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【关键词】 植物基因工程 农业 应用
当前,生物技术发展越来越快。自从1983年获得转基因植物以来,有关植物基因工程的研究便迅速发展起来。农业作为经济发展的基础型产业,一直以来备受重视。而植物基因工程在农业发展上的应用,使农业生产方式、生产效益发生了深刻改变,给农业发展带来了广阔前景,对解决人类面临的资源匮乏、环境恶化等问题具有重要作用。
1 植物基因工程技术在农业上的应用
1.1 抗病
长期以来,病毒是农作物生长的巨大天敌。传统的植物病害的防治措施是采用合理栽培和抗病育种的方式。使用有性杂交的方式来培育抗病品种有很多局限性,而且抗病品种的育种时间长、抗性容易衰退。而植物基因工程具有定向性和快速性的特点,可有效控制农作物发病的概率。
1986年美国科学家Beachy把烟草花病毒外壳蛋白基因成功导入烟草获得了第一株抗病毒转基因烟草。农田试验发现,转基因植物在接种烟草花病毒后95%的植株都获得了抗病能力,只有5%的植株不同程度的得病,而对照组发病率高达98%。在目前的植物抗病基因工程中,应用最多的是把病毒的外壳蛋白基因导入植物,使黄瓜、西红柿、南瓜等具有抗病能力。我国在植物抗病基因工程中也做了大量研究,成功培育出多种转基因抗病植物。中国农业科学院的转基因抗病毒马铃薯,不仅从根本上解决了病毒种性退化问题,而且具有产量高、易成活的特点。[1]
1.2 抗虫
据统计,全世界每年因虫害造成的农作物损失高达15%左右。植物虫害不仅影响农作物的品质和产量,还制约着农业生产的稳定。传统的植物虫害的防治措施主要是依赖化学制剂。使用化学制剂的方式虽然在一定程度上可以起到防治害虫的作用,但也存在着生产成本高、污染环境、易残留等问题。
而植物基因工程的使用给培育抗虫害的植物提供了新的技术手段。它在培育抗虫害植物方面具有以下优点:培育的抗虫害农作物可以控制农作物任意生长阶段和生长部位的病虫害;基因资源丰富,不仅可以利用植物的抗虫害基因,还可以利用动物、微生物的抗虫害基因;育种周期短,成效快,且成本较低;不会造成环境污染,无毒害,并且抗性基因不易发生改变。现已成功克隆的抗虫基因主要来自于细菌、植物组织、动物体内等,获得的转基因植物已被广泛应用与农田试验。[2]
1.3 抗除草剂
20世纪40年代以来,农作物因杂草危害造成的减产越来越高。采用化学制剂除草一直以来都是农业除草的主要办法。而除草剂的应用在杀除部分对农作物具有严重危害的杂草的同时也在危害着农作物的生长。当前世界上除草剂的作用原理主要有两种:一种是通过破坏杂草光合作用中电子传递链的蛋白来除草,另一种是通过破坏杂草氨基酸的合成途径来除草。因此,基因工程根据除草剂的作用原理,使植物具有抗除草剂的策略有:一种是在农作物内引入酶,使农作物在遇到除草剂后能将其降解或解毒;另一种是修复除草剂作用的靶蛋白,使农作物对除草剂不敏感或在植物吸收后仍能正常代谢。使用植物基因工程不仅可以培育具有抗除草剂作用的农作物,还能减少除草剂的使用,保护环境。目前已获得的抗除草剂的作物有棉花、大豆、水稻等20多种。
1.4 优质高产
农作物的优质高产一直以来都是人们追求的目标。20世纪90年代前人们主要关注农作物的产量,近年来则越来越关注农作物的品质。目前,采用基因转移来改善植物脂肪、种子油或氨基酸的含量及成分等品质特性取得了良好的实验效果。已获得的农作物改良品种有马铃薯、水稻、烟草等40多种。我国在利用植物基因工程改良农作物品质方面也取得了较大进展,如北京农林科学院把美国优质面包小麦品种的谷蛋白基因导入我国小麦获得的改良品种具有高蛋白、高产量、抗病等优良特点。[3]
1.5 抗寒
科学家们将CBF1基因成功导入拟南芥,使其植株内低温调节蛋白得到表达,从而使未经低温驯化的植物具有了较强的抗寒能力。科学家们还发现在极地的鱼体内有一种特殊蛋白可以阻止冰晶的增长,若将此基因从鱼体内分离出来导入植物体内可使植物具有抗寒能力。目前,获得抗旱能力的转基因植物有番茄、黄瓜两种。随着植物基因工程的快速发展,将会有更多的转基因植物获得这种抗寒能力,使其能够在低温气候条件下可照常生存。
2 植物基因工程在农业上的应用前景
随着经济社会的不断发展,植物基因工程技术能力将日趋完善,而由基因工程这种高新技术所带来的农业变革也将越来越深入。其发展前景主要体现在以下几个方面:
(1)相对于动物基因工程,植物基因工程具有非常显著的优势。不仅因为植物细胞具有全能性,更重要的是植物基因工程不会像动物基因工程那样面对伦理、道德等众多社会问题。因此要针对不同的具体情况对植物基因工程采取不同的方法和态度。(2)随着基因组计划在水稻等农作物上的实现,将会加大对多基因性状的控制,从而引发新的农业技术改革。(3)新的基因导入技术的出现,将会培育更多的农作物转基因品种,而培育优质、高产、稳产的农作物作为基因工程的重点也将会得到重大突破。(4)植物基因工程在农业生产变革中的技术目标明确,很少受到环境因素的影响,并且效益可观、便于推广,因此将会有更多有潜力的公司加大对该技术的产业化研究。(5)符合人类需要的转基因食品将会变得更加可操作和明朗,其安全性问题也将会随着基因工程技术的不断拓展而逐渐解决。
3 结语
在培育现代社会所需要的优质高产、抗病、抗寒等优良特性的农作物新品种方面,植物基因工程表现出了巨大的优越性和技术优势,转基因农作物的商业化种植将会日趋广泛。但随着转基因食品的大量出现,人们也在考虑转基因农作物潜在的安全性和其他不利影响。总之,植物基因工程在农业上的应用将会越来越广泛,而其安全性等问题也会随着基因工程技术的发展而得到解决。
参考文献:
[1]汪其怀,李宁.转基因生物技术的研究、应用与管理——中国农业与食品生物技术国际研讨会综述[J].世界农业,2010,06(10):61-62.
On Graduates' Gardening Plant Genetic Engineering
Principles and Techniques Teaching and Reform
CHEN Changming
(College of Horticulture, South China Agricultural University, Guangzhou, Guangdong 510642)
Abstract Plant Genetic Engineering Principles and Techniques is a plant related graduate of an important basic course, the article reviewed the current postgraduate course in practice teaching reform, analyzes the existing problems. According to the characteristics and horticulture graduate personnel training requirements of plant genetic engineering, it is proposed to improve the quality of teaching practice teaching methods and measures to improve the practical teaching system to improve the ability of students to acquire knowledge and innovation.
