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2自然地理及地质条件
清涧县属暖温带大陆性季风气候区。治理区地下水位埋深大,隐患点范围内未见地下水出露,工程不考虑其影响。治理区受降雨影响较大,在雨季,降水下渗和产生地面径流,对坡体的稳定性产生较大危害。治理点位于县境西北部,属黄土峁梁状丘陵沟谷区。拟治理工程滑坡体均为第四系黄土,出露基岩为三叠系上统永坪组。黄土层根据出露情况,依次为:中更新统黄土层(离石黄土Q3eol)、上更新统黄土层(马兰黄土Q3eol)、全新统(Q4)。
3地质灾害现状
根据现场踏勘,该滑坡为小型黄土崩塌。在强降雨、冻融及其它外力等条件下,发生再次崩塌的可能性较大,直接威胁道路过往车辆行人、小学45名教师和学生的安危,危险性较大。崩塌形成的原因主要有以下几点:
3.1地形条件由于本区地处陕北黄土高原丘陵沟壑区,地形破碎、梁峁起伏、下部冲沟常年冲刷坡脚,边坡高差大。坡面较徒,坡度大于45°,为崩塌形成创造了良好的地形条件。
3.2土体结构条件高陡边坡的物质主要为第四系中上更新统黄土组成。黄土在干燥情况下,强度较高,壁立性好,遇到连阴雨或暴雨,土体稳定性差。
3.3降水降水是地质灾害发生的主导诱发因素。长时间的降雨入渗使土体抗剪强度大幅度降低,易湿陷变形和崩解抗剪强度降低。降水是引起本处崩塌的主要原因。
3.4人类工程活动人类在进行道路改扩建时大量开挖坡脚,使土体的完整性受到破坏而松动。对该地区的稳定性进行分析结果如下:据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),榆林地区抗震设防烈度Ⅵ度,设计基本地震加速度值为0.05g,本次设计不考虑地震作用。
3.4.1边坡安全系数根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001),按次要工程,取边坡安全系数Fs为1.15。
3.4.2岩土物理力学性质根据我公司在榆林南部黄土地区的工作经验,参考临近场地的工程地质资料,设计对场地松散土的物理力学参数取值如下:(1)马兰黄土(Q3):天然重度γ=18.2g/cm3粘聚力C=35kpa内摩擦角φ=27°(2)离石黄土(Q2):天然重度γ=19.6g/cm3粘聚力C=50kpa内摩擦角φ=30°
4工程治理方案
4.1工程设计
4.1.1削坡卸载工程由于该边坡高度大于45°,采用分级开挖的方法,在平台上削坡卸载。根据坡高,北部坡分3级设2个平台进行,南部和西部坡分2级设1个平台进行,平台宽1.2m,刷方坡面坡比取1:0.85。共开挖土方911m3。
4.1.2护坡工程对坡脚刷浆砌石护坡,刷坡高度为5m,刷坡厚度为0.3m。共需浆砌石26m3。
4.1.3排水方案排水方案分为截水渠、平台截水渠两种。截水渠布置在滑坡体的外部,不让坡体外部雨水进入坡体,同时,收集平台截水渠的水,排入下部沟道;平台截水渠布置在削坡平台上,每个平台布置一条横线截水渠,收集削坡坡面水,汇入排水渠中。排水渠:根据实际地形,北面高南面低,在北部坡面一端沿坡体走向设置排水渠,用浆砌石砌筑。截水渠长度为36m,浆砌石20m3。平台截水渠设置:在削坡平台的内侧,用浆砌石砌筑,坡降取1:100。向两边排水渠排水,平台截水渠长度为26m,浆砌石14m3。截水渠总长度为62m,开挖土方量56m3,浆砌石34m3。
4.1.4植物防护方案在每个削坡坡面上种植柠条、紫穗槐等根系发达、耐旱的灌木,既可起到稳坡固坡的作用,又可美化环境和工程效果。株间距1.5m×1.5m,共约100株,工程验收前要保证100%的成活率。
4.2施工方法及放线根据场地地形地貌条件,削方按自上而下、自后向前的顺序进行,放线时以边坡坡脚与操场西侧水平面为施工定位线,施工放线应保证定位线的施放准确,自定位线向上按设计坡度及台阶刷方并校核上边界。
5工程实施效果评价
5.1环境影响评价本次治理工作中,其主要的机械设备有混凝土搅拌机、钻机、挖掘机、发电机等,这些设备在施工过程中,发出声音的强度较低,不致于达到噪声污染的程度。本次施工过程中的混凝土制作过程中产生扬尘,对大气环境不会产生多少影响。施工过程中所排放的废水不含有任何有毒有害的物质,不含有任何超标因子。
5.2经济效益评价本工程项目建设区环境质量现状良好,工程的实施可以完全消除崩塌地质灾害对村民及居民安全的威胁,保障人民生命财产安全。
5.3社会效益评价地质灾害治理项目的实施,清涧县下甘里铺乡梨家湾村的地质环境将会得到明显的改善,使得村民能够安居乐业。
6项目风险分析与控制
6.1项目风险分析按照本项目风险产生的原因及其性质分类如下:(1)管理风险:项目实施单位在管理制度、管理经验等方面的不足,导致管理不善,成本增加,故存在管理不善的风险。(2)经济风险:一是资金到位不及时,导致工期延长;二是资金使用不合理,开支与灾害治理无关的费用,或专项资金挪作他用;三是受市场因素影响,价格上涨,人工、材料费增加。以上因素均会导致工程造价增加。(3)技术风险:一些新技术条件的不成熟及地质灾害治理的复杂性,均会造成技术风险。
6.2项目风险控制为了使项目能更快更好的实施,使项目风险降到最低,对于上述的项目风险就要进行科学合理的控制。(1)管理风险控制:组建地质灾害治理领导小组,依法对项目实施组织管理,并聘请项目监理单位对工程进行监理,严格按要求执行,确保工程质量。(2)经济风险控制:资金到位后,设立专门的资金管理账户,对项目经费实行专款专用。(3)技术风险控制:参考同类地质灾害治理的技术方法,确保设计方案在实际、安全、经济可靠的情况下进行实施。
2岩土水理的性质
岩土由于受到地下水的影响,就可能出现各种各样的性质,这就是岩土的水理性质。我们在进行工程地质勘察工作时,一定要将岩土水理性质的勘察作为关键工作,这样才能掌握最真实的岩土地质状况。
2.1地下水的储存形式
我们平时生产、生活中所使用的地下水,都是以三种状态储存在岩土层中的,也就是重力水、结合水和毛细管水。地下水之所以能以这种状态储存在岩土深处,其实就是因为地下水有着赋存的特征。
2.2岩土的水量性质
2.2.1软化性。若岩土受到水的浸湿,就会使其力学强度显著降低,在这种条件下,岩土就会体现出软化性的特征。我们在评估岩土的软化性强弱时通常会将软化系数作为指标。而在评价岩土的耐风化程度和耐水浸性能时,则需要以软化系数为依据,因此我们必须准确的确定软化系数。几乎所有类型的岩石都会表现出一些软化性特征。
2.2.2透水性。岩土的透水性就是指当水受到重力的作用,岩土让水通过自身的一种性质。岩土的透水性通常都是用渗透系数来表示的,但岩土的透水性强弱却要受到岩土自身的物质组成和结构的很大影响,通常情况下,岩土的坚硬性和岩土的透水性是成反比的。此外,岩土的颗粒直径也会对其透水性产生一定的影响。
3地质勘查中水文地质的问题分析
工程勘察中,应密切结合建筑物地基基础的类型预测地下水对建筑工程可能存在的危害,并以实际状况为前提,根据勘察区域的水文地质条件差异,对地下水存在的问题按照水文地质勘察计划,找出应对的措施,保证水文地质勘察工作的进行,降低地下水对地质勘察工程的危害,提高建筑质量。进行水文地质勘察工作时,地下水与岩土的相互作用是重要的工作内容。尤其是地下水的运动,对于岩土工程的整体质量有着不可估量的影响,所以我们必须做好这方面的工作。它可能带来的不良作用主要包括下述几点:
3.1给基坑开挖造成的影响。进行基坑的挖掘工作时,地下水常常会流到基坑的内部,这便会影响基坑挖掘工作的顺利开展,不仅延误工作进度,还可能降低工作质量。这时,我们应该做的工作是及时的排水,可是这有可能会影响基坑结构的稳定性,甚至可能会使附近的建筑工程发生不均匀沉陷。
3.2给土质造成的影响。万一基坑内涌入了地下水,则处理会影响工程的顺利施工,还可能会影响地质结构的稳定性,极易产生流沙或者是管涌等问题,因此我们要极力避免地下水的这种恶劣影响。若基坑中存有地下水,还可能导致基坑的侧壁变形或者是底鼓,无法保障基坑工程的质量。所以,在整个基坑施工的过程中,我们都一定要注意避免地下水的不良影响。
