土木工程专业中职三年级《人防工程防护结构模板止水体系与门框墙精准定位施工技术》教案

土木工程专业中职三年级《人防工程防护结构模板止水体系与门框墙精准定位施工技术》教案

一、课程基本信息

【学科类别】土木水利类（建筑工程施工专业）

【授课学段】中等职业学校三年级（顶岗实习前综合实训）

【课程性质】专业核心技能课/“平战结合”国防教育专题

【授课课题】人防工程防护结构模板止水体系与门框墙精准定位施工技术

【授课课时】2学时（90分钟）

【授课地点】建筑工程虚拟仿真实训室+校内人防构造实训场

【教学形式】线上线下混合式、理虚实一体化

二、教学依据与设计理念

本课依据《中等职业学校建筑工程施工专业教学标准》、《人民防空工程施工及验收规范》（GB50134-2004）及“1+X”建筑工程施工工艺实施与管理职业技能等级标准进行开发。课程深度对接人防工程质监员、施工员、监理员岗位核心能力，将国防建筑“战时保护生命、平时服务生活”的战备伦理融入钢筋水泥的工艺细节。教学设计遵循建构主义学习理论，采用“真实问题驱动——规范条文溯源——虚拟工艺拆解——实体模型校验——通病治理归因”的五阶闭环模式。依托数字化教学手段破解人防工程“带水作业、密闭防毒、抗爆隔震”中模板工程看不见、进不去、难再现的实训痛点，实现从“图纸上的密闭墙”到“战时的生命盾牌”的认知跃迁。

三、教材与学情分析

（一）【教材分析·基础】

本课内容源自“十四五”职业教育国家规划教材《建筑施工技术》（第4版）模块五“模板工程”及校本活页式教材《人防工程实体质量控制要点》。原教材对普通地下室模板讲解详实，但对人防工程专属的“止水对拉螺杆”、“悬臂门框墙侧模”、“预埋吊钩定位”等内容存在滞后。本课重构教材体系，将人防工程防护单元作为独立教学情境，补充国家建筑标准设计图集07FG04、07FJ03等前沿技术内容。

（二）【学情分析·重要】

授课对象为中职建筑工程施工专业三年级学生，已具备常规剪力墙模板翻样与安装能力，持有钢筋工或模板工中级工证书比例达60%。认知特点表现为：对框架结构施工流程熟练，但对人防工程“密闭、防毒、抗震”的特殊逻辑理解表层化；对PVC套管预留洞做法习以为常，难以理解“一次性止水螺杆”的反直觉设计；对门框墙垂直度偏差的危害认识不足，缺乏与防护设备安装专业协同作业的工程思维。优势在于乐于接受仿真软件操作，对数字化交底接受度高。

四、教学目标与核心素养

【思政育人目标】

通过剖析“3毫米垂直度偏差导致防护门无法闭锁”的实战案例，树立“差之毫厘，失之万人”的质量敬畏观，深刻理解人防工程是“铸盾护民”的国防基石，培育精益求精的工匠精神和战备保密意识。