Key words graduates; Plant Genetic Engineering; teaching reform
0 引言
基因工程是二十世纪八十年代在分子生物学和分子遗传学的基础上发展起来的一门新兴学科。它的主要研究内容是体外将核酸分子插入质粒或其他载体分子,构成新的遗传物质组合,并将其转化到原先没有这类遗传因子的寄主细胞内,且能持续稳定地表达和遗传。因此,应用基因工程技术,人们可以按照自己的主观愿望,创造出自然界原本不存在的新生物类型。科研人员正是利用这一特征,已在提高农作物产量,改善品质,增强抗逆性和抗病虫害的能力等方面取得令人瞩目的成就。园艺作物主要包含果树、蔬菜、观赏植物三大类经济作物,基因工程在园艺作物品种改良,关键基因的发掘,种质鉴定等方面有着重要的作用,如今很多农业院校园艺系相继开设了研究生的园艺植物基因工程原理与技术课程。
1 研究生基因工程原理与技术课程教学与实践改革现状
为了适应现代生物技术的飞速发展和达到培养高素质科研人才的要求,基因工程原理与技术课程已被设置为包括生物技术、生命科学、生物工程在内的生物相关专业、医学专业及农林专业本科生和研究生的必修课。由于基因工程技术在生物科学研究中的地位举足轻重,在众多综合院校和农业院校都开设了基因工程类课程,对基因工程类课程改革做了许多研究工作。阮小蕾等探讨了本课程在传统的理论和实验教学中存在的不足,结合笔者的教学经验,在教材建设、教学内容的改革与建设、实验配套的硬件与软件建设、实验教学安排等方面进行了探索,总结出了一套行之有效的理论和实验教学方法。姜大刚等对研究生基因工程实验教学改革进行了探讨。提出了以教学大纲为指导开展教学,做好课程规划;构建“和谐课堂”,重视教学效果;教学内容的与时俱进和不断充实完善;重视师资队伍建设,发挥骨干教师的模范作用;科研内容的渗入和应用等观点。马婧等针对园艺专业研究生的特点和人才培养要求,提出了根据课程性质,合理安排课程时间,针对专业特点,选择理论教学内容。并探讨了实验教学实践的方法,提出了采用小班教学,“高带低”的辅助教学模式。
2 园艺研究生植物基因工程原理与技术课程教学与实践存在的问题
园艺植物基因工程原理与技术是针对园艺专业低年级硕士、博士研究生的一门专业选修课程,包括基因工程原理讲授和实验技术操作两个部分。以笔者所在的华南农业大学园艺学院为例,该课程是针对园艺相关专业(包括果树学、蔬菜学、花卉学、园艺产品采后科学、茶学)低年级硕士和博士研究生开设的一门专业选修课程,该专业生源大部分为园艺专业本科毕业生,同时存在一些跨专业考研的与生物不相关专业的学生,他们在本科阶段没有学习过基因工程、分子生物学、植物生物技术等相关知识,相对来说,存在学生基础知识薄弱、专业背景复杂、研究方向多样等因素,这为园艺植物基因工程原理与技术课程在园艺专业研究生中的教学带来了一定的困难。除此之外,开设时间短,课时少,一些学校的实验条件有限等现实情况也成为了该课程开展的制约条件,另外由于很多同学以前没有做过分子生物学方面的实验,对基因工程实验的操作非常生疏,因此也必要对他们进行特别的指导与教学。针对以上问题,该课程应结合专业特色和教师个人科研工作,让研究生掌握一定的基因工程技术,为今后的研究和生产工作奠定基础,本文从课程的理论体系教学和实验设置等方面提出了课程改革的措施。
3 研究生园艺植物基因工程原理与技术课程教学改革措施
3.1 设计合理的园艺专业研究生植物基因工程原理与技术理论教学内容
园艺植物基因工程原理与技术虽然以实验操作为主,但离不开基本原理知识的讲述,传统的基因工程理论知识体系庞大而复杂,在有限的课时里(设计为30个学时),讲授者很难将所有相关知识一并传授给学生。因此挑选合适的讲授内容就显得尤为重要了。园艺专业研究生的研究对象主要为果树、蔬菜和花卉,运用植物基因工程技术的主要目的是对植物某一性状进行改良。所以在课程内容选择上应该以植物基因工程所要解决的主要问题为导向,带着问题和目标选择授课内容。讲授侧重于植物基因工程的相关内容,重点讲解核酸提取,目的基因的克隆,植物表达载体的构建,重组子筛选,农杆菌介导的转基因方法等内容。通过这些内容的教授,学生就可以掌握在植物基因工程研究中所需要的基本理论知识,为将来从事相关的科学研究打下基础。随着现代基因工程技术的快速发展,基因工程的技术更新很快,除了基本的基因工程原理知识,也需要及时获得最新的用于植物基因工程,尤其是适用于园艺类植物基因工程的新方法和新技术,并整合到教学内容中,如最近出现的可用于园艺植物基因沉默的新技术TALEN和CRISPR/Cas系统等,与时俱进地更新教学内容,将新知识、新理论、新方法传授给学生。
3.2 合理安排实验内容
研究生教育应以科研为目标,园艺植物基因工程原理与技术课程的学习就是为研究生将来进行植物基因工程相关的科研活动打基础的,我们的课程教学与设计也要以园艺植物研究为导向,巧妙进行实验设计,合理安排实验内容。植物基因工程相关的实验方法和技术非常多,应选择适合园艺专业研究生的实验内容。选择内容的标准主要有三个方面:第一,实用性原则,现在我们园艺学院科研项目所需的基因工程操作主要有基因克隆、载体构建、表达分析、基因遗传转化等,所以我们着重从这些方面入手,设计实验,让学生对将要从事的基因工程方面的实验有一个整体的认识;第二,创新性原则,基因工程技术发展了这么多年,出现了很多新的技术,然而在我们的实验教学过程中,一直沿用最基本的实验操作模式,因此在现有实验的基础上加上一些近年来新发展的技术可培养研究生科研上与时俱进的思维,如我们可在实验的内容加上生物信息学的内容,或者学生采用电子克隆技术得到的基因序列,设计扩增引物,用PCR的方法扩增,并送往公司测序,然后分析序列,以培养学生独立思考与探索的意识,而且现在用的实验指导书,实验技巧与知识已经陈旧,有必要增加新的基因工程操作技术到本课程的实验指导书中;第三,合理性和可操作性原则,园艺研究生有别于其他生物专业的研究生,他们的生物技术,生物化学以及分子生物学方面相关知识比较薄弱,所以在实验过程中的实验内容及时间安排应循序渐进,合理有序,首先从学生们易于接受的DNA提取、PCR以及凝胶电泳入手,再进一步到载体构建及基因表达,实验操作过程中分组进行,每组4~5人,每一组由一个实验经验丰富的高年级研究生任指导组长。
3.3 理论联系实际,开展科研训练,探索原理讲授与实验技术操作最佳结合方式
园艺植物基因工程原理与技术不但注重理论知识的讲授和掌握,相关实验技术更是本门课程的精髓所在,本门课程的最终产出还是看学生是否能够完成基因工程相应的实验操作,并将实验手段和方法用于生产实践。然而基因工程的基本原理是理解实验技术的基础,是解释实验技术和开发新的实验技术的必要支撑。如何将实验原理的讲授与实验操作的实施有序有效结合是开好该门课程的关键,可从以下四个方面考虑:第一,理论课与实验课时间顺序的安排,例如是先讲理论还是先做实验,是穿行,还是依次完成;第二,理论课与实验操作课的衔接性探索;第三,理论课与实验课讲授内容的分配,如在实验课中,相关实验注意事项及实验技巧需要强调,除此之外还会涉及一些实验原理,因此要探索实验课中应该重点讲授哪方面的实验原理;第四,在实验过程中让学生对实验结果逐步运用相关理论进行分析并制定下一步实验计划,让学生主动地参与到实验的设计与实施中,在实验中将各章节知识相融合,理论与实践相贯通。
