前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的實驗技術(shù)論文主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
本科教學大綱規(guī)定每次生化實驗的教學課時為2小時。通常,實驗教師在前15分鐘板書講解實驗原理、實驗步驟及注意事項,剩余時間是學生實際操作過程。在這種傳統(tǒng)的實驗教學過程中,實驗教師的作用僅僅起到把知識灌輸給學生,在教學效果上存在許多的不足。首先,生化實驗原理具有很強的理論性和抽象性,傳統(tǒng)的教學方法很難將知識形象化、生動化。其次,由于實驗課時的限制,傳統(tǒng)實驗教學在同一實驗項目中很難做到對各種實驗方法和技術(shù)的介紹,在知識拓展上使學生不能面面俱到。最后,傳統(tǒng)的實驗教學過程中,課堂互動的開展受到課時和場所的限制,不能使每個學生都有充分提高實踐能力和創(chuàng)新能力的機會。近幾年來,許多高校都在進行實驗教學課程改革,要求實驗教師采用多媒體教學手段,提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力[1-3]。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),為了應對實驗教學檢查,許多高校實驗教師采取簡單的方式把實驗講義的內(nèi)容逐條拷貝到課件上,把板書移到了電腦上,這種所謂的多媒體教學方式,不僅起不到教學改革的作用,而且根本起不到提升學生的實踐能力、激發(fā)其學習興趣及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用。真正意義上的多媒體教學,是要通過制作課件及利用數(shù)碼科技這個工作平臺為實驗教學服務,并通過多種溝通渠道與學生互動,教學相長。
2如何應用多媒體技術(shù)提高生化實驗教學效果
“生物化學”課程是我院承擔的省級精品課程,為配合課程建設,提升教學水平,學校不僅給理論課教學建設提供了大量的資金,同時給生化實驗室購置了大量的儀器設備,包括多媒體教學所需的數(shù)碼設備,如:電腦、數(shù)碼照相機、數(shù)碼攝像機、投影裝置、掃描儀等。利用這些數(shù)碼設備,生化課程組開展了一系列應用多媒體技術(shù)的教學改革。
2.1常規(guī)儀器的演示操作技術(shù)
生化實驗教學中,常規(guī)儀器的操作有:稱量及量取的操作、索式提取器的組裝、離心機、分光光度計、水浴鍋、恒溫磁力攪拌器、電泳裝置、系列培養(yǎng)箱的正確使用等。由于實驗室條件的限制,每個組二十人左右,在任課教師向?qū)W生講授常規(guī)儀器的使用方法及注意事項時,只有教師周圍的兩層大概一半的學生可以清楚地看到操作過程,而后面的學生就無法保證完全看到,在實驗實際操作中如果不及時教會他們,學生就可能操作不當造成儀器的損壞及事故的發(fā)生。為了防止上述事例的發(fā)生,教研組利用數(shù)碼攝像機預先將上述儀器的正確操作過程拍攝下來,通過相關(guān)視頻編輯軟件進行剪輯編譯,并在重要的操作步驟和節(jié)點處加以文字或語音說明或者通過調(diào)整播放速度用慢動作播放。學生通過大屏幕觀看實驗操作視頻后,不僅能掌握儀器操作的正確使用步驟,同時還提高了實驗效率。
2.2通過CAI課件制作來解釋比較復雜的實驗原理及操作步驟
CAI制作動畫效果主要是依靠Flash、Author-ware、GIF等多種技術(shù)[4]。在CAI制作中最常用的是Flash,F(xiàn)lash是美國Macromedia公司所設計的一種矢量圖形編輯和動畫創(chuàng)作專業(yè)軟件,因其具有AVI、MPEC等視頻的特點,文件小,具備流式播放技術(shù),對一些生化實驗中的知識難點就可采用Flash制作動畫,這樣有利于學生理解、記憶、觀察、操作,更好地解決知識的重點和難點,起到舉一反三、事半功倍的教學效果。如教師在講解“聚丙烯酰胺凝膠電泳分離血清蛋白”實驗原理時,很難把實驗中出現(xiàn)的濃縮膠和分離膠的作用原理、加入示蹤劑后如何分離血清的實驗原理講解清楚,學生在實驗課本中也只能看到簡單的實驗原理及操作步驟。通過CAI課件的制作[4],把制膠、灌膠、加樣、電泳及染色等重要實驗操作步驟配以Flas及講解,學生就能直觀理解聚丙烯酰胺凝膠電泳的實驗原理,當原本難以理解的濃縮效應概念變?yōu)樯鷦拥漠嬅鏁r,使學生理解了SDS具有拆分亞基和負電荷化作用以及聚丙烯酰胺連續(xù)電泳和不連續(xù)電泳的差別,從而提高了學生的學習興趣和實驗教學效果。
2.3通過多媒體在實驗教學指導過程中起到輔助、監(jiān)督、糾錯等作用
生化實驗室配備的各種數(shù)碼設備在實驗教學中都可以起到輔助教學的作用。比如掃描儀,實驗教師可以在制作教學課件中通過Firework和Photo-Shop等軟件處理,把參考書及國內(nèi)外參考文獻上的重要資料和圖片掃描下來,穿插在CAI中;實驗教師在批改實驗報告時,也可以把學生報告中出現(xiàn)的問題和錯誤掃描下來,下次實驗課前對其問題和錯誤進行點評。在實驗教學指導過程中,實驗教師可以運用照相機和攝像機把學生不規(guī)范或者危險的實驗操作動作抓怕下來,以起到監(jiān)督取證和警告的作用;實驗教師也可以在實驗過程中把學生做出的正確或非常規(guī)的實驗現(xiàn)象和結(jié)果拍攝下來,通過視頻播放給學生引導學生課后分析思考。
3多媒體技術(shù)應用于生化實驗教學的思考
生物化學是生命科學專業(yè)一門重要的基礎學科,許多學生認為該課程抽象難懂,這與生化教學重基礎、輕專業(yè),重理論、輕實踐有密切關(guān)系[5-6]。為適合現(xiàn)代綜合性大學的“應用型”、“技能型”人才培養(yǎng)目標[7],并考慮各門基礎課程之間相互依托、相互滲透的特點,生化實驗教學作為理論教學的補充,就要求實驗教師要高度重視學生實踐能力的培養(yǎng),充分利用多媒體手段設法提高實驗教學水平[8]。結(jié)合我院生物化學省級精品課程的建設,我們對生物化學實驗教學也需要進行一些前瞻性的建設。如我院生化實驗教學每學期共30個課時,很多實驗的準備工作都是實驗教師完成,學生在實驗初期的試劑配制和儀器操作過程都沒有參與,如果能建立虛擬實驗室,讓學生在課余時間通過互聯(lián)網(wǎng)就可以提前學習試劑的準備及儀器的操作,并且通過虛擬實驗室,可以上傳實驗教學大綱以外的實驗視頻,對生物化學實驗的教學起到積極的輔助作用,學生也可以利用虛擬實驗這個平臺來學習各項技能,并且通過這一平臺對其進行研究性學習和實驗設計提供幫助。這也是未來實驗教學發(fā)展的一種趨勢[9]。
