時間:2023-03-13 11:17:31
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇渠道工程論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
進行農田灌溉渠道的建設前,應該對農田灌溉渠道做出合理的設計,這是保證農田灌溉渠道效率的重要環節。在具體的設計中要根據農田周圍的氣候和環境,遵循因地制宜的原則,設計出合理的渠道建設方案,并且對灌溉渠道進行科學的規劃。要在施工前把準備工作都做好,盡量保證渠道的施工建設又快又好的進行,下面是在渠道設計時的常用方法和一些注意事項:
1.1小型農田灌溉渠道設計的基本原則。
在農田灌溉渠道施工前,根據已經規劃好的施工方案和施工的設計圖,并且在保證灌溉渠道灌排功能高效的基礎上,將灌溉渠道工程的對農田的占用面積縮小到最小。對于灌溉渠道的路線也要合理的裁彎,盡量保證灌溉渠道路線的平順。這些是進行小型農田灌溉渠道設計時的基本原則。
1.2對渠道斷面的設計。
進行灌溉渠道設計之前,要對農田灌溉區域的狀況進行實地考查,把農田灌溉區域的實際情況和農田的灌溉面積等問題結合起來再進行設計。根據灌水渠道的流量值等因素確定灌溉渠道的尺寸和類型,設計出合理的渠道斷面。
1.3進行農田灌溉渠道設計中的注意事項。
在進行農田灌溉渠道的設計時,應該把現有的灌溉設施考慮進來??梢岳棉r田的地理位置和周圍環境,在保證灌溉渠道的質量安全和對農田的灌溉效率的基礎上,將農田周邊原有的溝、渠等灌溉設施納入灌溉渠道的設計范圍。這樣不僅可以達到我們的目的,還能從一定程度上降低灌溉渠道的建設成本。另外在田間灌溉渠道的設計時,要注意到渠道水位線深度的設計,一般水位線的水深不能小于10cm。
1.4設計時要注意細節,消除安全隱患。
在農田灌溉渠道的施工過程中,新渠和老渠的連接往往會被人們忽略,結果導致農田灌溉渠道的設計存在嚴重的安全隱患。因此在進行這灌溉渠道設計的時候,要把這些細節考慮進去,設計出相應的方案解決問題,增加灌溉渠道建設的牢固性和安全性。要從細節入手,保證整個灌溉水渠工程的安全。
2、農田灌溉渠道工程設計時的主要內容
2.1流量設計。
流量設計是對灌溉渠道的水流量的計算,等于未記的渠道輸水的損失,田間灌水損失的流量等各方面流量損失之和,也就等于灌溉渠道設計的灌水率,流量設計的準確度對于整個灌溉渠道設計有這十分重要的意義。在進行農田灌溉渠道的設計時,會受到多方面因素的影響,設計方案也要根據這些因素進行調整。例如,農田遇到特殊情況需要將灌溉面積擴大,這時的灌溉渠道就要具備允許大流量水安全通過的能力,所以在進行灌溉渠道的設計時要適當的考慮加大流量。這就需要根據開始設計時灌溉水渠的流量,結合農田的地理位置和周邊環境,適當的增大灌溉渠道的流量,在保證灌溉渠道流量的同時,也維持了灌溉渠道的穩定性。
2.2斷面設計。
灌溉渠道的斷面設計一般包括渠道的橫斷面和縱斷面的設計兩部分。在進行兩種斷面的設計時,要以灌溉渠道的設計流量為基礎。進行灌溉渠道的橫斷面設計時,要遵循灌溉渠道的設計流量與灌溉渠道中能夠過水的斷面面積成正比的原則,并且將渠道的水力半徑和灌溉渠道的縱坡高度考慮進去。因此,在進行灌溉渠道的橫斷面設計時,應該結合灌溉渠道的縱坡高度進行水力計算,這樣可以大大的提高灌溉渠道設計的安全性和合理性,并且還可以縮短灌溉渠道建設的工期,減少渠道的工程量,節約工程的建設成本,提高經濟效益。
3、如何確保農田灌溉渠道工程的施工質量
農田渠道灌溉工程的質量的好壞會直接決定農田渠道灌溉效率的高低,影響到農田渠道灌溉效率的發揮。因此,加強農田灌溉渠道施工質量的控制是我們應該注意的問題。對農田灌溉渠道施工質量的控制也可以使灌溉渠道的設計發揮應有的效力,也可以保證施工的質量,在一定程度上避免了資源的浪費。
3.1施工前質量控制工作。
在農田灌溉渠道的施工前應該加強對人員和施工材料監督管理工作。監督管理工作能不能落實,主要取決于工程建設中相關的建設、設計、監理等部門能否履行其相應的職責。因此在灌溉渠道的施工前,工程建設的所有有關部門應該共同努力,做好監督管理工作,加強對農田灌溉渠道施工前的質量控制。完善監督管理工作主要有以下幾種方法:建立起科學合理的質量管理體系和制度;成立質量監督小組,對施工前的各方面質量問題進行監督;將所有人員的工作分配到位,明確自己的職責;建立相互制約與監督的管理體制;明確施工時所需要注意的事項和操作規范。施工之前還有一個重要的部分,那就是對施工場地的選擇,科學合理的選擇施工場地是順利安全進行施工的基礎。
3.2施工時質量控制工作。
做好施工時的質量控制工作是整個農田灌溉渠道工程的重中之重,是整個工程質量好壞的關鍵。在施工時進行質量控制工作應該嚴格按照施工方案進行施工,因為技術人員在進行農田灌溉渠道施工前已經將施工方法、施工中會發生的情況、施工材料的選取、施工中的問題及解決方法等考慮到并寫入了施工方案。
3.3加強施工時管理。
農田灌溉渠道施工具有工程點多、線長、面廣等特點,在進行施工時管理的難度比較大,針對這些特點應該采取分散施工,統一管理的方法。建立起管理部門,制定嚴格的管理制度,切實的將管理制度落實到每個人身上。在一道工序完成后,施工部門必須對其進行檢驗,檢驗合格后將這道工序的質量報告交給驗收方驗收,完成后才可繼續進行下一道工序。對于不合格的工序要進行重新返工,在這道工序合格之前不得進行下一道工序的施工。
3.4做好施工日志。
在施工時相關的質檢人員要認真的將施工日志做好,對施工時發生的問題、每道工序的質量、工程的進度、現場檢查的情況等問題詳細記錄,這樣有利于加強施工質量控制,方便隨時掌握施工中質量的情況,為施工質量的控制提供充足的資料。
4、結語
【摘要】水利工程中渠道和渠系建筑物運行的好壞,直接關系著渠道的正常輸水和灌溉效益的充分發揮,對搞好農業生產工作起到重要作用。針對山區渠道滑坡成因分析,結合實際,提出了滑坡處理、防止措施。
【關鍵詞】渠道;滑坡;成因;處理;防止
水利工程是農業發展的基礎,其中渠道又是水利工程中重要組成部分。渠道和渠系建筑物運行的好壞,直接關系著渠道的正常輸水和灌溉效益的充分發揮。山區地面起伏,坡度大,灌溉渠道多,渠線長,位置分散,渠道滑坡是渠道工程危害大,最常見的水毀形式。因此,探討渠道滑坡的原因及對其處理和防止對搞好農業生產工作具有重要意義。
1.渠道滑坡的成因分析
渠道滑坡是具有滑動條件的斜坡在多種因素綜合作用下的結果,但對某一特定滑坡總有一或兩個因素對滑坡的發生起控制作用,我們稱它為主控因子,在滑坡防治中應著力找出主控因子及其作用的機制和變化幅度,并采取主要工程措施消除或控制其作用以穩定滑坡,對其他因素則采取一般性措施達到綜合性治理的目的,如地下水作用引起者以地下截排水工程為主,因削弱坡體支撐力引起者則以恢復和加強支擋工程為主。具體的原因有:
(1)由于渠線經過地段地質、土壤條件較差,如有軟弱土層、斷層、風化土層,巖層傾向渠內,沿層面容易產生滑坡。
(2)改變滑帶土的性狀減小抗滑阻力的因素,如地表水下滲、地下水位變化、灌溉用水下滲、潛蝕和溶蝕作用等降低滑帶土強度的因素。