关键词:灌浆;防渗墙;水利工程
一、水利工程渗水形成原因
1、大面积渗水
水利工程的大面积渗水位置一般发生在工程的底板位置。产生这一现象的原因主要有以下两点:(1)基坑水位控制不合理:工程施工时,为了赶工期,在没有机械排水、工程地基水位淹没垫层的情况下,依然进行混凝土浇筑施工,导致混凝土含水量过大,工程质量不合格产生渗漏。(2)混凝土施工操作不合格:在混凝土施工中由于混凝土的搅拌不均匀或者是混凝土铺设过程中振捣不到位,导致的混凝土质量低劣、产生孔隙造成工程出现大面积渗漏。
2、施工缝
水利工程中往往需要大面积进行混凝土施工,而人力操作不能保证施工面的完整性,将整体划分为几个区域进行连续施工,这就造成了几个不同作业面之间的密合问题,产生的人为缝隙就成了水利工程防渗的薄弱之处。在对混凝土缝隙进行密合施工时,要将缝面清洗干净,以防杂物掺杂引起的工程质量问题。混凝土模版对接不严密、支撑不坚固造成混凝土施工时出现跑浆现象,容易时混凝土表面出现“蜂窝”从而导致渗水。
3、变形缝
水利工程施工时如果不注意固定止水带,造成止水带位置偏移,就很容易形成变形缝的渗水问题。
4、穿墙管
工程前期施工留下的各种管线通道或是辅助设施孔洞如果不注意填堵和振捣加实,就给渗漏问题的产生留下了隐患。
二、水利工程中防渗的施工方案
首先,梳理工程中的防渗处理,可采用截渗墙、锥探灌浆和劈裂灌浆等防渗体。必要时还可帮堤以加厚堤身或翻挖重新填筑堤身。
其次,对于堤防截渗墙,关键是要采用薄墙和廉价的材料才能有效地降低工程造价。目前常用的开槽法、深沉法、挤压法造墙均可达到这一要求,其中深沉法造价最低,在墙深小于20m 时最具竞争力。高喷法造墙价格相对较高,但在一些施工场地狭窄、地下降碍物较多时,有较好的适应性。对于砂卵砾石含量较高、粒径较大的地层,则应考虑采用冲击钻并配合其他开槽方式成睹,当然造墙成本也会大大提高。根据堤防工程的特点,对这类地层险工段的肪渗处理,也可考虑采用盖重、排水减压、反滤保护等其他措施。
三、水利工程渗水治理技术
1、土坝坝体劈裂灌浆
土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律,用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时灌注合适的泥浆,形成铅直连续的防渗泥墙,从而堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层,提高坝体的防渗能力,并通过浆、坝互压和湿陷,使坝体内部应力重分布,提高坝体变形稳定性。针对裂缝的局部灌浆,在可能有裂缝的区域,均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群;对坝体施工质量差,甚至出现上下游贯通的横缝,一般应做全线的劈裂灌浆。
2、帷幕灌浆
帷幕灌浆是把一定配合比的具有流动性和胶凝性的浆液,通过钻孔压入岩层裂隙中,经胶结硬化后提高岩基的强度,改善岩基的整体性和抗渗性。我国常采用孔口封闭灌浆法,随着二滩、小浪底工程的建设,国际上一些高效率的施工方法,如GIN灌浆法、自下而上纯压式灌浆法等引进我国,促进了我国灌浆技术的发展。
GIN(Grouting Intensity Number)法是前国际大坝会议主席、瑞土学者隆巴迪首先提出的。中国水利水电基础工程局夏可风在《地基处理新技术在水利水电工程中的应用》一文中指出:“GIN法的基本概念是,对任意孔段的灌浆,其能量消耗均为一个定值,这个能量消耗的数值近似等于该孔段最终灌浆压力P与灌入浆液体积V的乘积PV,PV就叫作灌浆强度值,即GIN。由于裂隙岩体灌浆时,大裂隙常常注入量大而使用压力小,细裂隙常常注入量小而使用压力高。
3、多头深层搅拌截渗墙技术
深层搅拌法是针对对软弱地基的改良所采用的防渗墙技术,主要为了提高水利工程建设中地基承载力不够的问题。多头深层搅拌截渗墙技术以单头及双头为基础,创新发展的防渗墙技术,此方法通过双动力多头深层搅拌桩机,带动多个钻杆,以固定的推力推动钻杆上面的钻头达到土层的设计深度,之后提升钻杆并保持搅拌状态直至孔口。
施工过程中应注意的问题:
(1)确保墙体垂直:在灌注施工之前须经经纬仪校正双动力多头深层搅拌桩机机身和塔架,保证塔架的垂直度在千分之一以内。为保证其垂直度,机体需安装偏斜自动报警系统。垂直度超过千分之一时,系统会自动报警,方便造作员及时调整角度。
(2)确保截渗墙质量:为保证浆液的有效输送,须使用三个并列的挤压泵。必须配置喷浆记录仪,时刻记录喷浆情况,降低人为因素影响。针对地层缺陷,发生钻头不返浆或喷浆压力衰减大的情况,须停止钻杆提升、静压回灌,或加大泵的排量。
(3)确保防渗墙墙体的搭接厚度:为保证有效的墙体厚度,必须扩大钻头的内直径。保证孔位放线及桩机钻头对位的准确,为保证钻孔偏位误差在三厘米的允许误差内,可以使用平面几何对位的方法。
4、水平铺盖防渗法
水平铺盖加固的工作原理是根据设计要求的各项技术指标通过碾压试验取得施工参数后,利用现代化先进施工设备对粘土进行运输、摊铺、整平和碾压,使其达到要求的各项质量指标,同时根据粘土铺盖主要是水平防渗,渗流方向为上下式的特点,有针对性的提高纵横接缝面的处理质量,既保证工程质量满足库底防渗要求,又合理利用资源,降低成本,缩短工期。
水平铺盖施工要点:铺盖下卧冲积层内渗透坡降不能超过冲积层土沙的允许渗透坡降,达到地基渗透稳定;通过铺盖的渗透坡降不能超过铺盖土的允许坡降,达到铺盖填土渗透稳定;下游渗流出逸处的剩余水头,不至于产生渗透破坏,达到渗流出口渗透稳定;渗流量小于允许损失量,达到渗流损失量最小。铺盖厚度与密度应满足铺盖本身的渗透稳定的要求,而不到于被水头渗透力穿破。一般采用碾压施工时,铺盖前端厚度为0.5—1.0m,末端与坝体接合处厚度为1/6——1/10水头,均质坝体可稍薄些。如土料透水性较大,密实度较低还应加厚。铺盖透水愈小,厚度愈大,防渗作用愈好。一般应是地基的几百分之一,甚至上千分之一。铺盖加固应严格控制质量,特别是接触部位,更要保证质量。铺盖与地基接触处,如地基透水性大、级配差的砂砾石层,则应加铺反滤层,以免水库蓄水后,加固的铺盖重复发生裂缝、塌坑等。在加固铺盖时,应采用碾压法施工。在特殊情况下,如不能放空水库时,也可利用水中倒土、深水抛土等方法,但只能作为加固的辅助手段。
结束语
针对水利工程存在的渗漏问题,在施工过程中合理应用各种防渗施工技术具有重要的意义。尤其是对地基以及坝体等部位的防渗处理中,可以采用多种技术联合应用的方法,进而达到比较理想的防渗效果。
