時間:2023-03-07 15:19:43
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疏浚工程擬采用4方抓斗船開挖,配合泥駁施工,疏浚土外拋于附近壩田、深潭或采用吹泥船吹至附近的壩田。工程施工應嚴格按《疏浚工程技術規范》(JTJ319-99)、《水運工程爆破技術規范》(JTS204-2008)有關規定執行,同時必須在施工過程中實行自檢、互檢、專檢,對不符合質量要求的淺段,不能竣工驗收。在施工組織方面,首先形成明確的施工計劃,并對施工方提供的材料進行審批。隨后,開展技術交底工作,交接完成后即可提出開工申請。最后,相關部門應注意做好施工過程中以及施工結束后的質量檢查工作。
航標工程
1.航標設計
西江下游(肇慶至虎跳門)航道整治工程航標工程共配布航標144座,已有5年使用時間,受自然條件和產品老化等因素影響,上述航標受損較多,原主要的備用器材也已經耗完。根據此次航道整治工程涉及的西江航道局、江門航道局、佛山航道局和廣州航道局向廣東省航道局請示的相關文件,本遺留工程中航標工程主要包括:
(1)航標的改造、改建、修復;
(2)塔標標路、擋土墻、安全護欄的修復、新建指路牌;
(3)航標及備用器材的購置。
2.配布類別
西江下游航標原設計為按內河一類標志進行配布設計,本次航標工程仍按原航標配布類別進行設計。
3.設計原則
(1)特殊情況除外,對撞毀的航標按照原設計方案進行重建,對部分損壞的航標進行改造、修復。
(2)對于損壞的航標,各區域局已修復好,但資金尚未解決的,可列上,并在備注中說明。
(3)航標備用器材的備用量按原設計的備用率計算,即統一按照50%。
(4)由于無大比例放大測圖及勘察資料,施工中應根據每座塔標所處的實際地形進行調整,其工程量實行現場計量。
尾工工程
1.碼頭的現狀與功能要求
本碼頭位于西江下游高明市區太平州荷城公園河段,使用岸線長度約45m,現狀為西江航道局高明航道站的簡易工作碼頭,碼頭目前設置兩級漿砌石平臺及簡易滑道,上游設置一高樁式引橋(頂標高8.2m),碼頭前沿水域停靠工作船及放置浮標等器材。原碼頭建設年代較早,設施陳舊,目前不能適應航道日常維護工作的要求,需要進行必要維修。根據高明航道站的要求,本碼頭需設置兩個靠船墩(兼顧系船功能),后方設置碼頭平臺作為堆場及設備檢修工作平臺。
2.平面布置
本碼頭平面順岸布置,碼頭泊位長40m,碼頭結構由兩個靠船墩組成,靠船墩兩端部的連線長23m,后方平臺長40m,平臺至岸堤止。碼頭平面布置詳見施工圖紙。碼頭前沿線部分水域需進行浚深,以滿足船舶吃水要求。碼頭所在河段河床較為穩定,水深良好。另外碼頭回旋水域距離主航道約100m,作業不影響主航道的正常通航。擬加固碼頭前沿港池底高程-2.82m。回旋水域寬度52.5m,底高程為-2.82m,前沿停泊水域16.0m。碼頭結構長23m,后方平臺長40m。
3.作業標準
碼頭的泊穩和作業條件主要考慮的自然條件包括風、浪、水流的大小及其分布特征。風速風向對碼頭作業影響較大,當風力大于6級時碼頭停止作業。本碼頭位于三角洲河網水道,河道水面寬度約600m,自生風浪較小。漲、落潮平均流速較小,水平平緩,對船舶的靠泊影響不大,水流對碼頭作業的影響比較小。根據自然條件和作業要求,通過上述分析,考慮風、雨、霧、雷暴、水等各種因素的影響,本碼頭結構加固后年可作業天數不小于320d。
實船試驗
1.試驗目的
(1)驗證航道整治后的航道的技術參數(主要指彎曲半徑和寬度)的合理性,重點驗證橫坑河段的航道技術參數。
此外西江下游在項目設計前沿河均為單橋,現在高明西江大橋、九江大橋、南門大橋均出現建設雙橋在同一區間水域,這和過去航道選線按規范單橋布線有所區別,因此在實船試驗中考慮對這三座雙橋橋區水域進行上下行會船試驗。
(2)檢驗全線航道航標配布的合理性。
(3)綜合驗證西江下游航道是否達到3,000t級江海輪的雙線航道通航要求。
2.試驗范圍
1.2航道整治施工工程如何影響底棲生物分析底棲動物一般來說是長時間生活在水域底部泥沙里面、石塊里面或者其他水底物體上生活的動物,有研究表明,底層雜食性的魚類會很大程度的影響到自然水體中底棲動物的品種及數量。底棲的動物會隨著逐漸挖出來的底泥,從挖泥區被人為無意識的地慢慢轉移到深水區中再進行拋泥,這樣的做法會減少挖泥區的數量迅速的減少,拋投區底棲生物因遭疏浚棄土和礁石的覆蓋而發生底棲生物死亡率增加的原因。
1.3航道整治施工工程如何影響漁業資源分析航道施工工程中的必要的疏浚工程和拋投工程在影響魚類的途徑方面非常的相似。一般來說,水域中的魚類的游泳活動能力非常強,在疏浚的機械器具和施工船舶的擾亂的作用下,大部分的魚類都會被迫的趕出施工水域,這樣發生的死亡率較小,但如果疏浚和拋投工程影響的底質的面積較大時,將會嚴重影響底部的水域質量及影響水域生態環境的恢復。
1.3.1工程炸礁對水環境影響分析在水下發生爆炸情況之后,由于強力的爆破會大大提高江中水中重金屬的濃度,通過調查,沉積物中原本的重金屬本身含量較低,在發生爆炸后,一旦沉積物中重金屬與江水混合在一起的話,沉積物中重金屬的含量會直接影響爆破后重金屬的變化及有機物的變化,需要特別注意這一點。
1.3.2工程炸礁對水生生物及水產養殖的影響分析
(1)工程炸礁對水生生物的影響。長期生活在高渾濁水團中的這類生物,這類生物的鰓部會因為懸浮物質的充塞而導致呼吸困難的問題,影響魚類的發育,嚴重的更會死亡。
(2)工程炸礁對魚類的影響,我們可以看到歷史資料及數據的記載,如果4千克左右的炸藥在淺海水下發生爆炸的話,并且距離爆炸中心20m以內,150g左右的魚類死亡率可以高達100%,等于說150g的魚類全部都要死亡,但如果能把爆炸距離控制在40m左右或者以內的話,魚類的死亡率就是34%左右,大大減少了魚類的死亡率,在50m以外發生爆炸魚類基本上無死亡率。
(3)工程炸礁對底棲生物的影響。水下爆炸在通常情況下可以導致爆炸中心附近的底棲生物及貝類當場發生死亡,由于爆炸的強聲壓致死外那些致昏而處于半死狀態的這些底棲生物,如果再遭到由爆炸激起的大量泥沙石塊掩埋之后,在短時間內會窒息死亡,影響底棲生物數量。
(4)工程炸礁對養殖區的影響。在航道整治工程施工前期,施工單位要詳細的調查和了解可能會影響施工范圍內的所有養殖片區,為了盡可能的避免施工活動對捕撈區產生的不利的影響,施工單位務必要做好施工安排工程,重點工作是把航道施工工期盡量的安排在水河枯水期內,同時還要加強和周圍村民的溝通工作,密切聯系周圍的村鎮,做好作業區內捕撈遷移,避免和村民發生不必要的沖突。
2航道整治工程如何降低對生態環境的影響措施分析
2.1合理的安排施工進度
(1)航道施工工程的重點是要科學合理的安排施工進度,最好在枯水季節完成水下施工作業,同時還要選用裝載能力較強的船舶,這樣能有效的降低船舶的往返頻率,減少由于水體的擾動、懸浮物的增加進而影響水生生物和魚類的生存的情況。為了確保航道工程爆破作業的施工安全,并減少炸礁震動會影響江上作業船舶與人員,施工單位使用的爆藥量應控制在所引起的爆炸的地震速度在所規定的安全范圍之內,在施工過程對爆炸產生的地震效應進行監測,科學合理的掌握好爆炸的用藥量。
