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纵观人类文明史，土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。在我国的现代化建设中，土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业。同时，随着社会和科技的发展，建筑物的规模、功能、造型和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化，所采用的新材料、新设备、新的结构技术和施工技术日新月异，节能技术、信息控制技术、生态技术等日益与建筑相结合，建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体。而超高层和超大跨度建筑、特大跨度桥梁及作为大型复杂结构核心的现代结构技术则成为代表一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志。所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用，谁能在世纪之交把握住土木工程学科的发展趋势。谁就能在知识经济时代开创土木工程学科的新纪元。
一、土木工程的涵义
土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施，如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展，目前土木工程的实践和研究己取得显著成就，无论是结构的力学分析，还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段，都有了非常大的突破；特别是近若干年，在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来，土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。
二、土木工程的发展现状
我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过，且发展很快，尤其在近年来，发展极为迅猛，几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现，新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快，数量之巨，令世界各国惊叹不已。
截止2000年底，我国铁路运营路程已达6．78万公里，居世界第4位，亚洲之首。铁路朝着城市轻轨和地铁两方而发展。同时，我国也在积极建造高速铁路，武汉至广州的高速铁路运营时间仅需4小时。此外，磁悬浮列车也在发展。桥梁工程也取得了惊人的成就，伴随着桥梁类型的不断翻新，主跨跨度一再突破。杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等大跨桥梁的建成都标志着我国的大跨结构达到了一个新的水平，己跨入世界水平先进行列。目前，我国己建成千米以上大桥3座、800m以上大桥8座、600m以上大桥15座、400m以上大桥40座，重庆万县单孔跨度达420m的钢筋混凝上拱桥更引起世界同行的莫大兴趣。在水利建设方面，50年间全国兴建大中小水库8．6万座，水库总蓄水量4580亿立方米。建设和整修大江大河堤防25万公里，目前防洪工程发挥的经济效益达7000多亿元。在大坝建设方面，我国先后建成了青海龙羊峡大坝、贵州鸟江渡大坝、四川二滩大坝等水利工程。
三、土木工程的发展趋势
（一）高性能材料的发展
钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N／mm2以上的钢材列人了规范；如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。
（二）计算机应用
随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善，计算结果将更能反映实际情况，从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设，以缩短工期、提高经济效益。
（三）环境工程
环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视，土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关，又无一不与土木工程有关。较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题。
（四）建筑工业化
建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程，特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展，但是总的来说落后于其他工业部门，所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系，尽量实现标准化生产；要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制，采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式，同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。
（五）空间站、海底建筑、地下建筑
早在1984年，美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想，即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。随着地上空间的减少，人类把注意力也越来越多地转移到地下空间，21世纪的土木工程将包括海底的世界。实际上东京地铁已达地下三层：除在青函海底隧道的中部设置了车站外，还建设了博物馆。
（六）结构形式
计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现，为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用，不同受力形式的结构融为一体，结构形式将更趋于合理和安全。
（七）新能源和能源多极化
能源问题是当前世界各国极为关注的问题，寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。这也对土木工程提出了新的要求，应当予以足够的重视。
此外，由于我国是一个发展中国家，经济还不发达，基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求，所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中，都应考虑可持续发展。这些专业活动包括：建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设，海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。
参考文献：
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近年来我国铁路建设开始进入高速发展时代。在过去的一年间，先后有多条新建铁路密集开工，遇到的不良地质条件迅速增多，特别是软土地基。高速铁路对工后沉降的要求极其严格，软土地基若不进行加固改良处理往往达不到规范规定的工后沉降限值要求。同时，我国客运专线控制路基的工后沉降及变形的技术已经比较成熟，而对边坡防护往往重视不够，虽然客运专线路基工程以低矮路基为主，一般情况下的病害并不会对路基的稳定性产生影响，但频繁的维护会耗费大量的人力物力，同时产生破坏的边坡也难与周围的环境相协调，不符合环境保护的要求。现今针对软土地基处理的方法较多，不同处理方法的适用范围、处理费用、处理效果、工期是不同的。目前对于软土地基这一处理问题上，一般来说主要有以下几种方法，如强夯、置换、加筋、压密注浆和复合地基等。如何经济合理地进行高速铁路软土地基处理，是高速铁路建设中面临的重大课题。
本文首先分析了铁路地基的处理方法，然后介绍了软土地基的加固技术，最后介绍了铁路边坡防护技术。
2 软土地基的处理
所谓软土，从广义上讲，就是指强度低，压缩性高的软弱土层。根据软土的空隙比及有机物质含量，并结合其他指标，可将其划分为软黏性土，淤泥质土，淤泥，泥炭质土及泥炭五类型。软土的物理力学特性如表2.1所示
软土通常指淤泥和淤泥质土，冲填土，杂填土，湿陷性黄土，膨胀土，土洞等。各类土的性质不同，各类地基处理方法的机理也不相同。因此必须了解软土的特性，掌握各种处理方法的加固机理，才能把地基处理得恰到好处，以最经济的手段达到预期的加固效果。我国地域辽阔，自然地理环境不同，土质各异，其强度，压缩性和透水性等性质有很大的差别。其中，有不少是软土或不良土，例如淤泥和淤泥质土，冲填土，杂填土，泥炭土，膨胀土，湿陷性黄土，季节性冻土，土洞等。在工程地质条件不良的场地上建造建筑物，或当遇有旧房改造，夹层，工厂扩建引起荷载增大，或深基础开挖和修建地下工程时，为防止出现主体失稳破坏，地面变形和地下水渗流等现象，也都要求对地基进行处理。
近年来国内外地基处理的技术迅速发展，处理的方法越来越多，但是，我们必须针对地基土的特性以及上部结构对地基的要求，有的方矢，因地制宜地选择处理方法。发展地基处理的技术，提高地基处理的水平，节约基本建设的投资。
土木工程建设中，不可避免地会遇到工程地质条件不良的软弱土地基，不能满足建筑物要求，需要先经过人工处理加固，再建造基础。处理后的地基称为人工地基。
地基处理的目的，是针对软土地基上建造建筑物可能产生的问题，采取人工的方法改善地基土的工程性质，达到满足上部结构对地基稳定和变形的要求。这些方法主要包括：提高地基土的抗剪强度，增大地基承载力，防止剪切破坏或减轻土压力；改善地基土压缩特性，减少沉降和不均匀沉降；改善其渗透性，加速固结沉降过程；改善土的动力特性，防止液化，减轻振动；消除或减少特殊土发不良工程特性。
近几十年来，大量的土木工程实践推动了软弱土地基处理技术的迅速发展，地基处理的新技术、新理论不断涌现并日趋完善，地基处理已成为基础工程领域中一个较有生命力的分枝根据地基处理的基本原理，基本上可以分为如表2.2所示的几类。
但必须指出，很多地基处理方法具有多重加固处理功能。
3 铁路软土地基的具体加固措施
对软土地基1米深范围内根据其特点可以采取以下加固措施：
3.1 换土垫层法：该工程软土上部没有硬壳，软土本身又比较薄，便于排水情况下，可以采用人工或机械开挖等方法全部挖除表层淤泥质粉质粘土（1m），填以强度比较高的渗水土，渗水土取自专门设置的取土场，处理方法不留后患，效果最好。同时，软土较厚处在路堤两侧可以设置木桩.板桩.钢筋混凝土桩或片石齿等，以限制地基的侧向变形。
3.2 排水砂井法：排水砂井（如下图3.1所示）也是一种很好的提高软土地基强度的方法。它是利用各种打桩机具击入钢管，或用高压射水.爆破等方法在地基中获得按一定规律排列的孔眼，并灌入中.粗砂而成。由于这种砂井在饱和软黏土中起排水通道的作用，故称为排水砂井。砂井顶面应铺设砂垫层或砂沟，以构成完整的地基排水系统。软土地基设砂井后，改善了地基的排水条件，缩短了排水途径，因此地基承受附加荷载后，排水固结过程大大加快，进而使地基强度得以提高。用砂井加固软土地基，对于提高地基承载力是有效的。
3.3 化学加固（注浆）法：指在利用化学浆液，水泥浆液，粘土浆液，采用灌注压力，高压喷射或深层搅拌等手段，使浆液与土粒胶结起来，以改善地基土的物理和力学性质的地基处理方法。注浆法是指利用一般的液压，气压或电化学法通过注浆液注入地层中，浆液以填充，渗透和挤密等方式，进入土颗粒间的孔隙中或岩石裂隙中，经过一定时间后，将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个强大，防慎性能高和化学稳定性良好的固结体。
注浆材料可以分为粒状悬浮浆液和液态化学浆液两类。
粒状悬浮浆液包括水泥浆，水泥粘土浆，水泥砂浆，水泥粉煤灰浆等。这些材料容易取得，价格低廉，无毒性，对环境无污染。但由于颗粒较粗，可灌性受到限制，对粗砂以下的土不易取得良好效果。液态化学浆液的种类很多，可以分为有机和无机两大类。这些材料易注性好，但一般价格较贵，都有毒性，易造成对环境的污染，其中水玻璃是无毒的，因此是常用的加固材料。注浆法可以减小地基土的透水性，防止流沙，钢板桩渗水以及改善地下工程的开挖条件，还可以提高地基承载力，减少地基的沉降量和不均匀沉降。
4 铁路工程中的边坡防护
4.1 概述
路基在水、风、冰冻等因素下，经常发生变形和破坏，例如，边坡的表土剥落，形成冲沟以及滑蹋等。为了保证边坡的稳定性，处做好排水工程外，还必须采取有效的措施，对粘土、粉土、细沙、及容易风化的岩石路基边坡，进行必要的防护与加固。防护与加固的重点是路堑边坡，尤其是地质不良与水文地质不良地段的路堑、容易受水冲刷的边坡、不稳定的山坡更应该重视。防护与加固工程不仅可以稳定路基，而且可以美化路容，提高公路的使用品质，例如植物防护可以消灭施工痕迹，使景观协调，形成良好的视觉效果。路基防护与加固的方法，一般可分为坡面防护和冲刷防护两类。
4.2 防护的一般要求
4.2.1 路基防护应按设计、施工与养护相结合的原则，深入调查研究，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，因地制宜，就地取材，选用适当的工程类型或采取综合措施，以保证路基的稳定。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施，而给养护管理遗留繁重的工作量。
4.2.2 对于水流、风力、降水以及其他因素可能引起的路基破坏的，均应设置防护工程。在冲刷防护设计中，要综合考虑，使防护工程收到更好的效果。
4.2.3 在不良的气候和水文条件下，对沙土、细沙与易于风化的岩石边坡，以及黄土和黄土类边坡，均宜在石方施工完成后及时防护。对路堑边坡根据边坡岩层组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护和局部防护。
4.2.4 对于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱的地段，可在沿河路基边坡设砌石护坡，以抵制水流的冲刷作用和淘刷。需要改变水流或提高坡脚处粗糙率，以降低流速、减缓冲刷作用，可修筑坝类构造物。
4.2.5 坡面防护一般不考虑边坡地层的侧压力，故要求防护的边坡有足够的稳定性，但护面墙可用于极限稳定边坡。
4.2.6 对高而陡的防护构造物，设计时要考虑设置便于维修检查的安全设施。
4.3 铁路工程边坡防护的方法
4.3.1 种草
种草防护适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微，且宜于草类生长的土质路堤或路堑边坡，用以防止表面水土流失，固结表土，增强路基的稳定性。经常浸水或长期浸水的路堤边坡，种草不宜生长，不宜采用此种方法。边坡上已经扎根的种草防护，可容许缓慢流水（0.4～0.6m/s）短时冲刷。
4.3.2 铺草皮
路基坡面上铺草皮防护，其作用与种草防护相同，前者使用时要求当地有足供挖去使用的草皮地段，但在边坡较高陡和坡面冲刷较严重的地方，铺草皮比种草防护收效快。
我国大部分铁路位于冲积平原上，地形平缓，地表有机质含量较高，有草皮覆盖，并且路基全部是填筑的路堤形式，边坡坡度为1：1.5左右。适合采用平铺草皮的方法进行路堤坡面防护。填筑路基前先铲除地表草皮，对草皮人工养殖，待路堤填筑压实满足要求后，将草皮切成整体块状，移铺到坡面上，应自上而下铺设，并用竹木小桩将草皮钉在坡面上，使之稳固这种方法可以减缓地面水流速度，防止坡面冲刷，调节边坡土的温湿状况，美化路容，协调环境，是一种经济环保的坡面防护方法。
4.3.3 植树
在路基边坡上合理地植树，对于加固路基有良好的效果。也可和种草。铺草皮配合使用，使坡面形成良好的防护层。植树适用于土质边坡及严重风化的岩石边坡和裂隙粘土边坡。但对盐泽土，经常浸水及经常干旱的边坡及粉质土边坡不宜采用。植树的作用有：
(1)植树可以加强路基的稳定性。
(2)降低流速，防止和减少水流对路基的冲刷。
(3)植树能防风、防沙、防雪。
(4)植树可以美化路基、调节气候、并可获得部分木材，增加收入。
