时间:2023-02-15 11:02:18
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一、风险识别的目的
风险顾名思义,就是在工程中存在一些可以预知和不可以预知,但是对工程的各个方面都会有非常大的影响额事情。识别风险就是在各类风险事件发生之前动用各种方法对风险进行的辨认和预防。
二、铁路工程项目中施工的风险
政治风险,经济风险和管理风险,还有合同风险以及进度风险是铁路工程项目施工风险的几个大方面,根据其产生的根源可分为自然风险,人员风险,技术风险等。
1政治风险
政治风险可以说是对铁路工程项目建设影响最大的风险了。政治风险是指由于国家政局和政策变化,以及政权更跌,或者是罢工和国际局势变化,你像战争,动乱等因素所引起的社会动荡,进而对铁路工程项目造成的财产损失以及人员伤亡的风险,都可以称之为政治风险。这种风险源对铁路工程的建设的影响是不言而喻的,可以说无论什么地方建设铁路,也无论是任何方面的项目参与,都可能需要承担政治风险。但是因为政策法规变动频繁,工程建设法规变化无常,将政府法令凌驾于法律之上和地方权力部门腐败无能,营私舞弊以及执法犯法所导致投资环境,经营条件恶化等。这两个方面是对承包商的项目生产构成重大政治风险的两个主要因素。
2经济风险
由于市场预测失误,或者是价格波动和消费需求变化以及税收政策和业主资金缺口严重等情况,引起的铁路项目亏损是经济风险中的主要内容。你像施工实际成本超出计划成本,而让承包商的预期收益大于实际收益,这都是经济风险所包含的范畴。所以,如果你是铁路承包商的化,一定要认真研究项目的经济风险,只有拿出这样心态和措施,最终才能获取良好的经济效益。
三、施工中的管理风险
3.1安全风险
2006年,铁路施工发生了多起重大事故,还有一些重大未遂事故,这些事故的发生,充分暴露出了承包商在安全管理中存在的严重的问题。所以安全风险已经成为承包商一个非常重大的风险因素。可是无论怎么样规避这些风险,因为建筑企业其本身就是一个高危行业,再加上风险工程的不断增多,管理跨度也在不断的增大,安全风险防控能力的提高已经是迫在眉睫的任务了。虽然承包商在安全质量管理中,投入了很大的人力和物力,但是安全质量事故仍然层出不穷,同时还存在很多的潜在的事故隐患。你像铁路工程施工中,经常表现突出的安全问题,架桥机架梁施工中,架桥机在工作汇中很容易倾覆,造成严重的事故发生。还有关于隧道安全方面,因为隧道是在地层内部,而且视线不好,加上隧道中本身的安全系数就是比地面工程低的多的,多以隧道施工重大事故和重大未遂事故都会不可避免的发生的。这些问题所带来的直接后果,不仅会给死难者家属,也直接影响到了社会的稳定和安宁。对企业的形象和生存发展的影响也是无法弥补的。
3.2质量风险
施工中出现质量问题或事故而可能造成的损失就是我们口语中所说的质量风险。由于施工管理的不完善,还有工程初期的设计不合理,以及项目环境恶劣等多方面的因素造成的。如果是查找对某个具体的施工过程的质量风险,可用流程图,或流程图加核查表进行识别。
3.3进度风险(又称施工延误风险)
施工延误风险顾名思义,就是由于施工延误而造成的损失和伤害。严格一些说呢,施工延误风险就是因施工环境条件,以及施工过程本身存在的的不确定因素,进而可能发生的,针对实际施工进度与基线进度计划之间的偏离。造成风险的可能性和相应于这一可能性所造成的后果,是这种偏离所包含的两个相互制约的变量。因为施工环境条件和施工本身的,那些不确定性因素,恰好构成施工合同中关于风险分摊的宏观杠杆,所以在施工风险中,这种因为施工环境所引发的风险也要重视和规避。
3.4合同风险
铁路工程承包商的合同管理工作,因为其工程量和实际上所涉及的分包人员比较多,所以就决定了铁路工程承包商的合同是非常复杂和繁琐的,如何提高合同的管理工作,就是有效预防合同风险的关键。
四、铁路工程项目建设中承包商的风险管理方法
4.1对风险避免的管理方法
放弃或拒绝承担风险作为其控制的方法, 以此来回避损失发生的可能性,是风险避免的主要思想内容。这种方法在各种风险管理技术中,是最有效也是最简单,同时又是比较消极的一种方法,虽然可完全的,彻底的消除实施该项目造成的损失,或者是产生的恐惧心理,但是因为你不愿意承担任何风险,所以同时也失去了实施项目所能够带来的收益。将存在风险的特定事件予以根本免除和中途放弃某种既存的风险是常用的风险避免的两个形态,比如说不进行工程建设,对该工程的所有风险就都没有了。承包商与业主签订合同时,应该充分考虑一但发生了某种巨大的风险,应该如何避免该风险,如果出现了严重的违约情况,责任应该怎样划分,承包商是否可以提出中断合同,以此来避免承担更大的风险。这些承包商和业主之间都是值得商榷的。