(3)既增加下滑力又減小抗滑力甚至造成滑帶土結構破壞(如液化)的因素,如地震和爆破震動等。
(4)施工方法不當,加大了邊坡的滑動力,容易引起滑坡,或采用不適宜的爆破。
(5)新、老土(石)結合質量不好,引起結合料的滑動。
(6)改變坡體的應力狀態,增大坡腳應力和滑帶土的剪應力(即下滑力)的因素,如渠道坡腳人為大量挖土或水流沖刷淘空,導致滑坡等等。
2.渠道的滑坡處理
渠道滑坡的處理,首先應通過地質勘查,找出滑坡的原因,判斷滑坡的穩定程度。提出滑坡的施工方案,因地制宜,尋找技術可行,經濟合理、容易實施的處理方法。整治滑坡處理貴在及時,力求根治,以防后患。
渠道滑坡的處理,常用的方法有排水導滲、削坡減載、支擋、暗涵(或埋管)、渡槽及改線等。
2.1排水導滲。排去地表水,疏干地下水是整治滑坡的首要措施,應根據不同情況采用不同的排水方法。
(1)地表排水:對滑坡體以外的地表水應以攔截旁引為主,即在滑坡圍界5米以外修筑環形截水溝。要注意截水溝的深度和質量,力求做到滑坡體外的水不再滲入滑坡體內。對滑坡范圍以內的地表水,應以防止下滲和引出為準。首先要把滑坡體內的多種裂縫回填夯實,防止地表水繼續下滲,然后利用滑坡范圍內的自然排水溝或新建的排水溝,把地表水迅速匯集排出滑坡體外。
(2)地下導滲:為了防止滑坡范圍以外的地下水滲入滑坡體內,常用設置截水盲溝,將地下水導出滑坡體外。對滑坡外的排水,可以在坡面砌筑多種形式的導滲溝,或采用干砌石護坡,水泥砂漿勾縫,底層設導濾層或排水管。
(3)防止水下滲:對滑坡體大,又是深層的,無法治理,建筑物無法避開滑坡體,就采用減少地表水及杜絕渠道下滲水入滲,采用滑體上設排水溝,渠道水用鋼管過渡。
2.2削坡減載。對推移式淺層滑坡,則采取“削坡減載”的方法。減小引起滑坡的滑動力,是最基本的也是最有效的辦法。一般采用削緩邊坡,當渠道外滑坡時,還可將上部削下土體反壓在坡腳,從而達到穩定的滑坡的目的。當削坡減壓后仍不能達到穩定滑坡的同時,常采用減壓與支擋相結合的處理措施。
2.3支擋。在渠道已經塌方或將要塌方的地段,如受地形限制,單純采用削坡方量很大的,則可根據具體條件,因地制宜采用多種支擋護坡措施。如加固坡腳砌擋墻,干砌護坡等,如渠道經過小溪岸坡,坡腳受洪水沖刷,可采用加固坡腳、漿砌石擋土墻,防止沖刷淘空;對渠道上側滑坡可采用削坡減載重力式擋墻支擋的辦法處理。另外當渠床為基巖時,可采用拱式或連拱式擋墻處理滑坡,等等。
2.4暗涵(或埋管)。由地上轉為地下。當地質條件差,山坡又陡峻,或渠段穿過覆蓋很厚土質層,岸坡難于穩定而出現嚴重滑坡時,從外面治理難度大的,應盡量避開滑體或轉入地下,可考慮將原有明渠段改為暗涵或埋管形式較為安全可靠,同時可減少工程量。
2.5渡槽。山區渠道常在陡峻的山坡上開渠,往往容易產生山巖崩塌。因限于地形條件,要維護渠道穩定十分困難,可采取改建渡槽輸水。
2.6改移線路。一般小型渠道工程,在選定渠線時基本上未做地勘工作,致使有的渠道修筑在滑坡體上,建成后渠道極不穩定,一旦雨水入滲,整個渠床都要發生大的位移和沉陷。當采取上述多種處理措施很難奏效時,最后只有采取改線,以避開滑坡地段。
上述是山區渠道滑坡常用處理措施,滑坡處理方法可因地制宜單獨或綜合采用。做到技術可行,經濟合理,施工簡單,徹底整治。
3.渠道滑坡防止
(1)渠道滑坡防止應從設計規劃入手,摸清渠線地質結構情況,避開地質不良地段,無法避開時應采取切實可行工程措施以予防止。選擇合理渠道結構和邊坡,確保渠道穩定安全。
(2)施工階段,應平臺開挖后抽溝,開挖坡度根據開挖后地質情況,對設計邊坡過陡給予修正,確保邊坡穩定。對施工中發現可能滑坡的地段要及時處理,減少損失。
(3)在渠道日常維護管理中,渠道應嚴格控制在正常水位運行,要加強渠道巡視檢查,檢查排洪設施是否運行正常,渠道雜草淤積要及時清理,對局部滲漏破壞和集中漏水,應查明原因,堵死通道,做好渠道防滲處理。對于渠道裂縫,應查明裂縫類型并進行處理。對不太深的表層裂縫可采用開挖回填的辦法處理,對較深的內部裂縫可采用灌漿法處置。
關鍵詞:建筑工程; 工程質量;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
中圖分類號:TU71文獻標識碼:A文章編號:
前言:
隨著市場經濟的發展,建筑項目不斷增多,造成管理跨度大,對工程質量、安全方面存在一定的隱患。工程質量管理的任務就是根據合同規定的工程建設各節段的質量目標,對工程建設全過程的質量實施監督管理。工程質量的優劣,對工程能否正常運作關系重大。不僅嚴重影響承包商的信譽,也將影響工程建設項目投資方的經濟效益,同時也直接反映出監理工作的好壞。因此,工程質量問題是參與工程建設各方共同利益之所在,搞好工程質量管理,是參與工程建設各方共同的義不容辭的責任。
1 建筑施工管理中必須樹立質量意識
質量是永恒的主題。建筑產品是一次性產品,其體量大,投資大,建設周期長,生產要求復雜,施工環節眾多,不便于綜合測試,一旦建成便不能更換的特點。在工程最終完工前的相當長的時間內,只有制品沒有成品,上道工序若發生質量問題,都有可能被下道工序所掩蓋,從而導致重大質量事故的發生。黨和國家歷來十分重視建筑工程質量“質量本身代表一個國家的形象,一個民族的精神,我們必須樹立全民的質量意識,只有全社會都能認識到質量是企業的生命,并且真抓實干,我們才能把質量工作做好?!币虼耍覀円獙椖繉嵤┤轿?、全過程的質量監督和管理,確保工程萬無一失。
企業應該建立健全企業的質量保證體系,落實層層質量責任制,加強企業自控能力,提高企業的質量意識和管理水平。還應大力貫徹ISO9000《質量管理和質量保證系列標準》,推行科學管理。ISO9000 標準的宣傳和貫徹正是為了幫助企業建立完善質量體系,提高質量意識和質量保證能力。筆者認為,抓好施工現場管理,要以升華全企業職工現場管理意識為先導。眾多優秀企業家對抓好施工現場管理的必要性已形成了共識,但是這還不夠。要形成全員、全過程、全企業的強化施工現場管理意識。試想,一個施工企業上到經理,下到建筑工人,如果某個環節對抓好施工現場管理不重視,或是認識不足,那就不可能把施工現場管理搞好。從國內的情況分析,實現全面質量第一辦法有二:一是推廣應用建設部推廣的十項新技術;二是大力加強企業的經營管理,切實開展全面質量管理工作。
2 嚴格管理,消除事故隱患
