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水泥土攪拌樁加固地基在市政道路的應用
武漢市武昌市政工程總公司一工程處 430000
摘要
進入新世紀以來,我國的城鎮化持續快速推進,市政道路建設開展的如火如荼,成為城市基礎建設一道亮麗的風景線。市政道路施工要求比較高,同時施工環境也非常復雜,其中的加固地基是施工中的重點工作,需要運用合理的施工技術來進行處理。水泥攪拌樁是一種高效的新型施工方法,相比傳統施工方法有著很多的優勢,可以用此技術來進行地基的加固。因此,在本文中,筆者主要討論的是水泥土攪拌樁加固地基在市政道路的應用,希望這些對於相關從業人員具有一定的參考價值。
關鍵詞:水泥土攪拌樁;市政道路;加固地基;應用
1、引言:
水泥土攪拌樁的主要用途是處理飽和軟粘土低地基的,確保處理之後能達到規范的要求,具體的操作是使用專用攪拌設備將混有水泥的軟粘土進行充分的攪拌,其中水泥的作用是固化的,它會同軟土發生某種反應,地基會逐漸的固化進而變為一種有強度且綜合狀況趨向於規范要求標准建築用地。
水泥能夠將軟土固化,其主要機理在於這種固化的過程是一種物質化學反應,相比於混凝土的硬化而言是有差異的,因為水泥的用量不同而致,硬化所用水泥較少,且在硬化的過程中,水泥要藉助某種活性物質並且要包裹於土中才可進行反應,進行中硬化用時久,反應中水泥會相繼出現諸如水解和水化等變化,最終會出現不同類別的水化物,對於部分水泥在發生反應中,會出現離子交換或者團粒效應,從而實現硬化的效果,提升土體的強度。
2、工程概況
國盛路南起和平大道,北至臨江大道,道路全長724米,紅線寬度20米。設計場區靠近長江,位於長江一級階地,場地地下水主要為賦存於填土層中的上層滯水及下部砂土層中的承壓水。
地質勘察顯示:根據地層岩性和工程地質特徵,在鑽探深度范圍內地層自上而下可分為4層:①雜填土;②淤泥質粉質粘土夾粉土;③粉土、粉砂夾粉質粘土;④粉細砂;上層滯水水位在地0.9—2.6米,承壓水賦存於③層粉土、粉砂夾粉質粘土視為中等透水層,④粉細砂可視為強透水層。
3、軟基處理設計
3.1攪拌樁設計
根據地勘報告,本次道路沿線有雜填土層分布,表層雜填土厚度在 1.20~4.80m,雜色,鬆散,稍濕,由建築垃圾、生活垃圾及粘性土組成,所含硬質物含量約20~45%,粒徑1.0~6.0cm,局部鑽孔由中細砂及少量灰褐色黏性土組成,褐灰色,軟塑,濕,含少量鐵錳氧化物,土質不均勻,刀切面粗糙,局部夾雜薄層粉土、粉砂,不可作為路基持力層。根據道路沿線土層厚度及埋置深度情況,本工程路基採用換填法與水泥土攪拌樁(干法)相結合的路基處理方式。
3.2攪拌樁作用機理
藉助這種樁,將軟土變得強度符合規范要求,它的具體操作是,藉助深層攪拌樁設備,對加入水泥的軟土進行充分的攪拌,加快水泥與軟土的反應,進而使處理後的土體變為具有一定強度、有良好的變形特徵和水穩性的柱形體,這種反應後形成的結構有較好的強度、能提升土體的承載能力和降低地基的沉降。從水泥攪拌樁的特性講,此種樁屬於一種介於剛性與柔性間的混合樁,它所具有的剛度、抗壓強度機器抗側壓力是介於兩種樁之間的。因為這種樁有差於剛性的強度,當承載一定量的豎向載荷時會出現形變,一經出現會伴隨著附近土體相應的承擔一定量的荷載,此時便出現了柔性復合地基。水泥土攪拌樁復合地基的承載力標准值可按下式計算:
Fspk=m*Ra/Ap+β(1-m)*Fsk
式中:Fspk—復合地基承載力特徵值(KPa);
m—面積置換率;
Ra—單樁豎向承載力特徵值(KN);
Ap—樁的截面積(㎡);
β—樁間土承載力折減系數:
當樁端土未經修正的承載力特徵值大於樁周土的承載力特徵值的平均值時,可取0.1~0.4,差值大時取低值;
當樁端土未經修正的承載力特徵值小於樁周土的承載力特徵值的平均值時,可取0.5~0.9,差值大時或設置褥墊層時均取高值;
Fsk—樁間土承載力特徵值(KPa)。
由此可至,一旦地質資料核實,對於水泥攪拌樁的有關的數據也相應的確定了下來,如樁基承載力標准值、每根樁的垂直方向的承載力和面積置換率等。若樁的強度、面積置換率確定之後,這類地基的承載力經由每根樁的垂直方向的承載力便可得以求得,每根樁的垂直方向的承載力若是非常的小,則在復合地基中的承載力相應的會很低;若樁的強度及其長度確定之後,在符合地基中的承載力經由面積置換率而求得,若面積置換率非常的低,則對應的地基承載能力就很低。
4、施工工藝及施工注意事項
4.1水泥土攪拌樁的施工順序
(1)工程建設之前要具有的有關施工技術方面的材料有:建設用地的勘察報告、土體實驗報告、內配合比實驗檢驗報告、樁點陣圖紙、加固深度和停灰面標高等。
在實驗室中進行的內配合比,主要是定出水泥用量,因為它的用量會直接關繫到樁的質量及其未處理的地基土的特性,所以,若要開始安裝水泥攪拌樁,必須在這之前間隔四周以上,基於室內標准下,按照一定的配合比制出攪拌樁樣本,做差異化的齡期強度實驗。根據試驗結果,確定最佳水泥摻量。
(2)平整場地,清除障礙。對地下障礙物進行清除,對低窪處進行平整壓實,確保在現場中設備置樁順利進行,且要基於這種置樁操作的要求而制定有效的策略,避免設備中途停止工作。
(3)建設專用設備進場,且按照使用說明予以組裝和試運行。
(4)攪拌樁施工工藝必須要嚴格按照設計規定的進行,且按照經實驗確定的配合比制定攪拌樁,並對此樁的有關指標予以測定。接著,配合路基解決縱斷面圖紙問題,在進行施工之前,原定的樁位作業點均要做出大於五個的具有工藝性質的樣樁,從而得到以下數據,即鑽進、提升和攪拌的速度、噴氣壓力、工作電流以及單位時間噴入量等。
(5)攪拌樁擇取是水泥型號是42.5普通硅酸鹽水泥,一定要滿足設計規程的規定,所用的產品必須帶合格證進入施工現場。
4.2水泥土攪拌樁的施工工藝流程
施工工藝流程:樁位放樣→鑽機就位→檢驗樁機整平機體→預攪下沉→噴灰攪拌提升→重復攪拌下沉和提升(停灰面為高於設計樁頂標高50cm)→成樁結束→移位進行下一根樁循環施工。
(1)鑽機就位:根據設計施工放樣,使鑽頭中心對准設計樁位,並保持樁機機體垂直,以防打斜樁,影響地基承載力。
(2)預攪下沉:啟動電機,使攪拌機沿導向架邊攪拌、邊切土下沉,下沉速度可由電機的電流監測表控制,工作電流不應大於70A。
(3)噴灰攪拌提升:深層攪拌樁機下沉到設計深度後,開啟灰泵將水泥乾粉壓入地基中,並且邊噴灰、邊旋轉攪拌鑽頭,同時嚴格按照試樁確定的參數控制噴灰量和攪拌提升速度提升攪拌樁機。
(4)重復攪拌下沉和提升:為使軟土和水泥攪拌均勻,可再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中,再重復噴灰攪拌提升,最終停灰面為高於設計樁頂標高50cm,成樁結束。在設計樁頂預加50cm樁長作為破除樁頭用。
4.3施工注意事項
在工程建設的過程中,質量是最為重要,基於此要做到如下幾點:
(1)一定要掌控好鑽機的操作,避免鑽的深度超出規定要求,且一定要在規定的深度內鋪停灰面,如此定出攪拌樁長。務必要依照樣樁的數據掌控好用灰量,杜絕在無自動化的控量設備的攪拌樁用於真實的工程建設中,此外,杜絕使用無合格證的記錄裝備。另外,設定時間復核成型的攪拌樁樁徑及其攪拌狀況。及時保養與檢修用於復核的鑽頭,一經發現有葉片殘缺或者嚴重磨損,必須換新。
(2)保障攪拌樁有九十度,必須對起吊裝備的平整度及其操作架同地面的角度予以認真核實,核實的次數要超過兩次,由對應的不同的工作班組執行,確保其垂直度在一度之內。在具體的施工中,藉助吊錘測定鑽桿是否豎直成九十度,若存在較大誤差,必須及時修正。
5、影響攪拌樁質量問題及質量控制的探討
(1)攪拌樁屬於地下隱蔽工程,易受施工用材料、機械、工藝、施工人員的責任心等多種因素的影響,因而其質量控制要貫穿於施工的全過程,必須堅持全方位的施工控制。
(2)施工過程中必須隨時檢查自動計量裝置、水泥用量、成樁過程、樁長及施工中有無異常情況,並記錄其處理方法及措施。
在保障樁的質量的前提下,工程建設的過程中要認真分析清楚導致攪拌樁出現質量問題的因素,且要對製造流程予以把控,避免施工質量出現問題:
(1)原因之一是地基土自身具有的特性
