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目前实验技术队伍中存在着思想不稳定,干劲不高等问题。以南京大学化学化工学院为例:自1994年以来,因辞职、调动等原因离开的有18人,这还不包括那些转岗不再从事实验技术工作的人员。其中的原因是多方面的,但实验技术人员职称问题解决困难、待遇偏低是造成实验技术队伍不稳定的主要原因。
高校实验技术人员职务评聘工作是高校实验技术队伍管理工作的重要组成部分,对队伍建设起着杠杆的作用,完善职务评聘是实验室队伍建设的重要环节。高校实验技术人员的专业技术职务评聘自1987年底开始试点、1988年全面铺开,至今有10多年的历程,这项工作对巩固和促进高校实验技术队伍的建设起到了积极的作用,但也暴露出一些问题和矛盾。
一、实验技术系列职称评聘中存在的问题
(1)实验技术人员职称名额偏少,职称设置不尽合理学校每年下拨的实验技术人员高级职称的名额偏少。以我院为例,2001年有工程师35人,只有2人获得晋升为高级工程师;而讲师14人,却有3人晋升为副教授。除去实验技术人员学历层次偏低等因素外,高级职称的名额下拨比例偏少是重要因素,实验技术人员晋升职称难成了有目共睹的事实,严重挫伤了一部分人的积极性。最高职称为“高级工程师”,满足不了实验技术人员学历层次近年来提高的要求。特别是许多年轻人,已拿到了硕士甚至博士文凭,副高职称满足不了年轻人对自我发展的需求,这是造成这支队伍不稳定最重要的原因之一。
(2)评聘不分开,重评审轻聘任目前在许多高校中,聘任制流于形式的成分还很大,不聘任或不续聘的人员极少,几乎有了任职资格,也就等于聘任上了岗,并且一直被聘任到退休,颁发聘任书和签定协议书成了走过场,甚至连这一手续都没有。同时,只要评上高一级的职称,在工资等各方面待遇也是无条件晋升。这在一段时间里曾起到了激励作用。大家为了评上相应的职称,对照评审要求,找差距,调整自己,向着既定目标靠拢,这种工作态度和奋发向上的精神曾经带动了一批人积极向上。但随之带来的问题是,职称到手以后,压力在一部分人的心中消失了,满足于现状,不思进取,虚度光阴,特别是在知识老化速度加快的今天,他们的水平很快就与专业职称不相符合。这种现象在高校各系列职称评聘中普遍存在,实验技术系列也不例外。
(3)职称评审标准与实际工作表现脱节在职称评审过程中制定一定的标准,可以使评审更具有科学性。作为标准之一的论文或著作,是衡量一个专业技术人员的理论基础和学术水平的,我校对于申报职称人员都有一定数量的文章要求。这对于促进实验技术人员提高科研水平和理论水平起了很大的作用,但同时也带来了负面的影响,实验技术人员一味追求论文数量而忽视了做好本职工作,另一方面还助长了虚要文章、文章上不给挂名就不愿干工作等不正之风的产生。从专家评审的角度来说,也有”唯论文“的趋势,往往忽视实验技术人员的实际工作能力、工作水平和工作态度,而单从论文的数量上来进行考察和评审。虽然实验技术工作是一项技术性、实践性很强的工作,但由于评审中对平时的工作考核结果不重视,由此产生了不论平时工作表现如何,只要有文章就能升职称的不正常现象,也使实验技术人员的平时考核流于形式。
二、加强职称评聘以促进实验技术队伍的建设
如何建设一支高水平的实验技术队伍,采取的手段和方法是多方面的,但职称问题是高校在职人员所密切关注的问题,也是与工资等一系列待遇息息相关的,因此如何合理利用职称评审这一杠杆,以充分调动人员的积极性,挖掘潜力,建设一支结构合理的高水平队伍,是高校师资工作的重点。为发挥职称的积极作用,针对实验技术队伍的特点,应该做好下列几点:
(1)合理设置高级职称岗位针对目前实验技术队伍层次普遍提高的状况,除了适当增加高级职称的名额外,在职称设置上,实验技术队伍应设置正高职称。尤其是对于一些重点建设的实验室如:重点投资的大型仪器实验室、国家重点实验室、国家级研究中心,设置正高职称更显为必要。这样,可在实验技术人员中起到激励作用,使他们能有更高的追求目标,也有利于鼓励和引导他们安心于自己的工作岗位。同时,也吸引一些硕士、博士毕业生投身于实验技术工作,提高实验技术队伍的整体水平。
