基于动态施工的地铁工程实训基地建设研究＊

罗立娜，黄旭炜

（广州铁路职业技术学院，广东广州 510430）

2017 年，教育部在《关于加强城市轨道交通人才建设的指导意见》中指出，鼓励普通高等学校和职业学校加快城市轨道交通人才实训基地建设，提升软硬件教学条件[1]。2019 年，“职教20 条”提出，高职院校实训基地建设有助于职业教育与企业岗位技能需求的对接，实现学生到专业技术人员的角色转换，促进产学研结合，推动产业发展，深化人才培养，加大技术研发力度[2]。

地铁工程埋于地面以下，地质条件复杂，施工方法多样，工序烦琐，涉及施工、测量、检测、监测、维护等专业方向，是个极其复杂的系统工程。地铁工程动态多样化施工，难以在同一工点的某一时间段汇集众多施工方法和多项工作内容，不利于学生精准掌握地铁工程的施工技术；施工现场安全风险大，存在着极高的安全隐患，不便于开展现场实训教学，学生的动手操作能力得不到锻炼。为了方便工程专业开展实训教学，实现职业教育与工程实践的有效对接，有必要基于地铁工程动态施工建设一个与生产过程高度相似的实训基地，强化专业实践教学的同时，进一步促进产学研融合，推动轨道交通建设行业的发展。

1 功能定位

地铁工程实训基地不仅为在校学生提供全面的地铁工程综合训练，还为轨道交通相关企业提供职工培训、技能鉴定、资格认证以及新产品开发与检测服务，是一个集技能训练、培训考证、技术研发、应用创新于一体的多功能基地[3-4]。具体功能如下。

1.1 高素质技术技能人才的教学基地

根据高职教育的特点，学生在校期间需完成就业岗位所需的岗位能力训练。地铁工程实训基地为学生提供一个与实际工作岗位相贴近的技能训练空间，让学生对地铁建设所涉及的设计、施工、检测、维护等工作内容进行全方位训练，提高学生的操作水平和实践能力。

1.2 技能培训、技能鉴定和资格认证中心

为充分发挥服务社会的功能，实训基地面向企业和其他职校开放，承担轨道交通行业桥隧工、检测员、施工员等工种的技能培训、职业技能鉴定的功能。与此同时，学校与企业共同制定教学方案，使职业技能训练与职业资格证书认证全面接轨，满足社会和区域经济发展的需要。

1.3 技术研发、应用创新的实验场

依托纵、横向课题，加强校企合作，将行业新技术、新材料、新工艺应用到实训基地，使之成为技术研发、应用创新的实验场，助力轨道交通建设高质量发展。

2 总体设计

2.1 建造比例

地铁工程实训基地旨在通过实体模型客观真实地反映地铁施工过程，并以最经济实用的方式满足工程类专业实训教学的需要。实体模型的比例直接影响教学效果和实训基地的资金投入，在选取模型比例时主要考虑以下三个方面因素：①仿真模拟，客观反映地铁施工。为满足教学需求，实体模型应能清晰展示地铁工程主要的施工工法、施工过程、施工工艺等。②空间开阔，方便开展现场实训。实体模型为“地下工程构造与施工”“施工组织与概预算”“工程测量”“工程检测与监测”等多门课程提供实训场地，学生需在里面完成地铁施工、施工测量、监控量测、工程检测等项目的实操训练。③施工便捷，尽可能利用现有资源。国内地铁区间隧道外径多在6 m 左右，车站宽约20 m，站台层高约6 m，站厅层高约4.5 m，大多采用标准化设计施工[5]。建设实训基地应充分利用已有工程的模板、材料、施工机械等，加快施工进度，降低工程造价。

综合以上因素，地铁工程实体模型根据最小规模地铁工程的结构尺寸，按几何比例1∶1 仿真建造。

2.2 建造型式

根据实体模型底标高与地坪的位置关系，实训基地建造型式可分为全地上式、半地上—半地下式和全地下式。充分考虑场地、施工、维护、造价等多种因素，对以下三种方案进行分析比选，具体如表1 所示。

表1 实训基地建造型式比选

经方案比较，半地上—半地下的建造型式具有施工简便、工期短、造价低、维护量少等优点，采用此方案开展地铁工程实训基地的建设工作。

2.3 建设规模

地铁工程实训基地主体建筑由实体模型、扶壁式挡土墙和钢结构顶棚构成，地铁车站施工按地下两层岛式站台车站规模足尺模拟；地铁区间施工按单线隧道规模足尺模拟，外观尺寸为101 m（长）×33.6 m（宽）×14.6 m（高），占地3 393.6 m2，可同时容纳6 个教学班，约300 人开展实训。

根据实训基地的功能定位，结合轨道交通行业新技术、新材料和新工艺，基地配置光纤光栅解调仪、装配式结构多功能检测仪、UHPC 搅拌机、智能注浆机等40 多种先进的仪器、设备和工器具，在满足实训教学需求的同时，为技术研发和应用创新提供一个良好的平台。

2.4 总体布局

实训基地分为盾构法工区、新奥法工区、盖挖法工区、明挖法工区和浅埋暗挖法工区，展示地铁施工主要施工方法和典型施工步骤[6-7]，如图1 所示。

图1 地铁工程实训基地平面布置图（单位：mm）

为了方便组织实训教学，确保作业人员的人身安全和足够的操作空间，在盾构法工区起始点处设基地大门，人员通过盾构法工区进入实训基地，经明挖法工区的楼梯上二层平台；各实训项目作业空间净宽不小于3 m，净高不小于2.5 m；临空面四周设防护栏杆，台阶、钢筋外露、脚手架等危险位置张贴安全标识和安全警示牌。此外，每个实训项目均配有二维码，学生通过扫码获取网络平台数字化资源，实现线上线下相结合，理论实践相补充，虚拟现实相融合，提高实践教学质量和效率[8-9]。

3 施工方案

实训基地采用半地上—半地下的建造型式，为了营造一个真实的地铁施工现场，在四周挡土墙围挡内充填土体模拟地下环境，其施工方法与地下工程施工有很大区别。综合考虑施工机械、施工效率、施工难度和教学需求等因素，采用回填开挖、现场模筑、预制拼装等方法，逐次施工车站明挖法工区、车站盖挖法工区、车站浅埋暗挖法工区和区间隧道工区，各工区典型断面和施工工序如表2 所示[10]。为减少土石方外运以及减轻结构负荷，先将开挖出的土方对称回填至底部，然后再回填轻质泡沫土。

表2 各工区典型断面和施工工序

根据实训教学的需要，在施工的时候，应注意展示地铁工程支护与结构的构造，如外露地下连续墙的导向墙、桩基钢筋、混凝土支撑钢筋、防水层、初期支护等；应真实反映地铁施工动态，如新奥法工区按施工进程依次展示超前支护、上下台阶开挖、初期支护、防排水系统、二次衬砌、附属设施等；应融入新工艺、新材料和新技术，如新型管片连接件、UHPC、三维激光测量系统、光纤监测、铝合金筋混凝土等。此外，现场应做好预留预埋，方便安装栏杆、楼梯、顶棚等附属设施。

4 结语

地铁工程实训基地由校企共同设计筹划，按照1∶1 的模型比例和半地上—半地下的型式，采用回填开挖、现场模筑、预制拼装等施工方法仿真建造。基地为开展岗位实训提供了真实的工作环境，具有布局合理、内容丰富、设计巧妙、安全方便、理实一体、产学研融合等特点，成功解决高职院校现场实训教学不易开展的难题，促进轨道交通建设技术技能人才培养质量提升。