参考文献:
关键词:水利工程;防渗;施工技术;灌浆
中图分类号:TV 文献标识码:A
引言:改革开放以来,我国的经济取得了巨大的发展成就,尤其是建筑业,在规模上和总体质量都有着很大的提高,作为建筑工程中一个重要组成部分的水利工程,同样在施工技术和管理上都有了很大的进步和发展。但是,在实际的水利工程的施工过程中,仍然要注意很多的施工技术问题,尤其是防渗问题。因为水利工程一旦渗漏将会造成严重的人员伤亡和财产损失。所以,在整个水利工程的质量监管的过程中,防渗问题一直都是重点。
1.渗水成因分析
在水利水下工程施工中,引发渗水的原因有很多,本文就依据于渗水的不同情况来详细分析其成因。
1.1施工缝引起渗水
这种情况大多出现于大面积施工的情况下。在施工过程中,施工人员习惯性地将大面积混凝土分为几个区域,这几个区域之间的连接就很容易出现缝隙,导致此处的防水能力比较薄弱,容易出现渗水问题,另外如果模板支撑不牢固,没有充分密实,一当出现跑浆就容易形成蜂窝麻面,进而导致缝隙渗水。
1.2穿墙管引起渗水
在部分相对特殊的水利工程中,例如散滩电站的水下工程中,这类工程需要诸多类型不同的水管、电管等,这些管道必须与主体工程相互连接,如果此处焊接不密实,以及形成渗水现象。另外,如果混凝土浇筑过程中由于混凝土捣碎不够充分密实,也极易形成蜂窝麻面或者空洞,进而容易产生渗水的事故。
1.3外界因素而产生的变形缝
在变形缝处止水带通常都是固定不牢,偏离中心位置,而且容易造成混凝土振捣不够密实,进而导致大孔洞或者蜂窝麻面的出现,最后引发渗水情况。另外,某些工程中也时常出现大面积渗水的情况,这类大面积渗水一般都出现在底板,其主要原因是由于基面周围的基坑降水无法达到应用的水平,这时的排水能力就相对较差,一旦遇到比较特殊的情况时,例如雨天停电或者机械出现故障,基坑水位就会上涨并且淹没了垫层,然而施工人员为了抢工程进度,在没有灌注混凝土条件的情况下带水强行进行施工,或者在灌注混凝土时,由于搅拌不均匀、振捣不密实等原因,造成混凝土的强度较低、缝隙较大等状况,一旦出现当大雨,就很容易出现大面积渗水情况。
2.防渗施工处理技术
2.1灌浆施工技术
灌浆施工是通过地层或建筑物的钻孔(或预埋的灌浆管)将具有流动性的浆液,按一定的配比要求,在一定的压力作用下压入地层或建筑物的缝隙中,使其充填密实,胶结硬化成整体,达到防渗的目的。
2.1.1灌浆钻孔
灌浆孔要求直孔,孔壁正直均匀,尤其帷幕深孔,且孔距较近时,应该特别注意测斜工作。在灌浆之前,要进行钻孔及裂隙的冲洗,将裂隙中的岩粉铁砂粉等物冲出孔外,使浆液与岩石胶结良好,冲洗可以通过钻杆用压力或压缩空气轮流吹洗。
2.1.2灌浆顺序
(1)一次灌浆法(单级法),即将孔一次钻到全深再沿钻孔全长进行灌浆,适用于孔深小于10m 的孔内灌浆,且岩石裂缝较少或透水不大的情况,否则应分段采用不同压力进行灌浆。
(2)自上而下分段灌浆法(逐段法),为自上而下分段钻孔和灌浆,它可采用较高的灌浆压力,因而能获得较好的灌浆质量,并可减少施工中的事故,在岩层倾角比较发育和岩层比较破碎的地区,应首先考虑此法,开始钻孔3 ~ 5m深,随即冲洗,压水灌浆,待灌浆凝固后(不少于36h),再进行下一段钻孔和灌浆工作,但较费时间,且须多次移动钻机和灌浆机械。
(3)自下而上分段灌浆法(孔塞法),钻孔一次钻好,自下而上分段(3 ~ 5m)灌浆,灌浆时以灌浆塞分段塞孔,允许上段灌浆紧接在下段结束时进行,不用搬运灌浆设备,加快了施工速度,但质量不易保证,适用于岩层倾角不大,岩石比较坚硬完整的地区。
灌浆属隐蔽工程,必须在施工过程中强调质量,竣工后要认真检查,灌浆结束28d 后,应在灌浆区钻孔检查,做压水试验,观察岩芯胶结情况,鉴定质量。通过多种途径取得数据,互相来印证,不能单凭压水试验取得吸水率作为唯一的标准。
2.2 堵漏防水施工技术
2.2.1点渗水。结构基面局部出现点渗,应选择堵漏材料,一般 混凝土结构基面涂刮刚性材料(RG涂料确保时),当结构已有刚 性材料防水层或水泥砂浆找平层的基面,可用柔性防水涂料,使 渗水部位形成堵、涂、抹的防水层,增加结构抗渗性能。
2.2.2渗水量大的处理时,应划分几个单元,一个单元处理完后再处理另一个单元。根据单元渗水实际情况,对渗水量大的先埋管注浆,以防止注浆时跑浆。当渗水量小时,可采用堵的方法。这样经过多次堵注,抹几次循环,就解决了单元的问题,然后根据结构状况.涂抹刚性或柔性防水材料.增强结构抗渗性能。
2.2.3变形缝渗水。变形缝渗水处理是“堵、注、嵌、涂、 抹”综合处理施工方法。
2.2.4施工缝渗水。施工缝处理时,以堵或 注为主,把水堵住后,在施工缝中心线两侧范围,涂刮刚性的RG 型材料,以增强结构抗渗性能。
2.2.5基面微渗湿或夏季基面结露, 应选择适用于潮湿基面的材料。
3.增质量强意识
3.1防水工程是一项系统工程,材料是基础,施工是关键,施工 质量对防水工程起重要作用。实践证明,出现质量问题均与施工质量有关。为了提高工程质量,在施工时必须建立工程质量保证 体系,树立质量意识,在各个工序上严格把关,才能提高堵漏防水工程质量。
3.2在施工过程中试验取得数据。堵漏材料型号较多, 各有特点,要根据产品说明书去做,同时还应考虑影响其他胶凝的因素(气温、水灰比、外加剂掺量、水泥品种等),必须进行试验, 取得数据并掌握施工要领后方可施工。
3.3涂刮刚性涂料。刚性 防水涂料(确保是RG型)属于水泥基类,涂与刮只是改变涂刮厚度,增加抗渗性能,施工时,基面要求干净平整,有凹凸现象时,应 填平压实,同时基面必须潮湿。湿度过小,容易使料粉粉化,过大 又改变了涂料水灰比,降低涂刷厚度,延长了胶凝化时间。涂刮 几小时后,要喷水养护3 d,以利水化作用。
3.4变形缝。变形缝是 “堵、注、涂、抹”优化综合的体现。工序多,技术性强,各个环节一 环扣一环,既连续又间断,整治后形成一个完整封闭的整体。其中有两点容易被人们忽视:
3.4.1缝中央要粘隔离层,使防水层与基 面间形成隔离状态,以便应力扩散,同时又加宽了防水层变形幅 度,使防水层避免产生过大变形应力,以利适应结构变形需要。
3.4.2最后工序抹水泥砂浆保护层,应在变形缝中央放置木板条,以防砂浆保护层产生不规则裂纹。
4.结语
总之,水利工程的防渗施工是一项十分复杂的且难题众多工程。但是,由于防渗质量的好坏直接影响着整个水利工程的质量,并决定此工程能否正常投入使用,此外还涉及到人民大众的生命安全问题。所以,只有通过有效的实践操作,并有效结合工程中的实际情况,在工程建设中才能将防渗技术加以有效的运用,因此施工当中必须严格遵照有关规定,切不可疏忽大意,尽心做好水利工程的防渗工作,确保水利工程的质量,进而为现在社会的发展提供最高效的服务。
参考文献:
[1] 韩旭光.水利工程防渗处理施工技术应用探析[J].中国新技术新产品,2010(3).