(2)评聘分开,理顺评审与聘任的关系职称的评、聘分离是指在评上职称后,是否马上聘任,要看能力和表现,即使在获得聘任后,还要不断考察其能否胜任本职工作,不胜任的立即解聘,使每个人都有紧迫感,都有不断提高自己的渴望;同时,其福利待遇是按所聘任的岗位(职位)来确定。评聘分开有助于强化竞争机制,有利于优胜劣汰,有助于合理地流动,同时有利于更客观地评价人员的水平和解决职务限额的矛盾;评聘分开有利于专业技术职务评审工作的社会化、统一化和科学化,有利于公平竞争、坚持标准、保证质量,有利于聘任制的真正实施;评聘分开更有利于队伍的建设,增强其活力。
(3)坚持正确的导向,调整和完善评聘条件
1.坚持德才兼备,注重思想政治表现在评审中,应坚持思想政治条件与业务条件并重,引导实验技术人员走又红又专的道路。良好的职业道德、强烈的事业心和牢固的教书育人意识是对他们思想政治表现考核的重点。
2.强调实际工作能力,与平时的考核工作紧密结合针对不同类型的实验技术人员,制定符合其各自特点的和切实可行的评审标准;同时,将平时的考核结果作为评审的重要依据,使评审工作与考核工作紧密结合。
3.加强对培训和提高的要求为鼓励和促进实验技术人员的学习和提高,应在职称评审时对人员的培训和再学习有明确的要求。进入知识经济时代,科学技术日新月异,不学习就会被淘汰。因此,实验员是否参加培训和参加培训的质量应该作为一项评审的指标,无论是对专业知识的学习,还是对外语水平、计算机能力的培训提高,都应该有明确的标准和要求。
(4)考核制度应进一步健全、完善
在考核中应坚持工作数量与工作质量并重的原则,坚持公平合理的原则,考核宜采取个人自评、群众评议和领导考察相结合的方法,力求做到公正合理、实事求是地反映出被考核者的工作状态和工作实绩。
1.对于从事教学实验的人员对从事教学实验技术人员工作量的考核应从教学实验所面对学生的数量、面对学生的层次(高年级或低年级)等入手,着重考核教学实验过程的质量。如对学生实验过程中经常会出现的问题做到心中有数,以便对实验仪器设备和实验装置进行改进,对实验步骤进行调整,使实验效果更好,工作起来更有方向性和目的性。
2.对于从事科研工作的人员实验人员直接参与科研工作的越来越多,特别是在一些应用性的课题里,实验人员承担了相当重的科研任务,几乎担当了教师的角色,因此,在考核时,应着重对他们的科研成果如文章、经费、成果转化的社会效益和经济效益等进行考核。
3.对于从事大型仪器的服务管理工作人员实验技术人员对大型仪器的服务和管理是否上水平,仪器功能开发率、完好率、使用率是衡量的尺度。在保证仪器完好率的前提下,应当追求仪器功能的高开发率和高使用率,使仪器的作用得以充分发挥。实验员管理上水平对仪器最大程度的发挥作用起了相当关键的作用。同时应加强对外开放和服务,尽量提高设备的利用率,充分发挥使用效益;鼓励创新,挖掘潜力,促使他们在实验技术与测试方法等方面进行研究,开发设备使用的新功能。
高校师资管理的核心目标是最大可能的发挥人员的主动性和创造能力。应当充分利用职务评聘的杠杆作用,建立起一种竞争、激励、自我发展的有效运行机制,优化队伍结构,建设一支”素质优良、结构合理、相对稳定、充满活力“的实验技术人员队伍。
工程教育应当以培养工程师为己任。教育目标应该体现培养什么样的工程人才,今后能够从事的职业或岗位等内容。教育目标是对人才培养使命或教育目的的分类型、分层次的规定。6所研究型大学的人才培养使命大多用“高素质”“拔尖创新”“高级专门”以及“高层次”“创新型”“复合型”等词汇来修饰;但C大学的学校人才培养使命相对具体。关于专业教育目标,6所大学主要关注知识基础和毕业后能够从事的职业和岗位类型,较少关注其他方面的内容。这实质上是将人才培养的重点放在知识和做事的层面。
(二)预期学习结果