4.3.4 抹面与捶面
易于风化的岩石，如页岩、泥岩、泥灰岩等软质岩层的路堑边坡防护，可以用混合材料抹面。对于受冲刷的边坡和易风化岩石坡防护可用混合材料捶面。抹面或捶面的边坡坡度不受限制，但不能承受土压力，故要求边坡必须是稳定的，坡面应该平整干燥。常用的抹面材料有石灰炉渣混和灰浆、石灰炉渣三合、四合土及水泥石灰砂浆，常用的捶面混合材料有水泥炉渣混合土、石灰炉渣三合、四合土。
4.3.5 砌石护坡
对缓于1：1的各种土质、土夹石及岩质边坡，坡面受地表水流冲蚀产生冲沟、泥流、小型表层溜塌，均可采用砌石护坡防护。为了节省片石及水泥，最常见的是浆砌片石骨架护坡或混凝土骨架护坡，其内铺草皮或三合土，四合土捶面代替浆砌片石或混凝土。如草皮和捶面护坡一脱落，也可用方格形或拱形的浆砌片石骨架进行加强。
5 结论
随着我国铁路体系的发展，铁路工程中复杂地质环境施工越来越多，其中软土地就是一种。本文主要研究了铁路工程中软土地基的加固措施以及软土质路堤边坡的加固防护形式。研究软土地的铁路施工对提升铁路整体工程质量、
减少维护费用具有重要的意义，希望本文能够对这方面的研究起到一定作用。
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一、土木工程的内涵与特点
土木工程是建造各类工程设施的工程、技术与科学的总称。 土木工程可以从两个方面去理解：一方面指的是与人类生活与生产活动有关的各类工程设施，比如建筑工程、局坝水电和水利工程、公路与城市道路工程、桥梁工程、铁路工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一方面指的是建造工程设施中需要用的材料、设备以及土地上进行勘察、设计、施工等工程技术活动。多年的发展，土木工程的理论与实践都已发展到一定的高度，不论是结构的力学分析还是结构设计的方法或施工的手段，都有很大的进展。但是，土木工程领域中仍然存在许多问题需要我们的进一步研究。
现代土木工程为建造大跨度、大规模、大型、精密、轻型、设备现代化的建筑物，又必须符合高经济效益的标准，土木工程必须感受各类工程建设高速发展的步伐。所以，现代土木工程的特点是：
（一）高强轻质新材料的不断涌现：新型的高强轻质材料，例如铝合金、镁合金以及玻璃钢等已经开始广泛的使用，在提高钢材与混凝土强度与耐久性上取得了显著地效果，并且保持良好的发展趋势。
（二）工程地质与地基的勘察技术有待进一步的发展：建设地区地质与地基的构造，以及天然状态下应力情况与力学性能，直接决定了工程的基础设计与基础施工，也有关到工程设施选址、结构体系与建筑材料的选择，影响最大的就是地下工程的开展了。目前，我国的勘察方法是现场钻探取样与室内分析实验，这两种方法都存在一定的局限性。我国急需发挥现代高新的科学技术来创造新的勘察方法来满足现代化大型建筑的需要。
（三）土木工程的总体规划需要进一步完善：往常的总体规划是借助于以往的工程经验提出不同的若干方案，在其中选取较适合的一种。土木工程日益扩大，必须运用系统的工程理论与方法来提高规划水平。
（四）现代土木工程的设施、理论等日益现代化：土木工程规模不断扩大，与此同时，工程的施工工具、设备、机械等向着品种多样化、自动化、大型化等发展。组织管理也应用系统工程的理论与方法，日益科学化。
二、土木工程的发展趋势
（一）原材料向高性能材料发展
土木工程的原材料向着韧性好、可塑性高、可焊性强的方向发展。例如美国、俄罗斯、日本等国家的钢材规范是屈服点为700N／mm2以上。高性能的混凝土以及其他材料也越来越向着高强、轻质、韧性好的方向发展。
（二）土木建筑工业化
建筑长期停留在手工操作为主的小生产方式上，即使是在解放后建筑业向机械化发展，但是总的来说与其他工业部门的工业化还是有一定的差距的，所以我国建筑工业化发展是必然的趋势。
（三）土木工程将向太空、海洋、荒漠开拓
海洋面积占据整个地球表面的70%左右，目前陆地的面积已经被大部分利用，所以首先想到的就是向海洋发展。向海洋开拓已经开始了，如：中国的澳门机场。
三、土木工程的未来发展
（一）加速发展高层、大跨结构的土木工程。 大跨结构体系及以及关键的技术，向着大型复砸结构体系现代化发展；比较研究高层钢结构体系和布置、结构的可靠性评价、结构的动力特性、各种设计荷载和钢结构可靠度；研究开拓巨型网格结构体系与各种杂交空间结构体系；研究各种大跨度空间结构的实用分析方法；改革创新大跨空间结构的施工方法；研究钢——混凝土组合结构抗震设计；研究钢结构的抗火设计与防腐设计。
（二）防震抗风和减灾等大型复杂结构的设计奖更长、更高、更软。大型复杂结构体系与抗风抗震的设计理论将被进一步的关注。结构振动控制技术将牢牢关注抗震思想，现代振动控制的研究方向是智能控制、适应控制、吸震减震技术的进一步加强。
（三）创新与发展预应力混凝土材料以及技术预应力，并推动新技术、新理论、新材料以及新设计方法的涌现。主要体现在以下方面：混凝土不断向高强、高性能发展，结构中试用密筋混凝土、免振混凝土；研制生产大截面、大直径钢绞线，采用镀锌、环氧涂层钢胶线，轻质、耐久高性能的纤维加强塑料筋，玻璃纤维加劲塑料、碳纤维加劲塑料、芳纶纤维加劲塑料等；开发与应用新型无粘结预应力筋、体外预应土木工程论文力配筋；研究设计预应力混凝土结构的抗火、抗爆、抗震、耐久性等性能；结合预应力混凝土和钢筋混凝土；推广及发展现代预应力空间结构体系。
（四）着重发展高性能混凝土。高性能混凝土具有易灌实、不离析、易密实、长期保优等优秀的力学性质。因此，采用可持续发展的，并且对环境无害的混凝土技术研制高性能混凝土是必要的。
（五）开发地下空间，改变地层的原始分布状态，进而改变层内部及地面环境。但是在开发低下空间，必须研究以下几个方面：1、水文地质的改变，地下空间结构的改造，影响地表的植被生长。2、地下空间的开发破坏原有动植物的生态环境。3、地下空间的开发影响地面建筑物的安全。
（六）进一步研究拓展岩土锚固技术的应用领域。岩土锚固技术不但在边坡工程、地下工程、深基坑工程、结构抗浮工程中有良好的发展趋势，在桥梁工程、重力坝加固工程及抗倾覆、抗地震工程中的地层锚固中也有很大的发展趋势。
（七）土木工程的优化设计，主要有以下几个方面：1、工程项目的可行性分析和论证；2、工程系统的结构与组成选型；3、工程系统全局的优化；4、以可靠度为前提的多目标复杂结构优化设计；5、工程系统和结构实施规划以及施工力学；6、工程系统科学管理与维修；7、工程经济学和设计的心理学。
四、结论
我国现代土木工程的某些方面在世界上已经处于先进行列，但在设计、施工与理论方面与发达国家还存在差距。伴随我国经济的发展，科技的进步，土木工程建设将会有不断的新的成就。在对土木工程研究发展的方面，不但要加强新型结构、新型建筑材料、新型技术手段的理论与应用研究，还要加强土木工程二级学科理论与技术的融合和渗透，以求土木工程的进一步突破。
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自20世纪90年代以来，土木建筑行业一直是中国国民经济中的重要支柱产业，据不完全统计，当前中国设置有土木建筑类专业的高等院校已达400多所。土木工程是一门实践性很强的学科，要求在校期间重视对学生的创新能力、动手能力和解决实际问题能力的培养。因此，当前以能力为导向培养土木工程专业创新型人才是中国由经济科技大国走向经济科技强国，实现跨越式发展的迫切需要[1]。
一、混凝土结构实验教学的背景和现状
自1998年7月《普通高等学校本科专业目录》颁布以来，将原来的建筑工程、公路与城市道路工程、桥梁工程、铁道工程、隧道工程、港口工程等8个专业合并为土木工程专业，即“大土木”。调整后的土木工程专业具有学科方向多、专业口径宽和综合性强等特点。混凝土结构是目前国内外应用最多、应用范围最广的结构型式。混凝土结构系列课程，包括混凝土结构基本原理、混凝土结构及砌体结构设计、高层建筑结构设计及特种结构等课程，都是各大高校土木工程专业的主干课程。然而，目前对“大土木”宽口径、厚基础要求的混凝土结构课程，涉及到建筑工程、公路工程、铁路工程等行业的《混凝土结构设计规范》《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》和《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》等3本规范。3本规范的内容和要求差别较大，甚至设计理念和方法也有较大的差异。如何在有限的学时内引导学生深刻理解混凝土结构的基本原理，抓住混凝土结构的精髓，又不使学生对各个行业规范的计算方法产生混淆，是教师面临的一道难题。
混凝土结构是建立在试验基础上的理论性、工程性、综合性很强的课程。课程中的许多理论、模型及公式均来源于实验。实验教学是混凝土结构教学的重要组成部分，是抽象思维与形象思维、传授知识与培养能力、训练技能相结合的过程。因而，在混凝土结构课程的教学过程中，根据教学进度开展必要的实
验教学环节，不仅能提高学生的学习兴趣、加深学生混凝土结构基本理论知识的理解，而且能促进学生的创新能力、动手能力和解决实际问题能力的培养和锻炼。
据笔者的调查，目前国内各大高校的混凝土结构课程实验教学的开展情况如下：由于受到学时和实验资源的限制，大多数高校的混凝土结构课程没有设置实验教学环节，而采用多媒体或实验录像展示代替；少数高校混凝土结构课程开展了教学实验，但大多采用验证型参观实验的方式，即由实验教师或实验员预先设计制作好混凝土试件（如配筋率不同的钢筋混凝土梁、钢筋混凝土偏心受压柱等），在实验课中进行现场加载试验，带领学生观看构件加载的破坏过程和破坏现象；同济大学、浙江大学等高校自主研发了多功能的混凝土结构教学实验平台[2-3]，清华大学等高校也先后开展了开放式混凝土结构课程自主研究实验教学[4]的探索。境外的各大高校均非常重视创新能力、动手能力和解决实际问题能力的培养，实验教学是混凝土结构课程中一个非常重要的环节。以香港理工大学及香港城市大学为例，混凝土结构课程要求学生自主设计完成混凝土构件的实验，最终提交书面的实验报告作为课程最终成绩评定的重要依据，自主实验的权重达到30%。
二、混凝土结构开放式实验教学探索
（一）开放式实验教学的目的和意义
由于传统的验证型实验只是混凝土结构教学的辅助手段，并没有使学生的思维方式、实践能力和研究能力得到转变和提高，很难建立“实际操作—实验现象—分析理论—设计计算”这一过程的完整认识，不利于学生创新能力和工程实践能力的培养。
开放式实验教学，就是在满足基本实验教学的前提下，将实验室定期或不定期地对学生开放。依托开放式实验室提供的实验设备、耗材等试验条件，学生在教师的指导下，根据所学知识选择一个题目，独立设计实验方案，并完成实验过程。开放式实验具有设计性、创造性和综合性的特点，这是其区别于传统的验证型实验最显著的特性。开放式实验形式单次实验持续时间短，规模适度，经统筹安排，可使其不与正常教学时间冲突，可操作性好。
开放式实验中学生始终处于主体地位，自主把握实验方法和进程，教师在实验过程中只需给予必要的指导和启发。它不仅能调动学生的学习主动性，加深学生对课本理论知识的理解，而且能充分调动学生的主观能动性，促使学生勤于思考、勇于创新，不断思索实验方法，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的工程实践能力及实验操作技能。开放式实验教学鼓励学生之间探讨实验方案等相关内容，促使学生在学习上相互交流，培养他们沟通交流的能力和团队协作精神。此外，开放式实验能提高实验设备和场地的利用率，也能促使实验室统筹规划能力和管理水平的提高，推动了实验室自身的建设。
（二）混凝土结构开放式实验教学的实施
1.开放式实验的选题
混凝土结构开放式实验的选题可来源于以下3个方面：教师结合教学需求申报的教学型开放式实验项目；教师结合科研项目申报的科研型开放式实验项目；学生结合科技创新活动申报的创新型开放式实验项目。
2.开放式实验的实施步骤与措施
混凝土结构开放式实验的具体实施步骤如下。
（1）开放式实验项目的申报。组织教师结合混凝土结构课程教学及开展科研工作的需要，申报教学型、科研型开放式实验项目；学生也可结合开展科技活动的需要积极申报创新型开放式实验项目。
（2）开放式实验项目的审批立项。实验室、学院及学校教务部门对申报的开放式实验的目的、意义、可行性及所需的实验仪器设备、场地、实验周期等进行逐项审查，审核通过后予以立项并公布。
（3）学生报名审核。学生根据课程学习的需要、自身兴趣爱好和时间安排，有针对性地选择项目进行报名。经项目主持人及实验室审核后确定项目参与人员。
（4）开放式实验项目的开展。指导教师组织学生自主开展开放式实验项目，教师主要在文献检索、实验方案优选、实验仪器操作规范及撰写实验总结或科技小论文等环节给予必要的引导，实验从设计到实施整个过程都由项目小组成员通力协作自主完成。
（5）开放式实验项目的总结和验收。项目负责人对项目的实施和完成情况进行总结，填写项目验收报告，总结经验教训，提出合理的建议。对参与教学型实验项目的学生，由实验指导教师根据完成实验情况评定成绩；对参与科研型及创新型开放式实验项目的学生，由项目主持教师或指导教师给予创新学分。由学院及学校教务部门组织对各个开放式实验项目的验收。
为了保证开放式实验工作的顺利开展，通常需要采取一定的措施。
（1）优先考虑教学型开放式实验项目。申报的开放式实验项目较多时，应优先考虑教学型开放式实验项目，确保实验教学任务的顺利完成。
（2）确保开放式实验的经费支持。学校应专门拨给一定的经费用于支持教学型开放式实验项目；科研型及创新型开放式实验项目的实验经费则由相应的科研项目及学生创新基金项目提供必要的经费保证。
（3）开放时间的统筹安排和实验资源的优化配置。通过实验指导教师、学生以及实验室管理人员的协调，采用固定时间和预约时间相结合、预约方式为主的方式，统筹安排优化配置实验资源以满足各方需求。
（三）开放式实验教学的成效
2011年起中南大学出台了《中南大学实验室开放管理办法》，学院结构实验室根据教学计划安排、创新人才培养需要，开始面向天佑班、以升班及卓越工程师班等实验班本科生开放试点，并逐步实现向全院本科生全面开放。学校试点工作再次表明，开放式实验教学在培养学生创新能力和工程实践能力方面成效显著，主要体现在以下几个方面。
第一，开放式实验教学能调动学生的主观能动性，促使学生勤于思考。大多数学生能结合课堂所学知识，积极思考，自主地查阅文献资料，按照试验大纲的要求完成混凝土梁正截面受弯及斜截面受剪试件的计算分析及设计等工作，加深对书本知识的理解。
第二，开放式实验教学能培养学生的创新精神，提高学生的创新能力。少数基础较好的学生选择完成教师科研项目的铁路桥梁疲劳实验等任务，学生综合运用发散思维等创新思维方式积极探索，勇于在试验方案和数据分析处理方面求新求异，创新能力有所提升。
第三，开放式实验教学能锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的工程实践能力。部分学生根据兴趣及结构模型比赛等学科竞赛的需要完成自选项目实验任务，试验过程中学生能细致地观察，深入思考，在导师的指导下自主地发现问题、分析问题和解决问题，动手能力和工程实践水平显著提高。
三、结语
土木工程是一门实践性很强的学科，学生的创新能力、动手能力和解决实际问题能力的培养是教学实践中的重要环节。开放式实验具有设计性、创造性和综合性的特点，开展开放式混凝土结构实验教学，能调动学生的学习主动性，提升学生对混凝土结构基本理论知识的理解，促使学生勤于思考、勇于创新，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的工程实践能力及实验操作技能。开放式实验教学的实施过程中，需要做好实验的项目申报、立项、审核、实验开展及总结验收等各项工作。实验室需要提高自身的规划能力和管理水平，实现开放时间及实验资源的统筹安排和优化配置，确保开放式实验教学的顺利实施。实践表明，开放式实验教学能取得显著的教学成效，值得在全国土木工程专业推广。
参考文献：
[1]沈祖炎.土木工程专业创新型人才培养的思考[C]//陈国兴， 韩爱民，侯曙光.高等学校土木工程专业建设的研究与实践——第九届全国高校土木工程学院院长工作研讨会论文集. 北京： 科学出版社，2008.
[2]顾祥林，林峰，黄永嘉，等. “混凝土结构基本原理”本科教学实验平台建设[J].实验室研究与探索， 2009， 28（2）： 37-40.
[3]余世策，蒋建群，刘承斌，等. 钢筋混凝土综合实验装置的开发与应用[J].实验室研究与探索， 2008， 27（4）： 36-38.
[4]冯鹏， 叶列平，王宗纲. 混凝土结构课程的自主研究实验教学[C]//建筑结构——第十届全国混凝土结构教学研讨会论文集. 2008：289-291.
