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进行农田灌溉渠道的建设前,应该对农田灌溉渠道做出合理的设计,这是保证农田灌溉渠道效率的重要环节。在具体的设计中要根据农田周围的气候和环境,遵循因地制宜的原则,设计出合理的渠道建设方案,并且对灌溉渠道进行科学的规划。要在施工前把准备工作都做好,尽量保证渠道的施工建设又快又好的进行,下面是在渠道设计时的常用方法和一些注意事项:
1.1小型农田灌溉渠道设计的基本原则。
在农田灌溉渠道施工前,根据已经规划好的施工方案和施工的设计图,并且在保证灌溉渠道灌排功能高效的基础上,将灌溉渠道工程的对农田的占用面积缩小到最小。对于灌溉渠道的路线也要合理的裁弯,尽量保证灌溉渠道路线的平顺。这些是进行小型农田灌溉渠道设计时的基本原则。
1.2对渠道断面的设计。
进行灌溉渠道设计之前,要对农田灌溉区域的状况进行实地考查,把农田灌溉区域的实际情况和农田的灌溉面积等问题结合起来再进行设计。根据灌水渠道的流量值等因素确定灌溉渠道的尺寸和类型,设计出合理的渠道断面。
1.3进行农田灌溉渠道设计中的注意事项。
在进行农田灌溉渠道的设计时,应该把现有的灌溉设施考虑进来。可以利用农田的地理位置和周围环境,在保证灌溉渠道的质量安全和对农田的灌溉效率的基础上,将农田周边原有的沟、渠等灌溉设施纳入灌溉渠道的设计范围。这样不仅可以达到我们的目的,还能从一定程度上降低灌溉渠道的建设成本。另外在田间灌溉渠道的设计时,要注意到渠道水位线深度的设计,一般水位线的水深不能小于10cm。
1.4设计时要注意细节,消除安全隐患。
在农田灌溉渠道的施工过程中,新渠和老渠的连接往往会被人们忽略,结果导致农田灌溉渠道的设计存在严重的安全隐患。因此在进行这灌溉渠道设计的时候,要把这些细节考虑进去,设计出相应的方案解决问题,增加灌溉渠道建设的牢固性和安全性。要从细节入手,保证整个灌溉水渠工程的安全。
2、农田灌溉渠道工程设计时的主要内容
2.1流量设计。
流量设计是对灌溉渠道的水流量的计算,等于未记的渠道输水的损失,田间灌水损失的流量等各方面流量损失之和,也就等于灌溉渠道设计的灌水率,流量设计的准确度对于整个灌溉渠道设计有这十分重要的意义。在进行农田灌溉渠道的设计时,会受到多方面因素的影响,设计方案也要根据这些因素进行调整。例如,农田遇到特殊情况需要将灌溉面积扩大,这时的灌溉渠道就要具备允许大流量水安全通过的能力,所以在进行灌溉渠道的设计时要适当的考虑加大流量。这就需要根据开始设计时灌溉水渠的流量,结合农田的地理位置和周边环境,适当的增大灌溉渠道的流量,在保证灌溉渠道流量的同时,也维持了灌溉渠道的稳定性。
2.2断面设计。
灌溉渠道的断面设计一般包括渠道的横断面和纵断面的设计两部分。在进行两种断面的设计时,要以灌溉渠道的设计流量为基础。进行灌溉渠道的横断面设计时,要遵循灌溉渠道的设计流量与灌溉渠道中能够过水的断面面积成正比的原则,并且将渠道的水力半径和灌溉渠道的纵坡高度考虑进去。因此,在进行灌溉渠道的横断面设计时,应该结合灌溉渠道的纵坡高度进行水力计算,这样可以大大的提高灌溉渠道设计的安全性和合理性,并且还可以缩短灌溉渠道建设的工期,减少渠道的工程量,节约工程的建设成本,提高经济效益。
3、如何确保农田灌溉渠道工程的施工质量
农田渠道灌溉工程的质量的好坏会直接决定农田渠道灌溉效率的高低,影响到农田渠道灌溉效率的发挥。因此,加强农田灌溉渠道施工质量的控制是我们应该注意的问题。对农田灌溉渠道施工质量的控制也可以使灌溉渠道的设计发挥应有的效力,也可以保证施工的质量,在一定程度上避免了资源的浪费。
3.1施工前质量控制工作。
在农田灌溉渠道的施工前应该加强对人员和施工材料监督管理工作。监督管理工作能不能落实,主要取决于工程建设中相关的建设、设计、监理等部门能否履行其相应的职责。因此在灌溉渠道的施工前,工程建设的所有有关部门应该共同努力,做好监督管理工作,加强对农田灌溉渠道施工前的质量控制。完善监督管理工作主要有以下几种方法:建立起科学合理的质量管理体系和制度;成立质量监督小组,对施工前的各方面质量问题进行监督;将所有人员的工作分配到位,明确自己的职责;建立相互制约与监督的管理体制;明确施工时所需要注意的事项和操作规范。施工之前还有一个重要的部分,那就是对施工场地的选择,科学合理的选择施工场地是顺利安全进行施工的基础。
3.2施工时质量控制工作。
做好施工时的质量控制工作是整个农田灌溉渠道工程的重中之重,是整个工程质量好坏的关键。在施工时进行质量控制工作应该严格按照施工方案进行施工,因为技术人员在进行农田灌溉渠道施工前已经将施工方法、施工中会发生的情况、施工材料的选取、施工中的问题及解决方法等考虑到并写入了施工方案。
3.3加强施工时管理。
农田灌溉渠道施工具有工程点多、线长、面广等特点,在进行施工时管理的难度比较大,针对这些特点应该采取分散施工,统一管理的方法。建立起管理部门,制定严格的管理制度,切实的将管理制度落实到每个人身上。在一道工序完成后,施工部门必须对其进行检验,检验合格后将这道工序的质量报告交给验收方验收,完成后才可继续进行下一道工序。对于不合格的工序要进行重新返工,在这道工序合格之前不得进行下一道工序的施工。
3.4做好施工日志。
在施工时相关的质检人员要认真的将施工日志做好,对施工时发生的问题、每道工序的质量、工程的进度、现场检查的情况等问题详细记录,这样有利于加强施工质量控制,方便随时掌握施工中质量的情况,为施工质量的控制提供充足的资料。
4、结语
【摘要】水利工程中渠道和渠系建筑物运行的好坏,直接关系着渠道的正常输水和灌溉效益的充分发挥,对搞好农业生产工作起到重要作用。针对山区渠道滑坡成因分析,结合实际,提出了滑坡处理、防止措施。
【关键词】渠道;滑坡;成因;处理;防止
水利工程是农业发展的基础,其中渠道又是水利工程中重要组成部分。渠道和渠系建筑物运行的好坏,直接关系着渠道的正常输水和灌溉效益的充分发挥。山区地面起伏,坡度大,灌溉渠道多,渠线长,位置分散,渠道滑坡是渠道工程危害大,最常见的水毁形式。因此,探讨渠道滑坡的原因及对其处理和防止对搞好农业生产工作具有重要意义。
