時(shí)間:2022-03-06 13:57:02
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2方案設(shè)計(jì)
筆者所在高校的機(jī)械類工程制圖課程按照教學(xué)計(jì)劃被分成兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行,共84課時(shí),其中第一個(gè)學(xué)期56課時(shí),第二個(gè)學(xué)期28課時(shí);CAD課程緊隨其后,按照教學(xué)計(jì)劃有28課時(shí);制圖測繪集中在測繪周進(jìn)行,一般放在第二學(xué)期結(jié)束時(shí)或者第二學(xué)年中。按照專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃,將工程制圖、CAD及制圖測繪三個(gè)教學(xué)單元進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),主要思路是:將CAD與測繪納入工程制圖整體教學(xué)計(jì)劃之中,成為一體的教學(xué)單元;將CAD嵌入到工程制圖理論教學(xué)與測繪各個(gè)環(huán)節(jié)之中,緊隨其后將制圖理論知識與繪圖方法在CAD中實(shí)現(xiàn)。按照以上思路具體設(shè)計(jì)的工程制圖、CAD及制圖測繪的一體化教學(xué)計(jì)劃如表1所示。
3一體化教學(xué)實(shí)踐的效果
筆者在工程制圖、CAD及制圖測繪的一體化教學(xué)的思路指導(dǎo)下,在所在的高校機(jī)械類專業(yè)制圖教學(xué)過程中對此進(jìn)行了初步嘗試,取得了一系列比較明顯的教學(xué)效果。(1)制圖理論知識教學(xué)、計(jì)算機(jī)繪圖與制圖測繪內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,成為一個(gè)整體,去除了三個(gè)教學(xué)單元之間的時(shí)間間隔,使學(xué)生有效地掌握各部分知識,提高了學(xué)生的繪圖與讀圖能力,這在學(xué)生的平時(shí)作業(yè)各項(xiàng)成績中明顯反映出來;尤其加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)繪圖的能力,在之前的教學(xué)過程中,經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生在CAD上機(jī)實(shí)踐中因?yàn)橐呀?jīng)忘記制圖的基本知識而導(dǎo)致的低級錯(cuò)誤,在測繪環(huán)節(jié)中更是如此,時(shí)間間隔往往導(dǎo)致測繪作業(yè)質(zhì)量不佳,使用一體化教學(xué)有效地解決了該問題。(2)工程制圖多媒體課件與CAD輔助演示及CAD上機(jī)實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,便于學(xué)生對知識的理解與吸收。以往的多媒體課件往往都是平面效果演示,雖然有一定的形象性,但仍不足以建立學(xué)生對形體的整體理解,在課堂教學(xué)中插入CAD輔助演示,使得教學(xué)內(nèi)容更加生動(dòng)形象,能提高學(xué)生的興趣,加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握理解,這在較難的教學(xué)環(huán)節(jié)(如組合體、機(jī)件的表達(dá)方法、零件圖等章)上表現(xiàn)的尤為明顯;而在某一教學(xué)環(huán)節(jié)完成之后隨即安排與其相聯(lián)系的CAD教學(xué)環(huán)節(jié)以及上級實(shí)踐,更加有效地鞏固了所學(xué)的制圖理論知識,也同時(shí)加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)繪圖的能力。(3)培養(yǎng)建立學(xué)生面向工程圖樣與形體的空間想象與分析能力,為其它專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。面向工程圖樣與形體的空間想象與分析能力其實(shí)就是從由二維平面圖樣想象還原三維形體,以及由三維形體投射對應(yīng)到二維平面圖樣兩個(gè)互逆的思維過程,這兩個(gè)過程可以利用AutoCAD軟件進(jìn)行形象演示,如在AutoCAD中的“繪圖”工具欄有各角度的平面視圖和軸測圖的顯示效果,方便進(jìn)行二維視圖與三維形體之間的相互轉(zhuǎn)換,在講授組合體、表達(dá)方法等內(nèi)容時(shí)可以將形體的立體模型構(gòu)建出來,再讓學(xué)生反復(fù)觀看各角度的平面視圖和軸測圖的顯示效果,這樣就能有效培養(yǎng)出學(xué)生的空間想象與分析能力。(4)在各實(shí)踐環(huán)節(jié),尤其是制圖測繪中提高了學(xué)生的繪圖效率與質(zhì)量,為以后工作中的實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的制圖測繪要求學(xué)生手工作圖,工作量很大,造成學(xué)生在測繪周的大多數(shù)時(shí)間都在機(jī)械地模仿甚至抄襲,缺乏對測繪設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的深入理解思考與綜合運(yùn)用,而在一體化教學(xué)中學(xué)生之前已經(jīng)掌握了AutoCAD的功能命令,并在練習(xí)中有了一定的熟練性,因此可以將測繪作業(yè)在AutoCAD中實(shí)現(xiàn),過程中就減少了程式化繪圖的時(shí)間,增加了學(xué)生理解思考各環(huán)節(jié)的時(shí)間,這使得在實(shí)際教學(xué)過程中學(xué)生測繪作業(yè)的圖紙質(zhì)量有了明顯的提高。
4一體化教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題與解決思路
工程制圖、CAD及制圖測繪一體化教學(xué)取得明顯效果的同時(shí),在教學(xué)過程中也發(fā)現(xiàn)若干問題,如下:(1)教材編寫的問題。由于現(xiàn)行條件不充分,筆者在教學(xué)過程中使用的是以原本教學(xué)模式編訂的教材,其中工程制圖與CAD分別是兩本獨(dú)立的教材,制圖測繪在兩本教材中都沒有被列入,而只是由教師根據(jù)測繪任務(wù)指導(dǎo)書進(jìn)行實(shí)施,因此在教學(xué)過程中出現(xiàn)多本教材同時(shí)交錯(cuò)使用的問題,給教學(xué)效果帶來不利的影響,因此編寫將工程制圖、CAD及制圖測繪三部分內(nèi)容有機(jī)結(jié)合為一體的新教材就成為迫切需要解決的問題,筆者已經(jīng)著手申請教材編寫,希望盡早完成并出版。(2)學(xué)生在計(jì)算機(jī)繪圖中的抄襲拷貝現(xiàn)象。電子文檔的復(fù)制拷貝極其方便,這也導(dǎo)致一部分學(xué)生不去自主認(rèn)真的完成作業(yè),只是簡單拷貝抄襲他人作業(yè),這種現(xiàn)象在制圖測繪中表現(xiàn)尤為明顯,而這一問題若不能解決,將嚴(yán)重影響教學(xué)效果。其解決思路是:在制圖測繪中設(shè)置多個(gè)不同的專題,將學(xué)生劃分多個(gè)小組進(jìn)行專題測繪,在小組內(nèi)部再將各部件繪圖任務(wù)分配給各人,而某個(gè)學(xué)生最終成績的評定將由他所擔(dān)負(fù)的這部分測繪作業(yè)作為重要依據(jù)。(3)任課教師評價(jià)打分的嚴(yán)格性。學(xué)生的成績評定分為平時(shí)成績、考試成績、上機(jī)成績、測繪成績四個(gè)方面,由于考試卷面成績只占總成績的50%,其它三項(xiàng)都是教師根據(jù)學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)與作業(yè)質(zhì)量打分,有一定的主觀性,在實(shí)際教學(xué)過程中有的教師在平時(shí)成績、上機(jī)成績、測繪成績?nèi)?xiàng)的打分上有較大的隨意性,或者為使某學(xué)生及格而在這三項(xiàng)上不合實(shí)際的提分,就造成最終的綜合成績無法表明學(xué)生對制圖的掌握程度。這就要求教師以認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度對待每個(gè)學(xué)生和每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),盡量將學(xué)生對每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的掌握程度通過成績反映出來。
2試題庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.1試題參數(shù)設(shè)計(jì)
試題庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵照規(guī)范化、一致性、完整性和合理性等原則,并確定了以下幾個(gè)試題參數(shù),包括:式中的n代表等級數(shù),ni為評估值中第i個(gè)難度級別的實(shí)際人數(shù),而xi則是其對應(yīng)的權(quán)重,N是專家人數(shù).(2)區(qū)分度.區(qū)分度的數(shù)值介于-1到1之間,是試題在不同能力級別考生的區(qū)分程度,其計(jì)算方法也可借用專家評估法,公式為:(3)章節(jié)劃分.根據(jù)工程制圖的教學(xué)大綱和知識結(jié)構(gòu),結(jié)合試題庫試題的分層管理實(shí)際,把學(xué)科內(nèi)容分為基礎(chǔ)知識部分、點(diǎn)線面部分、軸測圖部分以及零件裝配圖部分等,并進(jìn)一步劃分具體知識內(nèi)容.