教育目标和预期学习结果是课程改革的“指南针”。预期学习结果是对教育目标的细化,使之达到可操作、可实施的程度。预期学习结果反映了学生在毕业时期望的和所能达到的学习水准,它常常与学生掌握的知识、具备的技能和态度有关。6所大学工程教育的预期学习结果在知识、技能和态度这3个维度设置上大体一致。但不同学校设计的预期学习结果内涵也有差异。例如,A大学和E大学在知识要求中将经济管理知识单列;C大学特别强调工具性知识和社会发展及相关领域知识。我国大学对工程专业中“知识”要求的趋同性,说明自然科学知识的基础性得到了重视,但技术知识的分化、交叉与快速变化的特性没有受重视,工程科学知识没有很好地被重视。究其原因,可能是我国高校对工程的本质和工程实践的时代特性没有精准地把握。又如,关于学习结果的技能要求,C大学独树一帜,将终身学习能力、工程实践能力、解决问题能力、创新能力以及交流、协调、合作与竞争能力纳入其中。关于态度要求,6所大学的表述非常泛化,还停留在精神、思想、素养、意识层面。可见,我国大学对工程专业中“技能”和“态度”的要求,还需更关注21世纪工程师职业新形象和工程实践新特征对培养学生能力和素质的影响。
(三)课程结构
课程结构是课程设计的重要内容,它是连接教育目标和最终学习结果的桥梁。课程结构包含课程类别、内容、学分比例、选课性质等要素。由于我国大学课程模块划分没有统一标准,为规范统计口径,本研究将课程类别分为以下7类:(1)通识通选课程,包括政治、军事理论课,外语、体育和计算机工具类课程以及学校单独设置的通识教育课程模块;(2)自然科学课程,指数学、物理、化学类课程;(3)学科技术基础课程,指大类学科基础课、学科平台课、技术基础知识课或专业基础课;(4)专业课程,是指直接针对本专业的专业主干课、专业核心课;(5)专业方向课,是指单独划专业分类的课程,包括分组方向选修、分模块选修、分课程群选修等;(6)集中实践环节,是指对立于课堂教学的一类课程,不包括具体课程涵盖的实验、研讨和课外自学,但包括一门课程结束之后的课程设计;(7)单独设置的跨学科选修课。数据分析表明,6所学校课程学分总数从160~208不等;通识通选课总学分数超过40的学校有5所;自然科学课程学分平均为26;学科技术基础课学分从21.5~54,集中实践环节学分从14~45不等,这两类课程学分配置差异较大,说明课程学分设置被学校认识的重要程度有差异。各类课程占总学分的比例有所不同。如果按某类课程的学分数占本专业总学分的比例超过20%这一标准来衡量,6所学校的通识通选课比例全部超过该标准,学科技术基础课比例有5所学校超过该标准,集中实践环节有3所学校超过该标准。自然科学课程和专业课程的学分比例均低于总学分的20%。关于专业方向课和跨学科选修课,分别有3所和2所大学单独设置了该类型。自然科学类课程所占总学分比例变化不大,全距R=6.2;学科技术课程占总学分比例有波动,全距R=16.8,上异常值为30.2%,下异常值为13.4%;集中实践环节的下异常值为B大学的8.8%。上述数据表明,不同学校对不同类型课程的重要性程度认识不同。数据统计分析结果还说明了专业课程(学科技术基础、专业课、专业方向和跨学科课程)中必修与选修的学分配置情况。从选修课程学分占总学分比例来看,比例最高的是B大学,选修学分高达32;比例最小的是C大学,选修学分低至7;这说明这两所大学对选修课程的功能和学生学习选择的灵活性,有着不同的理解和做法。其余4所大学选修课程比例大体相同。如果单从选修门数的绝对值来图2专业课程选修与必修门数看,A大学高居榜首,其值为51;C大学最少,其值为8;选修课提供门数有下异常值,为C大学的8。绝对值只表明量的多少,要说明学生选课的自由度,还要考察可选门数与应选学分的比值。该比值越高,表明单位学分可选门数越多。从表3可以看出,D大学和A大学提供的选修门数与学分之比较高,可以推论,其学生的选课自由度可能较高。B大学和E大学提供的选修门数与学分之比较低,其学生的选课自由度可能较低。
(四)实践环节