4結(jié)語
1.1實驗技術(shù)人員隊伍的結(jié)構(gòu)不合理實驗教學的師資無論是從職稱、人數(shù)、還是學歷上與理論教學師資相比,都存在較大差距,而且實驗技術(shù)人員的科研意識較弱,在職稱評定方面存在一定劣勢,晉升難度較大,接受進一步深造的機會也較少,因此,造成高學歷的人才不愿從事實驗教學工作。目前,就本校衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)實驗技術(shù)人員隊伍的現(xiàn)狀分析,以中老年為主,年輕實驗人員很少,出現(xiàn)斷層現(xiàn)象,實驗技術(shù)隊伍學歷結(jié)構(gòu)和年齡結(jié)構(gòu)亟待優(yōu)化。
1.2實驗技術(shù)人員自身定位不準受傳統(tǒng)教學觀念的影響,加上學校對實驗教學環(huán)節(jié)和實驗師資隊伍建設的重視程度不夠,在人才招聘方面相對教學崗位的教師,要求也較低,一些實驗技術(shù)崗位人員就認為自己的工作就是儀器、試劑的采購員和保管員,工作的任務只負責上課之前準備好實驗用品和實驗儀器,認為預實驗和學生實驗課過程都是帶課老師的事情,也很少進行集體備課。結(jié)果造成上課和實驗準備工作完全脫節(jié),準備的玻璃器皿不合適,配制的儲備試劑不合格或上課之前一些儀器配套不完善等事情時有發(fā)生,給教學工作帶來很大麻煩,同時也給學生學習帶來負面影響。
1.3實驗技術(shù)人員科研能力和業(yè)務素質(zhì)相對較差正是由于學?;?qū)W院對實驗技術(shù)人員的地位、任務、內(nèi)涵、功能定位不明確,實驗技術(shù)人員隊伍的學歷水平較低,高學歷人才較少,教學和科研任務主要由教學崗教師承擔,一些實驗技術(shù)人員往往忽視科研工作,科研能力薄弱,嚴重制約了自身和學科的發(fā)展。同時,也由于實驗技術(shù)人員很少參與科研工作,對于一些科研用大型儀器和進口儀器的實驗操作和技術(shù)參數(shù)了解很少,帶課教師也很難對每種儀器都非常熟悉,使得實驗儀器很難得到充分利用,發(fā)揮其教學作用,有些新進先進儀器長期閑置,無形之中造成實驗室資源巨大浪費。甚至有些實驗技術(shù)人員只負責實驗室開門、關(guān)門,儀器的開機、關(guān)機,即使儀器出現(xiàn)很小的問題,也束手無策,需請廠家提供服務,產(chǎn)生一些不必要的經(jīng)費支出。
2加強實驗技術(shù)隊伍建設的策略研究
2.1強化激勵機制,吸引優(yōu)秀人才和專家充實實驗隊伍高等學校實驗技術(shù)人員能力和素質(zhì)的水平高低,將決定實驗室水平的高低和教學質(zhì)量的高低,對學生的學習效率和興趣也有很大的影響。要建立一支高素質(zhì)的實驗技術(shù)隊伍,需要有效的激勵政策導向和優(yōu)秀的領(lǐng)導和管理人才的引導。學校應加強激勵機制,實驗崗人才招聘采用和教學崗相同的標準,職稱評定和獎勵績效方面,同樣采取與教師相同標準的評定方法,打消他們的顧慮,充分調(diào)動實驗技術(shù)人員的科研積極性,使他們成為完成學??蒲腥蝿盏闹匾獏⑴c者和完成者。同時,制定引進人才機制,吸引高層次人才來引導實驗團隊,對不同層次和特長的實驗人員分別進行業(yè)務培訓,做到每個實驗室和每個大型儀器有專人負責,這樣既能保證實驗教學任務順利完成,又可以增強實驗技術(shù)人員科研能力和實驗技能,還可以通過學習和業(yè)務培訓,促進實驗技術(shù)人員整體素質(zhì)的提高。
2.2加強實驗技術(shù)人員的崗位意識高等學校應從領(lǐng)導層面正確認識實驗室和實驗技術(shù)人員在教學中的地位,強調(diào)實驗技術(shù)人員的崗位意識,使他們意識到實驗教學是高等學校教學體系的重要組成部分,對于學生的分析解決問題能力和科研實踐能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。高等學校實驗技術(shù)人員不僅應參與實驗教學,還應參與科研和管理工作,實驗室以及實驗儀器各項功能的充分發(fā)揮都依賴于實驗室管理人員,沒有實驗技術(shù)人員認真負責的工作態(tài)度,學校的整體教學質(zhì)量就不會提高,科學研究和科技開發(fā)也不會順利開展。因此,要求實驗技術(shù)人員應積極、主動地提高自己的科研能力和業(yè)務水平,優(yōu)化自己的知識結(jié)構(gòu),接受新儀器和掌握新技術(shù)。
2.3規(guī)范實驗教學制度,保障實驗教學質(zhì)量衛(wèi)生檢驗與檢疫實驗課不同于其他課程,有些內(nèi)容相互交叉,如果不同科目教師之間、實驗教師之間的溝通較少,實驗安排有時會存在重復或遺漏現(xiàn)象。因此,制定適當?shù)膶嶒灲虒W管理制度,保障實驗教學高效進行是很有必要的。如帶課教師集體備課和共同參與制定預實驗制度,實驗技術(shù)人員與帶課教師共同備課,同時進行預實驗,通過與帶課教師的討論,不僅可以發(fā)現(xiàn)自己在準備實驗過程中的存在問題,改進和完善自己的實驗準備工作,而且在不同教師之間還可以起到橋梁和紐帶作用,有利于優(yōu)化實驗課程。定期舉行或參與師生座談會,認真討論和聽取帶課教師和同學們提出的有關(guān)實驗準備和實驗過程中存在的問題和不足,并根據(jù)一些好的建議在以后工作中進行改進,以便提高自己的工作能力和業(yè)務水平。