【知识目标】

1.准确复述防护密闭墙、临空墙、门框墙模板安装中关于对拉螺栓禁使用套管、严禁使用混凝土预制件的强制性条文。【高频考点】【重要】

2.归纳止水螺杆构造类型（三段式与通丝焊片式）及其适用场景，绘制螺杆与拉结筋位置避让关系图。

3.陈述人防门框墙垂直度允许偏差（3mm）及顶板吊钩预埋定位坐标计算方法。【难点】

【能力目标】

1.能够依据施工图纸（RFJ01-2015）进行防护结构模板配板设计，正确选用止水螺杆并验算侧压力。【重点】

2.能够借助BIM模型进行门框墙模板三维定位，复核门框垂直度并与设备安装单位进行交接检。

3.针对现场常见的“塑料线盒预埋”“螺杆外露过长”“门框扭曲”等质量通病，编制具有可操作性的防治卡控表。

【素养目标】

养成“工前读图、工中复核、工后清洁”的准军事化作业习惯，建立“结构-防护-风水电”跨专业协同的系统工程观。

五、教学重点与难点

【重点·高频考点】

1.防护密闭墙模板止水对拉螺杆的正确选型与安装工艺（严禁使用PVC套管及混凝土预制撑块）。

2.人防门框墙悬臂模板支撑体系及垂直度动态监控技术。

3.各类战时预留预埋（吊钩、呼唤按钮、测压管）与模板工程的工序穿插逻辑。

【难点·深度认知】

1.止水螺杆止水片与钢筋位置冲突时的现场处理原则（焊接接长、避让箍筋、严禁切割主筋）。

2.门框墙模板空间定位与防护门门框预埋构件的协同偏差控制（土建与设备的交接界面管理）。

六、教学资源与环境

【数字化资源】

1.人防工程防护结构施工虚拟仿真系统（含止水螺杆安装、门框墙支模两个实训模块，支持拆解与评分）。

2.现场质量通病案例库（含12段真实现场违规短视频，其中6段为隐形质量隐患）。

3.自研“人防门框垂直度快速检测”AR辅助程序（平板端）。

【实训条件】

1.1：2缩尺人防门框墙实物模型（预留典型错误：使用PVC套管、门框对角缺筋、吊钩位置偏移）。

2.止水螺杆家族教具（通丝螺杆+止水片焊接式、三段式止水螺杆、步步紧、山型卡等）。

3.数显靠尺、激光测距仪、扭矩扳手。

七、教学实施过程（核心环节，占全文70%篇幅）

（一）情境导入·战例驱动——冲击波从这里阻断（8分钟）

【课堂活动】

1.教师展示某早期人防工程口部因门框墙模板跑模导致门扇关不严，战时不具备气密性的解密档案图片。设问：“和平时期的毫米偏差，如何演变为战争时期的生命缺口？”

2.播放35秒实录短视频：某工地工人违规在临空墙对拉螺栓上套PVC管，被质监站责令拆除的执法记录仪画面。

3.发布本课核心战役任务：作为施工技术负责人，承接某甲类核6级常6级人防地下室一个防护单元的结构施工任务。必须在90分钟内完成对该单元临空墙、门框墙模板工程的技术交底、首件验收和质量整改。

（二）溯源规范·红线锁定——不容商榷的禁止令（10分钟）【非常重要】【基础】

1.条文检索与解读

学生使用平板调阅《人民防空工程施工及验收规范》（GB50134-2004）第6.2.1条及《人民防空工程质量验收与评价标准》（RFJ01-2015）第6.4.2条。师生共同朗读强制性条文：“外墙、临空墙、门框墙、防护密闭隔墙和密闭隔墙的模板安装，其固定模板的对拉螺栓上严禁采用套管、混凝土预制件等。”

教师深度解构：普通混凝土结构采用PVC套管可回收螺杆，成本节约30%，但人防墙体严禁使用。根本原因在于冲击波来临时，套管内壁与螺杆间隙形成渗漏通道，毒剂易渗透；混凝土预制件与主体结构结合面为冷缝，无法承受动载剪切。此处植入思政点：人防工程不是成本问题，是存亡问题。

2.错误做法的病理切片

高频展示三类错误图片：【错误一】墙体中残留PVC白色套管，边缘渗水泛碱；【错误二】工人手握锯断的带有止水片的螺杆头，为周转故意割除；【错误三】穿墙螺杆处未设止水片，仅涂抹防水油膏。

学生以小组为单位，在任务书上勾选违反强制性条文的行为，并援引规范编号进行处罚裁定模拟。此环节强化“规范即法律”的职业底线思维。

（三）虚拟解剖·螺杆密码——一次性止水构件的正向设计（15分钟）【重点】【热点】

1.止水螺杆的三维重构

启动虚拟仿真系统，将一面防护密闭墙放大至300%进行透明化拆解。教师演示：螺杆穿过内外模板，在墙体中部焊接至少两道止水片（通常为70mm×70mm方形或圆形，厚度δ≥3mm）。止水片与螺杆必须满焊，无气孔夹渣，延长渗水路径，与混凝土紧密握裹。

对比展示三段式止水螺杆：中间段预留于墙内，两端外杆通过螺纹连接，拆模后卸除外杆，中间段永久留于墙内。此乃当前人防工程推荐工艺，既满足止水要求，又避免切割螺杆损伤保护层。