【关键字】公路隧道;塌方;成因;处理技术
高等级公路在修建的过程中,不可避免的会遇到山岭等各种情况,隧道工程因此产生。隧道工程因不可预见性大,条件艰苦,施工难度大等特点,对施工的质量提出了更高的要求,只有严格遵守相应的规范,做好地质勘察工作,客观的分析地质情况,不断的积累经验,遇到渗水或者塌方等特许情况,能沉着冷静的想出合理的解决办法,才能确保工程的顺利进行。
一、隧道塌方的成因
(一)客观原因
1、不良地质。隧道在穿过断层或者破碎地段的时候,岩石发育不好,内部的应力在受到土层扰动的时候迅速释放,从而引起围岩失稳,导致塌方。地质情况是引起塌方的主要原因,特别是在山体的某个部分,出现了与踏勘不同的地质情况,出现了岩石断层等,容易引起塌方现象的发生。
2、地形、地貌因素。隧道施工的路段,若地表有水塘、水库、建筑物等情况,可能会出现施工地段的底层覆盖过薄,容易引起塌方。
3、地下水的原因。地下水的作用是导致隧道塌方的重要原因之一。由于地下水对岩石的长期作用,岩层之间的强度会大大降低,加剧了岩体的失稳,从而引起塌方,另外,隧道在通过有暗河的地质情况时,隧道开挖的过程中,地下水将冲入隧道中,极易引起地表下层和隧道塌方。
(二)主观原因
1、施工方面的原因。隧道在施工的过程中,所采用的施工工艺和施工方法与实际的地质情况不符,并且没有来得及改变施工工艺和施工方法,从而导致塌方现象的出现;隧道施工过程中,管理不到位,工作人员的质量意识和安全意识不强;施工过程中所采用的材料不符合要求,如锚杆长度不够,砂浆或混凝土强度不够等等;施工过程中,支护措施不及时,施工技术力量不够,资金缺口较大导致工作面太久,引起围岩松动等都是导致塌方的原因。
2、设计方面的原因。隧道设计方对隧道的地质情况勘察不准确,所设计的支护方案不合理,对可能遇到的断层、暗流等特殊情况估计不足等都是引起塌方的原因。
二、塌方处理的原则
塌方的处理原则是先加固防扩散后处理的原则,要求处理塌方宁早勿迟,宁强勿弱。只有对现场的情况作出准确判断后方可制定处理方案。塌方处理一般可以分为初期处理和塌体处理俩部分。①初期处理:为了防止塌体的进一步扩大所采取的方式,一般首选采用封闭塌体并且加固塌体的后方,在定性判断塌体的稳定后,方可进一步处理。②塌体的处理:塌体的处理一般是初期处理完毕后或是塌方暂时达到自稳时进行的。常用到的方法有三台阶开挖方法、二次衬砌加强方法及回填法等。
三、塌方及处理实例—某隧道的塌方过程与处理方法
(一)隧道及地质情况简介
某隧道沿线地形地质情况复杂,片岩、花岗岩、泥质砂岩广泛分布,该隧道左线全长900m,右线全长880m,均为直线段,山高坡陡,在隧道入口的地段,地形坡度20°~40°,上陡下缓,山体陡峭,出露岩性为微风化花岗岩;在隧道出口的地段,地形坡度为20°~30°,地形平坦,山出露岩性为强~中风化绢砂质板岩。据现有的资料显示,隧道设计区内局部有小的断层。
(二)塌方过程及规模
在隧道往前施工的过程中,某日,在隧道进口段挖至离洞口411米处,由于近期降雨较多,掌子面出现了滴水现象,而且随着降雨量的增多,滴水现象变的更为严重,经过仔细观察,掌子面为强风化花岗岩,拱部左侧出现了大量的掉块,同时在掌子面前方出现了一个巨大的溶洞,形成了一个地表直径23米,洞坑深度12米左右,洞坑直径10米左右的洞坑,塌方总量4102m3左右,现场人员在清理现场的时候,发现还在继续坍塌,使得工作人员都无法进入到塌方现场。
(三)处理方案
经过多方专家进行讨论后,待坍塌趋于稳定后,即着手对塌方进行处理,具体处理方案如下:
1、洞顶地表处理
首先对洞顶塌坑周围进行清理,坑外挖出一条排水沟,断面尺寸应不小于50×50cm,并采用C20混凝土对排水沟支护,C15混凝土进行封底,确保地表水不浸入塌坑内。在地表清理后,采用C20混凝土进行锚喷支护,锚杆可采用3.5米长的Ф22钢筋,间距为1.5米,网片采用间距为20×20cm的Ф8钢筋,喷射混凝土厚度为10cm。对于塌方前段洞穴下沉部位,可以采用C20的混凝土进行补喷,厚度为10cm。
2、洞顶塌孔处理
坑内松土进行清理后,坑壁采用与洞顶同样的支护和处理方式。在坑内溶洞部位加设10根纵向16型工字钢支撑,横向用Ф22的钢筋连接,连接筋间距为0.5m/根。塌坑内钢支撑加固后,采用1m厚的C20混凝土进行填充,待强度合格后在混凝土层上用地表土进行回填。
3、洞内加强处理
首先要加强洞内排水,确保洞内塌方所造成的积水能清除,保证施工作业道路的畅通,其次,增加钢支撑进行支护,加密钢拱架间距。再次,加强洞内初期支护,增设双层小导管和钢筋网片,小导管规格为Φ42无缝钢管,长度调整为每根6m,共增加4排,每排35根。双层钢筋网片规格为Ф8钢筋网片,网片间距为20×20cm。上导坑施工时,每榀拱架每侧增加6m长锁脚注浆小导管3组,共6根,每组上下间距为0.5m,小导管内加设Φ22的钢筋进行加强。
(四)实施效果
该隧道塌方发生后,实施了上述洞顶地表处理、洞顶塌孔处理、洞内加强处理三项处置措施,当塌方完全处理完毕时,整个处理过程再无发生坍塌现象,且无任何安全事故发生,起到了很好的处理效果。
引进工程外文技术档案的范围
外文技术档案的主体是外文技术文件材料,是从项目询价、报价、投标、合同签订、设计、采办、施工安装、试运投产、竣工验收、质保期服务,以及工程变更、结算付款等工程项目实施全过程中形成的不同载体形式的文件资料的总和。具体内容包括询价书、报价书、合同及合同技术附件、各类会议备忘录、来往的传真信函、成套的工艺包、基础设计及图纸、详细设计及图纸、安装试车规定;有关专利商文件、制造厂商文件以及其他有关技术文件及数据表等。其中专利商提供的技术文件中包括工艺手册、安全手册等,制造厂商文件包括机械手册、安装操作维护手册、质量检验报告等,以及设备到货时的船运文件。
引进工程外文技术档案的特点
由于引进工程的特殊性,其外文技术档案体现出以下几个特点:
一、涉外性。一个大的引进工程项目,其主要的项目装置都是全套引进的,其他还包括许多单机引进设备。因此,其工艺技术往往包括几个国家和地区的多种专利技术。其工程的设计及设备的制造又往往涉及到诸多承包商和制造厂商。在一般情况下,合同附件中,对卖方提供的技术文件及图纸所使用的文字都是英文,但制造厂商提供的一些说明书、合格证书、检验报告等文件材料,通常使用制造厂商本国的文字,在茂名三十万吨乙烯工程中,所涉及到的语言文字就有英语、日语、意大利语、德语和韩国语等。
二、自成体系的成套性。由于各个国家、各个公司的生产管理制度不同,引进工程的外文技术文件各有不同的产生程序和特点,但它们都是以一定的工作对象为中心,自然地形成了一套紧密联系、互相制约的科技文件材料,共同反映了一个独立工作项目活动的全貌,具有成套性特点,并用逻辑编号的方式揭示其隶属关系、排列次序和所在位置。如日本日挥公司和日本三井造船公司,他们的技术文件分类代号都是用数字顺序排列的,但我们把两家技术文件的分类代号进行比较,却可以看出,同一个数字,两家公司所代表的类别不同,但它们一经确定,又都自成体系,并不混乱。
三、形成的阶段性。引进工程设计工作的基本程序与国内大致一样,不过一些细节会有差异,且叫法不同。引进工程一般都要经过设计准备阶段、基础设计阶段、详细设计阶段和配合现场施工安装阶段。每个设计阶段的工作任务、工作内容、工作程序和工作环节、应具备的工作条件、以及必须形成的设计文件的内容及其深度,都在设计程序中有明确具体的规定。前一阶段的设计文件是后一阶段的设计依据,后一阶段的设计文件又是前一阶段设计文件的深化和发展。前后不同阶段的设计文件之间,既有密不可分的有机联系,又有明显的严格的阶段区分。因此,每个设计阶段各个专业的设计文件分别组成各自互相联系的有机整体,并决定设计文件材料形成的阶段性。国外公司在组卷形式上各有不同的组卷方式。