只有嚴格管理、嚴格按照建筑工程程序辦事,才能提高工程質量。然而,有些企業在資金沒有到位的情況下,大上項目,往往出現拆東墻補西墻,到頭來資金嚴重缺口;違反工程科學規律;有的利用行政干預,確?!瓣P系戶”穩拿工程,使一批不具備施工技術、設備、管理能力的低等級施工隊伍進入建設行列。招標投標制已實行多年了,在執行中確實取得一定成績。但由于機制問題和管理制度不全,運作中時緊時松,沒有走上正軌,大有流于形式的趨向。部分承包商對工程的投資不是通過千方百計把對施工生產的工程質量、材料消耗、現場管理和機械設備、經濟核算、成本與費用管理等各要素的優化來做到節約投資,增大利潤,而是通過偷工減料“設計變更”等不正當手段來增大利潤,直接蘊含了事故發生的因素和擴大了投資的源頭,有的甚至導致“豆腐渣”工程的產生。由于建筑市場發育不健全,存在管理真空和管理錯位,最直接的后果是影響了建筑市場秩序,造成了一些質量安全事故或質量隱患。因此,要加強建設工程的管理,對于各種違法違紀的行為,要堅決查處。項目法施工已提出多年,但有的仍然沒有深入層次;沒有全面地推動企業質量管理體系的完善化和實效化,人們觀念還停留在較低水平上,對項目的管理沒有正式列入日常管理之中,對項目開工前期、施工中期、施工后期三個時間檢查不嚴格。工程質量差、投資高、效率低、遺留問題多、工程事故突出等現象,固然與設計、施工等方面有關,但管理人員素質不佳,責任心不強,也是重要原因之一。盡管建設部、市建委對施工現場要求文明施工,也取得了一定成效。但是,施工現場管理混亂“臟、亂、差”現象依然存在。管理體制不順,尤其是裝飾、裝修管理、重點工程等質量“”。我們要認真分析當前工程質量中存在的問題,研究對策,采取有效措施,提高工程質量。
3 提高管理人員素質
基建管理人員的素質高低影響著工程質量的優劣。因此,要建立一支政治素質高、業務技術強的基建隊伍,以適應新形勢的需要。基本建設涉及到建筑工程、經濟、管理、環境等多個學科。高素質的建設管理人才,不僅要具備一定的專業基礎知識和實際管理經驗,而且還要具備適應在社會主義市場經濟運行機制的應變能力,掌握高科技知識和現代化管理手段。所以,要從戰略高重視抓好人員的培訓教育工作,不斷提高隊伍的整體素質。特別是必須認真學習掌握施工及驗收規范,并且進行書面考試和實測,考試合格后才能組織管理施工,使人員達到優化配置??茖W技術是第一生產力,保證工程質量必須依靠科技進步。管理人員要勇于實踐,開拓進取,總結實踐經驗和知識。把過去管理人員單純囿于驗收簽證和監視澆搗的狹隘范圍,擴大到參與全面管理、全盤指揮的領域。
工程質量的優劣,很大程度上取決于施工隊伍的水平。首先,要考慮施工單位資質和信譽。應優先考慮那些資質等級高及信譽好的單位。其次,要從優秀的施工單位中選擇一個優秀的項目部來承建工程。因為社會競爭越來越激烈,施工企業為了自身的經濟利益,除了有自己固定的施工隊伍外,也允許一些私人包工頭掛靠企業的牌子來賺取一定的管理費。結果就導致同一家施工企業名下的施工隊伍、資質等方面都一樣,實力卻有天壤之別。要根據工程項目的特點,對他們已經建成的工程和在建的工程進行實地考察,了解施工現場的管理情況及施工質量情況,聽取工程甲方對他們的評判,然后再將各方面的信息綜合起來,選出幾個優秀的隊伍來進行投標,合理地組織施工和進行管理,使工程順利進行。
4 完善規章制度
建設單位的行為是否規范直接影響到工程質量,影響到工程建設能否順利進行。只有嚴格管理,嚴格按照建筑工程程序辦事,做到超前監督,才能不斷提高工程質量。應該認真嚴格地按照《建筑法》中規定的運作程序和行為規范進行質量監督和管理,認真執行國家頒布的各項技術規范和有關規定。抓好建筑市場治亂、工程質量治差、工程造價求合理、實施工程質量終身責任制。建筑工程質量,涉及到多個環節,包括立項與報建、招標與發包、設計與施工、材料選購、竣工驗收等,這些工作必須按照建筑工程程序進行,才能達到預期的效果。堅持誰施工誰負責質量,誰指揮誰負責質量,不給事故責任者推脫的借口。應以科學的態度做切實可行的計劃,要嚴格執行計劃。
每項工程開工前,必須進行圖紙會審,使甲乙雙方進一步熟悉圖紙,明確工程施工的各個環節和要注意的問題,嚴格按圖施工。施工人員是建設單位的工程現場代表,從定位、放線到開工、竣工以及驗收、交付使用,對工程的組織實施和監督管理,對工程的進度、質量和造價,負有重大的責任,施工規范是施工人員進行施工的準繩。有了保證質量的施工制度,還要嚴格要求才能實現,要搞好文明施工,實現“環境清潔,物料堆放有序,設備整潔完好,安全設施齊全,道路平整暢通,制度標準健全,勞動紀律嚴格,施工秩序井然”的目標。在現場實行定人,定位、定操作、定質量、定勞動定額等為內容的操作崗位責任制。定期召開技術例會,各工種監管人員反饋現場發展的問題及處理方法,分清責任,采取措施。
5 加強驗收工作
在施工質量控制的同時,不能忽視對材料質量的把關。優質的建筑產品來源于質優的原材料和半成品。從地材(磚、灰、砂、石)到三大材(水泥、鋼材、木材)及裝飾材料、衛生器具等,要提供合格證及現場取樣檢驗報告,堅持“選好不選次”的原則,切實抓好材料的進貨、驗收、保管、試驗。不但要了解所購的自身質量,還應了解產品生產單位的生產能力、技術力量、測試手段和管理水平等等,符合要求的方可購買或與之簽訂供貨合同。在原材料、半成品或成品進場驗收時,不僅要進行其外觀檢查,而且還要檢查它的質量保證書和復檢數據,符合質量要求的方可驗收入庫或進場使用。建議對一些建筑材料的生產部門加強措施,控制流通中的供貨渠道,不允許不合格產品混進建筑工地。同時要求對隱蔽工程、人工挖孔樁等,不經檢測、驗收同意后,不準進入下一道工序施工;砼工程實行全天候監理;攪拌混凝土或砂漿,要有專人負責,嚴格配比、準確計量,規定侯干期;規定全部砌體、抹灰、油漆必須先做樣板間,經驗收合格后,才準予全面鋪開施工等。對鋼材、水泥指定廠家,明確主體結構必須使用轉窯水泥。工程竣工驗收是工程質量的最后一個環節,也是建設資金轉化為使用價值的重要環節,是全面考察投資效益,檢驗設計和施工質量的重要步驟。工程項目竣工時,基建部門首先要會同承建單位對工程進行預驗收,然后再組織使用單位、設計單位及政府有關建設管理部門進行正式對照設計圖紙,按驗收規范對工程進行全面的嚴格驗收,檢查對工程技術資料、材料、構件和設備質量合格證明和分部分項驗收記錄等。對存在的質量缺陷,提出整改措施及期限,直到合格為此,然后請質檢部門驗收。同時,根據工程保修的有關規定,要求施工隊在交工一定時間內隨時對出現的問題進行保修。另外,所有竣工資料要做到齊全、規范、準確、全面、真實,確保每項工作圓滿完成。
6 結語
強化工程質量管理,確保工程質量是一項系統工程,需要我們重視和加強工程建設質量管理,努力實現工程的高質量,創造出更多的優質工程。
參考文獻
1.林建鵬 對建筑工程施工質量控制的探討[期刊論文]-科技創新導報 2009(05)
一、人才培養目標
在人才培養上,如何將傳授知識和能力培養二者有機結合,相輔相成,避其對立取其統一,制定出既適合社會對工程人才的需要,又滿足高校教育的道路橋梁與渡河工程專業人才培養方案,這不但具有重要的發展意義,還具有重要的現實意義[1]。道路橋梁與渡河工程專業,綜合了道路工程、橋梁工程以及渡河工程相關的專業技能。其人才培養目標就是培養具有專業設計能力、施工技能并懂得現場管理的現場工程師、道路工程師、橋梁工程師,為道橋工程領域生產第一線培育卓越的當前社會需要的高級應用型人才[2]。
二、道路橋梁與渡河工程專業課程體系的設置
緊緊圍繞人才培養目標的要求,道路橋梁與渡河工程專業開設專業課,專業基礎課,公共課程,專業選修課程等。道路橋梁與渡河工程專業是培養能從事道路、橋梁、鐵路工程及地下工程的設計、勘測、施工、科研、咨詢、維護和管理等工作的工程技術人才。其專業核心課程包括路基路面工程、橋梁工程、道路勘測設計、道路建筑材料、土質土力學、橋涵水文與水力學、隧道工程、基礎工程、道路施工、橋梁施工等科目。
