王立平，呂小師，王云飛

河南理工大學(xué) 土木工程學(xué)院，河南 焦作 454000

“攻守關(guān)系”在巖土工程施工授課中的應(yīng)用

王立平，呂小師，王云飛

河南理工大學(xué) 土木工程學(xué)院，河南 焦作 454000

針對巖土工程施工授課過程中學(xué)生對諸多施工方法理解不深、把握不透的問題，從“攻守關(guān)系”的角度對巖土工程施工中常見的施工方法進(jìn)行歸類，得出結(jié)論：巖土工程施工事實(shí)上主要是解決“攻”和“守”的問題，是一種辯證統(tǒng)一的關(guān)系。本文旨在揭示巖土工程施工規(guī)律，提高學(xué)生對巖土工程施工方法的認(rèn)識和理解，并在面對具體施工問題時(shí)，能采用一種辯證的哲學(xué)思維來解決問題。

攻守關(guān)系；辯證統(tǒng)一；巖土工程

當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)大規(guī)模的開發(fā)利用地下空間的時(shí)代。地鐵、地下停車場、地下街、地下管廊、倉庫及電站等各種地下建筑物和構(gòu)筑物形式層出不窮。在這種大環(huán)境下，巖土或地下工程專業(yè)的學(xué)生獲得了更多的就業(yè)機(jī)會，但同時(shí)也對其專業(yè)素質(zhì)提出了更高要求。

在市場經(jīng)濟(jì)條件下，地下建筑產(chǎn)品不僅體現(xiàn)在體積龐大、費(fèi)用高、多方參與等諸多特點(diǎn)，而且稍有失誤，就會造成不可估量的后果，修復(fù)起來較為困難。但另一方面也應(yīng)該看到，任何事物在發(fā)展過程中總會遇到各種各樣的問題，巖土工程問題當(dāng)然也不例外。工程哲學(xué)是一種科學(xué)的思維方式，研究、學(xué)習(xí)并運(yùn)用工程哲學(xué)來指導(dǎo)實(shí)踐活動，對從事工程工作者尤為重要[1]。雖然巖土工程中遇到的工程問題可能會復(fù)雜一些，處理起來更棘手一些，但抓住問題的主要方面，或者貫穿主線，就能對所接觸的問題從宏觀上有所把握，加深認(rèn)識，繼而從細(xì)節(jié)處做細(xì)做好。工程問題的哲學(xué)意義之一，就是通過對工程問題的特殊性呈現(xiàn)給人類思維方式的變革提供一個(gè)契機(jī)[2]。

一、巖土工程施工教學(xué)過程中存在的問題和解決方法

對于巖土或地下工程專業(yè)的學(xué)生，筆者常發(fā)現(xiàn)其在學(xué)習(xí)巖土工程施工課程的過程中，往往對教師講授的相關(guān)施工方法理解不深，把握不透。有的學(xué)生甚至感覺施工方法包羅萬象，沒有主線可循，無從下手,學(xué)習(xí)起來有諸多不適，甚至對巖土工程其他相關(guān)課程的學(xué)習(xí)也失去了興趣。

筆者結(jié)合多年教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn), 總結(jié)出巖土工程施工問題，事實(shí)上主要就是解決“攻”與“守”的平衡問題。通過將“攻”和“守”的哲學(xué)辯證關(guān)系應(yīng)用到授課過程中，學(xué)生很大程度上提高了對巖土工程專業(yè)的認(rèn)識，學(xué)習(xí)興趣大大提高，對所接觸的施工問題不再感到茫然，課堂教學(xué)氣氛較為熱烈，學(xué)生甚至對其他相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，也能夠用辯證的思維進(jìn)行學(xué)習(xí)和分析問題。

二、對巖土工程施工課程教學(xué)內(nèi)容的幾點(diǎn)認(rèn)識

1.巖土和地下結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了巖土施工方法的多樣性

巖土工程和地面工程有極大的不同。巖土本身性質(zhì)就很復(fù)雜，本構(gòu)關(guān)系尚未完全清楚，再加上地下水、瓦斯、地壓、地?zé)嵋约暗叵陆Y(jié)構(gòu)形式的復(fù)雜程度等各種因素的綜合影響，導(dǎo)致工程中遇到的問題復(fù)雜多樣，隨之帶來的施工方法也是靈活多變，有的解決起來有一定的難度。這是許多學(xué)生對巖土或地下工程專業(yè)學(xué)習(xí)望而卻步的主要原因。