四、复杂多样性。凡是接触过外文技术文件材料的,都有一个共同的印象,就是感到外文技术文件材料“太乱”,常常感到无从下手,其实这是由它本身的特点所决定的。由于引进工程项目内容广泛,引进方式多样,以及工作的阶段性和涉外性,整个工程所产生的外文技术文件材料面广、量大、分散、复杂。而它们的文件编制关系由于各个国家的生产管理制度不同而不尽相同。单机引进设备项目也很多。这类项目的制造厂商很杂,遍布多个国家和地区,各厂之间没有统一的标准,所提供的技术文件图纸种类不一、装帧不一、规格各异、零乱而不系统。有些是通过邮件寄来,有些是通过来人带来,有些则随设备一起来,有时设备都开箱了,技术文件都还没到位。这些都给我们的工作增加了很大的难度。
五、持续性与多变性。引进装置设计在基础设计后直接进入详细设计阶段。由于基础设计条件比较粗浅,在形成最终版设计文件前,对最初版的设计要进行不断修改和完善,设计文件随之不断深化、补充与更新,造成了技术文件及图纸的版次多。按照合同规定,应该提供的外文技术文件有成千上万份,但这些文件并不是一次交付清,而是随着设计阶段陆续分批交付,每来一批,都既有原始设计文件,又有修改了的文件,并且每批文件都有几种专业。由于修改好的外文技术文件或图纸发送时没有设计变更单,而是重新复印一份发来,这样就出现了同一名称,同一件号,同一图号的文件或图纸多份的现象,修改次数越多,这种现象越严重。这些都形成了外文技术文件交付的持续时间长及替换频率高的特点。
六、图纸文件修改方式与国内不同。我们国内的设计变更,通常是在原设计文件发出之后,如有变更,就采用设计变更修改通知单的方式通知修改。随着工程施工的深入,再有修改,还是按照此法办理。第一次发出的原设计文件既不声明作废,也不作丝毫改动,而是在原设计文件基础上,将一次次的变更通过设计变更单来付诸实施。档案管理则需在保存原设计文件的基础上,将每次的设计变更单都进行存档,基本上是有进无出,积累成卷。而国外的图纸文件修改方式则与国内不同。一份原设计文件发出后,一有设计变更,国外设计人员会在原设计文件或图纸上作修改,将需修改的部位画上云形块,将改动的内容详细标出来,并在旁边画上个三角符号(),内注上修改版次,然后在图纸的角图章内标出修改的版次及修改日期。在图纸的右上角通常还有一个修改栏,这是外文技术文件有的栏目。栏中的项目有每次修改的版次数、修改日期、修改者、检查者等。如果是文字材料,如设计说明、工程规范、操作手册等,则是在原发出的文件中,将要修改的段落或文字改好(有时也框上云形块),旁边画上三角符号(),内注上修改版次数。而文件的修改栏在文件的封面上。最后将新版次的设计文件及图纸发来。这种修改方式的优点是一打开图纸或文件,不用到处乱找,一眼就可以抓到有用的信息。目前国内一些大的设计院也开始使用这种修改方式。
七、大量的电子文件。由于引进工程是引进国外的先进技术,随之而来的技术文件现代化程度也较高,出现了大量的电子文件。如光盘、各种型号的磁盘、磁带、录像带等。尤其在仪表专业方面,现代化程度很高,电子文件必不可少。如茂名三十万吨乙烯工程中所有的DCS系统都有电子文件,有些装置在工艺、配管、平面布置、设备等方面也有电子文件。虽然与纸质文件相比,它的数量还不算多,但它有发展的趋势,应引起我们的注意。
引进工程外文技术档案的管理
针对外文技术档案的特点,我们的管理工作应做到下面几个方面:
一、外文技术档案的管理人员应具有较高的外语水平及保密意识。外文技术档案都是用外国语言文字写成的,如果管理人员不懂外文,就没有办法了解技术档案中的内容及它们之间的内在联系,工作起来就相当被动,无法将工作做好。在保密方面,由于是引进多个国家、多个公司的专利技术,有许多技术文件带有机密性,如合同、工艺包、专利技术等,在买卖双方签定合同时,都会签定保密协定。茂名三十万吨乙烯工程在前期的技术谈判期间,各个公司的技术附件都是对其他公司保密的,不允许随便泄露给其他公司的人。合同要经理批准才能外借。工艺包属于公司的专利技术,更应该为其保密。
二、保持外文技术档案原有的成套性及有机联系。在档案整编时,以装置为单位来进行整理,尽可能保留原有的分类、编号体系。如果把原来形成的成套技术文件分散或打乱,就会牵扯到整体的变化,特别是在补充、替换版次时,无法按原来的分类体系查找到原有的案卷或文件材料。因此我们在整理时要具体情况具体分析,在符合档案整理原则的基础上,尽量使文件保持原貌,以方便查找、利用。
三、充分了解所管档案的复杂多变性。要大致掌握引进装置都应该有些什么外文技术文件,明了各个公司外文技术文件的编制系统,掌握各专业的基础知识及各专业术语。如不同的承包商在表达同一专业术语时使用的英文单词的差异、管道阀门与仪表阀门的划分等等。对单机引进设备档案的整理,要以合同为单位来组卷,同一合同号的文件材料组成一个案卷,卷内材料按照文件产生的顺序来排列,因单机合同“麻雀虽小,五脏俱全”,各个阶段都有各个阶段的技术文件。
关键词:引水工程 基坑支护
1、引水工程基坑支护的特点
引水工程在基坑支护方面的工作与其他建筑方面的基坑支护的工作还存在着一定的差别,引水工程基坑支护的过程中有着自身的独特特点,是一般基坑支护工程所不存在的。这主要是因为引水工程所采用的是一些输水管道,并且一般引水工程所输送的水量都比较大,因此引水工程所采用的输水管道的管径一般都很大,因此在引水工程基坑支护过程中要根据具情况进行支护工作。一般的引水工程基坑支护有以下几个普遍的特点:①从基坑的设计规模来说,引水工程基坑的设计规模与城市的一些中高层建筑所挖掘的基坑的规模相比还是比较小的;②从基坑施工的持续时间来说,引水工程基坑支护的施工远远的比中高层建筑基坑支护施工持续的时间短,一般引水工程基坑施工过程持续的时间大概为14―21 d;③从基坑的受力情况来看,引水工程基坑的施工过程中所采用的起重机等设备与中高层建筑施工中所采用的起重机等设备有所不同,引水工程基坑在施工过程所采用的起重机的类型是大型履带式的,因此引水工程基坑周边的载荷在计算时要根据实际的基坑情况来进行计算。
2、引水工程基坑支护的主要形式
基坑支护所采用的形式多种多样,根据基坑规模的大小以及设计要求来确定采用相对应的支护形式。下面对其常用的基坑支护形式进行简单介绍。基坑支护所采用的形式大概分为8种:①基坑边坡在进行支护的过程中如果采用拉森Ⅳ钢板桩l型需要满足的条件是基坑的深度
3、深基坑支护设计中的注意事项
3.1彻底转变传统的设计理念
近十几年来,我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,收集了施工过程中的一
些技术数据,已初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立深基坑支护结构设计