4.2对工程损失的管理方法
我们在对对工程损失的管理方法上,需要采取主动的态度,在控制损失中首先要以预防为主,防控结合的管理方法。这对承包商来说,选择好的项目及有资信的业主,是积极加强工程管理都对施工目标的实现的好处。这样不仅能够起到控制损失的作用,而且还能加强事后的财务型风险的处理。具体来说就是我们用财务型风险的管理方法,来对项目的不利影响进行最小化的处理,这样不但可以增加项目抵御风险的能力,而且还能确保项目运转的正常。,项目组织可采用以下财务型风险对的管理方法来减少风险的损失。项目预备金的建立是第一点,因每件风险大小的不同建立起相应的专项基金,用这样的管理方法可以有效的弥补损失。第二种方法是建立坏帐的准备。我们在风险没有来临之前就提前在进度中提取坏帐的准备,通过确认为坏帐的风险损失,从而来冲销坏帐准备。最后一点,也是最关键的一个就是要根据国家的有关政策,消化项目实施过程中发生的风险损,或分次记入项目成本,总之就是尽可能减少风险对项目活动的干扰。
五、总 结
根据国内铁路工程施工风险的特点和其他国家的不同,对国内铁路工程项目风险管理的风险内容和管理方法做了明确的分析和论述,在此论文中借鉴了风险管理的理论体系,结合铁路工程建设项目的实际特性,给出了很好的分析和管控方法,希望在社会的发展中,铁路工程项目的施工风险和管理会更上一个台阶,并最终形成风险管理体系,尽可能的把项目中的不确定性因素彻底消除掉,这样才能保证施工风险在我们可控的范围内。
参考文献:
[l]赵君鑫,陆银根,张全文,邵国霞编著.铁路工程施工组织设计.西南交通大学出版社,2004:1一2,8~9
中图分类号:TU473.1文献标识码: A 文章编号:
0引言
水泥粉煤灰碎石桩(Cement Flyash Gravel pile)简称CFG桩。它是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥加水拌和后制成的一种具有一定强度的桩体。其骨料仍是碎石,用掺入石屑来改善颗粒级配,掺入粉煤灰来改善混合料的和易性,并利用其活性减少水泥用量,掺入少量水泥使其具有一定的粘结强度,具有某些柔性桩特点的高粘结强度桩,其强度等级在C15~C25之间变化,是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。
CFG桩复合地基由桩、桩间土及褥垫层3部分构成。其加固机理:当基础承受垂直荷载时,桩和桩间土都要发生沉降变形。桩的变形模量远比土的变形模量大,所以桩比土的变形小,由于基础下面设置了一定厚度的褥垫层,桩可以向上刺入,伴随这一变化过程,褥垫层将上部基础传来的基底压力通过适当的变形以一定的比例分配给桩及桩间土,使二者共同受力。同时土由于桩的挤密作用(沉管方法成桩时)而提高了承载力,而桩又由于其周围土侧应力的增加而改善了受力性能,二者共同工作,形成了一个复合地基的受力整体,共同承担上部基础传来的荷载。如不设置褥垫层,在桩体沉降很小的情况下,上部荷载主要由桩体承担,与桩基作用机理相近,桩间土不能充分发挥作用;当不设褥垫层或褥垫层较薄时,桩对基础的应力明显集中,需考虑桩对基础的冲切破坏,当褥垫层厚度达到一定程度,基础反力接近天然地基的反力分布,已不存在基底面的应力集中,无需考虑桩体对基础的冲切破坏。另外不设褥垫层时,水平荷载主要由桩基来分担,随着褥垫层的设置和增厚,桩顶承受的水平荷载逐渐变小,当褥垫层厚度达到一定程度时,水平荷载主要由桩问土承担,这样大大减少桩体发生水平折断的可能性,以免桩体在复合地基中失去工作能力。对于水泥粉煤灰碎石桩宜设置扩大桩头(或桩帽)和加筋垫层,垫层厚度宜取300~600mm,垫层材料宜用砂砾石、碎石等,最大粒径不宜大于30mm。
1 工程概况
1.1 地质条件