這種樁的質量好與壞能直接的從樁強度數據獲取到,而能對這種數據產生影響的除了固化劑用量及其質量和建設中用到的操作手法之外,地基土的自身特性也會產生影響,例如軟土內存在大量的有機物。經試驗檢測後可知:土體內含有過量的有機化合物,其水容量和塑形對應的變大,對應的膨脹性和低滲透性也會很大,最為不利於鋼筋的酸環境也會存在,上述的諸多因素會在一定程度上降低水泥的充分反應,若僅僅使用水泥進行固化,收效甚微,針對軟土,可將生石膏適量使用進而使軟土固化,這樣的操作也有助於減少對水泥的消耗。
(2)保障攪拌操作的均勻性
對一定量的施工案例進行研究與總結可知,均勻的攪拌操作能提升工程質量。若確保有均勻的攪拌,就意味著水泥同軟土有很好的混合,這樣就有助於兩者間發生充分的反應,軟土經水泥的固化作用而產生較好的樁。若要使工程中有較好的均勻攪拌,一定要確保攪拌設備將要下沉的土體被較好的混合,所以施工前,使用反鏟將施工場地翻整一次,避免地下遇到障礙物,影響土體攪拌均勻性。
6、質量檢測
6.1質量檢測方法
對攪拌樁的檢測,總的來講有如下幾種方法:
(1)淺部開挖:這種檢測法歸屬於自檢。對於項目部而言,要不定期的多次對成型的樁進行復檢,一經檢查出問題,第一時間予以解決。針對開挖的檢查,重點是檢查淺部樁頭,注意深度的把控要大於停灰面以下五十米,若要粗略了解成型樁的狀況,可採用目測的形式對如下的參數予以估測,如樁徑、攪拌均勻程度等。進行檢查時,數量控制在樁的總量的5%。
(2)輕型動力觸探法:這種檢測法所用到的設備為輕型動力初探(N10),它主要適用的是對樁身均勻狀況的測定,因為這種設備錘擊程度小,不間斷的初探通常狀況下均小於四米,所以,對於深度的攪拌樁質量的測定是不適用的。這種檢測法規定檢測數為樁的總量的1%,且要大於三根。
(3)鑽孔取芯法:這種檢測法是藉助地質鑽機針對已經養護四周及其以上的成型的樁予以鑽孔獲取樣本芯樁,這種方法是迄今為止最為普遍使用的一種測質量的方法,它所獲取到的結果可靠度高,不足之處在於檢測耗時久、鑽孔成本高、樣本芯樁要在四周以後才能得到,無法做到即時的檢測施工中的樁的質量狀況。這種檢測法規定檢測數為樁的總量的0.5%,且要大於三根。
(4)靜載試驗法:這種檢測法所依據的是樁的承載力值的定性得出樁的質量。然而,因檢測成本高,工程取樣少。這種檢測法規定檢測數為樁的總量的0.5%~1%,且要大於三點。
(5)動測法:它主指低應變動測法,這種檢測法所依據的是以一維波動理論為基礎,藉助彈性波傳播規律檢測樁的完整性。優點在於檢測高效、便捷操作,然而在中國的多數文獻中有指出,攪拌樁的強度同波速的關系並非連續的,在樁的端部出現的阻抗、樁的底部反射等均呈現無變化和模糊的現象,所以,這種檢測法不能確保有準確的測定樁身質量。
6.2本工程項目攪拌樁質量檢測方法
(1)成樁3d內,淺部開挖樁頭,深度超過停灰面下50cm,目測檢查攪拌的均勻性,量測成樁直徑,檢測量為總樁數的5%。一般應按比例隨機抽取,且分部基本均勻。
(2)N10檢測:成樁齡期7d內,用輕型動力觸探器進行N10檢測,檢查每米樁長的均勻性,檢測頻率為總樁數的1%。
(3)單樁荷載試驗:在成樁齡期28d後進行,在試驗准確階段,確保樁頂干凈,進行試驗時針對每個樁的荷載取樣數量要大於總量的0.1%,且要大於三根。通常狀況下要依照原定比例任意取樣,並且保證均勻取樣。經檢測本工程單樁豎向靜載荷極限承載力為220KN,滿足設計要求的不得低於110KN。
6、結語
藉助水泥攪拌樁實現對市政道路中有軟土層的地基予以固化,由於建設裝備的單一和便捷的轉移,能夠做到數個位置施工,高效率的使地基固化,從而提升施工速度、削減工期。在真實的工程建設中,採用的施工手法較為單一,工程質量便於把控,這是現階段市政道路加固地基非常適用的施工方法。
國盛路靠近長江,土質情況差,地下1.8米均為淤泥質粘土、粉質粘土夾粉砂,局部地段流砂情況嚴重,在水泥土攪拌樁加固地基後,土體質量得到很大提高,溝槽開挖成型較好,土路床彎沉一次性合格,完成了工期目標。這表明使用水泥攪拌樁對市政道路中有軟土層的地基予以固化是可行的,它可以極大的降低成本,也在一定程度上有工程質量保障,完全能夠實現設計所要獲取到的效果。
參考文獻:
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㈡ 求一篇有關工程地質的論文
工程地質學是世紀才建立和發展起來的一門地球科學。工程地質專業在工程建設中具有十分重要的位置。工程地質工作的質量,對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由於地質問題引起的工程事故時有發生,輕則修改設計延誤工期,嚴重時造成工程失事給人民生命財產帶來重大損失。近年來,工程地質勘察質量有下滑現象,工程地質分析不夠深入,有的甚至出現工程地質評價的結論性錯誤。今後十年,將有可能成為水利水電工程建設的又一個事故高發期。工程地質對地球環境的保護要發揮重要作用。工程地質面臨著新的機遇和挑戰。關鍵詞 。
關鍵詞:工程地質 水利水電 勘察 環境 分析 人才 機遇
工程地質對於工程師來說並不陌生。然而,由於人類工程活動引起地質環境的改變,工程地質問題造成工程建設的被動與失敗的若干實例證實,許多人對工程地質又是陌生的。
人類歷史剛剛翻開新千年新世紀的第一頁,一場以高新技術為前導的產業革命卻早已開始了,工程地質學科必將在這場革命中獲得新生。當然,我們更應該看到技術的每一次革命性進步,都伴隨著矛盾與沖突,特別是體制和機制問題,是生產力與生產關系的相互作用,需要協調與適應,改革就成為必然。
當前,工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質專業正面臨著新的發展機遇。人類與自然的關系不是斗爭而是相互作用和相互影響;人類工程活動不是改造自然而是如何順應自然。人類賴以生存的地球環境問題,工程地質學家和地質師都要認真關注,並勇敢地承擔起應盡的職責。
1 工程地質學科的起源與發展
工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地球科學。20世紀初,為了適應興建各種工廠、水壩、鐵路、運河等工程建設的需要,地質學家開始介入解決工程建設中與地質有關的工程問題,不斷地進行著艱苦的工程實踐和開拓性的理論探索,首次出版了「工程地質學」專著,工程地質學開始成為地球科學的一個獨立分支學科,工程地質勘察則成為工程建設中不可缺少的一個重要組成部分。二次世界大戰以後,全世界有了一個較為穩定的和平環境,工程建設的發展十分迅速,工程地質學在這個階段迅速成長起來了。經過半個多世紀的工程實踐和理論探索,工程地質學大為長進,內涵和外延都煥然一新,成為了現代科學技術行列中的重要分支學科。
中國的工程地質事業在解放前基本上是空白,建國後才有了長足的進步和發展。50年代初開始引進蘇聯工程地質學理論和方法,走過了我們自己的工程實踐和理論創新的輝煌歷程,形成了有自己特色的工程地質學體系。特別是在水利水電行業,舉世矚目的三峽、小浪底等特大型水利樞紐工程的開工建設,瀾滄江、紅水河、雅礱江、烏江、黃河等大江大河眾多大型梯級水電站的興建,以及若干正在開展前期工作的其它水利水電工程,充分積累了在各類岩性地區和各種復雜地質條件下進行地質工作的豐富經驗,建立了一套比較完整的工程地質勘察規程規范。重大工程建設不斷地將數理學科的新成就和高新技術及時吸收進來,極大地豐富了工程地質學科的內容,有力地促進了工程地質學科的發展,使我國工程地質學達到現代科技水準,逐漸成為國際工程地質界的重要成員之一。
今天,工程地質專業學科的內涵已經遠遠超出了傳統工程地質定性描述和定性評價的范疇,發展成為集多種勘探手段去獲取基礎性地質資料,並對這些資料進行歸類匯總、整理分析、定性評價、定量評價、地質預測、工程措施的建議等等既特殊又復雜的綜合性專業。任何一個成熟的設計師,都會清楚地意識到工程地質專業在工程設計中的重要位置。無數重大工程成敗的實例足以證明工程地質專業在工程建設中的權威性。