2.2功能模塊設(shè)計(jì)
按照工程制圖智能組卷系統(tǒng)的需求,整個(gè)系統(tǒng)可分為六大功能模塊,包括用戶管理模塊、題庫管理模塊、組卷模塊、排版模塊、學(xué)生練習(xí)模塊、試卷管理模塊.(1)用戶管理模塊.按照該模塊的人員構(gòu)成和對程序功能的需要,本模塊用戶可分為管理員、學(xué)生、教師.其中管理員擁有最高權(quán)限,可管理所有功能,學(xué)生只有練習(xí)及密碼修改的權(quán)限,教師可進(jìn)行組卷及試卷管理模塊的操作.通過明確的用戶權(quán)限劃分,保證工程制圖智能組卷系統(tǒng)的穩(wěn)定、有序.(2)題庫管理模塊.題庫管理模塊可以對題庫進(jìn)行維護(hù),對試題進(jìn)行添加、瀏覽、更新、刪除等.Win-dowsAPI在此模塊中得以應(yīng)用,而DWG格式文件和圖形文件的預(yù)覽及存儲技術(shù)同樣融入在模塊構(gòu)建的過程中.設(shè)計(jì)所需的工程制圖試題庫需要用AutoCAD來繪制矢量圖形,試題添加有兩種方式,其一借助ActiveX接口來對AutoCAD調(diào)用以繪制新試題,其二是直接引入繪制好的試題,以DWG文件的格式.而系統(tǒng)以試題瀏覽功能的模式來幫助組卷老師和管理員從宏觀角度了解試題組成.在瀏覽的過程中,每個(gè)知識點(diǎn)所涵括的試題數(shù)均需要按照知識點(diǎn)和章節(jié)與試題的對應(yīng)來分類、統(tǒng)計(jì)、圖形預(yù)覽和顯示試題參數(shù)[6].在充分了解試題的信息和基本類型之后,再做修改或刪除,預(yù)覽試題做圖形核實(shí),將需要修改或刪除的功能匯集在實(shí)體預(yù)覽框架內(nèi),一旦用戶在瀏覽試題時(shí)發(fā)現(xiàn)有不適合考試應(yīng)用或者圖中錯(cuò)誤的問題,就可以進(jìn)行刪除或修改,從而提高試題更新的有序性.(3)組卷模塊.此模塊是整個(gè)試題庫系統(tǒng)的重點(diǎn),主要用于對試題的生成和篩選.以組卷方式的差異性將組卷模塊切分為自動(dòng)和手動(dòng)組卷兩種模式.設(shè)計(jì)一個(gè)可以從題庫中快速抽選最符合考試要求的試卷或試題需要一個(gè)精確的算法,此算法涉及到收斂快慢和全局尋優(yōu)的問題.其中,隨機(jī)法、遺傳算法、回溯法、禁忌搜索法、誤差補(bǔ)償法、多約束優(yōu)化多被用于對組卷的計(jì)算或者算法輔助的優(yōu)化,在使用的過程中,混合算法效果必然優(yōu)于單一的算法.在執(zhí)行中,系統(tǒng)組卷需要用戶預(yù)先輸入平均難度、總分值、知識點(diǎn)范圍、總答題時(shí)間等在內(nèi)的目標(biāo)參數(shù),繼而輸入難度等級和各章節(jié)在總分值中的比率,并選擇出適合的各題型的分值比例[7].經(jīng)過用戶對試題或試卷的瀏覽后,所有不滿意的試題甚至試卷均可以作廢并重新生成,使得工程制圖試題庫能夠及時(shí)調(diào)整試題內(nèi)容,提高其教學(xué)實(shí)效.4)排版模塊.機(jī)械制圖科目的試題與其他科目的差異很大,試題主要以圖形為主,輔之以文字.通過借助AutoCAD軟件,AutoCAD可依靠VBA進(jìn)行控制,以確保自動(dòng)排版.標(biāo)準(zhǔn)化的試題和試卷排版可保障整體圖文混排設(shè)計(jì)的美觀及精確,此外科學(xué)的排版算法也同樣重要[8].(5)學(xué)生練習(xí)模塊.在該模塊中,學(xué)生依靠已登錄的身份可對試題難度和具體的知識點(diǎn)進(jìn)行選擇,按照要求系統(tǒng)將隨機(jī)抽取出題目并展示,學(xué)生使用本機(jī)上AutoCAD作圖軟件或者直接進(jìn)行手工繪圖練習(xí),利用播放解題動(dòng)畫、三維模型的功能可幫助學(xué)生學(xué)習(xí)并理解解題的方法.由于圖形試題具有特殊性,自動(dòng)評分難度比較大,此模塊無法控制學(xué)生解題過程并對此做出評價(jià),因此只能作為學(xué)生輔助學(xué)習(xí)手段的一種,力求提升學(xué)生的自學(xué)能力.(6)試題管理模塊.每道試題的分值、難度、估計(jì)解題時(shí)間等,從理論而言,均需以教育統(tǒng)計(jì)和測量學(xué)方法的測試為前提,當(dāng)使用試題錄入后,試題參數(shù)以專家經(jīng)驗(yàn)為依據(jù),因此不具備完全準(zhǔn)確性,考試主要也是對試題的測試,按照每次考試的情況,對試題參數(shù)可進(jìn)行修正[9].系統(tǒng)并不具備自動(dòng)評分的功能,因此考試后還需人工判卷并統(tǒng)計(jì)每道題目的得分,并對試題的難度值進(jìn)行修正.系統(tǒng)管理員對需要修正的試題參數(shù)進(jìn)行調(diào)取存檔,從試題庫中調(diào)入試題并記錄得分樣本后,系統(tǒng)將對試題做出進(jìn)一步的修正.