3.3地下水水位上升。导致地下水位升高的诱因是多种多样的,主要有环境影响、人类活动和地质的变动等主要方面。在岩土工程的施工中,一旦地下水位发生变动,则会给工程施工带来极其恶劣的影响。比如说地下水的水位上升会让土壤沼泽化,水量的增大会增大对建筑物的腐蚀性,对整个岩体的结构造成破坏,导致一些岩土出现滑移、崩塌等现象,甚至使整个建筑工程丧失结构的稳定性,无法正常使用。
3.4地下水水位下降。在岩土工程施工中,经常会出现的一个问题就是地下水位的下降,主要原因是人们日常的生产生活中常常会抽取地下水,这便会导致地下水位的下降。而这一变化对于岩土工程的施工同样有着非常恶劣的影响,可能会出现地面的不均匀沉陷、塌陷或者是地裂等问题,这对于岩土工程的整体结构是致命性的破坏,并且也不利于生态环境的稳定发展,因此,在施工的过程中一定要注意好这一问题,保证好施工的质量和安全。
4地质勘查过程中水文地质问题的注意事项
开展岩土工程的水文地质勘察工作时,不仅要分析水文地质状况,还需要解决好与之相关的各种问题。在工作过程中一般会做好下列几项工作:首先,必须给予各种水文地质问题足够的关注,并保证各项水文地质参数的准确性,要了解施工地区的水文地质状况、岩土结构和地下水的运动状况。其次,开展工程地质的水文地质勘察工作时,若土层内含有地下水,则必须深入探究地下水的性质及相关参数,这样才能给后续的工作提供科学的依据。
(1)中洲圩兴建于1949年,经过1954年在昌江中心3个小洲的基础上围垦重建,不断加固、培修而成的,至1989年基本达到现有规模。其水利设施较差,特别是防洪工程,不能保证区内居民生活、农业生产的需要。
(2)中洲圩保护区地势低洼,受昌江洪水的影响,频繁的洪、涝、旱等灾害的侵扰,造成该地区的相对贫穷与落后。
(3)圩堤现状堤身断面低矮,边坡陡,达不到设计要求;局部堤段堤身土质差,汛期出现渗漏滑坡险情;堤基未进行防渗处理,基础出现渗漏、管涌险情;风浪水流对堤坡、岸坡冲刷严重;影响大堤防洪安全。
(4)现状堤顶大部分均已设混凝土路面,均为当地农民逐年集资建设和施工;路面宽度不一,厚度薄,设计施工不规范;由于年久失修破损严重。
(5)堤防坡面无硬化护坡处理,杂草丛生,给钉螺的生存提供了条件,为当地血防安全和灭螺工作带来不利影响。
(6)穿堤建筑物老化失修,涵管管身短,裂缝漏水,不能正常运行,影响大堤防洪安全;且在设计布置时均未考虑血防要求。
1.2工程目标
为了维护人民身体健康,减少洪涝损失,防治血吸虫病,合理利用水资源,改善河道水环境,加快鄱阳县中洲圩堤防整治(血防)工程建设是十分必要和迫切的。根据圩堤存在的问题,结合考虑防螺灭螺,进行血吸虫的防治,中洲圩堤防整治水利血防工程建设内容主要包括:按设计标准加高加固河堤及堤坡硬化护坡处理,并对存在防洪隐患的建筑物进行除险加固处理。
2工程设计
按《江西省鄱阳湖区水利建设规划》及批复和《江西省1~5万亩圩堤除险加固规划报告》,江西省1~5万亩一般圩堤为5级堤防,确定该工程为5级堤防。防洪标准为防御昌江10年一遇洪水。穿堤建筑物的级别根据其规模按相应建筑物设计标准和SL265-2001《水闸设计规范》确定,但不应低于5级,建筑物的设计洪水位比所在堤段设计洪水位提高0.5m。
2.1圩堤加高培厚设计
该设计堤段土堤采用土堤标准断面为:设计堤顶超高为1.30m,临水坡为1∶2.5、背水坡为1∶3.0;设计堤顶宽4.0m,堤顶混凝土防汛公路路面宽3.5m。根据实测资料,圩堤断面都达不到设计要求,该次设计按设计断面进行加高培厚。对堤身土料的要求如下。从外侧加宽加高的,要求选取防渗性能好的土料,至少与原堤身土质相当的土,新老土结合面必须先疏松土层,并清除表面杂物和不合格土料。从背水侧加宽加高的,选防渗性能稍差或与原堤身相同的土,亦须逐层夯压密实,新老土结合面处理方法与上述方法相同,以利于圩堤防渗及降低堤身浸润线,增加堤身抗滑稳定和渗透稳定。堤身填土填筑含水量按最优含水量控制,压实度要求不小于0.90。
2.2护坡固岸
为防止圩堤迎水坡遭受波浪和水流冲刷和侵蚀,结合考虑防螺灭螺,进行血吸虫的防治,对该次设计的堤段迎水坡进行硬化护坡,背水坡均采用草皮护坡。区内块石运距较远,干砌块石护坡不满足血防要求,相比浆砌石预制混凝土护坡,造价较为经济,且防风浪及防螺效果好,施工简单,进度快,较为美观,施工质量容易控制,因此该次设计推荐采用混凝土预制块护坡。混凝土护坡厚度经计算,采用厚10cm,下铺10cm的砂卵石垫层。混凝土预制块护坡规格型式:厚10cm,边长30cm的正六边形预制块,采用M10水泥砂浆勾缝,护坡下铺设10cm厚砂卵石垫层。混凝土护坡范围:下至堤脚,上至最高无螺高程线(该工程为设计洪水位)以上0.5m。护坡下设现浇混凝土齿槽,上设现浇混凝土压顶。根据《江西省鄱阳湖区水利建设规划》及批复、《江西省1~5万亩圩堤除险加固规划报告》及江西省类似工程经验,对迎流顶冲、急流傍岸、堤外无滩,直接危及圩堤安全的河段,采用平顺式抛石护岸形式进行处理。平顺护岸主要采用水下抛石固脚处理稳定河势。根据实测地形资料,设计枯水位以下部分抛石固脚,抛石体顶高程为设计枯水位以上0.5m。岸坡陡于1∶2的抛石体顶宽1~2m,边坡1∶2,再外抛厚0.6m,宽2~6m的水平护脚,具体宽度视河道宽度、流速的大小和冲刷程度及抛石体高度而定。坡度缓于1∶2的陡岸,按原坡抛护,斜坡上抛石厚度按0.6m控制,抛到缓于1∶3平缓处或河深泓。
2.3穿堤建筑物设计
根据堤防现状和险情情况,按先除险后加固和轻重缓急的原则,对存在安全隐患大的自排闸拆除重建,并在原设计规模的基础上增设沉螺池及拦螺网,以便及时排出堤内低洼地域的积水或降低其水位的同时减少有螺面积,达到血防目的。
1)施工过程中遇到的地下管线设施复杂繁多,涉及到的产权单位比较多。主要有市政污水、雨水管道,自来水管道、天然气管道、国防光缆、通信电缆、高压电缆等,容易造成管线破损断裂、电缆设施损坏等事故,对居民的正常生活、工业的生产、国家安全产生严重影响。
2)地铁施工沿线建(构)筑物密集,包括各种市政道路、居民小区、商业场所、文物古迹、市政立交桥梁等设施,容易造成各建(构)筑物开裂。
3)暗挖属于浅埋结构,暗挖大部分城市内杂填土层较厚,土层自稳能力差,易造成塌方。
4)地铁施工开挖较深,很多时候都会遇见地下水,但是其周围建(构)筑物密集,降水井的布置比较困难,不可能大量布置降水井,施工中一般需要带水作业,带水作业的危险系数比较大。
5)明挖车站基坑深,离既有建筑物太近,施工难度大;暗挖车站、人防、联络线段跨度大,净距小,施工过程中存在硐室效应,要合理安排施工先后顺序;二衬施工时,需要进行体系转换,如何保证拆除过程中结构安全是施工控制的难点,施工技术复杂。
6)地铁属于市政工程,接口多,质量要求较高,施工做到不渗不漏,既是施工质量控制的重点,也是施工风险控制的难点。为了控制复杂的技术性的地铁工程设计中的工期、经济和质量方面的影响,必须掌握地铁工程的特难点,提高地铁工程的风险控制与管理,减少安全事故的发生。
2地铁工程的风险控制与管理
1)做好设计前期的地勘与周围环境的调查,风险辨识,做到应对风险有针对性措施。地勘与周围环境调查是工程建设前期重要的阶段,不同设计阶段需要进行不同层次的调查。调查的范围由设计单位给定,一般为影响线路或站位设置以及环境安全等级较高的建(构)筑物和管线。环境调查的方法以资料调阅和实地量测为主。环境调查主要有以下几个方面的内容:a.房屋建筑应调查结构的老化情况,结构的裂缝情况,对于有地下室等地下结构的房屋建筑宜调查基坑支护结构及降水井的施工属性,搜集调查对象相关设计、施工资料等。b.管线一般应在初查的基础上调查管线的权属单位、管理单位、控制闸位置、修建时间、其与拟建工程的位置关系。c.桥涵应调查桥涵的养护情况、外观(新旧)、桥面破损、结构裂缝、沉降变形情况等,应调查桥涵限载、限速等使用属性,还应调查其工作状态,收集竣工资料及相关维修、维护资料。d.地表水体应调查水底淤泥厚度及其与地下水的关系等;对于河流、湖泊、水库等还应调查堤岸的防洪水位、标高、通航要求、历史最高水位、建成年代、工作状态等,通过现场观测和试验确定其与地下水的联系,搜集水工建筑的设计、竣工资料。e.地下结构物应调查结构形式、基础埋深、使用现状、出入口的准确位置、充水情况等。f.文物古迹应收集相关图纸和沉降观测资料,必要时进行结构鉴定。通过对线路周边环境的详细调查,充分了解其地质、结构特点后,根据以往类似施工经验,并逐个进行方案的研讨、论证。对于超高风险的,应在规划和设计阶段进行有效的规避;对于较高风险的,如果由于线路需要无法规避的,应在设计阶段采取专项设计,专项设计审查的方式论证,从设计上采取有针对性的措施进行风险预控。