2.4規(guī)范實驗室管理方法衛(wèi)生檢驗與檢疫實驗室涉及多種分析儀器和實驗試劑,造成實驗管理工作較為復雜,只有合理規(guī)范的管理方法,才能節(jié)約時間、事半功倍、以保證實驗教學的順利進行。實驗技術(shù)人員要健全低值易耗品帳冊,完善儀器設備管理制度,儀器購買損壞記錄、安全防護及危險品管理等制度,同時制作、完善教學輔助文案,保證實驗室和大型儀器正常順利運轉(zhuǎn)和實驗課前的實驗教學準備工作;建立每個儀器檔案冊、儀器使用記錄冊,儀器配件和配套裝置使用冊等文案,有利于提高管理效率和工作效率;對特定的實驗室和大型儀器指定專門人員進行安全衛(wèi)生管理與日常維修,有利于創(chuàng)造安全、清潔的實驗科研環(huán)境;對于條件具備的實驗室,建立開放性對外服務項目,發(fā)揮其社會服務功能,這樣既可以提高實驗室的社會影響力,也可以增加收入,為進一步完善實驗室管理水平和儀器的維護提供經(jīng)費支持,從而可形成良性循環(huán)。
2.5開展第二課堂,開放實驗室第二課堂是高等學校教育的重要組成部分,是拓展學生視野、激發(fā)學生學習興趣、培養(yǎng)學生能力、提高學生綜合素質(zhì)的有效途徑。開放第二課堂的實驗室也是教師和學生開展教學科研的平臺和加強師生間聯(lián)系的紐帶。在教師指導學生進行試驗的同時,也能找到自己在教學方面和科研水平方面的不足,這樣有利于教學相長,進一步提高實驗技術(shù)人員的科研能力和業(yè)務素質(zhì)。開展第二課堂,開放實驗室還有利于充分利用實驗中心先進的科研儀器和充足的實驗資源,鼓勵學生參與科研創(chuàng)新,最大限度地為教學實踐和科研服務,展示實驗技術(shù)隊伍的技術(shù)水平和崗位優(yōu)勢。
在物理實驗中適當運用信息技術(shù),應遵循以下幾個原則。一是輔原則。真實的物理實驗有不可替代的作用,信息技術(shù)手段的使用只能處于輔助地位。只有那些不易操作的實驗、不能做的實驗或效果差的實驗,才要運用信息技術(shù)的手段來輔助教學。二是科學性原則。實驗中使用多媒體仿真,要符合事實和規(guī)律。三是必要性原則。實驗中用實踐操作能做到的,一般不要濫用多媒體課體,以避免分散學生注意力。四是效益性原則。教師要根據(jù)學生情況、教學內(nèi)容和教學環(huán)境條件,合理選擇信息技術(shù)手段,提高實驗教學的效益,沒有提高實驗教學效果的運用是錯誤的運用。
二、信息技術(shù)的運用策略
1.演示實驗中信息技術(shù)運用策略
①可見度低時放大細節(jié)。例如,在用刻度尺測量長度的實驗中,即使教師用大型的刻度尺進行演示,可見度仍然很低,給學生的觀察造成了一定的困難。如果將刻度尺放在視頻展示臺上,直接進行實物投影,由教師直接在視頻展示臺上演示測量過程,學生就能清楚地看到教師演示操作過程中的每一個細節(jié),有效克服了可見度小對學生觀察造成的障礙。②控制速度,展示完整過程。耗時長的實驗,可以利用信息技術(shù)手段加快速度,高效展現(xiàn)全過程。例如,在研究固體的擴散現(xiàn)象時,如果加速播放固體分子擴散現(xiàn)象的實驗錄像給學生看,學生就能清楚地看到固體擴散的情形。對于物理過程很短的實驗,則可以放慢速度,以便學生更好地觀察細節(jié)。③突破場所和設備限制,重現(xiàn)情景。對于不能開設的實驗或受場地及儀器設備的限制課堂上不能演示的實驗,可以將現(xiàn)場錄像進行播放來重現(xiàn)現(xiàn)場。例如,沒有橫波、縱波的形成和傳播的實驗設備時,可以將這些實驗錄像放給學生看,從而使學生感受現(xiàn)場真實情況,加深對現(xiàn)象和規(guī)律的理解。④突破條件限制,模擬仿真。因條件限制不能做的實驗可以使用仿真軟件模擬物理實驗。發(fā)生在微觀物理學中的一些現(xiàn)象,諸如α粒子的大角散射、原子核的衰變、鏈式反應等可用動畫進行模擬,使它們變得栩栩如生、一目了然。也可以對條件要求很苛刻的,如高溫、強電、強磁實驗,高能粒子實驗,空間實驗等課堂上不能做的物理實驗進行仿真。⑤模擬物理實驗,展現(xiàn)思維過程。在無法演示理想化的實驗條件下的物理現(xiàn)象時,可以借助于實驗模擬軟件模擬各種情況,從而展現(xiàn)思維過程,加深學生對規(guī)律的理解。如在研究牛頓第一定律時,對于“沒有受到外力”的條件是無法實現(xiàn)的。在做實際的演示實驗后,教師可以利用計算機軟件模擬一個物體在受到從大變小、直至為零的摩擦力作用下的運動情況,將抽象的思維過程生動形象地展現(xiàn)出來,使學生更容易理解。
2.學生實驗中運用信息技術(shù)的策略
對于學生分組實驗,在條件允許時,可以在課前、課中及課后各個環(huán)節(jié)有機地整合信息技術(shù)來優(yōu)化物理實驗教學。例如,學生可以在課前使用專題教學網(wǎng)站進行預習,對實驗知識進行預習,通過觀察操作場景的圖片與視頻,了解儀器的使用,根據(jù)學習指導,對操作過程進行仿真模擬,激發(fā)學習興趣。在實驗過程中,教師可通過播放近距離拍攝的操作視頻,使學生清楚地看到操作過程的每一個細節(jié),還可以隨時暫停觀察或重播,使學生更快、更直觀地了解測量步驟;可用計算機處理實驗數(shù)據(jù),在線提交實驗報告。課后,學生可以利用物理實驗專題學習網(wǎng)站進行自主學習。
三、在信息化環(huán)境下創(chuàng)新物理實驗教學模式的思路
要對物理實驗資源進行整合,建立信息化物理實驗教學環(huán)境。在現(xiàn)代教育理論指導下,運用教與學并重的教學方式,優(yōu)化物理實驗教學的課堂結(jié)構(gòu),實現(xiàn)物理教學模式的創(chuàng)新??梢酝ㄟ^用建立物理實驗專題網(wǎng)站的形式來整合物理實驗數(shù)字化資源,使其成為學生課前預習、課中學習及課后練習的平臺,同時也為學生提供了自主學習、協(xié)作學習和研究性學習的平臺。例如,按網(wǎng)站上“學習指導”進行物理實驗在線預習,用仿真實驗替代了學生按書本抄寫實驗步驟、實驗原理的過程。實驗課堂中可以選擇網(wǎng)站的相應資源,創(chuàng)設教學情景,進行輔助教學,對學生實驗還可以進行數(shù)據(jù)處理,提交報告。課后進行在線測試,包括每次實驗的測試和階段測試,實現(xiàn)物理實驗的考試客觀化和質(zhì)量評估的標準化。學生可以利用網(wǎng)站進行物理實驗課自主學習、協(xié)作學習和研究性學習,把教學活動拓展到課前課后和網(wǎng)絡上,從而實現(xiàn)教學方式的改變,優(yōu)化教學模式。
四、結(jié)語