1.渠道滑坡的成因分析
渠道滑坡是具有滑动条件的斜坡在多种因素综合作用下的结果,但对某一特定滑坡总有一或两个因素对滑坡的发生起控制作用,我们称它为主控因子,在滑坡防治中应着力找出主控因子及其作用的机制和变化幅度,并采取主要工程措施消除或控制其作用以稳定滑坡,对其他因素则采取一般性措施达到综合性治理的目的,如地下水作用引起者以地下截排水工程为主,因削弱坡体支撑力引起者则以恢复和加强支挡工程为主。具体的原因有:
(1)由于渠线经过地段地质、土壤条件较差,如有软弱土层、断层、风化土层,岩层倾向渠内,沿层面容易产生滑坡。
(2)改变滑带土的性状减小抗滑阻力的因素,如地表水下渗、地下水位变化、灌溉用水下渗、潜蚀和溶蚀作用等降低滑带土强度的因素。
(3)既增加下滑力又减小抗滑力甚至造成滑带土结构破坏(如液化)的因素,如地震和爆破震动等。
(4)施工方法不当,加大了边坡的滑动力,容易引起滑坡,或采用不适宜的爆破。
(5)新、老土(石)结合质量不好,引起结合料的滑动。
(6)改变坡体的应力状态,增大坡脚应力和滑带土的剪应力(即下滑力)的因素,如渠道坡脚人为大量挖土或水流冲刷淘空,导致滑坡等等。
2.渠道的滑坡处理
渠道滑坡的处理,首先应通过地质勘查,找出滑坡的原因,判断滑坡的稳定程度。提出滑坡的施工方案,因地制宜,寻找技术可行,经济合理、容易实施的处理方法。整治滑坡处理贵在及时,力求根治,以防后患。
渠道滑坡的处理,常用的方法有排水导渗、削坡减载、支挡、暗涵(或埋管)、渡槽及改线等。
2.1排水导渗。排去地表水,疏干地下水是整治滑坡的首要措施,应根据不同情况采用不同的排水方法。
(1)地表排水:对滑坡体以外的地表水应以拦截旁引为主,即在滑坡围界5米以外修筑环形截水沟。要注意截水沟的深度和质量,力求做到滑坡体外的水不再渗入滑坡体内。对滑坡范围以内的地表水,应以防止下渗和引出为准。首先要把滑坡体内的多种裂缝回填夯实,防止地表水继续下渗,然后利用滑坡范围内的自然排水沟或新建的排水沟,把地表水迅速汇集排出滑坡体外。
(2)地下导渗:为了防止滑坡范围以外的地下水渗入滑坡体内,常用设置截水盲沟,将地下水导出滑坡体外。对滑坡外的排水,可以在坡面砌筑多种形式的导渗沟,或采用干砌石护坡,水泥砂浆勾缝,底层设导滤层或排水管。
(3)防止水下渗:对滑坡体大,又是深层的,无法治理,建筑物无法避开滑坡体,就采用减少地表水及杜绝渠道下渗水入渗,采用滑体上设排水沟,渠道水用钢管过渡。
2.2削坡减载。对推移式浅层滑坡,则采取“削坡减载”的方法。减小引起滑坡的滑动力,是最基本的也是最有效的办法。一般采用削缓边坡,当渠道外滑坡时,还可将上部削下土体反压在坡脚,从而达到稳定的滑坡的目的。当削坡减压后仍不能达到稳定滑坡的同时,常采用减压与支挡相结合的处理措施。
2.3支挡。在渠道已经塌方或将要塌方的地段,如受地形限制,单纯采用削坡方量很大的,则可根据具体条件,因地制宜采用多种支挡护坡措施。如加固坡脚砌挡墙,干砌护坡等,如渠道经过小溪岸坡,坡脚受洪水冲刷,可采用加固坡脚、浆砌石挡土墙,防止冲刷淘空;对渠道上侧滑坡可采用削坡减载重力式挡墙支挡的办法处理。另外当渠床为基岩时,可采用拱式或连拱式挡墙处理滑坡,等等。
2.4暗涵(或埋管)。由地上转为地下。当地质条件差,山坡又陡峻,或渠段穿过覆盖很厚土质层,岸坡难于稳定而出现严重滑坡时,从外面治理难度大的,应尽量避开滑体或转入地下,可考虑将原有明渠段改为暗涵或埋管形式较为安全可靠,同时可减少工程量。
2.5渡槽。山区渠道常在陡峻的山坡上开渠,往往容易产生山岩崩塌。因限于地形条件,要维护渠道稳定十分困难,可采取改建渡槽输水。
2.6改移线路。一般小型渠道工程,在选定渠线时基本上未做地勘工作,致使有的渠道修筑在滑坡体上,建成后渠道极不稳定,一旦雨水入渗,整个渠床都要发生大的位移和沉陷。当采取上述多种处理措施很难奏效时,最后只有采取改线,以避开滑坡地段。
上述是山区渠道滑坡常用处理措施,滑坡处理方法可因地制宜单独或综合采用。做到技术可行,经济合理,施工简单,彻底整治。
3.渠道滑坡防止
(1)渠道滑坡防止应从设计规划入手,摸清渠线地质结构情况,避开地质不良地段,无法避开时应采取切实可行工程措施以予防止。选择合理渠道结构和边坡,确保渠道稳定安全。
(2)施工阶段,应平台开挖后抽沟,开挖坡度根据开挖后地质情况,对设计边坡过陡给予修正,确保边坡稳定。对施工中发现可能滑坡的地段要及时处理,减少损失。
(3)在渠道日常维护管理中,渠道应严格控制在正常水位运行,要加强渠道巡视检查,检查排洪设施是否运行正常,渠道杂草淤积要及时清理,对局部渗漏破坏和集中漏水,应查明原因,堵死通道,做好渠道防渗处理。对于渠道裂缝,应查明裂缝类型并进行处理。对不太深的表层裂缝可采用开挖回填的办法处理,对较深的内部裂缝可采用灌浆法处置。
关键词:建筑工程; 工程质量;施工管理
Abstract: along with the modernization construction of booming development, construction project continues to expand the scale of construction enterprise mode of production and organizational structure changes, improving project construction management for the development and the construction project is very important. Combining with the practical experience of engineering construction management is discussed.