2.受力与构造的博弈

难点化解：墙体厚度200mm，设计采用φ12@450止水螺杆。但当螺杆位置恰好与暗柱箍筋或墙体水平筋重叠时怎么办？引用现场正确处理影像：严禁随意切割移位螺杆孔位，严禁敲弯钢筋强行穿过。正确工序为——调整螺杆水平间距5-10mm避让；若无法避让，采用L型同规格短钢筋在止水片两侧对称帮条焊，双面焊搭接长度5d，单面焊10d。教师强调：此焊接非结构受力，而是为封闭防水路径，是体现精细化施工水准的关键细节。【难点攻克】

3.成本与质量博弈辨析

设问：明知道一次性螺杆成本远高于周转螺杆，为何坚持？学生讨论后形成共识：战时防护密闭墙承受核爆动载，任何孔洞都是结构连续性的断点。此处理解“平时服务生活，战时保护生命”的双重属性并非并列关系，战时功能具有压倒性优先级。

（四）实物探伤·模型会诊——门框墙精准定位攻坚战（22分钟）【重中之重】【高频考点】

1.门框墙受力特征与模板选型

教师讲授：防护密闭门门框墙是典型的悬臂受弯构件。冲击波作用于门扇，力经铰页传导至门框，门框墙根部承受巨大弯矩。因此，其模板体系必须具备抵抗混凝土侧压力与施工动载的复合刚度。

展示反面案例：现场采用普通剪力墙大模板，仅设置几道斜撑，导致门框墙根部涨模，垂直度偏差达15mm。正面案例演示：采用定制钢木结合模板，门洞阴角处设置通长50×100×3mm方钢锁口，严禁在此处留设水平施工缝。

2.五重防线法确保垂直度

教师将课堂移至人防构造实训场，针对1：2缩尺门框墙模型进行实操推演，构建五道质量控制防线：

【第一防线】钢筋定位防线。复核门框墙暗柱主筋位置，安装钢筋定位卡具，确保钢筋骨架不偏位。

【第二防线】门框预埋防线。此环节强调土建与防护设备厂的协同。门框安装后，必须使用经纬仪或激光垂准仪测量门框两侧立面垂直度，调整至允许偏差2mm以内（规范3mm，创优按2mm控制），焊接固定。严禁先立模后塞框。【非常重要】

【第三防线】侧模支撑防线。严禁在门框墙模板上采用对拉螺栓，确需拉结时，必须严格使用止水螺杆且与门框焊接件有效连接。外墙侧模应支撑在基坑护坡上，并加设通长垫板；内墙侧模应设置抛地撑，与底板预埋钢筋地锚拉结。架管间距经计算不得大于600mm。

【第四防线】窗口量测防线。模板封闭前，在门洞四角按图集要求预埋2φ16（墙厚≥500mm时为3φ16）45度斜向加强钢筋，长度不小于1000mm。模板封闭后，利用自制“门框垂直度微调器”在模板上口进行复核。

【第五防线】浇筑监控防线。混凝土浇筑时，严禁振动棒直接触碰门框及预埋件。两侧分层对称浇筑，高差不超过500mm，防止单侧压力过大导致模板位移。

3.AR辅助实测实量

学生两人一组，使用平板电脑打开AR辅助程序。摄像头对准实训场门框模型，屏幕实时叠加显示门框边线的理论位置与实测位置偏差热力图。一名学生调节花篮螺栓，另一名学生观察AR数据，直至垂直度显示“合格（≤3mm）”。该活动将抽象的空间坐标转化为可视化的动态调整，极大降低空间想象力薄弱学生的学习难度。

（五）预埋精卫·毫米遗存——顶板吊钩与穿墙管件的时空占位（18分钟）【基础】【难点】

1.吊钩遗忘的代价

引入真实索赔案例：某工程主体封顶后，安装战时防护密闭门时发现顶板未预埋吊钩。重新植筋无法保证抗拔力，只能采用化学锚栓固定钢梁反吊，费用增加12万元，工期延误15天。

教师引导：吊钩虽小，责任重千钧。吊钩预埋件形式通常采用φ16～φ20圆钢弯制，锚入顶板长度不小于30d，末端设弯钩。预埋前必须核对门扇型号、重量及开启方向。施工中常见错误是将吊钩预埋在门扇开启范围之外，无法使用。【高频考点】

