土建類專業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 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必選課；旨在通過課程的學習，學生能夠了解爆破工程的發展歷史，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，在教學大綱規定的32個學時內，無法講授全部內容，造成后面章節（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節，特別是現在城市復雜環境下的爆破是難點。

（二）教學內容

土建類專業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，實驗難以實現每個環節人人參與；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。

（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與爆區周圍居民的協調。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律，爆破震動的監測與分析等知識。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后的主要就業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，爆破對環境的影響與控制等，如爆破震動監測與分析，爆破損傷測等。

（二）巖土工程與城市地下空間工程方向

這兩個專業方向的畢業生主要從事（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，主要包括特殊環境爆破施工（含瓦斯區域，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，城鎮及復雜環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

該專業方向學生畢業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，主要包括特殊環境爆破施工（含瓦斯區域，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知識，并進行爆破方案和參數的設計。

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、優化和完善，為學生畢業后的爆破工程設計、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]