Keywords: building engineering; Engineering quality; Construction management
中图分类号:TU71文献标识码:A文章编号:
前言:
随着市场经济的发展,建筑项目不断增多,造成管理跨度大,对工程质量、安全方面存在一定的隐患。工程质量管理的任务就是根据合同规定的工程建设各节段的质量目标,对工程建设全过程的质量实施监督管理。工程质量的优劣,对工程能否正常运作关系重大。不仅严重影响承包商的信誉,也将影响工程建设项目投资方的经济效益,同时也直接反映出监理工作的好坏。因此,工程质量问题是参与工程建设各方共同利益之所在,搞好工程质量管理,是参与工程建设各方共同的义不容辞的责任。
1 建筑施工管理中必须树立质量意识
质量是永恒的主题。建筑产品是一次性产品,其体量大,投资大,建设周期长,生产要求复杂,施工环节众多,不便于综合测试,一旦建成便不能更换的特点。在工程最终完工前的相当长的时间内,只有制品没有成品,上道工序若发生质量问题,都有可能被下道工序所掩盖,从而导致重大质量事故的发生。党和国家历来十分重视建筑工程质量“质量本身代表一个国家的形象,一个民族的精神,我们必须树立全民的质量意识,只有全社会都能认识到质量是企业的生命,并且真抓实干,我们才能把质量工作做好。”因此,我们要对项目实施全方位、全过程的质量监督和管理,确保工程万无一失。
企业应该建立健全企业的质量保证体系,落实层层质量责任制,加强企业自控能力,提高企业的质量意识和管理水平。还应大力贯彻ISO9000《质量管理和质量保证系列标准》,推行科学管理。ISO9000 标准的宣传和贯彻正是为了帮助企业建立完善质量体系,提高质量意识和质量保证能力。笔者认为,抓好施工现场管理,要以升华全企业职工现场管理意识为先导。众多优秀企业家对抓好施工现场管理的必要性已形成了共识,但是这还不够。要形成全员、全过程、全企业的强化施工现场管理意识。试想,一个施工企业上到经理,下到建筑工人,如果某个环节对抓好施工现场管理不重视,或是认识不足,那就不可能把施工现场管理搞好。从国内的情况分析,实现全面质量第一办法有二:一是推广应用建设部推广的十项新技术;二是大力加强企业的经营管理,切实开展全面质量管理工作。
2 严格管理,消除事故隐患
只有严格管理、严格按照建筑工程程序办事,才能提高工程质量。然而,有些企业在资金没有到位的情况下,大上项目,往往出现拆东墙补西墙,到头来资金严重缺口;违反工程科学规律;有的利用行政干预,确保“关系户”稳拿工程,使一批不具备施工技术、设备、管理能力的低等级施工队伍进入建设行列。招标投标制已实行多年了,在执行中确实取得一定成绩。但由于机制问题和管理制度不全,运作中时紧时松,没有走上正轨,大有流于形式的趋向。部分承包商对工程的投资不是通过千方百计把对施工生产的工程质量、材料消耗、现场管理和机械设备、经济核算、成本与费用管理等各要素的优化来做到节约投资,增大利润,而是通过偷工减料“设计变更”等不正当手段来增大利润,直接蕴含了事故发生的因素和扩大了投资的源头,有的甚至导致“豆腐渣”工程的产生。由于建筑市场发育不健全,存在管理真空和管理错位,最直接的后果是影响了建筑市场秩序,造成了一些质量安全事故或质量隐患。因此,要加强建设工程的管理,对于各种违法违纪的行为,要坚决查处。项目法施工已提出多年,但有的仍然没有深入层次;没有全面地推动企业质量管理体系的完善化和实效化,人们观念还停留在较低水平上,对项目的管理没有正式列入日常管理之中,对项目开工前期、施工中期、施工后期三个时间检查不严格。工程质量差、投资高、效率低、遗留问题多、工程事故突出等现象,固然与设计、施工等方面有关,但管理人员素质不佳,责任心不强,也是重要原因之一。尽管建设部、市建委对施工现场要求文明施工,也取得了一定成效。但是,施工现场管理混乱“脏、乱、差”现象依然存在。管理体制不顺,尤其是装饰、装修管理、重点工程等质量“”。我们要认真分析当前工程质量中存在的问题,研究对策,采取有效措施,提高工程质量。
3 提高管理人员素质
基建管理人员的素质高低影响着工程质量的优劣。因此,要建立一支政治素质高、业务技术强的基建队伍,以适应新形势的需要。基本建设涉及到建筑工程、经济、管理、环境等多个学科。高素质的建设管理人才,不仅要具备一定的专业基础知识和实际管理经验,而且还要具备适应在社会主义市场经济运行机制的应变能力,掌握高科技知识和现代化管理手段。所以,要从战略高重视抓好人员的培训教育工作,不断提高队伍的整体素质。特别是必须认真学习掌握施工及验收规范,并且进行书面考试和实测,考试合格后才能组织管理施工,使人员达到优化配置。科学技术是第一生产力,保证工程质量必须依靠科技进步。管理人员要勇于实践,开拓进取,总结实践经验和知识。把过去管理人员单纯囿于验收签证和监视浇捣的狭隘范围,扩大到参与全面管理、全盘指挥的领域。
工程质量的优劣,很大程度上取决于施工队伍的水平。首先,要考虑施工单位资质和信誉。应优先考虑那些资质等级高及信誉好的单位。其次,要从优秀的施工单位中选择一个优秀的项目部来承建工程。因为社会竞争越来越激烈,施工企业为了自身的经济利益,除了有自己固定的施工队伍外,也允许一些私人包工头挂靠企业的牌子来赚取一定的管理费。结果就导致同一家施工企业名下的施工队伍、资质等方面都一样,实力却有天壤之别。要根据工程项目的特点,对他们已经建成的工程和在建的工程进行实地考察,了解施工现场的管理情况及施工质量情况,听取工程甲方对他们的评判,然后再将各方面的信息综合起来,选出几个优秀的队伍来进行投标,合理地组织施工和进行管理,使工程顺利进行。
4 完善规章制度
建设单位的行为是否规范直接影响到工程质量,影响到工程建设能否顺利进行。只有严格管理,严格按照建筑工程程序办事,做到超前监督,才能不断提高工程质量。应该认真严格地按照《建筑法》中规定的运作程序和行为规范进行质量监督和管理,认真执行国家颁布的各项技术规范和有关规定。抓好建筑市场治乱、工程质量治差、工程造价求合理、实施工程质量终身责任制。建筑工程质量,涉及到多个环节,包括立项与报建、招标与发包、设计与施工、材料选购、竣工验收等,这些工作必须按照建筑工程程序进行,才能达到预期的效果。坚持谁施工谁负责质量,谁指挥谁负责质量,不给事故责任者推脱的借口。应以科学的态度做切实可行的计划,要严格执行计划。
每项工程开工前,必须进行图纸会审,使甲乙双方进一步熟悉图纸,明确工程施工的各个环节和要注意的问题,严格按图施工。施工人员是建设单位的工程现场代表,从定位、放线到开工、竣工以及验收、交付使用,对工程的组织实施和监督管理,对工程的进度、质量和造价,负有重大的责任,施工规范是施工人员进行施工的准绳。有了保证质量的施工制度,还要严格要求才能实现,要搞好文明施工,实现“环境清洁,物料堆放有序,设备整洁完好,安全设施齐全,道路平整畅通,制度标准健全,劳动纪律严格,施工秩序井然”的目标。在现场实行定人,定位、定操作、定质量、定劳动定额等为内容的操作岗位责任制。定期召开技术例会,各工种监管人员反馈现场发展的问题及处理方法,分清责任,采取措施。
5 加强验收工作
在施工质量控制的同时,不能忽视对材料质量的把关。优质的建筑产品来源于质优的原材料和半成品。从地材(砖、灰、砂、石)到三大材(水泥、钢材、木材)及装饰材料、卫生器具等,要提供合格证及现场取样检验报告,坚持“选好不选次”的原则,切实抓好材料的进货、验收、保管、试验。不但要了解所购的自身质量,还应了解产品生产单位的生产能力、技术力量、测试手段和管理水平等等,符合要求的方可购买或与之签订供货合同。在原材料、半成品或成品进场验收时,不仅要进行其外观检查,而且还要检查它的质量保证书和复检数据,符合质量要求的方可验收入库或进场使用。建议对一些建筑材料的生产部门加强措施,控制流通中的供货渠道,不允许不合格产品混进建筑工地。同时要求对隐蔽工程、人工挖孔桩等,不经检测、验收同意后,不准进入下一道工序施工;砼工程实行全天候监理;搅拌混凝土或砂浆,要有专人负责,严格配比、准确计量,规定侯干期;规定全部砌体、抹灰、油漆必须先做样板间,经验收合格后,才准予全面铺开施工等。对钢材、水泥指定厂家,明确主体结构必须使用转窑水泥。工程竣工验收是工程质量的最后一个环节,也是建设资金转化为使用价值的重要环节,是全面考察投资效益,检验设计和施工质量的重要步骤。工程项目竣工时,基建部门首先要会同承建单位对工程进行预验收,然后再组织使用单位、设计单位及政府有关建设管理部门进行正式对照设计图纸,按验收规范对工程进行全面的严格验收,检查对工程技术资料、材料、构件和设备质量合格证明和分部分项验收记录等。对存在的质量缺陷,提出整改措施及期限,直到合格为此,然后请质检部门验收。同时,根据工程保修的有关规定,要求施工队在交工一定时间内随时对出现的问题进行保修。另外,所有竣工资料要做到齐全、规范、准确、全面、真实,确保每项工作圆满完成。
