城市地下空間工程防災(zāi)減災(zāi)課程教學(xué)探討

汪海波 徐穎

[摘 要]防災(zāi)減災(zāi)是城市地下空間工程的專業(yè)基礎(chǔ)課程。城市地下空間工程防災(zāi)減災(zāi)課程教學(xué)根本目的在于，使城市地下空間專業(yè)的本科學(xué)生掌握災(zāi)害的成因、致災(zāi)機(jī)理和防治對策，為今后的地下空間工程設(shè)計(jì)、施工和管理打下良好的基礎(chǔ)，適應(yīng)工程建設(shè)和時(shí)代發(fā)展的需要。

[關(guān)鍵詞]城市地下空間工程 防災(zāi)減災(zāi) 教學(xué)

[中圖分類號(hào)] G642[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 2095-3437（2015）07-0129-03

城市地下空間工程是現(xiàn)代城市緩解城市擴(kuò)張用地的限制及人口居住壓力的有效手段，地下車庫、地鐵、地下商業(yè)街等地下空間工程建設(shè)如火如荼。在地下空間工程帶來舒適、便捷的同時(shí)，各地地下空間工程建設(shè)和使用過程中所發(fā)生的災(zāi)害和事故也日益增多，如深基坑工程的塌方、地鐵施工造成的地面沉降和塌陷、城市內(nèi)澇等。因此，加強(qiáng)城市地下空間工程防災(zāi)減災(zāi)課程教學(xué)對提高學(xué)生對地下空間工程災(zāi)害的認(rèn)識(shí)、增強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)具有積極意義，也為職業(yè)生涯中工程安全提供良好的基礎(chǔ)。

一、課程設(shè)置的必要性

（一）滿足城市地下空間工程專業(yè)本科生培養(yǎng)的需求

城市地下空間工程專業(yè)是教育部根據(jù)我國城市發(fā)展的趨勢和當(dāng)前城市地下工程人才匱乏的實(shí)際情況而設(shè)立的新專業(yè)，主要培養(yǎng)掌握城市地下工程勘察、規(guī)劃、工程材料、結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)、施工組織和工程概預(yù)算、工程監(jiān)理等方面的基本技術(shù)和知識(shí)，具備從事城市地下空間工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、研究、開發(fā)利用、施工和管理能力的高級技術(shù)人才。城市地下空間工程防災(zāi)減災(zāi)課程的設(shè)置，需遵守“重基礎(chǔ)、寬口徑、淡化專業(yè)”的教育理念，讓城市地下空間工程專業(yè)的畢業(yè)生了解和掌握防災(zāi)減災(zāi)的基本原理、常見災(zāi)害及其類型、防治對策等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生在今后職業(yè)生涯中對各類災(zāi)害的應(yīng)變與處理能力。

（二）提高城市地下空間工程專業(yè)本科生的災(zāi)害意識(shí)

面對災(zāi)害時(shí)的無知是人類生存的最大災(zāi)害，國民的災(zāi)害意識(shí)是衡量一個(gè)國家文明進(jìn)步的標(biāo)志之一。就全球而言，日本是災(zāi)害教育開展得最好的國家之一，在阪神地震和“3.11”大地震中傷亡人數(shù)少即是很好的佐證。而在我國，公民災(zāi)害意識(shí)淡薄，如消防設(shè)施的損壞和救援通道的占用對火災(zāi)的救援帶來不便，眾多災(zāi)害和事故都是由野蠻施工和盲目施工造成的。因此，課程的開設(shè)對提高學(xué)生的災(zāi)害意識(shí)具有重要意義。

（三）提高城市地下空間工程的綜合防災(zāi)減災(zāi)水平

與城市地下空間相關(guān)的災(zāi)害種類眾多，有火災(zāi)、地震、爆炸、塌方、突水、突泥等。綜合防災(zāi)減災(zāi)水平的提高，要依靠人們對這些災(zāi)害的認(rèn)識(shí)，掌握其產(chǎn)生的原因、預(yù)防措施和治理技術(shù)等知識(shí)?，F(xiàn)在的學(xué)生是未來城市地下空間工程的管理者、建設(shè)者和設(shè)計(jì)者，提高其綜合防災(zāi)減災(zāi)水平，對今后城市地下空間工程災(zāi)害的預(yù)防、治理和綜合防災(zāi)減災(zāi)管理體制的建立具有積極推進(jìn)作用。

二、課程教學(xué)內(nèi)容

（一）土木工程防災(zāi)減災(zāi)的主要研究內(nèi)容

國內(nèi)高校防災(zāi)減災(zāi)工程與防護(hù)工程學(xué)科的研究內(nèi)容都是根據(jù)本校特點(diǎn)與特長，結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、建設(shè)進(jìn)行確定的，部分高校的研究內(nèi)容如下。