Open experimental teaching of concrete structure
LIU Xiao-chun， WEI Jun， YU Zhi-wu
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1．1工地多与实习难近年来我国经济处于高速增长阶段，相应的基础设施和工程设施需求量与日俱增。据评估，近年来建筑业产值占全国总GDP的1/4左右，相关从业人员在所有行业中位居第四，已达6000万人。虽然目前全国建筑行业形势较好，但实习困难是各高等院校土木专业本科生面临的普遍问题［5］。按照培养目标和实习内容，一般将土木工程本科生专业实习分为认知实习、生产实习和毕业实习三大板块。认知实习以专业认知为主，注重专业基础和专业兴趣培养，主要是参观实体工程;生产实习注重生产，要求实习学生参与具体工程的生产过程，将专业知识应用于生产;毕业实习则要求学生驻地生产，毕业实习既可作为理论联系实际的升华，又可为毕业生的职业认知和规划奠定基础。近年来高校普遍扩招，学生数量呈大幅增加之势，这导致了土木工程专业学生在实习方面存在相关实习经费相当有限、实习时间过短、实习安全难以保障等问题。建筑工地虽然较多，但多数项目部出于安全考虑一般不接受大批学生实习，实习难的现象普遍存在。由于实践环节不理想，学生只能在学校学习书本知识，再加上高校很大一部分青年教师博士刚毕业，较少参与工程实践，教学也仅局限于书本，这也导致学生理论与实践脱节。而另一方面，大学生基本上为独生子女，较少承担体力劳动和参与社会实践。学生的寒、暑假合计百来天，基本是宅在家里上网，条件好的家庭则外出旅游、参加各类补习班，与专业关系不大，浪费了大好时光，甚至对专业有一定的荒废。
1．2用工荒与就业难高校土木工程专业本科毕业生毕业后基本从事建筑行业技术与管理工作。目前建筑行业技术与管理工作人员为300万左右，按行业人员6000万的20%计算，尚缺少900万人。假如10年达到饱和，每年需要90万毕业生。按上述分析，应该说建筑行业的本科生就业不存在问题。但实际情况是每年全国各地举行人才交流会(包括各高校组织的)，用人单位通过各种方式考核、面试等手段，仍很难找到单位想要的人才，而毕业学生也很难找到理想的单位，其主要原因是各方的要求和目的不尽一致。企业需要的是能吃苦耐劳、懂得一定技术和具有一定管理能力的综合型人才，而毕业生希望找一个自己感兴趣、能发挥自己专长且高薪的岗位，由此造成试用后解聘或跳槽的现象较为普遍。
1．3为考研而考研随着就业压力逐年增大，加上研究生扩招，考研队伍逐年庞大。应该说考研的学生绝大部分是很优秀的，所掌握的知识是全面的，但也存在部分学生为考研而考研现象，特别是三本学院学生更是如此。这部分学生只学习考研的课程，对其他科目采取应付的态度，并没有完全掌握本科专业知识。该类学生即使到了研究生阶段，还需花大量时间来补习本科课程，导致课题研究、硕士论文很难上手，2～3年毕业很难达到工学硕士应具备的水平。
2土木工程本科专业教学改革思路与建议
2．1建立长效实习机制学院近几年横向科研经费每年超过1000万元，且呈上升趋势;对外服务有湖南科大工程检测中心，具备交通运输部工程质量监督局颁发的公路工程桥梁隧道工程专项资质、湖南省住房与城乡建设厅批准的综合乙级资质;此外还设有湖南新纪监理咨询有限公司，与市内、省内及周边省份建筑企业建立了一定的合作关系。同时，学院本科生毕业至今已有20余届，累计毕业生5000余人，分布于全国各地，主要从事施工、设计、管理等工作，很大一部分已成为企业管理骨干。他们对母校充满浓厚的感情，每年“五一”或“十一”都有大批校友回校相聚，他们是学校的宝贵财富。学院完全可以与上述长期合作的建筑企业和优秀校友所在的企业单位签订长期战略性合作协议，包括学生实习、就业、技术合作与咨询、技术开发、科学研究等方面，进行全方位战略合作。此举既解决学生实习、就业、事业发展等问题，以及学院专业办学方向和产学研问题，又解决建筑企业人才培养、技术开发等问题，最终实现学生、学院和企业“三赢”模式。为鼓励广大教师和教辅人员与建筑企业签订长期战略性合作协议，学院可考虑出台一些奖励措施，为此设置专项教研课题，并要求结题、评估、验收。
2．2深化改革学生实习方式学生实习要充分利用学院与建筑企业签订的长期战略性合作关系，充分利用寒、暑假时间，调整实习时间和实习方式。如，将为期两周的认识实习调整为调查实习，利用大一暑假时间到实际工程、项目、工地进行调查，了解行业基本知识、现状和可能从事的工种等，可采取访问、调查、拍照、制作多媒体调查报告等多种形式。第三学期开学时，组织学生召开调查实习专题会议并对实习成果进行总结汇报，教师对学生实习成果进行检查和点评，使学生既了解所学专业又接触实际，开阔眼界，且通过制作多媒体调查报告并汇报，学生的综合素质可以得到提高。测量实习可安排在大二第二学期末，利用暑假时间，在校园进行测量实习。原因为:1)暑假期间校园相对安静，避开了正常上课的繁忙;2)实地测量可加强学生对母校的了解，培养对母校的感情;3)校园面积大，3000多亩地，100多万平方米建筑房屋都可以成为测量对象;4)学生的测量实习成果可为校园基础建设提供有益参考。生产实习要求学生参与实体工程生产过程，时间不少于两个月。因此，建议安排在大三暑假，时间从6月底持续到9月底。此时学生已基本完成主要专业课程的学习，具备一定的专业基础知识。恰好这个时间段为施工企业的黄金工期，单位可能面临用人短缺的问题，而实习生正好可以作为临时用工。实习单位要求学生自行落实、寻找实习单位的过程本身就是大四找工作的预演练，如无法落实则直接输送至协议单位或由指导老师安排。实习要求学生住在施工现场，与相关技术人员一起参与生产。为减轻学生、指导教师以及项目部的压力，由学院出资为每位实习生购买20～50万元意外伤害保险。实习期间亦要求指导教师对实习情况进行巡查，学生的实习表现作为给定实习成绩的重要依据。实习最终要求提交的成果如下:1)实习日记，总篇数不少于60篇;2)不少于5000字的生产实习报告;3)在施工现场自己参与完成的有关施工技术、施工组织管理、施工概预算方面的设计等项目资料。生产实习成绩的给定需要综合学生两个方面的表现:1)现场表现，主要为学生在生产实习中理论联系实际情况、解决问题的能力、遵守纪律、工作态度与安全意识等方面;2)实习成果，包括实习日记、出勤表、报告和答辩情况。3个月的生产实习可以让学生深刻了解实体工程的施工过程、体会实体工程的工作环境，学会与人沟通和交流，加强对实习单位的了解，为将来的工作奠定基础。同时，实习单位可以在此时考查实习生，对于优秀实习生可签订就业协议，在双方足够了解的情况下吸收优秀毕业生。毕业实习安排在学生较系统地学习完专业基础知识之后，且不能耽误学生找工作，大四学年第一学期从12月底至次年3月底共3个月的时间为最佳时期。完成毕业实习之后，老师可以结合学生在单位的实习内容，针对性地布置毕业设计。在确定毕业设计题目之后，遵循初稿(5月中旬完成)修改并评阅(5月底)答辩(6月初)三个流程完成毕业设计。建议举行公开答辩制度，合作单位参与设计和答辩全过程。此举一方面对学生和老师都会形成一定的压力，同时可以作为学校对合作单位的交流和宣传，更重要的是，学生的毕业设计结合实体工程实践，能够提高学生学识水平和综合素质。
2．3深化课程体系改革本科生的课程需结合应用型人才培养模式进行优化设置。应该说本科土木工程专业为传统学科，课程设置基本合理，但随着时代的发展和进步，必要的改革还是需要的。公共基础课可结合专业基础课适当调整，如专业外语和专业计算机程序应用(如CAD等)应适当开设，而普通外语和计算机课程可适当减少。课程安排次序方面，建议大学第一学年，可增加专业计算机程序应用、建筑制图、理论力学等课程;房屋建筑学可放在第二学期开设，这样有利于学生大一学年第二学期末暑假期间的调查实习。大学第二学年主要安排材料力学、结构力学、建筑材料、建筑测量等专业基础课，这样有利于学生在大二第二学期末暑假期间进行测量实习。大学第三学年主要学习专业课，如混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、砌体结构等，基于相关专业课的学习，学生可以在大三暑假期间进行为期较长的生产实习。大四学年主要安排高层建筑设计、结构抗震、结构试验等选修课程，时间为10月初至12月底，有利于学生参加各类人才招聘会。
2．4成立课外科研兴趣小组针对一些渴望进一步深造、考研的学生，专业教师根据自己的研究方向和研究课题成立科研兴趣小组，吸收部分优秀本科生参加(按10位专业教师考虑，每位指导教师名下安排5～8人，共可吸收50～80人参与，接近专业在校生的20%)。课外科研兴趣小组的学生利用业余时间，参加指导教师的研究课题，包括每1～2周进行1次研讨活动。该活动一方面可以使学生尽早接受专业教师的指导，熟悉专业知识，并对相关课题进行探讨，培养专业兴趣，为进一步深造或将来走向工作岗位奠定坚实的基础;另一方面也可解决部分专业教师(特别是刚毕业的博士，目前指导研究生较少)人数不足的问题，同时学生的加入也有利于激发新的思维、新的火花，有利于团队建设。我校非常重视从科研能力培养方面培养优秀本科生，学校积极组织并资助以学生为项目负责人的SRIP项目(湖南科技大学大学生科研创新计划项目)、SIT项目(湖南科技大学大学生研究性学习和创新性实验计划项目)，通过项目的执行，培养了一大批初步具备科研能力的研究型本科生;并组织学生参与各类学科类竞赛、结构建模大赛、挑战杯项目、节能减排项目等竞赛项目，多次获得优异成绩。
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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
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随着国内可持续发展的进程不断加快,为了缓解城市交通、疏散人流,在大城市里面大兴地铁土建已经陆续开始。在《2020年中国工程技术发展研究》的研究报告中,有效利用城市地下空间已被列入城市建设的重中之重。在未来的几十年内,中国将会步入地下城市的开发高峰期。
通常,地铁工程处于城市最为热闹繁华的中心地段,携带着隐蔽性大、施工现场环境杂乱、施工期限长、施工技术高等施工特点。在建设过程中,很多不稳定因素会随着工程的进展逐渐发生或越发严重,为了避免不必要的事故出现,地铁施工安全管理在铁路土建中是不可或缺的。
安全管理是铁路工程中最为重要的事项,消除地铁施工安全隐患,针对地铁施工中有可能发生的事故作研究分析,笔者觉得是有必要的,且急需解决的。
二、分析地铁施工中的安全隐患
1、地铁在施工中因受到土质、水等环境因素干扰,容易导致塌方、渗水、涌砂等事件的不断发生。地铁一般建设在城市的中心地段,它的附近多为城市的繁华街道,周围建筑物纵横林立,街道马路的两侧分布很多的照明线路、煤气水管、下水管道等地下建筑设施,它们的分布是纵横交错,且具有很大的安全隐患。地铁施工的期间容易造成水管爆裂、电线电缆的损坏、停电停水、甚至煤气管道破裂引起的火灾等突发性事故;施工中出现的塌方现象容易致使周围建筑物震荡,出现裂缝,甚至是坍塌现象。
2、地铁在进行建设施工时期,准备好既定的挖掘方案,采用暗挖、盾构等各种挖掘手法进行基面或隧道的挖掘时,还是容易出现地面凸起或者凹陷现象,产生的原因是隧道周围的土质层发生了改变,其周围的应力发生变化。所以,应该准备好完备的施工方案和周全的保护措施以防止地下媒体水管、电缆的开裂和破坏。
3、地铁在建设施工阶段,若它周围的安全保护措施及现场的环境管理中存在不定向因素,也会对地铁的施工造成不利的影响,拖延施工的进度,甚至会发生不定因的意外,造成无法挽回的损失。
三、加强安全检查工作是消除地铁施工安全隐患的主要途径
1、做好安全检查工作制度
安全检查工作制度是消除隐患、预防事故、优化劳动者工作条件的主要手段,是施工单位对安全生产管理工作内容的认识与理解。施工的工人、物品或对象处于不安全状态,全属安全隐患的管理范畴。每次开始施工的第一件事,则是在工地中实施安检,其安检事项应针对以下几点开展检查工作:
(1)安全意识检查
聂耳曾经说过:“脑筋若无正确的思想的培养,任它怎样发达,这发达总是畸形的发达,那么一切的行为都没有稳定的正确的立足点。”所以,在对施工安全进行检查时,我们也要严格把关员工的安全思想意识,唯一把安全意识灌输于员工大脑中,才会对隐患处有所注意与警惕。因此,我们应该把安全意识检查放在首位,检查其施工单位的领导、员工对安全施工的了解程度,建立一个实效性的安全施工规章制度。
(2)整体改革工作检查
在安全检查工作制度之前,我们必须说明并分析过去发生的事故、案例。再用其例子切合工程的实际情况调整安全检查工作制度,并对它进行一个整体改革工作效果的评价、总结等等。
(3)施工场地安全隐患检查
安全隐患是意外发生的前提,要预防意外的发生,就必先找出隐患,才能消除安全隐患。所以,检查人员应该把安全隐患预防措施作为安全检查制度的重要内容。它主要针对检查施工现场是否符合安全施工标准,而且调查现场隐患还应该包括定期检查作业现场是否符合安全要求;施工、逃生通道是否安全、通畅;施工材料存放点是否全面、整齐;各个施工机械设施的保护装置、使用期限、电源保险装置等是否安全完整;电气方面的安全设施、气瓶的摆放和使用方法等等。对特别重要的危险设施或地点,还要注意增加检查的频率和工作规定。
(4)发生意外后的处理调查
在安全检查工作制度中,我们也应该调查发生意外后的安置方案是否全面、属实,相关的单位会作出怎样的处理方法,其方法的体制化、整体化、人性化等等。同时,对工程负责人和事故负责的处罚方式和处罚力度如何,这些问题都应一一核查。
2、严格监督现场隐患处的防范措施
安全隐患是安全管理的重点排查对象,在地铁土建中隐患处会以各种形式出现,我们应该提高警觉性,有效地辨别地铁中有可能发生安全隐患处,提出相关的防御措施,并预测它对人身安全造成的威胁,或对工程造成的损失等等。地铁是深坑作业,做好深坑的土基测量是工程的关键,在此应该注意地表和地面周边的建筑物有没有下沉现象、基坑有没有变形、支撑的钢支有没有扭曲等等,这样的可以防止重大的隧道坍塌事件。其次是因设备故障引起的施工意外,比如手脚架的松动、不稳;电路漏电;气体因使用、保存不当泄漏等。最后,就是针对特别重大的隐患处,编制一套科学、系统、符实的防范措施,并在实际的地铁土建中落实到位,使防范措施真正地落到实处,真正地做到消除地铁施工安全隐患的目的。