2.1主體思想
培養方案要適應我國現代化人才發展需求,結合科學的教育理念,掌握專業人才需求規律,順應教育的發展潮流、專業人才培養模式和標準,培養“來之能用,用之有效”的,既有扎實的實際操作能力,同時又具有不斷創新精神的高級專業人才。做到及時總結在人才培養過程中好的教學內容、教學手段以及教學改革成果,并將成果應用于新的培養方案中,不斷開吸取國內外本領域先進的教育理念和科研成果,注重實際工程與課程體系的銜接、整合、優化,更新課程,發展學生創新意識,從而提高畢業生的質量。
2.2道路橋梁與渡河工程專業方向設置
道路橋梁與渡河工程專業下設有道路工程、橋梁工程和地下工程與安全三個專業方向。為適應市場需求,學生可根據自己的專長和愛好,自主選擇一個專業方向進行學習。
(1)道路工程專業方向,可從事道路工程的勘測、規劃、設計、施工、咨詢、管理等方面的技術工作,還可以從事橋梁和隧道工程相關的技術工作;(2)橋梁工程專業方向,可從事橋梁工程的勘測、規劃、設計、施工、咨詢、管理等方面的技術工作,還可以從事道路工程相關的技術工作;(3)地下工程與安全專業方向,可從事地下工程的勘測、規劃、設計、施
工、咨詢、管理等方面的技術工作,還可以從事工程安全與災害防治及道路橋梁工程相關的技術工作。
2.3課程分類
道路橋梁與渡河工程專業學制四年,最長不超過六年,提前修滿規定的學分,可申請提前畢業。三個專業方向的所有課程分為三類,即:
(1)公共基礎課。公共基礎課是三個專業方向都必須要修的課程。公共基礎課程共65.5個學分,占總學分比例的44%。(2)專業課程群。專業課程群包括專業課程和專業基礎課程,其中專業基礎課是為日后專業課程學習的先導課程,為專業課程學習做鋪墊。專業基礎課共49.5個學分,占總學分比例的34%,專業課共33個學分,占總學分比例的22%。(3)專業拓展課。專業方向拓展課程是在結合專業課程或專業基礎課程的基礎上,為開擴專業領域視野,豐富專業領域知識,更好地與畢業后工作有良好的銜接而開設的課程。相當于傳統課程體系中的專業選修課。專業拓展課程涵蓋了與三個專業相關的專業課程,涉及工程設計、施工、監理和管理等各方面。學生可根據自己的興趣愛好和就業需要在專業拓展課程中,選取28個學分的課程,所修學分占總學分的19%。
2.4實踐課程
本專業的實踐教學環節從大一至大四一直貫穿于四年的本科培養過程,除了大一年級的軍事訓練課以外,還包括物理實驗、專業認識實習、測量實習、專業地質實習、專業生產實習、專業課程設計以及畢業設計(論文)以及創新實踐等環節。其中課內實踐環節為45學分,課外實踐5學分,課外實踐不計入總學分,但需考核合格方準畢業。
三、結語
隨著我國基礎設施建設的飛速發展,交通事業已經成為我國經濟發展支柱性行業,隨著社會對交通技術人才的需求呈現多樣化,道路橋梁與渡河工程專業人才培養也越來越受到重視。相應地,對該專業課程體系的設置也應與時代需要同步,結合國家建設對交通人才的要求,不斷將新標準、新知識和新方法吸納并將其優化,不斷探究新方法和途徑,為道橋工程領域生產第一線培育卓越人才。
參 考 文 獻
關鍵詞:建筑與土木工程領域;全日制工程碩士;課程體系;復合型課程
中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:1005-2909(2013)01-0061-05
隨著中國經濟社會的快速發展,各行各業對高層次應用型人才的需求持續增長。2009年教育部調整研究生教育結構,將全日制碩士專業學位納入研究生培養的主渠道,大力培養應用型、高層次專門人才[1]。土木建筑行業作為社會經濟發展的一個重要分支,隨著科學技術的快速更新與發展,其科學性、實踐性、復雜性、綜合性、創新性等特征日益凸顯,對土木建筑行業人才提出了更高要求。因此,培養建筑與土木工程領域全日制工程碩士研究生,必須克服傳統學術型碩士培養模式理論性強而實踐不足的現狀,并充分體現專業學位教育的特點,而課程體系的改革是其核心內容。
一、課程體系改革需要適應的目標
(一)培養通專結合的復合型人才
在科學技術的橫向綜合性和縱向分化性發展趨勢背景下,土木工程學科一方面表現在建筑、公路、橋梁、水利等學科專業分工明顯,要求土木工程教育更加專業化;另一方面各學科相互交叉和滲透,對土木工程教育提出要向綜合化方向發展的要求。因此,掌握較為寬厚的基礎知識的同時,培養工程領域的專業知識,是建筑與土木工程領域工程碩士研究生課程體系改革的目標。選取具有代表性的國內5所高校土木工程專業學術型和專業型碩士培養方案的課程設置進行分析,并側重比較二者在基礎理論課、專業基礎課和專業方向課的學分設置(圖1),其目的在于確定通專結合的復合型課程體系改革思路。
培養方案中參與統計的基礎理論課主要是數學類等自然科學類課程,不包括人文社科類課程。專業基礎課指結構力學、鋼筋混凝土結構、土木工程材料等課程,專業方向課包含隧道工程、結構可靠度和高等土力學等課程。從圖1可以看出,盡管各校課程總學分有所不同,但專業型碩士的課程設置與學術型碩士相比,表現出較為明顯的趨同化特征。此外,課程安排也顯示,專業型碩士的課程安排與學術型基本相似,未體現出專業學位與學術學位培養特色之間的差異。因此,專業碩士的課程設置應更注重內容的寬廣性、應用性和實踐性,達到夯實基礎和加強專業實踐能力的目標,鍛煉面向實踐問題的工程研究能力。
(二)具有良好的專業素養與能力
知識的傳授是提升能力和提高綜合素養的必要條件。就應用型人才培養而言,目前土木工程專業學術型碩士課程體系存在4個方面的主要問題:(1)理論課程遠多于實踐課程,學生在研究生階段依然疲于上課和應付考試,缺乏實踐能力,創新意識薄弱;(2)課程覆蓋面窄,專業課程往往不能反映土木工程學科的前沿動態,知識體系陳舊;(3)未能將課程學習與畢業論文(設計)有機結合;(4)缺乏人文教育,不利于學生綜合素質的提高。因此,對面向工程應用型的建筑與土木工程領域工程碩士的培養,課程體系應由片面和靜止的狀態轉化為全面和動態的過程,科學有效地將知識轉化為能力和素養。
(三)科學系統的思維
現代土木工程是一個復雜的系統工程,土木工程的功能化、城市建設立體化、交通運輸高速化、建筑材料輕質高強化、施工過程工業化和裝配化、內部各專業間滲透化、土木工程人文化和環境化是未來土木工程發展的必然趨勢[2]?,F代土木工程的學習要求學生應具有科學系統的思維,樹立交叉學科視野,鍛煉知識與技術的整合和重塑能力,對工程遇到各種新問題、新情況做出判斷和決策。因此,建筑與土木工程領域工程碩士還應加強交叉類課程的學習,通過系統思維解決建筑與土木工程領域的專業問題。
(四)構建復合課程目標體系
依據建筑與土木工程領域全日制工程碩士課程體系需要適應的目標,構建以基礎理論與知識、專業素養與能力和科學系統的思維為三大平臺的復合課程目標體系,見圖2所示。三大目標的實現自下而上,同時相互配合,發揮整體作用。