6 结语
强化工程质量管理,确保工程质量是一项系统工程,需要我们重视和加强工程建设质量管理,努力实现工程的高质量,创造出更多的优质工程。
参考文献
1.林建鹏 对建筑工程施工质量控制的探讨[期刊论文]-科技创新导报 2009(05)
一、人才培养目标
在人才培养上,如何将传授知识和能力培养二者有机结合,相辅相成,避其对立取其统一,制定出既适合社会对工程人才的需要,又满足高校教育的道路桥梁与渡河工程专业人才培养方案,这不但具有重要的发展意义,还具有重要的现实意义[1]。道路桥梁与渡河工程专业,综合了道路工程、桥梁工程以及渡河工程相关的专业技能。其人才培养目标就是培养具有专业设计能力、施工技能并懂得现场管理的现场工程师、道路工程师、桥梁工程师,为道桥工程领域生产第一线培育卓越的当前社会需要的高级应用型人才[2]。
二、道路桥梁与渡河工程专业课程体系的设置
紧紧围绕人才培养目标的要求,道路桥梁与渡河工程专业开设专业课,专业基础课,公共课程,专业选修课程等。道路桥梁与渡河工程专业是培养能从事道路、桥梁、铁路工程及地下工程的设计、勘测、施工、科研、咨询、维护和管理等工作的工程技术人才。其专业核心课程包括路基路面工程、桥梁工程、道路勘测设计、道路建筑材料、土质土力学、桥涵水文与水力学、隧道工程、基础工程、道路施工、桥梁施工等科目。
2.1主体思想
培养方案要适应我国现代化人才发展需求,结合科学的教育理念,掌握专业人才需求规律,顺应教育的发展潮流、专业人才培养模式和标准,培养“来之能用,用之有效”的,既有扎实的实际操作能力,同时又具有不断创新精神的高级专业人才。做到及时总结在人才培养过程中好的教学内容、教学手段以及教学改革成果,并将成果应用于新的培养方案中,不断开吸取国内外本领域先进的教育理念和科研成果,注重实际工程与课程体系的衔接、整合、优化,更新课程,发展学生创新意识,从而提高毕业生的质量。
2.2道路桥梁与渡河工程专业方向设置
道路桥梁与渡河工程专业下设有道路工程、桥梁工程和地下工程与安全三个专业方向。为适应市场需求,学生可根据自己的专长和爱好,自主选择一个专业方向进行学习。
(1)道路工程专业方向,可从事道路工程的勘测、规划、设计、施工、咨询、管理等方面的技术工作,还可以从事桥梁和隧道工程相关的技术工作;(2)桥梁工程专业方向,可从事桥梁工程的勘测、规划、设计、施工、咨询、管理等方面的技术工作,还可以从事道路工程相关的技术工作;(3)地下工程与安全专业方向,可从事地下工程的勘测、规划、设计、施
工、咨询、管理等方面的技术工作,还可以从事工程安全与灾害防治及道路桥梁工程相关的技术工作。
2.3课程分类
道路桥梁与渡河工程专业学制四年,最长不超过六年,提前修满规定的学分,可申请提前毕业。三个专业方向的所有课程分为三类,即:
(1)公共基础课。公共基础课是三个专业方向都必须要修的课程。公共基础课程共65.5个学分,占总学分比例的44%。(2)专业课程群。专业课程群包括专业课程和专业基础课程,其中专业基础课是为日后专业课程学习的先导课程,为专业课程学习做铺垫。专业基础课共49.5个学分,占总学分比例的34%,专业课共33个学分,占总学分比例的22%。(3)专业拓展课。专业方向拓展课程是在结合专业课程或专业基础课程的基础上,为开扩专业领域视野,丰富专业领域知识,更好地与毕业后工作有良好的衔接而开设的课程。相当于传统课程体系中的专业选修课。专业拓展课程涵盖了与三个专业相关的专业课程,涉及工程设计、施工、监理和管理等各方面。学生可根据自己的兴趣爱好和就业需要在专业拓展课程中,选取28个学分的课程,所修学分占总学分的19%。
2.4实践课程
本专业的实践教学环节从大一至大四一直贯穿于四年的本科培养过程,除了大一年级的军事训练课以外,还包括物理实验、专业认识实习、测量实习、专业地质实习、专业生产实习、专业课程设计以及毕业设计(论文)以及创新实践等环节。其中课内实践环节为45学分,课外实践5学分,课外实践不计入总学分,但需考核合格方准毕业。
三、结语
随着我国基础设施建设的飞速发展,交通事业已经成为我国经济发展支柱性行业,随着社会对交通技术人才的需求呈现多样化,道路桥梁与渡河工程专业人才培养也越来越受到重视。相应地,对该专业课程体系的设置也应与时代需要同步,结合国家建设对交通人才的要求,不断将新标准、新知识和新方法吸纳并将其优化,不断探究新方法和途径,为道桥工程领域生产第一线培育卓越人才。
参 考 文 献
关键词:建筑与土木工程领域;全日制工程硕士;课程体系;复合型课程
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)01-0061-05
随着中国经济社会的快速发展,各行各业对高层次应用型人才的需求持续增长。2009年教育部调整研究生教育结构,将全日制硕士专业学位纳入研究生培养的主渠道,大力培养应用型、高层次专门人才[1]。土木建筑行业作为社会经济发展的一个重要分支,随着科学技术的快速更新与发展,其科学性、实践性、复杂性、综合性、创新性等特征日益凸显,对土木建筑行业人才提出了更高要求。因此,培养建筑与土木工程领域全日制工程硕士研究生,必须克服传统学术型硕士培养模式理论性强而实践不足的现状,并充分体现专业学位教育的特点,而课程体系的改革是其核心内容。
一、课程体系改革需要适应的目标
(一)培养通专结合的复合型人才
在科学技术的横向综合性和纵向分化性发展趋势背景下,土木工程学科一方面表现在建筑、公路、桥梁、水利等学科专业分工明显,要求土木工程教育更加专业化;另一方面各学科相互交叉和渗透,对土木工程教育提出要向综合化方向发展的要求。因此,掌握较为宽厚的基础知识的同时,培养工程领域的专业知识,是建筑与土木工程领域工程硕士研究生课程体系改革的目标。选取具有代表性的国内5所高校土木工程专业学术型和专业型硕士培养方案的课程设置进行分析,并侧重比较二者在基础理论课、专业基础课和专业方向课的学分设置(图1),其目的在于确定通专结合的复合型课程体系改革思路。
培养方案中参与统计的基础理论课主要是数学类等自然科学类课程,不包括人文社科类课程。专业基础课指结构力学、钢筋混凝土结构、土木工程材料等课程,专业方向课包含隧道工程、结构可靠度和高等土力学等课程。从图1可以看出,尽管各校课程总学分有所不同,但专业型硕士的课程设置与学术型硕士相比,表现出较为明显的趋同化特征。此外,课程安排也显示,专业型硕士的课程安排与学术型基本相似,未体现出专业学位与学术学位培养特色之间的差异。因此,专业硕士的课程设置应更注重内容的宽广性、应用性和实践性,达到夯实基础和加强专业实践能力的目标,锻炼面向实践问题的工程研究能力。
(二)具有良好的专业素养与能力
知识的传授是提升能力和提高综合素养的必要条件。就应用型人才培养而言,目前土木工程专业学术型硕士课程体系存在4个方面的主要问题:(1)理论课程远多于实践课程,学生在研究生阶段依然疲于上课和应付考试,缺乏实践能力,创新意识薄弱;(2)课程覆盖面窄,专业课程往往不能反映土木工程学科的前沿动态,知识体系陈旧;(3)未能将课程学习与毕业论文(设计)有机结合;(4)缺乏人文教育,不利于学生综合素质的提高。因此,对面向工程应用型的建筑与土木工程领域工程硕士的培养,课程体系应由片面和静止的状态转化为全面和动态的过程,科学有效地将知识转化为能力和素养。
(三)科学系统的思维
现代土木工程是一个复杂的系统工程,土木工程的功能化、城市建设立体化、交通运输高速化、建筑材料轻质高强化、施工过程工业化和装配化、内部各专业间渗透化、土木工程人文化和环境化是未来土木工程发展的必然趋势[2]。现代土木工程的学习要求学生应具有科学系统的思维,树立交叉学科视野,锻炼知识与技术的整合和重塑能力,对工程遇到各种新问题、新情况做出判断和决策。因此,建筑与土木工程领域工程硕士还应加强交叉类课程的学习,通过系统思维解决建筑与土木工程领域的专业问题。
(四)构建复合课程目标体系
依据建筑与土木工程领域全日制工程硕士课程体系需要适应的目标,构建以基础理论与知识、专业素养与能力和科学系统的思维为三大平台的复合课程目标体系,见图2所示。三大目标的实现自下而上,同时相互配合,发挥整体作用。