2)进一步做好施工调查,严格审查,层层把关,制定出合理科学的施工方案。a.工程实施前,做好详细的施工调查报告,施工调查的内容包括该项目的设计概况、工程概况、水文气象资料、地质情况、砂石等地材情况、施工现场地下管线的详细情况、交通通讯、用地与拆迁情况、环保要求等。通过期间的现场勘查、走访等多种途径,完成施工调查,在分析整理调查资料后,结合施工任务计划、工期要求、施工能力、技术水平和当地自然环境特点,形成此份施工调查报告。然后根据各种风险特点对工法、施工方案进行充分论证,根据专项设计,编制切实可行的施工技术措施,对于可能出现的风险进行分析、评估,明确具体防范措施和应急预案。b.在专项设计的基础上,编制专项施工组织设计,坚持工程项目开工前安全条件审查,严格施工组织设计检查是从源头进行安全控制的有效保障。建筑工程的施工组织设计中是否包括了安全风险措施以及制订措施的内容是否符合各专业工种、各施工部位的安全要求,尤其是应检查新技术、新设备、新工艺、新材料的施工安全技术措施是否切实可行。检查建筑工程施工现场的安全保证体系是否健全、完善,从第一责任人到其他责任人再到各班组的安全责任制是否分解落实,有没有一个安全管理监督网络。检查建筑施工的安全器材劳动保护是否完善齐备,对悬崖陡坡、深基坑的可能塌方或滑坡进行检查,并经常性的开展防火安全、季节性的雨季防洪、冬施防冻、炎热防暑等检查。c.编制应急救援预案,增强施工人员的风险知识、安全技能教育培训等措施,加强项目工程安全生产管理,防止和减少安全生产事故发生,保障施工生产员工的安全与健康。安全生产管理,必须坚持“安全第一,预防为主,综合治理”的方针及“管生产必须管安全”“谁主管谁负责”的原则。
3)建立完善的监控量测系统,加强风险实施过程中的信息化管理。地铁工程地下管线密布,周边建筑物复杂,因此必须建立完善的监测系统,加强风险实施过程中的信息化管理,实行信息化施工。例如在施工区域建立视频监控系统,人工监控信息网,在地铁施工期间对地铁结构工程及施工沿线周围重要的地下、地面建(构)筑物、重要管线、地面道路的变形实施监测,通过对量测数据的分析处理,来判定围护结构的安全稳定性,为业主提供及时、可靠的信息用以评定地铁结构工程在施工期间的安全性及施工对周边环境的影响,并对可能发生的危及环境安全的隐患或事故及时、准确的预报,以便及时采取有效措施,避免事故的发生。监测主要包括以下几方面的内容:基坑变形、应力应变、地表沉降及位移,管线变形、拱顶下沉、净空收敛、钢筋内力变化、土压力变化、地下水位变化、桥基础位移、盖梁不均匀沉降等。
4)实行风险分级管理、预警预报制度。地铁工程周边环境和地质情况较为复杂,风险评估的方法较多,国内外通常采用的有故障树法、危险和可操作性分析法、专家调查法等。地铁施工大多采用风险综合评估,即根据专家意见进行统计分析,根据发生事故的可能性和事故后果严重程度,将危险源的等级实行分级管理。对于风险等级较高,危险较大的工程,根据监控量测的数值,实行三级管理制度,当监控量测结果在允许值的70%范围内,可以进行正常施工;当监控量测结果在允许极限值的70%~80%之间时,就应该加强监控量测的频率,每日上报监理、业主,现场可自行采取措施处理;当监测值超过85%时,现场必须停止作业,上报监理、业主,组织专家进行论证,论证完成后根据专家意见采取加固和支护措施。
5)加强风险管控,确保安全措施费用合理规范。安全措施费用,是指施工企业按照国家和业主方的规定,用于改善企业安全与施工环境的资金。主要体现在购买安全防护用具及设备、改善施工作业环境、安全风险管控科研的投入。施工单位必须确保专款专用,在成本中单独列支。加强风险管控,确保施工安全投入到位。
6)加强科技攻关,提升科技管理成果。昆明地铁是首次在滇池流域地层中修建地铁,地铁下穿地裂缝、淤泥质粘土、盾构穿越泥炭质软土等,施工包含许多国内外领先技术、施工中的众多难点都是新的课题,如何采取科学的方法进行决策,正确指导施工是摆在施工过程中的一个难题。为此施工单位要加大科研技术投入,与专业型院校、设计研究机构以及各参建施工单位共同科研立项,开发推广新工法、新技术。通过对以上几方面的有效管理,最终实现既定的安全目标。
3目前地铁施工风险管理的几点体会
随着城市地铁工程建设步伐的加快、项目数量的增加,事故发生影响面不断增大,社会的重视程度越来越高,广大设计专家与学者开始密切关注地下工程风险管控研究中存在的问题,主要包括以下几个方面:
1)安全风险管控体系应该进一步标准化、规范化。由于国内地铁建设起步较晚,我国地铁工程安全风险管控标准存在很大的缺口,亟待进一步完善安全风险管控方面的标准。当前应结合国内外地下工程风险管控的研究现状,有步骤的、合理、科学地推进我国地下工程安全风险管控体系标准化工作。
2)加强设计与施工方的沟通。地铁工程的风险因素是一个不断变化的过程,随着施工的进展,每个施工阶段的风险因素大不相同。提倡工程设计与管理者对施工面临的风险因素进行分析与评估,以期最大可能的规避风险。目前设计工作繁重,现场变化情况较多,不可避免会出现前期设计与施工不相符,或设计疏漏现象等。做好设计和施工的结合,优化设计,完善施工方案既能节约投资又能加快施工进度。通过已完工程表明,施工中加强与设计的沟通,充分理解设计意图,优化施工方案是很有必要的,其结果不仅是保证现场的安全,而且带来一定的经济效益。
杂填土按照成分可以分为建筑垃圾土、工业垃圾土以及生活垃圾土。杂填土是由于人们活动造成的无规律积累物形成的,它具有厚薄不一、成分多样、颗粒不均匀、孔隙较大松散的显著特点。膨胀土具有失去水后收缩、遇到水变膨胀的特性,属于黏土。具有高度的塑造性,是部分地质工程勘察中的地基方案选择。
1.2饱和粉土和饱和粉细砂
饱和粉土和饱和粉细砂的特点有:结构松散,在静载作用力下能够保持较高的强度,但是在地震力或是振动力的作用下超孔隙水压增大,颗粒之间的作用力降低,土中排水不畅时可以使土悬浮,产生液化沉陷导致土的承载能力下降或地基发生失稳状态。应对于饱和粉细砂以及饱和粉土的液化程度和液化层分布范围进行查明。
1.3软弱黏性土
软弱粘性土是湖沼相和相泄湖海相三角洲的结合沉淀物,它在第四纪后期形成的软弱性土具有孔隙比大天然含水量高压缩性高抗剪强度低承载力低渗透性弱以及沉降稳定时间长的显著特点。
2地基基础方案的选择
地基方案选择的主要目的是为了提高软弱地基的承载能力、消除地基土的振动液化沉陷影响、减轻膨胀土的胀缩性、消除黄土的湿陷性、防止沉降量过大及不均匀沉降的产生、防止剪切破坏使地基失稳、满足上部结构对地基的要求。
2.1杂填土和膨胀土
杂填土一般是由建筑垃圾、生活垃圾、原土压实。杂填土一般不宜采用天然地基,但在填筑年代超过5年后,性能稳定的工业垃圾和建筑垃圾均会达到一定的密实度。此类地基在采取上部结构刚度的措施和加强基础措施后,可作为一般建筑物的天然地基持力层,但其地基承载力应根据其它原位测试手段或载荷试验取得。对于局部厚度较小的杂填土,可采用表层压实法、重锤夯实法、换土垫层法或将填土挖除,将基础直接置于稳定的土层上。对于深度较大的杂填土,可采用复合地基处理或强夯法处理。对于有机质含量较多的生活垃圾当厚度不大时可挖除回填好土,对于厚度较大的生活垃圾不宜采用强夯法、表层压、换土垫层,应当采用桩基础。由于膨胀土质具有失去水后收缩,遇到水变膨胀的特性,因此影响膨胀土质的重要因素即是含水量。对于膨胀土质需要调查当地的区域水质条件和气候条件,分析土质的含水量不同压力作用下土质的自由膨胀率和土质的膨胀率,最后确定地基土的膨胀等级。根据当地的区域水质条件、气候条件的实际情况,处理地基的膨胀力,保持地基不受变形的影响。对需要处理的膨胀土,要考虑到地下水位以及湿陷程度对膨胀土的影响。在地下水位深、膨胀土较厚的情况下,可以利用地基土的上部,对基础进行浅埋工作,减小地基土的膨胀变形量。当膨胀土的厚度在2m~1m,膨胀土处于地表3m~2m之间时,可以采用全部挖出膨胀土的方法,挖出膨胀土后进行砂土或者灰土黏性土的替换。当膨胀土埋藏很深并且土质的承载能力不能满足高层建筑物的要求时,使用桩基础的方法解决。换土垫层方法用来处理膨胀土埋藏较浅并且土质厚度很大的情况。