第一平臺為基礎理論與知識,是建筑與土木工程領域全日制工程碩士研究生所要掌握的基礎理論。其中數理類知識包括數值計算、應用數理統計、結構動力學、有限元分析等課程,學會應用數學模型和物理方法進行理論計算和試驗分析;計算機類課程包括數據庫設計與實現,通過程序設計幫助實現系統模擬仿真等;專業基礎課程包括高等鋼筋混凝土結構、高層結構結構分析與概念設計、工程結構減振與控制理論等,學會房屋建筑工程結構設計、控制與優化原理與方法;專業課包括現代工程施工組織、高層結構工程施工技術等課程,掌握專業前沿知識;交叉類課程包括建設系統工程、工程經濟學原理與應用、現代管理原理與方法,培養學生交叉學科視野和系統思維方式;實踐課包括實驗、設計、模擬、校內外實習等,鍛煉學生實踐能力和創新精神;人文課包括英語、哲學及德育等課程,提升學生的人文素養。
第二平臺為職業素養與能力的提升,它建立在基礎理論與知識的平臺上。職業素養要求學生具有良好的工程職業道德、強烈的社會責任感和豐富的人文科學素養;學習能力要求學生具有信息獲取、知識更新和終身學習的能力;分析解決問題能力要求具有綜合應用建筑與土木工程理論、獨立地分析和解決實際工程問題的能力;設計能力要求學生具有開拓創新意識和進行建筑產品開發設計的能力,以及建筑工程項目集成的基本能力;創新能力要求學生具有由跟隨創新、集成創新和原始創新組成的技術創新能力;管理能力要求具有良好的組織管理能力,較強的交流溝通、環境適應和團隊合作能力[3]。
第三平臺為科學系統的思維,是在基礎理論與知識的學習和專業素養與能力的培養中逐步形成的。系統性思維要求學生從全局的角度思考問題,培養發散思維和聚合思維、直覺思維和邏輯思維,具有統籌與預見能力。
二、復合型課程的支撐體系
為了順利實現課程體系改革的目標,構建自內向外的復合型課程支撐體系,內部為課程設置、教學方法和考核方式,外部為導師隊伍建設和產學研結合,如圖3所示。
(一)課程設置
一要加強實踐課程,包括實驗、設計、模擬、實習等,處理好理論課程與實踐課程的比例關系,提高建筑與土木工程領域工程碩士研究生分析和解決工程實際問題的能力;二要加強交叉課程建設,合理調整技術、管理、經濟、法規課程的比例,使工程碩士研究生立足于“大土木”工程背景之下,概覽建筑與土木工程各學科相互間交叉、滲透和融合的特征,拓展專業并形成較高的視野;三要加強人文課程,通過專題課或者學術講座的形式,豐富研究生的人文科學素養。
(二)教學方法
教學內容首先要更加重視其寬廣性、應用性和實踐性,培養工程碩士研究生的應用能力和實踐能力[4];其次要反映建筑與土木工程領域最前沿的知識,使研究生熟悉研究方向的新動向,增強科研興趣;同時要做到與后續課程和論文研究的有效銜接,減少研究生課程學習的盲目性。教學形式要以研究型形式為主,如討論式教學、參與導師課題等,實現研究生從被動接受到主動鉆研的有效轉變,教師起到啟發引導的作用。教學方法還要靈活多樣,如模擬軟件、實地調研等,優化教學過程并提高教學質量和效率。
(三)考核方式
考核方式的改革首先要改變本科階段一貫的終結性考核制度,將課程互動評價、階段成果和終結性考試三部分作為每門課程的成績。在論文或設計研究階段,要加強論文開題、階段報告、中期報告和論文答辯的過程考查,提高專業學位的授予水平,改變目前中國“嚴進寬出”培養模式的不利局面;其次,要將理論課程與實踐活動結合,評價學生理論知識掌握情況和與之對應的實驗或實踐活動完成情況,形成多元化綜合評價體系,促進評價結果的客觀性和公正性。
(四)導師隊伍建設
導師是研究生學習和生活的指導者,導師的責任感、知識結構和學術水平是保證研究生質量的關鍵因素。因此,要建立公平的競爭機制對導師嚴格遴選,從源頭上提高導師隊伍水平;要鼓勵導師定期深入企業了解生產實際需要,與企業合作開展科學研究工作,推動科研成果的轉化。這樣一方面促進導師知識結構的不斷更新和學術水平的持續提升,另一方面也提高了導師對專業學位研究生有針對性的指導能力。
(五)產學研結合
學校一方面吸納社會上具有一定學術造詣的同行專家加入導師隊伍,不僅滿足工程碩士研究生規模擴大的需求,而且將行業課題帶進學校;另一方面通過加強與建設領域內的投資建設、項目管理、工程設計、施工總承包、工程咨詢等單位的聯系,使建筑與土木工程領域工程碩士研究生達到其課程學習內容適應企業和社會需求,論文或設計選題來源于工程實踐的目的。
三、課程改革的評價體系
根據復合型課程的目標體系和支撐體系的內容,建立相應的評價體系。結合層次分析法對評價系統進行分析,計算各指標權重,進行方案層的優先排序。評價指標體系如表1所示。
筆者設計調查問卷,由國內相關高校建筑與土木工程領域的專家對各指標權重評判,結果如表2所示。
表2數據顯示,建筑與土木工程全日制工程碩士課程評價體系的一級指標中,相對重要程度依次為:課程設置、導師隊伍建設、產學研結合、教學方法和考核方式。二級指標中,課堂授課、實驗、設計和實踐課程的合理安排、學生參與行業單位的項目實踐和導師的學術水平是最重要的三項內容,也是建筑與土木工程全日制工程碩士研究生課程體系改革的首要任務。
四、課程改革的建議
(一)優化課程設置
優化課程設置是基礎,關鍵要合理安排課堂授課、實驗、設計和實踐課程比例,形成以實驗、設計和實踐課程為主,理論授課為輔的課程結構。通過適當減少人文課程學分和課時數、增加學科基礎課和專業方向課的實驗和設計環節,以學科基礎課和專業方向課將實驗和設計為課程主線,增加實踐課程的時間安排等優化課程設置。這樣的課程結構更有利于工程碩士研究生主動吸收知識和掌握研究方法,提高研究生在科研工作中解決實際問題的能力。
(二)加強導師隊伍建設
加強導師隊伍建設是關鍵,側重提高導師的學術水平。針對面向實踐的工程碩士研究生培養,要改變以往以論文、論著和科研成果的數量作為衡量導師學術水平的單一指標的不利局面,將導師帶領學生參與企業實踐和社會課題也納入導師學術水平評價體系。學校應對全日制工程碩士導師加強工程實踐訓練,同時吸收不同學科領域的專家、學者和實踐領域有豐富經驗的專業人員擔任兼職導師,承擔部分教學指導工作。“雙導師制”培養學生,形成優勢互補,從而改變導師過于理論化的學術現狀,引導導師重視工程實踐,全面提高導師的學術素養。
(三)產學研結合
產學研結合是重點,要積極帶動學生參與行業單位的項目實踐;爭取行業和企業支持,建立穩定的專業實踐基地,構建一個校企長期全面合作的優質教學科研平臺;同時簽訂校企合作培養協議,將工程碩士培養和解決企業工程技術問題結合,發揮工程碩士教育教學和科研的雙重優勢,使研究生在校期間能在企業中提高自身的職業能力與素養,也為企業的發展和創新做出成績,將產學研結合真正落到實處。
參考文獻:
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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)
【論文摘要】:本文分析了建筑工程質量控制的必要性和存在的主要問題,重點闡述了如何加強事前和事中的質量控制管理具體措施,在施工管理過程中,對工程施工做到全過程、全方位的質量監控,從而有效的實現工程項目施工的全面質量控制。
【 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.