2.巖土工程施工主要解決“攻守關(guān)系”問題

巖土作為一種固體介質(zhì)，要利用其為人類服務(wù)，必然要進(jìn)行開挖作業(yè)，也就是所謂的“攻”；而另一方面，由于開挖，巖土介質(zhì)受到人為或機(jī)械擾動，土中應(yīng)力重新分布，由最初的平衡態(tài)轉(zhuǎn)為非平衡態(tài)，必然會造成工程周圍巖石與土發(fā)生變形，甚至引起塌方，帶來安全方面的問題。因此必須進(jìn)行支護(hù)，也就是所謂的“守”。開挖與支護(hù)，也就是“攻守關(guān)系”問題，可認(rèn)為是哲學(xué)中矛盾的兩個(gè)方面。

3.巖土工程施工的“攻守關(guān)系”是辯證統(tǒng)一的

開挖速度快，施工進(jìn)度可以大幅度提高，但過分強(qiáng)調(diào)開挖而忽視支護(hù)，勢必忽視安全，這很危險(xiǎn)。杭州地鐵為打造全國最快，甚至世界第一快的“杭州速度”，變更分段分層的開挖方法為大區(qū)段整體開挖來滿足工期要求，結(jié)果釀成了群死群傷的慘劇。而如果只過分強(qiáng)調(diào)支護(hù)，工程的安全和質(zhì)量當(dāng)然可以保證，但是勢必影響工期進(jìn)度，導(dǎo)致工程不能盡早地投入使用。同時(shí)開挖與支護(hù)兩者互相牽制，相互促進(jìn)，相輔相成。沒有開挖就沒有支護(hù)，開挖是為支護(hù)做準(zhǔn)備；合理的開挖才能有效地進(jìn)行支護(hù)，而有效的支護(hù)是為了下一步進(jìn)行更安全的開挖。只要工程中能做到“攻守關(guān)系”的平衡，工程才會得以保障順利進(jìn)行?！肮ナ仃P(guān)系”事實(shí)上是一種辯證關(guān)系，“攻”或“守”的平衡點(diǎn)找的不好，對工程的安全、質(zhì)量、造價(jià)以及進(jìn)度都會造成一定程度的影響。應(yīng)該說，工程哲學(xué)跟自然辨證法有著密不可分的聯(lián)系，是在自然辯證法的母體中孕育、成長起來的[3]。

三 、從“攻守關(guān)系”的角度對巖土工程常見的施工方法歸類

筆者特將巖土工程常見的施工方法進(jìn)行總結(jié)歸類，并進(jìn)行簡要對比，目的在于揭示巖土工程施工中體現(xiàn)的“攻守關(guān)系”問題，以便學(xué)生能夠以一種容易接受的方式認(rèn)識巖土工程的施工。

從筆者角度，巖土工程施工中的“攻守關(guān)系”問題可主要分為三類。

1.“先攻后守”，即開挖在前，支護(hù)在后

常見的基坑明挖法便屬于此類。遇到土或巖質(zhì)條件較好（或基坑稍淺），可直接或分段挖到基底，而后進(jìn)行基坑側(cè)壁的支護(hù)。

另外，山區(qū)隧道、煤礦巷道施工中傳統(tǒng)的礦山法也屬于此類，目前仍大規(guī)模采用。

“先攻后守”，意味著支護(hù)滯后于開挖，如此對工程地質(zhì)條件有較高要求。總的特點(diǎn)是工藝簡單，造價(jià)較低，同時(shí)開挖和支護(hù)需獨(dú)立占用時(shí)間，條件允許時(shí)，采用相隔一定距離的并行作業(yè)可以提高施工效率。

2.“邊攻邊守”，開挖與支護(hù)幾乎同時(shí)進(jìn)行

以下巖土工程施工中常涉及的盾構(gòu)同步注漿技術(shù)、頂管技術(shù)、沉井技術(shù)、泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)、鉆井技術(shù)、沉管灌注樁施工技術(shù)可歸為此類。

（1）盾構(gòu)同步注漿技術(shù)。

盾構(gòu)法施工時(shí)，依靠切削刀具破碎土體，開挖形成幾乎一個(gè)管片寬度的距離后，在盾尾進(jìn)行管片襯砌拼裝，隨著盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)，在管片襯砌與地層的間隙中進(jìn)行同步注漿。和傳統(tǒng)的礦山法相比，巖土沒有足夠時(shí)間發(fā)生變形，并盡早恢復(fù)了三向應(yīng)力平衡狀態(tài)，地面的沉降便非常小?？梢哉f，在城市地下修筑隧道，有條件的情況下，使用盾構(gòu)同步注漿技術(shù)是較為合理的。