参考文献:
[1]孙海霞,赵文,赵文赞;地铁车站施工方案模糊决策研究[J];沈阳工业大学学报;2003年05期
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Key words： project management；practice teaching；reform and study
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）34-0237-03
0 引言
现代社会的发展趋势，就是社会分工越来越明确，社会生产越来越精细，专业隔离越来越明显，隔行如隔山的情形越来越普遍；而另一方面，现代社会生产却越来越要求复合型的人才，即常说的T型人才。单纯的具有管理技能，或者是单纯的具有工程技术的人才，已经不能适应社会的发展。工程管理专业出来的同学，正是T型人才的典范，他们懂技术，又懂得管理，恰好适合社会所需。工程管理专业业务培养目标，是具备管理学、经济学和土木工程技术的基本知识，掌握现代管理科学的理论、方法和手段，能在国内外工程建设领域从事项目决策和全过程管理的复合型高级管理人才。
近年来，工程项目的建设规模日趋庞大复杂、参与单位多、合同关系复杂、管理难度大。因此，工程管理专业业务培养要求：学生主要学习工程管理方面的基本理论、方法和土木工程技术知识；受到工程项目管理方面的基本训练；具备从事工程项目管理的基本能力。然而对于工程管理专业早期的、单一的项目管理教学方法已经很难以适应现在工程管理教育的需要。根据社会发展，工程管理专业需要探索提高学生职业技能，提高学生的课程实践能力和管理能力的必经途径。
1 工程管理专业传统实践教学存在的问题
工程管理专业传统的实践教育方法，就是在实践教学上，仅从动手上来讲还算可以。但是，对于新技术、新的工艺、现代新型的实践教学方式基本上都没有用上。另外，课堂的理论教学与实践教学的结合不到位，缺乏专业模拟实验室和专业实习基地，实践教育直接影响了工程管理专业实践教育的发展。工程管理专业传统实践教学还存在许多问题。
1.1 实践教学计划与社会需求脱节 目前，我国拥有工程管理专业的院校较多，按照专业指导委员会对培养方案指导意见的要求，各高校工程管理专业实践总课时的40%～50%，有的院校甚至比这个比例还大。工程管理专业是一门实践性很强的学科，从实践方面来看，国外工程管理专业更注重实践能力的培养，实习学分比重很大，在开设工程管理专业的美国高校中，实践总课时9.84%～36.17%；可见我国高校在工程管理专业实践方面实践学分不少。但是，我国目前大多院校的实践仅为课程实验、课程实习、课程设计，生产实习、毕业设计或论文，而且这些实践环节，一方面有很多都只是形式，走马观花，没有严格的质量标准去控制和要求，学生实践能力较差；另一面，没有管理方面的实践实训。这就造成了学校培养的学生与社会需求具有综T型人才具有很大的差距。
1.2 实践课程设置不太合理 实践课程设置是培养T型人才的重要手段。工程管理专业涉及技术、经济、管理和法律四大主干知识，课程体系涉及范围甚广，因此，要求在课程体系设置上必须突出专业特色。然而，现在许多高校的工程管理专业课程设置不尽合理。一方面，专业课学时不足，如项目管理、项目评估、工程造价、招投标与合同管理、建筑施工等这类课程的理论学时安排太少，教师只能在极短的课时内讲授基本理论知识，学生既没有坚实的理论基础，又缺少综合性的模拟训练；另一方面，课程排列前后顺序颠倒，知识逻辑较混乱；其三，课程重点不突出，如实践教学学时很多就用注册师考试的习题练习所代替。
1.3 工程管理传统实践教学手段落后 工程管理专业传统实践教学手段落后，主要体现在以下几方面：
①实践教学形式上仍局限于实验、实习、课程设计、毕业设计或论文等传统教学模式，基本上没有适合工程管理专业需要的现代实践教育方法――仿真工程管理全过程、全方位、实战式、体验式、参与式等体现现代信息技术的实践教学方式。如，项目管理模拟仿真、施工过程模拟仿真、工程招投标模拟系统等；②工程管理专业实践教学的内容比较单一，部分企业虽接收学生实习，但没有把学生分派到实际工程中去参与实际工作，更没有给学生指派现场指导教师，学生每天去工也只是形式而也，因为学生不知道自己在实际工程中能做什么，无从下手，反倒度日如年；③工程管理专业各实践环节安排各自孤立，综合性、设计性实验较少。
1.4 缺少工程管理专业所需的特色实验室和专业的实习基地 工程管理专业实验教学主要分为技术类、管理类和综合类。技术类实验教学内容主要是由工程材料、工程结构、岩土工程等一些相关技术类基础课程实验构成。这些可以在土木工程等相关学科的实验室完成。但工程技术集成展示、招投标模拟、工程项目管理模拟等管理类和综合类实验教学，需要在专业实验室完成。这类实验室，如今高校急几乎都没有。
工程实习基地，一般高校都与施工企业联系，主要为学生在施工现场实习打下基础。而工程管理专业，除了在工地上进行施工实习外，还需要参与到管理现场。如：项目现场管理、招投标管理、造价咨询管理等基地去实习，但学校没有提供出这些实习基地。
2 实践教学培养模式改革的建议与措施
针对当前工程管理专业在实践教学环节中存在的问题，应该主要在实践教学方案的制定、实践教学课程体系的设置以及引进先进的实践教学手段，建立起完善工程管理实训中心和建设实践教学专业教师队伍，加强实践教学过程管理和完善考核制度等几个方面的大力改革，完善工程管理专业实践教学环节和方法，真正体现实践教学对专业教育和专业发展的重要作用。
在制定实践课程教学方案时，应重视工程管理T型人才能力的培养。根据实际情况，充实、改造工程管理模拟实验室，按照“从易到难，逐步接近工程实际”的原则，设立工程管理模拟训练、工程教育、生产实习、毕业实习、课程设计、毕业设计以及社会实践等既相互独立、又互相融合的工程管理专业实践教学环节。
2.1 完善实践课程设置 工程管理专业的实践教学课程体系设置必须突出专业特色――培养的人才是既懂专业又懂管理，重视实践教学环节，加强针对性和实践性，强调理论与实践相结合。因此在课程设置上，尤其是实践课程设置上必须满足工程管理上所需要的人才，有目标地培养对口的专业岗位人才，实现学校与社会需求的无缝衔接，为学生的将来就业打下坚实的基础。同时提高学生的专业学习兴趣和动力。
工程管理专业根据社会发展的要求，其中包括工程项目施工预算、进度、合同、采购、材料、设备、质量、安全等全面综合管理软件；纵向贯穿招标、分包、采购、施工、竣工全过程软件，横向涉及公司――项目部的各个岗位，是一套全方位、集成的项目管理平台。要求学生必须掌握一些目前最先进的管理软件，图形算量软件、钢筋抽样软件、清单计价软件、标书制作软件等。这些软件既可应用于工程管理类专业，以了解工程项目招投标管理和全过程造价管理；也可应用于工程造价管理专业，以深入了解全过程造价管理的工作方法和流程；还可应用于技术经济专业，为可行性研究分析提供参考依据。因此在完善实践教学课程设置时，必须增设软件培训类课程的学习，并采用课堂教学和上机操作相结合的教学方式。
2.2 实践师资的建设 目前，很多高校的工程管理专业普遍缺少专业实验室，更缺乏实践教学专业教师队伍，实践教学工作往往由专业任课教师担任。对于专业任课教师来说，虽然对课程内容比较熟悉，但对实践教学的内容和要求往往不能够很好的把握，而且对新型实践课程教学需要使用的软件也不够熟悉。因此，我们有必要建立实践教学专业教师队伍。委派专门的教师负责专业实践教学环节，尤其是软件教学和实训教学工作，可以使专业任课教师将有更好的知识传递给学生，提高教学质量。还可以使实践教学术业有专攻，达到更好的教学效果。
2.3 改善落后实践教学手段 工程管理专业是实践性很强的专业，传统的教学手段已经无法适应社会发展的需要，不利于学生对知识的理解和掌握。为了改善目前落后的实践教学手段，可以在采用多媒体动画、现场、仿真模拟等实践教学，提高教学趣味性、生动性。如，施工技术，教师只讲授施工工艺，学生很难有深刻直观的印象，甚至可能听不懂；若采用播放施工录像或将施工工艺制作成配有解说的多媒体课件，这样既可增加学生对施工技术工艺的直观认识，又能调动学生的学习兴趣增加学生的掌握程度。而对于管理课程，如工程项目管理、合同管理等，应积极开展案例教学、讨论教学、发散思维教学、仿真教学等方式，鼓励学生大胆地积极思考，提高学生分析问题、解决问题的能力。
2.4 加强实践环节的建设 目前，工程管理专业的实践硬件条件还比较差，实习基地建设相对滞后、范围较窄。建立起工程管理实训中心，培养高素质既懂工程技术又懂工程管理的工程人。
实验室、实习基地是实施实践教学环节的重要依托和物质保障。当前，很多高校都是通过与施工、房地产开发等企业合作，已经初步建成了工程管理专业实习基地，但实习基地范围较小，内容狭窄，无论是规模、形式都不能满足学生专业学习的要求。因此，需要探索用计算机来模拟真实的工程管理过程，学生模拟扮演某一角色进行技能训练的一种教学方法。仿真教学能在很大程度上弥补客观条件的不足，为学生提供近似真实的训练环境，提高学生职业技能。在数字模拟实验室环境下进行工程管理专业课程的仿真教学活动。增强学生对未来可能从事的工作性质和环境的感性认识，体会所学专业理论知识与生产过程之间的关系，认识理论与实践的关系，体验课堂与一线现场教学等主要教学模式，使学习过程变成学习应用知识的过程，形成丰富、统一、完整的知识体系。
3 结束语
总之，工程管理专业涉及技术、经济、管理和法律四大主干知识，知识面广，专业性强。针对目前工程管理实践教学环节中普遍存在的问题，高校工程管理专业教育应坚持理论与实践相结合，培养满足社会需要的新一代工程管理人才。
参考文献：
[1]丁克伟.土木工程专业实践教学教程[M].合肥：合肥工业大学出版社，2011.
[2]程颢.土木工程类高职实践性教学模式探讨[J].陕西：陕西铁路工程职业技术学院，2003.
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隧道和矿山坑道等长期大量涌水或大量排放地下水，造成工程地区含水层被疏干，使生态环境恶化，主要表现为：地表水和泉、井枯竭；生活、工农业用水缺失；地表沉降、岩溶塌陷、土壤沙化、水土流失；建筑物被破坏。镇胜高速公路槽箐头隧道施工中的大量涌水，使地表“四道沟”所有泉水干枯，从而截断了该沟下游发电用的水源和农业用水。岩溶地区隧道内的长期涌水，引起的环境问题也更加严重。
2 隧道环境水文地质工作
隧道环境水文地质工作是一项十分重要的工作，既要查明工程地区的水文地质条件及变化趋势，又要对由于水的作用可能引起的地质灾害和环境恶化的可能性和程度作出预测预报。水文地质工作应贯穿工程建设的全过程，不同阶段的工作重点有共同点又有不同点。
2．1 勘测设计阶段
2.1.1 水文地质勘测主要任务
(1)探明工程区内水文地质条件，进行水文地质划分，查明含水层的位置、水理性质、水位等水文地质参数和地下水的补给来源和排泄路径；
(2)对隧道内在施工阶段的最大涌水量和运营期间的稳定涌水量作出预测，并预测可能发生集中(或突发)涌水的地段；
(3)评价地下水对围岩分类、隧道掘进和支护结构的影响；
(4)评估排出地下水后对工程周围生态环境的影响程度和发展趋势，充分估计隧道开挖引起表水漏失、地面沉降、岩溶塌陷等的程度和范围，提出防治意见。
2.1.2勘测的重点地段
根据调查研究和大量的工程实践，认为下列地质环境是容易发生集中涌水和可能引发生态环境恶化的地段，也是水文地质勘测的重点地段。
根据调查研究和大量的工程实践，认为下列地质环境是容易发生集中涌水和可能引发生态环境恶化的地段，也是水文地质勘测的重点地段。
(1)岩体破碎带．包括断裂带、节理裂隙密集带、褶曲轴部等；’
(2)渗漏层与非渗漏层交界面(带)．主要有地层不整合接触带、可溶岩与非可溶岩交互带、不同岩性和不同结构岩体接触带等；
(3)地表水系发育或汇合地段，主要有：地表水体、古河床、山间河谷、盆地等地段；
(4)岩溶地区主要有：岩溶洞穴、洼地、地下河发育地段。
上述重点地段的勘测，除应按有关规范、规则执行外，还应注意如下工作内容，
①对岩体结构破碎带，应查明断层的力学属性、产状、上下盘岩层和岩体裂隙发育程度及断层带的充填、胶结性质；对节理裂隙密集带及褶曲轴部，主要应查明裂隙发育程度及裂隙的张开性、延伸性。上述地质因素，决定着岩体的导水性和富水性。
②对渗漏层与非渗漏层交界面(带)，主要查明交界面的产状、交界面(带)的特性以及交界面底板的渗漏特性。若沿交界面有发育岩溶洞穴时，应查明洞穴标高与隧道标高的关系及洞穴的充水特性。
2.2 施工阶段
施工阶段环境水文地质工作的重点是调查分析3地表水、地下水露头的变化；隧道内涌水、漏水状况；水对围岩稳定性的影响以及各种防治措施的作用和效果。
(1)水文地质观测2①地表水体(如河水、沟流水、山塘、水库)水位、流量及下渗量观测；②井泉流量、钻孔水位等观测；⑧洞内涌水、漏水调查，观测出水部位、出水量、水质、含泥沙量变化规律。
(2)调查隧道内涌、漏水对围岩稳定的影响以及地下水与隧道内各种地质灾害的关系。
(3)调查分析隧道内大量涌水或排放地下水的环境效应，进行因地下水位迅速降低造成周围生态环境恶化的可能性和灾害程度的预测预报，了解环境影响的范围及发展趋势。
(4)调查分析防水治水措施的作用和效果。
2．3 运营阶段
隧道建成后，若仍有地下水涌入和渗漏入隧道内，则运营阶段仍需加强水文地质工作，其重点是：
(1)调查水对隧道工程的衬砌、道床及线路上部建筑物的影响程度中建立工点履历卡片；
(2)进行隧道内工作环境分析；
(3)进行地表生态环境现状调查和发展趋势预测；，
(4)提出灾害治理措施及环境保护措施。
3 新建公路隧道水文地质及生态环境影响的评估
回顾以前的有关规范、规则，几乎都未把隧道工程建设与环境工程作为一个系统来考虑，没有关于隧道开挖对生态环境影响评价的专门条款和规定。在公路隧道设计规范中，对隧道防排水提出“以排为主，排、截、堵相结合的原则”，在实施中，由于突出了以排为主，大多数隧道工程(特别是山区公路隧道)，不论涌、渗水的补给来源及水量大小与否，施工中多不作预防处理，因而隧道成了泄水洞，把周围大量的地下水吸夺过来，破坏了原有的水文地质环境