中圖分類號:O213.1文獻標識碼:A 文章編號:
1、 前言
工程項目質量控制包括采取的作業技術和管理活動。在施工階段推行以動態控制為主,事前控制為輔的管理方法,主要抓住事先指導、事中檢查、事后驗收三個環節。一切以數據說話,一切以書面為依據,做好事前預控,從預控角度主動發現問題,對重點部位、關鍵工序進行動態控制。建筑工程的質量問題對我國經濟的健康發展產生著直接而深遠的影響。
2、 建筑施工項目質量控制存在的問題
一個企業的質量體系應根據它的方針、目標和相應的策略而作調整。這是一種發展趨勢,全面質量管理和質量體系必須而且必然在動態管理中得到發展。但是在現實企業管理中,常常在質量控制方面存在著以下一些問題:首先,為提高工程質量,擴大企業影響,提高技術等級,爭創少數“精品、名牌” 工程,無形中增大了投入, 使其它工程的質量狀況得不到保障;其次,為嚴抓質量,加大獎罰力度,獎罰額度之大超出了單項工程本身的價值,雖起到了一定的作用,但易造成惡性循環,未必有利于質量管理工作的持久開展;第三,加大現場監控力度,實行監理制度有效地控制了質量問題的產生,但易造成施工人員和監控人員情緒上的對立,也不是徹底解決問題的方法;第四,競爭日益激烈的市場經濟下求發展的建筑企業設置質量控制點,其管理層往往過于重視經濟效益,很多企業將成本、利潤奉為宗旨,這種現象由上至下蔓延,形成一種不利于質量管理發展的氛圍;最后,很多建筑企業的質量管理體系大多是“事后處理型”的,很難起到預控的作用,這就形成這樣一個怪現象:企業寧愿耗費大量的人力、物力在事后解決質量問題,也不愿多花一點功夫在事前建立完善的質量保障體系,這種短視的行為必須糾正。
3、 建設工程項目如何加強質量控制
3.1 加強事前控制
3.1.1 對工程各項參與者進行審查:監理工程師應該是懂經濟、懂技術、懂管理、懂法律,并且還要有一定的工程實踐經驗的綜合性技術人才。因此在資格審查時必須嚴格,做到持證上崗。施工隊伍的思想素質、技術素質及身體素質的好與壞將直接影響工程質量,為此,在審查時發現有不合格者,堅決不能上崗。
3.1.2 對工程所需的材料進行檢查、半成品的質量進行檢查和控制。首先在人員、設備、組織管理、檢測程序等各個環節上加強管理,明確對材料的質量要求和技術標準。針對鋼筋、水泥等材料的進貨多源頭、多渠道,需對進場的每批鋼筋、水泥做到“雙控”(即要有質保書、合格證,還要有材料復試報告),未經檢驗的材料不允許用于工程,質量達不到要求的材料及時清退出場,將鋼筋焊接半成品的質量檢查作為檢查工作的重點。采用目測和檢測相結合,首先從外觀上對軸線位移、彎折角度、裂縫凹坑等進行檢查,然后隨機抽取焊接試件進行試驗,合格后方可進行驗收。對于工程使用最普通、工程量較大的混凝土工程中的材料質量要求保證水泥、砂、石、水、外加劑等均滿足質量要求,有試驗報告的前提下,再審核混凝土的配合比是否正確,校對各種計量表具、量具是否準確、齊全;澆筑的施工方案和施工程序是否可行。如有哪道工序不符合規范、標準要求,立即組織整改、進行有效管理。
3.1.3 對工程設備進行審查:永久性生產設備的采購,應通過質量管理人員的認可,并且要經過驗收后才可進場。重要的施工機械設備應定期提供機械性能檢測報告,經質量管理人員認可后方可使用。
3.1.4 對施工方法進行審查:審查施工單位提交的施工方案和施工組織設計,經審核后即作為施工依據。
3.1.5 嚴格把好隱蔽工程的驗收簽字關,發現質量隱患及時提出整改。在進行隱蔽工程的簽字驗收時,首先要求各施工班組自檢合格,再由公司專職質檢員核定等級并簽字,并填好驗收表遞交監理。然后由監理工程師組織施工單位項目專業質量(技術)負責人等進行驗收?,F場檢查復核原材料,保證材料齊全,各層標高、軸線也要層層檢查,嚴格驗收。要求施工質檢員簽字不能只流于形式,要真正去檢查驗收,再由監理方檢查。監理方發現問題及時以書面通知或返工完的,還要在進行復檢,嚴格檢查把關,確保工程質量。
3.2 完善事中控制
質檢員驗收時要檢查工程是否按圖紙、規范、標準進行施工。在質量控制中要改靜態管理為動態控制。包括:工序的質量控制:一方面,每道工序開始前及施工過程中都要對影響工序質量的條件或因素進行控制。如:要保證有足夠的勞動力去參加工作,以防由于疲勞而出現怠工現象等。另一方面,每道工序完成后要運用一定的檢測手段對其進行檢測,確保其能夠達到預定的質量標準;質量控制點的設置及工程質量的預控:其目的是根據工程項目的特點,抓住影響施工質量的因素,對施工中重要部位和薄弱環節事先做出相應的預防措施,以便對其進行預先控制,并在施工過程中作為重點嚴格控制;施工過程的質量檢查:質量管理人員主要采用的檢查方法有目測法、儀測法、實驗檢驗法等。在施工過程中,應重點進行以下方面的檢查:首先是施工操作質量檢查,對違章操作及不符合安全要求的應及時糾正。其次是工序質量的交接檢查,指前道工序檢查驗收合格后,方可移交下一道工序。第三是隱蔽工程的檢查與驗收:這一部分是防止質量隱患和事故的關鍵。
質量控制點設置的原則是根據工程的重要程度,即質量特性值對整個工程質量的影響程度來確定。為此,在設置質量控制點時,首先要對施工的工程對象進行全面分析、比較,以明確質量控制點:然后進一步分析所設置的質量控制點在施工中可能出現的質量問題、或造成質量隱患的原因,針對隱患的原因,相應地提出對策措施予以預防。由此可見,設置質量控制點,是對工程質量進行預控的有力措施??傊?無論是操作、材料、機械設備、施工順序、技術參數、自然條件、工程環境等,均可作為質量控制點來設置,主要是視其對質量特征影響的大小及危害程度而定。
3.3 注意事后驗收
當分項、分部工程或單項工程施工完畢后,我們及時按相應的施工質量標準和方法,對所完工的工程質量進行驗收。質量控制中最后的補救措施是事后驗收。通過事后驗收對施工中存在的質量缺陷或重大質量隱患,及時停工整改,第一時間報監理及建設單位。并配合有關單位及時提出解決的方案,將問題處理。從而達到既保證工程質量又是不影響工程進度,避免了不必要的經濟損失。