在學術界,有國際工程地質學會,國內的中國地質學會、中國水利學會和水力發電工程學會等全國性學術組織都專門設立有工程地質專業委員會,水利水電行業中全國性的學術組織還有「水利水電工程地質信息網」。此外,全國性的勘測技術協會主要還是工程地質專業。這些學術組織為我國各行各業的工程建設作出了重大貢獻,發揮了巨大作用。
2 水利水電工程地質的特點
2.1 特殊性與復雜性
在水利水電、電力、工民建、交通、港航、航天、航空、地礦、市政建設等等凡是存在土建工程,要與地質體(地基)打交道的行業,都有工程地質專業,因此,我們稱工程地質專業是工程建設的基礎性專業,是不必爭議的。由於水利水電工程建設自身的特殊性和復雜性,使得水利水電工程地質又是所有這些不同行業的工程地質專業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的業界龍頭。
水利水電工程建設的特殊性首先表現在工程建築物的特殊性。工業與民用建築到處可以見到基本相同甚至完全相同的建築物,可以部分或全部套用標准設計圖紙。而水工建築物則不然,世界上有成千上萬座水庫大壩,你就很難找到兩座完全相同的大壩。決定大壩的規模、壩型、結構等工程要素的自然條件很復雜,而工程地質條件則是最主要的自然條件之一。水工建築物的第二個特殊性是與水打交道,所承受的主要荷載是水荷載。水利水電工程不允許失事,一旦失事,損失將十分慘重。
水利水電工程建設的復雜性主要表現在工程規模大,專業多,涉及面廣,投資大,工期長,建築物的形式、結構、功能、荷載組合等等都十分復雜,特別是大型特大型水利水電工程更是如此。例如舉世矚目的三峽水利樞紐工程,涉及到中國的政治、經濟、社會、資源、環境、文化等方方面面,你很難找到其它基建工程可以等同於這樣的水利水電工程。因此,水利水電工程地質專業的特殊性與復雜性是由水利水電工程建設的特殊性和復雜性所決定的,同時,工程區自然地質環境的復雜性也決定了這個專業的技術難度。
2.2 實踐性與經驗性
水利水電工程地質的另一特點是強烈的實踐性與經驗性。在中國水利學會勘測專委會1999年度學術研討會上,工程地質界知名前輩專家天津院的李仲春教授語重心長地警示工程界:工程地質這個專業太難了,工程地質決策不是通過計算和試驗所能左右的,很大程度上取決於我們的工程經驗,即是十分成功的工程,也很難證明它既安全可靠又經濟合理。李仲春教授的肺腑之言充分表達了工程地質專業的實踐性與經驗性的深刻含義。
工程地質理論上的任何一項新進展,新方法,新技術,都必須通過大量試驗研究、分析論證和工程實踐的檢驗。例如,近二十年來隨著數理基礎學科和計算機技術的發展,壩基、洞室和邊坡穩定性分析計算的理論和方法有了長足的進展,但是這些計算成果仍然只能是工程設計和決策的一種參考,因此在工程界有一種通用說法:不可不信也不可全信。許多工程實例足以說明採取慎重態度的必要性。有些工程從分析計算上看是安全的,實際上卻出了問題;而另一些工程通過計算認為不安全,但卻安全運行了數十年。因此我們搞工程建設,工程經驗往往又是起決定作用的。
2.3 工程地質問題的長期性與隱伏性
水利水電工程地質的第三大特點:在地質體中留下的工程隱患具有長期性和隱伏性,甚至具有不可預見性。法國Malpasset拱壩失事和義大利Vajont水庫大滑坡,均為水工史上震驚世界的慘痛教訓,其地質隱患在整個勘測設計施工的全過程中沒有絲毫警覺。葛州壩工程壩基軟弱夾層問題導致工程停工,重新補充勘探並對設計進行重大修改。南盤江天生橋二級水電站廠房建在一個古滑坡上,開工後實在施工不下去了,搬出滑坡體後又位於另一個滑坡體的腳下。該電站的引水隧洞工程地質條件更是復雜得令建設者們防不勝防。由於地質體中留下的工程隱患造成的工程事故,輕則修改設計,重則工程報廢,或造成生命財產的重大損失,這樣的例子實在太多,舉不勝數。
2.4 工程地質測不準原理
著名的量子力學測不準原理:「不能同時測准粒子在某一瞬間的速度和位置」。我們不妨借用這個原理來揭示工程地質的一些本質性問題。事實上,地質體中的某些性質的確是測不準的。例如某一組結構面的產狀,你只能用一個區間值來表述,如果僅用一個確定值來表述則肯定不符合客觀實際。又如工程地基岩體的物理力學參數,它只能是一個區間值或統計值,因為地質體中每一點的性質都可能是變化的。地質參數精確到某一個具體數值的時候,千萬不要把它當成是絕對准確的,否則會誤導精確評價的可信性。據此,我們可以將工程地質測不準原理表述為:「地質體的工程性質不可能用絕對准確的參數來確定,它們只能是通過地質測繪、勘探、試驗、分析、統計和經驗判斷後提出一個建議區間值,供設計師根據建築物的性質在這個區間值中選取設計採用值」。近二十年來,概率統計、模糊數學、灰色理論等數理學科廣泛應用於工程地質分析領域,可以說是對工程地質測不準原理的有力支持。有些設計師不能理解地質師為什麼只能提出區間值,而不提出確定的數值,當他們對測不準原理透徹理解之後,這種疑問將會自然消除。3 工程地質的技術進步
工程地質勘察技術近二十年來有了長足的進展。測量、物探、鑽探、試驗等在儀器、設備、新技術、新方法、新手段方面不斷推陳出新,為工程地質提供了強有力的技術依託。由於有了各種新技術的支持,工程地質分析從定性到定量就成為可能。定量分析的新理論層出不窮,在學術界十分活躍。
計算機技術的發展對工程地質來說是一場真正的技術革命,從外業資料收集和內業資料整理的工作程序、工作方法、產品成果、質量標准等等均與傳統的工程地質有較大的差異,應用前景振奮人心。「工程地質計算機應用技術協作網」業已正式成立,必將對工程地質技術進步起到積極的推動作用。工程地質計算機應用主要包括六大課題:①數值計算;②制圖;③資料庫;④文檔管理;⑤專家系統;⑥網路系統。這六大課題既是多年來本專業計算機應用的實踐,也是我們將繼續探討的主要課題,還需要在今後的實踐中賦予新的內涵。
4 工程地質專業的任務與責任
工程地質專業的主要任務是:①選址,選擇在地質條件上相對最優的工程建築地區或場地;②評價,闡明工程建築區或場地的工程地質條件,進行定性和定量的工程地質評價,准確界定工程地質問題;③預測工程建築物興建和運用過程中地質條件的可能變化,為研究改善和治理工程地質缺陷的措施提供依據;④調查工程建築物所需的天然建築材料等。歸納起來的表述:為工程建設提供基礎性和專門性地質資料,為工程選址、建築物設計以及不良地質條件的工程處理提供技術依據,同時對地質環境的變化作出預測。
為了完成以上任務,需要針對工程建築物區進行工程地質勘察和工程地質分析,界定和研究主要工程地質問題。工程地質勘察需要勘察目的明確,工程概念清晰,勘察手段多樣,勘探精度滿足要求。工程地質分析要求方法正確,計算可靠,參數可信,建議措施符合工程實際。工程設計最關心的是建築物地基的工程地質條件和物理力學性質,因此工程地質工作的最終體現是工程地質定性和定量評價。
工程地質專業只對提交給設計採用的地質資料負責,其物理力學參數也僅僅是建議值,不在建議值范圍之內的設計採用值和不適應地質條件的設計方案,地質師不負責。但是,地質師有責任對不符合或不適應地質條件的設計方案提出質疑,對可能存在的工程隱患要與設計師充分交底,對不良工程地質缺陷有責任提出工程處理措施的建議。
一般說來,正規勘測設計院的勘測隊伍,已經過幾十年工程實踐的檢驗,在正常情況下都可以完成以上任務並盡到地質專業的責任。本文以下章節列出的工程地質工作中存在的若干問題,是歸納了筆者從事工程地質工作十多年來的所見所聞,供地質師們分析問題時參考。
5 工程地質工作存在的問題與對策
5.1 工程地質勘察的質量問題
在工程地質勘察過程中,一般問題較多的是工程概念不清,勘探側重點不明確,針對性不強,方法不當,手段落後;工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入,其適應條件的物理意義混淆不清;地質報告中基本地質條件不清楚,主要工程地質問題界定不準確或論證不充分,有問題遺漏甚至結論性錯誤;有些地質報告沒有地質結論,也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論,極不嚴肅。此類問題往往造成階段性工程審查不能一次性通過,可能延誤開發時機;或者盡管通過了審查,但卻給工程留下了隱患,這種情況的危險性更大。