兰新第二双线某工点地层主要为第四系全新统冲积黏质黄土、粗圆砾土、卵石土及白垩系下统泥岩。岩性如下:黏质黄土(Q4al3),分布于地表,厚3.0~6m,黏性强,具孔隙,底部多分布有薄层粉土和砂土。软塑-流塑,表层多为硬塑,σ0=80~100kPa。粗圆砾土(Q4al6):下伏于黏质黄土,厚度1.8~5.4m,饱和,中密,σ0=500kPa。卵石土(Q4al7):下伏于黏质黄土,厚度6.0~8.0m,潮湿-饱和,中密,Ⅲ级硬土。泥岩(K1Ms):下伏于卵石土, Ⅳ级软石。据钻探揭示,工点范围内地下水主要为第四系孔隙潜水,地下水位埋深1.5~4.0m,地下水位受大气降水和农田灌溉影响随季节变化。水质为硫酸盐侵蚀,环境等级为H2。对钢筋具氯盐侵蚀性,环境作用等级为L1。
1.2 参数确定
复合地基承载力计算参数主要有地基参数、设计参数两种,以某工点一断面为例,地基参数根据施工现场实际勘探资料确定,见表1
表1 地基参数
设计参数根据地区地基处理经验及具体工程确定,本工程取值如下:列车换算荷载为61.6kN/m,填土宽度B=13.6m,填土高度H=6.96 m,填土容重γ=19kN/m3,路基本体预留沉降量为1‰;桩的直径D=0.40m,桩身强度P=15MPa,桩身强度折减系数=0.333,桩间土承载力折减系数=0.75。
2 复合地基计算
2.1复合地基承载力
按照CFG桩复合地基承载力宜通过现场复合地基载荷试验确定,设计时按式(1)估算:
式中――单桩竖向容许承载力(kN);
σsp――复合地基承载力 (kPa);
m――面积置换率;
Ap――桩身截面积(m2);
β――桩间土承载力折减系数,宜按地区经验取值,如无经验时可取0.75~0.95,天然地基承载力较高时取大值;
σs――处理后桩间土容许承载力(kPa),宜按当地经验取值,如无经验时,可取天然地基容许承载力;
单桩竖向容许承载力的取值,根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩容许承载力时,可按式(2)估算(、取值应考虑施工方法的影响):
式中 U――桩身截面周长(m);
――桩周第i层地层的容许侧阻力(kPa);
――桩周第i层土的厚度(m);
――桩尖地层容许端阻力(kPa)。
2.2 CFG桩复合地基沉降
高速铁路地基压缩层的计算深度应满足下式要求:
复合地基沉降量可按下式计算:
式中――加固区沉降量;
――下卧层沉降量。
ms――沉降经验修正系数,与地基条件、荷载强度等因素有关,根据地区沉降观测资料及经验确定,其值可取1.0~1.4。
2.3 计算结论
根据以上计算参数及计算公式,复合地基计算结果如下表2:
表2复合地基沉降计算结果
对上表进行计算分析,对于软弱土层相对较薄的地基采用CFG桩进行加固时,桩尖进入软弱层下部较硬地层可有效提高复合地基承载力。综合考虑复合地基沉降值及复合地基承载力要求,桩间距采用1.5m,桩长采用6.3m。CFG桩横断面及平面布置图见下图1、图2:
由于本段黄土饱和度较高,成桩方式设计采用长螺旋成孔,建议现场进行振动沉管成孔与长螺旋成孔工艺试验对照。
2.4 工程实施情况
现场按照设计桩长、桩间距、桩体强度进行工艺性试验,检测情况如下:
(1)振动沉管施工CFG桩完整性检测发现,存在以下桩身断桩缺陷及桩身质量不满足设计要求,易断桩等严重问题。经对桩芯取样验证发现,振动沉管在地下1.5m、3m左右极易产生断桩,且桩体总长达不到设计要求。
(2)长螺旋成孔施工CFG桩完整性检测,桩身完整性及桩体强度、复合地基承载力特征值均满足设计要求。
3 结论及分析
对于西北黄土地基采用CFG桩进行加固时,以下几个方面必需重点考虑:
(1)地基参数需结合工程经验加以判断,相对常规偏差较大的数值要分清产生原因,加强地质核查,尽量避免对设计文件质量造成影响。
(2)对于地下水位较浅且地下水位线易随季节变化的黄土地层,不宜采用振动沉管法成孔。当确需采用振动沉管成孔时,需经先导性试验确定各项控制参数,避免缩径及断桩现象的产生。钻至预定深度后应尽量少提钻,且应在混凝土淹没钻头一定高度后再提钻,提钻速度也不宜过快,一定要注意提钻速度和泵送速度的匹配。
(3)对于较薄层松软土地基,下伏有持力层时,设计桩长宜进入持力层0.5~1.0m,以满足地基承载力的要求,同时通过桩的施工可对地层进行进一步验证,以保证工程安全。
(4)废桩处理:对于出现个别的Ⅲ类桩,可采用接桩处理,但对于断桩部位较深且受场地及地下水的影响,开挖通常比较因难,宜采用补桩的方法解决。补桩时要注意不能破坏其它的桩。对于大面积Ⅲ类桩或Ⅳ类桩需查明原因,从根本上进行解决。
参考文献:
[1]铁道部. 铁路工程地基处理技术规程(TB10106-2010).北京:中国铁道出版社.2010.