2.2饱和粉细砂以及饱和粉土
当处理饱和粉细砂以及饱和粉土的液化地基土时,要根据饱和粉细砂以及饱和粉土的液化等级以及建筑物的特性进行综合确定分析,不能一接触液化场就消除液化沉陷的影响比如,可以不采取任何消除液化措施的是丁类建筑物的轻微液化场地和丁类建筑物的中等液化场地,对于丁类建筑物的严重液化场地需要进行上部结构和基础结构的处理,对于丙类建筑物的轻微液化场地和丁类建筑物的中等液化场地也需要进行加强上部结构和基础结构的处理,对于丙类建筑物的严重液化场地需要进行全部消除或部分消除液化沉陷的影响,此外也需要进行加强上部结构和基础结构的处理,对于乙类建筑物的轻微液化场地需要进行部分消除液化沉陷的影响或进行加强上部结构和基础结构的处理。对于那些全部需要消除液化沉陷的场地,在处理深度时要保持处理深度高于液化深度的下限,通过改善排水条件或增加土地的密实程度,可以有效的处理液化的地基对碎石桩进行振冲挤密或振冲置换时消除超孔隙水压以及增加土地密实程度的有力措施,还可以选用强夯法灌浆法对土地密实程度进行加大处理,在使用桩基础时可以将桩端降到液化程度以下来稳定土层。
2.3软弱黏性土
面积不大的或是埋藏不深的软弱粘性土可以进行挖掘处理或是采用基础加深的措施。对于厚度很大的软弱粘性土可以采用灰土桩垫层换土法,对于宽度小的基础可以选用条形地梁跨越。排水固结法可以作用于不含水砂层的软弱粘性土。
2.4天然地基
天然地基是地质工程建设中最优选用的地基种类。在地质工程建设中遇到天然地基时,需要结合基础形式以及地基的上部结构进行综合处理分析。天然地基的每层土层的地基承载能力以及物理力学指标有很大的差异,天然地基的土质都是经过沉积循环后成层出现的,首先要做到把上部承载能力强的土层当成天然地基的支持力层,然后对其下部卧层土层的承载能力进行验算,看看能否满足承载力的要求。当天然地基下部卧层土层的承载能力不能保证承载力的要求时,为了加大厚度,需要对基础进行浅埋处理,在这个过程中要保持冻土的深度小于支持力层土层的厚度。对基础进行加宽处理可减少上部结构的天然地基单位承载能力需求。地基的边坡稳定性、地基的变形程度、地基的承载能力是选择天然地基的三个必要条件。在地基土的质地比较均匀、地基土的压缩性小、地基土的承载能力高时,在保证地基承载能力的同时就可以保证地基的边坡稳定性以及地基的变形程度。
一、水利水电工程建设与环境问题
1.1水利水电工程与地震问题水库等水利水电工程建筑物蓄水后,由于地应力的调整或水体下渗等原因,触发了地质断层的复活而诱发地震。研究表明,要触发一个比较大的地震需具备以下三个条件:①水库岩石比较破碎,且处理效果不十分理想;②存在有利于应力集中的地质环境条件;③水库水荷载所产生的超孔隙水压力足够大。关于水库诱发地震的事件国内外均有报道,一般而言,水库的坝址没有较大的断裂带存在,仅仅是水荷载引起的地应力,诱发地震的可能性是很小的。但如果诱发大的地震,那将是灾难性的。从1987年的资料至今,我国已建设的坝高在15米以上的水库共18000多座,已发现水库诱发地震的有13座。
1.2水利水电工程与水文问题水利水电工程建成后改变了下游河道的流量过程或周围环境水域的分布,从而对周围环境造成影响。例如:①大坝水库不仅存蓄了汛期洪水,而且还截流了非汛期的基流,往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流,并引起周围地下水位下降,从而带来一系列的环境生态问题;②下游天然湖泊或池塘因断绝水的来源而干涸;③下游地区的地下水位下降;④入海口因河水流量减少引起河口淤积,造成海水倒灌;⑤因河流流量减少,使得河流自净能力降低;⑥以发电为主的水库,多在电力系统中担任峰荷,下泄流量的日变化幅度较大,致使下游河道水位变化较大,对航运、灌溉引水和养鱼等均有较大影响;⑦当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时,势必造成水质的恶化。由此可见,水利水电工程对水文的影响是不容忽视的一个重要问题。
1.3水利水电工程与气候问题一般情况下,区域性气候状况受大气环流和水体分布所控制。如果修建大、中型水库及灌溉工程后,当地水体的分布会发生较大的变化。如原先的陆地变成了水体或湿地。局部地表空气变得较以前更加湿润,形成新的小气候,对当地气候会产生一定的影响。主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响方面。
1.4水利水电工程与鱼类、生物物种问题①对鱼类的影响:切断了洄游性鱼类的洄游通道;水库深孔下泄的水温较低,影响下游鱼类的生长和繁殖;下泄清水,影响了下游鱼类的饵料,从而影响鱼类的产量;高坝溢流泄洪时,高速水流造成水中氮氧含量过于饱和,致使鱼类产生气泡病。②对植物和动物的影响:库区淹没和永久性的工程建筑物对植物和动物都会造成直接破坏;同时局部气候变化、土壤沼泽化、盐碱化等都会对动植物的种类、结构及生活环境等造成影响。
二、工程地质工作中存在的问题
2.1工程地质勘察的质量问题在工程地质勘察过程中,主要问题有以下几种:①工程概念不清,勘探侧重点不明确,针对性不强,方法不当,手段落后;②工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入,其适应条件的物理意义混淆不清;③地质报告中基本地质条件不清楚。我们遇到的主要工程地质问题有:①界定不准确或论证不充分,有问题遗漏甚至结论性错误;②有些地质报告没有地质结论,也有些工程没有做多少地质工作就先下结论,极不严肃。此类问题产生往往造成阶段性工程审查不能一次性通过,可能延误开发时机;或者尽管通过了审查,但却给工程留下了隐患,这种情况的危险性极大。
2.2勘测周期不合理的问题从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期,这是再简单不过的道理,然而有些工程却没有进行基础性的前期投入。主要存在问题有以下几个方面:①一旦需要申报项目,立即就要求提交地质报告;②今天刚刚提交可研报告,明天就要求提交初设报告。此类情况多为地方性工程,一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的,由于地质条件不清楚,直接导致投资控制不住,施工后修改设计等情况。更可怕的是留下了工程隐患,可能造成重大的工程事故。:
三、结语
工程地质学是20世纪才建立和发展起来的一门地球科学。水利水电工程地质勘察是所有行业中涉及面最广、问题最复杂、任务最艰巨、声望最高、最具权威性的龙头行业,它具有自身的特殊性与复杂性。水利水电工程建设与环境保护是一项长远的任务,是水利水电工程顺利进行的重要保证之一。保护和改善工程环境是保证人们身体健康的需要,是现代化大生产和保证工程质量的客观要求,是保证工程永久利益的必须条件。工程地质工作的质量,对工程方案的决策和工程建设的顺利进行至关重要。由于地质问题引起的工程事故时有发生,轻则修改设计延误工期,严重时造成工程失事,给人民生命财产带来重大损失。近年来。工程地质勘察质量有下滑趋势,工程地质分析不够深入,有时甚至出现工程地质评价结论性错误这样严重的问题。笔者认为,总结分析水利水电工程地质勘察过程中存在的问题,具有重要的现实意义。
参考文献:
[1]林妙月.区域构造稳定性及地震性危险评价问题[M].北京:地震出版社,2008:99-100.
可行性研究勘查阶段科学的评价了拟建场地的稳定性以及适宜性。这一阶段对工程地质工作的要求如下:1、考察当地的地质、地形地貌以及附近地区的工程地质资料等;2、在搜集资料的基础上对场地的地层以及构造等工程地质条件进行了解;3、对于那些工程地质条件较为复杂的情况,要根据实际情况来测绘工程地质,开展勘探工作。
(二)初步勘查阶段
在初步勘查这一阶段,合理的评价建筑场地内建筑地段的地质状况。这一阶段的工程地质勘查工作如下:1、搜集一些可行性研究报告、建设规模等相关资料;2、对地层、构造、水质以及物理地质现象的成因、分部进行详细的了解;3、对建筑材料的场地以及储量进行合理的确定。
(三)详细勘查阶段
详细勘查这一阶段要与技术设计充分结合起来,并且在分析以及评价岩土工程的时候,要根据不同的建筑物来进行。详细勘查可以为基础设计、处理地基以及物理地质现象的防治提出了坚实的基础。
二、高层建筑物的主要工程地质问题
本文主要分析了高层建筑物的工程地质问题,由于高层建筑物具有重大的负荷以及分布不均匀,一般情况下要采用深基础,促使地基变形的深度加大。
(一)建筑物场地的稳定性问题
高层建筑物以及超高层建筑物地基变形会产生较大的影响,这一类建筑物的范围不仅会影响地表的松软土,而且也会影响到基岩风化带。在高层建筑物中,不仅要重视地基土体的稳定性,而且要注重下卧层的稳定性。岩性以及成因类型、土体结构等都影响着下卧层的稳定性。所以,在选择建筑场地的时候,要以城市地震基本烈度区划为基础,在勘探过程中验证以及查明建筑场地周围的地质结构,通过分析与比较选择合适的建筑场地。
(二)基础类型选择的工程地质论证
目前,高层建筑的主要形式是指箱基、桩基以及复合基础。第一,箱形基础。其中箱形基础的特点如下:较大的基底面积、整体性较好等特点。如果地基中的土体较为软弱以及分布不均匀的时候,此时要选择箱形基础,这种形式不仅会减少建筑物的不均匀沉降,而且可以合理利用其中的空部分。第二,桩基。桩基包括了钢管、墩基等几个部分。桩基具备较高的承载能力,而且可以避免基坑边缘的稳定性等问题。在上覆较厚软土层的地基中比较适合使用桩基。所以要按照地基工程的实际施工条件来进行,选择有效的桩基类型。第三,复合基础。如果仅仅采用复合基础这一种形式不能满足高层建筑对地基强度以及变形的实际要求。如果在施工过程中出现了困难,此时要选择箱基下桩基的复合基础类型,采用复合地基处理来降低承载量。现阶段,在实际施工过程中要采用深层搅拌桩。然而如果施工条件较为复杂,造价较高的时候,此时要结合建筑物的实际要求来进行,促使建筑物工程的顺利开展。
三、加强高层建筑工程地质勘查工作的途径
(一)详细了解以及掌握建设单位对岩土勘测的要求
工程师在勘查工作开展之前,要详细了解以及掌握建设单位对岩土勘测的要求,并且要充分结合工程的用途以及载荷大小,同时还要充分结合施工现场的实际情况编制科学的制度。另外在制定时间计划的时候要联系实际情况,注重资料整理、土木试验等环节,对试验、钻探施工等技术提出了合理的要求。
(二)工程地质勘查人员要充分结合施工现场实际条件进行勘查工作
在开工之前,工程地质勘查人员要从实际情况出发做好勘测以及核实工作,并且要核对钻机所使用钻杆的尺寸以及长度,确保各部门技术参数满足实际施工的具体要求。在岩土勘测这一工作中,要按照相关的规章制度来进行,选择合理的钻进方式。在测量高程和水位的时候,要选择黄海高程,如果条件不合适要采用假定高程,等到施工工程结束之后来测量地下水位。同时工程师要核对以及验收相关资料来确定相关数量,并且做好现场监督工作,提高勘查技术的质量。
(三)做好地质勘查工作,分析数据,做好整理勘查数据工作
在整理以及分析数据之后要查明现场等实际情况,促使施工工程的顺利进行。同时还要检测地基处理的质量,特别是做好记录工作,认真分析相关数据,便于日后工作的顺利进行,提高工程地质勘查的整体质量。
(四)加强回访工作,查明其中的不良地质问题
为了能够促使地基的质量与现实施工条件相符合,这就要采取有效的措施来检测工程的质量,特别是对于那些施工过程中的数据域勘查报告不相符,此时要合理的分析,减少工程过程中的质量问题。
1.3地铁施工阶段的风险因素主要包括工期变化对工程质量和成本的影响,可能出现设计变更、原材料供应不足、建筑工人缺乏或技术水平差从而延缓工期;材料价格波动或者被管理和控制可能造成的风险;当出现雨雪、地震等不良气候、气象变化时可能提升工程造价;组织施工时施工单位与相关单位的沟通不畅可能影响具体工作开展;以及可能出现的设计变更造成的造价变化。
1.4地铁竣工阶段的风险因素主要包括验收过程中可能出现的工程质量问题导致的返工、补救等工作提高整体造价;工程竣工收尾的废旧材料处理、设备处置;工程验收后向建设单位一脚各类材料如工资办公费用等后期成本难易预计;应收工程款、质保金等能否按时回收;以及在后期试用和使用之前出现的磨合前期费用都可能难以预估。
2地铁工程项目中的全风险造价
控制地铁工程全风险造价管理是指在造价管理中对地铁工程的建设实施过程中存在的各种风险和不确定因素,比如通货膨胀、气候环境、施工条件等,进行管理。结合工程造价管理的主要内容和工程风险的基本含义,即可以得出全风险造价的前提,即对各建设阶段中影响造价控制的各种不确定因素进行梳理汇总,当发生风险事件时,对为了消除风险事件或者处理事件发生所要增加的费用进行提前合理预期,从而对地铁工程项目的全造价进行有效控制和利用。
3地铁项目风险性造价度量的方法
地铁工程项目风险和风险性造价度量,是对于项目风险的概率分布及风险影响后果所进行的评价和估量,对项目风险性造价大小的估量,对项目风险影响范围的估量,以及对项目风险发生时间进程的估量等方面。其作用是根据度量结果采取应对措施。
3.1对项目风险和风险性造价发生的概率进行度量主要是指对项目风险和风险性造价发生可能性的大小进行分析和评估,发生概率越高,造成损失的可能性就越大,度量的主要发放是根据历史的数据进行计算,或者根据专业人士的评价进行汇总,形成模糊性的概率分布。
3.2对项目风险后果和项目风险性造价大小进行度量主要是指根据风险发生、造价风险发生的概率大小计算项目风险可能造成的损失大小,概率发生的越大,并不代表风险造价产生的损失会越大。度量项目风险后果和造价大小是全风险造价过程的关键环节,是提升风险造价准确性的重要基础。
3.3对项目风险的影响范围进行度量主要是指度量项目风险可能会波及到哪些方面的工作,某个项目风险发生后可能会影响到项目各个方面的工作,包括项目的工期、工程的质量,这就需要对其进行严格的控制,保障整个工作顺利有序地开展。
3.4对项目风险和风险性造价发生的阶段和时间进行度量主要是指分析项目风险和风险性造价可能会发生在工程的哪个阶段和时期,从而决定在那个时间段采取应对措施,进行补救和控制。
4地铁项目全风险造价控制的措施
对地铁项目工程风险性造价的度量终归是为了研究控制风险造价的措施和方法,从而提升地铁工程建设的整体水平。
4.1建立项目造价风险管理部门根据地铁项目工程的规模和实际情况,为其配备具有过硬的政治素质、政策水平、职业资格及专业知识,有经验且职业能力突出的专职人员,甚至可以聘请专家参与负责项目风险和风险性造价预估和评价工作,保证项目领导小组在充分调研、广泛收集可靠资料的基础上形成完整、有效的风险造价评估报告,并负责全程监控地铁建设过程各个环节,对可能出现突发状况和重大风险适时调整项目实施措施。
4.2选择合适风险性造价管理部门负责人该部门负责人对整个项目的风险性造价情况要全程、深入地掌握,就要去负责人既要有娴熟的风险管理和造价管理的专业知识,又要对地铁建设的各个环节了若指掌、对施工区域的政治、经济、文化、地理、气候等等各个可能会对工程建设产生负面影响的问题提前预估,同时,还要有较强的领导和沟通能力,能够带领风险性造价管理整个部门有条不紊地开展风险预估、问题发展和解决。
4.3制定合适的项目风险及风险性造价安排计划对于整体工程造价来说,任何一个实时发生的风险事件都可能造成造价的提高或损失。这就需要认真制定安排计划,包括地铁项目决策、设计、施工、竣工、使用等各个环节的各项具体计划,包括工期、气候、环节、设计变更、人员能力水平以及材料供给能可能会造成造价提高的各种风险因素及相应的解决措施,以及各项突发重大事件的应急方案,做到各项工作有计划可依,有备无患,临危不乱。