5.2 相關專業的理解問題
一種情況是地質師對其它專業不理解,這需要加強跨專業的學習。另一類現象是設計施工等相關專業對工程地質的不理解。有的不懂地質卻偏要提出一些不切實際的勘探要求,有的工程由設計人員來布置地質勘探工作;有的設計人員對地質專業知其然不知其所以然,自以為是包打天下,不結合地質條件設計不當;也有的是不尊重自然地質規律,野蠻施工,嚴重破壞地質體的自然結構,造成重大工程事故。所有這些非地質專業的問題,往往在出了問題之後又向地質專業推卸責任,令地質師們不知所雲。工程地質界知名專家學者孫廣忠教授指出:「實際上,在地質工程實踐中脫離地質實際的實例隨手可拾,可以說,地質工程施工中出現事故的絕大部分是設計和施工脫離地質實際的結果,或者是對工程地質條件沒有搞清楚或認識不清的結果,如果離開了地質基礎,則其理論必將脫離地質實際必將作出錯誤的結論」。
潘家崢院士等前輩專家早已強調過地質學水工,水工學地質。足以可見專業之間的交叉滲透問題,早已被專家們的真知灼見道出了關鍵,就看我們作何行動。
5.3 勘測周期不合理的問題
從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期,這是再簡單不過的道理。但有些工程沒有基礎性的前期投入,一旦要報項目,立即就要求提交地質報告;還有些工程是今天提交了可研報告,明天就提交初設報告。此類情況多為地方性工程,一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的後果是嚴重的,地質條件不清楚,投資控制不住,施工後修改設計,或由於地質問題造成承包商巨額索賠等等。更可怕的是留下了工程隱患,可能造成重大工程事故。
5.4 規程規范的問題
規程規范的問題較多,甚至產生了一些混亂。水利系統與水電系統的勘測設計階段不一致,規程規范也有區別。歷經十多年的編寫報批,1999年才頒布的國家標准《水利水電工程地質勘察規范》,在勘測程序和新技術的應用方面都已經明顯地落後於時代的發展,一經頒布實施就難以把握。更為令人難以理解的是另一部國標《岩土工程勘察規范》並不完全適合於水利水電工程地質,而建設部的一些工程勘察監督機構則以此為依據對水利水電勘測設計單位實施質量檢查,使勘測單位不得不準備滿足兩種規范的兩套地質報告分別對付審查和檢查。規程規范的修訂和出台周期太長,完全不能滿足工程建設的需要。水利與水電分家之後,對於工程地質這個專業來說其工作性質是一樣的,但卻存在不同的技術標准和勘測程序,這種情況還要繼續下去,需要尋求解決或協調方案。
5.5 人才問題
文革十年造成的人才斷層已經出現。有豐富工程實踐經驗的前輩地質師相繼離崗,各勘測設計院明顯缺地質總工人才,八十年代期間各院比較整齊的地質副院長和院級地質總工,近年來在一些勘測設計院已經相繼斷檔,或後繼無人,或後備人才尚不成熟。勘測行業不景氣,社會地位和經濟地位與工程地質專業不相適應,工作環境、工作條件的局限,人才資源開發機制的問題,擇業行為中的浮躁動機等等,都不同程度地影響著優秀地質師的成長。
高質量高水平的工程地質分析成果,出自於高水平高素質的地質師。有人說二、三年就可以培養出地質專家,實屬無知。要培養出一個具有工程地質分析能力,能夠解決復雜問題的地質師,沒有十年以上的功夫,大量的工程實踐,自身的敬業精神,理論聯系實際,相關學科專業的學習和滲透,是決不可能的。十年樹木百年樹人,在地質師的培養過程中可以充分體現出來。培養優秀地質師的難度可以說遠遠超過培養博士、研究員和教授的難度。
社會的發展和日趨激烈的競爭市場,對地質師素質的要求也將越來越高,最好是跨專業的復合型人才。競爭的實質是人才的競爭。勘測隊伍要走向市場,必須重視高素質人才的培養,重視人才資源的開發。
5.6 技術管理問題
工程地質勘察質量的控制,技術管理是主要環節之一。近年來一些單位提交的勘測設計報告中的地質章節不是地質師寫的,報告的編制人中沒有地質專業負責人,或地質報告沒有院級地質負責人審查把關,報告和圖紙中的錯誤較多。這種情況給總院增加了審查難度,同時也有損勘測設計單位的質量和水平形象,還會延誤工程報批的時機。當然也有上級單位工程審查把關不嚴,助長了這種技術責任心不強的現象。
5.7 其它問題
前期工作投入不夠,有些地方部門長期拖欠勘測經費;體制問題,市場競爭不規范,非水利水電勘測單位從事水利水電勘測工作存在工作方法、技術要求和工程地質評價等方面的差異;勘測工作經費仍然按落後的實物工作量計算,造成多勘探多爭錢,地質分析多出力多賠本的事實上的不合理現象,長期以來得不到解決。勘測技術的科技含量低,新技術新方法投入少,不能滿足現代工程技術發展的要求。
5.8 今後十年將進入工程事故的高發期
鑒於對以上若干問題的擔憂,今後十年有可能是我國水利水電工程事故的又一個高發期,這一悲觀性預測有些危言聳聽,但願不要成為被不幸言中的事實。
5.9 解決問題的對策
解決問題首先要分清責任。規程規范和部分技術管理方面的問題應該由總院負責;勘測周期不合理,前期工作投入不夠等問題應該是地方部門或者計劃部門負責;質量、人才、相關專業的協調等問題自然應該由勘測設計單位負責;其它問題大家都有責任,但主要還是取決於大環境。
責任分清楚了,落實到要有人來抓,所有問題雖然我們不敢說都能很好地得到全面解決,但至少可以前進一大步。最可怕的是大家都在暢談必要性重要性,結果都是紙上談兵,沒有實際行動。筆者在這里也就是誇誇其談而已,不可能提出可以操作的具體解決方案,這種方案也不該我們提,該誰提?當然應該是誰負責抓,誰就提方案追落實精指揮勤檢查,最終歸結到誰領導的關鍵問題上。到此為此,我們的對策就算出台了。
其實,我們這里列出來的眾多實際問題,本質上和深層次的是體制和機制問題,需要通過改革才能從根本上解決。隨著勘測設計市場化進程的加快,新技術與舊管理的沖突,老觀念與新思想的交鋒,既是矛盾又是改革的動力,這是不難理解的。
6 工程地質要抓住機遇迎接挑戰
汪恕誠部長曾經講話強調:「不能老修改設計,因為搞招投標尤其是國際合同,修改設計就意味著被索賠」。少修改或不修改設計,是對工程地質提出的更高要求。基本地質資料不準,修改設計就是必須的。高標准嚴要求就是挑戰和機遇。
人類社會的進步與發展,實際上又是一部人與自然相互協調和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關系當成是與天斗與地斗的斗爭關系,實踐證明,人與大自然斗爭的結果,雖然取得了一些局部性的小勝利,而大自然反過來對人類的懲罰卻是災難性的。人類的每一次產業革命,無不與工程建設有直接關系,與地質環境有直接或間接關系。建國以來,我國的基本建設此起彼伏,水利水電工程建設從無到有,新一輪的建設高潮正在興起。在多專業組成的基建隊伍這個龐大樂團中,地質師要起到指揮和首席演奏家的作用,甚至還要擔負起獨奏華彩樂章的作用。
盡管工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質工作也存在著這樣那樣的問題和難題,然而這更是機遇。抓住機遇迎接挑戰,順應自然,保護環境,防止災害,造福人類,是工程地質學家和地質師的艱巨任務和不可推卸的責任。主要參考文獻:
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4 黃鼎成等,《走向21世紀的中國地球科學》河南科技出版社,1995年10月
5 張明定等,《水文地質與工程地質的系統思維》西北工業大學出版社,1993年12月
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8 陳祖安等,水利水電工程地質計算機應用概述及設想規劃,《水利水電工程地質》1995年第1期
9 韋港、冀建疆,關於堤防工程地質勘察規程中若干問題的探討,《水利水電技術》1999年第10期
10 瑞德尼克[蘇],《量子力學史》科學出版社,1979年9月轉貼於 中國論文下載中心 http://www.studa.net[首頁]
㈢ 大一地質工程論文怎樣寫,最好有範文
水利工程壩址選擇的工程地質勘察
