城市地下空間工程專業畢業設計研究

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摘要：城市地下空間工程專業涉及的內容具有點多、面廣、關聯性強、體系性強，畢業生將來從事的工作包括上部結構、地下結構、地下空間、基坑支護、隧道甚至海綿城市建設等領域。傳統的以地下空間、基坑支護等為內容的畢業設計具有形式單一，覆蓋面小，學生難以得到全方位訓練和能力提升。文章在研究專業特點和實踐環節作用的基礎上認為，本專業的畢業設計（論文）選題除了工程設計類和施工技術與管理類之外，應加強研究開發類方面的訓練，以提高學生的學習能力、工作能力和開拓精神。為此，在畢業設計（論文）選題、過程控制和答辯環節進行了研究，將學生的畢業論文與聯絡通道施工、海綿城市建設等科研項目有機結合起來。經過近十年的實踐，人才培養質量得到了明顯提高。

關鍵詞：實踐教學；畢業論文；教學改革；研究

開發型社會主義現代化建設進入新時代以來，停車場、商場、娛樂城、避難所等各種地下工程日益成為工程建設的重點。另外，隨著交通強國戰略的實施，隧道和地下車站建設也得到了迅猛發展。還有，海綿城市建設等新興環境問題不斷向基于巖土理論的方向發展和滲透，與地下工程相關理論的關聯性越來越高。因此，地下空間工程專業的畢業生需求量不斷上升。鑒于此，培養高質量、高素質、能力強、學識廣的本科畢業生對我國地下空間建設具有特殊意義和價值[1]。畢業設計（論文）階段是培養目標順利實現的重要環節，培養質量好壞反映畢業生綜合能力和創新能力，并決定今后解決工程實踐問題的能力。該階段的工作效率取決于老師的指導和學生的實踐兩個環節，需要雙方密切配合。畢業設計（論文）應該是對所學知識的一次全面總結和能力提升。本文從專業特點、教學實踐環節現狀和存在問題入手，研究了畢業生質量不高和實踐能力下降的原因。從開題、過程指導與控制、答辯等環節入手，探討提高人才質量的方法和措施。突破畢業設計題目局限于“基坑支護”、“隧道”、“地下商場和車站”等傳統內容，忽略能力培養的現狀。通過增加題目類型和內容比如海綿城市、凍結法施工、有限元計算、測試新手段、地下管廊、土體基本性質研究，加強學生的能力培養，鍛煉科研能力、動手能力和解決問題的能力。

一、專業特點城市地下空間工程專業

[2]是一個特殊的專業，有的著眼于土木工程地下空間方向，有的著眼于采礦工程地下洞室方向，還有著眼于交通工程隧道方向的。就目前國內外設置該專業的大學看，該專業來源于多個不同的一級學科。由于地下工程種類繁多，與其他專業相比，本專業的培養目的相對較高。我校城市地下空間工程專業來源于土木工程一級學科，培養目標是適應社會主義現代化建設需要，德、智、體全面發展，具備土木工程學科基本原理和基本知識，掌握城市地下空間工程專業的基本技能和知識，能在城市地下民用與商業工程、市政工程、巖土工程等領域從事設計、研究、施工與管理等方面的復合型工程技術人才。可見，基礎扎實、知識面寬、實踐能力強、綜合素質高、具有創新意識和國際視野，是畢業生應該具有的基本素質。畢業生應該掌握地下混凝土結構、地鐵工程、隧道工程、基礎工程的分析與設計方法，具有地下工程規劃、設計、施工、監理、測試和管理能力，了解地下空間工程方面的理論前沿、發展動態和行業需求，具有初步的科學研究和實際工作能力，具有較強的自學能力、創新意識和較高的綜合素質，具有一定的批判性思維能力。不難看到，任何一個畢業設計題目都難以應對本專業知識點多、類型復雜、覆蓋范圍廣等特點，因此加強能力訓練和提升是提高培養質量的關鍵所在。