5地铁工程风险性造价的控制方法
造价风险控制包括以下几个方面:①确定风险性造价控制的目标。在明确了建设项目的总体造价和不可预见费用总额的基础上,根据项目风险预估和各项风险因素,依据留出适当余地的原则,确定项目风险性造价的整体控制目标,及工程施工费用总额的红色标线。②对项目全风险基本造价的控制。主要是控制具体的活动风险,这一控制,主要是通过采用各种管理会计方法,对于具体活动的风险性造价本身进行必要的控制,由业主和承包商等项目团队共同控制。③不可预见费用的控制。主要是控制建设中不可预见的费用,是项目管理者可以使用的管理储备费用的控制,也可以采取管理会计的基本方法,控制主体是项目的业主,这是其与项目全风险基本造价控制的最大不同。④适时调险性造价控制目标。在造价红色标线的范围内,根据风险因素适时调整造价控制的目标,防止出现原目标过高或者过低现象出现,直至整个建设项目结束。
有些采用“制药工程原理与设备”,“制药工程原理与设备”存在同名,主题内容不同,各科交叉重复的现象。目前针对制药工程专业的教材有刘落宪主编的《中药制药工程原理与设备》,王志祥主编的《制药工程原理与设备》,袁其朋主编的《制药工程原理与设备》,姚日升主编的《制药工程原理与设备》。这些具有“药”味,但刘落宪主编的《中药制药工程原理与设备》的重点是中药制药,对于制药工程专业缺乏通用性,王志祥主编的《制药工程原理与设备》在化工单元操作的基础上增加了制药化工领域的新技术和新设备。姚日升主编的《制药工程原理与设备》以《化工原理》为基础,内容涵盖“三药合一”的知识点,涉及到制药工程类课程化工原理,药物制剂,化学制药工艺学,药厂车间设施规划及药事管理和GMP规范。王志祥主编的《制药工程原理与设备》以化工原理为基础,但袁其朋主编的《制药工程原理与设备》,介绍的是制药工程的原理与制药设备。内容涉及制药工业的各个环节,包括化学制药、生物制药、中药和天然药、制药分离、制剂工程、药品包装、药品质量控制等。同为《制药工程原理与设备》内容却大相径庭,出现在短学时《化工原理》后又开设王志祥主编以化工单元操作为主要内容的《制药工程原理与设备》的现象。教学实践还发现《制药工程原理与设备》的一些章节内容如制剂、质量控制等都与制药工程专业其他课程有重复现象。
1.2整体设置教学内容,加强教师之间的协作
课程之间内容重复影响学生学习的效率和积极性,CDIO工程教育注重整个专业的系统改革。CDIO的标准3:集成化课程设置,强调突出课程之间的关联性,围绕专业目标进行系统设计,从而避免不必要的重复,使关联的课程共同支持专业目标,使学生掌握各门课程知识之间的联系,并用于解决综合的问题。不同性质高校制药工程专业课程设置侧重点不同,培养从事药品制造,新工艺、新设备、新品种的开发、放大和设计人才为目标时相同的。所以制药工程原理不能独立,需要教师之间的协作,在制定培养方案时整体考虑设置本专业课程及课程内容、课时。对于制药工程不同专业方向(化学制药、生物制药、中药制药)的侧重点不同,但基本包括制药反应工程、制药分离工程和制剂工程技术,在理论教学中采取宽口径的方式,通过项目实践来体现侧重点的不同。制药工程原理与设备包括制药反应(发酵、提取工程)、制药分离、制剂三部分,制药分离包含制药过程涉及的典型单元操作,贯穿其中的流体流动、传质、传热是固体制剂单元操作如粉碎、混合、制粒、压片等的理论基础。负责不同课程的教师应相互协作,探讨,整体考虑各部分的内容,明晰知识之间的衔接与延伸,避免内容重复,在缺乏合适的教材情况下宜结合教材《化工原理》、《制药分离工程》、《制药化工原理》和《药物制剂及设备》等合理安排内容及课时。
2知识与能力的关联
CDIO工程教育标准1强调理论与实践、知识与能力的结合。CDIO工程教育要求获得专业知识的同时培养个人自身的能力、团队协作能力。知识必须与工程项目挂钩,制药工程原理的基本理论必须和实际制药过程结合起来。知识与能力的关联要求项目具有实践性,考核方式多样性。
2.1项目的选择
传统的化工原理课程设计主要是针对精馏和换热器的设计,毕业设计题目相似程度高,缺乏创新性。制药工程原理作为二级项目,项目的选择要以教学内容与企业实际为依据,适合制药工程专业特点。项目来源可以是企业合作项目,教师科研项目,学生参加的创新、竞赛项目,如制药工程设计大赛,创新创业等。学生主动提出或参与的项目更能激发学生的积极性和创造性。有助于实现让学生以主动的、实践的的方式学习工程。项目采取嵌套法,大项目包含小项目,二级项目和三级项目具有延续性。有助于实现让学生以课程之间有机联系的方式学习工程。大小项目体现不同要求,包括关键设备的设计,其他设备的选型。
2.2以提高能力为目标的评价
CDIO强调的不是内容而是能力,CDIO能力本位的教学观贯穿课程设置和教学实践的全过程,如何确保能力评价过程的合理性和有效性?CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。这四个层面的能力不是相互独立的。工程基础知识重在应用,体现在构思、设计、实现和运作每个过程,工程系统能力作为一种工程素养贯穿于构思、设计、实现和运作整个过程,个人能力和人际团队能力体现在个人和团队的表达和表现,包括完成项目的材料(包括设计说明书、图纸和产品等)呈现和口头、肢体表达。合理而有效的评价方式应是综合的、多样性的、有针对性的。评价应该贯穿项目的全过程,而不是最终的答辩。具体考核中包含的环节有阶段性的汇报,小组间互评,改进后专家审核,申请答辩。答辩环节包含团队展示,整体展示和负责项目中不同内容部分的个人展示,指导老师提问,旁观的学生提问,项目组学生向答辩专家提出自己在完成项目过程中的问题。一个宽松的环境有利于学生表达自己的思想和意见,实现提高能力的目标,而不是任务式的完成项目。
3师生关联,环境关联,加强教师的CDIO能力
改变项目组织形式,重视团队建设,一般的课程设计按学号分组,或学生自由组合,一个好的团队要使团队中每个成员发挥个性特长,使团队最优化。改变原来课程设计一成不变教师出题的套路,有利于教学相长,增强教师CDIO能力。高校青年教师普遍存在工程经验缺乏的问题,因此参与企业项目,邀请企业工程师参与指导有利于提高师生的工程素养。宣传CDIO工程教育模式,使作为主体的学生了解CDIO教育理念,通过明确学生学习目标营造学习环境。同时提供教学实践环境,即方便实施项目的教师和学生们查阅资料,讨论,制作等的场所和方便使用设备的的机制。
1、强调对工程地质基本概念的学习。在课堂学习过程中,主要课时都集中于学习在工程实践中经常用到的专业术语,强调概念的厘清。课堂学习的主要内容主要包括以下几个方面:(a)地质作用与地质构造的基本知识,包括地质年代的识别、地质图的识图、常见地质结构的概念(褶皱、节理、断层等);(b)三大岩石(岩浆岩、沉积岩、变质岩)的成因、归类和鉴别;(c)第四纪地质的基本知识,包括残积土、沉积土、冲积土、坡积土等概念、成因及对工程的影响;(d)地下水的基本知识,包括地下水的分类、运动基本规律、补给与排泄方式、对工程的影响等;(e)工程地质勘察与分析在具体工程的应用,包括在隧道工程、边坡工程等方面的应用。
2、强调室内实验是课堂书本学习的延伸。室内实验主要目的是为野外地质实习做准备,学习地质罗盘等地质考察工具的使用,同时亦学习通过岩石标本来鉴别各类岩石,还要学习地质图的填图和阅读等。