1.同濟(jì)大學(xué)防災(zāi)減災(zāi)工程與防護(hù)工程

該校以抗震減災(zāi)為主方向，包括地震作用下各類工程結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理、減震防災(zāi)及抗震加固技術(shù)、地面運(yùn)動(dòng)及地震波傳播特性、工程結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制理論及應(yīng)用、防護(hù)工程和城市綜合防災(zāi)減災(zāi)等方面。

2.解放軍理工大學(xué)防災(zāi)減災(zāi)工程與防護(hù)工程

解放軍理工大學(xué)屬于軍隊(duì)院校，因此防災(zāi)減災(zāi)都是與軍事相關(guān)的，如武器破壞效應(yīng)、人防工程的防護(hù)技術(shù)、陣地工程及新型材料的應(yīng)用、防護(hù)工程抗電磁毀傷、地下空間環(huán)境控制等方面，具有濃厚的軍事背景，有別于一般意義上的防災(zāi)減災(zāi)。

3.大連理工大學(xué)防災(zāi)減災(zāi)工程與防護(hù)工程

大連理工大學(xué)防災(zāi)減災(zāi)學(xué)科也是以工程結(jié)構(gòu)抗震減災(zāi)為主，包括工程結(jié)構(gòu)抗震理論和模型試驗(yàn)新技術(shù)、減震控制理論和技術(shù)、建筑的抗震設(shè)計(jì)等。

4.東南大學(xué)防災(zāi)減災(zāi)工程與防護(hù)工程

東南大學(xué)防災(zāi)減災(zāi)學(xué)科的主要方向?yàn)槎喔邔咏ㄖ拐鹄碚摷捌鋺?yīng)用，建筑結(jié)構(gòu)隔震、減震與振動(dòng)控制，工程結(jié)構(gòu)抗震加固防災(zāi)，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全性評價(jià)。

可見，由于我國建筑結(jié)構(gòu)抗震能力不足和多次地震所造成的重大人員傷亡，防災(zāi)減災(zāi)工程與防護(hù)工程的重要研究課題是工程結(jié)構(gòu)的抗震與減震，對于工程地質(zhì)災(zāi)害、地下工程事故災(zāi)害等重視不足。因此，城市地下空間專業(yè)本科生增加地下工程方面災(zāi)害的教學(xué)內(nèi)容，可提高其對災(zāi)害的認(rèn)識(shí)。

（二）現(xiàn)有防災(zāi)減災(zāi)教材的主要內(nèi)容

目前，與城市地下空間工程專業(yè)相近的土木工程專業(yè)可選擇的教材版本如表1所示。

上述教材中涉及的主要內(nèi)容有：建筑火災(zāi)與防火設(shè)計(jì)、地震災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、風(fēng)災(zāi)、水災(zāi)、爆炸災(zāi)害、雷電災(zāi)害、城市人民防空以及災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)等。

（三）城市地下空間專業(yè)防災(zāi)減災(zāi)教學(xué)內(nèi)容

綜上可見，土木工程一級學(xué)科下的防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程專業(yè)知識(shí)面很廣，有著很強(qiáng)的學(xué)科交叉性。城市地下空間工程作為土建學(xué)科的一部分，教學(xué)內(nèi)容與土木工程防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程具有一定的交叉性。因此，城市地下空間防災(zāi)減災(zāi)工程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)根據(jù)城市地下空間工程的特點(diǎn)，在防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程的基礎(chǔ)上突出自己的特色。由于城市地下空間工程專業(yè)是一個(gè)新的專業(yè)，目前尚未有正式出版的教材供教學(xué)使用，現(xiàn)有的教學(xué)都是在土木工程防災(zāi)減災(zāi)內(nèi)容的基礎(chǔ)上加入地下空間工程的災(zāi)害和事故內(nèi)容進(jìn)行的，如火災(zāi)的章節(jié)補(bǔ)充了地下工程火災(zāi)特點(diǎn)、隧道及地下工程防火設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

與地面建筑相比，地下空間工程在施工建設(shè)過程面臨不可預(yù)料的災(zāi)害更多，如涌水、突泥、塌方等。在安排課程內(nèi)容時(shí)，參照張慶賀主編的《隧道與地下工程災(zāi)害防護(hù)》中地下工程事故災(zāi)害的防護(hù)內(nèi)容，結(jié)合具體工程事故案例，對基坑工程、礦山法和盾構(gòu)法隧道、聯(lián)絡(luò)通道、凍結(jié)法施工等地下空間工程施工過程中可能出現(xiàn)的事故災(zāi)害進(jìn)行講授。

