土木工程小论文

2022-03-23 版权声明 我要投稿

下面小编整理了一些《土木工程小论文(精选5篇)》,希望对大家有所帮助。关键词:土木工程;工程+;课程体系;校企协同育人面对未来高等工程教育,全球科技创新将驱动世界新经济体形成与发展,新一轮科技革命和产业变革即将重构全球创新版图、重塑全球经济结构‘¨。而工程教育弱化及工程创新人才缺乏,已成为工程科技领域十分突出的问题。

第一篇:土木工程小论文

小水库除险加固工程的环境影响评价

摘 要:文章以田家湾水库除险加固工程为例,依据国家相关法律法规,对施工期的环境影响进行了评价,并提出了环保措施。

关键词:田家湾水库;除险加固;环境影响

1工程概况

1.1基本情况

山西省晋中市榆次田家湾水库地处黄河流域汾河水系涧河中游,坝址位于榆次区城北18 km处的田家湾村。它控制流域面积97 km2,其中,灰岩区22 km2,砂页岩区23 km2,黄土丘陵区52 km2。

该水库于1958年3月12日由山西省水利厅批准动工兴建,1959年10月1日竣工。原设计坝高29.5 m,水库按二十年一遇洪水设计、一百年一遇洪水校核运用。水库投入运行以来,由于库区淤积严重,加之溢洪道不达原设计标准,水库的防洪能力大大降低。为提高防洪能力,1978年由原榆次市水利局提出设计,并上报原晋中地区水利局批准,1979年6月-1981年3月对水库进行了改建,防洪库容618.84万 m3,兴利库容118.16万m3。1983年原晋中地区水利水保局编制的“晋中地区水利工程”三查三定“总结”资料中,核定田家湾水库总库容为942.5万m3,为小(I)型水库。

枢纽工程由大坝、溢洪道、输水涵洞3部分组成。大坝为均质碾压土坝,最大坝高34.5 m,坝顶长318 m,坝顶宽6 m。大坝上游采用干砌石护坡,下游为草皮护坡,桩号0+165~0+271段设有排水棱体,坝底设35m长的褥垫与原排水棱体衔接;溢洪道位于大坝左岸,为矩形开敞式,长295 m,进口设2 m高的溢流堰,整个溢洪道没有衬砌;输水涵洞布置于大坝的右端,放水设备为台阶式卧管,共32级,64孔,输水涵洞为无压出流,采用钢筋砼圆管,内径1.0 m,长153 m,最大放水流量2.5 m3/s。

水库以防洪为主,兼顾灌溉。水库防洪范围涉及太原飞机场,榆次区和太原市郊区的3乡23村3.2万人,石太铁路和南同蒲铁路6.8 km,太旧高速公路7.6 km,108国道5.2 km,耕地5 669.5 hm。设计灌溉面积2067.7 hm2,最大实灌面积1 334 hm2。1961年-1990年多年平均实灌面积747 hm2,1991年至今,只在1995年、1996年分别灌溉了833.8 hm2、1 013.8 hm2。

1.2水库存在的主要问题

(1)水库防洪标准低,达不到部颁标准要求:根据《水利水电工程等级划分及洪水标准SL252—2000》田家湾水库为四等水利枢纽工程4级建筑物,正常应用洪水标准为:30~50年一遇,非常应用洪水标准应为:300~1 000年一遇,水库在现状条件下为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核标准。与标准所规定的中型水库的洪水标准相差较远。

(2)大坝填筑质量差:田家湾水库初建时,从社队抽调大批民工,采取了大兵团作战方式,施工时,各施工队伍偏面追求进度,忽视质量,忽视技术,致使土坝填筑质量较差。据土工试验资料表明,土坝干容重最大值在1.75 g/cm3以上,最小值仅有1.46 g/cm3,而且大坝在运行过程中,坝体在不同高程及部位多次出现纵横向裂缝,裂缝最长达320 m,最大缝宽达70 mm。

(3)坝基渗漏严重:土坝座落于砂砾卵石层上,建坝时虽在坝基筑了黏土截水槽并于原浆砌石截潜流截水墙相接,但由于截水墙始建于1958年,砌筑质量较差,观测资料表明,水库蓄水运行以来,渗流量一直较大,最大达120 L/s,空库时的渗流量亦达30 L/s。

(4)大坝下游坝坡较陡:大坝顶为2 m高的子堰,上下游边坡1∶0.5,子堰底部以下下游第一边坡为1∶2,若加上2 m高的子堰,则平均边坡不足1∶2,边坡较陡,不达土坝要求的安全坡度,若遇上高水位大洪水时,则大坝存在不稳定隐患。

(5)输水洞检修闸门止水失效、漏水严重,洞身渗水严重,进水塔施工质量差、老化严重:经现场检查发现,进水塔塔身蜂窝麻面随处可见,施工缝未经处理,塔身多处出现冻融、剥蚀破坏,部分断面剥蚀深度达15 cm左右,多处出现钢筋出露现象,且出漏钢筋锈蚀严重,经检测,塔身及工作桥排架老化严重,碳化深度大于6 mm,经回弹仪测试,塔身现砼标号为150#,远低于原设计砼标号200#。

(6)泄洪洞闸门橡胶止水老化,闸门配套不完善,进水塔施工质量较差、严重老化,洞身有裂缝,局部有渗水现象。

2建设内容

2.1大坝

坝体改造内容包括:右坝肩防渗灌浆、坝顶改造、上游坝坡护坡、设置下游坝脚排水、下游坝坡局部翻修等。

2.2溢洪道

在充分利用溢洪道现状规模的前提下,以溢洪道现状轴线为基准,拆除溢流堰,并在此位置设2 m高的橡胶坝,对泄槽采用C25钢筋砼进行衬砌,改造后的溢洪道为矩形和梯形的复合断面。