結語
關鍵詞:塑料;防滲;防凍脹;排水;農田灌溉
中圖分類號:S27 文獻標識號:A 文章編號: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,人類歷史上第一個合成樹脂――酚醛樹脂在美國誕生并實現工業化生產,拉開了合成樹脂和塑料工業發展的序幕。自此,塑料以其加工特性好、質輕、比強度大、化學穩定性好、性能設計性好等優點被廣泛應用于建筑、汽車、農業等各個領域。1900年全球塑料的產量和消費量僅2萬噸,1995年超過1億噸,2013年達到2.99億噸[1]。我國每年塑料制品總產量的20%為塑料薄膜,其中農用塑料薄膜約占30%。據農業部統計,每年需要設施農業塑料制品約300萬噸。隨著塑料產量的增加,塑料在農業方面應用得越來越多。
我國是一個貧水大國,每年的農業灌溉用水約占用水總量的70%,但灌溉水利用率僅為40%左右[2],因此,做好農業節水灌溉將會在一定程度上緩解我國的用水緊張。由于渠道輸水是灌溉用水的主要運輸方式,因此輸水渠道質量的好壞將影響灌溉水利用率及用量。農田水量過多將導致澇漬堿災害,從而造成農作物低產,制約農業生產的發展[3],因此,農田需要設置排水措施,目前除澇排水的主要方式是渠道排水。因此,渠道的質量還影響農業生產。無論是土渠、漿砌石渠道還是混凝土渠道,都需要進行防滲等處理,而塑料作為一種新型材料在渠道防滲處理等方面發揮著越來越重要的作用。鑒于塑料在輸水渠道上的廣泛應用,本文對塑料在渠道防滲、防凍脹和排水三個方面的應用研究進展進行綜述。
1 塑料防滲應用的研究進展
目前,我國干、支渠道防滲長度為55.11萬千米,僅占全國渠道總長的18%,80%以上的渠道沒有采取防滲措施。渠系水利用系數平均不到0.5,50%以上的水在渠道輸水過程中損失。每年由灌溉渠道損失的水量高達1 734.62億立方米,約占全國總用水量的1/3,約為農業用水量的45%,灌溉用水損失十分嚴重。渠道防滲工程措施,可有效減少滲漏損失70%~90%;降低渠道周圍土地的地下水位,減輕土壤鹽堿化;節約的水還可增加灌溉面積。因此,渠道防滲措施的應用意義重大,應在全國進行推廣[4,5]?,F行防滲措施主要有土料夯實、土料護面防滲、砌石防滲、混凝土襯砌防滲、瀝青材料防滲、塑料薄膜防滲[6]。早在1949年,美國有關部門已經開始在蓄水池和渠道上進行塑料薄膜防滲實驗。20世紀60年代初,我國在北京市東北旺農場南干渠上也開始了塑料薄膜防滲的實驗研究,20年后仍保持良好的防滲作用。實踐證明,塑料薄膜防滲使用壽命在20年以上,估算可達30~50年,投資僅為混凝土襯砌的1/6~1/10[7]。隨著國內塑料工業的發展,應用塑料薄膜防滲的渠道逐漸增多,部分渠道的施工時間及運行效果見表1。
關于塑料薄膜防滲的研究較多。李長山總結了一種用于井灌、提水灌區提高水稻產量、節水的方法――封閉式塑料膜襯輸水渠道,該輸水渠道能提高渠道水溫1℃,每天可減少抽水時間1~2小時[15]。孟憲魁等在白龍水電站引水渠道上使用聚乙烯復合膜進行防滲處理,防滲效果顯著 [16]。楊自東總結了在益民灌區支渠改建工程中使用塑料薄膜防滲的設計和施工經驗并提出建議[17]。李玉柱等根據焉耆縣、博湖縣兩重鹽堿區使用塑料薄膜防滲的結果,表明塑料薄膜防滲在節水、降低地下水位、減輕排水渠壓力方面有良好效果[18]。田良武等根據多年實踐經驗制訂出《塑料薄膜防滲渠道設計施工細則》[19]。周霖分析了影響塑膜渠道保護層穩定性的主要因素,得到穩定系數分別與土壤的C、φ值、塑膜傾角、渠高和保護層厚度的關系[20]。王俊發等通過土體極限平衡狀態提出了防滲鋪膜臨界角的概念,建立了鋪膜臨界角的數學模型[21]。袁新明在滿足一定水力、穩定、運行管理條件下,以造價最低為目標,對塑料薄膜防滲渠道橫斷面進行了優化[22]。王俊發等以渠道的流量和工程施工為條件,工程花費最小為目標函數,建立了塑料薄膜防滲梯形渠道的優化數學模型[23]。Giroud提出了土工膜應力應變曲線的數學模型,有利于土工膜的設計應用程序的開發[24]。Ghosh通過預設徑向應變測試了復合土工膜的抗刺穿性能[25]。Villard等通過實驗和有限元法對合成土工膜在大變形條件下的線性系統進行了分析[26]。Wesseloo等在拉力試驗的基礎上建立了關于高密度聚乙烯的應力應變數學模型,為土工膜的結構設計提供了理論支撐[27]。Jones等通過直接剪切實驗和環剪切實驗研究了土工膜界面剪切強度,為土工膜界面的穩定性設計提供了參考[28]。
塑料薄膜防滲具有防滲效果好、適應變形能力強、工程造價低、便于施工等優點,但在實際應用中需注意以下幾個問題:①塑料薄膜埋鋪形式。塑料薄膜的埋鋪形式可影渠道埋藏深度(保護層厚度)、渠道挖填土方工程量、邊坡系數和塑料薄膜用量。因此,選擇合理的埋鋪形式十分重要。埋鋪形式主要有梯形、矩形、鋸齒形、復式梯形和弧形等。②保護層厚度。決定保護層厚度的因素主要有土質、流速、埋鋪形式、邊坡高度和冰凍深度等。一般厚度越大,渠坡越穩定,越能避免植物穿透薄膜和增加薄膜使用壽命,但會增加渠道挖填方量和施工期,使工程不經濟。③渠坡保護層的穩定性。使用塑料薄膜防滲的渠道多由于土體沿塑膜表面坍滑而破壞,因此渠坡保護層的穩定性關系到渠道的安全和挖填方量的多少。④塑料薄膜的選擇。針對渠道的情況選擇不同品種、顏色、厚度等。塑料薄膜主要品種有聚氯乙烯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜等;顏色一般選擇棕、黑等深色,因為深色透光差,能抑制薄膜下植物生長,減少植物穿透薄膜;采用較厚的薄膜可以增加耐久性但會提高工程造價。
隨著國內外對塑料薄膜防滲研究的廣泛開展,塑料薄膜防滲施工工藝有所改進,生產技術有所提高,塑料薄膜防滲施工要求高、耐久性差等問題逐漸被克服,在農田灌溉排水中應用得越來越多。
2 塑料防凍脹應用的研究進展