（2）頂管技術(shù)。

頂管技術(shù)多用于進(jìn)水管、排水管、煤氣管、電纜管施工等市政工程。和盾構(gòu)法一樣，也是前端進(jìn)行土體開挖，而在后端進(jìn)行支護(hù)。只不過是進(jìn)行支護(hù)的結(jié)構(gòu)是管節(jié)，而非盾構(gòu)法中的管片，在某種程度上省去了管片拼裝的過程。

（3）沉井技術(shù)。

若將平巷里頂管技術(shù)所采用的“邊攻邊守”思想應(yīng)用到立井的施工中，便是沉井技術(shù)。目前諸多場合采用此技術(shù)，如沉井深基礎(chǔ)、水泵房、水池、地下油庫、地下車間、地下倉庫、地鐵、水底隧道的各種通風(fēng)井、盾構(gòu)拼裝豎井等。施工時(shí)依靠預(yù)制井壁的掩護(hù)，在井內(nèi)不斷挖土并借助筒體自重，克服井壁周圍土體摩擦下沉，并在地面逐段接長井壁直至井筒達(dá)到預(yù)定標(biāo)高。鑒于成井在施工過程中攻守兼?zhèn)涞奶攸c(diǎn)，在城市中甚至可貼近既有的建筑進(jìn)行施工。

（4）泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)。

在高層施工中，遇到土體較差，或土層含有地下水的情況，既能保證成孔，而同時(shí)保證孔壁不坍，泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)很好地解決了這個(gè)“攻守”問題。泥漿作為一種液體支撐，依靠一定的重度很好地穩(wěn)固了孔壁；同時(shí)，鉆頭切削的土體又能以液態(tài)的形式排出孔外，并通過清孔、下放鋼筋籠、混凝土置換泥漿的方式形成樁基。

（5）鉆井技術(shù)。

鉆井技術(shù)多用在煤礦立井特殊施工中，其基本思想與上述的泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)相同，是一種全機(jī)械化開鑿立井的施工方法。

（6）沉管灌注樁施工技術(shù)。

沉管灌注樁與泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)，均體現(xiàn)“邊攻邊守”思想，但與后者不同之處在于其支撐體系由泥漿變成了鋼套管。在成孔過程中，依靠鋼套管的護(hù)壁作用很好地防治了塌孔。

“邊攻邊守”的施工技術(shù)將“先攻后守”中開挖和所占用的獨(dú)立時(shí)間合二為一，在保證安全性和施工高效的同時(shí)，也極大程度地保證了工程質(zhì)量，對周圍環(huán)境影響程度較低，應(yīng)該大力提倡。

3.“先守后攻”，支護(hù)在前，開挖在后

工程中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件，可能做不到“邊攻邊守”。而采用“先攻后守”，對工程地質(zhì)條件要求相對較高。當(dāng)遇到地質(zhì)條件非常差時(shí)，工程顯然是無法進(jìn)行的。這時(shí)需采用超前支護(hù)，而后再進(jìn)行開挖的方法，即“先守后攻”。

工程中采用“先守后攻”施工的技術(shù)有“超前小導(dǎo)管法”、“超前錨桿法”、“注漿法”、“凍結(jié)法”、“地下連續(xù)墻法”、“立井帷幕法”等。這些方法的實(shí)質(zhì)都是在開挖之前，先提前進(jìn)行支護(hù)，繼而在施工環(huán)境得到安全保障的條件下進(jìn)行開挖施工。

上述三種歸類方法中，“攻”與“守”的先后關(guān)系主要取決于巖土的工程地質(zhì)條件及開挖尺度，在工程中如何處理好兩者關(guān)系考驗(yàn)著設(shè)計(jì)和施工人員的業(yè)務(wù)水平。

四、運(yùn)用“攻守關(guān)系”進(jìn)行巖土工程施工授課的好處

隨著人類社會的發(fā)展和進(jìn)步，巖土工程學(xué)科中的系統(tǒng)性、創(chuàng)造性和多元主義等各種哲學(xué)思想都不斷出現(xiàn)[4]。在筆者所講授的巖土工程施工課程中，將所涉及的巖土工程施工方法，結(jié)合哲學(xué)辯證的思想進(jìn)行歸納總結(jié)，起到了很好的教學(xué)效果。

（1）將“攻守關(guān)系”應(yīng)用到巖土工程施工的教學(xué)中，使繁雜的專業(yè)知識變得通俗易懂，學(xué)生容易且樂于接受。理解了巖土工程的各種施工方法中“攻”與“守”的辯證關(guān)系這一主線，便可從宏觀上理解巖土工程施工的課程特點(diǎn)，達(dá)到觸類旁通、舉一反三的效果。

（2）巖土工程施工可認(rèn)為是哲學(xué)中“矛盾的辯證統(tǒng)一”在巖土工程專業(yè)課中的具體運(yùn)用，學(xué)生認(rèn)識到哲學(xué)的辯證思維事實(shí)上同樣體現(xiàn)在所學(xué)專業(yè)課身邊，在分析具體問題時(shí)也能夠用辯證的思維和方法進(jìn)行。

（3）“攻守關(guān)系”是對巖土工程施工方法特點(diǎn)的高度概括和總結(jié)

教師在進(jìn)行巖土工程施工授課時(shí)，通常以介紹概念、了解施工工藝為主。先進(jìn)的教學(xué)方式，比如播放現(xiàn)場施工影像、展示施工圖片、施工動畫，雖然均可以給學(xué)生視覺上的沖擊，避免學(xué)習(xí)的枯燥性，但學(xué)生鮮有時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)性的歸納總結(jié)，到頭來也只是走馬觀花。學(xué)生有的學(xué)過印象不深，有的學(xué)完甚至還是一頭霧水，用“攻守關(guān)系”來進(jìn)行通俗形象的概括和歸類會使學(xué)生印象更加深刻。

（4）從“攻守關(guān)系”進(jìn)行巖土工程施工的授課，學(xué)生體會到對于施工所遇到的各種問題，均需針對實(shí)際工程條件具體問題具體分析。巖土工程施工不只體現(xiàn)“攻守”的辯證關(guān)系，量變與質(zhì)變、否定之否定等哲學(xué)規(guī)律同樣體現(xiàn)在工程問題中。

學(xué)生是否擁有扎實(shí)的巖土或地下工程專業(yè)基礎(chǔ)，對于能否勝任工作崗位中的角色尤其關(guān)鍵。做任何工程都離不了理論和實(shí)踐的相互結(jié)合，在遇到具體施工問題時(shí)，要徹底解決好“攻”與“守”的關(guān)系，需要設(shè)計(jì)人員和施工人員解放思想，發(fā)散思維，勤于思考，一切以保證工程質(zhì)量、減少造價(jià)、提高施工效率為出發(fā)點(diǎn)。對于從事巖土或地下工程專業(yè)的各類人員，只有通過大量的實(shí)踐和理論的結(jié)合，豐富完善自己，運(yùn)用辯證的方法分析并解決施工中各種問題，才能做好本職工作，成為合格的工程技術(shù)及施工人員。

[1] 鄭好.工程哲學(xué)理論及其應(yīng)用研究[D].南京：南京理工大學(xué), 2013.

[2] 徐長福.工程問題的哲學(xué)意義[J].自然辯證法研究，2003(5): 34-38.

[3] 林琨智.工程哲學(xué)與工程哲學(xué)教學(xué)初探[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(6): 1-4.

[4] 丁玉琴，張永興，何躍.巖土工程中的科學(xué)哲學(xué)思想及應(yīng)用[J]. 高等建筑教育，2006(1): 16-19.

Title： Application of the Relationship between "Attack" and "Defence " in the Teaching Process of Geotechnical Engineering Construction

Author(s): WANG Li-ping，LV Xiao-shi，WANG Yun-fei

relationship between “attack” and “defence”; dialectical and unified; geotechnical engineering

G642< class="emphasis_bold"> 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

A

1006-9372（2017）03-0041-03

2017-01-10。

王立平，男，講師，主要從事巖土工程的教學(xué)和研究工作。

投稿網(wǎng)址：www.chinageoeducation.net.cn聯(lián)系郵箱：bjb3162@cugb.edu.cn

王立平，呂小師，王云飛．“攻守關(guān)系”在巖土工程施工授課中的應(yīng)用[J]．中國地質(zhì)教育，2017，26（3）：41-43．