(2)要盡采用導爆索串并聯的傳爆網絡和毫秒延期的爆破方法,這樣能減少一些沖擊波、飛石及淤泥對周圍水環境、生態環境與水產養殖區的影響。要盡量的避免對魚類,尤其是珍稀水生生物產生不利的影響,筆者建議在正式施工前首先要以少量炸藥試爆,接著分段進行對需炸礁的河段實行點炸,將魚類的死亡量減少到最低程度。
2.2采取合理的生態修復措施航道整治施工單位加強與當地的漁業部門協商溝通,筆者建議在炸礁和爆破作業的前一天,在距離炸礁點和爆破作業點中心的上下游400m處放好攔網。在航道整治過程中,要全面的開展全程環境監理和監測工作,控制好好炸礁、拋投對水環境、生態環境的不利影響狀況并能及時有效的調整作業方案,防止對河流生態環境造成破壞。
3生態航道環境污染控制措施分析
3.1控制污染水質的清潔水平在一定程度上影響著航道生態效益的發揮。從航道生態環境保護的出發點來說,在經濟發展進程中,要抓好水污染治理,治理長江污染,要全流域共同治理。治理污染要標本兼治,治本為主。
疏浚作為一門古老的技術,在中國其年代可追溯到公元前數千年,而作為一門新興的科學(Dredging),卻是伴隨著歐美的航運事業發展起來的。目前在國外,美、日、德、荷蘭等國對于港口航道的疏浚已普遍采用大型高效挖泥船,我國在清淤固堤的長期實踐中也積累了一定的經驗。現今的河道疏浚工程并不少見,所采用的方法也有很多,有水下疏浚,有干河疏浚、有依靠水力疏浚,也有采用爆破等手段疏浚,但這些方法多是限于局部排障,僅限于航道和港口的整治,而對于含沙量較高的河流,如何通過疏浚減緩枯萎,增加河道行洪能力則缺乏指導性的理論和實踐經驗。隨著河床枯萎現象的增多,枯萎疏浚的要求日益增加,這種矛盾就更加突出。
1、河道枯萎特點及疏浚對策
一方面挖槽不容易穩定,另一方面,即使挖槽不回淤,如果與河道主流線不相一致,也起不到增大行洪能力的作用。一些河段不宜采用較大規模的疏浚,盲目投入,不僅效果甚微,還將會造成人力物力的極大浪費。但是我們同時也應看到,游蕩型河道存在著一些畸形的河灣,也存在“橫河、斜河”的產生條件,如能配合上游的調水調沙工程和河道整治工程采用局部疏浚,因勢利導,調整河勢,就能一定程度上減少險情的發生。
2、疏浚工程目的
疏浚工程的主要目的是:開挖港池、進港航道等、吹填造陸以興建碼頭、港區和臨港工業區、沿海城市用地和娛樂休閑用地、岸灘養護、水利防洪和庫區清淤、江河湖海等水環境的改善和生態恢復以及各類水下管線溝的施工和填埋等。疏浚工程對人類社會進步、環境改善及經濟發展的作用非常重大。用疏浚的方法,挖深河流或海灣的淺段以提高航道通航或排洪能力;將開挖航道或港池的疏浚土吹填到附近的低洼地進行造地的一種經濟可行的主要方法。疏浚土歷來主要是采取廢棄或傾倒于工程附近水域的方式進行處理的。吹填工程開創了變廢棄為寶,綜合利用進行處理的新方式,后又發展到利用疏浚土作建筑材料及整治建筑物的材料等用。疏浚工程還擴展到開挖河底或海底開槽以埋設過河或跨海管道(水管、油管、輸電電纜、通訊電纜等);挖除水下軟土置換承載能力強的沙、石作水工建筑物基礎;吹沙養護海灘等等。近廿余年來,人類對環境標準的要求日益提高,防止和減少疏浚活動對水域及陸域的污染已成為疏浚工程所必須考慮的一個重要問題,用疏浚方法挖除水下污染土并進行工程處理亦成為疏浚工程的重要內容。由此可見,疏浚工程對國民經濟的發展,特別是對水上交通、水利防洪、工業發展和城市建設、海上能源產業等的作用是很重大的,是必不可少的.
3、河床枯萎疏浚設計流量
枯萎疏浚必須選定某一設計流量,才能進一步確定挖槽尺度和規模。設計流量的選取,應能夠保證河道在設計流量下不淤或少淤,從而在一定程度上維持汛前的挖槽尺寸,以減緩枯萎現象。在枯萎的水文條件下,天然河道往往存在著兩種河相關系:一種是形成洪水河槽的河相關系,另一種是由于大洪水出現機會減少,長期對河床起作用的是小水,因而出現的枯萎河相關系。枯萎河相關系致使河寬變小、主槽萎縮,洪水來臨時同流量水位增高,易造成災害。雖然接著河道可能會沖刷,但由于缺乏沖刷造床的持續洪水,枯萎的淤積是不能完全恢復的。因此,枯萎是一種不可逆過程。河道在總趨勢枯萎的過程中不斷重復“枯萎-部分恢復-再枯萎”這個循環。形成枯萎和洪水相間的河相關系,是流域水沙條件發生變化所致。為了數學描述的需要,我們必須在原有的洪水造床流量之外,再選擇一個代表流量叫作枯萎造床流量。圖1是以黃河艾山站1985-1994年實測水沙系列推求河道枯萎造床流量的計算成果。其中,Qi是分級流量,Si,Pi是根據實測資料統計的相對于Qi的含沙量和歷時權重。QSP反映著輸沙能力,選擇與QSP極大值相對應的Q,有利于保持河槽不淤或緩淤。圖1出現兩個峰值,第一個在4800m3/s左右,這是我們常說的洪水造床流量。第二個在800~1200m3/s左右,此時其對應的平均含沙量約為25kg/m3。我們認為這就是枯萎造床流量,正是它作為一個有代表性的動力,塑造了艾山河段在枯萎時期的河相關系,故應將其作為艾山段疏浚設計流量。由于黃河下游沿程大量引水,所以流量沿程減小,因而必須對每個河段進行具體分析,得出當地的疏浚設計流量。
4、斷面有效疏浚部位及疏浚角
黃經非汛期小水的長期作用,貼邊淤積嚴重,而且形成一個小水河槽。汛期大水過后,斷面近似一矩形河槽。說明汛期非汛期其水流動力軸線并不一致。為充分發揮挖槽在汛期降低行洪水位的作用,斷面有效疏浚部位應盡量與汛期水流最大動力軸線一致。既然挖槽位置盡量與洪水主流位置接近,那么在枯水期必然發生變化,對于象黃河這樣一條主流擺動頻繁顯著的河流來說,挖槽被淤廢的可能性極大。這就要求一方面挖槽必須選擇合理的疏浚時機、設計流量和挖槽尺寸,盡量減少挖槽在枯水期的淤積變形,另一方面,在必要的時候,須根據河道大、中、小水主流線的變化規律,配合必要的整治控導工程措施,以穩定挖槽平面位置。從縱向上來看,挖槽方向應盡量與主流特別是底流方向一致,這有利于泥沙的輸移。也有人主張挖槽方向與底流方向構成一定的交角,在挖槽內形成螺旋流,以利沖沙。原蘇聯學者列亞尼茲(Н.А.РЖаничын)經過理論分析,并用某些小河及伏爾加河的實際資料分析證明,最小挖槽回淤發生在底流與挖槽軸線成某φ角時。B.A.培什金根據理論論證,也獲得了類似的結果。根據原蘇聯的一些成功挖槽的經驗,挖槽內回淤量最小時φ=7°~13°。
6、結語
Abstract: Building the dam construction project is the important part of waterway engineering, catch good building construction technology and quality control, for the whole project quality evaluation will play a good role in promoting. Thesis in combination with actual engineering, probes into the construction organization mode of construction machinery and equipment selection and the construction safety, quality assurance measures, providing similar engineering reference.