二、畢業設計（論文）的作用

本專業可供選擇的題目或方向較多，包括隧道、地下車站、防空洞、地下核設施、基坑、基礎等的設計、施工管理、施工過程數值模擬等。通過畢業設計，達到培養學生綜合分析問題和解決問題的能力、組織管理和社交能力，提升學習能力和工作能力，錘煉嚴謹、扎實的工作作風和事業心責任感[3]。為將來走上工作崗位，順利完成各種任務奠定基礎。畢業設計的目的是：1.鞏固和加深已學知識；2.提高知識的運用能力；3.掌握地下工程設計的基本程序和方法；4.了解有關的建設方針和政策；5.正確使用各種規范和規程；6.提高認識國內外發展現狀的能力；7.培養調查研究能力和理論聯系實際能力；8.培養從經濟、技術觀點解決問題的能力；9.培養表達和交流能力。畢業設計（論文）是學生畢業前的最后學習、綜合訓練和能力提升階段，是對所學全部課程的總結和升華，也是對學生綜合素質與工程實踐能力的全面錘煉和檢驗，是實現培養目標的重要實踐和最后環節。以往城市地下空間工程專業畢業設計題目局限于“基坑支護”、“隧道”、“地下商場和車站”等傳統內容，學生可選范圍小，且與后期工作屬性明顯脫鉤。針對地下工程種類多、分布廣等特點，進行比如海綿城市、凍結法施工、測試等內容為載體的訓練和能力提升，可以作為畢業設計（論文）階段的選題內容。這與“畢業設計的內容要符合教學基本要求，盡量結合實際生產、科研任務”的要求相適應。也符合“設計或論文內容要有足夠深度，使學生達到本專業基本訓練；對能力強的學生，可適當加深加寬”的培養理念[5]。

三、畢業設計（論文）分類

本專業畢業設計（論文）至少可以包括工程設計類、施工技術與管理類和研究開發類。（一）工程設計類。工程設計類可選用具有代表性的地下車站等各類地下工程和基坑支護與開挖等施工環節和過程作為設計選題。設計內容包括平面、剖面、立面和構造設計；結構布置；土壓力和水壓力等荷載的計算；主要構件和巖土體的內力、強度計算；施工圖繪制；施工過程計算和設計等。（二）施工技術與管理類。施工技術與管理類的畢業設計（論文）內容包括施工方案設計；施工組織設計；單位或分部工程概預算；投資控制；技術經濟論證和比較等。（三）研究開發類。研究開發類一般以畢業論文的形式出現，可以就某一真實或虛擬研究項目的某一方面開展研究并撰寫論文，包括摘要、正文、結論、致謝、參考文獻等。其中正文是論文的主體，應闡明研究的目的意義必要性、研究內容、研究方案、技術路線、研究結果、研究結論等[4]。

四、選題注意事項

選題內容和題目要分散，盡量不要雷同以促進學生獨立思考。選題難易要適中，要結合學生就業方向，以調動積極性。可以“真題真做”，也可以“假題真做”，最大限度地提高學生分析和解決實際問題、從事科學研究和開發的能力。讓學生充分認識畢業設計（論文）的重要性，調動其主觀能動性，鼓勵提出創造性問題，鼓勵采用新理念、新技術、新方法解決新舊問題[6]。選題應考慮學校的專業背景，比如對于采礦型，選題主要集中在煤礦巷道設計與施工、隧道斷面設計與施工等方向；對于土木工程型城市地下空間工程專業，選題主要集中在基坑支護、隧道、地下商場和車站等方向。我校城市地下空間工程專業屬于土木工程型的，在選題過程中不斷提高覆蓋面和覆蓋范圍，除了傳統內容外，還增設了一些相關領域研究方向[9]。1.增加以海綿城市為主題的畢業論文選題，具體包括透水構件制作，加裝透水構件后地表的雨水下滲量和下滲速度研究等。2.增加以凍結法施工等新興施工方法為主的畢業論文選題，包括土體熱參數影響因素研究，凍土溫度場數值模擬等。3.增加測試技術應用和研究方面的選題，包括不同荷載作用下土體中的應力應變，施工過程中地下結構應力變化及穩定性分析等。4.增加以城市地下管廊計算為主的選題，增加地震作用下隧道、建筑物安全穩定性研究選題。5.增加多種因素影響下土的性質研究和復雜荷載作業時的樁體變形與承載力研究。增加選題范圍的目的是加強畢業設計和畢業論文對本專業的適應性研究，探索寬基礎、多口徑、多路徑、多目標的畢業設計（論文）綜合訓練方案和考核方案[8]。據不完全統計，本專業近五年的論文選題類型有三十多個，多數題目具有一定的新穎性和挑戰性，學生得到了鍛煉，效果良好，比如《聯絡通道凍結法施工過程模擬》、《反壓土在基坑開挖過程中的作用》、《凍土的熱參數研究》、《一種土層入滲裝置的有限元模擬》、《一種微型砂石滲井的研制及滲水性分析》、《一種強透水磚的研究及其應用》、《聯絡通道設計和施工過程有限元模擬》、《電滲作用下水分遷移特性研究》、《軟土地層中深基坑開挖對下臥隧道影響的三維數值模擬研究》、《地下結構與鄰近建筑物地震相互作用數值模擬》、《土壓力平衡盾構刀盤扭矩模擬試驗與數值模擬分析》等。