工程专业的课程计划中,实践环节的设计对工程教育尤为重要。从6所大学课程计划的集中实践环节设置看,集中实践环节的学分数占总学分的比例有一定的差距,最低8.7%,最高24.4%。集中实践环节的类别按出现的频率由高到低依次是:认知实践、毕业设计论文、军训、课程设计、各类实习、综合项目设计。值得指出的是,“综合项目设计”本应是工程教育实践环节的重要内容。但遗憾的是,无论从学分设置(4~5学分)还是采用学校(3所)来看,均没有凸显该类实践环节应有的地位。富有个性化的是,A大学设置了大学生科研项目训练(2学分),旨在为学生提供课外科学研究、接触教授的机会。C大学设置了创新拓展项目(2学分),旨在鼓励学生积极参加校内实验室、教学基地、创新实践的学习活动。C大学还要求参加“卓越工程师教育培养计划”的工程专业必须建立学校与企业培养联合体。这代表着工程教育课程改革在实践环节方面的创新。
(五)学习经验与评价
关于学习经验,我国高校的课程计划大多没有专门规定。在课程计划中反映的学习经验,主要体现在不同类型课程与教学的要求中,个别大学还规定了课程内部各教学环节的学时要求。例如,A大学的课程计划规定,每个专业必须有2门双语教学的课程和2门研究型教学的课程(Seminar);每门课程的学时由5部分组成:授课、实验、讨论、上机和课外学时,各门课程可根据具体情况有侧重地设计相应环节。又如,C大学人才培养方案规定,为了实现人才培养的知识、能力与人格标准的要求,采用小班化教学、分小组学习、项目作业以及讨论式、案例式和做中学的学习方法。再如,F大学水利水电工程专业开设了“Project课程”,即项目课程,旨在为学生提供项目设计经验,培养工程设计能力;学生还可参加学校组织的“大学生科研训练”项目,获取科学研究的学习经验。上述教学要求为学生学习工程提供了一定的经验。学习评价在课程计划中反映的程度总体不高。从6所学校人才培养方案中捕捉到的关于学习评价方式,大致可归结为2类。第一类是“简化”模式,以E大学为典型。在课程计划中有一项“考核分配”的要求,规定了所列课程是“考试”或“考察”,仅此而已。第二类是“对应”模式,以C大学为典型。C大学除了在课程计划中表明考核方式外,还对成绩评价方法进行了限定,要求评价方法与专业培养目标中的“知识、能力与人格”要求相对应。例如,对“数学或逻辑学的基础知识”,其评价方法是“数理知识通过课程期中、期末考试并考虑平时成绩、实验报告等综合评价”;对“与人合作共事的能力”,评价方法为“若干专业课实行小班化、讨论式、案例式、做中学、大作业以及通过面试和笔试等方式综合评价学生成绩”。C大学的学习评价模式紧扣学习预期结果,其改革的先进性和政策力度值得借鉴。
二、讨论
上述研究结果呈现了案例大学工程教育课程现状的教育目标、预期学习结果、课程结构、实践环节、学习经验与评价等关键要素。从静态的课程设计角度进一步考察课程现状与工程实践的契合度,深入探讨这些现状背后隐藏的问题并揭示其潜在成因,是本研究关注的另一重要问题。
(一)课程现状与工程实践的契合度
从课程设计的角度分析课程现状与工程实践的契合度,可以看出我国高等工程教育课程与工程实践的关联度不高,具体表现在以下方面。其一,从教育目标来看,无论是学校人才培养使命还是专业教育目标,大多没有体现面向实践的工程教育愿景。案例大学均是具有良好工程教育声誉的研究型大学,理应肩负培养国家新型工业化战略所需工程师的使命。但其教育目标的表述,并没有突出培养工程人才这一重点。其二,从学习结果来看,知识、技能和态度之间是分离关系,没有体现工程实践的整合能力观。虽然知识要求面较广,但没有与工程实践相联系;技能要求还只是一般本科生所应达到的通用标准,没有体现“工程师”的能力特质;态度要求更是泛泛而谈,不易操作和评价。其三,从课程结构来看,总学分数和学分比例设置不合理。首先,总学分数偏高,这意味着课内学时太多,限制了学生自主学习时间,可能会遏制学生工程创新能力的培养;其次,各类课程学分比例设置不合理,理论课程过多,实践课程偏少,实践内涵不够丰富。这些现状与工程教育的实践特性这一本质属性的要求相差甚远。其四,从学习经验和评价来看,教学方法还是以讲授为主,学习经验的设计仅停留在研讨课、双语课等形式层面,远没有触及工程实践的本质。学习评价仍以“考试”或“考察”为主,从现行课程计划中几乎看不出改革与前进的步伐。唯一例外的是C大学提出采取不同的形式、与能力标准相对应进行学习评价,但这只是一个尝试,实施效果要拭目以待。