的新理论和新方法打下了良好的基础。但是,对于深基坑支护结构的设计,国内外至今尚没有一种精确的计算方法,多数是处于摸索和探讨阶段。我国也没有统一的支护结构设计规范。土压力分布还按库伦或朗肯理论确定,支护桩仍用“等值梁法”进行计算。其计算结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大,既不安全也不经济。由此可见,深基坑支护结构的设计不应再采用传统的“结构荷载法”,而应彻底改变传统的设计观念,逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。这是设计人员需要加强科研攻关的方向。
3.2建立变形控制的新的工程设计方法
目前,设计人员用的极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法,其计算结果具重要
的参考价值。但是,将这种设计方法用于深基坑支护结构,只能单纯满足支护结构的强度要求,而不能保证支护结构的刚度。众多工程事故就是因为支护结构产生过大的变形而造成的,由此可见,评价一个支护结构的设计方案优劣,不仅要看其是否满足强度的要求,而且还要看其是否产生环境问题,关键在于其变形大小。鉴于上述实际,在建立新的变形控制设计法时,应着重研究支护结构变形控制的标准、空问效应转化为平面应变和地面超载的确定及其对支护结构的影响等问题。
3.3大力开展支护结构的试验研究
正确的理论必须建立在大量试验研究的基础上。但是,在深基坑支护结构方面,我国至今尚未进行科学系统的试验研究。一些支护结构工程成功了,也讲不出具体功之处;一些支护结构工程失败了,也说不清失败的真实原因。在支护工程施工的过程中积累的技术资料很丰富。但缺少科学的测试数据,无法进行科学分析,不能上升到理论的高度,这是―个很大的缺陷。开展支护结构的试验研究(包括实验室模拟试验和工程现场试验),虽然要耗费部分资金,但由于深基坑支护工程投资巨大,如经过科学试验再进行设计时,肯定会节省可观的经费。因此,工程现场试验是非常必要的。通过工程实践积累大量的测试数据,可对同类工程的成功打好基础,为理论研究和建立新的计算方法提供可靠的第一手资料。
3.4探索新型支护结构的计算方法
高层建筑的飞速发展绘深基坑支护结构带来一场技术革命。在钢板桩、钢筋混凝土板桩、
钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后,双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构型式也相继问世。但是,这些支护结构型式的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于科学,仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。目前,深基坑支护结构正在向着综合性方向发展,即受力结构与水结构相结合、临时支护结构与永久支护结构相结合、基坑开挖方式与支护结构型式相结合。这几种结合必然使支护结构受力复杂。所以,建立新型支护结构的计算方法,已成为深基坑工程技术的当务之急。
参考文献:
关键词:桥梁施工;技术;裂缝成因
中图分类号:K928 文献标识码:A
一、桥梁建设技术要点
随着我国交通运输行业的蓬勃发展,交通基础设施的进程也在加速,桥梁施工建设就是交通基础设施建设的重要因素。桥梁质量影响桥梁使用寿命和服务性能。所以桥梁建设中要保证桥梁质量,这是对人民群众负责,也是国家公共基础设施完善的体现。道路桥梁的建设能够促进经济发展,尤其是偏远地区经济发展。青藏铁路的开通,不仅是政府对藏区的关怀,也是推动藏区经济增长的有效途径。藏区地理特征奇特,技术人员要克服高原冻土等尖端自然环境,才能建成质量合格的铁路。而合格的桥梁技术,才能避免桥梁坍塌悲剧的发生。可见桥梁技术的成熟度至关重要。
(一)桩基础施工技术。桥梁施工过程中常用人工挖孔灌注桩、钻孔灌注桩两种技术。具体的技术选择会根据实际施工情况决定。具体做法如下:1、埋设护筒。护筒能够进行定位导向、保护孔口、维护泥浆面和防止塌方。2、冲击成孔。冲击成孔能够使孔壁密实挤压,孔壁之间不会有缝隙。
(二)墩柱和台身施工技术。进行这项工序的时候要注意以下几点:1、制定详细的施工专项方案。2、加强墩柱本身线型的控制。3、进行精确的位移检监测。4、采用钢模进行支座垫石施工样本的测量。
(三)钢筋焊接施工技术。加强钢筋焊接的技术研究,是一项很重要的工作。1、在焊接钢筋之前,要先确定焊接参数和工艺,并结合实际情况进行焊接试验。当试验的结果符合标准的时候进行正式的焊接。2、钢筋的焊接接头要采用:闪光对焊、气压焊和电弧焊。
二、桥梁裂缝的分类
桥梁裂缝的分来都是按照桥梁裂缝的宽度来分类的。一般桥梁裂缝的形成都是混凝土的开裂。按照桥梁混凝土开裂的宽度,可以把桥梁裂缝分为:宏观裂缝和微观裂缝。
(一)根据桥梁建设相关文件规定,宏观裂缝的宽度高于0.05毫米;而介于0.2毫米~0.3毫米之间、且不再继续裂开的桥梁裂缝,是对桥体毫无损害的。
(二)微观裂缝则是人的肉眼察觉不到但却固有存在的;与宏观裂缝相对,微观裂缝的宽度在0.05毫米以下;只要桥梁的荷载没有超过理论标准,那么这些裂缝都是无害的。
三、桥梁裂缝形成原因
(一)桥梁的地基发生形变。因为水平方向和垂直方向发生位移、受力不均等原因,造成桥梁地基的下沉,使整个桥梁的机构产生“应力”。这种应力会随着地基下沉的情况逐渐增大,当这种应力超过桥梁混凝土能够承受的抗压力时,就会造成桥梁的开裂。
(二)桥梁荷载的原因。按照桥梁建设相关部门的关于桥梁建设裂缝的文件指出:混凝土结构的桥梁在静止、运动荷载和次应力的作用下产生的桥梁裂缝称作荷载裂缝。荷载裂缝分为直接裂缝、次应力裂缝。以为桥梁荷载造成桥梁裂缝的原因有很多,主要由以下几点:1、在桥梁的施工过程中,过度的在建筑物体上堆放施工用的材料和工具;2、不够了解桥梁受力结构;3、对于施工设计的漠视,擅自改变施工程序。这三点原因加剧桥梁裂缝的形成。
(三)外界温度的变化。建设桥梁需要得到混凝土具有热胀冷缩的物理特性,而混凝土的这种物理特性直接导致了桥梁裂缝的形成。桥梁建设需要的混凝土在使用的时候,会产生大量的“水化热”。当外界环境和内部结构产生巨大温差的时候,混凝土就会形变。如若处理不恰当,在桥梁结构内部就会产生“温度应力”。当温度应力超过了混凝土的抗拉强度,桥梁就会出现裂缝。
(四)桥梁钢筋的腐蚀。使用质量差的混凝土,或者钢筋混凝土的保护层过薄,桥梁的钢筋就会收到空气中二氧化碳等酸性气体的腐蚀,导致钢筋表面的氧化膜被破坏,钢筋被腐蚀。钢筋被腐蚀以后,会产生膨胀应力,导致钢筋混凝土保护层裂开。而且被腐蚀的钢筋混凝土的抗压力也会下降,引发更多的裂缝产生。
四、桥梁裂缝的预防
桥梁的裂缝不仅因为施工阶段措施不当而产生,桥梁使用的年限也会影响裂缝的产生。桥梁裂缝在现今桥梁施工技术中不可完全避免,但是可以通过施工技术的提高从而延缓裂缝产生的年限。
(一)选择优质混凝土。桥梁的建设前期,要采购优质的混凝土,特点是抗压性强。当桥梁寿命达到一定年限的时候,不会发生太严重的水平和垂直方向的位移,混凝土能够承受这种轻微程度的应力,从而延缓裂缝产生的时间,增加桥梁使用寿命。
(二)针对桥梁荷载产生的裂缝,要有针对性的进行预防。1、不要在在建的桥体上堆放过多的建筑材料和工具;2、对施工人员进行桥梁结构知识培训,让施工人员了解桥梁的结构以及各个受力点;3、重视桥梁施工的设计,桥梁施工的设计都是设计是根据丰富的设计经验和数据进行设计的,不可随意更改;施工程序也不可擅自改变,施工的进程都是有科学依据的,不可随意更改进程的安排,从而预防裂缝的产生。