五、過程引導與指導

采用教師講解、試驗指導、相關軟件集中學習、集體討論、成果總結等方式[7]。1.方向指導。指導教師對選題內容、研究要點、主要寫作思路等進行講解教學，包括所選設計的計算書內容、計算要點、論文寫作大綱、寫作思路與邏輯等。2.指導教師對畢業生選題所涉及的相關試驗進行概念、思路、操作等方面的指導。例如滲透實驗、模型試驗等一些基本試驗。3.同一畢業討論組的同學定期進行集體討論，確定畢業設計（論文）完成進度，并對寫作過程中的經驗及問題進行總結。4.調動學習的主動性。鼓勵學生主動積極的學習，在自學中強化學過的知識點，進而應用到研究論文中。只有主動學習，才能盡快解決研究中遇到的各種問題。5.通過各種手段加強溝通和交流。通過面對面討論或新媒體，建立小組之間相互討論的有效途徑。針對共性問題，指導教師進行及時詳細的解答和說明。6.建立階段性成果檢查制度。對畢業論文過程中存在的問題及時指出和更正，能最大限度地避免學生走彎路。7.論文寫作的規范性。畢業論文的內容和格式應符合相關規范要求，學生和老師都應知曉具體要求。做到內容健康正確無錯誤，摘要、目錄、頁眉、頁腳符合規范要求，大小寫、段落正確無誤。8.對于選題需要數值模擬的學生，應及時進行軟件集中教學和培訓，比如CAD、天正等繪圖軟件，以及Abaqus、Ansys、Midas等數值模擬軟件[10]。

六、答辯演練

答辯之前一定要進行至少二次演練，分別安排在正式答辯之前的第15天和第5天左右，以便學生在得到教師評價后有充足的時間進一步完善和修改論文。畢業論文答辯最好采用PPT形式以便學生得到全方位鍛煉。如果缺少答辯演練和老師的咨詢，答辯過程中會經常出現重點不突出、邏輯混亂、耗時過短或過長、文字錯誤、排版不規范等問題。指導老師對匯報過程學生的用語、姿態、禮儀也要及時指正。如果必要，可以進行第三次演練，直到達到理想的結果為止。

七、結論

為解決本專業畢業設計（論文）題目單一問題，本文分析了畢業設計（論文）對城市地下空間工程專業的適應性和二者的優缺點，探索了增加選題內容和形式的方法和途徑，在得到改進方向的基礎上，增加和強化了研究開發類方面的選題內容和訓練。通過幾年的實踐，學生的學習能力、工作能力和開拓精神，在畢業設計（論文）階段得到了明顯提升，人才培養質量得到了提高。

參考文獻：

[1]李可，王一泓，王新玲，等.基于目標達成度的土木工程專業畢業設計質量提升研究[J].教育現代化，2018，5（32）：188-191.

[2]蔡燕燕，劉士雨，涂兵雄.城市地下空間工程專業本科畢業設計的共性問題及教改探索———以華僑大學為例[J].教育教學論壇，2018（10）：107-108.

[3]卞敬玲，張吾渝.提高土木工程專業畢業設計質量探析[J].青海大學學報（自然科學版），2011，29（02）：98-100.

[4]郝繼升.畢業設計的特點及提高畢業設計質量的途徑[J].教育與職業，2007（05）：178-179.

[5]崔新壯，金青，董琳琳，等.土木工程專業本科生畢業論文（設計）現狀調查與分析[J].高等建筑教育，2009，18（01）：105-108.

[6]蔡麗麗.影響畢業設計（論文）質量的因素分析與對策研究[J].河南教育學院學報（自然科學版），2007（01）：36-38.

[7]李國鋒，張世英，李彬.論基于學科競賽的大學生創新能力培養模式[J].實驗技術與管理，2013，30（03）：24-26+34.

[8]陳華，黃柳云.提高土木工程專業畢業設計質量的幾點探索[J].中國現代教育裝備，2010（05）：149-151.

[9]張勝，黎永索，李柏，等.基于學科競賽的城市地下空間工程專業實踐教學改革研究[J].教育現代化，2019，6（65）：25-26+36.

[10]宋明志，賀會軍.土木工程專業本科畢業設計教學與管理的創新與實踐[J].淮海工學院學報（社會科學版），2011，9（14）：68-70.

作者:李順群 柴壽喜 劉舉 周亞東 單位:天津城建大學