3、强调课堂学习与室外地质调查相结合的学习方式。从书本上学习到的知识仅仅停留在理论阶段,书本上对地质相关概念的描述仍比较抽象,因此,各所高校皆强调野外地质实习对学习该门课程的重要性,把课堂上学习到的基本概念与现实工程中的真实地质条件一一对应起来,加深对基本知识的理解和掌握。一般而言,野外地质实习内容常包括野外岩石的识别、地质构造和地质年代的识别、岩层、节理等产状的测定和描述等。各所大学对以上工程地质基本知识的学同小异,其目的是对工程地质这门课程有一个基础的认识和感知,但是,同时,各所高校之间在这门课程内容设置方面有各有所侧重。清华大学、同济大学增加了现代先进的地质勘查技术的学习内容,介绍了地质超前预报的相关方法、原理及应用,比如介绍了地质雷达、红外线探水、TSP等先进手段在隧道工程建设的应用。中南大学、湖南大学对野外地质实习极为注重,实习内容包括地质认识实习和工程实践实习两个阶段,实习实践时间长达20~30天,考察湖南西部地区在建或已建项目所处较为复杂的地质条件,以一个工程建设者的角度参与到实际项目的建设中去认识地质现象。石家庄铁道大学地质教研室现有8名教师,教授2名,副教授3名,讲师3名,其中具有博士学位的4人,硕士学位的4名。获得的奖项包括校级讲课比赛特等奖1名,二等奖1名,校级优秀教师1人,今年主持或参研的省部级及以上科研项目10余项,并承担省级精品课程1项。虽然教研室在老师们的努力下取得了不错的教学和研究成果,但是,和兄弟院校的工程地质教研相比,我们仍然存在诸多不足之处。首先就是教师队伍建设的不足,工程地质是一门经验型极强的专业,需要足够丰富的现场工程经验,因此需要老中青传帮带,让青年老师尽快熟悉和掌握工程地质教学的技巧和方法。其次,对工程地质教学的重视程度不够,课时设置偏少。最后,教学内容更新不够及时,工程地质中先进的技术方法在教学中介绍的内容不够多。因此,为了跟上国内兄弟院校土木工程地质教学的步伐,教学改革刻不容缓。
二、当前土木工程地质教学存在的问题
通过以上详细的调查和对比分析,目前土木工程地质教学仍存在以下问题:
1、土木工程地质教材的使用各自为政。目前各个高校使用的教材基本上是各自高校的老师根据自己的讲义编排而成,缺乏一个统一的标准,因而导致经典精品教材较少。单从教材的题目上足可看出目前教材缺乏统一性和协调性。例如中南大学所用的教材为《土木工程地质概论》,浙江大学的教材题名为《土力学与工程地质》,石家庄铁道大学所用教材题名为《工程地质学基础》等。
2、在教学内容上与其它课程交叉重复,无法突出本门课程的特色。工程地质是一门基础课程,是岩土工程、隧道工程等课程学习的基础,因此,由于与其它学科老师交流不够充分,往往存在重复讲授的情况。比如,以有效应力这个概念为例,在工程地质、土力学、基础工程等课程都涉及到,由于这个概念的重要性,各科老师为了追求各门学科的系统性和完整性,都会着重讲解这个概念,虽然在一定程度可以加深学生对这个知识点的理解,但是从侧面也可说明知识的重复交叉导致学业内容的累赘。
3、课时安排过少。目前各所高校对土木工程地质这门课的重视程度,课堂课设课时大多是32~48个学时,因此,老师在安排教学进度时显得极为紧张而紧凑。从实际教学安排来看,基本上讲解完三大岩石、地下水、地质构造基本概念后,没有足够的时间深入来探讨地质条件对工程的影响,往往后面工程应用的章节皆为学生自学。
4、知识学习与工程案例结合程度不够。由于部分老师本身参与的工程项目不多,同时又由于课时的不够,这两部分原因导致学习的主要内容集中在枯燥的理论知识部分,学生容易产生枯燥情绪。
三、土木工程地质教学改革措施
为了很好地解决当前土木工程地质教学中存在的问题,让学生从这门课程中更多地学习到有助于工程实践的知识,必须有针对性对当前教学实践中存在的问题进行改革,具体改革措施如下所述:
1、建立和完善土木工地质程精品课程精品课程建设既是压力,又是动力。通过精品课程建设,可以找出当前教学中存在的薄弱环节,精简重复的教学内容,突出本门课程的特色,使土木工程地质这门课的教学目标和任务更加明确。精品课程建设首先就是教材建设,因此,有必要根据新时期土木工程培养目标,并结合当前土木工程建设中出现的新问题、新方法、新技术,编写一本深入浅出的教材,教材中不仅包含传统的知识要点和概念,还应包含当前新的地质知识观点、新的地质勘查手段等,同时还应包含工程实例,让学生尽可能地更深入地建立起工程地质与工程项目的联系。精品课程建设中重要的一条就是教师队伍的建设,因此,有必要加大对教师队伍的培养力度,引进和培养一批有新视野、新知识的老师,以此给课堂注入新的气象。
2、注重教学手段和教学方法的革新注意授课的科学性与艺术性,在教学过程中,善于发挥学生的主导地位,采用“讨论试”、“启发式”教学模式。同时,要注重课前的准备,精心备好每一节课,善于总结归纳每节课的重点,以“主线法”讲授课程知识。
3、增强对工程地质教学的重视对工程地质教学的重视首先就体现在教学和学习的时间上。尽量安排更多的课时,让老师有足够充分的时间去讲解基础概念和工程实例。同时,老师也可以通过其它方式来增加学生们的学习时间,比如规定某个主题,要求学生自主独立进行文献调研,完成该主题相关文献的归纳总结,并加大平时学习报告在总成绩中的比例。另外,强化考试试题库建设,完善考试规范和制度,强化对学生进行专业知识训练。最后,要重视工程地质实习在教学中的作用,因为该门课程的实践性很强,需要从大自然中去认识和掌握工程地质现象,使学生巩固在书本上学到的知识,有感性认识上升到理性认识,同时在野外地质实习过程中,亦可锻炼学生们的体魄和吃苦耐劳的能力。
中图分类号:P64文献标识码: A
一、水文地质勘察存在的问题
1各种类型的地下水
1.1地下水类型
根据特有性质,及赋存介质将地下水分为松散岩类孔隙水,碎屑岩裂隙孔隙水,碳酸盐岩裂隙喀斯特水,火山岩裂隙孔隙水、基岩裂隙水;按其埋藏条件和水力特性是栖息,潜水和承压水。
1.2含水层水平,分布,岩性,厚度,埋藏深度含水层:(卵石砾石土,砾石,砾石,砂砾岩),性别(砾砂,砂砾,沙,沙细,淤泥,淤泥质土)破碎基岩风化带,构造破碎带,岩层孔隙与裂缝,石灰岩的溶蚀、孔洞、漏斗、山洞等,玄武岩的裂隙带。隔水层:粉质粘土和致密完整岩石。
2静水位和变化幅度
天然地基承载力设计值计算砂土地震液化,膨胀土,胀缩深度确定,基础深度的确定,边坡稳定性评价。基坑侧土压力计算基坑降水和地下工程,涌水量计算,计算深基坑,地下室底板抗浮计算,判别岩石渗透变形(流土,管道,腐蚀)等一系列问题,需要静水位地下水资料。要准确的测定,一般在洞后24h后统一测定。充分利用抽水孔观察孔观察,必要时下测水管观测。地下水位的地形,气象,水文和人的因素和变化,收集区域水文地质数据,数据的邻近地区或通过长期观察和调查,查明地下水水位变化特征。一般随季节变化而变化,随潮汐海岸,河流和湖泊岸边洪水影响,人工排水区抽水影响地下室底板的抗浮计算时,应提供最高水位数据。如果不是最高水位,平原区地下水设防水准的建筑室外地坪标高。
3地下水的径流、补给、排泄
根据地形,气象,水文,地质结构,含水层分布状况及其与水接触,分析地下水流动和动态特性。地下的水流量,根据水位(压力)线图确定。水力坡度根据水位(压力)图计算。
4地下水化学成分及其对建筑材料腐蚀评价,需要饮用水,适宜性评价
只为腐蚀性评价浅析,需要饮用水适宜性评价分析。评价腐蚀的二级或三环境评价,根据地层渗透性评价,弱透水层是指粉土和粘性土,强透水层是指沙质土壤(粉砂,细砂,砂,砂,砾石,碎石土和裂缝,沙)孔和摇滚的发展。
5测定水文地质参数
根据工程要求,通过抽水试验,渗透试验,注水试验,水压试验测定地下水流速,孔隙水压力,测定长期观测和室内试验,渗透系数,影响半径,提供导水系数,水供应,释水因子,吸收率,地下水实际流速流量,孔隙水压力等参数。一般工程测量中,经常只做简单的抽水试验,提供粗略的渗透系数。重要的项目要做2次以上的降水抽水试验,至少要有1个观察孔的安排,最大下降方法的工程设计需要缩编水平或达到降水设计降深的一半。常用的方法计算地下水井
6地下水预测不良地质作用
沼泽和盐碱化;岩石软化,解体和湿陷性;膨胀土胀缩变形;地面塌陷;边坡失稳;井下突水;基础上浮,坑底突涌;海水入侵。
二、对水文地质工作的建议
1地下水水质污染情况的调查是保障供水安全的基本措施
针对我国的水质受到严重污染的情况,因此急需发展的全面调查地下水水质,并作为一个主要的工程来抓。在工作部署上可以是大流域或经济发展重点区域,城市群区域,农牧业重点开发区逐步蔓延。建议这项工作已进行了地下水与环境地质调查项目中分离出来,作为一个单独的项目。在我国现在已经很难找到地下水反映本地背景值的区域作为对比,提供l?20万区域水文地质普查数据作为原始背景。
2加强地下水均衡试验基地建设
论加强水文地质参数,为不同地区(代表不同的水文地质类型)地下水科学实验基地,发展和地下水科学实验。除了测试地下水蒸发蒸腾的研究,还应结合不同的地貌类型。
3全面实施地下水监测项目规划
根据示范多个地区,全面建设地下水监测网络,数据采集系统和自动传输系统,一批有代表性的监测点。自从我国开始实施监测以来,不能反映真实的数据,急需一批新的监测孔,这是实施国土资源部对地下水监测,防止地下水的过度开采污染和重大举措。