(二)课程现状隐含的问题及成因
我国工程教育课程偏离工程实践、与工程实践的契合度不高,这一现象背后隐含的问题颇多。若从静态的课程设计视角审视问题,我国高等工程教育课程的主要矛盾表现在课程目标和课程结构两个方面。一方面,课程目标脱离工业需求。本研究所揭示的我国本科工程教育课程目标呈现趋同化特点,各校之间“相互借鉴”表述空泛,针对性和个性化不强。同时,课程目标还呈现智性化特点,过分重视学科知识的掌握,忽视解决工程问题能力的培养,断失了工业界需求这一“活水源头”。工程教育课程目标的制定应当紧紧围绕工程师在企业环境中工作所需的知识、技能和态度。我国工程教育课程目标的内涵没有很好地吸纳工业界对工程师特质的诉求,课程目标的制定过程也没有充分考虑工业界企业雇主的参与,似乎只在学校内部“闭门造车”,脱离工业企业和工程实践的需求。另一方面,课程结构分离工程能力。研究表明,我国工程教育课程结构存在明显的学科壁垒,仍以学科知识为导向划分课程结构。按照严谨的知识体系划分课程结构的弊端是,在获得知识体系完备性的同时,牺牲了学科交叉的机会,而跨学科思维是工程师解决问题的重要思维。可见,课程结构的分离表现在两个层面:一是学科知识和实践能力的分离,两者缺乏必要的联结;二是学科课程之间的分离,各类知识缺乏渗透和有机联系。上述工程教育课程问题应当引起人们的反思。我国从20世纪80年代开始,一直在探索工程教育课程改革的新路,为何改革从未间断但问题仍很严重?究其根源,笔者认为这与我国高校工程教育课程改革缺乏工程观、人才观和课程观的指导有关。工程教育若不皈依工程本质、面向当代工程实践,如何谈及培养未来的工程师?过度科学化的课程割裂了工程实践的整体特性,而建立在“大工程观”基础上的“整体工程观”是指导工程教育课程改革的哲学思想。
2加强工程变更的管理
(1)按照工程变更所包含的具体内容,可将其划分为设计变更、施工方案变更、计划变更、条件变更和新增工程五个类别。从变更的来源方即提出(或引起)变更的主体观察,设计变更范围最广,业主、承包方、监理方和设计方均可提出设计变更要求,而施工方案变更通常由承包方提出,计划变更和新增工程一般业主提出,条件变更则通常由业主或不可抗力引起。
(2)由于工程变更往往会导致工程造价的增加,如果变更发生在关键路线时会使工期发生变化,为了有效地控制造价,无论工程变更是由谁先提出来的,均需由工程师确认并签发工程变更指令。严格按照以下程序进行确认:提出工程变更分析提出的工程变更对项目目标的影响分析有关的合同条款和会议、通信记录向业主提交变更评估报告(初步确定处理变更所需的费用、时间范围和质量要求)确认工程变更。
(3)在高校基建项目管理中,工程变更要注重事前、动态管理,还需要明确工程变更的内容审批权限。防止随意变更,任意提高建设标准。
3加强合同管理,减少索赔
施工合同是工程结算、拨付工程款及处理索赔的直接依据,也是工程建设质量控制、进度控制、费用控制的主要依据。在建设过程中索赔是必然且经常发生的,是合同管理的重要组成部分。施工单位往往想通过“低价中标,高价索赔”的方式获取高额利润。对于高校业主来说,索赔管理就是要全面履约、积极处理承包商提出的索赔要求,同时可以针对承包商工期延误、质量不满足合同要求、对超额利润等方面的反索赔。索赔是工程管理领域中的国际惯例,不可能制止索赔,但要采取有效措施控制索赔。
(1)加强前期准备工作,对建设项目的投资,工期和质量要有一个切实可行的目标值和计划,推行限额设计,严格控制工程造价,减少结算和付款风险。
