高职建筑工程技术专业二年级《人民防空防护设备安装与加固》教案

高职建筑工程技术专业二年级《人民防空防护设备安装与加固》教案

一、课程基本信息与设计理念

（一）课题名称

基于新国标的人防门框后置式安装与精准加固工艺实训

（二）授课对象

高职建筑工程技术专业二年级学生

（三）课时安排

共4课时，计180分钟（含课间休息）

（四）教材与资源

1.【基础】《人民防空工程施工及验收规范》（GB50134）；

2.【核心依据】《人民防空防护设备（防护门类）通用技术要求》（2024版）；

3.自研“人防门安装数字化交底平台”（含BIM模型与工艺仿真动画）；

4.实训场配备1:1比例钢筋混凝土门框墙实训构件、全套人防门配件及检测工具。

（五）设计理念

本课以2024年12月施行的国家人防办《通用技术要求》为纲，深度融合杭州市国动办“示范先行”工艺革新试点成果。课程打破传统学科知识体系，重构“标准研读—数字交底—实操校验—数据整改”的行动逻辑。采用“工学结合、虚实互补”策略，将国防安全意识、工匠精神与精准施工素养贯穿始终。核心在于解决传统人防门安装中门框墙垂直度偏差大、后浇混凝土不密实、胶条压缩量不均等顽固性通病，使学生从“知道工艺”进阶为“能按新标精准施工、能依数据自主验评”。

二、教学目标与核心素养渗透

（一）职业知识目标

1.【基础】准确复述《通用技术要求》中人防门门框垂直度允许偏差（2mm）、胶条冷粘接头最大数量（1个/扇）等关键强制性条文；

2.【重要】阐明“门框后置式安装”相对于传统“先立框后浇墙”工艺在消除应力变形、提升密闭性方面的力学原理；

3.【基础】识别常见人防门类型（钢筋混凝土门、钢结构门）及其对应的加固组件（内支撑、抗爆锚栓）。

（二）职业技能目标

4.【核心难点】能使用激光测距仪与靠尺进行门框墙预留孔洞复测，并填写《门框安装条件验收记录表》；

5.【高频考点】小组协作完成定制化模板的精准切割与加固体系搭设，确保门框水平中线误差控制在±1.5mm内；

6.【重要】独立操作磁力线坠与全站仪进行门框垂直度双向校验，并根据实测数据增减垫片进行精调。

（三）职业素养目标

7.树立“偏差即隐患”的人防工程质量红线意识；

8.养成“工完场清、数据归档”的军工级作业习惯；

9.形成在真实工况中依据标准协商解决技术争议的团队协作能力。

三、【重中之重】教学实施全过程（行动导向六步法）

（一）课前研学与情境导入（15分钟）——【热点：新国标落地】

1.情境渲染与任务发布

教师在大屏播放2025年5月杭州全省人防质量监督培训现场实录短视频，展示因门框倾斜导致防护门关不严、密闭胶条局部漏光的重大质量事故图片。提出核心驱动问题：“某重点设区人防工程，采用传统工艺安装的门框墙，拆模后发现整体偏移8mm，现无法满足2024新国标2mm限值要求。若不敲掉整片墙，如何实施精准加固补救？若提前预防，应选用何种工艺？”

2.图纸与任务单分发

每组获取一套简化的防空地下室口部节点图，图中故意包含一处门洞尺寸标注冲突（净宽与门框角钢外缘不匹配）。要求学生以“项目部技术组”身份，在图纸会审环节找出该问题，并填入《施工疑问签呈》。此环节旨在植入“前置服务”理念，避免因图纸差错导致后期加固。

（二）信息查询与方案研读（25分钟）——【基础|高频考点】

1.标准条文检索对抗

教师不再单向灌输，而是给出三个具体技术指标查询指令：

指令A：2024版新国标中，对钢结构人防门门框垂直度的允许偏差较旧版严苛了多少毫米？

指令B：图集07FJ03中，门框墙加强区最小配筋率与混凝土强度等级的对应关系。

指令C：针对门框墙厚度不足200mm的情况，后装锚栓的抗拔承载力设计值应乘以何种折减系数？

各小组利用教师提供的《通用技术要求》节选文件与电子图集，限时查找。此环节强制学生养成“一切工艺凭规范、不凭经验”的职业习惯。

2.工艺原理数字解码

针对“门框后置式安装”这一革新核心，调用数字化教学模型的三维剖切动画-1。动画以半透明墙体展示：

第一步：墙体浇筑时预留比门框角钢宽40mm的“U”形槽口，槽口内预留机械套筒；

第二步：门框就位，利用高强螺栓在槽口内进行初拧，此时门框与混凝土无接触应力；

第三步：注入无收缩高强灌浆料，待强度达标后终拧。

教师按下暂停键，重点追问：“为什么传统工艺门框易倾斜？——因为先立框后浇混凝土，混凝土浇筑时的侧压力和振捣棒直接作用于门框，必然造成位移。后置式工艺本质是将‘同步施工’改为‘异步作业’，让门框安装避开混凝土流动期。”