岩土性質對建築物的穩定來說十分重要,對壩址的比選具有決定性意義。因此,在壩址比選時,首先要考慮岩土性質。修建高壩,特別是混凝土壩,應選擇堅硬、完整、新鮮均勻、透水性差而抗水性強的岩石作為壩址。我國已建和正在施工的70餘座高壩中,有半數建於強
岩土性質對建築物的穩定來說十分重要,對壩址的比選具有決定性意義。因此,在壩址比選時,首先要考慮岩土性質。修建高壩,特別是壩,應選擇堅硬、完整、新鮮均勻、透水性差而抗水性強的岩石作為壩址。我國已建和正在施工的70餘座高壩中,有半數建於強度較高的岩漿岩地基上,其餘的絕大多數建於片麻岩、石英岩和砂岩上,而建於可溶性碳酸鹽岩、強度低易變形的頁岩、千枚岩上的極少。通過結合工程實踐,根據不同成因類型岩土的建壩適宜性及其主要問題作簡要概述。
【摘要】通過結合工程實踐表明,工程地質勘察人員不僅要了解地質也要了解設計,同時應當對工程地質的相關問題提出分析,並結合工程的實際情況而選取合適的壩址。
【關鍵詞】工程地質勘察,水利工程,壩址選取
1.引言
水工建築物不同於其他建築物,有其自身的特點。因水工建築物的建成,而使廣大范圍內的水文和水文地質條件發生變化。這種變化就可能引起水庫岸坡再造、水庫滲漏、水庫淤積和壩下遊河床沖刷等作用。因此,必須重視勘察、設計、施工全過程,否則,後果極其嚴重。在壩址選擇時除了考慮主體建築物攔水壩的地質條件外,還應研究包括溢洪、引水、電廠、航閘等建築物的地質條件,為規劃、設計和施工提供可靠依據。
2.壩址選取的工程地質勘察
在自然界中,地質條件完美的壩址很少,尤其是大型的水利樞紐,對地質條件的要求很高,更不能完全滿足建築物的要求。所謂&最優方案&是比較而言的,最優壩址在地質上也會存在缺陷。所以在壩址選擇時,應當考慮不同方案,並採取改善不良地質條件的處理措施。因此,地質條件較差,預計處理困難,投資高昂的方案,應首先被否定。壩址選擇時,工程地質論證的主要內容包括區域穩定性、地形地貌、岩土性質、地質構造、水文地質條件和物理地質作用以及建築材料等,還要預計到可能產生的工程地質問題和處理這些問題的難易程度,工作量大小等,下面分別論述。
2.1區域穩定性
區域穩定性問題的研究在水利水電建設中具有特別重要的意義。圍繞壩址或要開發的河段,對區域地殼穩定性和區域場地穩定性進行深入研究是一項戰略任務。特別是地震的影響直接關系著壩址和壩型的選擇,一般情況下,地震烈度由地震部門提供,但對於重大的水利樞紐工程要進行地震危險性分析和地震安全性評價。因此,對於大型水電工程,在可行性研究階段,應組織專門力量解決區域穩定性評價。
2.2地形地貌
地形地貌條件是確定壩型的主要依據之一,同時,它對工程布置和施工條件有制約作用。狹窄、完整的基岩&V&型谷適合修建拱壩,寬高比大於2的&U&型基岩河谷區宜修建混凝土重力壩或砌石壩。寬敞河谷地區岩石風化較深或有較厚的鬆散沉積層,一般適於修建土壩。不同地貌單元,其岩性、結構有其自身的特點,如河谷開闊地段,其階地發育,二元結構和多元結構往往存在滲漏和滲透變形問題。古河道往往控制著滲漏途徑和滲漏量等。因此,在壩址比選時要充分考慮地形、地貌條件。
2.3岩土性質
(1)侵入的塊狀結晶岩體,一般緻密堅硬、均一、完整、強度大、抗水性強、滲透性弱,是修建高混凝土壩最理想的地基,其中尤以花崗岩類為最佳。這類岩石需注意它們與圍岩以及不同侵入期的邊緣接觸面,平緩的原生節理,風化殼和風化夾層的分布,選壩時避開這些不利因素。
(2)噴出岩類強度較高、抗水性強,也是較理想的壩基。我國東南沿海、華北和東北有不少大壩坐落在這類岩石上。噴出岩的噴發間斷面往往是弱面,存在風化夾層、夾泥層及鬆散的砂礫石層,還有凝灰岩的泥化和軟化等,對壩基抗滑穩定性的影響不可忽視。此外,玄武岩中的柱狀節理,透水性很強,在選壩時也須注意研究。例如:桑乾河幹流上的山西省冊田水庫大壩壩基為新生代的玄武岩,柱狀節理極發育,壩基及繞壩滲漏嚴重,影響著水庫效益
(3)深變質的片麻岩、變粒岩、混合岩、石英岩等,強度高、抗水性強、滲透性差,也是較理想的壩基。但是在這類岩體中選壩址,必須注意片理面的各向異性及軟弱夾層的存在,選壩時,應避開軟弱礦物富集的片岩(如雲母片岩、石墨片岩、綠泥石片岩、滑石片岩)。在淺變質岩的板岩、千枚岩區,應特別注意岩石的軟化和泥化問題。
(4)沉積岩中,以厚層的砂岩和碳酸鹽岩為較好的壩基。這類岩石壩基較岩漿岩、變質岩的條件復雜。這是因為在厚層硬岩層中常夾有軟弱岩層,這些夾層力學強度低,抗水能力差,易構成滑移控制面。碎屑岩類如礫岩、砂岩等,強度與膠結物類型有關,一些膠結物在水的作用下可能產生溶解、軟化、崩解、膨脹等。在構造變動下往往發生層間錯動,經過次生作用易於發生泥化。在壩址比選時必須十分注意這一問題。此外,碳酸鹽岩的岩溶洞穴和裂隙的發育,可能會產生嚴重的滲漏。
另外,在壩址比選中,河床鬆散覆蓋層具有重要意義。修建高混凝土壩,壩體必須座落在基岩之上,若河床覆蓋層過厚,就會增加壩基的開挖工程量,使施工條件復雜化。所以當其他條件大致相同時,應將壩址選擇在覆蓋層較薄的地段。有的河段因覆蓋層過厚,只得採用土石壩型。比選鬆散土體壩基的壩址時,須研究滲漏、滲透變形和振動液化等問題,而且應避開如淤泥類土等軟弱、易變形土層。
2.4地質構造
地質構造在壩址選擇中同樣佔有重要地位,對變形較為敏感的剛性壩來說更為重要。在地震強烈活動或活動性斷裂發育的地區,選壩時應盡量避開或遠離活斷層,而位於區域穩定條件相對較好的地塊上。在選壩前的可行性研究時,應進行區域地質研究,查明區域構造格局,尤其要查明目前仍持續活動或可能活動斷裂的分布、類型、規模和錯動速率,並預測發生水庫誘發地震的可能及震級。國外有些水壩就因橫跨活斷層而壩體被錯開或致垮壩。地質構造也經常控制壩基、壩肩岩體的穩定。在層狀岩體分布地區,傾向上游或下游的緩傾岩層中存在層間錯動帶時,在後期次生作用下往往演化為泥化夾層,若有其他構造結構面切割的話,對壩基抗滑穩定極為不利,在選壩時應特別注意。因為緩傾岩層的構造變動一般較輕微,容易被忽視。陡傾甚至倒轉岩層,由於構造形變強烈,岩石完整性受到強烈破壞,在選壩時更要特別注意查清壩基內緩傾角的壓性斷裂。總之,要盡可能選擇岩體完整性較好的構造部位作壩址,避開斷裂、裂隙強烈發育的地段。
2.5水文地質條件
在以滲漏問題為主的岩溶區和深厚河床覆蓋層上選壩時,水文地質條件應作為主要考慮的因素。從防滲角度出發,岩溶區的壩址應盡量選在有隔水層的橫谷、且陡傾岩層傾向上游的河段上。同時還要考慮水庫有否嚴重的滲漏問題,庫區最好是強透水層底部有隔水岩層的縱谷,且兩岸的地下分水嶺較高。當岩溶區無隔水層可以利用的情況下,壩址應盡可能選在弱岩溶化地段。這就要求仔細分析研究岩層結構、地質構造和地貌條件。
2.6物理地質作用
影響地址選擇的物理地質作用較多,諸如岩石風化、岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但從一些水庫失事實例來看,滑坡對選擇壩址的影響較大。在河谷狹窄的河段上建壩可節省工程量和投資,所以選擇壩址時總希望找最窄的峽谷段。但是,峽谷地段往往存在岸坡穩定問題,一定要慎重研究。如法國羅曼什河上游一壩址,地形上系狹窄河段,河谷左岸由花崗岩和三疊紀砂岩及石灰岩構成。右岸是里亞斯頁岩,表面上看來岩體較完整,後經鑽探發現頁岩下面為古河床相的砂礫石層,表明了頁岩是古滑坡體物質,滑坡作用將河槽向左岸推移了70m。因而只得放棄該壩址而另選新址。
2.7天然建築材料
天然建築材料也是壩址選擇的一個重要因素。壩體施工常常需要當地材料,壩址附近是否有質量合乎要求,儲量滿足建壩需要的建材,如砂石、黏土等,是壩址選擇應考慮的。天然建築材料的種類、數量、質量及開采條件及運輸條件對工程的質量、投資影響很大,在選擇壩址時應進行勘察。
3.結語
從實踐表明,選擇壩址是水利水電建設中一項具有戰略意義的工作,它直接關繫到水工建築物的安全、經濟和正常使用。工程地質條件在選壩中佔有極其重要的地位,選擇一個地質條件優良的壩址,並據此合理配置水利樞紐的各個建築物,以便充分利用有利的地質因素、避開或改造不利的地質因素。
參考文獻
[1]盧元靜.水利工程中的地質勘察[J].中小企業管理與科技(上旬刊),):118~119.
董在付.論述水利工程中的水文地質問題分析[J].中國新技術新產品,):31~33.
㈣ 地質工程概論大一結課論文
論據
是支撐論點的材料,是作者用來證明論點的理由和根據,分為事實論據和理論論據兩種。
1.事實論據:事實在議論文中論據作用十分明顯,分析事實,看出道理,檢驗它與文章點在邏輯上是否一致。(代表性的事例,確鑿的數據,可靠的史實等)。事實論據又包括事例和數據。
2.理論論據:作為論據的理論總是讀者比較熟悉的,或者是為社會普遍承認的,它們是對大量事實抽象,概括的結果。理論論據又包括名言警句、諺語格言以及作者的說理分析。
使用論據的要求:①確鑿性。我們必須選擇那些確鑿的、典型的事實。引用經過實踐檢驗的理論材料作為論據時,必須注意所引理論本身的精確涵義。②典型性。引用的事例應該具有廣泛的代表性,代表這一類事物的普遍特點和一般性質。③論據與論點的統一。論據是為了證明論點的,因此,兩者聯系應該緊密一致。
論證
論證是用論據來證明論點的過程。論證的目的在於揭示出論點和論據之間的內在邏輯關系。
(一)議論文的論證一般分為立論和駁論兩大類型。
①立論是對一定的事件或問題從正面闡述作者的見解和主張的論證方法。
表明自己的態度時,要注意以下三點:
1)這些看法和主張必須是經過認真的思考或者一定的實踐,確實是自己所獨有的正確的認識和見解,或者是切實能解決實際問題的主張。要使讀者感到有新意,增長知識,提高對事物的認識。
2)必須圍繞所論述的問題和中心論點來進行論證。開篇提出怎樣的問題,結篇要歸結到這一問題。在論證過程中,不能離題萬里,任意發揮,或者任意變換論題。如果有幾個分論點,每個分論點都要與中心論點有關聯,要從屬於中心論點。所有論證都要圍繞中心論點進行。這樣讀者才能清楚地了解分論點和中心論點。議論文的邏輯性很強,論證必須緊扣中心,首尾一致。
㈤ 大一地質工程論文怎樣寫,最好有範文。
工程地質學是20世紀才建立和發展起來的一門地球科學。工程地質專業在工程建設中具有十分重要的位置。工程地質工作的質量,對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由於地質問題引起的工程事故時有發生,輕則修改設計延誤工期,嚴重時造成工程失事給人民生命財產帶來重大損失。近年來,工程地質勘察質量有下滑現象,工程地質分析不夠深入,有的甚至出現工程地質評價的結論性錯誤。今後十年,將有可能成為水利水電工程建設的又一個事故高發期。工程地質對地球環境的保護要發揮重要作用。工程地質面臨著新的機遇和挑戰。關鍵詞 。
關鍵詞:工程地質 水利水電 勘察 環境 分析 人才 機遇
工程地質對於工程師來說並不陌生。然而,由於人類工程活動引起地質環境的改變,工程地質問題造成工程建設的被動與失敗的若干實例證實,許多人對工程地質又是陌生的。
人類歷史剛剛翻開新千年新世紀的第一頁,一場以高新技術為前導的產業革命卻早已開始了,工程地質學科必將在這場革命中獲得新生。當然,我們更應該看到技術的每一次革命性進步,都伴隨著矛盾與沖突,特別是體制和機制問題,是生產力與生產關系的相互作用,需要協調與適應,改革就成為必然。
當前,工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質專業正面臨著新的發展機遇。人類與自然的關系不是斗爭而是相互作用和相互影響;人類工程活動不是改造自然而是如何順應自然。人類賴以生存的地球環境問題,工程地質學家和地質師都要認真關注,並勇敢地承擔起應盡的職責。
1 工程地質學科的起源與發展
工程地質學是研究人類工程建設活動與自然地質環境相互作用和相互影響的一門地球科學。20世紀初,為了適應興建各種工廠、水壩、鐵路、運河等工程建設的需要,地質學家開始介入解決工程建設中與地質有關的工程問題,不斷地進行著艱苦的工程實踐和開拓性的理論探索,首次出版了「工程地質學」專著,工程地質學開始成為地球科學的一個獨立分支學科,工程地質勘察則成為工程建設中不可缺少的一個重要組成部分。二次世界大戰以後,全世界有了一個較為穩定的和平環境,工程建設的發展十分迅速,工程地質學在這個階段迅速成長起來了。經過半個多世紀的工程實踐和理論探索,工程地質學大為長進,內涵和外延都煥然一新,成為了現代科學技術行列中的重要分支學科。
中國的工程地質事業在解放前基本上是空白,建國後才有了長足的進步和發展。50年代初開始引進蘇聯工程地質學理論和方法,走過了我們自己的工程實踐和理論創新的輝煌歷程,形成了有自己特色的工程地質學體系。特別是在水利水電行業,舉世矚目的三峽、小浪底等特大型水利樞紐工程的開工建設,瀾滄江、紅水河、雅礱江、烏江、黃河等大江大河眾多大型梯級水電站的興建,以及若干正在開展前期工作的其它水利水電工程,充分積累了在各類岩性地區和各種復雜地質條件下進行地質工作的豐富經驗,建立了一套比較完整的工程地質勘察規程規范。重大工程建設不斷地將數理學科的新成就和高新技術及時吸收進來,極大地豐富了工程地質學科的內容,有力地促進了工程地質學科的發展,使我國工程地質學達到現代科技水準,逐漸成為國際工程地質界的重要成員之一。
今天,工程地質專業學科的內涵已經遠遠超出了傳統工程地質定性描述和定性評價的范疇,發展成為集多種勘探手段去獲取基礎性地質資料,並對這些資料進行歸類匯總、整理分析、定性評價、定量評價、地質預測、工程措施的建議等等既特殊又復雜的綜合性專業。任何一個成熟的設計師,都會清楚地意識到工程地質專業在工程設計中的重要位置。無數重大工程成敗的實例足以證明工程地質專業在工程建設中的權威性。
在學術界,有國際工程地質學會,國內的中國地質學會、中國水利學會和水力發電工程學會等全國性學術組織都專門設立有工程地質專業委員會,水利水電行業中全國性的學術組織還有「水利水電工程地質信息網」。此外,全國性的勘測技術協會主要還是工程地質專業。這些學術組織為我國各行各業的工程建設作出了重大貢獻,發揮了巨大作用。
2 水利水電工程地質的特點
2.1 特殊性與復雜性
在水利水電、電力、工民建、交通、港航、航天、航空、地礦、市政建設等等凡是存在土建工程,要與地質體(地基)打交道的行業,都有工程地質專業,因此,我們稱工程地質專業是工程建設的基礎性專業,是不必爭議的。由於水利水電工程建設自身的特殊性和復雜性,使得水利水電工程地質又是所有這些不同行業的工程地質專業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的業界龍頭。
水利水電工程建設的特殊性首先表現在工程建築物的特殊性。工業與民用建築到處可以見到基本相同甚至完全相同的建築物,可以部分或全部套用標准設計圖紙。而水工建築物則不然,世界上有成千上萬座水庫大壩,你就很難找到兩座完全相同的大壩。決定大壩的規模、壩型、結構等工程要素的自然條件很復雜,而工程地質條件則是最主要的自然條件之一。水工建築物的第二個特殊性是與水打交道,所承受的主要荷載是水荷載。水利水電工程不允許失事,一旦失事,損失將十分慘重。
水利水電工程建設的復雜性主要表現在工程規模大,專業多,涉及面廣,投資大,工期長,建築物的形式、結構、功能、荷載組合等等都十分復雜,特別是大型特大型水利水電工程更是如此。例如舉世矚目的三峽水利樞紐工程,涉及到中國的政治、經濟、社會、資源、環境、文化等方方面面,你很難找到其它基建工程可以等同於這樣的水利水電工程。因此,水利水電工程地質專業的特殊性與復雜性是由水利水電工程建設的特殊性和復雜性所決定的,同時,工程區自然地質環境的復雜性也決定了這個專業的技術難度。