運用信息技術(shù)有利于把需要引起注意的實驗現(xiàn)象凸顯分離,有利于教學目標的實現(xiàn)。物理學科中有很多實驗通常都伴隨有多種現(xiàn)象,教師要用科學的方式將某一現(xiàn)象凸顯出來引起學生重視,使得學生積極從中發(fā)現(xiàn)問題、思考分析問題、進而解決問題。信息技術(shù)可以將某一現(xiàn)象明顯化,如用加深不同現(xiàn)象的顏色突出實驗現(xiàn)象,這些都有利于學生觀察,提高課堂教學效率。
利用信息技術(shù)進行物理演示實驗,可以不受時間、空間、實驗儀器的限制,又具有操作方便、可視度高、信息容量大的特點??梢岳眯畔⒓夹g(shù)進行模擬實驗展示,將一些在現(xiàn)實環(huán)境下很難進行或者效果不明顯的實驗更好地完成,這樣使比較復雜的、抽象的物理現(xiàn)象或物理過程簡單化、具體化,便于學生形成感性認識,幫助學生加深對現(xiàn)象的記憶和知識的理解。
如在講授《天平測量固體或者液體的質(zhì)量》時,如果教師在講臺上做實驗,學生很難觀察清楚,而運用信息技術(shù)把這些實驗過程擴大化,使得學生能夠更加清楚地觀測到整個實驗過程。同時,對于一些關(guān)鍵的、學生沒有看清楚的實驗環(huán)節(jié),還可以利用信息技術(shù)展示給學生以便其多次觀察,這樣就大大提升了實驗教學的效果。又如在講《浮力》時,如果教師僅憑語言來為學生解釋浮力產(chǎn)生的原因,很多學生會感到困惑,因為對于中學生來說這是一個比較復雜的物理現(xiàn)象。
在此可借助信息技術(shù)進行展示:教師以動畫的形式為學生展示出一個浸沒在水中正在上浮的空心立方體,通過動畫模擬演示讓學生觀察四周和上下兩個面的形變程度,從而讓學生得出立方體在水中前后左右四個面所承受的壓力是相等的結(jié)論,而且在動畫展示中因上下兩面的壓力差使得立方體向上浮動的原因也顯得很直觀,這時再利用液體壓強公式推出浮力計算公式,學生就更易理解了。
二、在初中信息技術(shù)物理實驗教學中應用信息技術(shù)的注意事項
1.切莫運用信息技術(shù)模擬實驗替代學生動手實踐
運用信息技術(shù)模擬實驗有很多的好處,但是有些實驗技能、實驗體會只有讓學生親自動手才能感受到。因此,教師在進行模擬性實驗時一定要注意有所選擇。只有在學生動手實驗現(xiàn)象不明顯、效果不理想時,才可通過信息技術(shù)展示實驗,讓學生更易理解。另外,在數(shù)據(jù)處理方面,不能完全由信息技術(shù)取而代之,必須要讓學生處理數(shù)據(jù)的能力得到培養(yǎng)和發(fā)展。
2.運用信息技術(shù)時應注重學生探究能力的培養(yǎng)
只有學生積極主動地投入到學習活動中,才能收到良好的學習效果。運用信息技術(shù)時應更多注重引導學生自己提出問題、猜想與假設、分析與論證、評估、交流與合作。使用信息技術(shù)時不能太直接,該設問時要設問,該演示時才演示。
1.1用于實驗的計算機設備比較落后,零配件維修困難,實驗難于開展
因為電腦更新速度快,學院拆裝實驗室現(xiàn)有設備均為早期其他機房淘汰下來的落后設備,在實驗過程中一旦損壞很難在電腦配件市場上找到相同型號的配件。有些實驗如CMOS設置、硬盤分區(qū)、操作系統(tǒng)安裝、驅(qū)動程序安裝、注冊表修改等對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行影響較大,破舊機型的相關(guān)設置比較復雜,學生在實驗過程中很難找到合適的方法、驅(qū)動程序等,因操作不當輕則會損壞硬盤數(shù)據(jù),重則導致不能正常開機,嚴重影響了正常的教學秩序。另外,由于光驅(qū)老化、光盤劃傷嚴重導致實驗中斷,還容易挫傷學生的實驗積極性。因為機器運行緩慢,無法在規(guī)定的時間內(nèi)完成實驗,降低了教學的質(zhì)量和效率。
1.2實驗效果不好,計算機難以管理
部分實驗如操作系統(tǒng)的安裝、注冊表的修改、系統(tǒng)配置文件以及管理策略的修改等需要重啟計算機,而安裝了還原卡或還原軟件的計算機是不能達到實驗目的的。如果教師自己帶筆記本電腦上課,就會在每次實驗完成后影響到下一次開機使用,擾亂了正常的工作、學習。
1.3教師演示困難,學生觀察吃力
一部分實驗課的操作過程無法通過投影儀播放或使用凌波等電子教室軟件進行屏幕廣播來教學,不具備多媒體示范功能。比如CMOSE設置、硬盤分區(qū)、格式化、安裝操作系統(tǒng)等試驗,教師往往通過現(xiàn)場操作、講解,學生通過圍觀來學習,對于大班上課,授課效果比較差,學生得不到有效的實操訓練。
1.4虛擬機在教學中的應用
虛擬機是通過軟件將計算機硬盤和內(nèi)存的一部分虛擬成具有獨立的CPU、硬盤、內(nèi)存、聲卡、顯卡、網(wǎng)卡等功能的計算機的一種輔助技術(shù)。目前常用的有VirtualPC和VMware等虛擬機軟件,前者安裝快捷、操作簡單、占用空間少,后者專業(yè)化程度高、對多種操作系統(tǒng)平臺提供完美的支持、但操作起來相對復雜、占用空間較多,業(yè)內(nèi)較為推崇,可以說這兩種虛擬機平臺技術(shù)各有千秋。在我院的計算機教學中,我們先后引入了這兩種虛擬機平臺進行教學,收到了獨特的效果。在《計算機組裝與維護》課程中很多實驗都可以使用虛擬技術(shù)來實現(xiàn),例如:
1.5硬盤的分區(qū)與格式化
新購置的硬盤必須進行分區(qū)和格式化后才能正常使用,這是《計算機組裝與維護》課程的重要知識點。在虛擬機技術(shù)平臺中,分區(qū)和格式化更加直觀、真實。由于VMware對虛擬CD-ROM的支持,學生可以通過虛擬CD-ROM進入DOS系統(tǒng),使用fdisk命令、format命令、PQMagic、DM等軟件反復練習該部分實驗,效果較好。
1.6操作系統(tǒng)的安裝
硬盤格式化后,必須安裝操作系統(tǒng),使用VMware虛擬機完全支持MicrosoftWindows系列操作系統(tǒng)和Linux等操作系統(tǒng)。在虛擬機中,學生可以利用虛擬光驅(qū)使用鏡像文件(ISO格式的文件)安裝操作系統(tǒng),同時具有快速、簡便、不中斷等優(yōu)點,與真實的安裝無異。對需要重啟系統(tǒng)后才能使用的軟件,比如殺毒軟件、系統(tǒng)優(yōu)化設置等系統(tǒng)軟件的使用也同樣有效。如果安裝和使用時出現(xiàn)操作系統(tǒng)崩潰的情況,還可以通過復制、覆蓋虛擬硬盤文件的方式迅速解決問題,不必擔心對宿主機系統(tǒng)的破壞。另外,由于虛擬硬盤文件可以任意復制和轉(zhuǎn)移,這對于教師在不同地點授課以及機房管理人員批量配置學生機都提供了極大的方便。