Keywords: dam construction construction organization and quality assurance
中圖分類號: U215 文獻標識碼: A 文章編號:
在河道的適宜部位修筑丁壩、垛及護岸等河道整治建筑物,對控制河流的走向,進一步疏導水流、穩定河勢是十分必要的。進行河道整治,必須堅持著眼全流域,上中下游、左右岸統籌兼顧,除害興利相結合的原則,以達到對河流綜合治理的目的。而其工程施工一般具有時機性、工程量及投資較大、工期短、用料多、施工條件差等特點。因此,針對航道工程筑壩施工項目,探討了其施工工藝及質量控制有很重要的實際意義。
1工程概況
柳江鳳山三江口至紅花樞紐段101.6km為紅花樞紐庫區航道,紅花樞紐至石龍三江口段航道全長101.2km,目前為天然航道。柳江航道自紅花樞紐至石龍三江口全程101.2km航道設計標準按Ⅳ級航道設計,設計尺度為:2.0×40×330m(水深×寬度×彎曲半徑),設計代表船型為500t貨船。本工程的施工項目有水下炸礁、水下挖砂卵石、筑壩,其中水下炸礁、水下挖砂卵石的工程量較大,為制約工期的關鍵項目。工程施工分成二組進行平行施工,兩組均以水下挖砂卵石和下炸礁作為主要的施工線路,逐個灘險進行各個項目的施工,使施工項目均衡進行。論文重點從筑壩工程重點探討項目的施工質量控制措施。
2筑壩施工工藝及質量控制
筑壩工程量為20308 m3,包括大清灘、雞籠洲灘和鹽祥灘的丁壩、鹽祥灘的順壩。施工時采用船舶運輸塊石,筑壩為人力拋筑壩體,人工砌筑壩面。水下拋筑壩體高程高于設計水位后進行整理,按設計尺度用打樁拉線方法進行干砌,以控制壩頂標高、尺寸及平整度;壩根護岸工程水下部分為拋筑,設計水位以上采用干砌。筑壩的施工工藝如圖1“筑壩施工工藝圖”:
2.1施工放樣
按施工圖設計的坐標測量放樣,用打固定樁或拋浮標的方法確定壩軸線、壩根、壩中及壩頭位置,并在壩軸線上設置導標,作為拋壩作業的參照。
施工放樣控制點和放樣圖必須經過監理工程師現場復核無誤后,方可進行下一道工序的施工;如不符合要求,則須重新放樣。
2.2筑壩材料的要求
碾壓式土石壩分為兩個部分:一是用無粘性砂石料作為壩殼棱體,主要是擔負抗滑穩定作用,故對砂石料僅提出相對壓實度的要求;二是用粘性土作防滲體,主要是擔負攔水防滲作用,既要滿足防滲要求,又要有一定的塑性,防止不均勻變形產生裂縫;對其壓實度的要求提出包含含水量以及干密度要求.而作為均質土壩在壓實方面的要求與土石壩相同,而滲透系數的要求有所不同.根據設計要求,主要提出的土壩及土石壩的技術要求如下:土壩要求為滲透系數小于10-4cm/s,土石壩的滲透系數要求小于10-5cm/s.
2.3填筑施工控制指標
土石壩及土壩的填筑主要通過幾個指標來控制.滲透層的壓實用相對壓實度≥0.65控制.土壩及土石壩心墻填筑根據實驗數據:提出根據取料的料場不同,分別提出三個設計干容重為14.6KN/ m3,14.8KN/ m3,16.1KN/ m3.心墻及土壩采用分層碾壓,30cm厚一層.同時提出施工中的最優含水量為22%~26%.鋪以現場碾壓試驗.得出在壓路機碾壓機碾壓8次,含水量為24%時,可達到設計要求。
2.4拋筑施工質量控制
采用民船裝運塊石至壩置,在確定好的壩軸線上拋錨定位,由人工進行拋石作業。施工時,從壩根開始拋筑,先在壩底部范圍鋪墊一層,防止在筑壩拋石過程中產生局部沖刷。待壩根段壩體露出水面后逐步進行修正,整理壩頂和邊坡,精確定出壩軸線,并以此作為導標,再拋筑其余部位壩體。拋壩時按設計工程量及高程控制壩體各部位的拋筑量,并在拋筑過程中隨時檢查壩位、標高和邊坡是否符合設計要求,使整條壩的塊石拋筑量適度和均勻,減少砌壩時不必要的二次運輸。
施工灘險的水流流速較大,拋石作業按下列公式估算拋石水平落距:
Ld = 0.74Vf·H/G1/6
式中:Ld ---- 拋石水平落距(m)
H ---- 水深(m)
Vf ---- 表面流速(m/s)
G ---- 塊石重量(kg)
2.5砌筑壩面
當壩體砌筑達到標高,邊坡已基本成形時,可開始砌筑壩面施工,砌筑壩面組織熟練的砌石工人施工。按設計斷面尺寸做若干筑壩放樣木架,經過測量放樣,從壩根開始沿壩軸線每20米設置一個放樣架并固定,放樣架間拉水平線。砌筑壩面按定線進行施工,壩頂面用大塊石壓頂,安砌平整、嵌緊;壩身嵌砌密實,縫口相錯,且一次砌到頂。要求壩面平整、塊石嵌固牢靠無通縫,壩頂寬度、高程和坡度等符合設計和規范要求,并按設計要求做好護腳,以防水流沖刷。用直方圖法對質量數據進行分析整理,制成簡明、直觀的直方圖,根據直方圖對各施工班組的砌面質量進行控制。
2.6自檢驗收
筑壩完成后,質檢人員組織測量人員對標高、軸線位置及壩體邊坡進行測量驗收,不合格的部位需進行修正,直至符合設計及施工要求。
2.7監理檢驗
筑壩工程項目經自檢合格,項目經理部向總監辦申請驗收,經監理工程師現場檢驗,如符合質量要求,則進行交工驗收。否則須進行返工整改,直至合格為止。
2、加強安管隊伍建設。強化對安管人員的政治理論、思想作風和技能業務培訓,不斷提高政治理論素養和履職、服務能力。
3、落實安全管理責任,明確安全管理目標。抓好各級領導責任落實,明確工作目標和重點。抓好源頭管理,落實崗位安全職責,把好基礎關。
4、加強重點工程施工現場安全管理,加大安全監管力度。加強焦港船閘引航道駁岸工程及其它在建的航道工程安全監管工作。從抓安全組織管理和文明施工開始,在行為規范管理和安全技術管理上下工夫,從而保證重點工程施工現場始終處于最安全狀態。
5、以人為本,有針對性開展好全員安全教育和重點崗位人員安全教育,強化安全意識。有針對性開展全員安全生產警示教育活動,警鐘長鳴。舉辦安全生產操作規程和專業技術專題培訓,提高人員安全技術技能和管理水平,強化全員安全責任意識,從思想上筑牢安全防線。
6、營造安全文化氛圍,開展形式多樣、寓教寓樂的安全文化活動。定期辦好安全宣傳板報、專欄等,開展好專項活動宣傳,注重發揮先進典型人物的作用,樹立安全工作榜樣,形成比、學、趕、幫、超的安全氛圍。開展安全工作研究,撰寫安全工作研究論文。