二、其他輔助教學(xué)設(shè)計(jì)
輔導(dǎo)與作業(yè)練習(xí)的設(shè)計(jì),需要實(shí)現(xiàn)從基于一個(gè)答案的選擇方式,更改到復(fù)雜自主訓(xùn)練學(xué)習(xí)的模式,并且要能夠提供交互功能和簡單提示智能訂正。虛擬環(huán)境可以代表任何真實(shí)的或抽象的三維世界。這些虛擬世界可以是動(dòng)畫、互動(dòng)、共享,具有可以公開的行為和功能。形式化的智能四維模型知識,使教師能夠快速創(chuàng)建和更新現(xiàn)實(shí)的時(shí)間表和日程安排表,并能把時(shí)間和空間兩方面結(jié)合起來。這些智能四維模型支持日程安排,具有較低的設(shè)計(jì)成本,具有較好的抗干擾和安全性能,能提高設(shè)計(jì)進(jìn)度,實(shí)施信息溝通。
二、課程學(xué)習(xí)中的師生溝通,任課教師與輔導(dǎo)員的及時(shí)溝通
傳統(tǒng)的大學(xué)教學(xué)方式是:任課教師踩著鈴聲來上課,踏著鈴聲下課,只管傳授知識不管其他。在大學(xué)里對學(xué)生的日常管理實(shí)行的是輔導(dǎo)員制。一名輔導(dǎo)員要管理200名以上的學(xué)生。大學(xué)里的輔導(dǎo)員一般是由剛畢業(yè)的大學(xué)畢業(yè)生擔(dān)任,輔導(dǎo)員隊(duì)伍年輕化、單一化,其優(yōu)點(diǎn)是有活力、有激情,和學(xué)生年齡接近、經(jīng)歷相近,容易和學(xué)生溝通,同時(shí)也存在著社會(huì)經(jīng)驗(yàn)不足的特點(diǎn)。由于分工明確:教師只管授課,輔導(dǎo)員只負(fù)責(zé)學(xué)生的日常管理,這就造成了教師、輔導(dǎo)員雖然共同培養(yǎng)學(xué)生,但互不見面,從不溝通的問題與局面。學(xué)生課堂以外的情況教師不了解,學(xué)生的學(xué)習(xí)情況輔導(dǎo)員不了解,其學(xué)習(xí)情況只有考試成績出來后才知道。學(xué)生由中學(xué)轉(zhuǎn)入大學(xué),其學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變本身就需要一個(gè)適應(yīng)過程,而對于這種他們從未經(jīng)歷過的管理方式、課程安排和全新的課程,更需要一個(gè)適應(yīng)過程。這就需要教師與輔導(dǎo)員及時(shí)溝通,了解每個(gè)學(xué)生的具體情況,關(guān)注每一個(gè)學(xué)生的生活學(xué)習(xí)過程,當(dāng)學(xué)生遇到思想、生活或?qū)W習(xí)的困難時(shí),教師和輔導(dǎo)員聯(lián)手解決,使其順利、愉快地完成大學(xué)的學(xué)習(xí),成為一名令家長和社會(huì)都滿意的合格的人才。
三、采用學(xué)生與教師的角色互換開放式教學(xué)法,指導(dǎo)學(xué)生制作教學(xué)課件
縱觀我國的教學(xué)歷史,自從有了學(xué)校,教學(xué)模式一直延續(xù)了老師在講臺上講課,學(xué)生在臺下聽課的模式,無論是什么層次的學(xué)生,無論是何種課程。而學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間要從少兒時(shí)期一直延續(xù)到青年時(shí)期,也就是說一個(gè)人從小學(xué)到大學(xué)本科畢業(yè)需要16年的學(xué)習(xí)時(shí)間。試想一下,在長達(dá)十幾年的學(xué)習(xí)生涯里面對的是一種教學(xué)方法,不管老師在課堂上講地多么生動(dòng)、有趣,學(xué)生也會(huì)逐漸失去新鮮感。雖然隨著科技的不斷進(jìn)步,投影儀、計(jì)算機(jī)引用到教學(xué)中,因教學(xué)模式?jīng)]有根本性變革,教學(xué)效果還是不明顯。為了使學(xué)生由被動(dòng)地接受變?yōu)橹鲃?dòng)地學(xué)習(xí),可以在課堂上采取老師與學(xué)生角色互換的方法。具體操作時(shí),選擇某些章節(jié)作為采用這一教學(xué)方法的內(nèi)容,首先在課前布置任務(wù),讓一組學(xué)生編寫教案,準(zhǔn)備上臺講述課程內(nèi)容;一組學(xué)生制作這部分的教學(xué)課件;課堂上共同展示,先讓學(xué)生進(jìn)行比較,找出對方的欠缺之處,最后由老師加以總結(jié),再精講一遍,指出本部分的知識點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)。這樣,不僅可以使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)工程制圖課程的內(nèi)容,參與到整個(gè)教學(xué)過程中來,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的集體協(xié)作能力,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)其他相關(guān)知識的興趣。
四、課程學(xué)習(xí)中的實(shí)踐與現(xiàn)場教學(xué)相結(jié)合
鑒于工程制圖實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),開放式教學(xué)法僅局限于課堂顯然無法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。為了使學(xué)生對工程制圖課有一個(gè)全面的了解和學(xué)好這門課程,我專門有針對性地設(shè)計(jì)了課外實(shí)踐課和現(xiàn)場教學(xué)課。在組合體部分采用課外實(shí)踐課。步驟為:①首先利用現(xiàn)有的教學(xué)模型讓學(xué)生參觀,每人選擇一個(gè)模型,畫出三視圖,并標(biāo)注尺寸,模型收回;②交換所畫的三視圖,根據(jù)三視圖及其尺寸,選擇適當(dāng)?shù)谋壤孟鹌つ嘧龀鰣D中的組合體;③根據(jù)自己所做的模型,從收回的模型中挑選出形狀相同的模型,然后進(jìn)行分析對比,相互找出圖形表達(dá)、尺寸標(biāo)注和讀圖(即模型制作)中的錯(cuò)誤。通過這一過程,完成了組合體中的構(gòu)形分析、畫三視圖、尺寸標(biāo)注和讀圖的全部內(nèi)容,這樣既豐富了教學(xué)方法,又培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力,為培養(yǎng)技能型的學(xué)生提供了良好的教學(xué)平臺。在機(jī)械零件部分采用現(xiàn)場教學(xué)課,步驟為:①布置任務(wù):讓學(xué)生預(yù)習(xí)本章內(nèi)容;②進(jìn)廠參觀,主要參觀機(jī)械加工車間和現(xiàn)代化程度較高的裝配生產(chǎn)線,每人抄畫一張零件草圖或裝配圖草圖;③返回課堂,讓學(xué)生上講臺講解;④老師對照學(xué)生所畫的草圖和其講解的內(nèi)容進(jìn)行對照、分析。在這一教學(xué)實(shí)踐的過程中,讓學(xué)生切實(shí)了解了機(jī)械圖(零件圖、裝配圖)的作用、內(nèi)容、畫法等,使課本上的內(nèi)容由抽象變?yōu)榫唧w,使學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上更易掌握工程制圖這一課程。
2.黃土溶洞與陷穴對施工的影響黃土溶洞與陷穴,是黃土地區(qū)常見的不容忽視的不良地質(zhì)現(xiàn)象。如果將隧道修建在黃土地質(zhì)的上方,則會(huì)有隧道基底下沉的可能。如果將隧道修建在黃土地質(zhì)的下方,則會(huì)有冒頂?shù)目赡?。若果將隧道修建在黃土地質(zhì)的附近地區(qū),則會(huì)有偏壓受力的可能,使得圍巖與襯砌處于不利的受力狀態(tài)。總之,若不采取相應(yīng)的措施,都將釀成無可挽回的局面。
3.水對黃土隧道施工的影響黃土在干燥環(huán)境下時(shí)十分堅(jiān)固可靠,承壓的能力較高,隧道的施工能得以順利的進(jìn)行。但是,在含地下水較豐富的黃土地層,黃土一旦遇水,就會(huì)地質(zhì)松軟、不穩(wěn)定、孔隙大,承載力急劇降低,遇水下沉產(chǎn)生凹陷。最重要的是,黃土的這種濕陷變形是相當(dāng)突然的,沒有征兆的不可挽回的。當(dāng)黃土被豐富的地下水浸濕后,土體會(huì)發(fā)生不同程度的濕陷性,從而發(fā)生突然性的不均勻沉降,因此隧道開挖后的圍巖就會(huì)迅速的喪失自穩(wěn)能力,如果施工中的支護(hù)措施不足,就極易給隧道施工帶來預(yù)想不到的危險(xiǎn)。比如發(fā)生坍塌。
二、黃土隧道的施工方法
1.黃土地質(zhì)為隧道施工的正常進(jìn)行帶來了巨大的困難,但是對于隧道施工的建設(shè)者們,這是一個(gè)不得不克服的難題。在黃土的特性和對隧道施工的影響中,我們可以分析到,在隧道施工中,處理黃土地質(zhì)問題應(yīng)該著重從影響其物理性質(zhì)變化的內(nèi)在因素和外在因素上共同考慮,通過改變圖的力學(xué)性質(zhì)達(dá)到處理的目的。但是對于不同的工程,具有不同的施工條件,因此還需要根據(jù)不同的情況進(jìn)行不同的處理??偠灾?,黃土地質(zhì)下隧道施工的要點(diǎn)大致如下:應(yīng)做好黃土構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布的調(diào)查;根據(jù)不同地域的不同水文地質(zhì)條件選擇合理的施工方法,對圍巖進(jìn)行合理的支護(hù),宜采用復(fù)合式襯砌;做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程,并妥善處理陷穴和裂縫;遵循“短開挖、少擾動(dòng)、強(qiáng)支護(hù)、實(shí)回填、嚴(yán)治水、勤量測”的施工原則。在黃土地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行隧道施工時(shí),對于因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位,應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)措施,以保證施工能安全順利的進(jìn)行。同時(shí),開挖方式宜采用短臺階法或分布開挖法,初期支護(hù)必須在開挖斷面后盡快施作。下面對施工細(xì)節(jié)進(jìn)行說明:
2.洞頂陷穴的處理針對黃土的濕陷性,為了保證隧道能安全順利的施工,在隧道開挖前應(yīng)對洞頂周圍陷穴進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?,防止水從陷穴和裂縫滲入到隧道內(nèi)部,侵蝕洞體周圍,引起隧道的坍塌。第一步將陷穴中的雜物清除,第二部對陷穴加以加工使之成為較規(guī)則的形狀,以便于后期的回填,最后夯實(shí)陷穴底部。對于較深的陷穴可采用灌漿充填,對于較淺的陷穴可采取素土或灰土分層夯實(shí)回填。除上述處理方法之外,也可結(jié)合坡頂建筑物地基處理,采用擠密法處理黃土陷穴現(xiàn)象。
3.洞口防護(hù)及地表加固根據(jù)不同洞口的特點(diǎn)和“自然進(jìn)洞”的施工原則,借助地表注漿加固等輔助施工措施提前進(jìn)洞,這樣就能有效的解決洞口的工程危害,保護(hù)洞口邊仰坡穩(wěn)定,降低洞口的防護(hù)成本。常用的防護(hù)和加固方法有深孔注漿、地面錨桿、高壓噴射注漿等。支護(hù)措施黃土地質(zhì)的圍巖開挖后,如果若暴露時(shí)間過長,圍巖風(fēng)化至內(nèi)部巖體加速松弛,進(jìn)而發(fā)生坍方現(xiàn)象。因此,對于支護(hù)宜采用復(fù)合式襯砌,開挖時(shí)少擾動(dòng),開挖后以噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼支撐作初期支護(hù),一起構(gòu)成較強(qiáng)的支護(hù)體系,防止因支護(hù)措施不當(dāng)而發(fā)生的工程事故。必要時(shí)也可采用超前錨桿、管棚支護(hù)加固圍巖。在初期支護(hù)基本穩(wěn)定后,進(jìn)行作用永久支護(hù)襯砌。襯砌背后尤其是拱頂回填要密實(shí)。監(jiān)控檢測監(jiān)控檢測是所有施工過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。在隧道施工的過程中,應(yīng)定期對圍巖支護(hù)體系的穩(wěn)定性進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)測和評價(jià),為初期支護(hù)和二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整提供有利的依據(jù),從而確保施工能安全順利的進(jìn)行。
回彈法檢測主要的原理就是通過回彈儀測量出混凝土表層硬度,進(jìn)而推斷出混凝土的強(qiáng)度,若回彈數(shù)偏大,那么就標(biāo)明混凝土硬度強(qiáng),進(jìn)而其抗壓強(qiáng)度也就很大。在選用回彈儀的過程中,應(yīng)該選用具有產(chǎn)品合格證、生產(chǎn)許可證、檢測單位檢測合格證的回彈儀。而在回彈儀正式使用前,還應(yīng)該按照一定標(biāo)準(zhǔn)將回彈儀放在鋼鉆上完成率定,一般情況下率定平均值保持在78至82之間,溫度也唯有處于-4℃至40℃之間時(shí)才能夠得出有效數(shù)據(jù)。
1.2檢測過程中的有關(guān)方法
通過回彈法的應(yīng)用,不但能夠很好的完成單個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢測,同時(shí)還可以批量完成檢測工作。針對相同的生產(chǎn)工藝和強(qiáng)度等級的混凝土,應(yīng)確保原材料、成型工藝、配合比及養(yǎng)護(hù)條件等具有一致性,在超過10件同類構(gòu)件當(dāng)中任意抽檢的數(shù)量都應(yīng)該大于同類構(gòu)件總量的30%。
1.3檢測工作結(jié)束之后整理出評定結(jié)果
努力選擇地方測強(qiáng)曲線來求得混凝土強(qiáng)度數(shù)值的換算表,這主要是由于它比國家制定的回彈檢測方法測強(qiáng)曲線更貼近區(qū)域內(nèi)的實(shí)際狀況,同時(shí)它也切實(shí)考慮到地區(qū)當(dāng)中獨(dú)有的自然條件、混凝土原材料特性以及養(yǎng)護(hù)工藝,相比于傳統(tǒng)測強(qiáng)曲線的所測結(jié)果,它和混凝土實(shí)際強(qiáng)度更加接近。
2土建工程鋼筋保護(hù)層厚度及其間距的檢測
在土建工程結(jié)構(gòu)實(shí)體中,其鋼筋的準(zhǔn)確位置一般是通過鋼筋保護(hù)層厚度及其間距來表示。鋼筋保護(hù)層厚度及其間距對于結(jié)構(gòu)持久性以及受力性有著極大的影響。鋼筋雖然在隱蔽施工前已經(jīng)得到檢驗(yàn),然而在澆筑混凝土的過程中,考慮到材料運(yùn)送、擺放,混凝土振搗,以及一些人為因素的影響,使土建工程中鋼筋的位置和評價(jià)時(shí)的位置不一致,而且因施工管理水平的不同,使其位置變化的幅度也出現(xiàn)了相應(yīng)變化,這些因素都極大地影響著土建工程實(shí)體結(jié)構(gòu)的安全性及其使用期限。在檢測鋼筋保護(hù)層及其間距時(shí),檢測的主要目標(biāo)是板類構(gòu)件和梁類構(gòu)件的豎向受力鋼筋,檢測方式通常使用局部破損或者非破損的方式,在正式檢測之前,所使用的檢測設(shè)備及儀器應(yīng)實(shí)施必要的校對及檢定,而且檢測操作過程需要充分達(dá)到有關(guān)操作要求,唯有如此檢測的結(jié)果才能夠保證既真實(shí)又可靠。通常情況下,土建過程結(jié)構(gòu)實(shí)體的鋼筋保護(hù)層在實(shí)施厚度檢測時(shí)可以存在一定的誤差,其中板類構(gòu)件的誤差應(yīng)控制在-5毫米至8毫米之間。
3土建工程現(xiàn)澆板厚度的檢測
在檢測過程中,所抽檢的現(xiàn)澆板需要具有典型性,一般土建工程根據(jù)建筑總層數(shù)的50%進(jìn)行抽查,每一抽查層隨機(jī)抽取不應(yīng)低于一個(gè)檢驗(yàn)批,每一檢驗(yàn)批隨機(jī)選擇也不能低于3塊板。非住宅土建工程根據(jù)建筑在那個(gè)層數(shù)三層以下(包括三層),隨機(jī)抽取不低于一個(gè)樓層,四到九層的建筑物,可隨機(jī)抽取不低于兩個(gè)樓層,而十層以上的建筑物,應(yīng)該隨機(jī)抽取不低于3塊板,然后再進(jìn)行檢測。通常情況下,每一層現(xiàn)澆板的抽檢數(shù)量都不能低于3塊,并且每一塊板材需要隨機(jī)尺量4個(gè)點(diǎn)。
4土建工程承重砌體砌筑砂漿強(qiáng)度的檢測
在土建砌體工程當(dāng)中,所使用的砂漿強(qiáng)度以及砌體垂直高度都是通過實(shí)體檢驗(yàn)得出的主要指標(biāo)。通常情況下,砌體實(shí)體檢驗(yàn)應(yīng)用回彈法以及貫入法來檢測,磚混結(jié)構(gòu)的工程項(xiàng)目根據(jù)不低于砌體總是的3%,而且也不能低于三個(gè)構(gòu)件實(shí)施砌筑砂漿強(qiáng)度的檢測,在針對構(gòu)件進(jìn)行抽檢的過程中,還應(yīng)住店考慮樓層及其承重狀況等等。
5土建工程結(jié)構(gòu)實(shí)體質(zhì)量檢測的處理
土建工程結(jié)構(gòu)實(shí)體檢測報(bào)告是主體結(jié)構(gòu)在進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)一份極為主要的質(zhì)量管控材料,不能根據(jù)要求實(shí)施結(jié)構(gòu)實(shí)體質(zhì)量檢測或是質(zhì)量檢測未達(dá)標(biāo)且不能根據(jù)驗(yàn)收報(bào)告進(jìn)行處理的項(xiàng)目決不可通過驗(yàn)收。土建工程各方若是對檢測結(jié)果有疑問,可以向檢測單位提出書面形式的復(fù)試要求,檢測部門需要及時(shí)對其進(jìn)行復(fù)試。在復(fù)試的過程中,檢測單位的監(jiān)理、施工等單位應(yīng)派遣代表到現(xiàn)場進(jìn)行見證,有必要時(shí)還應(yīng)該邀請質(zhì)檢和設(shè)計(jì)人員到場,并且要將復(fù)試結(jié)果以書面的形式告知給要求復(fù)試的單位。若是對于復(fù)試結(jié)果還有異議,那么可以向建設(shè)行政主管部門申請仲裁。利用對土建工程結(jié)構(gòu)實(shí)體開展質(zhì)量檢測,能夠以更加科學(xué)數(shù)據(jù)掌握工程質(zhì)量的整體狀況,而且還能及時(shí)了解建筑物在使用中所存在的質(zhì)量隱患和安全隱患,從而為消除質(zhì)量、安全隱患以及提升工程質(zhì)量整體水平起到積極作用。
從上世紀(jì)80年代開始,地質(zhì)工程學(xué)就在我國誕生了,地質(zhì)工程學(xué)主要就是對地質(zhì)災(zāi)害的防治所進(jìn)行研究的。地質(zhì)災(zāi)害工程涵蓋著對地質(zhì)災(zāi)害的防治以及巖土兩個(gè)重要的層面,其中的巖土工程則是施工間所設(shè)計(jì)到的開挖巖土體的加固處理。從巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的主要類型特征層面,不同的地質(zhì)災(zāi)害類型就有著不同的特征,巖土工程中的泥石流地質(zhì)災(zāi)害類型是降水作用下,溝谷以及山坡等出現(xiàn)的攜帶大量石塊及泥沙物體的洪流,主要是表現(xiàn)為固體流動(dòng)和液體流動(dòng)相結(jié)合的混合物,這一地質(zhì)災(zāi)害類型受到棄土棄渣的防護(hù)不合理所致,再有就是在開挖過程中沒有科學(xué)化進(jìn)行。再者,巖土工程地質(zhì)災(zāi)害中的滑坡類型也比較常見,主要是地下水以及河流的沖刷等使得斜坡的巖體或者土地的軟弱地帶發(fā)生的下滑情況?;碌刭|(zhì)災(zāi)害主要的由于強(qiáng)降雨或者強(qiáng)降雪所致,還有就是受到地表水沖刷、浸泡等也比較容易發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害。巖土工程地質(zhì)災(zāi)害類型中的崩塌也是比較常見的災(zāi)害類型,這一地質(zhì)災(zāi)害主要就是由于根部的虛空使得陡坡裂縫分割巖體而發(fā)生局部的折斷等狀況,這樣就失去了原有的穩(wěn)定性鞥發(fā)生翻滾。崩塌地質(zhì)災(zāi)害主要是受到礦產(chǎn)資源開采及道路邊坡開挖影響比較嚴(yán)重。另外,巖土工程地質(zhì)災(zāi)害中的地面變形也是常見災(zāi)害之一,這一類型的地質(zhì)災(zāi)害主要有地面的沉降額塌陷,或者是出現(xiàn)裂縫等。地面變形的地質(zhì)災(zāi)害受到區(qū)域內(nèi)地表水的大量抽取以及表面的熔巖和對礦產(chǎn)的不合理開采的影響比較嚴(yán)重,所以在對巖土工程中地質(zhì)災(zāi)害的防治過程中就要能夠結(jié)合實(shí)際進(jìn)行處理。
1.2巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的成因分析
巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的成因根據(jù)類型的不同也會(huì)有著多種成因,主要體現(xiàn)在受到地形地貌的影響比較顯著,我國是地質(zhì)災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一,每年由于地質(zhì)災(zāi)害所造成的損失比較巨大,這對多個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有了限制。從巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的主要成因?qū)用鎭砜?,分為自然因素及人為活?dòng)因素,其中的人為活動(dòng)因素是造成地質(zhì)災(zāi)害比較重要的影響因素,由于在一些建設(shè)和開發(fā)開采等活動(dòng)的實(shí)施下,就對原有的地質(zhì)自然形態(tài)造成了破壞,從而引發(fā)了一些列的災(zāi)害,其發(fā)生和地質(zhì)本身的關(guān)系并不大,主要就是由于人為破壞的。對于巖土工程的地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是在自然地質(zhì)演變和氣候的變化下逐漸形成的不穩(wěn)定狀況,經(jīng)過人為活動(dòng)對這一不穩(wěn)定活動(dòng)的破壞,加快了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生對人們的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)以及生命等都有著很大的危害,這也是災(zāi)難性的事故。另外就是巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的自然因素,這一影響因素也被稱為是第一環(huán)境問題,不會(huì)因?yàn)闅v史變遷而發(fā)生變化。地形地貌的影響以及水文氣候的特點(diǎn)和地質(zhì)環(huán)境的特點(diǎn)等都會(huì)對巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生起到促進(jìn)作用。
2巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的有效防治措施探究
第一,對巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的防治要從多方面進(jìn)行考慮分析,采取多樣化的防治措施,由于地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生需要一定的條件促進(jìn)才能形成,所以為能夠?qū)r土工程地質(zhì)災(zāi)害得到有效防治,就要從源頭上進(jìn)行消除。首先是對巖土工程的實(shí)施過程中,要能對地質(zhì)災(zāi)害的勘察得到充分重視,地質(zhì)災(zāi)害額發(fā)生和地質(zhì)狀況有著緊密的聯(lián)系,這就要對地質(zhì)的實(shí)際狀態(tài)加強(qiáng)勘察,進(jìn)而保障巖土工程施工中的安全性。具體的措施就是先成立地質(zhì)勘察小組,對巖土工程施工的地區(qū)進(jìn)行實(shí)際的勘察,對施工場地的地質(zhì)特征以及形成原因加以詳細(xì)化分析,然后對地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能程度進(jìn)行評估,并要定期的到現(xiàn)場實(shí)施觀察。第二,當(dāng)前我國的科學(xué)技術(shù)有了很大程度的發(fā)展,將其在巖土工程施工的有效應(yīng)用對地質(zhì)災(zāi)害的防治就有著積極作用。從我國地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系的發(fā)展過程中來看,有的是通過先進(jìn)儀器設(shè)備誒等進(jìn)行的專業(yè)監(jiān)測,還有的是通過群眾參與的群測群防??傮w而言,對巖土工程施工過程中的地質(zhì)災(zāi)害防治要能將“感”、“傳”、“知”、“用”這幾個(gè)層面得到準(zhǔn)確的掌握,其中的感就是對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,再通過移動(dòng)終端對所采集的信息加以傳遞,這樣就能通過衛(wèi)星傳回監(jiān)測的數(shù)據(jù),然后再對這些數(shù)據(jù)加以處理分析并建立模型,對地質(zhì)災(zāi)害的狀態(tài)以及發(fā)展趨勢加以判斷,最后就是采取輔的決策對地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警以及搬遷轉(zhuǎn)移等措施提出。第三,對巖土工程地質(zhì)災(zāi)害的防治還需要開展相應(yīng)的防治工程設(shè)計(jì),結(jié)合實(shí)際巖土工程所受到的災(zāi)害情況進(jìn)行對防治的途徑加以確定,然后再按照災(zāi)害的發(fā)生程度以及對防治目標(biāo)的確定等對防治的實(shí)際強(qiáng)度和工作量詳細(xì)的制定,例如采取支擋或者排水以及加固等方面的措施進(jìn)行實(shí)施。從工程層面來看采取工程型防治是地質(zhì)災(zāi)害最為主要的防治措施,工程開展過程中要進(jìn)行實(shí)施削方減載,并把緣地表排水及開展前緣支擋的方法對實(shí)際的施工要求加以滿足,在工程防治方面要能結(jié)合實(shí)際來采取相關(guān)措施。第四,而采用生物防治的措施,則主要是通過植樹造林以及草坡護(hù)理等方式實(shí)施防治,這在環(huán)境保護(hù)以及防治的時(shí)間上都有著較好效果的呈現(xiàn)。還可再用地質(zhì)災(zāi)害的避讓措施的實(shí)施,巖土工程施工過程中通過避讓措施能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害的損失降到最低。對于災(zāi)害隱患點(diǎn)及變形斜坡在雨天所采取避讓措施比較有效,如在下雨天可讓比較容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的群眾及時(shí)的搬遷,在對這一措施實(shí)施過程中要能有效遵循就近以及不受災(zāi)害威脅的原則。對于有著較大危害的采取避讓措施是比較有效的。
充分控制油田土建工程的施工過程
對油田土建工程質(zhì)量的控制管理是油田建設(shè)產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ),因而相關(guān)工程在竣工后,必須達(dá)到滿足油田建設(shè)產(chǎn)品生產(chǎn)圖紙中的技術(shù)要求,同時(shí)又要滿足國家相關(guān)生產(chǎn)規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)要求。因而在施工前應(yīng)當(dāng)做好充分的施工準(zhǔn)備,加強(qiáng)施工過程的控制,嚴(yán)格監(jiān)督施工全程,將其中不合格因素扼殺在萌芽中,同時(shí)對此采取相應(yīng)措施以預(yù)防相同錯(cuò)誤的再次發(fā)生,如此就能抓好油田土建工程的質(zhì)量問題,同時(shí)將一些不必要的經(jīng)濟(jì)損失降低至最低限度,這對油田工程造價(jià)的控制也起到了十分有利的影響。在油田土建工程的施工過程中不應(yīng)當(dāng)只是片面的追求建設(shè)工程的質(zhì)量,對其質(zhì)量的控制并不是指不惜一切代價(jià)的投入成本以及人工費(fèi)用,而是應(yīng)當(dāng)由相關(guān)施工單位精打細(xì)算,在有充分準(zhǔn)備的情況下合理組織工人進(jìn)行施工,這樣才能在滿足工程質(zhì)量的同時(shí)又降低整個(gè)工程的成本。
對油田土建工程施工質(zhì)量的控制
2不同類型土地整治工程技術(shù)
目前,土地綜合整治包括:
①對未利用地的開發(fā)利用,如根據(jù)需求和現(xiàn)狀將未利用地改良為農(nóng)地或建設(shè)用地;
②對已利用地的綜合整治,提高土地利用效率和土地產(chǎn)值,如對農(nóng)地的改良、配套,進(jìn)行集約化利用,建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田;
③對現(xiàn)狀土地進(jìn)行土地市場一級開發(fā)支持經(jīng)濟(jì)建設(shè),對污染、災(zāi)毀及破損土地的整治利用等。筆者基于長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),結(jié)合實(shí)際提出了以下不同類型土地整治工程技術(shù)。
2.1非農(nóng)用地轉(zhuǎn)化為農(nóng)用地工程
非農(nóng)用地是指農(nóng)業(yè)用地和暫時(shí)難于利用的土地(如戈壁、沙漠、高寒山地、裸巖、裸土等)以外的土地,通常包括農(nóng)村聚落,大、中、小城鎮(zhèn),工礦區(qū),交通運(yùn)輸、名勝古跡、旅游、療養(yǎng)區(qū),自然保護(hù)區(qū)等占用的土地。我國非農(nóng)業(yè)用地約占國土中面積的22.9%。農(nóng)業(yè)用地又稱農(nóng)用地,指直接或間接為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所利用的土地,包括耕地、園地、林地、牧草地、養(yǎng)捕水面、農(nóng)田水利設(shè)施用地(如水庫、閘壩、堤埝、排灌溝渠等),以及田間道路和其他一切農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性建筑物占用的土地等。非農(nóng)用地轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)用地具有提高土地利用率和產(chǎn)出率的功能,有利于推進(jìn)節(jié)約集約利用土地,促進(jìn)土地資源的可持續(xù)利用。在土地利用總體規(guī)劃和土地工程專項(xiàng)規(guī)劃的指導(dǎo)下,根據(jù)土地的適宜性和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,對田、水、路、林、村采取必要的措施進(jìn)行整治,對土地資源重新配置,可以實(shí)現(xiàn)資源的積極整合、有效利用以及資源集中集約化發(fā)展,有效地改善土地生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用。非農(nóng)用地轉(zhuǎn)化為農(nóng)用地的工程措施主要是土地工程。土地工程是對低效利用、不合理利用、未利用以及生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)和自然災(zāi)害損毀的土地進(jìn)行整治,提高土地利用效率的活動(dòng)。在工程中應(yīng)遵循因地制宜、系統(tǒng)性、整體性和經(jīng)濟(jì)、生態(tài)與社會(huì)效益相結(jié)合的原則,主要內(nèi)容包括成土、土地平整、土壤改良、灌溉及水利配套、電力、林業(yè)、道路等內(nèi)容。在土地開發(fā)工程中應(yīng)兼顧國家惠農(nóng)政策,結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活條件,因地制宜建設(shè)新農(nóng)村,發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè),如設(shè)施農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)等。
2.2建設(shè)用地整備工程
建設(shè)用地,是指付出一定投資(土地開發(fā)建設(shè)費(fèi)用)、通過工程手段為城鎮(zhèn)村及工礦等各項(xiàng)建設(shè)提供的土地。它是利用土地的承載能力或建筑空間,不以取得生物產(chǎn)品為主要目的的用地。據(jù)土地所用權(quán)特點(diǎn),建設(shè)用地整備工程,是指由政府或其授權(quán)委托企業(yè),對一定范圍內(nèi)的現(xiàn)狀土地(包括農(nóng)用地、建設(shè)用地及未利用地)進(jìn)行統(tǒng)一的征地、清表、整治、平整并進(jìn)行適度市政配套設(shè)施建設(shè),使之達(dá)到“三通一平”(通路、通水、通電和土地平整)、“五通一平”(通水、通電、通路、通訊、通氣和土地平整)或“七通一平”(給水、排水、通電、通路、通訊、熱力、燃?xì)夂屯恋仄秸?,從而符合建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)的過程。建設(shè)用地整備工程中的整治工程,主要指通過一定工程、生物或技術(shù)手段,使海域、沼澤或土質(zhì)難以為建設(shè)用地所利用的土地達(dá)到建設(shè)用地的標(biāo)準(zhǔn)。例如,荷蘭、日本、中國香港等地的填海造地工程,將原有的海域、湖區(qū)或河岸轉(zhuǎn)變?yōu)殛懙刈鳛榻ㄔO(shè)用地,需要圍堰、基槽清淤、基坑填沙、填砂等工程;沼澤地區(qū)的地基承載力較低,當(dāng)作為建設(shè)用地開發(fā)時(shí),要注意采取降低地下水位、排除積水等措施,以提高地基承載力和改善環(huán)境衛(wèi)生狀況。
2.3污損土地改良改造工程
污損土地是指由人類活動(dòng)或自然因素造成的土地污染和損毀,使土地完全或部分失去原來的使用價(jià)值和建設(shè)功能,包括污染土地和損毀土地。對污損土地進(jìn)行改良改造區(qū)別于其他廢棄地的改良改造,需要根據(jù)“因地制宜”原則,采取不同的技術(shù)措施去除污染物、恢復(fù)損毀土地,并通過污損土地利用評價(jià),使其達(dá)到農(nóng)用地或建設(shè)用地的使用標(biāo)準(zhǔn)。
2.3.1污染土地改良改造技術(shù)。污染土地是指人類活動(dòng)或自然因素產(chǎn)生的污染物進(jìn)入土壤并積累到一定程度,引起土壤環(huán)境質(zhì)量惡化,對空氣、生物、水體或人體健康產(chǎn)生危害,使其社會(huì)屬性和自然屬性受到影響的土地。污染土地改良改造技術(shù)是利用一定的技術(shù)措施,對污染土地進(jìn)行改造使其恢復(fù)到未污染的水平。污染土地改良改造技術(shù)按地點(diǎn)可分為原位改良改造技術(shù)和異位改良改造技術(shù)。原位改良改造技術(shù)即對未挖掘的土壤進(jìn)行改良改造;異位改良改造技術(shù)指對挖掘后的土壤進(jìn)行處理的過程。土地污染改良改造按操作原理主要分為物理改良改造技術(shù)、化學(xué)改良改造技術(shù)和生物改良改造技術(shù)[。污染土地的物理改良改造是指通過物理過程的調(diào)節(jié)或控制,改變土壤的物理性狀,使污染物得到有效控制,將污染物與土壤分離或轉(zhuǎn)化為低毒或無毒物的改良改造過程。主要的物理改良改造技術(shù)有客土和換土技術(shù)、蒸汽浸提技術(shù)、玻璃化技術(shù)、固化/穩(wěn)定化技術(shù)、電動(dòng)力學(xué)技術(shù)、熱處理等。污染土地的化學(xué)改良改造技術(shù)是指在污染土壤中加入化學(xué)試劑,使其與土壤中的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),如氧化、還原、酸堿、中和、聚合、沉淀等反應(yīng),從而使污染物從土壤中分離、轉(zhuǎn)化、降解成無毒或低毒性物質(zhì)。典型的化學(xué)改良改造技術(shù)有化學(xué)淋洗技術(shù)、氧化/還原技術(shù)、溶劑浸提技術(shù)、施入改良劑或抑制劑等。污染土地的生物改良改造技術(shù)是20世紀(jì)80年代以來出現(xiàn)和發(fā)展起來的,主要是指依靠某些生物的活動(dòng)和具有某些特的微生物,使土壤或地下水中的污染物得以清除或降解,使其轉(zhuǎn)化為無毒或低毒物質(zhì)的過程。它主要是利用土壤特定的微生物、根系分泌物、菌根和超富集植物等降解、吸收或固定土壤中的污染物,從而實(shí)現(xiàn)污染土壤改良改造的目的。狹義的生物改良改造僅指微生物改良改造,廣義的生物改良改造包括微生物改良改造和植物改良改造,有時(shí)也包括動(dòng)物改良改造。
2.3.2損毀土地改良改造技術(shù)。損毀土地是指由于自然或人為因素導(dǎo)致土地表土喪失或整個(gè)土地毀壞而造成土地第一生產(chǎn)力的喪失。損毀土地改良改造工程是通過工程技術(shù)手段對損毀土地進(jìn)行改良改造使其恢復(fù)成可利用的有效土地,包括生境建設(shè)和群落建設(shè)兩大內(nèi)容。生境建設(shè)是對地貌的重塑和土壤改良培肥,其核心在于“造地”,為生物群落建造一個(gè)良好的生境。群落建設(shè)則包括植被重建和引入土壤微生物及動(dòng)物,其核心內(nèi)容是植被。對于凹型地貌的重塑,通常采用填充和客土的方式。對于凸型地貌重塑則采用土地平整、建梯田的方式。目前礦山開采造成的土地?fù)p毀較為嚴(yán)重,對于礦山損毀土地的地貌重塑一般采用“剝離—采礦—復(fù)墾”一體化工程技術(shù),實(shí)現(xiàn)“邊開采,邊復(fù)墾”的良性循環(huán)。
2.4低標(biāo)準(zhǔn)用地提升工程
2.4.1低標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)用地提升為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)用地工程。高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)用地可定義為:一定時(shí)期內(nèi)通過農(nóng)村土地整治形成的設(shè)施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、旱澇保收、節(jié)水高效、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強(qiáng)、與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營方式相適應(yīng)的耕地,包括高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田和其他高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)用地。低標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)用地變?yōu)楦邩?biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)用地工程是通過對山、水、田、林、路的綜合治理,使項(xiàng)目區(qū)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施得到全面的改善和提高,達(dá)到發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基本要求,使其能達(dá)到或基本達(dá)到:水源覆蓋實(shí)現(xiàn)方田化,灌溉實(shí)現(xiàn)節(jié)水化,秸稈實(shí)現(xiàn)還田化,耕作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,施肥實(shí)現(xiàn)配方化,種子實(shí)現(xiàn)良種化,田間道路實(shí)現(xiàn)沙石化,農(nóng)田林網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化,田間種植實(shí)現(xiàn)規(guī)范化,農(nóng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)無公害化。
2.4.2低標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)用地提升為高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)用地工程。高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)用地可概括為:以可持續(xù)發(fā)展思想為指導(dǎo),遵循現(xiàn)有土地利用規(guī)劃及相關(guān)法律法規(guī)與政策,合理布局各業(yè)用地,調(diào)整優(yōu)化用地結(jié)構(gòu),加強(qiáng)監(jiān)管,通過科學(xué)技術(shù)增加對存量土地的各種投入,實(shí)現(xiàn)邊際投入等于邊際收入時(shí)土地使用價(jià)值最大化的利用狀態(tài),提高土地使用效率,滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對土地的需求,促使土地經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益得到明顯提高。高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)用地建設(shè)最終是為實(shí)現(xiàn)土地的節(jié)約、集約利用,而土地集約利用的前提是用地的合理布局和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化完善。高標(biāo)準(zhǔn)城市建設(shè)要按照城市建設(shè)規(guī)劃,合理調(diào)整城市各業(yè)占地布局,嚴(yán)格控制大面積囤地現(xiàn)象,提高城市土地利用效率。高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)村建設(shè)可按照新農(nóng)村建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),對原有農(nóng)村建設(shè)用地進(jìn)行合理規(guī)劃布局,減少或消除農(nóng)村大片閑置地,消除空心村,做好土地復(fù)墾工作。對舊工礦用地進(jìn)行考證,對廢棄區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù),拆并不合理采礦區(qū),做好原礦用地生態(tài)修復(fù)工作。
3未來土地整治工程技術(shù)的發(fā)展趨勢
21世紀(jì)土地整治工程技術(shù)最為顯著的特點(diǎn)是使規(guī)劃、設(shè)計(jì)、新材料、新產(chǎn)品、新工藝、信息、監(jiān)測及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等不同領(lǐng)域進(jìn)行有效交叉和融合,通過系統(tǒng)集成與自主創(chuàng)新,使土地整治工程技術(shù)得到全面提升。未來的土地整治工程技術(shù)將以提高土地質(zhì)量和改善生態(tài)環(huán)境為主要目標(biāo),實(shí)現(xiàn)從注重?cái)?shù)量向數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)管護(hù)并重的方向轉(zhuǎn)變。具體發(fā)展方向主要包括:土地整治技術(shù)將向的綜合化和集成化發(fā)展;土地整治工程技術(shù)將全面和深入的應(yīng)用信息化;利用計(jì)算機(jī)仿真和模擬土地整治生態(tài)變遷;土地整治多源異構(gòu)數(shù)據(jù)整合與互操作技術(shù)等領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)和工程化研究;土地整治項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)向生態(tài)化、智能化、節(jié)水節(jié)地型和可視化發(fā)展;質(zhì)量型和生態(tài)型土地整治技術(shù)將實(shí)現(xiàn)針對性、高效性和最優(yōu)化;土地整治的景觀重塑和恢復(fù)工程技術(shù);土地整治監(jiān)測將從注重?cái)?shù)量監(jiān)測向數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)和效益監(jiān)測發(fā)展;土地整治的施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和利用。
3.1農(nóng)田建設(shè)工程技術(shù)發(fā)展趨勢
傳統(tǒng)的土地整治因缺少先進(jìn)的工程技術(shù)支撐,導(dǎo)致農(nóng)田路溝渠使用壽命短,土地平整質(zhì)量難以滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要,部分耕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量退化。再加上因不同地區(qū)、不同土地類型和不同利用方式對于諸如溝渠、道路設(shè)計(jì)強(qiáng)度、建設(shè)材料、成分配比、施工工藝、使用周期等要求均有明顯差異,對一些關(guān)鍵景觀斷裂點(diǎn)的修復(fù)也缺少精細(xì)化的工程技術(shù)支撐,這些均影響土地整治的可持續(xù)性和工程效益的發(fā)揮。因此,研發(fā)新的適應(yīng)農(nóng)田建設(shè)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)技術(shù),提出專門的精細(xì)化土地平整工程技術(shù),應(yīng)用激光技術(shù)進(jìn)行土地精細(xì)平整作業(yè),自主研發(fā)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)新材料、新產(chǎn)品與施工工藝,增強(qiáng)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田保育工程能力等領(lǐng)域?qū)⑹俏磥磙r(nóng)田建設(shè)工程技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。
3.2礦區(qū)土地復(fù)墾工程技術(shù)發(fā)展趨勢
發(fā)達(dá)國家把復(fù)墾工程作為礦區(qū)開采的一部分,十分重視礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)、景觀重塑、生物多樣性保護(hù)、可持續(xù)土地復(fù)墾、復(fù)墾工程與周邊景觀協(xié)調(diào)以及復(fù)墾土地的跟蹤監(jiān)測與評價(jià)。因此,礦區(qū)復(fù)墾土壤的地表穩(wěn)定與侵蝕控制技術(shù)、土壤結(jié)構(gòu)破壞與污染的重構(gòu)與修復(fù)技術(shù)、防治礦山生態(tài)災(zāi)害技術(shù)、植被重建與生態(tài)恢復(fù)技術(shù)及土地復(fù)墾與生態(tài)重建的集成技術(shù)等是未來礦區(qū)土地復(fù)墾工程技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。
3.3污染土地修復(fù)工程技術(shù)發(fā)展趨勢