1.7修改CMOSE參數(shù)
CMOSE參數(shù)的設置也是學生學習的重點知識之一,但是這部分實驗對系統(tǒng)影響極大,設置不當可能會導致開機故障,同時教師在講解時也無法在投影機上顯示出來,不利于教學。使用虛擬機后,學生可以放心大膽地做BIOS的設置實驗,通過不斷地練習熟悉BIOS界面和各種配置,而不必擔心設置錯誤導致故障,而且教師可以將整個設置過程利用屏幕錄制為AVI視頻文件分享給學生,這樣就實現(xiàn)了BIOS設置狀態(tài)下視頻制作的難題。
1.8系統(tǒng)備份和恢復
系統(tǒng)備份與還原在《計算機組裝與維護》課程中應用廣泛,其中賽門泰克公司的Ghost軟件是常用的一個工具軟件,我們要求學生必須掌握其使用方法。該軟件功能強大,可以對硬盤進行分區(qū)、分區(qū)及整盤的備份和還原以及網(wǎng)絡克隆,速度快但操作危險性很高,稍有不慎就會造成數(shù)據(jù)毀壞,引入虛擬機后學生可以反復練習操作而不必擔心影響宿主機的系統(tǒng)。
1.9測試計算機病毒
在虛擬環(huán)境中,我們可以將虛擬的CPU、寄存器、硬件端口用調(diào)試軟件傳送病毒程序,通過觀察寄存器和端口的變化,加深學生對病毒程序運行過程的理解。在虛擬機中進行此類實驗,無需擔心計算機的數(shù)據(jù)安全性,而實驗效果和真機上的效果是一樣的。通過觀察研究,學生可以詳細了解病毒的工作原理,提高了病毒查殺能力。
2結(jié)論
本導盲系統(tǒng)主要由單片機控制電路,太陽能供電電路,以及報警裝置等組成。系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框見圖2。
1.1單片機控制電路單片機控制電路主要由單片機進行控制,包括超聲波發(fā)射電路與接收電路,其電路圖見圖3。其中stm32f103為單片機,TVG為時間電壓增益控制器,PreAmpH和PreAmpL分別為高頻通道和低頻通道的前置放大器,BPH和BPL分別為高低頻通道帶通濾波器。單片機控制電路采用收發(fā)一體式的超聲波傳感器。當單片機接到啟動命令后,立即從I/O口發(fā)送出一串頻率約為40KHz的高頻信號,而后發(fā)送出一串頻率約為25KHz的低頻率信號,同時計時器開始計時,這兩種頻率的信號被功率放大后,推動超聲波換能器發(fā)出兩種頻率的超聲波。發(fā)出的超聲波遇到障礙物反射后,形成回波,回波經(jīng)由前置放大、帶通濾波及檢波后,形成高頻回波脈沖和低頻回波脈沖。由于高頻聲波先發(fā)出,對同一目標,高頻回波脈沖先到達接收器,因此用高頻超聲波探測近距離的目標;而遠處的目標由于高頻超聲波被空氣吸收而大幅衰減,所以回波只有低頻聲波?;夭ㄐ盘杺鞯絾纹瑱C后計時器停止計時,通過發(fā)射接收超聲波的時間差就可計算出障礙物的距離。由于溫度對超聲波傳播的影響較大,因此還必須及時對聲速進行修正??諝庵新曀倥c溫度的關(guān)系為。因此需要在上述超聲波發(fā)射接收電路中加入一個數(shù)字溫度傳感器Ds18B20,實時檢測環(huán)境溫度,并將通過傳感器將測得的溫度T轉(zhuǎn)化為一個與其成正比的頻率信號f,傳至單片機處理后來修正聲速,從而使測得的距離更精確。
1.2供電裝置供電模塊由太陽能電池板、太陽能控制器以及可充電的鎳氫蓄電池等組成。將太陽能電池板置于導盲儀外部,產(chǎn)生的直流電為主控制電路供電,并將多余電量貯存在蓄電池中。目前常用的太陽能電池為硅太陽電池,其工作原理是:當入射光能量大于硅的禁帶寬度時,會在其內(nèi)部形成電子-空穴對,在結(jié)電場的作用下,大部分光生空穴被推到P區(qū),而光生電子被推到N區(qū)。隨著太陽光的不斷照射,光生電子和空穴會在N區(qū)和P區(qū)不斷積累,從而在兩側(cè)產(chǎn)生一個穩(wěn)定的電位差,即光生電動勢。太陽能供電模塊工作框圖見圖4。
1.3報警裝置報警裝置采用HYV040語音芯片,它是一款功能強大的語音編程芯片,抗干擾能力強,性能穩(wěn)定,具有自動節(jié)電控制功能,將導盲儀的所有探測距離需要播放的語音(如“前方障礙物距離為1米”)按不同結(jié)果錄制好,通過語音芯片配套的語音編程軟件直接下載到OTP存儲器中永久儲存。將經(jīng)過單片機計算出的障礙物距離傳至語音芯片,芯片中的程序根據(jù)檢測數(shù)據(jù)的處理結(jié)果判斷并選擇要播放的語音段,并將聲音信號送到輸出端,通過揚聲器來播放障礙物距離。
2軟件設計
該導盲儀的軟件設計主要由主程序、超聲波發(fā)射接收子程序和數(shù)據(jù)處理子程序等組成,其控制核心為stm32f103單片機。單片機控制超聲波傳感器先發(fā)射10~16個完整波形的高頻超聲波,然后發(fā)射4~8個完整波形的低頻超聲波,并啟動定時器定時,當檢測到高頻或低頻回波時計時器停止計時,讀取時間差。同時溫度傳感器將檢測的環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化成頻率信號傳至單片機以修正聲速,從而計算出障礙物的距離。探測結(jié)果傳至語音芯片,判斷并選擇要播放的語音段,播放障礙物距離以提醒盲人。
3聲場模擬分析
超聲波聲場即充滿超聲波的空間,超聲場中的聲壓分布可以反映超聲波的聲場特性。超聲波某一點在某一瞬間所具有的壓強與超聲波聲場不存在時同一位置的靜態(tài)壓強之差稱為該點的聲壓。為研究不同頻率的超聲波傳播時的超聲場分布情況,用水作為傳播介質(zhì),采用直徑12mm的超聲波換能器,利用matlab軟件對不同頻率的超聲波聲場進行仿真,得到的聲壓分布圖見圖6。從圖6中可以看出,頻率高的超聲波輻射范圍小,但聲能集中在中心軸線的能力提高,測量精度高,因此適用于探測近處的物體。而頻率低的超聲波輻射范圍廣,可以到達遠處目標,因此可以用來探測遠處的物體。
4結(jié)論
1.1復雜隱蔽性