此追问直击工艺痛点，学生瞬时理解新旧工艺的本质差异。

（三）数字化仿真与虚拟预演（30分钟）——【难点突破】

1.沉浸式VR拆解训练

利用BIM+VR设备，学生进入虚拟人防门安装现场。任务设定：在三维点云扫描生成的实测实量模型上，模拟放置一套垂直度偏差已达4mm的门框。学生须在虚拟环境中完成以下加固工序：

（1）清理基层浮浆；

（2）在低洼侧塞入不锈钢垫片（严禁使用石棉板或多层叠加）；

（3）力矩扳手按对角顺序紧固螺栓；

（4）复测直至数据合格。

系统实时记录操作轨迹，并提示错误动作（如一次性拧死单侧螺栓导致应力集中）。该环节允许学生低成本试错，积累“微调”手感。

2.碰撞检测与预留预埋优化

虚拟环境中，学生需将定制化模板进行拼装。系统自动检测模板背楞与结构暗柱箍筋的冲突点。学生据此调整对拉螺杆位置，规避二次开孔。此设计对应【重要】等级的能力——不破坏结构受力体系是加固的红线。

（四）实体工位实训与工艺攻克（75分钟）——【核心实操|高频考点】

本阶段移步校内生产性实训基地，实训构件为预埋有缺陷的钢筋混凝土门框墙（模拟工程常见质量通病：左侧门框垂直度向外倾斜2.5mm，右侧门框向内倾斜1.8mm，呈“八”字形）。

1.工况复测与数据交底（15分钟）

每组领取一套高精度检测工具包（包含：2m靠尺、楔形塞尺、激光测距仪、磁力线坠、经纬仪）。

【非常重要】学生需采用“三点四向”法检测门框墙：分别在门框左、中、右三个点位，每个点位沿X轴（前后）与Y轴（左右）双向测量。数据记录至0.1mm，并取最大值作为最终偏差。

教师巡视重点检查：学生是否将靠尺仅靠门框侧面（错误），正确做法是必须跨过门框与混凝土墙体交接缝，检测整体平面度。

2.基于偏差数据的加固方案制定（10分钟）

小组根据实测数据召开“现场技术碰头会”。决策焦点：

（1）偏差2.5mm处，是否必须塞入2.0mm及0.5mm双层不锈钢垫片组合（严禁单片超过3mm）？

（2）紧固顺序：应从偏差最大侧的对角开始施拧，还是从中间向两端？

教师不提供答案，引导小组查阅《钢结构高强度螺栓连接技术规程》中关于防松扭矩和施拧顺序的逻辑。

3.实操攻坚决战（35分钟）

学生身着工装，实施门框精调与灌浆前加固。

【难点攻克】门框下部300mm范围内为最难操作区域。教师演示“镜面辅助法”：利用磁性底座镜子伸入门框底部，反射观察下框线与地坪间隙是否均匀。学生随即模仿，并成功将多处隐形偏差消除。

【重要】灌浆料拌合：严格控制水料比（依据产品说明书，通常为12.5%左右）。教师手持坍落度筒现场抽检，流动度过大则收缩率大，流动度过小则无法填满狭窄间隙。各组通过秒表计时，记录料浆从搅拌到灌入完毕的“可操作时间”（约20分钟），超时作废。

4.即时检测与效果比对（15分钟）

待螺栓终拧、灌浆料初凝前，立即进行第二次全数测量。

大屏实时投屏各组数据。全体师生清晰看到：经过精准加固，原本2.5mm的偏差被压缩至0.7mm以内，完全满足新国标2mm严苛要求。此时爆发强烈的职业成就感。

（五）质量验收与常见通病防治（20分钟）——【难点|高频考点】

1.胶条密闭性量化检验

教师引入“红丹试验”简化版：用复写纸替代红丹油，置于门框闭合面，缓慢关闭门扇后开启。学生观察复写纸压痕是否连续、宽度是否均匀。

【高频考点】胶条冷粘接头处理：抽查接头切割面是否为45°斜面搭接，严禁垂直对接；接头是否避开圆弧拐角（必须设置在直墙段）；凸出尺寸是否控制在2mm以内。每组使用邵氏硬度计检测胶条硬度，合格区间为40±5HA。