7、依法履行行業安全管理職責,保證航道暢通。加強航道巡查,及時糾正違章,消除安全隱患;加強航標管理維護,使其符合規范要求;加強航道行政執法管理,做好清障掃床工作,加強船閘安全管理,做好引航道秩序管理、危險品運輸船過閘管理、通閘管理等安全工作。
8、定期組織開展安全檢查,及時消除隱患。針對季節特點,定期開展專項安全檢查,防微杜漸;針對行業特點,開展專業安全檢查,防患于未然;根據本系統的情況,組織開展好全員崗位查隱患、抓整改、提建議活動,從源頭查找安全安全隱患。定期召開安全會議,總結安全工作經驗,找出存在根源,落實整改措施。
一、內河航道生態護岸的重要性
河岸是水陸交錯帶,是航道的重要組成部分之一,在調節氣候、保持水土、航運、防洪等方面都具有重要功能。健康的河岸系統能使物質以合理的速度、形式通過其界面區,綜合功能得以順利實現,所以護岸在航道整治中的地位至關重要[1]。它不僅能減少地面徑流對航道的沖刷,也能減少船舶的船行波對航道的影響,在船舶停靠時阻礙對岸坡的破壞,這對于減輕航道淤積,保持航道穩定,維護航道技術標準意義重大,同時對于航道兩岸的抗洪與減少水土流失也有著不可忽視的作用。
我國水資源豐富,發展水路運輸得天獨厚,但是內河航道的開發與養護卻發展緩慢,令人擔憂。航道護岸長期受到溫度、徑流、泥沙、潮汐、船行波等外界因素音響,很容易出現水土流失、結構坍塌等現象,威脅航道自身安全以及航道兩岸人民的生產與生活。是以,內河航道護岸的規劃與養護是我們內河航道規劃養護中的重點,必須予以足夠的重視,選擇合理的結構與適當的形式。隨著人們環保意識的增強,人和自然和諧發展觀念的普及,新型生態護岸模式受到了社會各界的廣泛關注。
生態護岸是指利用植物或者植物與土木工程的結合,對河道皮面進行防護的一種新型護岸形式。此形式集防洪、生態、景觀、自凈效應于一體,代表著護岸技術的發展方向[2-3],在近些年來備受推崇,于歐美日韓等地區都得到了廣泛應用和好評。生態護岸注重人與自然的和諧相處,致力于“自然型”河道的建設,追求生態環保、人與水、與自然的和諧相處。而在傳統的治河思路里,河流的防洪與排澇問題則是重中之重,在工程設計上也更加傾向于工程安全的考慮。近些年來,內河航道工程中,大多使用的是傳統護岸結構,以混凝土、砌石等硬質材料居多,雖然抗侵蝕與耐久性作用明顯,但封閉僵硬,隔絕了土壤與水體之間的物質交換,使得土壤、植物、生物之間的有機聯系被切斷,破壞了航道護岸周邊的生態系統。混凝土等硬質材料切斷了水、空氣、土壤、動植物之間的有機聯系,使得土壤和水體中的生物失去了賴以生存的環境,原本生機勃勃的河道逐漸失去生命力,負面影響非常嚴重。據統計,在使用傳統護岸模式后,僅單一防護,沿河生物種類就減少了70%以上,水生物種類也下降到了原本的50%,有的地區更為嚴重。同時,在傳統的護岸結構中,護坡及擋墻內材料(包括堿化骨科)的水化反應,碳化反應及各種添加劑(如早強劑、抗凍劑、膨脹劑等)在水中發生反應對水質和水環境也產生了惡劣影響,不僅破壞了河道的自凈系統,更甚者,給人們的身心健康和生產生活也帶來了巨大的隱患。綜合以上情形,內河航道的生態修復迫在眉睫,生態護岸工程的應用與推廣更是意義深遠。
二、生態護岸技術的應用
生態護岸有兩個核心要素:一是滿足防洪抗沖的標準要求,且自身結構穩定能透水、透氣,是適合植物生長的生態防護平臺;二是滿足航道兩岸生態平衡的要求,即能建立良性的河坡生態系統。在這兩個要素的要求之下,二者才能達到真正的“人水和諧”。前一個要素是人對自然的要求,即人們為了生產與生活安全改造自然,后一個要素則是人與自然和諧相處中尊重自然理念的體現,既要改造自然,又要掌握好二者之間的平衡。只有滿足以上兩個要素,才是真正意義上成功的生態護岸設計。
生態護岸技術的發展融合了現代水利工程學,生物科學,環境科學,生態學,美學等科學,對于保護生物多樣性,改善河流水質,營造人和自然和諧共處的美好環境影響巨大。生態護岸形式多樣,例如仿木樁生態護岸、箱式綠化擋墻生態護岸、互鎖塊生態護岸等,都在不同程度上保護了內河航道護岸,對于維護內河航道運行具有重大意義。
與傳統護岸工程不同,生態護岸工程設計上更復雜更多元化,根據國內外生態護岸的成功經驗,我們在應用過程中有很多地方需要注意。生態護岸自身不僅要具備傳統護岸的功能,同時還要兼顧自然環境的協調統一,所以一定要注意因地制宜。我國河流眾多,內河航道更是形態各異,護岸建設受到多方條件限制與影響,在考慮使用生態護岸技術時,必須對周邊環境詳細考察,細心規劃。而且我國內河航道在歷史上曾有過多次改道經歷,生態護岸的設計就必須遵循河床演變的規律,做到因勢利導。我們要在滿足河道功能堤防穩定的基礎上,盡量減少剛性結構,多使用自然材料,避免二次污染,做到不僅能增強護岸的美化效應,更能降低工程造價,達到經濟效益與人文效益的和諧統一。例如連云港港輸航道中生態護岸技術的應用。連云港港輸航道內淤泥、粉質粘土等軟土分布連續,經常引起淤積,影響航道內的船舶航行。為了克服這個問題,生態護岸的結構設計根據水位變化采用分層防護方式,利用水生植物的生長特性,在岸測構造水下灘地,形成岸側生態帶,穩固了河道周圍岸線,岸線后方則采用生態防護結構進行加固。這樣不僅滿足了護岸要求中的耐久性,同時也美化了河岸環境,最大限度地保持了河岸原有的生態平衡,可謂是一舉多得。新型生態護岸技術在連云港港輸航道中的成功應用對于生態護岸技術的推廣具有重要意義,值得我們斟酌與借鑒。
生態護岸是現代河流治理的發展趨勢,是水利和交通建設發展到一種相對高級形態的必然結果,發展前景廣闊,對于保護我國內河航道意義重大,值得我們大力應用與推廣。
三、小結
隨著經濟的騰飛,我國的城市化進程也在不斷加快,如何做到經濟、社會、自然三方和諧發展,是需要我們努力研究探索的課題。生態護岸以其“實用、美觀、安全”的特點受到青睞,成為內河航道治理工程中一道亮麗的風景線。我們要不斷追尋開發更加先進的河流航道治理生態護岸技術,大力支持和引導生態保護與治理,去開創新的治理模式,真正實現我國內河航道“河暢、水清、堤固、岸綠、景美”的建設目標。而城市內河航道作為城市景觀和文化的載體,也越發需要我們予以重視,做到優化城市景觀,修復河流生態,保護內河航道,改善河流水質等方面,使人文與自然真正意義上達到和諧統一。