2.2 實踐性與經驗性
水利水電工程地質的另一特點是強烈的實踐性與經驗性。在中國水利學會勘測專委會1999年度學術研討會上,工程地質界知名前輩專家天津院的李仲春教授語重心長地警示工程界:工程地質這個專業太難了,工程地質決策不是通過計算和試驗所能左右的,很大程度上取決於我們的工程經驗,即是十分成功的工程,也很難證明它既安全可靠又經濟合理。李仲春教授的肺腑之言充分表達了工程地質專業的實踐性與經驗性的深刻含義。
工程地質理論上的任何一項新進展,新方法,新技術,都必須通過大量試驗研究、分析論證和工程實踐的檢驗。例如,近二十年來隨著數理基礎學科和計算機技術的發展,壩基、洞室和邊坡穩定性分析計算的理論和方法有了長足的進展,但是這些計算成果仍然只能是工程設計和決策的一種參考,因此在工程界有一種通用說法:不可不信也不可全信。許多工程實例足以說明採取慎重態度的必要性。有些工程從分析計算上看是安全的,實際上卻出了問題;而另一些工程通過計算認為不安全,但卻安全運行了數十年。因此我們搞工程建設,工程經驗往往又是起決定作用的。
2.3 工程地質問題的長期性與隱伏性
水利水電工程地質的第三大特點:在地質體中留下的工程隱患具有長期性和隱伏性,甚至具有不可預見性。法國Malpasset拱壩失事和義大利Vajont水庫大滑坡,均為水工史上震驚世界的慘痛教訓,其地質隱患在整個勘測設計施工的全過程中沒有絲毫警覺。葛州壩工程壩基軟弱夾層問題導致工程停工,重新補充勘探並對設計進行重大修改。南盤江天生橋二級水電站廠房建在一個古滑坡上,開工後實在施工不下去了,搬出滑坡體後又位於另一個滑坡體的腳下。該電站的引水隧洞工程地質條件更是復雜得令建設者們防不勝防。由於地質體中留下的工程隱患造成的工程事故,輕則修改設計,重則工程報廢,或造成生命財產的重大損失,這樣的例子實在太多,舉不勝數。
2.4 工程地質測不準原理
著名的量子力學測不準原理:「不能同時測准粒子在某一瞬間的速度和位置」。我們不妨借用這個原理來揭示工程地質的一些本質性問題。事實上,地質體中的某些性質的確是測不準的。例如某一組結構面的產狀,你只能用一個區間值來表述,如果僅用一個確定值來表述則肯定不符合客觀實際。又如工程地基岩體的物理力學參數,它只能是一個區間值或統計值,因為地質體中每一點的性質都可能是變化的。地質參數精確到某一個具體數值的時候,千萬不要把它當成是絕對准確的,否則會誤導精確評價的可信性。據此,我們可以將工程地質測不準原理表述為:「地質體的工程性質不可能用絕對准確的參數來確定,它們只能是通過地質測繪、勘探、試驗、分析、統計和經驗判斷後提出一個建議區間值,供設計師根據建築物的性質在這個區間值中選取設計採用值」。近二十年來,概率統計、模糊數學、灰色理論等數理學科廣泛應用於工程地質分析領域,可以說是對工程地質測不準原理的有力支持。有些設計師不能理解地質師為什麼只能提出區間值,而不提出確定的數值,當他們對測不準原理透徹理解之後,這種疑問將會自然消除。
3 工程地質的技術進步
工程地質勘察技術近二十年來有了長足的進展。測量、物探、鑽探、試驗等在儀器、設備、新技術、新方法、新手段方面不斷推陳出新,為工程地質提供了強有力的技術依託。由於有了各種新技術的支持,工程地質分析從定性到定量就成為可能。定量分析的新理論層出不窮,在學術界十分活躍。
計算機技術的發展對工程地質來說是一場真正的技術革命,從外業資料收集和內業資料整理的工作程序、工作方法、產品成果、質量標准等等均與傳統的工程地質有較大的差異,應用前景振奮人心。「工程地質計算機應用技術協作網」業已正式成立,必將對工程地質技術進步起到積極的推動作用。工程地質計算機應用主要包括六大課題:①數值計算;②制圖;③資料庫;④文檔管理;⑤專家系統;⑥網路系統。這六大課題既是多年來本專業計算機應用的實踐,也是我們將繼續探討的主要課題,還需要在今後的實踐中賦予新的內涵。
4 工程地質專業的任務與責任
工程地質專業的主要任務是:①選址,選擇在地質條件上相對最優的工程建築地區或場地;②評價,闡明工程建築區或場地的工程地質條件,進行定性和定量的工程地質評價,准確界定工程地質問題;③預測工程建築物興建和運用過程中地質條件的可能變化,為研究改善和治理工程地質缺陷的措施提供依據;④調查工程建築物所需的天然建築材料等。歸納起來的表述:為工程建設提供基礎性和專門性地質資料,為工程選址、建築物設計以及不良地質條件的工程處理提供技術依據,同時對地質環境的變化作出預測。
為了完成以上任務,需要針對工程建築物區進行工程地質勘察和工程地質分析,界定和研究主要工程地質問題。工程地質勘察需要勘察目的明確,工程概念清晰,勘察手段多樣,勘探精度滿足要求。工程地質分析要求方法正確,計算可靠,參數可信,建議措施符合工程實際。工程設計最關心的是建築物地基的工程地質條件和物理力學性質,因此工程地質工作的最終體現是工程地質定性和定量評價。
工程地質專業只對提交給設計採用的地質資料負責,其物理力學參數也僅僅是建議值,不在建議值范圍之內的設計採用值和不適應地質條件的設計方案,地質師不負責。但是,地質師有責任對不符合或不適應地質條件的設計方案提出質疑,對可能存在的工程隱患要與設計師充分交底,對不良工程地質缺陷有責任提出工程處理措施的建議。
一般說來,正規勘測設計院的勘測隊伍,已經過幾十年工程實踐的檢驗,在正常情況下都可以完成以上任務並盡到地質專業的責任。本文以下章節列出的工程地質工作中存在的若干問題,是歸納了筆者從事工程地質工作十多年來的所見所聞,供地質師們分析問題時參考。
5 工程地質工作存在的問題與對策
5.1 工程地質勘察的質量問題
在工程地質勘察過程中,一般問題較多的是工程概念不清,勘探側重點不明確,針對性不強,方法不當,手段落後;工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入,其適應條件的物理意義混淆不清;地質報告中基本地質條件不清楚,主要工程地質問題界定不準確或論證不充分,有問題遺漏甚至結論性錯誤;有些地質報告沒有地質結論,也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論,極不嚴肅。此類問題往往造成階段性工程審查不能一次性通過,可能延誤開發時機;或者盡管通過了審查,但卻給工程留下了隱患,這種情況的危險性更大。
5.2 相關專業的理解問題
一種情況是地質師對其它專業不理解,這需要加強跨專業的學習。另一類現象是設計施工等相關專業對工程地質的不理解。有的不懂地質卻偏要提出一些不切實際的勘探要求,有的工程由設計人員來布置地質勘探工作;有的設計人員對地質專業知其然不知其所以然,自以為是包打天下,不結合地質條件設計不當;也有的是不尊重自然地質規律,野蠻施工,嚴重破壞地質體的自然結構,造成重大工程事故。所有這些非地質專業的問題,往往在出了問題之後又向地質專業推卸責任,令地質師們不知所雲。工程地質界知名專家學者孫廣忠教授指出:「實際上,在地質工程實踐中脫離地質實際的實例隨手可拾,可以說,地質工程施工中出現事故的絕大部分是設計和施工脫離地質實際的結果,或者是對工程地質條件沒有搞清楚或認識不清的結果,如果離開了地質基礎,則其理論必將脫離地質實際必將作出錯誤的結論」。