2.吊钩定位三步法

第一步：识图定位。根据设计图纸确定门框中心线，吊钩投影点位于门扇重心位置（通常距门轴铰页边约门扇宽度的1/4～1/3处）。

第二步：顶板模板开孔。在模板铺设完成后，钢筋绑扎前，精准测设吊钩位置，模板开φ25mm圆孔，吊钩上部弯钩从孔穿出，嵌入模板凹槽内固定。

第三步：与顶板筋焊接。吊钩锚筋与顶板上层钢筋绑扎并点焊，防止混凝土浇筑时位移。

3.密闭穿墙管的模板配合

讲授风管、给排水、电气备用管穿越人防围护结构时的模板配合要点。强调必须采用带止水翼环的预埋管，翼环高度≥50mm，厚度≥3mm，与管壁双面满焊。在模板安装前，预埋管应已就位，两端用胶带严密封闭，从模板预留孔中穿出，管口紧贴模板面，防止水泥浆进入。严禁先留洞后穿管。电气备用管（4-6根SC50-80镀锌钢管）必须成排预埋，管间净距不小于50mm，以便于后期穿缆及保证混凝土密实。【重要】

（六）通病围剿·庭审复盘——质量缺陷的根源追溯（12分钟）

1.案例库轮转教学

实训室设置四个检伤台，分别陈列：

【病灶一】临空墙拆模后，螺杆处严重渗漏（原因：止水片未满焊）。

【病灶二】门框墙混凝土表面蜂窝麻面，预埋钢板下方大面积空鼓（原因：门框底模未留振捣孔，钢板下气泡无法排出）。【热点】

【病灶三】防爆呼唤按钮线盒漏埋，事后凿墙埋设破坏墙体防护。

【病灶四】后浇带违规穿越防毒通道，违反人防区段完整性原则。

2.角色扮演与责任认定

各小组抽签扮演施工员、质检员、监理工程师、建设单位项目负责人。对病灶二进行责任追溯：

学生扮演质检员发言：“预埋钢板下振捣不实是长期存在的通病。技术交底中应要求在钢板边缘模板开设150mm×150mm的振捣兼观察口，待混凝土浆液从观察口溢出并振捣密实后，再行封堵。”

教师归纳：防治措施不仅仅是技术手段，更是管理闭环。编制《人防门框墙预埋件下混凝土密实度专项控制表》，实行挂牌验收，谁振捣、谁签字、谁负责。

（七）数字建模·工艺迭代——后安装新技术的行业前瞻（5分钟）

教师引入江苏省人防防护设备后安装新技术现场观摩会的最新动态。展示在常州市某项目采用的“先留洞、后装门”新工艺：在模板施工阶段精确预留门框安装槽，主体结构完成后，再采用高强度灌浆料进行门框二次植入。此技术解决了传统施工中土建与设备交叉作业相互制约的工期痛点，且保证了门框垂直度。

引导学生思考：模板专业在新工艺中的角色并未削弱，而是精度要求更高——预留槽口的尺寸偏差须控制在±2mm以内。技术永远在迭代，但对毫米级精度的追求永恒不变。

（八）技能闯关·首件验收（10分钟）

各小组领取任务书：某防护单元临空墙与一道防护密闭门门框墙模板安装完毕，请进行班组自检并填写《人防工程模板分项质量自检记录表》。

学生使用靠尺、塞尺、激光测距仪对实训场模型进行实测实量，重点检查：

1.螺杆是否使用止水螺杆，止水片焊接质量。

2.墙体截面尺寸（±4mm），表面平整度（3mm），垂直度（3mm）。

3.门框墙垂直度专项复核。

4.吊钩预埋位置复测。

5.穿墙密闭套管位置及固定情况。

教师利用投屏展示典型测量手法，指出卷尺拉直方向、靠尺支垫位置等易忽视的细节。对发现实训模型预设错误的组别予以加分奖励，强化“以数据说话”的职业习惯。

八、教学评价设计

本课采用过程性评价与终结性评价相结合，权重分配为6：4。

1.虚拟仿真操作（30%）：系统自动记录止水螺杆选型正确率、门框墙支撑体系搭设步骤得分、预埋件定位偏差值。正确率95%以上为卓越，85%以上为合格。

2.实体