在整個巖土工程結(jié)束后,要經(jīng)過一段很長的時間后才能進行對工程的驗收,這就使處于隱蔽條件下的巖土工程項目的有些問題和隱患被隱藏了下來。當進行工程驗收時,已經(jīng)很難再進行改進和處理,其中包括了對地下的連續(xù)墻、樁基、地基的等相關(guān)工程的處理。而且,這些都是在巖土下進行完工的,具有一定的復雜和連帶性,這就要求整個巖土工程的技術(shù)要得到進一步的提高。有時在特殊情況下,還需要高科技手段來協(xié)助我們查找問題的所在。
1.2不確定性
由于在勘查巖土工程的過程中,我們并不能完全對整個巖土的情況進行掌握和了解,這就使整個巖土工程的施工充滿了不確定的因素。并且,隨著時間、氣候和整個環(huán)境的變化,都可能對整個巖土的結(jié)構(gòu)造成影響和改變,這也給巖土工程帶來了困難,使之不易進行操作。從而導致在巖土工程的勘查報告中,現(xiàn)場的數(shù)據(jù)掌握會存在一定的變化和不確定性,使整個施工增加了難度和影響。這就要求我們對于那些不能掌握、不能進行詳細研究的數(shù)據(jù)和巖土的結(jié)構(gòu),進行一定的參數(shù)化解。在施工的過程中,我們也要對掌握的數(shù)據(jù)參數(shù)進行不斷的修改和調(diào)整。因為,巖土本身的變化和不斷修改的參數(shù),都是存在不確定性的,這對于整個巖土工程又增加了難度和要求,這不僅是要不斷的適應巖土本身的物理變化,而且也要不斷的、反復的對設計進行修改和調(diào)整,這些對于巖土工程都是不小的挑戰(zhàn)。
1.3不穩(wěn)定性
由于我國的地質(zhì)特征存在很多特殊的地方,這就需要我們在巖土施工時要結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況和實際巖土質(zhì)量進行每一步的操作。并且在整個巖土工程的施工過程中,要注意在鎖口管、地下連續(xù)墻、樁基等部分,這些都是我們的難點和重點,這就要求我們要有高質(zhì)量的技術(shù)作為保證,才能使整個工程得以順利開展。在鎖口管、吊車控制、吊車位置掌握等方面,如果哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了不穩(wěn)定性或者偏移情況,都會對整個施工造成巨大影響和重大損失。而且,在施工的過程中,會出現(xiàn)很多突發(fā)的問題和難題,如,在巖土工程中會面臨巖溶地帶等特殊地質(zhì)地帶,隨之就會出現(xiàn)塌孔埋鉆、漏水等難點問題,這些都是在施工的過程中應該考慮到的不穩(wěn)定性的因素。
2巖土工程施工技術(shù)中的難點及對策分析
2.1面對溶洞厚度較小的情況
當溶洞的厚度較小,承重能力較弱時,我們可以利用優(yōu)質(zhì)泥漿護壁對第四系的覆蓋層進行填充和加厚。通過多次反復的對表層進行緊密的填充和加厚,并且對巖面采用鋼護筒壓實的方案,通過這樣的途徑可以有效的避免塌方等現(xiàn)象的出現(xiàn)。
2.2面對特大溶洞的情況
若在施工過程中,面對特大溶洞時,我們可以將使用單雙層交替的鋼護層對其進行成孔的操作。如若遇到溶洞漏漿發(fā)育完全的孔,我們可以使用堆積片石和粘土進行填充。
2.3鋼護筒的作用和施工難點的整體應對方案
在面對多個難點和困難時,尤其是在巖溶性樁基的施工中,需要不同層數(shù)的鋼護筒發(fā)揮著不同的作用??梢猿浞值睦娩撟o筒的維護和護理作用,對覆蓋層進行不同層次和不同特點的應對處理,將鋼護筒的保護作用運用到做大限度。我們采取在裂縫中灌入大量的泥漿用以保護樁基施工中溶洞不會出現(xiàn)裂縫和塌方,也是通過這種方式方法實現(xiàn)鋼護筒的保護作用。我們采用在注入泥漿的同時,在裂縫周圍不斷填充粘土和片石,用來堅固溶洞,直到泥漿不再泄露為止。在撈渣后將混凝土迅速澆筑溶洞裂縫中,這種方法也是我們保證溶洞安全的必要選擇之一。在地下連續(xù)墻的控制技術(shù)難點問題上,我們一方面要保證泥漿的制作質(zhì)量,一方面也要保證施工人員的操作過程和操作環(huán)節(jié)的規(guī)范。因為,新制作的泥漿不一定完全符合現(xiàn)在合成槽的需求。在施工人員操作問題上,我們不僅要對其進行嚴格的監(jiān)控,更要結(jié)合科學有效的解決方案,才能將整個巖土工程的施工得以安全順利進行。在進行攪拌泥漿時,我們也要選擇用膨潤土或純堿類的材料。不同的材料,不同的比例都會對成分造成控制和影響,從而導致抑制材料的利用情況。我們要嚴把質(zhì)量關(guān)、過程關(guān),如果工作人員不能在泥漿的制作過程中按其要求的步驟、設計專項進行嚴格的操控和全面規(guī)劃,這就會導致整個施工與實際情況的不符合,甚至發(fā)生沖突,導致出現(xiàn)整個施工進程的停滯和懈怠。嚴把質(zhì)量操作關(guān),是我們一直堅守的工作要求準則,只有與實際相結(jié)合,考慮施工的水文和地質(zhì)條件等因素,在質(zhì)量和操作上精益求精,才能使整個工程得以順利進行。
3結(jié)束語
在眾多的圍堰項目中,土圍堰的使用幾率非常大。接下來具體的分析它的特征和使用區(qū)域。在開展水利項目建設工作的時候,此類圍堰一般適合用到水流的速度不是很快,水的深度低于兩米,透水能力不是很高的河流之中。在具體的開展建設工作的時候,此類項目主要是借助于項目本身的重力以來提升它的強度的。不過,如果河床是砂土的話,為了增強穩(wěn)定性,避免塌陷,就必須合理的選擇圍堰的種類。工作者在使用圍堰開展建設工作的時候,必須認真對待如下的內(nèi)容。第一,假如項目的上方寬度超過一米低于兩米的話,工作者可以借助行管的設備來進行地基的挖掘工作。第二,為了保證后續(xù)的項目開展順暢,保證施工的品質(zhì)良好,工作者在修建圍堰之前的時候,必須把下方的雜物都清理好。第三,在具體的開展建設的時候,為了保證密度,最好是選擇黏土,而且在完工之后要使用機械對其合理的夯實處理。
2木板樁圍堰