2.实测实量数据的逆向反讲

各组整理《人防门安装加固质量记录表》。教师要求小组长不看仪器，仅凭数据反向描述加固过程：“请你根据这份最终0.5mm偏差的数据，反推你们组刚才加垫片的位置和厚度。”此教学技巧有效检验了学生是否真正理解偏差与矫正措施的因果关系，而非机械跟从指令。

（六）评价反馈与工艺迭代（15分钟）——【隐性素养升华】

1.增值评价：不看起点看精度提升率

本课不单纯以最终偏差值定优劣，重点评价“偏差缩减百分比”。初始偏差2.8mm最终调至0.9mm的小组，评价高于初始1.5mm最终1.0mm的小组。此导向激励学生勇于挑战高难度缺陷修复任务。

2.国防伦理教育融入

结课前，教师展示人防工程平战转换资料片：一旦空袭来临，一扇合格的人防门背后是数百人的生命掩体。教师陈述：“今天你随手省去的三分钟复测，明天就是门扇卡死、毒气渗入的缺口。2mm，是工程规范的极限，更是生命安全的底线。”将枯燥的毫米级精度要求升华为“铸盾护民”的使命感。

四、核心知识点与技能点全景罗列

1.【基础】人防门分类及代号识别（如HFM1520(6)表示6级抗力、洞口宽1.5m、高2.0m的钢筋混凝土活门槛单扇防护密闭门）；

2.【基础】门框墙受力机理：战时动荷载通过门框传递至侧墙及顶板；

3.【重要】2024版《通用技术要求》主要革新点：

（1）门框垂直度允许偏差由5mm收紧至2mm【高频考点】；

（2）新增门框墙后置锚栓安装抗拔力现场检验要求；

（3）明确钢结构门框防锈涂装干膜厚度≥150μm。

4.【核心难点】门框后置式安装工艺流程：

墙体预留槽口及套筒→门框吊装初就位→【非常重要】抄平调整垫片（垫片宽度≥50mm、露出角钢≤5mm）→螺栓初拧（50%扭矩）→【高频考点】无收缩灌浆（流动度≥290mm、3h膨胀率0.02%~0.05%）→终拧扭矩达标→复验。

5.【基础】常用加固材料性能参数：

（1）无收缩灌浆料：1d抗压强度≥22MPa，28d≥55MPa；

（2）不锈钢垫片：厚度规格0.5mm、1.0mm、2.0mm，平面尺寸通常50×50mm；

（3）化学锚栓：适用于基材混凝土强度C30以上，边距≥100mm。

6.【重要】门框墙垂直度校核仪器对比：

（1）磁力线坠：适用于无强电磁干扰环境，精度1mm；

（2）激光铅垂仪：适用于高空间、深井口部，精度0.5mm；

（3）全站仪：适用于需坐标回归的精密复核。

7.【难点】常见加固缺陷成因分析：

（1）垫片松动：未采用通长垫板或垫片层数超过3片；

（2）门框扭曲：紧固顺序未对角对称，应力集中；

（3）灌浆空鼓：未从一侧连续灌浆，气体被封堵。

8.【热点】智慧监测技术前沿：

数字孪生门框应力传感器、基于点云模型的垂直度自动评分系统-1。

五、教学资源与环境配置

1.数字化资源：人防门安装新工艺全流程动态数字化教学模型（含门框墙钢筋避让模拟、灌浆料流动度仿真）；

2.实体资源：组合式可调钢支撑、经纬仪、水平仪、力矩扳手（预置式）、无收缩灌浆料、低俗手电钻、红外热成像仪（检测灌浆密实度）；

3.耗材配置：每组配发两种规格不锈钢垫片各20片、粉笔、记号笔、白板笔、复写纸、白色油漆（划线定位）。

六、作业与拓展

1.闭合性作业：完成一份《某口部门框垂直度超差原因分析及加固处理报告》，要求包含CAD手绘节点加固详图，并用流程图形式表达技术复核制度；

2.开放性挑战：针对“老旧人防门改造加固”课题，检索文献，简述在无法拆改结构的前提下，如何通过外加预应力支撑体系使门框变形复位。

七、教学反思（预