發(fā)達(dá)國家污染土地修復(fù)工程主要采用實(shí)驗(yàn)室研究—中試或現(xiàn)場試驗(yàn)研究—大規(guī)模工程應(yīng)用的基本模式,修復(fù)基質(zhì)由單一的土壤修復(fù)過渡為土壤和地下水綜合治理,修復(fù)技術(shù)涵蓋了物理、化學(xué)及其生物修復(fù)類型。因此,研發(fā)綠色可持續(xù)單一修復(fù)工程技術(shù)、多種修復(fù)方法耦合聯(lián)用技術(shù)、研制專用修復(fù)設(shè)備和藥劑產(chǎn)品是污染土地修復(fù)未來發(fā)展的趨勢。
環(huán)境工程專業(yè)就業(yè)崗位主要面向環(huán)境污染治理工程生產(chǎn)(管理)一線的工藝設(shè)計(jì)員、安裝調(diào)試員、項(xiàng)目經(jīng)理、運(yùn)營管理員等。經(jīng)過崗位分析與開發(fā)具備環(huán)境污染治理技術(shù)的基本技能,需掌握環(huán)境工程工藝設(shè)計(jì)、施工管理、設(shè)備安裝、工藝調(diào)試以及污染治理設(shè)施運(yùn)營與管理等專門知識。教材的選用是環(huán)境工程CAD與工程制圖課程整合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。為了確保學(xué)生能夠全面掌握基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識,實(shí)現(xiàn)高等教育教學(xué)目標(biāo),應(yīng)當(dāng)根據(jù)環(huán)境工程CAD與工程制圖課程要求,自編或合理選用教材。教材內(nèi)容上要突顯非機(jī)械類制圖的特點(diǎn),涵蓋制圖基本原理、本專業(yè)常見工程圖等,并且保證繪圖過程均可利用CAD軟件進(jìn)行呈現(xiàn),增強(qiáng)環(huán)境工程制圖與CAD繪圖技術(shù)結(jié)合的緊密性。在教材的編排上要加強(qiáng)制圖基礎(chǔ)、投影理念、構(gòu)型表達(dá)等傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容,適當(dāng)削減畫法幾何等陳舊的教學(xué)內(nèi)容,并大幅度增加以CAD技術(shù)三維幾何造型為主的現(xiàn)代先進(jìn)知識。教材內(nèi)容的取舍要以環(huán)境工程專業(yè)特點(diǎn)為根本出發(fā)點(diǎn),在確?;纠碚撏晟频幕A(chǔ)上,增加管道施工圖、給排水工程圖、建筑施工圖等內(nèi)容,為專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。通過調(diào)整優(yōu)化教材,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠始終處于圖形的概念中,從小的立體、組合體,延伸到建筑形體,拓展到管道系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和建筑物等,讓學(xué)生對環(huán)境工程制圖構(gòu)建起整體輪廓。為了將CAD技術(shù)融合于環(huán)境工程制圖課程教材中,應(yīng)當(dāng)結(jié)合環(huán)境工程的設(shè)計(jì)特點(diǎn),運(yùn)用實(shí)例教學(xué)法,重視學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。
1.2運(yùn)用有效的教學(xué)方法
在環(huán)境工程CAD與工程制圖課程整合后,應(yīng)當(dāng)運(yùn)用兩者相結(jié)合的教學(xué)方法,提高教學(xué)效率與效果。首先,穿插講授制圖基礎(chǔ)知識和CAD繪圖基礎(chǔ)知識,要求學(xué)生掌握線型、圓弧等鉛筆手工繪圖技巧,在此基礎(chǔ)上再開展CAD軟件基本命令和基礎(chǔ)操作教學(xué);其次,重視基于環(huán)境CAD三維建模技術(shù)的工程制圖教學(xué)。為了提高學(xué)生三維建模能力,要在進(jìn)行完成軟件基本命令和基礎(chǔ)操作教學(xué)之后,開展普通正方體、球體、圓柱體、長方體、錐體及其簡單組合體的教學(xué),利用CAD三維實(shí)體投影轉(zhuǎn)換成二維平面圖的功能,拓展學(xué)生的想象空間,并且利用CAD軟件對不同類型的組合體和曲面進(jìn)行投影的教學(xué)手段,對典型案例進(jìn)行詳細(xì)講解,以增強(qiáng)學(xué)生的視圖能力;第三,教師在教學(xué)中要分清教學(xué)重點(diǎn),合理運(yùn)用CAD軟件技術(shù)化解教學(xué)難點(diǎn)。如,重點(diǎn)講解工程制圖的重要概念和標(biāo)準(zhǔn),利用CAD三維建模講解投影規(guī)律,著重講解形位公差、配合公差等學(xué)生難以理解的教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況可以采用案例式教學(xué)。根據(jù)該門課程的教學(xué)方案和學(xué)時(shí)分配計(jì)劃,在學(xué)生掌握基礎(chǔ)命令后,課堂上除了配合教材與規(guī)范,還應(yīng)適宜的引入工程相關(guān)的圖紙進(jìn)行背景介紹及圖面圖線講解。真實(shí)具體的工程實(shí)例在教授過程中會(huì)更具有說服力真實(shí)感和吸引力。歸總命令式教學(xué)。操作命令的繁多,往往會(huì)造成記憶上的混亂。每堂課由教師帶著學(xué)生先復(fù)習(xí)上節(jié)知識,附帶著列出相似命令的歸類和總結(jié),幫助學(xué)生記憶。比如,L命令代表線,它可派生出PL多段線,XL射線,SPL樣條曲線,EL橢圓,POL正多邊形等。網(wǎng)絡(luò)交流式教學(xué)。有限的理論和上機(jī)操作課時(shí)并不能完全解答學(xué)生的各種疑問,因此課上并不完全講授每個(gè)命令中的子選項(xiàng)。因此欲留1-2個(gè)子選項(xiàng)的相關(guān)問題給學(xué)生作為課后練習(xí)題,并借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隨時(shí)交流軟件操作及相關(guān)專業(yè)知識的解答。通過課上課下的練習(xí),教師可及時(shí)的收集歸納所反映的問題。同時(shí)也可使課上不好意思不愛提問題的學(xué)生以這種形式提出問題。有助于教師充分了解每個(gè)學(xué)生的掌握情況和現(xiàn)存的問題。
1.3重視實(shí)踐教學(xué)
在環(huán)境工程CAD與工程制圖整合教學(xué)模式中,要增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),重視學(xué)生工程實(shí)踐能力的提升。例如,在進(jìn)行環(huán)境二維工程教學(xué)中,對于給排水制圖標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)不僅要求學(xué)生掌握平面圖、流程圖、高程圖的繪制技巧,還應(yīng)要求學(xué)生掌握環(huán)境工程設(shè)備圖的基本要求和繪制技巧。同時(shí),為了提高學(xué)生參與實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的積極性,教師可以利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,通過讓學(xué)生在“筑龍網(wǎng)”、“給排水在線”等專業(yè)網(wǎng)站主動(dòng)收集資料,獲取知識信息,從而完成教師布置的大作業(yè),提高學(xué)生信息收集利用能力,以及理論知識運(yùn)用于實(shí)踐操作的能力。同時(shí)將開設(shè)課程設(shè)計(jì),課程的理論學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)是散與合,理論與實(shí)踐的關(guān)系。針對理論學(xué)習(xí)的進(jìn)一步理解和消化,如何將所學(xué)的理論知識融會(huì)貫通,串成整體,構(gòu)架成系統(tǒng),使學(xué)生能從整體上把握計(jì)算機(jī)繪圖的要領(lǐng),又能自主的去探索和發(fā)現(xiàn)復(fù)雜高級的操作命令,是教學(xué)計(jì)劃不可缺少,有必要設(shè)置的實(shí)踐環(huán)節(jié)。2.4改善課程考核方式環(huán)境工程CAD與工程制圖整合后的課程,將是一門實(shí)踐性較強(qiáng)課程,如果采用單純的筆試考試的方法來考核教學(xué)效果,并不能完全反映學(xué)生對整個(gè)知識的掌握情況,因此,有必要改善現(xiàn)有的成績評定方法。除了筆試外,注意加大平時(shí)考核(作業(yè)、提問、測驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等)在總成績中的比重,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。把成績的評分分為平時(shí)考核與期末考核兩個(gè)組成部分。對學(xué)生成績的認(rèn)定,不能再是單純的知識考核,而是要把知識和能力的考察綜合起來。期末總成績采取平時(shí)小作業(yè)成績、手工繪圖大作業(yè)成績、CAD上機(jī)繪圖成績、期末考試成績多項(xiàng)組成的優(yōu)化方案。期末總成績由以下比例構(gòu)成,期末卷面成績占50%,平時(shí)小作業(yè)占10%,手工繪圖大作業(yè)占10%,CAD上機(jī)繪圖占30%(其中平時(shí)CAD繪圖作業(yè)占15%,CAD繪圖上機(jī)考試占15%)。在整個(gè)課程考核中,我們強(qiáng)調(diào)對學(xué)習(xí)過程的考核,各個(gè)環(huán)節(jié)都要考察。