第一平台为基础理论与知识,是建筑与土木工程领域全日制工程硕士研究生所要掌握的基础理论。其中数理类知识包括数值计算、应用数理统计、结构动力学、有限元分析等课程,学会应用数学模型和物理方法进行理论计算和试验分析;计算机类课程包括数据库设计与实现,通过程序设计帮助实现系统模拟仿真等;专业基础课程包括高等钢筋混凝土结构、高层结构结构分析与概念设计、工程结构减振与控制理论等,学会房屋建筑工程结构设计、控制与优化原理与方法;专业课包括现代工程施工组织、高层结构工程施工技术等课程,掌握专业前沿知识;交叉类课程包括建设系统工程、工程经济学原理与应用、现代管理原理与方法,培养学生交叉学科视野和系统思维方式;实践课包括实验、设计、模拟、校内外实习等,锻炼学生实践能力和创新精神;人文课包括英语、哲学及德育等课程,提升学生的人文素养。
第二平台为职业素养与能力的提升,它建立在基础理论与知识的平台上。职业素养要求学生具有良好的工程职业道德、强烈的社会责任感和丰富的人文科学素养;学习能力要求学生具有信息获取、知识更新和终身学习的能力;分析解决问题能力要求具有综合应用建筑与土木工程理论、独立地分析和解决实际工程问题的能力;设计能力要求学生具有开拓创新意识和进行建筑产品开发设计的能力,以及建筑工程项目集成的基本能力;创新能力要求学生具有由跟随创新、集成创新和原始创新组成的技术创新能力;管理能力要求具有良好的组织管理能力,较强的交流沟通、环境适应和团队合作能力[3]。
第三平台为科学系统的思维,是在基础理论与知识的学习和专业素养与能力的培养中逐步形成的。系统性思维要求学生从全局的角度思考问题,培养发散思维和聚合思维、直觉思维和逻辑思维,具有统筹与预见能力。
二、复合型课程的支撑体系
为了顺利实现课程体系改革的目标,构建自内向外的复合型课程支撑体系,内部为课程设置、教学方法和考核方式,外部为导师队伍建设和产学研结合,如图3所示。
(一)课程设置
一要加强实践课程,包括实验、设计、模拟、实习等,处理好理论课程与实践课程的比例关系,提高建筑与土木工程领域工程硕士研究生分析和解决工程实际问题的能力;二要加强交叉课程建设,合理调整技术、管理、经济、法规课程的比例,使工程硕士研究生立足于“大土木”工程背景之下,概览建筑与土木工程各学科相互间交叉、渗透和融合的特征,拓展专业并形成较高的视野;三要加强人文课程,通过专题课或者学术讲座的形式,丰富研究生的人文科学素养。
(二)教学方法
教学内容首先要更加重视其宽广性、应用性和实践性,培养工程硕士研究生的应用能力和实践能力[4];其次要反映建筑与土木工程领域最前沿的知识,使研究生熟悉研究方向的新动向,增强科研兴趣;同时要做到与后续课程和论文研究的有效衔接,减少研究生课程学习的盲目性。教学形式要以研究型形式为主,如讨论式教学、参与导师课题等,实现研究生从被动接受到主动钻研的有效转变,教师起到启发引导的作用。教学方法还要灵活多样,如模拟软件、实地调研等,优化教学过程并提高教学质量和效率。
(三)考核方式
考核方式的改革首先要改变本科阶段一贯的终结性考核制度,将课程互动评价、阶段成果和终结性考试三部分作为每门课程的成绩。在论文或设计研究阶段,要加强论文开题、阶段报告、中期报告和论文答辩的过程考查,提高专业学位的授予水平,改变目前中国“严进宽出”培养模式的不利局面;其次,要将理论课程与实践活动结合,评价学生理论知识掌握情况和与之对应的实验或实践活动完成情况,形成多元化综合评价体系,促进评价结果的客观性和公正性。
(四)导师队伍建设
导师是研究生学习和生活的指导者,导师的责任感、知识结构和学术水平是保证研究生质量的关键因素。因此,要建立公平的竞争机制对导师严格遴选,从源头上提高导师队伍水平;要鼓励导师定期深入企业了解生产实际需要,与企业合作开展科学研究工作,推动科研成果的转化。这样一方面促进导师知识结构的不断更新和学术水平的持续提升,另一方面也提高了导师对专业学位研究生有针对性的指导能力。
(五)产学研结合
学校一方面吸纳社会上具有一定学术造诣的同行专家加入导师队伍,不仅满足工程硕士研究生规模扩大的需求,而且将行业课题带进学校;另一方面通过加强与建设领域内的投资建设、项目管理、工程设计、施工总承包、工程咨询等单位的联系,使建筑与土木工程领域工程硕士研究生达到其课程学习内容适应企业和社会需求,论文或设计选题来源于工程实践的目的。
三、课程改革的评价体系
根据复合型课程的目标体系和支撑体系的内容,建立相应的评价体系。结合层次分析法对评价系统进行分析,计算各指标权重,进行方案层的优先排序。评价指标体系如表1所示。
笔者设计调查问卷,由国内相关高校建筑与土木工程领域的专家对各指标权重评判,结果如表2所示。
表2数据显示,建筑与土木工程全日制工程硕士课程评价体系的一级指标中,相对重要程度依次为:课程设置、导师队伍建设、产学研结合、教学方法和考核方式。二级指标中,课堂授课、实验、设计和实践课程的合理安排、学生参与行业单位的项目实践和导师的学术水平是最重要的三项内容,也是建筑与土木工程全日制工程硕士研究生课程体系改革的首要任务。
四、课程改革的建议
(一)优化课程设置
优化课程设置是基础,关键要合理安排课堂授课、实验、设计和实践课程比例,形成以实验、设计和实践课程为主,理论授课为辅的课程结构。通过适当减少人文课程学分和课时数、增加学科基础课和专业方向课的实验和设计环节,以学科基础课和专业方向课将实验和设计为课程主线,增加实践课程的时间安排等优化课程设置。这样的课程结构更有利于工程硕士研究生主动吸收知识和掌握研究方法,提高研究生在科研工作中解决实际问题的能力。
(二)加强导师队伍建设
加强导师队伍建设是关键,侧重提高导师的学术水平。针对面向实践的工程硕士研究生培养,要改变以往以论文、论著和科研成果的数量作为衡量导师学术水平的单一指标的不利局面,将导师带领学生参与企业实践和社会课题也纳入导师学术水平评价体系。学校应对全日制工程硕士导师加强工程实践训练,同时吸收不同学科领域的专家、学者和实践领域有丰富经验的专业人员担任兼职导师,承担部分教学指导工作。“双导师制”培养学生,形成优势互补,从而改变导师过于理论化的学术现状,引导导师重视工程实践,全面提高导师的学术素养。
(三)产学研结合
产学研结合是重点,要积极带动学生参与行业单位的项目实践;争取行业和企业支持,建立稳定的专业实践基地,构建一个校企长期全面合作的优质教学科研平台;同时签订校企合作培养协议,将工程硕士培养和解决企业工程技术问题结合,发挥工程硕士教育教学和科研的双重优势,使研究生在校期间能在企业中提高自身的职业能力与素养,也为企业的发展和创新做出成绩,将产学研结合真正落到实处。
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Reform and evaluation of curriculum system for full-time professional master
CHEN Wei, ZHANG Ji-ru, WAN Jing
(School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, P. R. China)
【论文摘要】:本文分析了建筑工程质量控制的必要性和存在的主要问题,重点阐述了如何加强事前和事中的质量控制管理具体措施,在施工管理过程中,对工程施工做到全过程、全方位的质量监控,从而有效的实现工程项目施工的全面质量控制。
【 key words 】 : construction project; Quality control
【 abstract 】 : this paper analyzes the necessity of construction engineering quality control and the existing problems, this paper focuses on how to strengthen the quality control in advance and management measures, in construction management process, in the project construction process and comprehensive quality to monitor, effectively realize the total quality control of the construction of the project.