通过毕业设计这一重要的教学环节,培养土木工程专业本科毕业生正确的理论联系实际的工作作风,严肃认真的科学态度。 毕业设计要求我们在指导老师的指导下,独立系统的完成一项工程设计,解决与之有关的所有问题,熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法,具有实践性、综合性强的显著特点。因此毕业设计对于培养学生初步的科学研究能力,提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。
在完成本次毕业设计过程中,我们需要运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理,这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还需要我们更好的了解国内外建筑设计的发展的历史、现状及趋势,更多的关注这方面的学术动态,以及我们在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。
1.1研究现状:
土木工程是建造各类工程设施的科学,技术和工程的总称。土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。土木工程在我国可以分为:建筑工程、桥梁工程、公路和城市道路工程、铁路工程、隧道工程、水利工程、港口工程、给水和排水工程、环境工程。作为土木工程专业的学生,深知土木工程设计范围之广,以及和社会生活联系之密切。我们在校只是学习了土木工程这一个小的分支并且着重学习了工民建部分。工民建方面就结构布置部分有以下几种结构:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、框架-支撑结构、筒体结构、框架-核心筒结构、巨型结构等等。
就此次的设计题目,以及结合任务书所给定的各项条件,选择了框架结构比较合理并且切合实际。
1.2发展趋势:
框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,可提供较大的使用空间,也可构成丰富多变的立面造型。国外多用钢为框架材料,而国内主要为钢筋混凝土框架,框架结构可通过合理的设计,使之具有良好的延性,成为“延性框架”,在地震作用下,这种延性框架具有良好的抗震性能。
[1]钢筋混凝土多层框架结构作为一种常用的结构形式, 具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点, 目前已被广泛地应用于各类多层的工业与民用建筑中。随着社会的发展,多层框架结构的建筑越来越多了。但随着结构高度增加,水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加,从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加,到一定程度,将给建筑平面布置和空间处理带来困难,影响建筑空间的正常使用,在材料用量和造价方面也趋于不合理。框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。
[2]框架结构房屋的布置应对称、均匀,减小抗侧刚度中与水平荷载合力作用线的距离,减小结构重心和刚度中心之间的距离,以减小结构发生的扭转。由于框架构件截面较小,抗侧刚度较小,在强震作用下结构整移和层间位移都较大,容易产生震害。此外,非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑,抗震设计的框架结构除需加强梁、柱和节点的抗震措施外,还需注意填充墙的材料以及填充墙与框架的连接方式等,以避免框架变形过大时填充墙的破坏。框架结构是柔性结构,有水平位移,房屋的总水平位移越大,人的感觉越不舒服,而层间位移会影响建筑物的装修和隔墙开裂,因而对这两种水平位移进行限,这样在设计中要增大房屋的抗侧刚度。在框架结构的抗震设计中,柱顶、柱底、梁端易出现裂缝。
[3]作为一座办公楼设计,在设计之前作为设计者必须深入实际,调查研究,了解其所属位置地理、经济条件。而作为本课题中框架结构的办公楼,必须整体设计、大门入口设计要体现行政办公特征。设计要满足室内水、电、暖、讯、消防、抗震等配套设计要求。因此必须察看相应的规范、标准等。
1.3研究方法:
框架是典型的杆件体系,近似计算的方法很多,工程中最实用的是力矩分配法及D值法,前者多用于竖向作用下求解,后者用于水平作用下求解。
这些方法的使用都作了以下几点的假定:
[1]忽略粱,柱轴向变形及剪切变形。
[2]杆件为等截面(等刚度),以杆件轴线作为框架计算轴线。
[3]在竖向荷载下结构的侧移很小,因此在做竖向荷载下计算时,假定结构无侧移。
1.4应用领域:
框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。
2、课题任务、重点研究内容、实现途径
本次毕业设计任务包括三个部分:建筑设计,结构设计和施工组织设计。
2.1建筑设计
2.1.1设计任务
根据设计任务书要求完成建筑平面、剖面及立面设计;根据相应的建筑设计规范并结合实际情况初步确定预设建筑物的平面形状,立面外观,侧面外观,单层平面尺寸,以及建筑物的层数;由功能分区的相关原则初步确定建筑物各部分的功能,最终初步确定出建筑设计部分的轮廓。
2.1.2设计成果:
(一)总平面图:1:500要求标明建筑物位置、道路、绿化、标高、朝向等。
(二)平面图:1:100或1:200平面图应标明各房间名称,固定设备布置。
1.底层平面图:标注三道尺寸,注标高。
2.标准层平面图:标注三道尺寸,注标高。
3.顶层平面图:标注两道尺寸,注标高。
(三)剖面图:比例1:100或1:200(一个)
要求剖到楼梯,标注层高、楼梯平台、屋顶、室内外地坪标高、标注两道尺寸(门窗洞口、层高)。
(四)立面图:比例1:100或1:200(二至三个)
1.入口立面
2.侧立面或背立面
标注三道尺寸(墙段及洞口、层高、总高),标明室内外地坪标高,屋顶标高。
(五)节点详图:(二至三个)比例自定
(六)设计简要说明:
1.建筑总平面及概况。
2.方案特点及主要建筑技术措施。
3.防火设计简要说明。
(七)主要技术经济指标
1.总用地面积
2.总建筑面积
3.建筑密度(底层建筑面积/总用地面积)
4.容积率(总建筑面积/总用地面积)
5.绿地率(绿地面积/总用地面积)
2.1.3进度安排
第1周:讲解建筑设计基本原理、建筑设计基本步骤,了解并掌握办公建筑基本设计知识。完成“一草”。
第2周:深入方案,细化初步设计,为结构设计提供必要的条件。完成“二草”。
第3周:结构设计完成之后,完成施工图设计。
2.2结构设计
2.2.1设计任务
根据建筑设计方案及设计原始资料,选择结构体系,布置结构构件,进行结构内力分析,确定构件配筋,绘制结构施工图。
2.2.2设计内容和步骤
1.根据房屋基本情况确定结构设计基本参数
2.进行结构平面布置
3.手算一榀框架,并用计算机程序PK复核
4.使用PMCAD,建立结构整体计算模型,用SATWE进行结构空间分析与设计
5.设计一部现浇板式楼梯
6.基础设计
学校为规范隧道工程毕业设计的指导和管理,对毕业设计的流程、质量控制体系、考核评价体系及设计成果等方面进行规范,并对如何更好地开展毕业设计指导进行了多个方面的探讨和借鉴,但还存在很多问题。主要表现在:选题与工程实际存在一定程度脱节;设计资料陈旧,没有及时更新,缺乏系统性;毕业设计成果欠规范,设计质量有待提高;设计过程管理不严格,学生态度不积极严肃;指导模式有待改进和完善。总体而言,目前本校隧道工程毕业设计在选题、指导、培养目标、参与主体的主观能动性、建立创新激励机制以及理论与工程实际相结合等方面还存在一些问题。
对我校隧道工程毕业设计的几点改进和完善建议
隧道工程是土木工程的一个分支,宽口径的土木工程专业是应用性、实践性很强的专业,其涵盖范围广泛,涉及的知识面宽,针对性强,其教学具有很强的实践性、社会性、综合性、创新性和群体性的特点。根据“湖南城市学院隧道工程专业人才培养计划”的教学培养目标,贯彻因材施教的育人原则,更好地体现理论教学、实践教学和科学研究“三元一体”的教学思想,适应厚基础、宽口径的专业培养要求,本校对隧道工程毕业设计的指导根据2010届、2011届与2012届毕业生的设计情况以及暴露的问题,和与多个学校的探索交流,主要针对设计前期、设计过程和设计后的总结提出了以下几点改进和完善的建议。
(一)充分做好设计前期工作
1.加强和落实好毕业实习,科学选题,提前选题。毕业实习能够让学生充分体验施工现场,将学习的理论和实践联系起来,成为学生为完成毕业设计很好的练兵场,因此教师应该加强毕业实习的落实。本校的毕业实习安排在第7个学期期末延续至寒假,因此尽量在满足教学安排的情况下,争
取较长的时间给学生体验,同时制定好相关的指导方案,有针对性地指定实习内容,并要求做好实习日志和报告并据此进行毕业实习答辩和评定。毕业设计成功与否,效果如何,与毕业设计选题密切相关,题目选择要满足教学要求,还应达到专业培养目标的教学大纲要求,尽量结合生产实际、科学研究的任务,同时还应适当反映本专业领域的发展水平和前沿动态。另外,要切合学生实际知识水平和应用能力,特别是毕业设计内容还应该结合学生毕业分配的去向,2010届、2011届与2012届曾经参与过隧道工程技术工作的毕业生反馈的信息表明,由于选择与工作相关的毕业设计课题,确实受益匪浅,他们能够更好更快地适应工作环境。因此,建议在学生毕业实习前由老师制定好选题,给定相关设计资料,特别重视给定详细的地质资料,让学生在施工现场重视对地质资料的分析、研究和使用,充分熟悉和巩固工程地质方面的专业知识,让学生在毕业实习期间有针对性地选好课题,同时学习和强化与之相关的内容,收集实用的资料,了解相关施工工艺。
2.做好资料搜集工作。选定了毕业设计题目,学生应该以此搜集相关的规范,教材(特别是《隧道工程》、《土木工程地质》、《结构力学》、《岩体力学》等)、参考文献、论文以及相关视频资料,同时熟悉隧道施工工序,认真阅读,回顾和读懂读透重要章节内容。这部分的工作量大而且对顺利完成毕业设计有着不可取代的作用,可能有的学生不积极,或者有些盲目,老师应该予以适当的指引,尽量避免学生做无用功。
(二)落实和抓好设计过程
在前期做好较为充分的设计准备后,本着“以人为本,教会生存,张扬个性”的指导方针,设计过程不仅学生要充分发挥主观能动性和创新性,指导老师也要加强对学生的指导工作,投入足够的时间和精力,同时学校要制定积极的管理措施作为有力的保障,从而保证毕业设计的顺利进行。
1“.模板化”设计与“个性化”设计相结合。本校隧道毕业设计由于在资料库储备方面还没有完善,所以毕业设计宜采用“模块化”。“隧道工程的模块化设计”的具体内容包括以下几个方面的基本内容:选线、建筑限界、洞门、衬砌、通风与照明、排水、施工方案、施工组织、概预算等。学生必须要有这几个方面的设计内容,但是为满足教学要求的深度和广度,又避免抄袭现象和充分发挥学生的积极探索和创新的精神,鼓励学生个性化发展,同时建议还采取“个性化设计”补充,在以上几个基本内容中采用其中1-2个版块进行深入的分析,研究和专项设计,有必要时可以辅助试验,施工现场考察。
2.正确对待计算机辅助设计。计算机辅助设计已经在工程设计得到广泛应用,计算机应用能力成为衡量毕业生能力的一个重要指标。毕业设计过程中要求毕业生结合本校师资队伍情况,以隧道工程为毕业设计对象,在毕业设计过程中合理使用计算机进行辅助设计,但同时为了避免学生抄袭和弱化学生实际动手能力,建议学校采用“手工+计算机辅助设计”相结合的模式。例如,首先学生必须掌握常用的办公软件,如:Word、Excel、Power-Point、AutoCAD、Project等,并能熟练地用来进行大部份毕业图纸的绘制与毕业计算书的编写;其次,对于部分非常重要的图纸,如建筑限界设计,紧急停车带设计,洞门平面图,洞门立面图,各类围岩衬砌设计及配筋图,爆破施工方案,路面结构图则必需采用手工绘制。同样,对于结构设计计算,要求学生学会相关软件,如Ansys、Midas-gts、Flac3D、Abaqus,同济曙光等进行结构受力计算和分析。但对基本的计算,如围岩压力的计算、衬砌配筋等,宜采用手算。此外,还应适当鼓励和引导学生进行与自己工作相关的设计和研究生学生学习,还可以较为深入地引导学生学习同望West,Origin科技绘图,以及Fortran90、VC++等计算机语言编程的应用。
3.教师指导模式的改进。指导老师精力和时间的投入、给予的耐心指导是学生顺利进行毕业设计的强有力保证。教师指导主要从以下几个方面进行改善和提高:
(1)在毕业设计过程中,指导老师不仅要进行业务指导,更要着眼于教书育人、提高学生综合素质和工程能力;不仅在设计选题和下达任务等环节“精挑细选”,更要在指导过程中“精雕细凿”,因材施教;不仅要对学生的出勤纪律、任务完成情况进行管理监督,同时要听取学生完成工作情况的汇报,关心学生的全面成长。因此老师可能采用多种指导方式,如直接与学生见面或者运用QQ、手机等联系方式进行指导,同时建议老师指定每周特定的时间为学生答疑解惑,尤其对于地质资料的阅读和衬砌设计部分,要适当补充相关文献、论文和专题形式的详细指导。
(2)指导老师应该根据学生的不同情况,摆脱以往“单行灌入式”的教学方法,改变学生“等、靠、要”的惰性心理,采取“因材施教”的方法。另外,还要特别注意锻炼学生自学能力,例如对于衬砌计算,他们不知道如何下手,指导老师可大致先讲述计算的基本环节及如何查阅相关资料的途径,然后放手让学生们自主去探究,最后再根据相关问题重点答疑。这样在学生的独立学习能力得到提高的同时,也让学生学会了如何规划处理工程问题。
(3)组成指导小组定期给予指导。隧道工程毕业设计是对所学专业的综合训练,它涉及岩土、地质、建材、力学、施工组织及概预算、结构设计原理等各个方面,涉及的问题多,知识面较宽,这就要求教师要分工协作,充分发挥各自的优势,以保证毕业设计指导的质量,因此建议成立隧道专项指导小组,小组教师适当地补充一些隧道工程专题讲座,并进行集体答疑,互相配合,避免独立指导下不全面的弊端;同时小组成员经常讨论指导毕业设计的经验与体会,对培养青年教师,提高其业务水平及指导毕业设计的能力也起到积极的作用。
(4)与其他院校多交流,相互借鉴。这三次的毕业设计指导通过与武汉大学、华中科技大学、中国地质大学(武汉)、中南大学、湖南大学、湖南科技大学等高等院校的师生相互交流,同时聘请相关教授(如华中科技大学王元汉教授)来本校进行毕业设计指导和相关知识讲座,为本校隧道工程以及其他毕业设计提供了很多的建设性建议,特别是对教师如何指导学生、引导学生积极思考、充分发挥主观能动性等方面有很大的促进作用,全面完善了本校土木工程毕业设计指导模式。
4.学校加强和落实好考勤制度和考核评价体系的管理。毕业设计的管理是一项复杂的系统工程。涉及毕业论文的选题、任务书的下达、开题、评审、答辩、成绩评定和归档等一系列程序。毕业论文的管理工作需要制定如教师指导、师生定期交流、论文审阅、考核标准和评级等一系列制度规范。虽然本校建立了一系列毕业设计管理制度,但其中却存在许多尚需完善之处,因此必须建立一套行之有效的管理实施办法、明确考核标准和指标。同时,必须强化贯彻制度的力度,将毕业论文的相关规定和条例落实到位。在实际执行中,对毕业设计成果质量要求不能放松,并且监督管理工作不能浮于表面,特别是对于出现问题的毕业设计,应更加严格要求,保证整改效果。
(三)设计后重视总结与完善
1.建立和完善科学的评价指标体系和评分标准。毕业答辩是考核毕业生分析问题、解决问题应变能力的一种手段,是对学生毕业设计水平的评估。组织好毕业答辩可提高学生整体的专业水准。目前,本校土木工程的答辩是按班级进行的,桥梁工程专业与隧道工程专业混在一块进行答辩,因此采取的毕业答辩模式有待改善。根据本校教学资源的具体情况,结合以往的答辩模式和借鉴山西铁路工程职业技术学院的答辩模式,本校土木工程目前的毕业答辩模式应该分专业进行,各个专业答辩小组组员由6人组成,由本专业学科带头人任组长,指导老师和专业老师各2名,聘请1名施工现场工程师或退休工程师参加答辩。毕业答辩内容宜由以下三个部分组成:
(1)毕业设计宣讲。由设计者口述完成,要求宣讲内容完整严谨,概念清楚,能正确运用图表,重点突出创新能力及涉猎可能夺得新工艺,新材料,新技术和对未知施工知识的探究,这里建议采用悬挂图纸,黑板板书和PPT演示相结合的方式,重在培养学生的表达能力。
(2)抽题答辩。指导老师根据设计过程需要的基本知识,必须掌握的重点知识,选好一定数量的答辩题,供答辩现场抽签答辩,这样可以激发学生的学习兴趣,营造一个生动、活泼的教学环境,为毕业生掌握基础知识提供一个很好的平台。