總而言之,生態護岸技術以其優勢必將在內河航道的治理工程中有更為廣闊的發展前景。
參考文獻
高職專業建設中為確定高職專業培養規格和目標,首先應進行人才需求分析和職業能力分析。人才需求分析主要通過分析行業的發展情況和專業人才的需求及供應情況,透析專業發展前景;職業能力分析主要通過專業主體崗位確定和崗位典型工作任務分析獲取崗位能力點和知識點。
一、人才需求分析
1.水運行業現狀與發展
在國民經濟迅速增長以及建設資源節約型、環境友好型社會的背景下,水路交通運輸因具有運能大、占地少、能耗小、污染輕、成本低的優勢,成為越來越受重視的運輸方式之一。為加快水運基礎設施建設,國務院先后批準了《全國沿海港口布局規劃》、《全國內河航道與港口布局規劃》、《國家水上交通安全監管和救助系統布局規劃》、《長江三角洲、珠江三角洲、渤海灣三區域沿海港口建設規劃》等,交通運輸部制定了《長江三角洲地區現代化公路水路交通規劃綱要》等規劃,與沿江七省二市聯合制定了《“十一五”長江黃金水道建設總體推進方案》,根據國家規劃,“十二五”至2020年,我國水運業迎來同步加強“硬件”建設和“軟件”建設的黃金時期。
2.港航工程技術人才需求分析
(1)人才需求情況
隨著一系列關于水路運輸的規劃的頒布,水路運輸將會得到空前發展。水運發展,工程建設先行,最近幾年全國各地特別是沿長江分布的水資源豐富地區陸續對水路運輸進行投資建設。通過對全國水路里程排第三的湖南省的水運規劃建設情況的分析,未來三年投入129億元,按照1個小型的航道疏浚項目至少需要配備5名港航施工技術人員的比例進行人才需求預測,未來三年湖南省港航施工技術人才的需求在4300人以上,而省內登記在冊的港航工程技術人員才220人,其他地區的情況基本與其相似。從另一方面看,國內以前港航施工主要是中交集團(原中國港灣建設集團),現在國內大型交通施工企業基本都成立了港航工程施工方面的分公司。
(2)人才供應情況
據調查分析,國內開設港航工程技術專業的主要為研究性大學,其培養的對象主要是港口航道建設方面研究性的人才,如天津大學、河海大學等,全國范圍內開設港航工程技術專業的高職院校僅湖南交通職業技術學院、湖北交通職業技術學院、重慶交通職業學院、廣東交通職業技術學院、江西交通職業技術學院、南通航運職業技術學院等不到10所,每年供應的港航工程技術專業畢業生不到1500人。
(3)分析結論
在全國公路建設過后,憑借眾多優勢,交通建設將大力轉型至水路運輸,因此對港航工程技術人才特別是高端技能型人才的需求尤其旺盛,而國內此類人才的供應甚少,難以滿足水運事業的發展。所以,進一步發展港航工程技術專業顯得尤為重要。
二、高職港航專業職業能力分析
1.高職港航專業就業崗位分析
高職畢業生在施工單位主要從事施工技術員崗位,在監理單位主要從事監理員崗位,在設計單位主要從事勘測測量員崗位,在檢測單位主要從事檢測員崗位。分別對其入職崗位和后續遷升崗位進行分析,具體崗位遷升情況見圖。本專業選取技術人員需求最大的施工單位施工技術員崗位作為核心崗位。
圖 港航專業畢業生各類企業崗位遷升
2.職業能力分析
通過對施工技術員的工作任務進行分析,確定港航施工技術員的測量、合同計量、施工管理、試驗檢測等四個主要的工作類型,然后對各個工作類型的工作任務、工作關系、技術要求、職業資格要求等進行分析,獲取該崗位對應的能力點和知識點。其中測量工作分析情況見表。
表 港航施工技術員崗位測量工作職業能力分析
三、結語
人才需求分析和職業能力分析是專業建設的首要工作,它不僅描述了職業能力所涉及的服務對象、具體工作崗位,還涉及到每個工作崗位的具體典型工作任務,同時,還對典型工作任務的能力點和知識點要求做出了詳細的說明。職業能力分析的結果,直接影響到職業技術人才的培養質量。因此,在制定人才培養方案的過程中,需通過調查研究深入、全面地分析專業主體工作崗位和工作任務,挖掘培養職業技能所需的技能點和知識點,為人才培養目標的確定提供依據。
中圖分類號:G353.11文獻標識碼:A 文章編號:
1.野外數據采集包括兩個階段,即圖根控制測量和地形特征點(碎部點)采集
1.1圖根控制測量
圖根控制測量的目的是在高級地形控制測量的基礎上再加密一些直接供測圖使用的控制點,以滿足用于測繪地物地貌的測站點的需要。
由于采用全站儀,測站點到特征點的距離即使在500米以內也能保證測量精度。一般以在500米以內能測到碎部點為原則,選擇通視條件好的地方,圖根點可稀疏些;地物密集、通視困難的地方,圖根點可密些(相對白紙測圖時的密度)。控制測量主要使用導線測量,觀測結果(方向值、豎角、距離、儀器高、目標高、點號等)自動或手工輸入電子手簿,采用平差軟件進行平差計算,各項限差應在允許范圍之內,如有不符合要求的情況,應進行補測或重測。
1.2碎部點采集
全站儀由于具有自動記錄功能,野外采集數據的速度較快。測量人員根據事先的分工,各負其職。數字測圖要求測定所有碎部點的坐標及記錄碎部點的繪圖信息,并記錄在全站儀的內存中,而后傳輸到計算機,并利用計算機輔助成圖。但在野外數據采集中,若用全站儀測定所有的碎部點,不僅工作量大,而且根據實際地形無法直接測定。因而,必須靈活運用“測、算法”結合,測定碎部點的坐標。
2.數字化測圖技術的特點
2.1勞動強度小,自動化程度高。外業采集的數據可以自動記錄于電子手簿中,避免了傳統測圖繁瑣的記簿、計算、檢核,大大提高了勞動效率電子手簿中的數據可以通過電纜直接向計算機傳輸,在室內通過計算機鍵盤和鼠標的簡單操作,即可完成圖形編輯,大大減少了外業工作時間。
2.2精度高。傳統的測圖,地物點平面位置的誤差主要受解析圖根點的展給誤差和測定誤差、測定地物點的視距誤差、方向誤差等影響。測量數據作為電子數據格式可以自動傳輸、記錄、存儲、處理和成圖,在全過程中原始數據的精度毫無損失,不存在傳統測圖中的視距誤差、方向誤差、展點誤差,很好地反映了外業測量的高精度,獲得高精度的測量成果。