在总结前人经验和教训的基础上，通过近年来的研究，我们认为在新建公路隧道工程及其它地下工程项目的整个过程中，要把隧道工―环境水文地质―生态环境影响作为一个系统工程来考虑，把稳定原有隧道水文地质环境和保护生态环境作为环境影响评估的重点。
3．1 隧道环境水文地质评估方法
3．1．1 环境水文地质及影响的评估范围
隧道水文地质勘测和环境影响评估的范围与水文地质条件复杂程度以及隧道埋深和长度有关。根据我国若干隧道因开挖改变地下水环境、并影响地表生态环境的实例，隧道两侧的影响宽度为400～2600m或更大，因此，隧道环境水文地质勘察和环境影响评估的范围以隧道两侧各1000～5000m为宜。这较“公路工程建设项目环境影响评价技术标准”第3.1.1条规定的“一般情况下宜为线路两侧各300m”范围值要大。
3．1.2 环境水文地质评估项目与方法
(1)环境水文地质评估项目,主要包括:地形地质；水文地质条件；水文地质分区；水文地质参数计算、选择；预报涌水量的方法、公式、成果。
(2)环境水文地质评估方法
3.1.3 环境因素调查的主要项目及内容
(1)地表水体(河流、井、泉、水库、贮水池、水渠等)的长度、面积、容量、水位及其重要性分类；
(2)农田、林业用地的类型、面积，需保护的重要性或名贵植物的数量和范围；
(3)人口密度；
(4)建筑物和构筑物的数量、类型和分布，特别注意有无重点保护文物景点；
(5)其它，如弃碴堆放场地的地形和水文条件、水土流失状况、不良地质现象等。
3.2隧道环境影响的评估方法和标准
当隧道通过强富水区(段)及中等富水区(段)，以及岩溶发育区(段)时，即工程施工及运营期间大量地下水涌入或从中排放时，对周围环境将有较大的影响。因此，在新建铁路隧道时应对环境影响的内容)程度和范围进行评价，并应提出有关补救措施或相应对策。
3.2.1 生态环境评价内容
主要评价由于隧道内大量涌水或排水引起的环境问题。
(1)地表水、地下水的可能疏干程度，生产、生活用水缺失程度；
(2)浅埋隧道地面下沉的程度和范围，对地面建筑物基础的可能破坏程度；
(3)地表沉降、岩溶塌焰发生的程度和范围；
(4)地表水、地下水可能被污染的程度；
(5)隧道内环境可能恶化的程度；
(6)隧道开挖弃碴堆放引起的泥石流等环境问题的可能程度；
(7)工程竣工后，排出的地下水作为水资源的可利用程度；
(8)防治发生上述灾害及环境恶化问题的对策。
3.2.2 隧道环境影响评估技术标准
(1)隧道环境影响评估范围，一般情况下为隧道轴线两侧各1000m，岩溶发育区范围可扩大至隧道轴线两侧3000m～5000m。
(2)隧道生态环境影响评估，不同的地下水类型和埋深状态其评价的主要项目及评价的深度不同，可按表3建议的进行。
3.2.3 隧道工程防排水原则
隧道工程防排水措施是否恰当，是隧道环境保护质量好坏的关键之一。就大多数隧道工程而言，施工和运营隧道的防排水，“以防、截、排、堵相结合及因地制宜综合治理的原则”进行是合适的，但从环境保护的目标出发：只是一般性的规定是不够的，应该根据隧道等地下工程的长、短、重要性和隧道水文地质条件的复杂性，以及隧道地区的人口密度、农牧业发达程度等生态环境，采用不同的防治措施。
(1)浅埋隧道、城市地下铁道及水下隧道，为防止表水疏干、地表下沉、地面塌陷等灾害，应采取截、堵表水下渗和洞内全封闭、洞内不允许渗漏水的防治措施。
(2)山岭隧道工程，可按下列情况采用不同的防排水对策：
①非岩溶隧道.若覆盖层较薄或围岩属强渗透性的地层，对地表水应及早处理，以采用防止表水大量下渗的措施为主；若隧道埋深超过50m，除通过断层破碎带等富水区段采用预注浆堵水措施外，一般可按常规措施来处理。
②岩溶隧道．若隧道标高处于岩溶水循环的充气带，可不作防水的特殊处理；若隧道标高处于季节性充水带或水平循环带及深循环带，一般以采用地表截堵、防止表土流失、洞内注浆堵水等措施为主，其中若碰到原有动、静水压变化较大的集中股流(如暗河管道流)，视对环境影响的程度，即可采用辅助工程引排，又可采用在未揭穿集中股流前进行预注浆封堵的措施进行处理。岩溶隧道地表覆盖层若厚度较薄(小于20m)时，则应在隧道开挖前作地面预处理，以防止地面塌陷。
③生态环境需特殊保护地区的隧道工程。无论隧道长短和埋深如何，修建时均应采取全封堵水的措施。
4 结束语
隧道工程对环境水文地质条件及周围的生态环境会带来程度不同的影响，其中地表、地下水的大量涌入或隧道内地下水的大量排放是其主要原因。因此，我们认为，今后在新建隧道等地下工程时．-要认真开展隧道水文地质环境变化规律及其对生态环境影响的评估这一重要工作。
(1)新建隧道环境影响评估应贯穿于隧道勘测设计、施工及运营各个阶段。
(2)新建隧道环境影响评估范围应规定为隧道轴两侧各1000～5000m为宜，特长岩溶隧道可根据需要适当扩大评估范围。
(3)从保护环境的大目标出发，新建隧道工程的防排水原则应以截、堵措施为主，以改变过去山岭隧道建设中，以排为主的做法。
(4)环境影响评估应包括地表环境影响程度、范围的评估和对隧道内环境影响的评估两方面的项目和内容。
参考文献
[1] 唐承石.《我国铁路隧道水害概况》.《隧道工程》，1984，4．
[2] 马国英.《运营铁路隧道病害探讨》.《中国土木工程学会隧道及地下工程学’会第八届年会论文集》，1991．10．
[3] 何发亮，陈成宗，牟瑞芳. 《岩溶地区铁路长隧道涌水涌泥沙及地表塌陷灾害规律的研究》.《第三届全国工程地质学术研讨会论文集》，1995.8.
[4] 陈梦熊. 《环境地质学的基本理论与发展前景》.《工程地质学报》VO.3（3），1995，9．
篇10
随着城市化的发展，城市交通状况及环境条件日趋恶化，交通的拥挤和效率低下成为各大城市的通病，人们逐渐认识到发展以地下铁道为骨干的大运量快速公共交通系统是解决问题的重要途径[1]。实践证明，地铁以其快速、高效、清洁的特点，在世界上大多数经济发达地区大城市的客运交通中发挥着不可替代的作用，比如东京、莫斯科、伦敦等[1]。近年来，我国的地铁建设也得到了迅猛的发展。以北京为例，目前地铁线路总长114km(包括地面轨道线路)，按照《北京奥运行动规划》，到2008年运营里程将达到202km，长远规划总里程超过600km。另外，上海、广州、深圳、南京、杭州、沈阳等大城市也正在或者即将建设地铁或轻轨。可以说，我国已经进入了地铁工程建设的黄金时代。
地铁工程是生命线工程的重要组成部分，其抗震问题已经成为城市工程抗震和防灾减灾研究的重要组成部分。美国、日本等国家都曾经对地铁等地下结构的抗震设计理论进行了研究，提出了一些实用的抗震设计方法[2-5]。但我国在这一领域的研究相对滞后[5-6]。迄今为止，我国还没有独立的地下结构抗震设计规范，GB50157—92《地下铁道设计规范》和GB50157—2003《地铁设计规范》对地铁的抗震设计都只给出了极为笼统的规定，其原因主要是研究工作开展不够，对地下结构抗震设计方法缺乏系统研究。长期以来，地铁结构的抗震设计基本是参照GBJ111—87《铁路工程抗震设计规范》中有关隧道部分的条文和GB50011—2001《建筑抗震设计规范》，采用地震系数法进行的。地震系数法用于地下结构抗震计算时具有明显的缺陷，比如按照地震系数法，作用在地下结构的水平惯性力随埋深的增加而增加，这与实际情况明显不符。出现这一局面的原因与人们对地下结构震害的认识不无关系。客观地讲，地下结构由于受到地层的约束，加之城市隧道大多采用抗震性能较好的整体现浇钢筋混凝土结构及能够适应地层变形的装配式圆形结构，震害明显低于地上结构[6]。高烈度地震区内的城市地铁大规模建设是在近20多年才出现的，大多数还没有经过大地震的检验，因此灾难性的震害记录不多，于是人们普遍认为地下结构在地震作用下所受破坏程度远比地上结构轻。但在1995年日本阪神大地震中，神户市地铁车站及区间隧道遭到严重破坏的事实给这种传统观念带来了巨大的冲击，引起了众多地震工作者的极大重视[7-9]。阪神地震清楚地表明，在地层可能发生较大变形和位移的部位，地铁等地下结构可能会出现严重的震害，因此对其抗震问题应给予高度重视。
目前研究地下结构抗震性能的主要途径有:原型观测、模型试验和数值模拟。由于问题的极其复杂性，目前还没有哪一种手段能够完全实现对地下结构动力反应进行全面而真实的解释和模拟。一般是通过原型观测和模型试验结果来部分的或定性的再现实际现象、解释物理机制、推断变化过程、总结特性规律和分析灾变后果，在此基础上建立合理的能够反映实际动力相互作用规律的数理分析模型，发展相应的数值分析方法;再通过模型试验和原型观测结果加以验证。然后对不同抗震设计方案进行计算分析，尽可能地再现和模拟其实际动力反应，研究其抗震性能，提出相应的抗震对策。这是研究和评价地下结构抗震性能的较为合理的有效途径。
阪神地震后，我国对地铁等地下结构的抗震问题进行了一系列的研究[10-23]，但仍然缺少实质性进展。为改变目前我国在这一研究领域中的落后局面，需要在理论分析、数值模拟和模型试验等方面开展更为深入的工作，系统地研究地铁车站及区间隧道等的地震反应，以图在抗震分析及设计方法与理论基础方面有实质性的突破。目前我国地铁抗震分析及设计中存在诸多问题尚待深入研究，其中目前迫切需要解决的关键问题主要体现在以下5个方面。
1土-结构动力相互作用分析模型
强地震作用下，地下结构与地基介质可能呈现明显的非线性、弹塑性状态，地下结构与地基之间的接触面还可能出现局部滑移、脱离等非连续变形现象，除此之外，地铁地下结构-地基动力相互作用分析模型还应该合理考虑地基半无限性的影响。因此，一个合理的地下结构分析模型既要考虑对半无限地基的模拟，还必须全面考虑4种非线性因素:结构材料非线性、结构-地基动态接触非线性、近场地基非线性与远场地基非线性。目前对包括钢筋混凝土等在内的结构材料非线性性质的研究相对成熟;结构-地基动态接触非线性的研究也已经取得较大进展[24-25];针对地基半无限性及远场地基特性的模拟问题已经发展了多种动力人工边界[26-29];关于土的非线性问题(尤其是动力非线性问题)的研究更是发展出几十种动力非线性本构模型[30]，目前虽然没有任何一个模型具有广泛的适用性，但针对具体的问题也不乏有合理而实用的选择。上述问题的研究已经取得了相当丰富的成果，但是如何根据这些研究成果构造合理的地铁地下结构地震反应分析模型还需要进行深入的研究和探讨。
对地铁车站及区间隧道等地下结构来说，周围地基特性对结构地震反应及破坏特征的影响显著。在地震反应过程中，周围地基尤其是上覆土层的重力效应对结构地震反应会产生不容忽视的影响。如何合理地反映地基的静力效应及地基半无限性的影响是一个比较重要的问题。这一问题的解决涉及到动力人工边界及静力人工边界的合理确定和设置。由于目前已有的动力人工边界一般不适用于地下结构-地基系统的静力分析，因而普遍的解决办法是针对静力问题和动力问题采用不同的人工边界。对于静力问题，采用固定人工边界或其他静力边界(边界元或无穷元)，而动力问题则采用动力人工边界，这导致形成了两个不同的分析模型。针对不同模型，首先分析静力问题，然后基于静力分析结果进行动力分析，最后将两种分析结果进行组合。这种做法不仅麻烦，也不能很好地反映地下结构周围地基的重力效应对非线性结构地震反应的影响。因而有必要发展一种对静力分析和动力分析均能适用的静-动力统一人工边界，并提出直接在静-动力统一人工边界上实现地震波场的输入方法。基于静-动力统一人工边界建立一个可考虑上覆土层的重力效应、实现强地震动有效输入、合理反映结构材料非线性、结构-地基动接触非线性、近场地基非线性与远场地基非线性等影响因素的理论分析模型是完善地下结构静力分析及地震反应分析的合理途径。
2土-结构动力相互作用分析的快速高效算法
求解土-结构动力相互作用问题的方法可以分为解析法、半解析法和数值法等[2，31]。由于地下结构的复杂性，解析法和半解析法的使用受到限制，而数值方法的使用最为广泛。在众多数值方法中，有限元法由于具有灵活方便、适应性强的优点，得到了广泛的应用。当采用有限元法结合人工边界对强地震作用下的土-结构开放系统进行整体分析时，由于系统非线性的影响，必需采用时域逐步积分算法完成计算，当所研究问题的尺度大、力学模型的自由度多时，其分析计算工作量巨大。地铁地下结构构造复杂，往往又处在一个复杂的地震动场中，虽然目前由于分析手段的限制或出于简单满足工程设计目的考虑，常常采用切片的二维计算模型进行抗震分析，但为更深入研究和了解地铁地下结构的地震反应规律、分析不同地震动场的综合影响，采用地铁地下结构三维整体模型进行研究还是必需的。
有限元离散模型中单元尺寸的大小与地震波及传播介质的性质有关。对于位于土中，特别是软土中的地下结构进行地震反应分析时，为对土中地震波的传播有足够的模拟精度，往往需要采用尺寸足够小的单元，导致离散模型单元数目很多。地铁地下车站的长度一般超过100m，甚至达200m，因而地铁车站-地基系统计算分析模型尺度很大，尤其是需要同时研究地铁车站与区间隧道连接处等震害易发生部位的地震反应及破坏规律时，计算模型的尺度将更大。在强地震作用下，地铁地下结构-地基系统的非线性动力行为不可避免。虽然通过引入人工边界可以选取相对较小的计算区域，但是三维非线性动力分析模型(模型尺寸取决于地下结构的尺寸)的采用仍然决定了巨大的计算工作量。因而进一步发展快速高效的计算方法以更有效地降低计算工作量，成为地铁地下结构-地基系统非线性动力相互作用分析模型的推广应用所需要解决的关键问题之一。
3地铁地下结构地震破坏模式和抗震性能的评估方法
动力时程分析方法作为一种可靠的分析手段适用于深入研究地铁等地下结构抗震理论，而对于评估地下结构承载力极限状态和进行常规的地铁地下工程抗震设计，还需要发展简便和实用的分析方法。借鉴目前建筑结构的抗震设计方法，发展新的评估地铁地下结构地震破坏模式及抗震性能的方法是很有意义的。我国GB50011—2001《建筑抗震设计规范》规定建筑抗震设计需要进行大震作用下结构的弹塑性变形验算，对于地铁地下结构尤其是地铁车站结构来说，大震作用下的弹塑性变形验算无疑也是必要的。目前常用的弹塑性分析方法包括静力增量分析法、动力时程分析法和静力弹塑性分析方法(Push-over方法)。静力增量分析法相对简单，但没有考虑到地震作用与结构自振特性之间的密切关系。动力时程分析法由于能够计算地震反应过程中各时刻结构的内力和变形状态，给出结构开裂和屈服的顺序，发现应力和塑性变形集中的部位，从而可以判明结构的屈服机制、薄弱环节及可能的破坏类型，结果也较为准确，但其计算工作量大，计算结果受地震波选取的影响，用于常规的抗震设计还有一定的困难。相对上述两种方法来说，Push-over分析方法是一种新的结构抗震分析方法，这种方法既比较简单，又可以比较准确地评估地震作用下结构的反应情况，因而得到了广泛的研究和应用[32-35]。由于地下结构与地上结构地震反应规律和特点并不完全相同，因此到目前为止，适用于建筑结构抗震分析的Push-over方法还无法应用于地铁车站等地下结构的抗震设计。另外，由于受到周围地基约束，地下结构的变形形式不同于地上结构。相对地上结构来说，地下结构在整体发生较小变形时局部的内力可能会很大，因此也不能简单地套用地上结构变形的极限值推算地下结构在中震或大震作用下的极限状态，必须进行深入的理论分析和试验研究，了解地铁车站等地下结构的内力-变形规律及破坏模式，并在此基础上提出地铁地下结构抗震性能定量化评价指标体系。因此需要发展一种能够适应于地铁地下结构的Push-over分析方法，考虑地下结构受周围地基约束的特点，提出地下结构基于位移的抗震分析及设计方法，以突破现有承载力设计方法的限制，从而使地铁车站等地下结构的抗震设计更为合理和简便。
4地铁地下结构的抗震构造措施[36]
目前我国对地铁车站及区间隧道等地下结构抗震设计中结构构件应采用的抗震构造措施还缺乏统一认识。一种观点认为单建的地下结构由于受到地层的约束，地震时构件不大可能出现交变内力，无须特别考虑抗震构造措施;当地下结构与地面建、构筑物合建时，才需按地面结构的抗震要求考虑构造措施。另一种观点认为基本可以照搬地面民用建筑结构的要求，例如，抗震设防烈度7度的城市，即按8度采取相应构造措施，并将抗震等级提高一级。比较看来，这两种观点都有一定的片面性，前者完全忽视了地震对单建地下结构可能造成的破坏;后者又完全把地下结构等同于地上结构。实际上应该区别不同的围岩条件和施工方法，根据地下结构在地震作用下的受力和破坏特点有针对性地采取抗震措施。抗震构造措施是提高罕遇地震时结构整体抗震能力、保证其实现预期设防目标、延迟结构破坏的重要手段，它可以充分发掘结构的潜力，在一定条件下，比单纯依靠提高设防标准来增强抗震能力更为经济合理。这方面工作的重点应放在改善薄弱部件的受力和提高结构构件的延性及耗能能力上。有关地铁工程抗震构造方面存在的其他问题还很多，如抗震缝的设置原则和方法，后砌的内部承重结构和非承重隔墙的抗震构造要求等。
5地铁区间隧道穿越地震断层的设计方案及工程措施
目前GB50011—2001《建筑抗震设计规范》规定，建筑物选址应避开地震活断层，以防止地震时断层运动而引起的破坏。对于地上单建的建筑结构，这一方法是可行的。地铁地下车站作为地铁系统中的关键枢纽，也可以通过合理的选址方案，避开地震活断层。但是地铁线路走向基本上取决于交通功能的要求，因此地铁区间隧道穿越地震断层有时是不可避免的。目前对埋地管线等小断面地下管道跨越断层时的抗震设计方法已经有所研究[17，37-39]，但是地铁隧道无论是在结构尺寸上还是在结构构造和材料性质上与小断面地下管线均有所不同，目前对诸如地铁区间隧道等大断面隧道跨越地震断层的抗震问题还缺乏研究，虽然很多地铁隧道在跨越地震活断层时不得不采取特殊的设计方案和工程措施，但还缺乏针对这些设计方案和工程措施的系统理论分析。
我国在十五期间将投资27亿元人民币建设“中国数字地震观测网络”[40]，地震活断层探测系统是其中重要的组成部分。这表明目前我国对大城市地震断层问题已经给予了足够重视，很多重要城市已经针对地下断层开始了勘探和研究工作，其中对地震活断层可能引发的地震及可能造成的破坏是重点考虑和研究的对象。随着对北京等重大城市地下地震断层勘探工作的开展和对地震断层活动性的掌握，针对地铁区间隧道等地下隧道跨越地震活断层时的抗震设计及工程措施将是抗震工作者和工程设计人员不得不面对和需要解决的实际问题。
6结语
地铁地下结构是重要的生命线工程，造价高，使用周期长，一旦发生破坏，修复困难，直接和间接经济损失巨大。目前我国地铁建设已经进入，其中很多地铁工程建设在高烈度地区，同时我国缺少完善的地铁地下结构抗震分析方法和有效的抗震构造措施，因而开展深入系统的理论分析、试验研究及数值模拟，发展合理而可靠的地下结构抗震设计理论和方法，完善地下结构抗震构造措施，确定优良的地下结构抗震体系，均具有重要的科学意义同时具有重要的工程应用价值。
参考文献
[1]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].西安:陕西科学技术出版社，1997
[2]HashashYMA，HookJJ，SchmidtB，etal.Seismicdesignandanalysisofundergroundstructures[J].TunnelingandUndergroundSpaceTechnology，2001，16(4):247-293
[3]St.JohnCM，ZahrahTF.Aseismicdesignofundergroundstruc-tures[J].TunnellingandUndergroundSpaceTechnology，1987，2(2):165-197
[4]于翔，陈启亮，等.地下结构抗震研究方法及现状[J].解放军理工大学学报，2000，1(5):63-69
[5]周健，苏燕，童鹏.软土地层地铁及地下构筑物抗震动力分析研究现状[J].地下空间，2003，23(2):173-178
[6]GB50157—2003地铁设计规范[S]
[7]SamataS，OhuchiH，MatsudaT.Studyofthedamageofsubwaystructuresduringthe1995
Hanshin-Awajiearthquake[J].CementandConcreteComposites，1997，19(3):223-239
[8]AnXuehui，ShawkyAA，MaekawaK.Collapsemec-hanismofasubwaystationduringthegreatHanshinearthquake[J].CementandConcreteComposites，1997，19(3):241-257
[9]曹炳政，罗奇峰，马硕，等.神户大开地铁车站的地震反应分析[J].地震工程与工程震动，2002，22(4):102-107
[10]付鹏程，王刚，张建民.地铁地下结构在轴向传播剪切波作用下反应的简化计算方法[J].地震工程与工程振动，2004，24(3):45-50
[11]周健，董鹏，等.软土地下结构的地震土压力分析研究[J].岩土力学，2004，25(4):554-559
[12]林志，朱合华，杨超，等.盾构区间隧道衬砌结构的抗震计算[J].同济大学学报，2004，32(5):607-611
[13]张玉娥，白宝鸿，张耀辉，等.地铁区间隧道震害特点、震害分析方法及减震措施的探讨[J].振动与冲击，2004，22(1):70-74
[14]董鹏，周健.土与结构相互作用下的地下建筑物动力可靠性分析[J].建筑结构学报，2004，25(2):124-129
[15]毕继红，张鸿，邓芃.基于耦合分析法的地铁隧道抗震研究[J].岩土力学，2003，24(5):800-803
[16]杨林德，杨超，季倩倩，等.地铁车站的振动台试验与地震响应的计算方法[J].同济大学学报，2003，31(10):1136-1140
[17]孙绍平，韩阳.生命线地震工程研究述评[J].土木工程学报，2003，36(5):97-104
[18]周健，胡晓燕.考虑行进波的地下建筑物动力反应分析[J].岩石力学与工程学报，20，2(1:7-7[J].岩石力学与工程学报，20，2(1:7-7
[19]高峰，关宝树.深圳地铁地震反应分析[J].西南交通大学学报，20，3(4:3539
[20]宫全美，周顺华，方炽华.南京地铁地基地震液化规范判别的差异分析[J].岩土力学，20，2(1:1114
[21]马险峰.地下结构的震害研究[D].上海:同济大学，20
[22]刘晶波，李彬，谷音，等.地铁盾构隧道地震反应特性研究[J].现代隧道技术增刊，20:2127
[23]刘晶波，李彬，谷音.地铁盾构隧道地震反应分析[J].清华大学学报，20，4(6:7770
[24]LiuShLiuJinb，etal.Amethdforanlyzinthee-dmenionldnmicconactpobemsinvisco-elasticmedawithknticanstaticfriction[J].CompersanStrutues，20，8(2-2):28-29
[25]刘书，刘晶波，方鄂华.动接触问题及其数值模拟的研究进展[J].工程力学，19，1(6，1-2
[26]廖振鹏.工程波动理论导论(第二版)[M].北京:科学出版社，20
[27]刘晶波，王振宇，杜修力.波动问题中的三维时域粘弹性人工边界[J].工程力学，20，2(6):4-5
[28]王振宇，刘晶波.成层地基非线性波动问题人工边界与波动输入研究[J].岩石力学与工程学报，202(7):16-17
[29]刘晶波，吕彦东.结构-地基动力相互作用问题分析的一种直接方法[J].土木工程学报，19，3(3:5-6
[30]刘汉龙.土动力学与岩土地震工程[C]//中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集.北京:清华大学出版社，20，5-6
[31]张建民，张嘎.土体与结构物动力相互作用研究进展[J].岩石力学与工程学报，20(增刊):8485
[32]杨志勇，何若全.高层钢结构弹塑性抗震分析静动力综合法[J].建筑结构学报，20，2(3:2-3
[33]尹华伟，汪梦甫，周锡元.结构静力弹塑性分析方法的研究和改进[J].工程力学，20，2(4:4-4
[34]ElnshiAS.Adanedinlasticstatic(phver)anl-ysisforearthkapication[J].StrutualEninerinanMechncs，20，1(1:5-6
[35]ChuCh-Ch，etal.Apocedeforevalutinseismicenrgydmanofframedstrutues[J].EarthkEnineerin&StrutualDynmics，20，3(2:2924
[36]施仲衡，王元湘.关于地铁工程抗震设计的若干问题[R].北京:北京城建设计研究院，20
[37]刘爱文，张素灵，胡聿贤，等.地震断层作用下埋地管线的反应分析[J].地震工程与工程震动，20，2(2:2-2
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近年来，随着铁路工程建设的不断发展，建设标准越来越高，工程施工难度也越来越大，特别是隧道工程，长大隧道越来越多，地质条件越来越复杂，标准作业越抓越严，工期要求越来越短。所以在施工过程中，合理组织施工，制定合理方案尤为重要。本文就南吕梁山隧道施工过程中过膏溶角砾岩段施工所采用的方法，做一般总结。
1、膏溶角砾岩段分布
南吕梁山隧道1#斜井穿越第四系黄土、奥陶系峰峰组下段膏溶角砾岩地层，岩体破碎，如泥包石状、碎石土状，成岩程度低，属极软岩、软岩；埋深浅，强风化，两侧深沟发育，地表水容易汇入，围岩为Ⅴ级。
南吕梁山隧道2#斜井膏溶角砾岩段长度为1150m,具体分布如下：
300～650m段：隧道穿越奥陶系中统峰峰组下段膏溶角砾岩，岩体破碎，如泥包石状、碎石土状，成岩程度低，属极软岩、软岩；地表沟壑发育，地表水容易汇入隧道,围岩为Ⅴ级。
650～800m段：隧道穿越奥陶系中统峰峰组下段含石膏角砾状泥灰岩、膏溶角砾岩，属软岩、极软岩，岩体破碎。围岩为Ⅳ级。
800～950m段隧道穿越奥陶系中统峰峰组下段膏溶角砾岩，属极软岩，岩体破碎，呈碎块状。围岩为Ⅴ级。
950～1450m段：隧道穿越奥陶系中统峰峰组下段含石膏角砾状泥灰岩、膏溶角砾岩，属软岩、极软岩，岩体破碎。围岩为Ⅳ级。
2、膏溶角砾岩特性
膏溶角砾岩工程力学性质很特殊，单轴饱和抗压强度极低，隧道挖开后稳定时间很短，容易发生坍塌和大变形，如果遇水则强度很快降低,极易崩解软化，同时具有弱至中等程度的膨胀性。
3、施工方法：
3.1无水段膏溶角砾岩施工
3.1.1总体方案
根据膏溶角砾岩低强度、崩解性及遇水膨胀、强度软化的特点，借鉴国内外既有施工经验，根据本工程的实际情况，选择台阶法施工，既可实现快速施工，又能保证施工的安全性和地层适应性。
根据隧道施工经验，选择采用台阶长度在5～7m时工序干扰少，作业效率高，能更早的使支护结构形成闭合，有效控制隧道较大位移。
3.1.2台阶法主要施工工艺
膏溶角砾岩地层采用台阶法施工，台阶长度在5～7m，循环进尺0.75～2.0m。利用小台架风钻钻孔、施作锚杆，人工施做钢筋网、钢架，湿喷机喷混凝土。开挖前施做超前小导管，确保施工安全。主要施工工序为(见下图)：超前小导管注浆开挖上台阶上部立拱喷锚下台阶开挖边墙喷锚仰拱开挖仰拱初支仰拱灌注拱墙衬砌。
3.1.3膏溶角砾岩段的快速开挖步序
南吕梁山隧道施工工序如下表。核心步骤为上下台阶实施平行作业，上断面立拱和钻掏槽眼、辅助眼与下断面出碴同步进行，上断面喷浆与下半断面接腿同步进行，下断面喷浆与上断面施作周边眼同步进行 ，利用三台喷浆机同时湿喷，上下断面喷浆完即装药爆破的施工工序，从而极大地压缩了循环作业时间。
图1台阶法平行作业快速施工工序流程图
上、下台阶间距：台阶长度越短，隧道拱顶沉降量越小，因此，在施工过程中，尽量缩短台阶长度。同时考虑到上台阶施工拱部时应有4～5m的施工操作平台，因此，上、下台阶工序的间距控制在5～7m范围内。
仰拱与下台阶间距：仰拱应及早施做，根据快速施工的需要，仰拱与下台阶的间距控制在30～50m，一方面保证下台阶有较宽裕的施工操作场地布置喷浆设备、装载机和出碴车辆等；另一方面，能够及时施工仰拱，以控制变形发展，
图2 快速施工工序间距控制示意图
3.1.4仰拱栈桥施工技术
采用了简易仰拱栈桥快速施工技术，仰拱栈桥长9m，为实现与开挖月进尺120m的进度匹配，共计采用4幅仰拱栈桥，满足了仰拱施工进度及仰拱混凝土龄期要求，从根本上消除隧底质量隐患，仰拱紧跟开挖掌子面，仰拱距开挖面30～50m，实现了隧道底部的快速封闭。
具体步骤为：仰拱超前衬砌施工，仰拱施工采用一次全幅灌注方式，一次灌注长度5～6m，分两次开挖，每次仰拱的循环开挖进尺控制在2～3m。