(3)提问答辩。参加答辩的老师提前阅读毕业设计,紧扣毕业设计进行随机提问答辩,学生即兴回答,要求能很快理解所提问题的实质,解答内容正确,论证确切,逻辑性强。
2.重视资料库的完善。就毕业设计这一教学环节而言,需要大量的设计资料做支撑,这既是教学任务的要求,也是资源积累和教学可持续发展的需要。目前,本校隧道工程的设计资料数量严重不足,参考书籍不全,规范没有及时更新等问题,这在一定程度上影响了毕业设计的质量和速度。因此,学校、老师和学生必须重视隧道设计资料的收集、整理和资源整合,除了补充和完善常规纸质资料外,应当发挥学校网络的优势,建立本校毕业设计专题专版。资料库的完善与整理包括:
(1)收录前届毕业设计提供的各种地形图和地质资料;
(2)收集各种隧道工程设计实例(包括常规的和特殊的案例);教师实际完成的具有代表性的设计案例,突出特殊的设计;
(3)收集“模板化设计”中各个专项设计相关的技术论文等资料,形成各项专题多样化模板,建立专门的数据库供学生查询和利用;
(4)收录各种设计、施工、验收规范和图集等;同时对新的规范及时进行更新和公布。这样,通过集合各种优秀资源,不但实现了信息资源共享,满足了毕业设计的资料需要,还达到了积累资源和教学可持续发展的目的。
3.评定优秀指导教师和优秀毕业生。制定相关的政策,综合学生在设计过程中的努力程度,设计成果质量与答辩表现,每组评定适宜数量的优秀毕业生,同时根据指导老师的指导记录和对毕业生的问卷调查,评定毕业设计优秀指导教师数名。这样在设计过程中,学生与学生之间,老师与老师之间形成一种不断改进,不断提高的良好活跃的竞争氛围。
4.毕业答辩结束后,组织毕业生师生座谈会。毕业答辩结束并不意味着毕业设计的整体结束,还应该对毕业设计的指导模式和需要完善的政策和相关条例条文进行总结,完善本校对以后毕业设计的指导。建议本院在答辩结束后,进行1~2次毕业生设计师生座谈会,总结设计过程中遇到的专业问题,以及管理制度、指导方面和其他方面的问题,通过学生自主发言,老师补充的模式总结,例如在进行隧道衬砌受力数值模拟的时候,关于建模和后处理的难点问题,对于围岩压力的计算采取excel计算还是自行编辑的程序计算的问题,老师的指导环节如何设计更有效的问题等,为本校以后的隧道毕业设计提供参考。
由隧道工程毕业设计引发的几点教学建议
(一)开展“四年级本科生导师制”
我校土木工程专业现设有建筑工程、地下空间和道桥方向三个方向,根据本校的师资队伍,借鉴东南大学的人才培养模式,本校可以采取“本科生导师制”,采取学生和导师“双向选择”的方式,其目的和要求是:
(1)导师负责学生在大学四年的学习情况,包括专业课学习、参加课外科技活动和科技竞赛、参与土木工程试验等;学生根据自己学习的方向选择老师,有的放矢的跟随导师学习自己所关心的科研问题。
(2)导师主动关心学生的全面成长,通过与学生“交朋友”的形式,帮助学生克服遇到的学习,心理和生活方面的问题。
(3)导师尤其负责学生大四的毕业实习和毕业设计的指导工作。
(二)引导学生走进试验室,培养科学和严谨的学习态度
本校拥有土木工程试验中心,下设建材、力学、土工、结构、道路、桥梁等专业实验室。经过10余年的发展,现已成为具有一定规模的学校重点实验室之一。专业技术人员和师资力量雄厚,本中心拥有六层土木实验楼1栋,结构厂房1栋,实验设备约400余台套,拥有多台先进的大型设备、仪器,其中包括500吨压力试验机、结构疲劳试验机、全站仪、桩基检测仪、电子万能试验机、智能液塑限联合测定仪,多功能振动测试系统,超声波检测仪等。土木工程实验中心除承担全校工程类专业的实验教学任务外,还和湖南城市学院土木工程检测中心对外承接大量房建、道路、桥梁、岩土、测绘工程等方面的试验和检测项目,同时也是重要的科研基地。为充分利用这些实验设备,为引导学生将理论和实践联系,培养学生的综合素质和能力,本校应该放开手,制定试验室开放政策,老师引导学生多走进试验室,给予相关的试验课题,让学生自己动手,探索新知识,解决问题,培养科研能力和实践能力,使土木工程专业素养不断得到提高。
(三)引导学生积极参与土木工程检测项目,培养吃苦耐劳的工作作风