(2)加强合同管理,应注重招标文件、合同条款、工程量清单等一系列合同文件文字的严密性,如措词不当、说明不清楚、有二义性,合同文件的缺陷潜在着索赔机会。合同条款规定的不严谨甚至矛盾,合同条款中的遗漏或错误导致承包人履行合同时引起歧义而进行索赔,合同中应对实际可能发生的情况做预料和规定,杜绝缺少某些必不可少的条款,避免导致在合同实施中双方的责任义务和权力产生争执。
(3)按合同规定认真履行业主的义务,尽量提供施工条件,不干扰承包商的施工。例如按照合同的规定及时向承包商提供现场进入和占用权,提供符合规定的应由业主提供的建筑材料、机械设备;及时完成图纸的审批、隐蔽工程的验收,对承包商所提问题及时进行答复;不随意变更建设计划,或改变承包商的作业顺序,按合同约定及时支付工程进度款,及时回复承包商的工程联系单,函件等,同时做好工程资料归档管理。
(4)加强工程变更控制,避免要求的变化导致大量的工程变更,如建筑的功能形成、质量标准、方式和过程、工程量、工程质量变化。通常工程变更都会造成费用的变动和时间的变化。如果变更属非承包商原因引起的,则会造成承包商的索赔。因此,业主要严格控制工程变更指令的签发。针对可以事先控制的变更原因,进行分析,预先采取有效措施加以控制。
(5)加强协调与沟通,尽量避免索赔事件的发生。许多索赔事件都是由于协调与沟通不畅造成的。
(6)发挥监理单位的作用。相对于基建部门来说,监理在工程微观管理上有优势,必须充分发挥监理企业的专业优势,有利于工程的管理。明确监理的职责范围,对工程材料质量、施工质量、工期进行全面的监督。
4严格现场签证管理
现场签证是在基建项目建设过程中临时发生的,没有规律性,是施工过程中造价控制的难点,若管理不到位,就会给)学校带来不必要的损失。有些高校不重视现场签证的管理,过分依赖监理公司的签署意见,管理人员不到位,签证不及时,签署意见过于笼统,或简单地签署“情况属实”、“同意监理意见”。还有,有些学校管理部门未建立好内部的现场签证审批制度,签证单只经过基建部门下设的工程管理科盖章就生效,未经过造价工程师或其他相关人员的审核,导致很多签证单到结算时产生纠纷,增加竣工结算的难度,导致学校经济损失。因此,学校应加强现场签证管理,要做到“一事一单、一项一签、随做随签”,避免“一揽子”及日后补签。还有,在签证时,要树立起量化的观念,不能只签名或签署定性或含糊不清的意见。
2.断层破碎带与隧道工程的关系
在对断层破碎带与隧道的关系进行研究前,首先应当对断层的基本类型加以明确,根据断层两盘相对位移的关系,大体上可将断层分为以下三种类型:其一,正断层。此类断层主要是指沿着断层岩石面的倾斜方向下盘相对上升,上盘下对下降的断层。这类断层的形成主要与张拉力和重力有关,其断层面的倾角相对比较陡峭,断层线以平直居多;其二,逆断层。此类断层具体是指下盘相对下降,上盘相对上升的断层,多数都是在地壳挤压作用下形成的,断层的两盘多数都处于闭合状态;其三,平移断层。此类断层则是指两盘沿着断层走向发生相对位移,断层面近乎于直立,倾角较陡,一般都是在地壳水平运动过程中,在受剪切力的作用下而形成的。
2.1断层破碎带
断层破碎带主要是因为断层两盘在相对滑动的过程中,使两侧的岩层遭受挤压作用而破碎,进而形成的长条状且方向一致的破碎带,它的宽度与岩石的性质、断层距离以及断层性质等因素有关。按照破碎带中岩石的破碎程度可将之分为角砾岩、断层泥、磨砾岩等几种类型。2.2断层破碎带与隧道的关系当隧道工程穿越断层地段时,隧道施工难度的大小一般取决于断层的性质、破碎带结构中岩石的破碎程度、含水性以及断层活动性等因素。当施工方法、机械设备等条件相差不大时,断层破碎带与隧道之间的关系直接影响施工难度和工期。通常情况下,当隧道的轴线无限接近于垂直构造的方向时,且断层规模较小、宽度不大、含水量较低时,施工难度较小;如果隧道的轴线与构造方向斜交或是平行时,隧道穿越破碎带的长度会随之增大,并且会伴随出现较为强大的侧压力,为了确保施工安全,此时必须对隧道支护体系进行加强,并及时进行封闭。