特征以及使用區(qū)域簡述:在水利項目的建設過程中,此類圍堰常常被用到方便獲取木材的地方。因為這種項目需要使用非常多的木材,因此在具體的開展建設工作的時候,為了減少投入,保證項目正常開展,在附近區(qū)域可以建設此類圍堰。除此之外,工作者在進行建設工作以前的時候,還必須認真分析河床的透水能力,以及水流的速度等。其一般適合用到流速為每秒一米到五米,水體深度不超過五米的地方。施工工藝簡介:通常來講,在開展此類建設工作的時候,為了提升效益,確保板縫的密度合理,工作者必須把兩三塊木板拼湊到一起,進而插打。假如在安裝的時候木板太短的話為了確保項目能夠正常開展,工作者可在水表面或是地表布置一個導框。假如木板樁太長的話,為了確保工作能夠順暢開展,就要在其中設立兩個導框。帶明確實際的方位并且做好插打施工以后才可以進行安裝活動。在插打以及合攏的時候,我們通常按照分塊的方式來處理,或是先插后打。雖說分塊方法的效果有,不過它的合攏性不是很好,而且無法控制品質(zhì)。先插后打的措施雖說可以確保合攏良好,不過它的速度非常慢。
3雙壁鋼圍堰
特征和使用區(qū)域簡述:如果工作者在工作的時候發(fā)現(xiàn)水體非常深的話,我們就可以使用雙壁鋼圍堰。在具體的使用該項工藝之前的時候,工作者必須結(jié)合項目的實際狀態(tài)明確圍堰的規(guī)模,進而才可以開展后續(xù)的建設工作。此類技術(shù)是一種全新的施工工藝,它的環(huán)保性能較好,效率也非常高,除此之外穩(wěn)定性好,非常受人們的青睞,施工工藝。雙壁鋼圍堰的施工要點如下:第一,為了保證清基和順利鉆孔,鋼殼的刃腳應全部穩(wěn)妥地支承于巖面上。第二,鉆孔護筒頂面應比封底混凝土面高出。下端應與基巖面接近,并與其串聯(lián)固定連成整體。當封底混凝土灌注完畢后,由潛水員在水下拆除連接螺栓并將固定支架吊出水面。第三,可以在墩身混凝土筑出水面后拆除雙壁鋼圍堰的上部,均可在圍堰內(nèi)切割,外壁在灌水后在水中切割,內(nèi)壁在無水的情況下切割。
4鋼板樁圍堰
特征和使用區(qū)域簡述:如果水體的深度超過了五米,而且河床是砂土或是其他的透水能力較好的土層,無法使用別的類型的圍堰的話,我們可以使用鋼板類型的??筛鶕?jù)需要修筑成構(gòu)體"單層和雙程式,或者可以根據(jù)實際需要將鋼板樁圍堰可作成矩形或圓形。矩形圍堰的角樁沒有現(xiàn)成的角樁板樁,需要把一塊鋼板截開為兩個半塊并在中間加一根角鋼鉚接或焊接。施工工藝:鋼板樁圍堰的施工中有以下幾點應該特別注意:第一,打樁機具的選擇。打樁機具的選擇主要包括兩部分,分別是打樁錘和打樁架。打樁錘的重量一般大于樁重,這樣能保證打樁效率高,且樁尖與樁頭不被打壞。第二,圍囹安裝。安裝圍囹時應對其進行測量定位。當水中圍囹距離已成橋墩或岸邊較遠者,可采用前方交會法進行定位。第三,鋼板樁插打。鋼板樁可采用全圍囹組插合攏后再逐步打和逐塊插打兩種方法。為了加快速度,可令樁架只負責打樁,另用一臺吊機或者一艘吊船來承擔吊樁工作??刹捎猛饧訉Э虻拇胧﹣肀WC鋼板樁插打順利合攏。第四,防滲漏措施。如果出現(xiàn)了滲漏問題的話,我們可以在撒一些碎屑之類的物質(zhì),這樣水在流經(jīng)此處的時候就能夠?qū)⑦@些物質(zhì)帶到下方的縫隙里面,進而起到了封堵的意義。除此之外還可以使用棉絮等在里面封堵。最后,將板樁去除。通常應該在去除之前的時候,把水下方或是基坑里面的支撐體系去除,為確保工作者的安全,在拆除的時候必須做好防范活動。
5套箱圍堰
特征和使用區(qū)域簡述:當遇到深水且流速為平坦的巖石河床且無覆蓋層的情況下,可以采用套箱圍堰。套箱圍堰分無底套箱和有底套箱,淺水部位可采用無底套箱,深水部位可采用有底套箱。套箱可用鋼板"木材或鋼筋混凝土制作,并在內(nèi)部設相應材料的支撐。施工工藝:首先,測量組放線。在平臺拆除以后,搭設上導梁及內(nèi)支撐。對上導梁牛腿抄平,安裝上導梁"并與牛腿焊接定位,安裝內(nèi)斜撐,并用相同的方法安裝下導梁。然后,第一次下插模板并合攏,水下安裝斜拉桿。進行拋填粗砂及砂袋維護并布置導管。接下來,灌注水下封底混凝土,套箱止水與封底處理。最后,割除設計樁頭標高以上的鋼護筒并安裝下導梁內(nèi)斜撐。綁扎預埋墩身鋼筋"承臺鋼筋和接地鋼筋并澆筑承臺混凝土。
6結(jié)束語
關(guān)鍵詞:路基挖方;開挖方法;注意事項
1路基挖方施工特點
路基挖方又稱為路塹是路基工程施工中的一個重點。尤其在山嶺重丘地區(qū)修建高等級公路,挖方路基常常是控制工程進度的關(guān)鍵。公路建成通車后,挖方段又是養(yǎng)路部門養(yǎng)護的重點。由于挖方路塹是由天然地層構(gòu)成的,天然地層在生成和演變的長期過程中,一般具有復雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。處于地殼表層的挖方路塹邊坡施工中受到自然和人為因素包括水文、水文地質(zhì)、地面水、氣候、地貌、設計與施工方案等的影響,比路堤邊坡更容易發(fā)生變形破壞。
路基出現(xiàn)的病害大多發(fā)生在路塹挖方地段上,諸如滑坡、崩坍、落石、路基翻漿等。路基大斷面的開挖施工,破壞了原有的山體平衡,以及地下、地表水體的平衡,如果施工方案選擇不合理,邊坡太陡,棄方堆棄太近,草坡栽種、護面鋪砌及擋土墻施工不及時,排水不良等都會引起路塹邊坡失穩(wěn)、滑坡,嚴重時甚至影響整個工程進度,這是挖方路基施工中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。施工人員應從設計審查、施工方案選擇、現(xiàn)場地質(zhì)水文調(diào)查多方面把關(guān),切實搞好挖方路基施工。
2路基挖方施工前準備工作
2.1測量放樣。施工恢復定線測量及施工放樣是施工準備階段的主要技術(shù)工作,承包單位根據(jù)設計圖紙、監(jiān)理工程師書面提供的各導線點坐標及水準點標高進行復測,閉合后將復測資料交監(jiān)理工程師審核。承包人應根據(jù)監(jiān)理工程師批準的定線數(shù)據(jù)進行施工放線。按規(guī)范中規(guī)定,路基施工前,應根據(jù)設計圖、施工工藝和有關(guān)規(guī)定恢復的路線中線樁、釘出路基用地界樁、路塹坡頂、邊溝、取土坑、護坡道、棄土堆等的具置樁。道路中線樁直線部分每20m一個,每100m設一個永久性固定樁,曲線的起點、終點、圓緩點、緩圓點都應設置固定樁。在中線樁施測后,進行橫斷面測量,然后根據(jù)路基橫斷面圖及實測標高進行邊樁放線。在挖方斷面的坡頂點位置上,釘挖斷面的邊樁,一般在距邊樁一定距離的外方,設栓(護)樁,以備邊樁丟失后及時恢復。