4积极实施新理论、新技术和新方法的研究和推广
应用遥感技术,同位素技术,数值模拟技术,信息技术是提高水文地质特征和机制的重要技术方法。目前研究的服务继续扩大,以准确的水文地质参数,降低身体的工作量,为决策分析提供技术支持与管理。地下水系统理论,系统理论在水文地质中的应用,地下水运动和分析的水资源评价的基本理论,要结合中国的实践,进一步完善和提高。
5加强区域综合研究和专题研究
我国地域辽阔,自然地理和地质条件复杂,地质条件极其复杂,我国地下水的分布和演化具有深刻影响。地下水的形成理论,平均价值的地下水运动,水文学与地球化学作用,人为干扰的影响下条件的变化,需要进行深入的研究。中国地质调查局已明确区域研究院,是一家专业研究机构,也是区域管理中心,中国地质环境监测研究所与各大专院校,更应成为跨学科研究中心,培训水文地质专家的理论和实际应用的专家,并不断的提高我们的水文地质研究。
6加强地下水合理利用与保护
继续实施的带有全局性,长期性,定向问题研究。国民经济发展规划中,规划的水文地质工作的发展带来了巨大的机遇。国家需要的是水文地质工作的出发点和落脚点,结合经济和社会发展的需要,服务经济社会的发展,水文工作才有生命力。根据政府的职能部门,应不断加强地下水开发利用和保护的相关政策的战略研究,使地下水这一宝贵资源的自然属性和社会属性是紧密结合经济,走出一条适合我国国情和自然环境的综合与协调的办法可持续发展。
结束语
地下水是岩土体的组成部分,它直接影响建筑场地地基岩土体的工程特性,对建筑物地基基础的稳定性和耐久性都产生影响,但在工程勘察设计和施工过程中水文地质问题却常常被忽视。本文结合笔者多年工作经验,就水文地质的分类以及存在的问题进行了初步的分析,并对水文地质勘查工作提出了相关的建议,供相关人员参考。
参考文献
随着我国城市化进程的快速发展,为了保障项目工程从规划设计到施工以及使用全过程都能都达到安全、经济以及合用的标准,使项目工程的场地、结构、规模以及场地工程地质条件等能够相互的适应,就需要进行工程地质勘察工作。在工程地质勘察过程中,加强水文地质的勘察是非常重要的,评价地下水对项目工程基础的影响,并且提出科学合理的防治措施,为项目工程的设计和施工提供参考,保障项目工程施工的质量。
一、工程地质勘察概况
工程地质勘察是一项复杂的系统化技术,通常情况下工程地质勘察工作的时间也比较紧,任务量也比较重,相应的困难度也比较大。同时,工程地质勘察工作的有效的开展对于工程建设有着非常重要的作用,有效的开展工程地质勘察工作是一项重要的任务。随着我国经济迅速的发展,对于工程建设投入力度的不断增强,应该加强工程地质勘察的研究力度,提出先进的科学理论和使用技术,使工程地质勘察能够取得更快的发展,保障项目工程能够安全施工。
二、水文地质的重要性
当前在工程勘察、设计以及施工的过程当中,水文地质问题始终是一个重要的问题,但也是比较容易被忽略的问题。地下水是岩土体重要的组成部分,其会直接的影响到建筑场地地基岩土体的工程特性,同时作为建筑物的环境条件对于项目工程的稳定性以及耐久性会产生严重的影响。在实际的建设过程中,很少会直接应用到水文地质参数,从而会被认为这项工作不重要。在勘察的过程中只是简单的对其水文地质条件作一般性的评价,这是非常不合理的。为了提升项目工程施工的安全性就必须要加强水文地质问题的研究,不仅应该查明和岩土工程有关的水质的问题,评价地下水的埋藏条件及对建筑材料的腐蚀性,并且还应该提出相应的预防和治理的措施,为项目工程的设计和施工提供必要的水文地质的资料,以此来减少地下水对于项目工程建设的危害。
三、工程地质勘察中水文地质评价的内容
1、水文地质条件
首先应该查明项目工程施工区域内的气象资料,比如:年降水量、蒸发量以及河流的历史最高水位和常水位、地表水以及地下水的补给排泄关系等问题。其次要了解相应的含水层储水构造资料,比如:含水层的分布、厚度和水量,地下水的类型、水位变化幅度以及流向,测定各含水层的渗透系数等。此外还应该了解到岩土体的构造对于地下水储水的影响以及地下渗流等。
2、水文地质评价的内容
首先需要根据测定的水文地质条件以及实际工程的特点,评价地下水对于项目工程的基础以及岩土体可能会造成的影响,并且提出相应的预防措施。其次根据查明的水文地质条件,选择恰当的方式来实现项目的工程勘察。此外除了要明确天然状态下的地下水对于项目工程建设的影响,还应该着重对工程建设活动中,人们日常活动对于地下水造成的影响,以及地下水情况的变化而引起的地质情况变化和对建筑物造成的影响。第三应该根据项目工程实际的特点,提出在特定的水文地质条件下,需要对工程地质进行着重评价的方面。
四、地下水引起的工程的危害
根据相关统计表明,在地质灾害中因地下水的变化所引起的灾害占有很大的部分,同时其造成的灾害具有复杂性,所以在工程地质勘察过程中,应该注重地下水的变化引发的危害,加强地下水所引起的工程危害的预防和防治。
1、地下水升降引起的工程危害
地下水在自然因素和人为因素的影响下,通常会发生一定的变化,当此种变化达到一定程度的时候,就会对岩土工程产生比较严重的影响,甚至会对项目工程的安全性造成严重的影响。首先是地下水位上升引起的危害。造成地下水位上升的因素有很多,水文方面的主要原因有降水量增大以及气温的变化等,人为方面的原因有灌溉以及施工破坏等因素的影响。其造成的危害表现在以下几个方面:土壤盐碱化现象加剧、地下水对于地下项目工程腐蚀作用加强;河岸以及斜坡容易产生地质灾害,比如:滑移以及崩塌等现象,这会对项目工程造成破坏;容易受到水的作用,而导致岩土体出现软化以及强度下降现象,对工程项目产生影响。其次是地下水下降引起的危害,地下水下降通常情况下是由人为原因产生的,比如:开矿活动、对于河流进行治理和改道等,地下水位下降后,相应的岩土变硬,诱发地面发生裂缝和沉降等现象,这样就会对地质条件产生比较大的破坏,从而影响到项目工程的质量。第三是地下水位反复波动造成的危害,地下水位的反复波动容易造成地上项目工程的基础产生变形,造成项目工程开裂等问题,最重要的是地下水位的反复波动,会对地层中的胶结物产生淘洗的作用,当土层中失去了相应的胶结物,土体的强度就会变低,给项目工程的处理带来施工困难。
2、地下水动压力作用引起的岩土危害
天然的地下水很少会产生动压力,但是人类日常的活动,比如:地下空间或者是矿产资源的开发就可能会使正常的地下水压力的平衡受到破坏,从而会使局部产生比较大的压力,当遇到粉土层的时候,会产生流砂以及管涌等问题,从而会引发基坑的变形和隆起,严重的会导致边坡失稳现象的发生,引发项目工程安全施工事故现象的发生。
3、地下水对基础的危害
在项目工程选择基础埋深的时候,则需要认真的考虑地下水的动态变化以及其埋藏的特点。在进行工程项目基础设计的时候,应该保障项目工程基础的地面埋置在地下水位之上,否则应该采取相应的排水和降水的措施,同时还应该对于基础的钢筋混凝土做必要的防腐蚀措施。当相应的基础伸入承压水层内的时候,在项目工程施工之前必须采取相应的降水措施,防止在基坑开挖的时候承压水喷出,危害到人们生命财产的安全。在沿着河岸建设项目工程的时候,除了要考虑到地下水的影响之外,还应该考虑到地下水和地表水的相互之间的补给关系,以此来避免地表水对于项目工程基础的冲刷,危害到结构安全,保障项目工程建设的质量。
总结
随着项目工程数量的不断增加,在工程建设中工程地质勘察的应用,能够有效的提升建筑物的质量和使用的安全性。在进行工程建设的过程中,应该根据项目工程的特点,对于项目工程的持力层进行关注,方便在设计的过程中满足项目工程的地质条件的需求。其中水文地质条件在工程地质勘察中占有非常重要的作用,根据工程实际情况,对于地下水作用可能造成的危害进行评估,并且提出相应的预防措施,才能够使工程地质勘察真正的服务于工程建设,保障工程建设的质量。
参考文献:
[1]杜万海,尹洪峰.水文地质对工程地质勘察的影响[J].中华建设.2012,02(12):157-162
[2]田学君.浅析水文地质对工程地质勘察的影响[J].考试周刊.2010,07(04):34-42
[3]段凤华.水文地质对工程地质勘察的影响[J].华章.2013,15(03):241-247