2.3信息量大。數字地圖包含的信息量幾乎不受“測圖比例尺”的限制,甚至可以沒有“測圖比例尺”的概念。數據可分層存放,使地面信息的存放幾乎不受限制。比如將房屋、道路、水系、電力線、地下管線、植被、地貌等存于不同的層中,通過關閉層、打開層等操作來提取相關信息,便可方便地得到所需測區內的地籍圖。在數字地籍圖的基礎上,可以綜合相關內容補充加工成不同用戶所需要的城市規劃圖、城市建設用圖、房地產圖以及各種管理的用圖和工程用圖等。
2.4信息存貯、傳遞方便。數字信息可以通過磁盤、光盤以計算機文件的形式保存或傳遞,還可以通過電纜或計算機互聯網傳輸。在數據的存貯、傳遞方面優勢是傳統測圖無法比擬的。
2.5便于成果更新。數字化測圖的成果是以點的定位信息和繪圖信息存入計算機的,當實地有變化時,只需輸入變化信息的坐標、代碼,經過編輯處理,很快便可以得到更新的圖,從而可以確保地面的可靠性和現勢性。
3.GPSRTK技術在內河航道測量的特點
3.1GPSRTK作業有著極高的精度,觀測速度較快,非常適合于大規模的水下地形測量及兩岸地形測量等。
3.2GPSRTK測量可以大大提高成果質量。它不受人為因素的影響,整個作業過程由電腦控制,自動記錄、自動數據預處理。
3.3GPSRTK技術自動化程度高,可以極大地降低勞動作業強度,減少工作量,提高作業效率。
3.4在測量中,可以直接運用GPSRTK技術進行水深測量、地形測量、低等級控制測量等。
3.5由于內河水位落差較大,航行基準面(繪圖水位)亦隨航道變化,要準確測定測時瞬時水位和求算水深改正數傳統方法必須布設足夠的水位觀測站。由于RTK可以實時測量水位,不需要再進行水位觀測。
3.6減少波浪和船傾斜引起的測深誤差。由于GPS天線和換能器裝在一根桿上,天線到換能器的距離固定,相當于換能器的高程能實時測定,換能器的上下移動不會改變經水深換算的到的河底高程。
3.兩種測圖方法的精度比較
野外大比例尺數字化測圖的全過程幾乎都是用解析法進行的。雖然最后成果仍表現為圖解的線劃圖,但與傳統的平板儀測圖相比,有著本質的差別。數字化測圖不僅在效率上有很大提高,而且大大減輕了野外的勞動強度,更為突出的是地形圖數學精度的提高。現對平板儀測圖與野外數字化測圖測站點、地物點的平面位置及高程精度進行分析比較。
3.1 平板儀測圖
(1)以1∶1000比例尺為例,平板儀測圖地物點、測站點的平面位置主要取決于測站、視距、描繪方向、刺點等方面的誤差來源:?
①測站點誤差:±0.18mm;
②視距誤差:±0.2mm;
③描繪方向誤差:±0.1mm;
④刺點誤差:±0.14mm。
根據以上誤差來源,按照公式計算求得地物點的平面位置中誤差為±0.32mm。
(2)平板儀高程精度主要取決于測量高程時的測量誤差,主要有:
①視距誤差:±0.2mm(當視距為100m時);
②垂直角觀測誤差:±1′;
③儀器高覘標高的量測誤差:±0.01m。
在不考慮起始點高程誤差的情況下,根據公式可求得各高程點的中誤差為±0.04m。
3.2 數字化測圖
(1)由于紅外測距儀和全站儀等高精度儀器的逐步應用,使外業的所有測站點、地物點全部采用經緯儀導線方法完成。在已知等級點的控制下,只要布設兩級導線即可滿足測圖的要求。假如各級導線都采用直線等邊附合導線的形式施測,根據有關規范和實際作業中的最不利情況,按點位中誤差估算公式計算出測站點的點位中誤差為±0.03mm。
(2)地物點的平面位置野外測量方法有極坐標法、導線法、對稱點法,而在實際工作中采用極坐標法測設地物點比較方便,一般是將經緯儀(全站儀)設置于測站點A上,對置于地物點上的樓鏡進行水平角和距離的測定,
水平角觀測一測回,故其測角中誤差為5″,而測距誤差由于棱鏡比中桿的半徑約大2cm左右,故使對中桿靠緊垂直地物點(房角、電桿等)位置的誤差一般可達1.5~2cm,若考慮其他測距誤差,則可取0.02m。以邊長100m計算,根據計算公式可得出地物點的平面位置中誤差為±0.02mm。
(3)高程點的測定和地物點的測定方法完全一樣,垂直角只觀測半測回。以距離100m為例,根據公式求出高程站點、地物點的高程測量中誤差為±0.02m,按規范要求1∶1000測圖時,高程注記點的中誤差一般地原為±0.05m。另外,等高線(等深線)的高程精度,實際是數字高程橫型插求點的高程中誤差。一般認為影響數字高程模型主要因素有:地形類別、內插方法、采樣點密度和采樣方法、粗差剔除程度等4個方面。通過試驗,其等高線精度通常可以達到±0.3~±0.4m,可以滿足1∶1000測圖時的高程精度,即滿足1/2~1/3基本等高距的要求。
4.結束語
野外大比例尺數字化測圖對航道管理、養護、航道工程是最有效的手段,它不僅精度高、成圖周期短,而且大大提高了工作效率和經濟效益。數字化測圖必將取代傳統的測繪方式,為航道建設提供更優質的服務。
中圖分類號:TU992.05文獻標識碼:A
1 工程項目概述
港珠澳大橋是連接香港、珠海和澳門的特大型橋梁隧道結合工程,全長49.968公里。其主要工程包括:海中橋隧工程(包括海中橋隧主體工程、香港口岸與大橋的連接立交橋;澳門口岸與大橋的連接橋;珠海口岸與大橋的連接橋)、香港口岸人工島填海及口岸設施、澳門口岸人工島填海及口岸設施、珠海口岸人工島填海及口岸設施、珠海側接線。大橋落成后,將會是世界上最長的六線行車沉管隧道,及世界上跨海距離最長的橋隧組合公路。
2 港珠澳大橋工程風險識別
風險識別是找出影響預期目標實現的主要風險,在這一階段主要側重定性分析。本文運用故障樹分析法將影響港珠澳大橋預期目標實現的主要風險羅列出來。
2.1 自然風險
2.1.1 臺風風險
臺風對大橋整體穩定性的影響是非常巨大的。港珠澳大橋所處的伶仃洋海域是臺風多發地,每年南海的臺風都要經過這里,而且每年超過6級以上風速的時間接近200天,韌性強的鋼梁會在風力的作用下自然擺動,一旦造成頻率相同,就會產生共振,后果不堪設想。因此,要想保證整個項目成功實施,在大橋的初步計劃中,必須把風作為一個重要因素考慮進去。
2.1.2 氯鹽風險