渠道凍脹破壞及其防治是北方季節性凍土地區渠道設計中的一個重要問題。北方寒冷地區,由于渠床土壤水分凍結使土體膨脹,從而使襯砌渠道的防滲體受到凍脹破壞,如混凝土襯砌渠道,當土壤水凍脹帶來的拉應力大于混凝土板的抗拉強度時,將使混凝土板產生裂縫[29],導致渠道輸水時水量損失,因此,對渠道采取防凍脹的措施十分必要。目前,常用的措施有沙礫墊層置換基土、采用高效防滲措施、提高填方渠道質量、鋪設保溫層、采用新型斷面結構形式、采用新型防滲材料等[30,31]。其中,鋪設保溫層主要采用聚苯乙烯保溫板。現將使用聚苯乙烯保溫板進行防凍脹的渠道總結如表2。
基于渠道防凍脹的必要性,相關學者做了大量研究[38-43]。在聚苯乙烯保溫板方面,楊育紅等根據保溫板鋪設厚度和防凍脹目的給出保溫板導熱系數性能指標數值的參考值,為工程使用保溫板的質量控制提供有效保障[38];張軍等研究了苯板與墊層材料之間的摩擦角的測定方法,發現非散粒體材料摩擦角測定儀能直接測出摩擦角且便于操作、適用性強[39];安鵬等基于熱阻等效原理給出了苯板部分保溫法的計算方法,相較于全保溫法降低了19%的工程造價[40];張彥蕊利用ADINA瞬態溫度模式加載溫度模擬渠道凍脹過程,研究均布鋪設苯板和鋪設變厚度苯板狀態下渠道溫度場的規律,表明鋪設變厚度苯板不僅與均布鋪設苯板的防凍脹效果一樣,還節省材料而降低工程造價[41];郭婧運用ANSYS軟件對鋪設不同厚度保溫板的襯砌渠道進行熱、應力瞬態直接耦合分析,得到渠道不同坡段部位保溫板的合理經濟厚度[42]。
除了常用的聚苯乙烯保溫板,也有其它類型的保溫板,如何武全等研究了填充玉米稈碎粉的復合型聚氨酯泡沫保溫塑料板[43];鄧昌軍在和靜縣北干渠、程玉輝等在哈達山輸水干渠中使用聚氨脂保溫板進行防凍脹[44,45]。由于聚苯乙烯保溫板具有質輕、不吸水、導熱系數低、抗壓縮性強、使用壽命長等一系列優點,使得它在渠道防凍脹中應用得越來越廣。但使用聚苯乙烯保溫板需要考慮以下問題:①苯板厚度。合適的厚度關系到防凍脹效果和工程造價,厚度小影響防凍脹的效果,厚度大則工程造價過高,選擇厚度時可考慮部分保溫法或變厚度苯板。②苯板上下墊層的施工。由于苯板質地輕,表面抗壓強度低,若其上下墊層平整度不夠將架空苯板,使苯板損壞破裂影響保溫效果。③降低地下水位。在地下水位較高的地區使用苯板時,揚壓力較大,易造成襯砌層破壞。
3 塑料在渠道排水中應用的研究進展
渠道需要進行排水設計降低地下水位,主要有三個原因:第一,地下水位過高會影響渠坡穩定性;第二,地下水位過高會使渠道周圍土地鹽堿化;第三,地下水的存在是渠道發生凍脹破壞的條件之一。因此,在渠道的修建過程中需要根據實際情況考慮排水。目前常用的排水方式有暗管排水、明溝排水和豎井排水三種[43-46],其中,暗管排水以占地面積較少、便于機械化作業等優點使用較多。渠道排水的方式多種多樣,現將部分渠道排水的情況總結如表3。
渠道排水是整個設計中重要的一環,塑料排水板作為渠道排水的新方法也有相關學者做了研究。周衛東等在熱熔整體式塑料排水板的基礎上進行技術創新,不但提高了排水板的性能還降低了造價[53];王婧等對不同排水板的芯板及濾膜進行物理力學性能試驗,得到排水板的通水性能由小到大依次為常規分離式、防淤堵分離式、防淤堵整體式、常規整體式[54];俞炯奇等對工作2年后的塑料排水板進行檢測并與施工前的性能對比,結果表明塑料排水板基本無磨損,濾膜的滲透系數在施工前后量級一致[55];楊明昌統計和分析了6年塑料排水板的檢測資料發現塑料排水板型式越來越多,所采用的材料與制作工藝也越來越好[56];蔣小鵬等發明一種新型塑料排水板施工裝置,其插板頭結構簡單,施工操作簡單,能提高施工效率,節約成本[57];鄭偉發明一種塑料排水板的連接構件,改善了現有塑料排水板與抽真空管道連接方式費時費力,效率低下的問題[58];邱晨辰等發明了一種新型導電塑料排水板,其基板兩側能濾掉土顆粒,避免土體結構破壞產生橫向裂縫,并且排水量有所增加[59];張禹發明了一種降解加筋塑料排水板,此塑料排水板能減少其對環境的污染[60];Park 等發明了一種具有X形核的塑料排水板的排水系統,它能抵抗周圍的側壓力和排水渠道的堵塞[61]。
隨著塑料排水板在軟土地基中的成功應用,例如沈大高速公路改擴建工程[62]、杭甬高速公路[63]、哈爾濱環城高速公路軟土路基[64]等,塑料排水板以排水效果好、具有一定的強度和延伸率、施工速度快、工程費用低等優點也開始在渠道中應用。例如南水北調中線陶岔至魯山段、南水北調中線滎陽段。無論是使用較多的暗管排水還是新型的排水方式――塑料排水板其主要材料都是塑料,可見塑料在渠道排水中也占用一席之地。
4 展望
農業用水約占全國總用水量的63%,其中灌溉用水又占農業用水的90%左右,所以渠道滲漏會導致每年損失大量的水。塑料工業的發展使得塑料這種能防滲、防凍脹、排水又經濟的新型材料得以在渠道中應用。塑料的應用降低了渠道防滲的造價,為全國渠道大規模防滲提供可能。雖然我國在塑料薄膜防滲方面取得一定成績,但其應用基本上都是在北方寒冷地區,南方還很少;目前塑料保溫板的種類較少,主要為聚苯乙烯保溫板;塑料排水板在軟土地基中用得很多,排水效果很好,但在渠道中應用很少;塑料優點眾多,可以嘗試直接生產塑料渠道。因此,對于本文有以下四個方面的展望:
一是加強塑料薄膜防滲的推廣應用。塑料薄膜防滲可推廣至全國范圍內,鼓勵南方地區使用,爭取使全國渠道防滲事業更上一個臺階;
二是加快塑料保溫板的研發工作。目前保溫板種類較少,難以滿足日益復雜的自然和社會環境,需生產更多種類、功能更好、造價更低的保溫板;
三是提高塑料排水板的使用率。相對于砂礫料墊層,排水板具有施工簡便、省略了大批砂石料的運輸、節約成本等優點,可以在渠道中大量使用;
四是打造新型塑料渠道。傳統渠道(土渠、漿砌石渠道、混凝土渠道等)具有易開裂、占地面積大、造價高等缺點,應充分利用塑料優點,發揮塑料優勢,打造新型渠道――塑料渠道。
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