图3 仰拱栈桥施工纵面图
3.2富水膏溶角砾岩地段的施工对策
3.2.1有水膏溶角砾岩工程危害及施工对策
根据前面所述，膏溶角砾岩具有遇水崩解膨胀、强度软化等两大特征，但从膏溶角砾岩的试验结果看，大多数的膏溶角砾岩仅表现为弱膨胀，只有极个别试件表现为强膨胀，因而，富水地段的膏溶角砾岩最主要的工程危害仍是岩体在遇水后强度软化问题，通过研究，对富水地段不同类型的膏溶角砾岩地层可采取以下针对性的施工措施：
(1)有水地段的膏溶角砾岩，强度衰减很快，只要开挖暴露就会坍塌，因此采取超前地质预报和超前加强支护，并加强现场监控量测工作。
(2)快速闭合、减少有害松动和围岩恶化，尽快使支护结构封闭成环，减少隧道周围松动范围和水的影响。
(3)做好地下水的排水系统和地下水的封堵措施，防止地下水与泥的流失，施工时采取注浆是较好的处理措施。禁止地下水或施工用水浸泡仰拱基底，对于基底可以用钢筋混凝土硬化，这样可以起到硬化基底和降低格栅变形的作用。
(4)对有水地层软化情况的分析显示，支护结构将承受较大围岩压力，经历大变形，为从根本上控制地层变位，应对隧道周围围岩进行注浆加固，对隧道仰拱也应进行适当加固改良。
(5)支护参数应加强，尤其是仰拱，在富水条件下，考虑到岩体后期的膨胀变形和膨胀力的影响，二衬应按主要承载结构设计的基础上适当加强。
（6）仰拱的处理：有水地段的膏溶角砾岩，遇水成泥，没有承载力，因而对于仰拱地基适当改良加强是必须的，除采用混凝土桩增加地基承载控制基础沉降外，还采用一定的注浆加固、封水措施，加强薄弱部位，改善地基承载力。
3.2.2具体施工方法
通过对各种超前支护工法的研究，结合本工程的工程地质特点，主要选择造价相对较低的小导管法。
针对富水膏溶角砾岩地段制定的具体隧道施工预案和工序见图4，在采取超前支护加固辅助措施(超前小导管注浆、帷幕注浆)同时，采用环行开挖留核心土的施工方法，核心土长度不大于2m，台阶长度5～7m，循环进尺不超过1m，本着“管超前、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、快封闭”的原则组织施工。
3.2.3全断面帷幕注浆施工
在富水膏溶角砾岩地段的施工前对隧道运用多种手段对地下水进行预测预报，根据水量大小综合选用超前小导管注浆、帷幕注浆及径向注浆对地层进行加固。现场注浆施工中，注浆参数根据现场情况进行动态调整优化。
图4注浆孔纵剖面图
4、工程保证措施
4．1加强膏溶角砾岩地段施工监控
按照设计将洞内围岩及支护状态观察、净空变化(拱顶下沉，底板隆起、净空收敛和围岩位移)围岩压力(围岩与支护结构的接触应力)、支护结构的应力状态(钢架内力和锚杆轴力)的监控量测为必测项目；围岩弹性波速度测试、初期支护喷射混凝土应变和二次衬砌混凝土应变监控量测等为选测项目。洞内观测点布设如图9。
图5量测断面布置图
4.2超前地质预报
隧道开挖过程中，必须进行超前地质预报，通过地质超前钻孔、地质雷达、红外线声波探测等办法，了解开挖前方要通过地层的地质、水文、该段的岩性特性和工程力学情况。以此来制定出科学的施工方案，避免施工的盲目性。
4.3预防隧道整体下沉和确保掌子面稳定性
在拱脚部位及边墙脚部位，存在着较大的应力集中，相对剪切应力较大，导致这些部位趋于屈服，从而使得承载能力下降，容易导致支护结构随着时间的推移，产生整体下沉，因此，为防止支护结构的整体下沉，尽快施作仰拱。
在台阶法施工中，台阶长度需要综合考虑，一方面，快速封闭支护需要台阶长度尽可能短，另一方面，掌子面稳定需要台阶长度尽可能长，同时，台阶长度的安排需要考虑施工组织的要求。
尽量采用机械和人工风镐开挖，如需爆破时，采用弱爆破。在爆破时，采用浅眼、密眼、间隔装药、光面爆破，并严格控制用药量
5、结束语
（1）膏溶角砾岩隧道施工最主要的是加强施工过程控制，切忌不可盲目追求进度；
（2）要充分认识到信息化管理在较差地质条件隧道施工中的重要性，根据测得的数据及时反馈到施工中去；
（3）建立重点工序及隐蔽工程检查制度，避免存在较大隐患；
（4）由于膏溶角砾岩隧道施工目前还未有真正意义上的专门施工方法，还需要进一步探索、完善；因此，在施工过程中，要积极与有经验的专家、科研所、设计院、大专院校等联系、沟通，提高施工水平及施工质量。
参考文献：
孙明磊 李文江 刘志春 监控量测技术在强风化膏溶角砾岩隧道施工中的应用.石家庄铁道学院土木工程分院,石家庄,050043 铁道建筑 2010年8月
胡文寿 于俊清特殊性岩土膏溶角砾岩的工程特性研究西安建材地质工程勘察院《西安工程学院学报》2003年 第1期
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自21世纪以来，我国地下工程建设项目数量不断增多，建设规模不断扩大。此外，地下工程建设不仅包括民间个人行为，也包括政府行为，例如南水北调工程、青藏铁路工程等，这些工程中隧道工程占据的比例相当大。与此同时，城市高层或超高层建筑的发展，其地下部分多配备有停车场或商场等。以上所谓的个人行为或政府行为均涉及到地下工程问题，且其施工质量及施工安全均牵绊着每一个社会人的心。本文就地下工程施工技术的现状及发展予以讨论。
一、地下工程施工技术的发展现状分析
经过多年的研究与努力，我国地下工程施工技术或方法的发展令人欣慰。目前，地下工程主要施工技术包括盾构法（泥水平衡盾构/气压平衡盾构/土压平衡盾构）、新奥法、TBM法、浅埋暗挖法、非开挖施工、顶管法、沉管/沉井/沉箱法、ECL法、明挖法/盖挖法等。本章节就沉井法施工技术、顶管法施工技术、盾构法施工技术及新奥法设计新技术展开讨论，以探明我国地下工程施工技术的发展现状。
（一）沉井法施工技术
沉井法施工技术在我国地下工程建设中的应用时间较长，但就现代地下工程建设中，沉井法施工技术的应用范围依然较广。沉井法施工技术的优点包括：技术简单、占地面积小、挖土量少、造价低等。此外，沉井结构可用作地下构筑物的围护结构，这样一来，沉井结构的内部空间亦可被利用。钻吸法沉井新工艺是传统沉井法施工技术的创新，其由上海隧道工程公司首创。中心岛式槽挖法也是基于传统沉井法发展而来，其亦是由上海隧道工程公司首创。实践证明，钻吸法沉井新工艺及中心岛式槽挖法在地下工程的应用具有可行性。
（二）顶管法施工技术
水下长距离顶管施工方法是在地下水位以下直接长距离顶进管道，该施工技术的优点包括：无需在水下开挖土方或挖槽、无需任何降低水位的辅助措施、造价低、施工速度快、降低特殊环境中的施工难度系数等。现阶段，水下长距离顶管施工技术在国外多个国家亦得到了广泛的应用。随着地下工程施工规模的扩大及施工要求的提高，我国钢质管道长距离顶进施工方法取得了新的突破，并在实际的工程施工中取得了成功。
（三）盾构法施工技术
盾构法施工技术多用于隧道掘进施工中，尽管其起步较晚，但其发展速度较快，则其发展前景一片光明。就盾构法施工技术掘进隧道而言，占据世界前两位位的国家包括：日本、德国，该两国的盾构法施工技术的发展水平相当高。盾构掘进隧道对施工环境的适应能力加强，特别是施工难度系数较大的纵长地下结构，亦可正常施工，且其覆盖层浅，尽管在含地下水的底层或稳定性较差的底层施工，其均不会引发大面积沉陷或地表断裂。根据盾构法施工技术的施工特点，其亦可用于高压强地层或松散土质的底层（例如：流动地层或软塑性地层等）。此外，盾构法施工技术在暂时稳定的地层亦可正常施工作业，但此时的盾构仅发挥顶部保护作用。总而言之，盾构法施工技术的应用前景一片光明。就盾构法施工技术的优点及缺点进行归纳总结，如下表所示：
（四）新奥法设计新技术-典型类比分析法
新奥法设计新技术-典型类比分析法源自于对工程实践的总结，其首创者为中国学者李世辉。实践证明，新奥法设计新技术-典型类比分析法适应中国国情，且其应用效果较佳。典型类比分析法属于一项初步的综合集成技术，其是用于预测与控制一种具有开放性的复杂巨系统在特定时刻的行为。此类开放的复杂巨系统的特点包括：信息不完全、不一致且不确定，数据匮乏、机理不清，不支持从整体角度使用理论分析方法进行描述、预测或控制；系统整体行为，允许通过量测个别宏观参数来实现有效控制等。
典型类比分析法组成成分包括典型分类与类比、个体测试数据、理论分析等子系统，且三者间存在相互渗透的关系。典型类比分析法在获取、表达或处理信息时主要借助计算机技术的特点知识，其亦是一种人机结合的智能化系统。
二、地下工程信息化设计施工技术
地下工程的稳定性与岩土体材料的物理力学特性、地下水作用、围岩构造等因素有关。现有设计方法多以事先确定的影响因素为基础创建数学及物理模型，并以各数值方法及解析方法等为手段对工程的稳定性予以判断，从而得到最优开挖方案。实践证明，该设计方法受到岩土体、地应力的分布及岩土应力与渗流间的耦合关系制约。通过对现有地下工程施工技术设计方法存在的局限性的分析，地下工程信息化设计应用而生。
研究结果表明，若把地下工程信息化施工技术结合原有计算方法及计算模型使用，有助于把各自的优点充分发挥出来。地下工程信息化设计融合了力学计算、监测技术及经验评估等，其是一种以施工监测、监测信息为显著特征的地下工程设计方法。该设计方法可对围岩开挖过程的稳定性及支护过程的施工状态予以全程监控，并将获取到的信息准确记录下来。这样一来，工作人员仅需对相关信息予以分析研究，便可准确掌握支护的作用及围岩的稳定性，并获取支护参数及围岩参数，从而为设计决策技术施工决策提供参考依据。此外，在地下工程信息化施工阶段，量测信息可对围岩的物理力学参数予以反演计算，从而对地质信息的正确性予以检验，再通过反演分析法获取围岩力学参数，并利用有限元等数值方法计算分析围岩的稳定性，以此对工程后续施工发挥指导性作用。地下工程信息化设计技术包括信息采集-施工监测、信息处理-反演分析、信息反馈-稳定分析等三个环节。
三、结束语
综上所述，我国地下工程施工技术或方法多样，且经过多年的研究及努力，我国在部分施工技术方面已经取得了较大的突破，特别是盾构法等应用前景较广的施工技术，对其的研究及创新应该进一步加强。此外，就地下工程施工技术设计方法而言，地下工程信息化施工技术在确保地下工程施工安全及施工质量方面具有重要的作用，值得我国地下工程施工企业深入研究及广泛应用。在研究及发展地下工程施工技术时，应该始终坚持“安全可靠、技术可行、环境良好、经济合理”的原则及理念，对各种可能技术手段予以灵活搭配、综合运用，以适应我国地下工程综合化、大型化、复杂化、深层化的发展趋势。
参考文献：
[1] 钱七虎,戎晓力.中国地下工程安全风险管理的现状、问题及相关建议[J].岩石力学与工程学报,2008,27(4):649-655.
[2] 陈锋.我国城市地下工程施工技术的研究现状及发展趋势[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(10).
篇13
办学自主权，大学自治，学术自由，都涉及自由的问题，但“自由教育”中自由与自由的一般含义有很大不同，自由教育与教育自由的含义很不相同。这首先涉及到对自由学术概念的理解。
一、什么是自由学术?
自由学术是学术，是学术中的一部分。学术自由是自由中的一类，包括了研究自由、选题自由、思想自由、教学自由、出版自由，是学界领域里特别看重的自由，区别于政治和社会领域里的罢工自由、游行自由、政治性结社自由，等等。自由学术指的不是这些内容。
自由学术指的是学术。自由学术是指怎样的学术呢?沿用亚里士多德的说法，自由学术乃是“有关某些原理与原因的知识”[1](P3)，是“研究原因的学术”[1](P4)，而“我们认取哲学为唯一的自由学术”[1](P5)。因此，我们将自由学术界定为关于研究事物发生、发展、变化的因和故的学术，或有关事物原理和原因的学术。又可称为自由知识、自由学问。
为何用自由一词来形容这种学术呢?因为掌握了这种学术的人就有可能获得更多的自由。
与自由学术相对的是什么学术呢?那当然是指“不问原因的学术”[1](P4)，是“以官能的感觉为智慧”的知识[1](P3)，是“只凭经验的”[1](P3)，是“为其应用而探索的知识”[1](P4)。因而，自由学术是“与经验相比较”[1](P3)的学术，与以感觉为基础的知识相对的，与实用知识相对的学术。因此，亚里士多德进一步说道:“所有其他学术，较之哲学确为更切实用，但任何学术均不比哲学为更佳。”[1](P6)
人类的天性决定了人类的活动(他们的工作、事业，等等)，在正常情况下，在向前发展、向深层发展时，终归表现出两种趋势:走向艺术，走向哲学。
假若“认取哲学为唯一的自由学术”，那么，哲学为自由学术，自由学术也不就只有哲学了吗?在亚里士多德时代，哲学包含的范围很广，如今日之数学、物理学在当时就属于哲学，那时的物理学被称为“第二哲学”[2]，那时的“数学充当哲学”[1](P29)。直至牛顿时代，物理学仍被称为自然哲学的分支。但物理学的主体已是关于原理和原因的学问了，从这一实质内容看，它便也属于自由学术。所以，用今天的眼光看，自由学术已不只是哲学了。
随着时间的推移，当初属于哲学的数学、物理学、灵魂学等纷纷从哲学中划分出去了。另一方面，又有许多种类的哲学兴起了，不仅是许许多多哲学流派出现了，更重要的是，几乎在每一个具体学科领域里又生长出了哲学，如语言哲学、文化哲学、艺术哲学、科技哲学、数学哲学、政治哲学、教育哲学，等等。因此，仅就哲学而言，自由学术的范围也相当广泛。但它仍不是自由学术之全部。
就具体现象、事实、操作进行的讨论及相应的知识，大体上属于形而下的内容;而基于形而下所探求得到的原理和有关原因(论及因果)的基础，是观念性的、思想性的内容，我们权且称之为形而中的内容;在思想和观念的基础上进行的研究所获得就是关于思想的思想、观念的观念，这是一种“思维着的考察”[3](P38)，是“以思想的本身为内容”[3](P39)，即一种形而上的内容，这就是哲学了。自由学术既包含了形而上的内容，也包含了形而中的内容，当然形而上占有更重要的地位。由此看来，自由学术的覆盖面是十分宽广的。
哲学的地位不仅不排斥作为一般原理、原故、原因的学问，而且视其与自身发展密切相关且产生巨大作用的学问。大学以对高深学问的情有独钟为特征，就必须有如黑格尔所言“对于高深知识的认真爱好”[3](P3)。这种爱好使得大学从一开始就与哲学有特别密切的关系。所以，大学对哲学的看重既是一种特殊，又是一种必然。因而在这一点上，也特别映衬出大学对自由学术的特别兴趣。
二、什么是自由教育?