中图分类号:O213.1文献标识码:A 文章编号:
1、 前言
工程项目质量控制包括采取的作业技术和管理活动。在施工阶段推行以动态控制为主,事前控制为辅的管理方法,主要抓住事先指导、事中检查、事后验收三个环节。一切以数据说话,一切以书面为依据,做好事前预控,从预控角度主动发现问题,对重点部位、关键工序进行动态控制。建筑工程的质量问题对我国经济的健康发展产生着直接而深远的影响。
2、 建筑施工项目质量控制存在的问题
一个企业的质量体系应根据它的方针、目标和相应的策略而作调整。这是一种发展趋势,全面质量管理和质量体系必须而且必然在动态管理中得到发展。但是在现实企业管理中,常常在质量控制方面存在着以下一些问题:首先,为提高工程质量,扩大企业影响,提高技术等级,争创少数“精品、名牌” 工程,无形中增大了投入, 使其它工程的质量状况得不到保障;其次,为严抓质量,加大奖罚力度,奖罚额度之大超出了单项工程本身的价值,虽起到了一定的作用,但易造成恶性循环,未必有利于质量管理工作的持久开展;第三,加大现场监控力度,实行监理制度有效地控制了质量问题的产生,但易造成施工人员和监控人员情绪上的对立,也不是彻底解决问题的方法;第四,竞争日益激烈的市场经济下求发展的建筑企业设置质量控制点,其管理层往往过于重视经济效益,很多企业将成本、利润奉为宗旨,这种现象由上至下蔓延,形成一种不利于质量管理发展的氛围;最后,很多建筑企业的质量管理体系大多是“事后处理型”的,很难起到预控的作用,这就形成这样一个怪现象:企业宁愿耗费大量的人力、物力在事后解决质量问题,也不愿多花一点功夫在事前建立完善的质量保障体系,这种短视的行为必须纠正。
3、 建设工程项目如何加强质量控制
3.1 加强事前控制
3.1.1 对工程各项参与者进行审查:监理工程师应该是懂经济、懂技术、懂管理、懂法律,并且还要有一定的工程实践经验的综合性技术人才。因此在资格审查时必须严格,做到持证上岗。施工队伍的思想素质、技术素质及身体素质的好与坏将直接影响工程质量,为此,在审查时发现有不合格者,坚决不能上岗。
3.1.2 对工程所需的材料进行检查、半成品的质量进行检查和控制。首先在人员、设备、组织管理、检测程序等各个环节上加强管理,明确对材料的质量要求和技术标准。针对钢筋、水泥等材料的进货多源头、多渠道,需对进场的每批钢筋、水泥做到“双控”(即要有质保书、合格证,还要有材料复试报告),未经检验的材料不允许用于工程,质量达不到要求的材料及时清退出场,将钢筋焊接半成品的质量检查作为检查工作的重点。采用目测和检测相结合,首先从外观上对轴线位移、弯折角度、裂缝凹坑等进行检查,然后随机抽取焊接试件进行试验,合格后方可进行验收。对于工程使用最普通、工程量较大的混凝土工程中的材料质量要求保证水泥、砂、石、水、外加剂等均满足质量要求,有试验报告的前提下,再审核混凝土的配合比是否正确,校对各种计量表具、量具是否准确、齐全;浇筑的施工方案和施工程序是否可行。如有哪道工序不符合规范、标准要求,立即组织整改、进行有效管理。
3.1.3 对工程设备进行审查:永久性生产设备的采购,应通过质量管理人员的认可,并且要经过验收后才可进场。重要的施工机械设备应定期提供机械性能检测报告,经质量管理人员认可后方可使用。
3.1.4 对施工方法进行审查:审查施工单位提交的施工方案和施工组织设计,经审核后即作为施工依据。
3.1.5 严格把好隐蔽工程的验收签字关,发现质量隐患及时提出整改。在进行隐蔽工程的签字验收时,首先要求各施工班组自检合格,再由公司专职质检员核定等级并签字,并填好验收表递交监理。然后由监理工程师组织施工单位项目专业质量(技术)负责人等进行验收。现场检查复核原材料,保证材料齐全,各层标高、轴线也要层层检查,严格验收。要求施工质检员签字不能只流于形式,要真正去检查验收,再由监理方检查。监理方发现问题及时以书面通知或返工完的,还要在进行复检,严格检查把关,确保工程质量。
3.2 完善事中控制
质检员验收时要检查工程是否按图纸、规范、标准进行施工。在质量控制中要改静态管理为动态控制。包括:工序的质量控制:一方面,每道工序开始前及施工过程中都要对影响工序质量的条件或因素进行控制。如:要保证有足够的劳动力去参加工作,以防由于疲劳而出现怠工现象等。另一方面,每道工序完成后要运用一定的检测手段对其进行检测,确保其能够达到预定的质量标准;质量控制点的设置及工程质量的预控:其目的是根据工程项目的特点,抓住影响施工质量的因素,对施工中重要部位和薄弱环节事先做出相应的预防措施,以便对其进行预先控制,并在施工过程中作为重点严格控制;施工过程的质量检查:质量管理人员主要采用的检查方法有目测法、仪测法、实验检验法等。在施工过程中,应重点进行以下方面的检查:首先是施工操作质量检查,对违章操作及不符合安全要求的应及时纠正。其次是工序质量的交接检查,指前道工序检查验收合格后,方可移交下一道工序。第三是隐蔽工程的检查与验收:这一部分是防止质量隐患和事故的关键。
质量控制点设置的原则是根据工程的重要程度,即质量特性值对整个工程质量的影响程度来确定。为此,在设置质量控制点时,首先要对施工的工程对象进行全面分析、比较,以明确质量控制点:然后进一步分析所设置的质量控制点在施工中可能出现的质量问题、或造成质量隐患的原因,针对隐患的原因,相应地提出对策措施予以预防。由此可见,设置质量控制点,是对工程质量进行预控的有力措施。总之,无论是操作、材料、机械设备、施工顺序、技术参数、自然条件、工程环境等,均可作为质量控制点来设置,主要是视其对质量特征影响的大小及危害程度而定。
3.3 注意事后验收
当分项、分部工程或单项工程施工完毕后,我们及时按相应的施工质量标准和方法,对所完工的工程质量进行验收。质量控制中最后的补救措施是事后验收。通过事后验收对施工中存在的质量缺陷或重大质量隐患,及时停工整改,第一时间报监理及建设单位。并配合有关单位及时提出解决的方案,将问题处理。从而达到既保证工程质量又是不影响工程进度,避免了不必要的经济损失。
结语
关键词:塑料;防渗;防冻胀;排水;农田灌溉
中图分类号:S27 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2017)04-0151-06
Application Research Progress of Plastics in
Farmland Irrigation and Drainage
Li Sha1,Gao Yunhua1,Zheng Honggang1,2, Chen Ying1
(1. College of Hydraulic Engineering,Yunnan Agricultural University,Kunming 650201, China;
2. Engineering Research Center of Science and Technology of Land and Resources,
Yunnan Agricultural University,Kunming 650201, China)
Abstract For the advantages of good processing property, qualitative light, great specific strength, good chemical stability and performance designability, plastic is widely used in building, automobile, agriculture and other fields since invention. With the development of domestic plastics industry, more and more plastic are used in agriculture. The application of plastic in anti-frostbite swelling, seepage control, drainage in farmland irrigation and drainage were refined and summarized, and its prospect was also given in this paper to provide references for its application research in irrigation and drainage.