實驗表明,鋼筋混凝土在氯鹽的作用下會發生銹蝕,最后可能導致混凝土開裂甚至于剝落。如何來保證大橋長達120年的使用壽命?工程師們需要克服技術難關,找到一個抵抗氯鹽的好辦法。
2.1.3 地質風險
復雜的海床結構也對大橋的勘探工作形成了嚴峻的挑戰。港珠澳大橋是有史以來最大規模使用鋼材建造的橋梁,它將面臨一個嚴峻的挑戰:地震。如何采用高新的科技材料來最大幅度的將地震能量通過分子之間的力來進行了消弭、減弱,這是工程師們需要克服的又一大技術難題。
2.2 經濟風險
2.2.1 融資風險
本項目投資超700億元,從決策階段到大橋正式動工,這座“世紀工程”就一直圍繞著“誰投資、投資比例如何分配、環評問題、技術難點”爭論不休。本項目主要融資風險在于項目各方能否及時提供項目的建設資金,以及巨大的項目的融資成本能否通過后期的運營來收回。
2.2.2 通貨膨脹風險
通貨膨脹會引起材料價格上漲,即使合同條款中雖然規定了價格調值公式,但也很難完全彌補將來工程實施時材料費上漲所造成的損失。
2.2.3 營運風險
大橋本身的經濟效益是吸引投資者看好的重要基礎。大橋建成后,由香港開車至珠海及澳門只需要約20分鐘時間,這有助吸引香港投資者到珠江三角洲西岸投資,并可促進港、珠、澳三地的旅游業。
2.3 技術風險
2.3.1 航運交通風險
在港珠澳大橋的初步規劃中,工程師們要充分考慮大橋對周圍海域的航道以及飛機航線的影響。大橋所處的海域是全球最重要的貿易航道,航道密集。大橋的施工意味著每天要避開4000艘海船和1800多架航班的密集通行,這將是巨大的麻煩。
另外,大橋的設計高度必須保證高噸位船只的正常通行。同時,橋面以及橋塔的高度也不能過高,否則會影響周圍機場飛機的正常起降。
2.3.2 沉管隧道施工風險
大橋施工要用50萬噸鋼材建造全世界最長的鋼鐵橋梁,耗費230萬噸鋼筋混凝土,在深水底上打造世界上最長的沉管海底隧道。在沉管隧道的生產中,工程師們打算采用德國先進的模板系統,但是,購買一套模版設備的價格遠遠超出了工程的預算。工程師們就不得不考慮別的方法甚至自己來完成這個高難度模版的制作。
2.3.3 人工島修建風險
大橋建設進入施工設計階段,第一道難題擺在了工程師的面前。橋梁和海底隧道的貫通,首先需要找到一座島嶼,能將它們連接在一起,而唯一的辦法就是修建人工島,即用一組巨型圓鋼筒,直接固定在海床上,然后在中間填土形成人工島。按照設計,圍島總共需要120個超級大的圓鋼筒,每個圓鋼筒的直徑達到22.5米,相當于籃球場那樣大,高度45米,相當于18層樓的高度,而重量將達到550噸,相當于一架A380空中客車。制造這些圓鋼筒,對中國的工程師來說,還是第一次。
2.3.4 沖積泥沙風險
港珠澳大橋的項目中,工程師們必須時刻考慮10%阻水率的要求。伶仃洋是典型的弱洋流海域,每年從珠江口夾雜著大量的泥沙,涌入海洋,大橋的橋墩就像阻擋泥沙的籬笆一樣,超過10%的阻水率,泥沙就可能被阻擋沉積,從而阻塞航道,讓伶仃洋變成一片沖積平原。為了避免這個災難性的后果,所有后續施工設計都必須考慮到這個問題。
2.4 管理風險
2.4.1 進度管理風險
項目研究始于2004年,2005年基本確定工程方案,主體建造工程擬于2009年12月15日開工建設,以期于2015至2016年完成,大橋投資超700億元,約需6年建成。然而受水文和氣象影響,有效工作日少,工程進度受到極大挑戰。
2.4.2 成本管理風險
施工項目成本管理是項目獲得理想的經濟效益的重要保證。成本管理包括成本預測、成本計劃、成本控制和成本核算,哪一個環節的疏忽都可能給整個成本管理帶來嚴重風險。
由于工程量大,且軟土層厚、持力層深,給海上基礎設計和施工帶來一系列問題;導致變更頻繁,成本控制風險加大。
2.4.3 質量管理風險
因工程施工作業點多、戰線長,存在同步作業、交叉作業工序,施工組織難度大,很容易導致質量管理的疏忽;伶仃洋海域氣象復雜多變,工程質量保證難度大;
2.4.4 安全管理風險
自然環境非常惡劣,潮差大、流速急、流向亂、波浪高、沖刷深、軟弱地層厚,施工條件很差,伶仃洋海域又是臺風多發地,危及施工安全。
2.5 建立故障樹模型
基于以上風險分析,完善故障樹模型如下:
3 港珠澳大橋工程風險評估
常用的風險評價方法有綜合評價法、安全檢查表法、敏感性分析、層次分析法、R=P×C定級法等。本項目風險評估依據港珠澳大橋工程的實際情況,選用R=P×C定級方法作為風險評價方法。
這種分析方法的原理是:風險的大小主要跟事故發生的概率以及事故造成后果的嚴重程度有關,可以簡單地表達成:風險= 事故概率 × 預期后果
概率是指一定數量的標的,在確定的時間內發生事故的次數。風險發生概率可劃分為很可能、可能、偶爾、不可能、很不可能5個級別。
風險后果的分級標準可從經濟損失、人員傷亡、工期延誤等幾個方面進行衡量。依據港珠澳大橋隧道工程的實際情況,風險后果的分級標準具體參照國內相類似的隧道工程推薦的數據,港珠澳大橋工程風險后果的分級標準詳見表1。
表1 港珠澳大橋工程風險后果的分級標準
采用風險矩陣對風險發生概率和后果進行組合相乘,得到風險等級。風險等級矩陣詳見表2。
表2 風險等級矩陣
按照R=P×C定級方法對辨別出來的風險點進行綜合分析和評估,風險發生的概率及后果依據專家經驗及調查資料確定,最終確定風險的等級及控制級別。港珠澳大橋風險綜合評估詳見表3。
表3 港珠澳大橋風險綜合評估
4 工程項目的風險防范和對策
橋梁工程在施工過程中風險源眾多,風險涉及面廣,各因素交叉、層次復雜。風險防范對策主要包括風險控制、風險自留和風險轉移三種常用手段。在風險識別和評估的基礎上,針對不同的風險源,采取不同的措施。對于自然災害等不可抗力,我們應采取各種措施,減少由于自然災害引起的直接損失,盡量避免間接損失。對于人為原因引起的風險,應采取各種措施減少或消除這些風險。
參考文獻:
[1]閻春寧. 風險管理學,上海大學出版社,2002.7
鋼纖維混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete,簡寫為SFRC)是在普通混凝土中摻入適量短鋼纖維而形成的可澆筑、可噴射成型的一種新型復合材料。它是近些年來發展起來的一種性能優良且應用廣泛的復合材料。其中所摻的鋼纖維是用鋼質材料加工制成的短纖維,常用的有:切斷型鋼纖維、剪切型鋼纖維、銑削型鋼纖維、熔抽型鋼纖維等。鋼纖維在混凝土中主要是限制混凝土裂縫的擴展,從而使其抗拉、抗彎、抗剪強度較普通混凝土有顯著提高,其抗沖擊、抗疲勞、裂后韌性和耐久性有較大改善,使原本屬于脆性材料的混凝土變成具有一定塑性性能的復合材料。
一、鋼纖維增強混凝土的基本理論
(一)復合力學理論
復合力學理論是以連續纖維復合材料理論為基礎,結合鋼纖維在混凝土中的分布特點形成的。該理論是將復合材料視為以纖維為一相,基體為另一相的兩相復合材料。
(二)纖維間距理論。纖維間距理論又稱纖維阻裂理論,是1963年由J.P.Romualdi和J.B.Batson提出來的。該理論根據線彈性斷裂力學理論解釋纖維對裂縫發生和發展的約束作用,認為欲增強混凝土這種本身帶內部缺陷的脆性材料的抗拉強度,必須盡可能地減少內部缺陷的尺寸,提高韌性,降低裂縫尖端的應力強度因子、減少裂縫尖端的應力集中作用,故在裂縫處用纖維連接,受拉時跨越裂縫的纖維將荷載傳遞給裂縫的上下表面,使裂縫處材料仍能繼續承載,這樣,因裂縫的出現孔邊應力集中程度就緩和,隨著橋接裂縫纖維數目的增多,纖維間距越小,緩和裂縫尖端應力集中程度越大,對裂縫尖端產生的反向應力場也越大,當纖維數量增加到密布于裂縫時,應力集中就會消失,進一步表明纖維的阻裂效應,即在復合材料結構形成和受力破壞的過程中,有效地提高了復合材料受力前后阻裂引發與擴展的能力,達到鋼纖維對混凝土增強與增韌目的。
(三)界面應力傳遞的剪滯理論。鋼纖維混凝土中鋼纖維周圍的水泥基體結構與自身結構是不相同的,即在鋼纖維與基體之間存在著界面層。鋼纖維混凝土的性能主要取決于混凝土基體性能、鋼纖維含量以及它們之間的界面特性。假定界面是一層厚度可以忽略的薄層,但具有一定的力學性能。當荷載作用于鋼纖維混凝土時,荷載一般先施加于低彈性的基體,然后通過纖維-基體的界面,把一部分荷載傳遞給高彈模的纖維,使纖維和基體共同承擔荷載,從而起到增強的作用。
二、鋼纖維混凝土的應用
鋼纖維混凝土作為一種新型復合材料,以其優良的抗拉、抗彎、阻裂、耐沖擊、耐疲勞、高韌性等物理力學性能,目前已被廣泛應用于建筑工程、水利工程、公路橋梁工程、公路路面和機場道面工程、鐵路公程、管道工程、內河航道工程、防暴工程和維修加固工程等各個專業領域。
(一)水利工程
鋼纖維混凝土在水利工程中的應用比較廣泛,主要將其用于受高速水流作用以及受力比較復雜的部位,如溢洪道、泄水孔、有壓疏水道、消力池、閘底板和水閘、船閘、渡槽、大壩防滲面板及護坡等。這些部位對混凝土材料自身的抗拉強度、抗剪強度以及抗裂性能的要求都比較高,也正發揮了鋼纖維混凝土的自身優勢。我國在實際工程中應用的有:三峽工程、小浪底水利樞紐工程、三門峽泄水排砂底孔等工程。以上工程都獲得了較為滿意的效果,并取得了較好的經濟效益。
(二)建筑工程。鋼纖維混凝土在建筑工程中的影響越來越廣泛,一般應用于房屋建筑工程、預制樁工程、框架節點、屋面防水工程、地下防水工程等工程領域中。如抗震框架節點中使用鋼纖維混凝土,能代替箍筋滿足節點對強度、延性、耗能等方面的要求,而且還能提供類似于箍筋約束混凝土的作用,并解決節點區鋼筋擠壓使混凝土難于澆注的施工問題;鋼纖維混凝土還具有良好的抗裂性,可使構件在標準荷載下處于彈性階段而不裂,不出現應力的重分布;用鋼纖維混凝土制成的自防水預應力屋面板,不僅提高了自防水預應力屋面板的抗裂性能,同時也減少了縱向預應力筋的配筋率,提高了結構的耐久性。鋼纖維混凝土在建筑中的應用實例有:福州東方大廈、沈陽市急救中心站綜合樓、江蘇省丹陽市中醫院、遼陽市食品公司辦公樓等工程。
(三)道路和橋梁工程。鋼纖維混凝在道路和橋梁工程方面,主要廣泛應用于路面、橋梁、機場跑道等工程中,包括新建及修補工程。鋼纖維混凝土較普通混凝土有較好的韌性,抗沖擊、抗疲勞性。它可使面層厚度減少,伸縮縫間距加長,使用性能提高,維修費用減低,壽命延長。面層較普通混凝土可減少30-50%,公路伸縮縫間距可達30-100m,機場跑道的伸縮縫間距可達30m。用于路面及橋面修補時,其罩面厚度僅為3-5cm。在實際工程中有:北京東西環路立交橋、滬杭高速公路成渝公路、大足朱溪大橋、廣州解放大橋等工程中都采用了鋼纖維混凝土解決工程難題,使用效果較好,經濟效益顯著。
(四)鐵路工程。在鐵路工程方面,鋼纖維混凝土主要用于預應力鋼纖維混凝土鐵路軌枕、雙塊式鐵路軌枕及搶修鐵路橋面防水保護層中。鐵路工程承受較大的荷載、較高的速度和數萬次的振動,所以要求混凝土必須具有較高的強度、較高的抗沖擊性及較大的塑性。這正好利用了鋼纖維混凝土的抗沖擊性及較好的塑性。建成的工程有:沈陽鐵路局長達線維修工程、柳州鐵路局黔桂鐵路鋪設工程、南昆鐵路隧道工程和西安安康鐵路椅子山隧道等工程土。鋼纖維混凝土的應用,使維修工作量大為減少,并提高了線路的使用壽命,效果良好。
(五)港口及海洋工程。鋼纖維混凝土在海洋工程中的使用主要是鋼纖維混凝土的腐蝕問題,所以有待進一步研究,但在日本和挪威的使用經驗是令人鼓舞的。日本鋼鐵俱樂部采用鋼纖維混凝土作鋼管樁防腐層,在海水中浸泡10年,鋼纖維混凝土防腐完好,鋼管表面無銹蝕,仍有金屬光澤。挪威將鋼纖維混凝土用于北海海底輸氣管道的隧道襯砌、Forsmark核電站海底核廢料庫的支護、海洋平臺后張預應力管道孔的封堵以及碼頭混凝土受海水腐蝕部位的修補等。我國江蘇石舀港碼頭的軌道梁工程中也使用了鋼纖維混凝土。
除了上述領域外,還有很多鋼纖維混凝土的應用的實例,如承受重級工作制造工業廠房和倉庫地面、薄壁蓄水結構、預制板、離心管、污水井、游泳池、耐火混凝土和耐火材料、抗爆結構、各類建筑物和構筑物的修補、補強加固、抗震加固等。
三、結束語
鋼纖維混凝土具有普通混凝土不具有的優點,且具有良好的經濟效益,其在民用建筑樓地面、公路路面、預制構件水利工程、港口碼頭、機場跑道和停機坪、橋梁隧道以及各種構筑物等方面的應用前景將是十分廣闊的前景。