土建類專業(yè)爆破工程教學內容體系探討

汪海波　宗琦　徐穎

[摘 要]爆破法施工因其經濟、高效、快速等特點，是巖體中各類工程建設的主要方法，廣泛應用于隧道、礦山、路塹邊坡、基坑等工程。根據(jù)爆破工程在土建類礦山建設、巖土工程、城市地下空間工程以及道路與橋梁工程四個方向上應用的異同點，并結合爆破工程教學存在的問題，對各專業(yè)方向爆破工程課程教學內容體系進行改革，取得良好的教學效果。

[關鍵詞]土建專業(yè) 爆破工程 課程 教學

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）09-0167-02

一、教學目標

爆破法施工因其經濟、高效、快速等特點，成為巖體等各類工程建設的主要方法，廣泛應用于隧道、礦山、路塹邊坡、基坑等工程，對國民經濟建設起著積極促進作用。[1]爆破工程是安徽理工大學土建類礦山建設、巖土工程、城市地下空間工程以及道路與橋梁工程四個方向的專業(yè)必選課；旨在通過課程的學習，學生能夠了解爆破工程的發(fā)展歷史，掌握基本的理論與方法，具備獨立進行一般爆破工程設計與施工的能力。

教學大綱規(guī)定該課程為32個學時（其中，教學30個學時，考試2個學時），通過課程的學習，要求學生能夠熟練掌握常用的起爆方法、爆破破巖機理、露天爆破技術、地下工程爆破技術、拆除爆破原理與方法以及爆破安全技術措施；能夠進行一般巖土爆破、井巷掘進爆破和隧道施工爆破設計，以及煙囪、水塔等拆除爆破設計。

二、存在的問題

（一）內容多、學時少

目前，主要的《爆破工程》教材主要內容為[2] [3] [4] [5] [6]：緒論、炸藥理論、爆破器材與起爆技術、巖土中爆炸的基本理論、地下工程爆破、露天工程爆破、拆除爆破技術、鉆孔方法和鉆孔機具、爆破安全。顯然，在教學大綱規(guī)定的32個學時內，無法講授全部內容，造成后面章節(jié)（多為鉆孔方法和鉆孔機具、爆破安全）沒有時間講授。而爆破安全是爆破施工中尤為重要的環(huán)節(jié)，特別是現(xiàn)在城市復雜環(huán)境下的爆破是難點。

（二）教學內容

土建類專業(yè)主要是利用炸藥爆炸破巖，解決實際工程問題。教材中存在一些理論性較強、脫離工程實踐的內容，教師講授時不可能都做到生動形象，使學生們缺乏興趣。例如：在各版本教材中，炸藥理論均占有一定的篇幅。實際工程中，較多使用的是水膠炸藥和乳化炸藥系列，選擇余地小。因此，此類純理論的內容可少講或不講，如炸藥熱化學參數(shù)的具體計算、炸藥的爆轟等。而工程實際密切的內容可以多講，如露天巖土爆破、隧道施工爆破等。

（三）教學方法

教學方法是提高教學質量的重要手段，廣泛使用的多媒體教學與板書相結合已不能完全滿足教學要求。至于實驗課，爆破工程因其材料的特殊性，實驗難以實現(xiàn)每個環(huán)節(jié)人人參與；而只能做一些簡單、危險性小的實驗，如霍金遜效應、爆破漏斗實驗，其他的難以實現(xiàn)。

（四）爆破安全教育重視不足

爆破安全包括爆破工程的安全實施和爆破作用有害效應對周圍環(huán)境的影響兩部分。由于學時、重視不足等原因，在教學時此方面內容較少涉及。加強爆破安全教育的重要性如下：

1.爆破工程事故層出不窮，每次都造成較大的人員傷亡和財產損失，為爆破行業(yè)帶來了負面效應，也增加了人們對爆破的恐懼心理，不利于爆破施工企業(yè)與爆區(qū)周圍居民的協(xié)調。爆破工程事故主要有：爆破器材使用不當引起的事故、爆破施工過程管理不善造成的事故和爆破有害效應引起的事故。

2.爆破有害效應的控制或消除需要掌握其致災原理、控制機理和方法。如爆破震動，作為最常見的爆破有害效應，在城市內各種爆破時要求尤為嚴格，因為稍有不慎，過強的爆破震動會造成周圍建（構）筑物開裂、倒塌，地下管線爆裂等嚴重災害。爆破震動的控制要求掌握爆破地震波的傳播規(guī)律，爆破震動的監(jiān)測與分析等知識。在以地鐵為代表的城市地下工程中[7][8]，爆破有害效應的控制有著前所未有的重要。

三、教學內容體系改革

（一）礦山建設方向

礦山建設方向學生畢業(yè)后的主要就業(yè)崗位為各類礦山開采、井巷工程掘進施工、邊坡工程施工等，因此，其教學內容主要為以下幾個方面：

1.爆破工程的基礎理論，包括炸藥基本理論、工業(yè)炸藥、起爆器材與起爆方法、爆破破巖機理等。重點是起爆方法（電雷管、導爆索、導爆管等）中的各種起爆網絡和光面爆破、預裂爆破。

2.露天爆破，包括露天淺孔爆破、露天深孔爆破和硐室爆破等。主要講授露天臺階爆破和硐室爆破，并結合煤礦露天開采爆破實例，如神華集團黑岱溝露天礦。

3.地下工程爆破，包括井巷掘進爆破、隧道掘進爆破和地下采礦爆破。以井筒和巷道掘進爆破、地下采礦爆破為主。

4.拆除爆破，包括煙囪、水塔等高聳構筑物的拆除爆破，高大建筑物如各種樓房的拆除爆破，以及基礎、橋梁、冷卻塔等建（構）筑物的拆除爆破。

5.爆破安全與管理，包括爆破安全管理，拒爆的處理，爆破工程事故案例（包含爆破器材、早爆和拒爆事故、爆破施工和爆破有害效應等不同原因的事故案例），爆破有害效應的形成機理與控制，爆破對環(huán)境的影響與控制等，如爆破震動監(jiān)測與分析，爆破損傷測等。

（二）巖土工程與城市地下空間工程方向

這兩個專業(yè)方向的畢業(yè)生主要從事（地鐵）隧道工程、巖土工程方面的工作，除了爆破工程的基礎理論，主要教學內容還包括：

1.露天爆破，包括露天淺孔爆破、露天深孔爆破、定向斷裂控制爆破以及基于光面爆破的護壁爆破技術等。以露天臺階爆破為主，案例如鬧市區(qū)深大基坑開挖爆破，溝渠爆破開挖等。

2.地下工程爆破，包括井巷掘進爆破、隧道掘進爆破和地下采礦爆破。以隧道掘進爆破為主，結合隧道掘進施工、樁井爆破施工等工程案例。

3.拆除爆破，包括煙囪、水塔等高聳構筑物的拆除爆破，高大建筑物如各種樓房的拆除爆破，以及基礎、橋梁、冷卻塔等建（構）筑物的拆除爆破。

4.特殊控制爆破，主要包括特殊環(huán)境爆破施工（含瓦斯區(qū)域，臨近特殊物體如油庫和天然氣庫、輸油輸氣管道旁邊的控制爆破，危巖體處理爆破等），爆炸擠淤，凍土爆破，爆炸處理軟基，爆炸成型和爆炸焊接，爆破成井，水壓爆破，靜態(tài)破碎等。

5.爆破安全與管理，主要包括爆破安全管理、安全評價，拒爆的處理，城鎮(zhèn)及復雜環(huán)境巖土爆破中的安全技術，爆破工程事故案例，爆破有害效應控制等。

（三）道路與橋梁工程方向

該專業(yè)方向學生畢業(yè)后主要從事交通工程如公路、鐵路、隧道[7]等方面的工作，其中，路塹開挖、橋梁樁基、隧道等都涉及爆破工程。除了爆破工程的基礎理論，主要教學內容還包括：

1.露天爆破，主要有路塹開挖爆破，如臺階爆破、光面爆破，預裂爆破，硐室爆破，采石爆破，危（舊）橋梁拆除爆破等。

2.地下工程爆破，包括井巷掘進爆破、隧道掘進爆破。以隧道掘進爆破、橋梁樁井開挖爆破為主。

3.特殊控制爆破，主要包括特殊環(huán)境爆破施工（含瓦斯區(qū)域，臨近特殊物體如油庫和天然氣庫、輸油輸氣管道旁邊的控制爆破，危巖體處理爆破等），爆炸擠淤，凍土爆破，爆炸處理軟基，爆破成井，水壓爆破，靜態(tài)破碎等。

4.爆破安全與管理，各類交通工程建設過程中，可能有部分爆破工程周圍存在人口密集的居住區(qū)或重要的建（構）筑物，故在此類工程進行時，同樣要加強爆破安全管理，進行爆破有害效應如爆破震動、飛石、沖擊波等的監(jiān)測與控制。[8]因此，進行爆破安全與管理方面的教育是十分必要的。

在針對專業(yè)方向改革教學內容的同時，教學過程中要充分利用多媒體教學信息量大的特點，結合科研和實際工程進行講授，通過錄像和照片對實際工程爆破進行剖析，以大大提高學生學習興趣，進而改變教學過程由教師單方灌輸為學生主動探索學習，這更有利于學生理解和掌握專業(yè)知識，并進行爆破方案和參數(shù)的設計。

四、結語

通過爆破工程課程教學內容體改改革，提高了學生對本專業(yè)方向爆破技術應用的理解和掌握，安徽理工大學爆破工程于2009年被批準為省級精品課程。在精品課程建設項目的資助下，我們不斷對爆破工程課程教學內容體系進行改進、優(yōu)化和完善，為學生畢業(yè)后的爆破工程設計、施工和管理打下良好的基礎，取得了良好的教學效果。

[ 注 釋 ]

[1] 馮叔瑜，鄭哲敏.讓工程爆破技術更好地服務社會、造福人類——我國工程爆破60年回顧與展望[J].中國工程科學，2014（11）：5-13.

[2] 高爾新.爆破工程[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1999.

[3] 王玉杰.爆破工程[M].武漢：武漢理工大學出版社，2007.

[4] 郭學斌，張繼春.爆破工程[M].北京：人民交通出版社，2007.

[5] 劉殿書，李勝林.爆破工程[M].北京：科學出版社，2011.

[6] 徐穎，孟益平，吳德義.爆破工程[M].武漢：武漢大學出版社，2014.

[7] 張俊兵.地鐵隧道臨近次高壓燃氣管線爆破振動監(jiān)測分析[J].工程爆破，2014（5）：28-31.

[8] 梁禹，張慶彬，劉洪震，等.爆破振動對鄰近盾構管片影響的測試與分析[J].地下空間與工程學報，2014（3）：697-704.

[責任編輯：鐘 嵐]