Keywords Plastic; Seepage control; Anti-frostbite swelling; Drainage; Farmland irrigation
20世o初,人类历史上第一个合成树脂――酚醛树脂在美国诞生并实现工业化生产,拉开了合成树脂和塑料工业发展的序幕。自此,塑料以其加工特性好、质轻、比强度大、化学稳定性好、性能设计性好等优点被广泛应用于建筑、汽车、农业等各个领域。1900年全球塑料的产量和消费量仅2万吨,1995年超过1亿吨,2013年达到2.99亿吨[1]。我国每年塑料制品总产量的20%为塑料薄膜,其中农用塑料薄膜约占30%。据农业部统计,每年需要设施农业塑料制品约300万吨。随着塑料产量的增加,塑料在农业方面应用得越来越多。
我国是一个贫水大国,每年的农业灌溉用水约占用水总量的70%,但灌溉水利用率仅为40%左右[2],因此,做好农业节水灌溉将会在一定程度上缓解我国的用水紧张。由于渠道输水是灌溉用水的主要运输方式,因此输水渠道质量的好坏将影响灌溉水利用率及用量。农田水量过多将导致涝渍碱灾害,从而造成农作物低产,制约农业生产的发展[3],因此,农田需要设置排水措施,目前除涝排水的主要方式是渠道排水。因此,渠道的质量还影响农业生产。无论是土渠、浆砌石渠道还是混凝土渠道,都需要进行防渗等处理,而塑料作为一种新型材料在渠道防渗处理等方面发挥着越来越重要的作用。鉴于塑料在输水渠道上的广泛应用,本文对塑料在渠道防渗、防冻胀和排水三个方面的应用研究进展进行综述。
1 塑料防渗应用的研究进展
目前,我国干、支渠道防渗长度为55.11万千米,仅占全国渠道总长的18%,80%以上的渠道没有采取防渗措施。渠系水利用系数平均不到0.5,50%以上的水在渠道输水过程中损失。每年由灌溉渠道损失的水量高达1 734.62亿立方米,约占全国总用水量的1/3,约为农业用水量的45%,灌溉用水损失十分严重。渠道防渗工程措施,可有效减少渗漏损失70%~90%;降低渠道周围土地的地下水位,减轻土壤盐碱化;节约的水还可增加灌溉面积。因此,渠道防渗措施的应用意义重大,应在全国进行推广[4,5]。现行防渗措施主要有土料夯实、土料护面防渗、砌石防渗、混凝土衬砌防渗、沥青材料防渗、塑料薄膜防渗[6]。早在1949年,美国有关部门已经开始在蓄水池和渠道上进行塑料薄膜防渗实验。20世纪60年代初,我国在北京市东北旺农场南干渠上也开始了塑料薄膜防渗的实验研究,20年后仍保持良好的防渗作用。实践证明,塑料薄膜防渗使用寿命在20年以上,估算可达30~50年,投资仅为混凝土衬砌的1/6~1/10[7]。随着国内塑料工业的发展,应用塑料薄膜防渗的渠道逐渐增多,部分渠道的施工时间及运行效果见表1。
关于塑料薄膜防渗的研究较多。李长山总结了一种用于井灌、提水灌区提高水稻产量、节水的方法――封闭式塑料膜衬输水渠道,该输水渠道能提高渠道水温1℃,每天可减少抽水时间1~2小时[15]。孟宪魁等在白龙水电站引水渠道上使用聚乙烯复合膜进行防渗处理,防渗效果显著 [16]。杨自东总结了在益民灌区支渠改建工程中使用塑料薄膜防渗的设计和施工经验并提出建议[17]。李玉柱等根据焉耆县、博湖县两重盐碱区使用塑料薄膜防渗的结果,表明塑料薄膜防渗在节水、降低地下水位、减轻排水渠压力方面有良好效果[18]。田良武等根据多年实践经验制订出《塑料薄膜防渗渠道设计施工细则》[19]。周霖分析了影响塑膜渠道保护层稳定性的主要因素,得到稳定系数分别与土壤的C、φ值、塑膜倾角、渠高和保护层厚度的关系[20]。王俊发等通过土体极限平衡状态提出了防渗铺膜临界角的概念,建立了铺膜临界角的数学模型[21]。袁新明在满足一定水力、稳定、运行管理条件下,以造价最低为目标,对塑料薄膜防渗渠道横断面进行了优化[22]。王俊发等以渠道的流量和工程施工为条件,工程花费最小为目标函数,建立了塑料薄膜防渗梯形渠道的优化数学模型[23]。Giroud提出了土工膜应力应变曲线的数学模型,有利于土工膜的设计应用程序的开发[24]。Ghosh通过预设径向应变测试了复合土工膜的抗刺穿性能[25]。Villard等通过实验和有限元法对合成土工膜在大变形条件下的线性系统进行了分析[26]。Wesseloo等在拉力试验的基础上建立了关于高密度聚乙烯的应力应变数学模型,为土工膜的结构设计提供了理论支撑[27]。Jones等通过直接剪切实验和环剪切实验研究了土工膜界面剪切强度,为土工膜界面的稳定性设计提供了参考[28]。
塑料薄膜防渗具有防渗效果好、适应变形能力强、工程造价低、便于施工等优点,但在实际应用中需注意以下几个问题:①塑料薄膜埋铺形式。塑料薄膜的埋铺形式可影渠道埋藏深度(保护层厚度)、渠道挖填土方工程量、边坡系数和塑料薄膜用量。因此,选择合理的埋铺形式十分重要。埋铺形式主要有梯形、矩形、锯齿形、复式梯形和弧形等。②保护层厚度。决定保护层厚度的因素主要有土质、流速、埋铺形式、边坡高度和冰冻深度等。一般厚度越大,渠坡越稳定,越能避免植物穿透薄膜和增加薄膜使用寿命,但会增加渠道挖填方量和施工期,使工程不经济。③渠坡保护层的稳定性。使用塑料薄膜防渗的渠道多由于土体沿塑膜表面坍滑而破坏,因此渠坡保护层的稳定性关系到渠道的安全和挖填方量的多少。④塑料薄膜的选择。针对渠道的情况选择不同品种、颜色、厚度等。塑料薄膜主要品种有聚氯乙烯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜等;颜色一般选择棕、黑等深色,因为深色透光差,能抑制薄膜下植物生长,减少植物穿透薄膜;采用较厚的薄膜可以增加耐久性但会提高工程造价。
随着国内外对塑料薄膜防渗研究的广泛开展,塑料薄膜防渗施工工艺有所改进,生产技术有所提高,塑料薄膜防渗施工要求高、耐久性差等问题逐渐被克服,在农田灌溉排水中应用得越来越多。
2 塑料防冻胀应用的研究进展