潘家崢院士等前輩專家早已強調過地質學水工,水工學地質。足以可見專業之間的交叉滲透問題,早已被專家們的真知灼見道出了關鍵,就看我們作何行動。
5.3 勘測周期不合理的問題
從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期,這是再簡單不過的道理。但有些工程沒有基礎性的前期投入,一旦要報項目,立即就要求提交地質報告;還有些工程是今天提交了可研報告,明天就提交初設報告。此類情況多為地方性工程,一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的後果是嚴重的,地質條件不清楚,投資控制不住,施工後修改設計,或由於地質問題造成承包商巨額索賠等等。更可怕的是留下了工程隱患,可能造成重大工程事故。
5.4 規程規范的問題
規程規范的問題較多,甚至產生了一些混亂。水利系統與水電系統的勘測設計階段不一致,規程規范也有區別。歷經十多年的編寫報批,1999年才頒布的國家標准《水利水電工程地質勘察規范》,在勘測程序和新技術的應用方面都已經明顯地落後於時代的發展,一經頒布實施就難以把握。更為令人難以理解的是另一部國標《岩土工程勘察規范》並不完全適合於水利水電工程地質,而建設部的一些工程勘察監督機構則以此為依據對水利水電勘測設計單位實施質量檢查,使勘測單位不得不準備滿足兩種規范的兩套地質報告分別對付審查和檢查。規程規范的修訂和出台周期太長,完全不能滿足工程建設的需要。水利與水電分家之後,對於工程地質這個專業來說其工作性質是一樣的,但卻存在不同的技術標准和勘測程序,這種情況還要繼續下去,需要尋求解決或協調方案。
5.5 人才問題
文革十年造成的人才斷層已經出現。有豐富工程實踐經驗的前輩地質師相繼離崗,各勘測設計院明顯缺地質總工人才,八十年代期間各院比較整齊的地質副院長和院級地質總工,近年來在一些勘測設計院已經相繼斷檔,或後繼無人,或後備人才尚不成熟。勘測行業不景氣,社會地位和經濟地位與工程地質專業不相適應,工作環境、工作條件的局限,人才資源開發機制的問題,擇業行為中的浮躁動機等等,都不同程度地影響著優秀地質師的成長。
高質量高水平的工程地質分析成果,出自於高水平高素質的地質師。有人說二、三年就可以培養出地質專家,實屬無知。要培養出一個具有工程地質分析能力,能夠解決復雜問題的地質師,沒有十年以上的功夫,大量的工程實踐,自身的敬業精神,理論聯系實際,相關學科專業的學習和滲透,是決不可能的。十年樹木百年樹人,在地質師的培養過程中可以充分體現出來。培養優秀地質師的難度可以說遠遠超過培養博士、研究員和教授的難度。
社會的發展和日趨激烈的競爭市場,對地質師素質的要求也將越來越高,最好是跨專業的復合型人才。競爭的實質是人才的競爭。勘測隊伍要走向市場,必須重視高素質人才的培養,重視人才資源的開發。
5.6 技術管理問題
工程地質勘察質量的控制,技術管理是主要環節之一。近年來一些單位提交的勘測設計報告中的地質章節不是地質師寫的,報告的編制人中沒有地質專業負責人,或地質報告沒有院級地質負責人審查把關,報告和圖紙中的錯誤較多。這種情況給總院增加了審查難度,同時也有損勘測設計單位的質量和水平形象,還會延誤工程報批的時機。當然也有上級單位工程審查把關不嚴,助長了這種技術責任心不強的現象。
5.7 其它問題
前期工作投入不夠,有些地方部門長期拖欠勘測經費;體制問題,市場競爭不規范,非水利水電勘測單位從事水利水電勘測工作存在工作方法、技術要求和工程地質評價等方面的差異;勘測工作經費仍然按落後的實物工作量計算,造成多勘探多爭錢,地質分析多出力多賠本的事實上的不合理現象,長期以來得不到解決。勘測技術的科技含量低,新技術新方法投入少,不能滿足現代工程技術發展的要求。
5.8 今後十年將進入工程事故的高發期
鑒於對以上若干問題的擔憂,今後十年有可能是我國水利水電工程事故的又一個高發期,這一悲觀性預測有些危言聳聽,但願不要成為被不幸言中的事實。
5.9 解決問題的對策
解決問題首先要分清責任。規程規范和部分技術管理方面的問題應該由總院負責;勘測周期不合理,前期工作投入不夠等問題應該是地方部門或者計劃部門負責;質量、人才、相關專業的協調等問題自然應該由勘測設計單位負責;其它問題大家都有責任,但主要還是取決於大環境。
責任分清楚了,落實到要有人來抓,所有問題雖然我們不敢說都能很好地得到全面解決,但至少可以前進一大步。最可怕的是大家都在暢談必要性重要性,結果都是紙上談兵,沒有實際行動。筆者在這里也就是誇誇其談而已,不可能提出可以操作的具體解決方案,這種方案也不該我們提,該誰提?當然應該是誰負責抓,誰就提方案追落實精指揮勤檢查,最終歸結到誰領導的關鍵問題上。到此為此,我們的對策就算出台了。
其實,我們這里列出來的眾多實際問題,本質上和深層次的是體制和機制問題,需要通過改革才能從根本上解決。隨著勘測設計市場化進程的加快,新技術與舊管理的沖突,老觀念與新思想的交鋒,既是矛盾又是改革的動力,這是不難理解的。
6 工程地質要抓住機遇迎接挑戰
汪恕誠部長曾經講話強調:「不能老修改設計,因為搞招投標尤其是國際合同,修改設計就意味著被索賠」。少修改或不修改設計,是對工程地質提出的更高要求。基本地質資料不準,修改設計就是必須的。高標准嚴要求就是挑戰和機遇。
人類社會的進步與發展,實際上又是一部人與自然相互協調和相互影響的壯麗史詩。以前我們把人與自然的關系當成是與天斗與地斗的斗爭關系,實踐證明,人與大自然斗爭的結果,雖然取得了一些局部性的小勝利,而大自然反過來對人類的懲罰卻是災難性的。人類的每一次產業革命,無不與工程建設有直接關系,與地質環境有直接或間接關系。建國以來,我國的基本建設此起彼伏,水利水電工程建設從無到有,新一輪的建設高潮正在興起。在多專業組成的基建隊伍這個龐大樂團中,地質師要起到指揮和首席演奏家的作用,甚至還要擔負起獨奏華彩樂章的作用。
盡管工程地質學科正在經歷著前所未有的挑戰,工程地質工作也存在著這樣那樣的問題和難題,然而這更是機遇。抓住機遇迎接挑戰,順應自然,保護環境,防止災害,造福人類,是工程地質學家和地質師的艱巨任務和不可推卸的責任。
㈥ 三千字論文格式
目錄,摘要,引言,綜述,正文,後記或者鳴謝,文獻綜述,
正文各級標題需內要分清楚,容有條理,一般導師會統一要求格式細節,但不排除大量不負責任導師。可以找學長們要論文看下,格式的掌握有利於你論文的邏輯嚴密性。
祝你成功
說幾句實話
一般的學校,當然不敢確定北大是不是.論文內容和格式各佔一半成績.大多數教師認為格式嚴格說明學生治學嚴謹.如果導師有對格式的規定,那就一定做到一絲不苟.我們在論文成型後,因為細微格式問題被導師罵了不只三次,改的次數那就別說了,反正沒少花列印的錢.
記得一定相當熟悉WORD的使用方法,目錄一定要做索引.頁碼,頁腳,頁眉的不同設置方法,都要記得,都會用到的.不提前記好了,到時候急了就沒法了.
㈦ 求一篇工程地質的論文,3000字左右,關於 高陡岩體邊坡穩定性研究的
你好的!
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