三、教學(xué)改革與實(shí)踐

（一）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

災(zāi)害的種類繁多，課堂教學(xué)中僅對常見多發(fā)的災(zāi)害進(jìn)行講授，不可能面面俱到。鼓勵(lì)同學(xué)們在學(xué)習(xí)課程講授內(nèi)容的同時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)和圖書資源，通過自主學(xué)習(xí)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，結(jié)合個(gè)人興趣，有選擇性地探索某一災(zāi)害的基本原理、成因、特點(diǎn)及其防治的對策和措施。

（二）教學(xué)內(nèi)容豐富

課程內(nèi)容體系建設(shè)是課程建設(shè)的重要組成部分，經(jīng)過調(diào)研和查閱文獻(xiàn)，形成了以下教學(xué)內(nèi)容體系：1.防災(zāi)減災(zāi)的基本原理和發(fā)展趨勢;2.地質(zhì)災(zāi)害及其防治;3.火災(zāi)及建筑防火;4.地震災(zāi)害及防震減災(zāi);5.洪災(zāi)及城市防洪;6.地下空間工程事故災(zāi)害;7.災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析與評價(jià);8.城市防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃。受學(xué)時(shí)限制，以地質(zhì)災(zāi)害、火災(zāi)、地震、地下空間工程事故災(zāi)害為講授的重點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前各自領(lǐng)域的最新成果、發(fā)展趨勢和典型案例進(jìn)行講解。授課時(shí)，圍繞“災(zāi)”進(jìn)行，由災(zāi)源到后果，再到應(yīng)對策略;注意分析多種災(zāi)害間因果關(guān)系，比較不同災(zāi)害成因與對策的異同，如滑坡與崩塌。

（三）教學(xué)方法多樣

為提高防災(zāi)減災(zāi)課程教學(xué)的生動(dòng)性和真實(shí)性，教學(xué)內(nèi)容涉及大量的災(zāi)害圖片、視頻等，因此采用多媒體結(jié)合板書教學(xué)，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。建立以學(xué)生為中心，以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式。

1.結(jié)合近期國內(nèi)外出現(xiàn)的災(zāi)害問題進(jìn)行講解和討論，如：①講授地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，結(jié)合2014年8月～9月我國重慶、貴州和湖北等地暴雨造成的滑坡、泥石流等災(zāi)害進(jìn)行授課;②學(xué)習(xí)地震災(zāi)害內(nèi)容時(shí)，結(jié)合2014年8月云南昭通市魯?shù)榭h、永善縣地震案例，講解地震成因、建筑結(jié)構(gòu)破壞倒塌機(jī)理和抗震減災(zāi)的措施。

2.結(jié)合自己參與的科研項(xiàng)目研究成果進(jìn)行授課?？蒲谢顒?dòng)與教學(xué)過程相互促進(jìn)，在科研活動(dòng)過程中，可以加深對專業(yè)知識(shí)的理解，使講課更為生動(dòng);而通過教學(xué)，可以發(fā)現(xiàn)科研存在的問題和研究方向。如筆者結(jié)合參與的煤系與巖溶地層隧道科研項(xiàng)目，講解煤系地層和巖溶地層隧道施工可能出現(xiàn)的災(zāi)害、造成的后果以及防治對策。

3.由于圖片、視頻的需要，教學(xué)全程采用多媒體設(shè)備，可以發(fā)布大量的信息，取得了良好的教學(xué)效果。平時(shí)注重教學(xué)素材的積累，形成了一個(gè)防災(zāi)減災(zāi)的素材庫，包括各類的火災(zāi)，汶川地震、日本“3.11”地震、玉樹地震等地震災(zāi)害，西南地區(qū)的滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害事故案例，美國“9·11”恐怖襲擊和各地的爆炸事件，城市內(nèi)澇、基坑坍塌和地鐵等工程事故案例，以及一些災(zāi)難性電影，如《2012》《Pompei》等。通過圖片、視頻等讓災(zāi)害重現(xiàn)，形象生動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，講授事故處理方法、程序、手段和經(jīng)驗(yàn)，使得學(xué)生具有處理災(zāi)害事故的基本能力。

四、結(jié)語

城市地下空間工程防災(zāi)減災(zāi)課程教學(xué)根本目的在于，使城市地下空間專業(yè)的本科學(xué)生掌握災(zāi)害的成因、致災(zāi)機(jī)理和防治對策，為今后的地下空間工程設(shè)計(jì)、施工和管理打下良好的基礎(chǔ)，適應(yīng)工程建設(shè)和時(shí)代發(fā)展的需要。本文從課程設(shè)置的意義、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了一定探索，期待與國內(nèi)同行交流，以促進(jìn)地下空間防災(zāi)減災(zāi)工程課程教學(xué)內(nèi)容體系和方法的不斷完善。

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]