2.2施工前的復查和試驗。路基施工前,施工人員應對路基工程范圍的地質(zhì)水文情況進行詳細調(diào)查,通過取樣試驗確定其性質(zhì)和范圍,并了解附近既有建筑物對特殊土的處理方法。對有巖石的地段要掌握巖層風化、龜裂程度,巖層的層理、節(jié)理、片理狀態(tài),對于易崩塌地帶的斷層和地質(zhì)變化區(qū)段的情況尤應給予特別的重視。
土工試驗取樣一般按設計文件提供的資料每一種土類取樣不少于三組;也有按樁號取樣進行土工常規(guī)或試驗的。并按照《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ033-95)規(guī)定,挖方、借土場用做填料的土應該進行的試驗項目,其試驗方法按《公路土工試驗規(guī)程》(JTJ051-93)辦理。
2.3開挖前路塹的排水設施。由于水是造成路塹各種病害的主要原因,所以不論采取何種開挖方法,均應保證開挖過程中及竣工后的有效排水。
(1)在路塹開挖前做好截水溝,分層開挖時應修建臨時排水溝。(2)臨時排水設施與永久性排水設施相結(jié)合,流水不得排于農(nóng)田、耕地,污染自然水源,也不得引起淤積和沖刷。(3)路塹施工時應注意經(jīng)常維修排水溝道,保證流水暢通。滲水性土質(zhì)或急流沖刷地段的排水溝應予以加固,防滲防沖。水文地質(zhì)不良地段,必須嚴格搞好塹頂排水。(4)引走一切可能影響邊坡穩(wěn)定的地面水和地下水,在路塹的線路方向上保持一定的縱向坡度(單向或雙向)以利排水。
3路塹的開挖
土方地段的挖方路基施上標高,考慮因壓實而產(chǎn)生的下沉量,下沉量的數(shù)值由試驗室確定。路基頂面以下80cm的壓實度,要達到95%,嚴格按JTJ051-93《公路土工試驗規(guī)程》重型擊實法進行檢驗。不符合要求時,采取壓實或其它措施進行處理,并報監(jiān)理上程師批準。
3.1開挖原則。(1)按設計坡比分層開挖,每層開挖深度應根據(jù)機械修整邊坡的便利程度確定。(2)軟土天然層開挖應考慮棄土外運問題,保證開挖現(xiàn)場的便道暢通,合理組織現(xiàn)場交通,并結(jié)合本單位的運輸設備噸位考慮。(3)石方爆破作業(yè)以小型及松動爆破為主,嚴禁過量爆破。對坡面2m范圍內(nèi)采用光面爆破和預裂爆破技術(shù)。(4)路塹開挖應采用"橫向分層、縱向分段、兩端同步、階梯掘進"的方式有序進行。(5)注重開挖現(xiàn)場文明施工,保證施工有序,安全生產(chǎn),文明施工。
3.2路塹的開挖方法。土方路塹開挖根據(jù)路塹深度和縱向長度,開挖方式可以分為橫挖法、縱挖法及混合式開挖法三種。
(1)橫挖法。對路塹整個橫斷面的寬度和深度從一端或兩端逐漸向前開挖的方式稱為橫挖法或一層橫向全寬挖掘法,適用于開挖深度小且較短的路塹。多層橫向全寬挖掘法適用于開挖深而短的路塹,土方工程數(shù)量較大時,各層應縱向拉開,做到多層、多方向出土,可安排較多的勞動力和施工機械,以加快施工進度。每層挖掘深度根據(jù)工作方便和施工安全而定,人力橫挖法施工時,一般1.5~2.0m;機械橫挖法施工時,每層臺階深度可加大到3m~4m。橫挖法適用于機械化施工,以推土機堆土配合裝載機和自卸車運土較為有利,邊坡修整和施工排水溝由人力與平地機修刮完成。(2)縱挖法。分層縱挖法:沿路塹全寬以深度不大的縱向分層挖掘前進的作業(yè)方式稱為分層縱挖法,本法適用于較長的路塹開挖。施工中當路塹的長度較短(不超過100m),開挖深度不大于3m,地面較陡時,宜采用推土機作業(yè),其適當運距為20~70m,最遠不宜大于100m,當?shù)孛鏅M坡較平緩時,表面宜橫向鏟土,下層的土宜縱向推運:當路塹橫向?qū)挾容^大時,宜采用兩臺或多臺推土機橫向聯(lián)合作業(yè);當路塹前傍陡峻山坡時,宜采用斜鏟堆土。通道縱挖法:沿路塹縱向挖掘一通道,然后將通道向兩側(cè)拓寬,上層通道拓寬至路塹邊坡后,再開挖下層通道,按此方向直至開挖到挖方路基頂面標高,這是一種快速施工的有效方法,通道可作為機械通行、運輸土方車輛的道路,便于土方挖掘和外運的流水作業(yè)。分段縱挖法:沿路塹縱向選擇一個或幾個適宜處,將較薄一側(cè)路塹橫向挖穿,將路塹在縱方向上按樁號分成兩段或數(shù)段,各段再縱向開挖。本辦法適用于路塹過長,棄土運距過遠的傍山路塹,或一側(cè)的塹壁不厚的路塹開挖,同時還應滿足其中間段有經(jīng)批準的棄土場、土方調(diào)配計劃有多余的挖方廢棄的條件。(3)混合式開挖法。即將橫挖法與通道縱挖法混合使用,適用于路塹縱向長度和挖深都很大時,先將路塹縱向挖通后,然后沿橫向坡面挖掘,以增加開挖坡面。每一個坡面應設一個機械施工班組進行作業(yè)。
3.3開挖過程注意事項。(1)做好塹頂截排水,并隨時注意檢查。臨時排水設施與永久性排水設施相結(jié)合。(2)開挖過程中,派專人仔細調(diào)查開挖坡面穩(wěn)定情況,發(fā)現(xiàn)問題及時加固處理,同時做好地下設備的調(diào)查和勘察工作。(3)加強測量控制,邊坡隨開挖隨成型,保持邊坡平順。(4)雨季開挖土路塹時,分層進行開挖,每層底面設大于1%的縱坡,挖方邊坡沿邊坡預留30cm厚,待雨后再整修到設計邊坡線,開挖路塹在距基頂面30cm時停止開挖,待雨季后再挖到設計標高。(5)冬季施工時,開工未挖完的土質(zhì)路塹、基坑時,將開挖面表層翻松30~40cm,耙平作為保溫層防凍;已開挖完的,表層預覆松土或草袋上覆松土,待繼續(xù)施工時再清除。土方開挖完畢,立即施工上部結(jié)構(gòu),防止基底凍結(jié);如有工藝間歇,按冬季防護辦法處理。(6)土方開挖時,對地下管線、纜線、文物古跡和其他構(gòu)造物做好妥善保護。在居民區(qū)附近開挖土方時,采取有效措施保證居民及施工人員的安全,并為附近居民的生活提供有效的臨時便道或便橋。(7)土方地段的路床頂面標高,考慮因壓實而產(chǎn)生的下沉量,其值由實驗確定。路床頂面以下30cm的壓實度不小于95%。(8)對有石方爆破的路基挖方施工,應設立警戒線,安全標牌齊全,并設專業(yè)人員監(jiān)督管理,以保證生產(chǎn)和生活安全。
參考文獻
[1]鄧學均.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,1999.