所谓自由教育(有时被称为博雅教育)，即特别看重自由学术(或自由知识)的教育。进一步说，自由教育就是主要以传承和探究自由学术为己任的教育。有时亦以文雅教育、博雅教育相称，但以自由教育一词来表达更为直白，更为确切。
我们对自由教育的界定是以明确其教育内容为基础的。也有人从教育目的上去界定，例如说“自由教育是以人的理性发展为目标，强调心智的训练”[4](P445);自由教育“是心灵的训练与培养”[4](P137)。
还有将自由教育界定为:“是一种关于思想和审美情感的教育，它是通过传授一些思想名篇、富有想象力的文学艺术作品知识进行的。”[5](P168)这是同时从目的和内容上来加以界定的。
至于“自由教育是一种理性教育”[6](P168)，“自由教育以知识本身为目的”[6](P168)，这些说法也算是基于对自由教育的某种理解所作的描述，但并非正式的界定。
自由学术被认为是使人享有更多自由和更好地享有自由的学术，特别看重传承和探究这种学术的教育当然也就在充分实现这种学术所可能达到的目的。所以自由教育也被理解为自由人的教育。未来社会是自由人的联合体，这种教育也就跟人类的社会理想联系在一起。
自由学术一般较为高深，但也有相对高深和相对浅显之分，与大学相关的自由教育所格外关注的是相对高深的自由学术。关于与自由教育相对的概念在随后的讨论中再提及。
这里需要提及的是，从教育内容上和从教育目的上去定义自由教育是彼此相通的。
自由教育与自由从三个方面关联着:一是自由教育实乃特别看重自由知识之教育;二是这种自由知识对人成为自由人最为有利;三是对这种自由知识之探索尤其需要为知识而知识的自由精神。
三、自由教育走过了怎样的历程?
这里，限于篇幅不可能全面地叙述这一历程，故仅在此以一些代表人物的自由教育思想来说明。就世界范围而言，自由教育始终伴随着大学，无论经历了怎样的曲折，大学仍然与自由教育难舍难分。自由教育作为大学的一颗童心，在一些世界著名大学依然保留完好。
从培根(F.Bacon， 1561~1626)说起，并以他的著作《新工具论》为证。他本人就是一位百科全书式的人物，并认为“知识和人类的力量是同义语”[7](P242)，而人的“心灵喜欢一开始就到达普遍性”[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“困扰人类心灵的假象”[7](P244)(共四种)之后说:“根据真正的归纳形成的概念和公理，是我们能避免和消除假象的唯一适当的补救方法。”[7](P244)培根虽然没有直接提到自由教育，但从内容到目的都体现了这一教育思想，他所说的“普遍性”正是自由学术的基本特点。
再说到康德(I.Kant，1724~1804)。他说:“人的目的是‘做人’”，“人必须尽早地使自己受理性的指挥”[8](P498)，而“人只有依靠教育才能成为人”，“通过教育人性可以不断地改进”[8](P499)，“实际的教育”就在于教人“如何过自由人的生活”[8](P501)，“所谓教化，主要是指心理功能的运用”[8](P502)，而“高级心理功能的训练，当包括理解力、判断力和理性的培养”[8](P503)。教育的目的就在于人性的改进、理性的培养、使人成为人、使人成为自由人，这是典型的从目的的角度对自由教育所作的阐释。康德的这些思想在他的著作《论教育》中出现，而这一著作正是根据他在哥尼斯堡大学讲授教育学的讲稿并由他的学生整理而成的。
新时代是以返回到希腊人而开始的，中世纪大学也秉承了亚里士多德的自由教育思想，已经走出了中世纪的培根、康德等人在教育领域里仍高扬的理性主义的旗帜。
按照时间的顺序，培根主要活动在16世纪至17世纪，康德主要活动在18世纪，现在再看看从18世纪跨入19世纪的洪堡(W.Humboldt， 1767~1836)。洪堡是创造于19世纪初的柏林大学的主要创建人，他认为:“纯科学就是哲学。思辨的哲学是科学发展的极致，是科学诸学科的升华和纯粹形式。纯科学不追求任何自身之外的目标，只进行纯知识、纯学理的探究。大学所从事的便是这种纯科学”，“通识性的修养是个性全面发展的结果，是人作为人应具有的素质，它与专门的能力和技艺无关”[9]。显然，洪堡从内容到目的都鲜明地表现了他的自由教育观。
专业教育迅速发展起来，使自由教育面临挑战。生活在19世纪的英国教育家纽曼(J.H.Newman， 1801-1890)起而迎接挑战，他作了系列的演讲并汇集成册，这就是流传甚广的著作《大学的理想》。纽曼直言道:“只要我们是人，我们就会在很大程度上不由自主地信奉亚里士多德哲学。”[10](P30)这就说到了自由教育的源头。
从内容上说，纽曼认为“知识本身即为目的，这种知识应被称做自由知识”，“接受教育是为了获得这种知识，应把它纳入大学范畴”，这种知识即他所“特别指称的哲学或更广意义上的科学”，当知识“精确地、超常地被看做是哲学时，知识在更大程度上具备了这些含义”，而“当知识带有哲学的特性时，它就是格外自由或尤其自足的”[10](P31)。哲学的特性是些什么呢?是“智慧作用于知识”[10](P32)，是“把天地万物通盘予以考虑”[10](P33)，是“达到普遍的观念”[10](P32)，相对而言，“知识按其程度变得越来越特殊时，知识就越不能成其为知识”[10](P33)。
从目的上说，自由教育在于让学生养成“哲学习惯”[10](P32)，在于“理智的培育”[10](P6)，在于“使心智成形”[10](P7)，自由教育“仅仅依据人类的理性和智慧来考虑这个问题”[10](P17)。“理智训练以及大学教育的真正而且充分的目的不是学问或知识，而是建立在知识基础之上的思想或理智，抑或可称之为哲学体系”[10](P59)，“理智的训练即是自身的目的。因为自身有了目的，也就等于自身有了用处”[10](P80-82)。纽曼将自由与奴性相对，而“奴工”一词表示的是“体力劳动、机械劳作以及诸如此类的工作，很少需要或根本不需要心智活动参与”[10](P27)，纽曼没有直接提到自由人，但其自由教育之目的与自由人之培养显然相连。
纽曼是近代以来捍卫自由教育理想的最有影响的代表人物之一，尤其是《大学的理想》所体现的精神有着长久的影响。
最后，我们提到20世纪的赫钦斯(R.M.Hulchins，1899-1977)，他曾担任芝加哥大学校长长达22年。他在自由教育面临新的挑战时阐发了他的观念，他对自由教育的论述特别集中于《美国高等教育》(1936)和《民族社会中教育的冲突》(1953)这两部著作之中。他说:“作为最高形式的科学，形而上学决定了希腊人的思想”[11](P57)，同时，他认为“形而上学，即有关最高原则的科学”[11](P61)，“物理学想超越的仅仅是一种理论或假设，它就需要借助特定的一些形而上学原理”[11](P60)，“形而上学探究的是事物的最高原则和起因”[11](P57)，进而，他“坚信大学所要解决的是思辨的问题”[11](P63)。20世纪的赫钦斯关于自由学术和自由教育的理解依然与两千多年前的希腊哲学一脉相承。从内容上，他说得更具体，他指出“西方名著”“再加上数学”[11](P50)具有特别的意义，他本人就倡导了一个名著运动[11](P69)，更一般地说，“现代大学好似一本百科全书”[11](P55)，而这部“百科全书包含许多真理，别无其他”[11](P55)。这就是以自由学术为基础的自由教育。从目的上，赫钦斯认为“大学唯一的生存理由，即在不受功利或‘结果’的压力牵制的情况下，为追求真理提供一个天堂”[11](P25)，而“教育的目的之一是挖掘出我们人性的共同点”[11](P39)，“教育的目的是将人与人、现在和过去联系起来，增进人类的思维”[11](P42)。他的永恒知识、永恒主义教育观作为自由教育的一种体现也呈现出时代的特点。 转贴于
赫钦斯曾任校长的芝加哥大学拥有81位诺贝尔奖获得者，它早已成为世界一流大学(芝加哥大学与北京大学几乎是同时建校的，前者仅早了7年，这一比较实在可令我们深思)。芝加哥大学的历任校长都如赫钦斯一样坚持了自由教育的理念，这无疑是它成功的关键。我们再无需列举哈佛、耶鲁的案例了。
至此，我们以自16世纪以来，17、18、19和20世纪的几位代表人物的有关论述，大体说明了自由教育在大学教育发展中的历程，特别是它在近两三个世纪经历的许多变迁中，仍保持着强大的生命力，且其自身也在一些挑战中得以发展。
历史表明，自由教育是大学的一颗童心。无论时代如何变迁，它始终力图保持自己的这颗童心。
四、自由教育与中国大学
中国最早建立的两所大学为天津大学(1895)和上海交通大学(1896)，其前身分别为北洋西学学堂和南洋公学。北洋学堂分设头等学堂和二等学堂，头等为本科，二等为预科，头等学堂最初所设之专业分别为“土木工程、机械工程、采矿冶金、法科4科”[12](P1544)。南洋公学则“设商务专科、铁路工程班”，后“增设电机、航海专科，以造就实业人才，学校始具工科性质”[12](P1332)。也就是说，中国大学是从实业发展需要始建的，具有明显的实用性质。这对于中国教育的发展仍是有划时代意义的事件，以培养高级专门人才为目标的大学终于在中国诞生了。
然而，与西欧当初建立的大学中所设哲学院、神学院、法学院、医学院相比，差别较大，这种差别反映在大学教育性质上。欧洲大学一开始就与古典的自由教育思想相联系，而中国大学一开始就是与实用教育相联系的。
即使以北京大学的前身京师大学堂为例，从其于1910年所分之七科(经、文、法政、格致、农、工、商[12](P818))来看，虽与北洋学堂、南洋公学有所不同，但其宗旨仍为“讲求时务”。
中国的大学可以说是在服务实业、讲求时务中诞生的。
和梅贻琦在分别执掌北大、清华的时期，可能是彰显自由教育思想的一个有代表意义的时期。以先生为例，他在德国莱比锡大学研习的是美学、哲学、文学、心理学，更直接地受到欧洲大学教育思想的影响。从他主张自由和谐发展，主张发展个性，崇尚自然以及教育独立的办学思想中亦可看出其教育观。但是，他接手时的北大问题多多，这使得他必须要花很大精力于整顿校风、调整办学方针，从大的格局上把北大引向现代大学之路，事实上还来不及充分展开以自由学术为主线的自由教育思想于教育的实践，而首先是大力推进“兼容并蓄、学术自由”以及“教授治校”、“学生自治”等。这些事实使得人们比较容易注意到他对学术自由的重视而忽略了他对自由学术的价值的看重，注意到了他对教育自由的捍卫而忽略了他对自由教育的崇尚。
自觉的自由教育理念在大学推行，是产生大师级人物的必要条件之一。这一点已被中外历史所证明。
在进入上世纪50年代之后，中国大规模发展的是工科、农科，大力凸显工科的地位，有一定自由教育传统的清华也变成了纯工科大学，而新建的院校除个别外大都是工科(或农林医)院校，不仅单个的专业强调对口，而且整个学校被要求对口，整个学校成了专业院校，诸如纺织学院、公路学院、铁路学院、煤炭学院、石油学院、化工学院、粮食学院、地质学院、矿冶学院、水产学院、畜牧学院……为了国家的经济建设，当然需要发展相关的各种专业，但办学校与办专业不是一回事，一方面大学的目的不仅仅在于经济，另一方面专业或相应学科之间有其内部关系，均应在考虑之列。然而，大量的政府职能部门直接办学的格局使这种考虑更容易被忽略。
上述局面从上世纪50年代起，在其后的30年甚至40年，直到上世纪90年代，一些著名的理工科大学有的甚至还找不到一位能讲授中国通史的教授，找不到一位能讲授哲学原理的教授，找不到能讲授中国哲学史、外国哲学史的教授……虽然中国高等教育界的有识之士已经意识到这一局面的严重性，但改变这种局面亦非一日之功。
综上所述，中国大学缺乏自由教育的传统，具有鲜明自由教育思想的教育思想家少之又少。尤其是近半个多世纪以来，为何中国缺少大师级人物，缺少牛顿、爱因斯坦、普朗克这样的大科学家，缺少如康德、黑格尔、马克思这样的大思想家，缺少诺贝尔奖获得者，缺少如我们自己曾有的熊十力、冯友兰、陈寅恪这样的大师?人们普遍在思考，虽然今日之中国能对此予以面对并深思之已是一个进步，但是答案在哪里呢?肯定难以一言以蔽之，然而从大学教育思想上去寻找原因也是必需的。欧洲包括科学事业发展在内的繁荣是大大受益于对自由学术之崇尚的，这一点恩格斯已有明确的论断，亦当给我们以启示。
自由教育的肥沃土壤不是上天赋予的，它是由文化孕育和积累而形成的。这种至关重要的文化又从何而来呢?虽然作为传统在这方面正有我们的不足，但不是没有任何东西可以借鉴的。毫无疑问，对于现实而言，社会环境的变革和大学自身的改造对于这种文化的生成都是不可或缺的。
大学应有实施通识教育的机构，如哈佛大学设立哈佛学院，日本东京大学设立教养部，道识教育由它们来负责实施。在美国一些著名大学里，自由教育以实施通识教育来体现，其相应的机构里不乏著名的学术大师。一切都表明，通识教育决不是无足轻重的。并且，自由教育之精神贯穿于大学教育的全程，影响大学教育的全程。
[参考文献]
[1] [古希腊]亚里士多德 形而上学[M] 吴寿彭译 北京:商务印书馆，1959
[2] 冯契 哲学大辞典[M] 上海:上海辞书出版社，1992 1481
[3] [德]黑格尔 小逻辑[M] 贺麟译 北京:商务印书馆，1980
[4] 吴式颍，等 外国教育思想通史(第九卷)[M] 长沙:湖南教育出版社，2002
[5] Whitehead: The Aimes of Education[M] Free Press， 1967 24-25.
[6] 涂艳国 走向自由-教育与人的全面发展问题研究[M] 武汉:华中师范大学出版社，1999
[7] [英]培根 新工具论[A] 任钟印 世界教育名著通览[C] 武汉:湖北教育出版社，1994
[8] [德]康德 论教育[A] 任钟印 世界教育名著通览[C] 武汉:湖北教育出版社，1994
[9] A.Flitnerl(ed)， W.v.Humboldt—Schriften our Anthropologie und Bildung， Frankfurt/M.1984 93-95.