渠道冻胀破坏及其防治是北方季节性冻土地区渠道设计中的一个重要问题。北方寒冷地区,由于渠床土壤水分冻结使土体膨胀,从而使衬砌渠道的防渗体受到冻胀破坏,如混凝土衬砌渠道,当土壤水冻胀带来的拉应力大于混凝土板的抗拉强度时,将使混凝土板产生裂缝[29],导致渠道输水时水量损失,因此,对渠道采取防冻胀的措施十分必要。目前,常用的措施有沙砾垫层置换基土、采用高效防渗措施、提高填方渠道质量、铺设保温层、采用新型断面结构形式、采用新型防渗材料等[30,31]。其中,铺设保温层主要采用聚苯乙烯保温板。现将使用聚苯乙烯保温板进行防冻胀的渠道总结如表2。
基于渠道防冻胀的必要性,相关学者做了大量研究[38-43]。在聚苯乙烯保温板方面,杨育红等根据保温板铺设厚度和防冻胀目的给出保温板导热系数性能指标数值的参考值,为工程使用保温板的质量控制提供有效保障[38];张军等研究了苯板与垫层材料之间的摩擦角的测定方法,发现非散粒体材料摩擦角测定仪能直接测出摩擦角且便于操作、适用性强[39];安鹏等基于热阻等效原理给出了苯板部分保温法的计算方法,相较于全保温法降低了19%的工程造价[40];张彦蕊利用ADINA瞬态温度模式加载温度模拟渠道冻胀过程,研究均布铺设苯板和铺设变厚度苯板状态下渠道温度场的规律,表明铺设变厚度苯板不仅与均布铺设苯板的防冻胀效果一样,还节省材料而降低工程造价[41];郭婧运用ANSYS软件对铺设不同厚度保温板的衬砌渠道进行热、应力瞬态直接耦合分析,得到渠道不同坡段部位保温板的合理经济厚度[42]。
除了常用的聚苯乙烯保温板,也有其它类型的保温板,如何武全等研究了填充玉米秆碎粉的复合型聚氨酯泡沫保温塑料板[43];邓昌军在和静县北干渠、程玉辉等在哈达山输水干渠中使用聚氨脂保温板进行防冻胀[44,45]。由于聚苯乙烯保温板具有质轻、不吸水、导热系数低、抗压缩性强、使用寿命长等一系列优点,使得它在渠道防冻胀中应用得越来越广。但使用聚苯乙烯保温板需要考虑以下问题:①苯板厚度。合适的厚度关系到防冻胀效果和工程造价,厚度小影响防冻胀的效果,厚度大则工程造价过高,选择厚度时可考虑部分保温法或变厚度苯板。②苯板上下垫层的施工。由于苯板质地轻,表面抗压强度低,若其上下垫层平整度不够将架空苯板,使苯板损坏破裂影响保温效果。③降低地下水位。在地下水位较高的地区使用苯板时,扬压力较大,易造成衬砌层破坏。
3 塑料在渠道排水中应用的研究进展
渠道需要进行排水设计降低地下水位,主要有三个原因:第一,地下水位过高会影响渠坡稳定性;第二,地下水位过高会使渠道周围土地盐碱化;第三,地下水的存在是渠道发生冻胀破坏的条件之一。因此,在渠道的修建过程中需要根据实际情况考虑排水。目前常用的排水方式有暗管排水、明沟排水和竖井排水三种[43-46],其中,暗管排水以占地面积较少、便于机械化作业等优点使用较多。渠道排水的方式多种多样,现将部分渠道排水的情况总结如表3。
渠道排水是整个设计中重要的一环,塑料排水板作为渠道排水的新方法也有相关学者做了研究。周卫东等在热熔整体式塑料排水板的基础上进行技术创新,不但提高了排水板的性能还降低了造价[53];王婧等对不同排水板的芯板及滤膜进行物理力学性能试验,得到排水板的通水性能由小到大依次为常规分离式、防淤堵分离式、防淤堵整体式、常规整体式[54];俞炯奇等对工作2年后的塑料排水板进行检测并与施工前的性能对比,结果表明塑料排水板基本无磨损,滤膜的渗透系数在施工前后量级一致[55];杨明昌统计和分析了6年塑料排水板的检测资料发现塑料排水板型式越来越多,所采用的材料与制作工艺也越来越好[56];蒋小鹏等发明一种新型塑料排水板施工装置,其插板头结构简单,施工操作简单,能提高施工效率,节约成本[57];郑伟发明一种塑料排水板的连接构件,改善了现有塑料排水板与抽真空管道连接方式费时费力,效率低下的问题[58];邱晨辰等发明了一种新型导电塑料排水板,其基板两侧能滤掉土颗粒,避免土体结构破坏产生横向裂缝,并且排水量有所增加[59];张禹发明了一种降解加筋塑料排水板,此塑料排水板能减少其对环境的污染[60];Park 等发明了一种具有X形核的塑料排水板的排水系统,它能抵抗周围的侧压力和排水渠道的堵塞[61]。
随着塑料排水板在软土地基中的成功应用,例如沈大高速公路改扩建工程[62]、杭甬高速公路[63]、哈尔滨环城高速公路软土路基[64]等,塑料排水板以排水效果好、具有一定的强度和延伸率、施工速度快、工程费用低等优点也开始在渠道中应用。例如南水北调中线陶岔至鲁山段、南水北调中线荥阳段。无论是使用较多的暗管排水还是新型的排水方式――塑料排水板其主要材料都是塑料,可见塑料在渠道排水中也占用一席之地。
4 展望
农业用水约占全国总用水量的63%,其中灌溉用水又占农业用水的90%左右,所以渠道渗漏会导致每年损失大量的水。塑料工业的发展使得塑料这种能防渗、防冻胀、排水又经济的新型材料得以在渠道中应用。塑料的应用降低了渠道防渗的造价,为全国渠道大规模防渗提供可能。虽然我国在塑料薄膜防渗方面取得一定成绩,但其应用基本上都是在北方寒冷地区,南方还很少;目前塑料保温板的种类较少,主要为聚苯乙烯保温板;塑料排水板在软土地基中用得很多,排水效果很好,但在渠道中应用很少;塑料优点众多,可以尝试直接生产塑料渠道。因此,对于本文有以下四个方面的展望:
一是加强塑料薄膜防渗的推广应用。塑料薄膜防渗可推广至全国范围内,鼓励南方地区使用,争取使全国渠道防渗事业更上一个台阶;
二是加快塑料保温板的研发工作。目前保温板种类较少,难以满足日益复杂的自然和社会环境,需生产更多种类、功能更好、造价更低的保温板;
三是提高塑料排水板的使用率。相对于砂砾料垫层,排水板具有施工简便、省略了大批砂石料的运输、节约成本等优点,可以在渠道中大量使用;
四是打造新型塑料渠道。传统渠道(土渠、浆砌石渠道、混凝土渠道等)具有易开裂、占地面积大、造价高等缺点,应充分利用塑料优点,发挥塑料优势,打造新型渠道――塑料渠道。
参 考 文 献:
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