(三)处理好内部外部环境的平衡。进行混凝土浇灌的时候,要注意内外部环境的平衡。正确处理“水化热”的现象。避免内外温差过大造成的热胀冷缩。混凝土的热胀冷缩不可避免,那么就要尽量降低温差,降低热胀冷缩的程度。
(四)减少钢筋的腐蚀。金属与空气接触难免会被氧化。但是质量上乘的钢筋,表面的氧化膜的保护作用会比较长久,增长钢筋的使用寿命。同时,钢筋混凝土保护层的灌注要加厚,从而增强对钢筋的保护作用,以此来延缓桥梁裂缝出现的时间。
结语
我们在开篇就提过“要致富,先修路”,加强交通运输设施的建设是经济发展的基础。而桥梁的建设是交通运输过程中的重要组成部分,是基础工程建设中的重中之重。近些年,关于桥梁坍塌造成的悲剧也不在少数。我们要对桥梁施工技术进行全面提高,延长桥梁使用寿命,避免因为桥梁坍塌造成的悲剧。要加强对桥梁裂缝产生原因和对策进行研究,从而攻克这一难题,在技术优势的基础上提高桥梁质量,为我国基础事业建设增添力量。
参考文献
关键词:引水隧洞;支护;进洞;出口
一、工程概况
某水利枢纽工程设置目标是主要是为了缓解大路梁子隧道水沟排水压力而设置,其中引水洞进口与隧道进口的距离为缓坡地带,大约为170m。引水洞断面为城门洞型,引水洞全长780m,断面净尺寸为3.5m×3.65m(宽×高),纵向坡度为0.8%。引水洞主体穿越三叠系石灰岩地层,该地段基岩积压破碎,岩层接近直立,裂隙水及岩溶水发育,节理、裂隙发育。地质存在突涌、断层、岩爆、膨胀岩、瓦斯、流沙、岩溶、滑坡等不良地层情况的可能性极大,隧道穿越地层存在玄武岩、砂岩、石灰岩、页岩和泥岩;洞身范围内有煤层、断层。所以在分析该引水洞地貌的基础上,因地制宜,在洞口附近设置拌和站及砂石料堆放场,设置生产区、生活区房屋;工程施工期间,充分利用山上的水来作施工及生活所需要;生活用电将通过将电接至施工驻地来解决,具体是安装变压器,为预防意外情况,备用内燃发电机。
二、施工技术组织概况分析
1.施工技术方案选择
本工程施工道路布置、开挖出渣方案、坝体填筑施工工艺和特殊段处理等,是本工程施工布置设计的重要及关键技术问题。本工程大路梁子隧道引水洞设计全长780m,围岩基本情况:二类围岩,占全隧道长度为13.8%108 m;三类围岩444m,占全隧道长度为56.9%;四类围岩228m,占全隧道的长度为29.3%。
2.进洞方案
通过各方面的探究和分析,确定最后的进洞方案:首先,依据设计图纸的需求,进行洞顶排水沟、截水沟以及水沟;然后上一个工序检测合格后,进行坡度刷坡的施工。开挖工序方面,一般采取人工开挖方案,以确保工程稳定施工,比如使用工具对边仰坡及洞口处进行开挖,顺序从上到下进行施工,完成后对其进行适当防护。
3.出口方案
方案设计的出口端方案为柱式洞门,施工时根据设计图纸需求对洞顶进行截水沟施工;接着,进行边坡锚喷防护工序;最后,待前面工序经检测合格后,进行按二类围岩浅埋段进行洞顶的施工。初支完成后,要及时进行二次衬砌施工工序,完成这一工序后,再进行洞门端砌筑。
三、隧洞特殊地段超前支护施工技术
这一阶段的施工技术,重点在于掌握围岩地质的情况下,应配置好有经验的管理人员和施工技术人员,同时备足钢格栅(或型钢拱架)、喷浆机、注浆机、高标号水泥、高标号水泥、水玻璃、稻草、方木、花管、焊管、钢轨等材料。
1.超前探孔工序
在钻眼前应打入6m 长焊管作超前探眼;且要求每次探眼应做到直墙腰部2 根、起拱线位置2 根、顶拱1 根,数量不得少于5 根,以确保洞穴流砂在开挖爆破过程中不会造成
坍方。在探眼掘进过程中如果发现围岩比较松软的现象,或从焊管中涌出裂隙水、流砂等现象,要及时采取处理措施,如台阶法施工处理,或采取短进心、早封闭、强支护、弱爆
破等施工处理措施,同时要做好施工前一些预防方案的拟定,如为了最大限度引排流砂体内的积水,涌水量较大时可多打花管。
2.超前支护工序
在设计开挖轮廓线基础方面,待确定流砂层长度后,轮廓线径向放大20m~40m,同时将焊管、花管超前支护打入起拱线位置;并要求将超前管棚纵向严格按平、顺、直等原则要求打入,且横向不宜留有空隙,以避免发生流砂渗出缝隙的质量问题。
四、隧洞特殊地段开挖及支护技术
1.台阶法开挖工序
本工程主要是在施工方案筛选过程中,考虑到隧洞流砂的流动性非常明显,如果进行全断面开挖容易发生质量问题,所以决定选取台阶法,且先进行上半部人工开挖,每环进尺宜
2.拱部纵向支护的加强工序
超前管棚在施工过程中,往往不容易控制在同一平面,这容易造成管棚无法承受流砂体的垂直压力、挤压力,或拱部开挖后出现流砂、渗水渗漏等现象的发生,若不及时解决,
最终会导致拱部沉降、位移。所以,随上半部开挖地不断深入,为避免质量问题的进一步扩大,必做根据实际情况及时将超前管棚打入,可适当增加超前管棚的数量,直至其进入
非流砂岩层,第二环达不到继续第三、第四环等,使其拥有足够支撑流砂体垂直压力、挤压力的质量保证;至此,处理完后,还需要及时封堵流砂,引排渗水,确保工程进度顺利展开。
3.拱部横向支护的加强工序
加强工序,主要是考虑到超脱管棚支护已是支撑流砂体挤压力、垂直压力的重要组成部分,尤其是纵向超前管棚支护在拱部短进尺开挖加强后;接下来,就要考虑喷身砼支护、挂设钢筋网的处理,有必要及时进行钢格栅横向支撑施工或拱部型钢拱架的加强施工。通过收敛量测,准确掌握其水平位移速度、洋洋得意位移、沉降速度、沉降量等相关重要指标参数的状态;在施工过程中,为保证拱部对流砂体的支撑质量,如有必要可在钢格栅超拱线、型钢拱架处加设横支撑。
4.下部台阶施工工序
在施工过程中,因为流砂自稳能力非常不好,所以在下部台阶施工时,应采取短进尺、强支护施工技术对下半部进行施工,且控制每次进尺在0.5m 左右。同时,下部宜采取先开挖右侧或左侧下半部的方法,即分左右两侧边挖边护的施工方法,以保证拱部的支撑效果比较可靠;然后按设计要求完成相关工序,如喷身砼、打设锚杆、完成挂网、焊接下半部型钢或钢格栅,施工下半部的另一侧。此外,为确保后期施工安全,最大限度避免内水外渗或外水内渗等渗透现象,有效防范进一步发生较为复杂的位移、沉降、变形、挤压力等工程质量问题,可考虑使拱部、边墙、底板在二期支护断面外形成完整的封闭圈,通过在进行二期支护断面的设计阶段时,会首先作基底换填、设计钢格栅或横向钢拱架、浇筑底板仰拱砼等施工处理。
五、其它方面施工工序技术要点的处理
(21)隧洞砂岩地段涌水、涌砂、岩溶的处理方案:采用梁跨、板跨或拱跨等跨越措施处理不能堵塞水流,或溶洞较深的情况;采用支撑墙、支撑柱、支撑拱以及嵌补加固等工程措施进行支顶加固;采用砼、浆砌片石堵塞、填实停止发育的干、小溶洞。对岩溶水或暗河的处理时宜疏不宜堵,在处理泥水、暗河突涌时,宜在施工时采取超前地质钻孔探测,且预备足够的抽水设备。(2)隧洞流砂坍方处理方案:为确保拱部坍孔出砂体自身稳定,可采用钢材或木材横向将坍碴截断;可采用隧洞流砂段开挖支护、超前支护处理坍孔封闭。此外,基于洞穴填充物通常会存在稳定性差、下沉量大、易坍塌、松软等情况,可采取桩基处理、超前注浆加固地层、换填人工基础或浆砌、干砌片石基础等处理措施。
六、总结
综上所述,笔者通过引水隧洞施工过程中积累的一些经验,由此看出引水隧洞施工技术涉及多个施工细节,在隧洞工程引水施工过程中,遇到过去没有出现过的问题,这就需要在今后的工程实践中不断丰富施工经验;同时各个工序的衔接对于工期的进度、工程质量都产生不同程度的影响,在本次工程施工中也体现了这一点,所以要保证工程质量,需要加强施工技术各个施工阶段的质量控制。
参考文献: