孔、施作錨桿，人工施做鋼筋網、鋼架，濕噴機噴混凝土。開挖前施做超前小導管，確保施工安全。主要施工工序為(見下圖)：超前小導管注漿開挖上臺階上部立拱噴錨下臺階開挖邊墻噴錨仰拱開挖仰拱初支仰拱灌注拱墻襯砌。

3.1.3膏溶角礫巖段的快速開挖步序

南呂梁山隧道施工工序如下表。核心步驟為上下臺階實施平行作業，上斷面立拱和鉆掏槽眼、輔助眼與下斷面出碴同步進行，上斷面噴漿與下半斷面接腿同步進行，下斷面噴漿與上斷面施作周邊眼同步進行 ，利用三臺噴漿機同時濕噴，上下斷面噴漿完即裝藥爆破的施工工序，從而極大地壓縮了循環作業時間。

圖1臺階法平行作業快速施工工序流程圖

上、下臺階間距：臺階長度越短，隧道拱頂沉降量越小，因此，在施工過程中，盡量縮短臺階長度。同時考慮到上臺階施工拱部時應有4～5m的施工操作平臺，因此，上、下臺階工序的間距控制在5～7m范圍內。

仰拱與下臺階間距：仰拱應及早施做，根據快速施工的需要，仰拱與下臺階的間距控制在30～50m，一方面保證下臺階有較寬裕的施工操作場地布置噴漿設備、裝載機和出碴車輛等；另一方面，能夠及時施工仰拱，以控制變形發展，

圖2 快速施工工序間距控制示意圖

3.1.4仰拱棧橋施工技術

采用了簡易仰拱棧橋快速施工技術，仰拱棧橋長9m，為實現與開挖月進尺120m的進度匹配，共計采用4幅仰拱棧橋，滿足了仰拱施工進度及仰拱混凝土齡期要求，從根本上消除隧底質量隱患，仰拱緊跟開挖掌子面，仰拱距開挖面30～50m，實現了隧道底部的快速封閉。

具體步驟為：仰拱超前襯砌施工，仰拱施工采用一次全幅灌注方式，一次灌注長度5～6m，分兩次開挖，每次仰拱的循環開挖進尺控制在2～3m。

圖3 仰拱棧橋施工縱面圖

3.2富水膏溶角礫巖地段的施工對策

3.2.1有水膏溶角礫巖工程危害及施工對策

根據前面所述，膏溶角礫巖具有遇水崩解膨脹、強度軟化等兩大特征，但從膏溶角礫巖的試驗結果看，大多數的膏溶角礫巖僅表現為弱膨脹，只有極個別試件表現為強膨脹，因而，富水地段的膏溶角礫巖最主要的工程危害仍是巖體在遇水后強度軟化問題，通過研究，對富水地段不同類型的膏溶角礫巖地層可采取以下針對性的施工措施：

(1)有水地段的膏溶角礫巖，強度衰減很快，只要開挖暴露就會坍塌，因此采取超前地質預報和超前加強支護，并加強現場監控量測工作。

(2)快速閉合、減少有害松動和圍巖惡化，盡快使支護結構封閉成環，減少隧道周圍松動范圍和水的影響。

(3)做好地下水的排水系統和地下水的封堵措施，防止地下水與泥的流失，施工時采取注漿是較好的處理措施。禁止地下水或施工用水浸泡仰拱基底，對于基底可以用鋼筋混凝土硬化，這樣可以起到硬化基底和降低格柵變形的作用。

(4)對有水地層軟化情況的分析顯示，支護結構將承受較大圍巖壓力，經歷大變形，為從根本上控制地層變位，應對隧道周圍圍巖進行注漿加固，對隧道仰拱也應進行適當加固改良。

(5)支護參數應加強，尤其是仰拱，在富水條件下，考慮到巖體后期的膨脹變形和膨脹力的影響，二襯應按主要承載結構設計的基礎上適當加強。

（6）仰拱的處理：有水地段的膏溶角礫巖，遇水成泥，沒有承載力，因而對于仰拱地基適當改良加強是必須的，除采用混凝土樁增加地基承載控制基礎沉降外，還采用一定的注漿加固、封水措施，加強薄弱部位，改善地基承載力。