3.高原隧道工程穿越断层破碎带的施工技术
在高原隧道工程建设过程中,时常会遇到穿越断层破碎带的情况,为了确保隧道施工顺利进行,必须采取合理可行的施工技术,下面对此展开详细论述。
3.1施工方法
(1)超前地质预报
在隧道开挖穿越断层破碎带时,常常会出现坍塌、突水等问题,为了保证施工安全、有序进行,应当在隧道施工过程中,采用超前地质预报。该方法是确保隧道穿越断层破碎带施工安全的有效途径之一。应当对穿越断层破碎带的隧道进行地质调查,并按照隧道已有的勘察资料和隧洞内开挖作业面的地质描述,借助相关工具,对作业面前方的地质情况进行推测,同时,在隧道开挖的过程中依据超前地质预报的实际情况进行随时补充,借此来了解即将穿越的破碎带的位置、宽度等情况,制定有针对性的施工技术措施,确保施工顺利进行。
(2)加固圈
这里所指的加固圈就是利用超前小导管+水泥浆液在隧道拱部120度范围内的四周形成强度与厚度足够的加固拱,借此来提高围岩自身的承载能力和稳定性。
(3)正台阶法
这是隧道穿越破碎带时较为常用的一种开挖方法,在开挖过程中,要遵循短进尺、强支护的开挖原则,上下台阶的高度差应当合理,并采取左右交错的方式进行开挖。同时,要控制好两个台阶之间的纵向距离,这样有助于极早落底。此外,开挖之后,要尽可能减少围岩在外界环境中的暴露时间,及时进行初期支护。
(4)初期支护
常用符合设计要求的混凝土对隧道掌子面进行初喷封闭,随后采用工字钢制作钢拱架,并在纵向上用钢筋进行连接。
3.2施工技术要点
(1)导管布设
在施工中,确保小导管的布设位置与角度符合设计要求是比较重要的环节。同时,可采取钻孔打入法对小导管进行施工。
(2)浆液施工
对于岩体破碎程度较为严重、裂隙较为发育、空隙较大的围岩而言,采用超前预注浆的方法进行施工存在一定的难度。在具体施工过程中,预防浆液大量流失、控制注浆液是关键环节,也是确保加固圈安全、稳定、可靠的有效途径。①注浆参数的合理确定。在工程没有特殊要求的前提下,小导管施工的水泥浆液水灰比可以确定为0.8-1.0左右,水玻璃的浓度为30-35左右,两者混合后的体积比为1:0.3-1:0.8,注浆压力最小不得低于0.5MPa,最大不得超过2.0MPa。②注浆准备。在正式注浆前,应当先对注浆管路进行认真检查,借此来确保管路通畅、机械性能良好。当各项准备工作全部完毕之后,应进行现场注浆试验,从而确定最佳的注浆参数,并以此为依据进行施工。③注浆要点。采用液压双液注浆泵将预先配制好的浆液注入到小导管当中,注浆可以采取两次间歇的方式进行。第一次注浆时,应当适当减少水灰比,并增加水玻璃的掺入量,注浆压力应当控制在0.5-1.2MPa这一区间范围内,并在钻孔内有浆液流出时停止注浆,随后间隔3-5h左右,进行二次注浆。在第二次注浆时,应当将注浆压力提高在1.5-2.0MPa,并在浆液注入量低于20L/10min时,停止注浆。
3.3监控量测
隧道穿越断层破碎带的施工中,为了确保施工质量,必须进行监控量测,可将监控的重点放在对拱顶下沉及周边收敛上。对隧道开挖作业面的观测应当在每次开挖完成后进行,当地质情况变化较小时,可每天观测1次;初期支护至少每天观测1次;水平收敛与拱顶下沉的量测可以采用相同的频率,当拱顶的下沉量相对较大时,除了要加强对拱顶下沉的量测之外,还应当对拱腰和基底进行量测。
3.4施工注意事项
为了确保施工质量,应当对如下事项加以注意:其一,在钻孔前,应当对孔位进行精确测定,并对每个测好的孔位进行编号。在钻孔时,为防止孔斜等情况的发生,可以采用测斜仪,并对小导管的打入方向进行严格控制,同时,做好各个钻孔的记录。若是发现某个孔的误差超过设计或是规范标准规定的限值时,必须及时进行处理,如果终孔之后,仍然超限则应当采取注浆封孔的措施,并在其达到一定强度之后,在原位上重新钻孔。其二,注浆时若是发现较大的空洞,应当先注入一定量的水泥浆液,或是混凝土,然后再进行注浆。