浅谈建筑工程技术专业（地下工程施工方向）专业建设思考

刘陈平 湖南国防工业职业技术学院

1 引言

从我国职业教育的发展史来看, 每一次重大战略的提出及社会变革, 势必给职业院校的人才培养带来影响，国家印发的“职教20 条”以及相应的配套文件落地，我们的政策施展职业教育的运转“组合拳”，职业教育迎来了快速发展的黄金时期。特别是在以“不忘初心，牢记使命”为主题的工作会议上，习总书记提出了主题教育的总体要求：“保初心，担使命，找差距，抓落实”。而我院在1962年创校伊始的“初心”就是发扬军工精神，为国家、兵器等各个行业企业培育培养高素质技术技能人才。因此，对于我院专业建设负责老师非常有必要迎着国家职教改革的春风，拓展各个专业建设思路使我们培养出更符合国家、社会、企业需要的人才。

2 建筑工程技术专业（地下工程施工方向）专业建设思路

2019年10月，按照要求结合我系实际情况，对本专业方向主要施工技术中-山岭隧道施工工艺专业建设未来发展走向不明确的问题进行全方面的调研。该调研的主要内容采取网上获取信息、下企业走访、召开专题座谈会等多种模式，搜集意见和建议，并把重要内容放在一起经过研讨。

2.1 专业培养目标描述

建筑工程技术专业（地下工程施工方向）是为培育具备高等职业技术教育大专规格德、智、体、美、劳全面发展，掌握本专业所学技能水平，胜任地下工程（重点在地下隧道工程）的建设、施工管理、监控、维护等工作岗位技术技能型人才。

2.2 地下隧道工程概念及分类

图1 地下隧道工程施工工艺分类

地下隧道工程是修建在城市地下或水下环境或在山体中，修建地下通道或地下防空洞。按照其位置可分为山体隧道，海底隧道和城市隧道三大类。为减少时间距离和防止大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿过河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为顺应发展铁路企业通过一些大城市的需求咱们在一个城市建立地下穿越的称为现代城市交通隧道。这三类隧道中，本专业最主要是修筑山岭隧道。山岭隧道施工主要分为山岭隧道施工和浅埋及软土隧道施工。经调研，山岭隧道施工可分为矿山法及掘进机法（TBM）等，其中，矿山法在其原有的基础上又创造性研发出新奥法。浅埋及软土隧道施工的工法主要有五种具体见图1所示。

2.3 隧道工程常用施工方法介绍

针对图1，对部分常用施工方法介绍如下。

2.3.1 新奥法

新奥法是在传统矿山法的基础上改良而来，其主要施工方法是最大化地减少对围岩的扰动，运用围岩本身的承载能力，利用爆破技术进行隧道全断面开挖，开挖完成后立即对洞身锚喷混凝土，再用锚杆固定防护网在混凝土洞身上，此种支护方式最大限制地发挥了围岩自身的承载力[2]。新奥法适用于山体土质较稳定的地质条件中进行施工。

2.3.2 盾构法

盾构法是指借助盾构机进行的一种全机械式隧道开挖办法，是现在包括山体隧道在内的大多数隧道施工方式的首选[3]。盾构施工法是借助盾构机前方的螺旋刀片将隧道断面的石块土壤切削挖掘，再将挖掘出的碎土石由盾构机前方的切口环传送至盾尾，再由盾尾将土石排出，隧道会随着盾构机的推进而不断挖掘成形。此种工艺适用于挖掘较长的隧道见图2所示。

图2 盾构法

2.3.3 新意法

新意法是经过对隧道掌子面土体的勘察、丈量，测试出围岩受应力后的状态变换，根据测试出的形态变化的结果，根据围岩稳定、临时稳定和失稳的标准，其中稳定型为岩石型变形特性、暂时稳定为黏性变形特性、不稳定为松散地形型变形特性，按这3种特性将隧道掌子面划分为A、B、C三种类型，根据不同的类型设计出相应的支护措施[4]。此法意在困难地质施工时，采用新意法对岩土变形情况进行分析，并按照不同类型的岩土工程设计不同施工计划的特点。此工法可依据施工的进展而进行动态的设计，随时掌握施工区域岩土变形情况，并根据其变化设计出合理的施工方案。

2.3.4 铣挖法

铣挖法在国外是一种成熟的山体隧道施工工艺，已经积累了相当丰厚的施工经验，为了顺应新的施工要求，我国于近几年引进了该施工技术。其主要施工工法为使用专业铣挖机，将隧道断面分层分块进行开挖。现将隧道断面开挖分为3 层台阶，先将上台阶部分土体开挖，预留上台阶核心土体作为隧道围岩支撑，然后搭设上台阶初衬结构。接下来开挖中中台阶，将中层台阶分为3段(根据实际需要可为分更多段)，先开挖两侧土体，再开挖中间土体，两侧土体开挖完成后立即施工初衬支护，待两侧支护完成后再开挖中层核心土。下层台阶施工顺序同中层一致，待下层核心土开挖完成后做隧道底初衬支护，所有支护完成后对整体隧道进行二次衬砌支护，完成隧道施工。

综上所述，结合我系专业人才培养目标，在调研过程中发现，以上几种施工工艺，最适于山岭隧道施工的工法是新奥法及盾构法。新奥法及盾构法的特点及适用范围见表1。

表1 新奥法和盾构法的特点及适用范围

由于当今隧道工程施工长度往往很长，建设工程又有工期要求，而盾构法采用全自动盾构机施工，能够全天候不间断施工，并且不受恶劣天气影响，不耽误工期，且盾构法是在山体内施工，对山体外已有的交通安全运输不构成重大影响，所以盾构法施工优势显著。但新奥法经过多年的完善与发展，与盾构法相比因为它较盾构法具备对地层较强的适应性和高度灵活性，尤其是在施工现场是有限的，复杂地层条件下更显示出自身优势。所以，在现在的山岭隧道施工中新奥法和盾构法都很重要。

根据调研获悉，结合我系全体教师召开专题座谈会，经过讨论一致认为建筑工程技术专业（地下工程施工方向）需要依托校企共同体，建设以山体隧道施工技术（新奥法+盾构法）为核心，军工精神和工匠精神为二翼的“一核二翼”专业发展架构模式，使专业发展方向明确，形成专业特色。

“一核二翼”发展架构给建筑工程技术专业（地下工程施工方向）起到统一思想、稳定专业发展目标的目的。所谓“一核二翼”发展架构，“一核”是指建筑工程技术专业（地下工程施工方向）必须紧紧抓住山体隧道施工技术（新奥法+盾构法）这个核心，不能因任何原因而削弱或改变。“。“二翼”是指以校企共同体发展中重要的军工精神和工匠精神作为专业发展的“二翼”，将两种精神融入到人才培养全过程中，以此做为辅助和支撑专业人才培养，达到培养高素质高技能人才培养的目的。

3 建筑工程技术专业“一核二翼”发展架构建设内容

3.1 建立“一核二翼”发展架构下建筑工程技术专业课程体系

建筑工程技术专业“一核二翼”发展架构思路应成为专业人才培养方案制定的指导纲领。具体在课程体系设置中给予贯彻，课程体系可采用模块化方式设置，建立目的性很强的“一核二翼”课程体系模块。

3.2 形成“一核二翼”发展架构下建筑工程技术专业教学资源配套实施方案

（1）根据“一核二翼”发展架构，我系现有实体隧道模型，总长度8m，总高3.6m，宽度3.6m，满足“一核”专业课程新奥法的教学要求。

（2）完成隧道仿真软件—盾构机施工工艺的建设，满足“一核”专业课程盾构法的教学要求。该软件基于3D建模技术和Unity 3D平台模仿真实施工现场环境，进行三维现场漫游，根据设立培训模块任务的施工过程中的子部分分割，任务可根据教学过程需要任意跳转使用。需包含教学、仿真、考评等模式，各个模式可根据实际需求自由切换。

（3）依据我院的军工特色，弘扬军工文化，将军工精神与工匠精神融入到我们平时教学，为培养合格人才保驾护航。

4 研究结论

高素质技术技能型人才的培养离不开科学、先进、合理、适用的专业建设。我系结合此次调研的成果，明确建筑工程技术专业（地下工程施工方向）建设是依托校企共同体，建立以山岭隧道施工技术（新奥法+盾构法）为核心，军工精神和工匠精神为二翼的“一核二翼”专业发展架构模式的目标，后期建立“一核二翼”课程体系模块和完善相应的专业教学建设配套资源，实现本专业的人才培养目标。同时，响应总书记号召，牢记人才培养的目标，着力为行业企业培养新一代“四有”人才，为国家社会企事业单位培养高素质技术技能人才。