3.2.2具體施工方法

通過對各種超前支護工法的研究，結合本工程的工程地質特點，主要選擇造價相對較低的小導管法。

針對富水膏溶角礫巖地段制定的具體隧道施工預案和工序見圖4，在采取超前支護加固輔助措施(超前小導管注漿、帷幕注漿)同時，采用環行開挖留核心土的施工方法，核心土長度不大于2m，臺階長度5～7m，循環進尺不超過1m，本著“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、勤量測、快封閉”的原則組織施工。

3.2.3全斷面帷幕注漿施工

在富水膏溶角礫巖地段的施工前對隧道運用多種手段對地下水進行預測預報，根據水量大小綜合選用超前小導管注漿、帷幕注漿及徑向注漿對地層進行加固。現場注漿施工中，注漿參數根據現場情況進行動態調整優化。

圖4注漿孔縱剖面圖

4、工程保證措施

4．1加強膏溶角礫巖地段施工監控

按照設計將洞內圍巖及支護狀態觀察、凈空變化(拱頂下沉，底板隆起、凈空收斂和圍巖位移)圍巖壓力(圍巖與支護結構的接觸應力)、支護結構的應力狀態(鋼架內力和錨桿軸力)的監控量測為必測項目；圍巖彈性波速度測試、初期支護噴射混凝土應變和二次襯砌混凝土應變監控量測等為選測項目。洞內觀測點布設如圖9。

圖5量測斷面布置圖

4.2超前地質預報

隧道開挖過程中，必須進行超前地質預報，通過地質超前鉆孔、地質雷達、紅外線聲波探測等辦法，了解開挖前方要通過地層的地質、水文、該段的巖性特性和工程力學情況。以此來制定出科學的施工方案，避免施工的盲目性。

4.3預防隧道整體下沉和確保掌子面穩定性

在拱腳部位及邊墻腳部位，存在著較大的應力集中，相對剪切應力較大，導致這些部位趨于屈服，從而使得承載能力下降，容易導致支護結構隨著時間的推移，產生整體下沉，因此，為防止支護結構的整體下沉，盡快施作仰拱。

在臺階法施工中，臺階長度需要綜合考慮，一方面，快速封閉支護需要臺階長度盡可能短，另一方面，掌子面穩定需要臺階長度盡可能長，同時，臺階長度的安排需要考慮施工組織的要求。

盡量采用機械和人工風鎬開挖，如需爆破時，采用弱爆破。在爆破時，采用淺眼、密眼、間隔裝藥、光面爆破，并嚴格控制用藥量

5、結束語

（1）膏溶角礫巖隧道施工最主要的是加強施工過程控制，切忌不可盲目追求進度；

（2）要充分認識到信息化管理在較差地質條件隧道施工中的重要性，根據測得的數據及時反饋到施工中去；

（3）建立重點工序及隱蔽工程檢查制度，避免存在較大隱患；

（4）由于膏溶角礫巖隧道施工目前還未有真正意義上的專門施工方法，還需要進一步探索、完善；因此，在施工過程中，要積極與有經驗的專家、科研所、設計院、大專院校等聯系、溝通，提高施工水平及施工質量。

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篇12

自21世紀以來，我國地下工程建設項目數量不斷增多，建設規模不斷擴大。此外，地下工程建設不僅包括民間個人行為，也包括政府行為，例如南水北調工程、青藏鐵路工程等，這些工程中隧道工程占據的比例相當大。與此同時，城市高層或超高層建筑的發展，其地下部分多配備有停車場或商場等。以上所謂的個人行為或政府行為均涉及到地下工程問題，且其施工質量及施工安全均牽絆著每一個社會人的心。本文就地下工程施工技術的現狀及發展予以討論。

一、地下工程施工技術的發展現狀分析

經過多年的研究與努力，我國地下工程施工技術或方法的發展令人欣慰。目前，地下工程主要施工技術包括盾構法（泥水平衡盾構/氣壓平衡盾構/土壓平衡盾構）、新奧法、TBM法、淺埋暗挖法、非開挖施工、頂管法、沉管/沉井/沉箱法、ECL法、明挖法/蓋挖法等。本章節就沉井法施工技術、頂管法施工技術、盾構法施工技術及新奧法設計新技術展開討論，以探明我國地下工程施工技術的發展現狀。

（一）沉井法施工技術

沉井法施工技術在我國地下工程建設中的應用時間較長，但就現代地下工程建設中，沉井法施工技術的應用范圍依然較廣。沉井法施工技術的優點包括：技術簡單、占地面積小、挖土量少、造價低等。此外，沉井結構可用作地下構筑物的圍護結構，這樣一來，沉井結構的內部空間亦可被利用。鉆吸法沉井新工藝是傳統沉井法施工技術的創新，其由上海隧道工程公司首創。中心島式槽挖法也是基于傳統沉井法發展而來，其亦是由上海隧道工程公司首創。實踐證明，鉆吸法沉井新工藝及中心島式槽挖法在地下工程的應用具有可行性。

（二）頂管法施工技術

水下長距離頂管施工方法是在地下水位以下直接長距離頂進管道，該施工技術的優點包括：無需在水下開挖土方或挖槽、無需任何降低水位的輔助措施、造價低、施工速度快、降低特殊環境中的施工難度系數等。現階段，水下長距離頂管施工技術在國外多個國家亦得到了廣泛的應用。隨著地下工程施工規模的擴大及施工要求的提高，我國鋼質管道長距離頂進施工方法取得了新的突破，并在實際的工程施工中取得了成功。

（三）盾構法施工技術

盾構法施工技術多用于隧道掘進施工中，盡管其起步較晚，但其發展速度較快，則其發展前景一片光明。就盾構法施工技術掘進隧道而言，占據世界前兩位位的國家包括：日本、德國，該兩國的盾構法施工技術的發展水平相當高。盾構掘進隧道對施工環境的適應能力加強，特別是施工難度系數較大的縱長地下結構，亦可正常施工，且其覆蓋層淺，盡管在含地下水的底層或穩定性較差的底層施工，其均不會引發大面積沉陷或地表斷裂。根據盾構法施工技術的施工特點，其亦可用于高壓強地層或松散土質的底層（例如：流動地層或軟塑性地層等）。此外，盾構法施工技術在暫時穩定的地層亦可正常施工作業，但此時的盾構僅發揮頂部保護作用。總而言之，盾構法施工技術的應用前景一片光明。就盾構法施工技術的優點及缺點進行歸納總結，如下表所示：

（四）新奧法設計新技術-典型類比分析法

新奧法設計新技術-典型類比分析法源自于對工程實踐的總結，其首創者為中國學者李世輝。實踐證明，新奧法設計新技術-典型類比分析法適應中國國情，且其應用效果較佳。典型類比分析法屬于一項初步的綜合集成技術，其是用于預測與控制一種具有開放性的復雜巨系統在特定時刻的行為。此類開放的復雜巨系統的特點包括：信息不完全、不一致且不確定，數據匱乏、機理不清，不支持從整體角度使用理論分析方法進行描述、預測或控制；系統整體行為，允許通過量測個別宏觀參數來實現有效控制等。

典型類比分析法組成成分包括典型分類與類比、個體測試數據、理論分析等子系統，且三者間存在相互滲透的關系。典型類比分析法在獲取、表達或處理信息時主要借助計算機技術的特點知識，其亦是一種人機結合的智能化系統。

二、地下工程信息化設計施工技術

地下工程的穩定性與巖土體材料的物理力學特性、地下水作用、圍巖構造等因素有關。現有設計方法多以事先確定的影響因素為基礎創建數學及物理模型，并以各數值方法及解析方法等為手段對工程的穩定性予以判斷，從而得到最優開挖方案。實踐證明，該設計方法受到巖土體、地應力的分布及巖土應力與滲流間的耦合關系制約。通過對現有地下工程施工技術設計方法存在的局限性的分析，地下工程信息化設計應用而生。

研究結果表明，若把地下工程信息化施工技術結合原有計算方法及計算模型使用，有助于把各自的優點充分發揮出來。地下工程信息化設計融合了力學計算、監測技術及經驗評估等，其是一種以施工監測、監測信息為顯著特征的地下工程設計方法。該設計方法可對圍巖開挖過程的穩定性及支護過程的施工狀態予以全程監控，并將獲取到的信息準確記錄下來。這樣一來，工作人員僅需對相關信息予以分析研究，便可準確掌握支護的作用及圍巖的穩定性，并獲取支護參數及圍巖參數，從而為設計決策技術施工決策提供參考依據。此外，在地下工程信息化施工階段，量測信息可對圍巖的物理力學參數予以反演計算，從而對地質信息的正確性予以檢驗，再通過反演分析法獲取圍巖力學參數，并利用有限元等數值方法計算分析圍巖的穩定性，以此對工程后續施工發揮指導性作用。地下工程信息化設計技術包括信息采集-施工監測、信息處理-反演分析、信息反饋-穩定分析等三個環節。

三、結束語

綜上所述，我國地下工程施工技術或方法多樣，且經過多年的研究及努力，我國在部分施工技術方面已經取得了較大的突破，特別是盾構法等應用前景較廣的施工技術，對其的研究及創新應該進一步加強。此外，就地下工程施工技術設計方法而言，地下工程信息化施工技術在確保地下工程施工安全及施工質量方面具有重要的作用，值得我國地下工程施工企業深入研究及廣泛應用。在研究及發展地下工程施工技術時，應該始終堅持“安全可靠、技術可行、環境良好、經濟合理”的原則及理念，對各種可能技術手段予以靈活搭配、綜合運用，以適應我國地下工程綜合化、大型化、復雜化、深層化的發展趨勢。

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篇13

辦學自主權，大學自治，學術自由，都涉及自由的問題，但“自由教育”中自由與自由的一般含義有很大不同，自由教育與教育自由的含義很不相同。這首先涉及到對自由學術概念的理解。

一、什么是自由學術?

自由學術是學術，是學術中的一部分。學術自由是自由中的一類，包括了研究自由、選題自由、思想自由、教學自由、出版自由，是學界領域里特別看重的自由，區別于政治和社會領域里的罷工自由、游行自由、政治性結社自由，等等。自由學術指的不是這些內容。

自由學術指的是學術。自由學術是指怎樣的學術呢?沿用亞里士多德的說法，自由學術乃是“有關某些原理與原因的知識”[1](P3)，是“研究原因的學術”[1](P4)，而“我們認取哲學為唯一的自由學術”[1](P5)。因此，我們將自由學術界定為關于研究事物發生、發展、變化的因和故的學術，或有關事物原理和原因的學術。又可稱為自由知識、自由學問。

為何用自由一詞來形容這種學術呢?因為掌握了這種學術的人就有可能獲得更多的自由。

與自由學術相對的是什么學術呢?那當然是指“不問原因的學術”[1](P4)，是“以官能的感覺為智慧”的知識[1](P3)，是“只憑經驗的”[1](P3)，是“為其應用而探索的知識”[1](P4)。因而，自由學術是“與經驗相比較”[1](P3)的學術，與以感覺為基礎的知識相對的，與實用知識相對的學術。因此，亞里士多德進一步說道:“所有其他學術，較之哲學確為更切實用，但任何學術均不比哲學為更佳。”[1](P6)

人類的天性決定了人類的活動(他們的工作、事業，等等)，在正常情況下，在向前發展、向深層發展時，終歸表現出兩種趨勢:走向藝術，走向哲學。

假若“認取哲學為唯一的自由學術”，那么，哲學為自由學術，自由學術也不就只有哲學了嗎?在亞里士多德時代，哲學包含的范圍很廣，如今日之數學、物理學在當時就屬于哲學，那時的物理學被稱為“第二哲學”[2]，那時的“數學充當哲學”[1](P29)。直至牛頓時代，物理學仍被稱為自然哲學的分支。但物理學的主體已是關于原理和原因的學問了，從這一實質內容看，它便也屬于自由學術。所以，用今天的眼光看，自由學術已不只是哲學了。

隨著時間的推移，當初屬于哲學的數學、物理學、靈魂學等紛紛從哲學中劃分出去了。另一方面，又有許多種類的哲學興起了，不僅是許許多多哲學流派出現了，更重要的是，幾乎在每一個具體學科領域里又生長出了哲學，如語言哲學、文化哲學、藝術哲學、科技哲學、數學哲學、政治哲學、教育哲學，等等。因此，僅就哲學而言，自由學術的范圍也相當廣泛。但它仍不是自由學術之全部。

就具體現象、事實、操作進行的討論及相應的知識，大體上屬于形而下的內容;而基于形而下所探求得到的原理和有關原因(論及因果)的基礎，是觀念性的、思想性的內容，我們權且稱之為形而中的內容;在思想和觀念的基礎上進行的研究所獲得就是關于思想的思想、觀念的觀念，這是一種“思維著的考察”[3](P38)，是“以思想的本身為內容”[3](P39)，即一種形而上的內容，這就是哲學了。自由學術既包含了形而上的內容，也包含了形而中的內容，當然形而上占有更重要的地位。由此看來，自由學術的覆蓋面是十分寬廣的。

哲學的地位不僅不排斥作為一般原理、原故、原因的學問，而且視其與自身發展密切相關且產生巨大作用的學問。大學以對高深學問的情有獨鐘為特征，就必須有如黑格爾所言“對于高深知識的認真愛好”[3](P3)。這種愛好使得大學從一開始就與哲學有特別密切的關系。所以，大學對哲學的看重既是一種特殊，又是一種必然。因而在這一點上，也特別映襯出大學對自由學術的特別興趣。

二、什么是自由教育?

所謂自由教育(有時被稱為博雅教育)，即特別看重自由學術(或自由知識)的教育。進一步說，自由教育就是主要以傳承和探究自由學術為己任的教育。有時亦以文雅教育、博雅教育相稱，但以自由教育一詞來表達更為直白，更為確切。

我們對自由教育的界定是以明確其教育內容為基礎的。也有人從教育目的上去界定，例如說“自由教育是以人的理性發展為目標，強調心智的訓練”[4](P445);自由教育“是心靈的訓練與培養”[4](P137)。

還有將自由教育界定為:“是一種關于思想和審美情感的教育，它是通過傳授一些思想名篇、富有想象力的文學藝術作品知識進行的。”[5](P168)這是同時從目的和內容上來加以界定的。

至于“自由教育是一種理性教育”[6](P168)，“自由教育以知識本身為目的”[6](P168)，這些說法也算是基于對自由教育的某種理解所作的描述，但并非正式的界定。

自由學術被認為是使人享有更多自由和更好地享有自由的學術，特別看重傳承和探究這種學術的教育當然也就在充分實現這種學術所可能達到的目的。所以自由教育也被理解為自由人的教育。未來社會是自由人的聯合體，這種教育也就跟人類的社會理想聯系在一起。

自由學術一般較為高深，但也有相對高深和相對淺顯之分，與大學相關的自由教育所格外關注的是相對高深的自由學術。關于與自由教育相對的概念在隨后的討論中再提及。

這里需要提及的是，從教育內容上和從教育目的上去定義自由教育是彼此相通的。

自由教育與自由從三個方面關聯著:一是自由教育實乃特別看重自由知識之教育;二是這種自由知識對人成為自由人最為有利;三是對這種自由知識之探索尤其需要為知識而知識的自由精神。

三、自由教育走過了怎樣的歷程?

這里，限于篇幅不可能全面地敘述這一歷程，故僅在此以一些代表人物的自由教育思想來說明。就世界范圍而言，自由教育始終伴隨著大學，無論經歷了怎樣的曲折，大學仍然與自由教育難舍難分。自由教育作為大學的一顆童心，在一些世界著名大學依然保留完好。

從培根(F.Bacon， 1561~1626)說起，并以他的著作《新工具論》為證。他本人就是一位百科全書式的人物，并認為“知識和人類的力量是同義語”[7](P242)，而人的“心靈喜歡一開始就到達普遍性”[7](P243)，“逐步地上升到自然界中真正的、最普遍的原理”[7](P243)的方法是最重要的方法。他在指出了可能“困擾人類心靈的假象”[7](P244)(共四種)之后說:“根據真正的歸納形成的概念和公理，是我們能避免和消除假象的唯一適當的補救方法。”[7](P244)培根雖然沒有直接提到自由教育，但從內容到目的都體現了這一教育思想，他所說的“普遍性”正是自由學術的基本特點。

再說到康德(I.Kant，1724~1804)。他說:“人的目的是‘做人’”，“人必須盡早地使自己受理性的指揮”[8](P498)，而“人只有依靠教育才能成為人”，“通過教育人性可以不斷地改進”[8](P499)，“實際的教育”就在于教人“如何過自由人的生活”[8](P501)，“所謂教化，主要是指心理功能的運用”[8](P502)，而“高級心理功能的訓練，當包括理解力、判斷力和理性的培養”[8](P503)。教育的目的就在于人性的改進、理性的培養、使人成為人、使人成為自由人，這是典型的從目的的角度對自由教育所作的闡釋。康德的這些思想在他的著作《論教育》中出現，而這一著作正是根據他在哥尼斯堡大學講授教育學的講稿并由他的學生整理而成的。

新時代是以返回到希臘人而開始的，中世紀大學也秉承了亞里士多德的自由教育思想，已經走出了中世紀的培根、康德等人在教育領域里仍高揚的理性主義的旗幟。

按照時間的順序，培根主要活動在16世紀至17世紀，康德主要活動在18世紀，現在再看看從18世紀跨入19世紀的洪堡(W.Humboldt， 1767~1836)。洪堡是創造于19世紀初的柏林大學的主要創建人，他認為:“純科學就是哲學。思辨的哲學是科學發展的極致，是科學諸學科的升華和純粹形式。純科學不追求任何自身之外的目標，只進行純知識、純學理的探究。大學所從事的便是這種純科學”，“通識性的修養是個性全面發展的結果，是人作為人應具有的素質，它與專門的能力和技藝無關”[9]。顯然，洪堡從內容到目的都鮮明地表現了他的自由教育觀。

專業教育迅速發展起來，使自由教育面臨挑戰。生活在19世紀的英國教育家紐曼(J.H.Newman， 1801-1890)起而迎接挑戰，他作了系列的演講并匯集成冊，這就是流傳甚廣的著作《大學的理想》。紐曼直言道:“只要我們是人，我們就會在很大程度上不由自主地信奉亞里士多德哲學。”[10](P30)這就說到了自由教育的源頭。

從內容上說，紐曼認為“知識本身即為目的，這種知識應被稱做自由知識”，“接受教育是為了獲得這種知識，應把它納入大學范疇”，這種知識即他所“特別指稱的哲學或更廣意義上的科學”，當知識“精確地、超常地被看做是哲學時，知識在更大程度上具備了這些含義”，而“當知識帶有哲學的特性時，它就是格外自由或尤其自足的”[10](P31)。哲學的特性是些什么呢?是“智慧作用于知識”[10](P32)，是“把天地萬物通盤予以考慮”[10](P33)，是“達到普遍的觀念”[10](P32)，相對而言，“知識按其程度變得越來越特殊時，知識就越不能成其為知識”[10](P33)。

從目的上說，自由教育在于讓學生養成“哲學習慣”[10](P32)，在于“理智的培育”[10](P6)，在于“使心智成形”[10](P7)，自由教育“僅僅依據人類的理性和智慧來考慮這個問題”[10](P17)。“理智訓練以及大學教育的真正而且充分的目的不是學問或知識，而是建立在知識基礎之上的思想或理智，抑或可稱之為哲學體系”[10](P59)，“理智的訓練即是自身的目的。因為自身有了目的，也就等于自身有了用處”[10](P80-82)。紐曼將自由與奴性相對，而“奴工”一詞表示的是“體力勞動、機械勞作以及諸如此類的工作，很少需要或根本不需要心智活動參與”[10](P27)，紐曼沒有直接提到自由人，但其自由教育之目的與自由人之培養顯然相連。

紐曼是近代以來捍衛自由教育理想的最有影響的代表人物之一，尤其是《大學的理想》所體現的精神有著長久的影響。

最后，我們提到20世紀的赫欽斯(R.M.Hulchins，1899-1977)，他曾擔任芝加哥大學校長長達22年。他在自由教育面臨新的挑戰時闡發了他的觀念，他對自由教育的論述特別集中于《美國高等教育》(1936)和《民族社會中教育的沖突》(1953)這兩部著作之中。他說:“作為最高形式的科學，形而上學決定了希臘人的思想”[11](P57)，同時，他認為“形而上學，即有關最高原則的科學”[11](P61)，“物理學想超越的僅僅是一種理論或假設，它就需要借助特定的一些形而上學原理”[11](P60)，“形而上學探究的是事物的最高原則和起因”[11](P57)，進而，他“堅信大學所要解決的是思辨的問題”[11](P63)。20世紀的赫欽斯關于自由學術和自由教育的理解依然與兩千多年前的希臘哲學一脈相承。從內容上，他說得更具體，他指出“西方名著”“再加上數學”[11](P50)具有特別的意義，他本人就倡導了一個名著運動[11](P69)，更一般地說，“現代大學好似一本百科全書”[11](P55)，而這部“百科全書包含許多真理，別無其他”[11](P55)。這就是以自由學術為基礎的自由教育。從目的上，赫欽斯認為“大學唯一的生存理由，即在不受功利或‘結果’的壓力牽制的情況下，為追求真理提供一個天堂”[11](P25)，而“教育的目的之一是挖掘出我們人性的共同點”[11](P39)，“教育的目的是將人與人、現在和過去聯系起來，增進人類的思維”[11](P42)。他的永恒知識、永恒主義教育觀作為自由教育的一種體現也呈現出時代的特點。 轉貼于

赫欽斯曾任校長的芝加哥大學擁有81位諾貝爾獎獲得者，它早已成為世界一流大學(芝加哥大學與北京大學幾乎是同時建校的，前者僅早了7年，這一比較實在可令我們深思)。芝加哥大學的歷任校長都如赫欽斯一樣堅持了自由教育的理念，這無疑是它成功的關鍵。我們再無需列舉哈佛、耶魯的案例了。

至此，我們以自16世紀以來，17、18、19和20世紀的幾位代表人物的有關論述，大體說明了自由教育在大學教育發展中的歷程，特別是它在近兩三個世紀經歷的許多變遷中，仍保持著強大的生命力，且其自身也在一些挑戰中得以發展。

歷史表明，自由教育是大學的一顆童心。無論時代如何變遷，它始終力圖保持自己的這顆童心。

四、自由教育與中國大學

中國最早建立的兩所大學為天津大學(1895)和上海交通大學(1896)，其前身分別為北洋西學學堂和南洋公學。北洋學堂分設頭等學堂和二等學堂，頭等為本科，二等為預科，頭等學堂最初所設之專業分別為“土木工程、機械工程、采礦冶金、法科4科”[12](P1544)。南洋公學則“設商務專科、鐵路工程班”，后“增設電機、航海專科，以造就實業人才，學校始具工科性質”[12](P1332)。也就是說，中國大學是從實業發展需要始建的，具有明顯的實用性質。這對于中國教育的發展仍是有劃時代意義的事件，以培養高級專門人才為目標的大學終于在中國誕生了。

然而，與西歐當初建立的大學中所設哲學院、神學院、法學院、醫學院相比，差別較大，這種差別反映在大學教育性質上。歐洲大學一開始就與古典的自由教育思想相聯系，而中國大學一開始就是與實用教育相聯系的。

即使以北京大學的前身京師大學堂為例，從其于1910年所分之七科(經、文、法政、格致、農、工、商[12](P818))來看，雖與北洋學堂、南洋公學有所不同，但其宗旨仍為“講求時務”。

中國的大學可以說是在服務實業、講求時務中誕生的。

和梅貽琦在分別執掌北大、清華的時期，可能是彰顯自由教育思想的一個有代表意義的時期。以先生為例，他在德國萊比錫大學研習的是美學、哲學、文學、心理學，更直接地受到歐洲大學教育思想的影響。從他主張自由和諧發展，主張發展個性，崇尚自然以及教育獨立的辦學思想中亦可看出其教育觀。但是，他接手時的北大問題多多，這使得他必須要花很大精力于整頓校風、調整辦學方針，從大的格局上把北大引向現代大學之路，事實上還來不及充分展開以自由學術為主線的自由教育思想于教育的實踐，而首先是大力推進“兼容并蓄、學術自由”以及“教授治校”、“學生自治”等。這些事實使得人們比較容易注意到他對學術自由的重視而忽略了他對自由學術的價值的看重，注意到了他對教育自由的捍衛而忽略了他對自由教育的崇尚。

自覺的自由教育理念在大學推行，是產生大師級人物的必要條件之一。這一點已被中外歷史所證明。

在進入上世紀50年代之后，中國大規模發展的是工科、農科，大力凸顯工科的地位，有一定自由教育傳統的清華也變成了純工科大學，而新建的院校除個別外大都是工科(或農林醫)院校，不僅單個的專業強調對口，而且整個學校被要求對口，整個學校成了專業院校，諸如紡織學院、公路學院、鐵路學院、煤炭學院、石油學院、化工學院、糧食學院、地質學院、礦冶學院、水產學院、畜牧學院……為了國家的經濟建設，當然需要發展相關的各種專業，但辦學校與辦專業不是一回事，一方面大學的目的不僅僅在于經濟，另一方面專業或相應學科之間有其內部關系，均應在考慮之列。然而，大量的政府職能部門直接辦學的格局使這種考慮更容易被忽略。

上述局面從上世紀50年代起，在其后的30年甚至40年，直到上世紀90年代，一些著名的理工科大學有的甚至還找不到一位能講授中國通史的教授，找不到一位能講授哲學原理的教授，找不到能講授中國哲學史、外國哲學史的教授……雖然中國高等教育界的有識之士已經意識到這一局面的嚴重性，但改變這種局面亦非一日之功。

綜上所述，中國大學缺乏自由教育的傳統，具有鮮明自由教育思想的教育思想家少之又少。尤其是近半個多世紀以來，為何中國缺少大師級人物，缺少牛頓、愛因斯坦、普朗克這樣的大科學家，缺少如康德、黑格爾、馬克思這樣的大思想家，缺少諾貝爾獎獲得者，缺少如我們自己曾有的熊十力、馮友蘭、陳寅恪這樣的大師?人們普遍在思考，雖然今日之中國能對此予以面對并深思之已是一個進步，但是答案在哪里呢?肯定難以一言以蔽之，然而從大學教育思想上去尋找原因也是必需的。歐洲包括科學事業發展在內的繁榮是大大受益于對自由學術之崇尚的，這一點恩格斯已有明確的論斷，亦當給我們以啟示。

自由教育的肥沃土壤不是上天賦予的，它是由文化孕育和積累而形成的。這種至關重要的文化又從何而來呢?雖然作為傳統在這方面正有我們的不足，但不是沒有任何東西可以借鑒的。毫無疑問，對于現實而言，社會環境的變革和大學自身的改造對于這種文化的生成都是不可或缺的。

大學應有實施通識教育的機構，如哈佛大學設立哈佛學院，日本東京大學設立教養部，道識教育由它們來負責實施。在美國一些著名大學里，自由教育以實施通識教育來體現，其相應的機構里不乏著名的學術大師。一切都表明，通識教育決不是無足輕重的。并且，自由教育之精神貫穿于大學教育的全程，影響大學教育的全程。

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