2.3输水涵洞

输水涵洞洞身部分运行正常,而现状进水方式为卧管,因运行年代长,库区淤积,加之管理不善,进口启闭设施严重毁坏,不能正常运用。在原输水涵洞进口处设钢筋砼进水塔

3环境影响评价

3.1评价依据

《中华人民共和国环境保护法》(1989年12月),《中华人民共和国水法》(1998年),《中华人民共和国水土保持法》(1993年),《建设项目环境保护管理条列》(1998年)及《地面水环境质量标准》(GHZB1—1999)。

3.2环境影响评价

施工范围基本在现有水库占地区域,工程完工运行后,对周边环境是有利的,水库的安全性增强,风险性减少,防洪能力增强,更能发挥经济、社会、环境效益。因此,着重对施工期环境影响评价。施工过程中应引起重视的环境问题主要有施工人员生活垃圾和生活污水的处理、机械运输车辆运行时产生的噪声和废水废气的处理、弃渣的处置、施工过程中废弃或丢弃的混凝土砂浆的处理、开挖及车辆运输产生的粉尘和飘尘的处理以及施工队伍的进驻对当地社会治安影响等问题。这些问题若处理不当,将有可能对河流、水库的水质及水库周围的生态环境、大气环境、人民群众健康等产生不利影响。另外,在本工程施工过程中也将产生一些有利影响,比如施工队伍的进驻会给附近地区的工、商、服务、运输等行业带来一些机遇,同时也给部分劳力提供了一些就业机会。

3.3区域环境现状

水库为防洪、灌溉的综合性水库,目前,由于存在安全隐患,影响水库的安全运行,为此,对该库进行除险加固。水库上游没有污染,水质优良,多数指数均达到了Ⅲ类水的要求。水库周边交通方便。附近地区文教、卫生力量相对薄弱,居民的生活水平较低。总之,水库区域环境较好,水质优良,本工程的建设也不允许产生对水库及周边环境的破坏。

4环保措施

本工程在施工期对环境的影响虽然是短暂的,可以控制和防范的,但工程施工区为重点保护区域,且距离居民区也较近,因此在施工期要严格按照施工要求,文明施工,遵纪守法,加强环境保护,具体要求和措施如下:

4.1人群健康的保护

(1)保护好饮用水源,定期监测,发现异常及时处理。

(2)抓好环境和饮食卫生,垃圾、粪便及时清理。

(3)加强施工期卫生防疫和疾病防治工作,以预防为主,进行广泛的卫生保健宣传教育,并建立健全卫生防疫制度。

(4)施工人员进场前要进行体检,施工期间定期检疫,发现传染病人立即进行隔离治疗。

(5)施工过程严格按照环保要求施工,禁止超标的污染物排入河流或水库。

(6)施工单位在施工过程,一线工人要佩带口罩或防毒面具,并采用湿式除尘作业;操作搅拌机、振动碾、钻机等施工机械的人员或附近的工作人员必须采取劳动保护措施,配备个人防护用具,如棉花、耳塞等。

(7)施工爆破前应使人群远离爆破现场,防止发生人身伤害。

(8)距离居民区较近的施工区禁止在夜间施工,避免影响居民的正常休息。

4.2大气的保护

(1)施工生产区和生活区的大气环境质量应满足规定的标准。

(2)燃油机械应安装除尘装置,如果使用柴油机械和设备,排出的烟尘须与统一型号的柴油机烟尘排放度值FSN4.0限度相一致,详见《柴油机动车辆满负荷运行烟尘排放标准》(GB14761.7-93)和《柴油机动车辆无载加速烟尘排放标准》(GB14761.1-93);如果使用汽油机械和设备,汽油机械污染负荷须低于《机动车辆汽油机械污染排放标准》(GB14761.2-93)中所列的限制。

(3)为避免运输物质的洒落形成粉尘危害,运输水泥、石灰、砂子和垃圾的车辆就完全掩盖起来;为避免道路上次生飘尘造成的空气污染,施工道路及交通道路应定期洒水。

(4)混凝土拌和过程中,水泥输送宜选用全自动水泥喷射泵,拌和楼除尘采用高效除尘器。

4.3水质的保护

(1)施工产生的弃渣、垃圾等不得倒入任何水域中,倾倒时要结合水土保持措施,防止污染水质。

(2)工程所用的施工机械在进场前应对各机械进行检修和养护,防止机械出现油污滴漏现象,施工机械与运输车辆清洗产生的废水禁止乱排放,尤其不允许排水河流或水库中。

(3)施工人员生活污水禁止排放到附近水域中。

4.4环境的保护

本工程可能造成的环境破坏主要集中于工程取土和弃碴。工程施工弃碴拟采取集中堆放方式,弃渣场选择荒沟、荒坡等地。规划取土和弃碴场占地面积3.3 hm,水土流失防治拟采取工程措施、土地整治、植物措施相结合的综合防治措施。具体为:

(1)弃碴场边坡拦碴工程措施:为稳固碴场边坡,防制弃碴流失,拟在弃碴场边坡修建浆砌石拦碴坝。

(2)弃碴场土地整治措施:首先对堆碴表面作整平处理,使之形成一个外缘稳定,向排水沟倾斜的平台,四周设排水沟,平台顶部覆土厚不小于50 cm。

(3)弃碴场表面植物防护措施:表面在采取护坡、覆土平整措施后,需采取植物措施,以恢复植被。拟采用植树、种草措施,标准为220株/亩,共11 000株,每亩播撒草籽2 kg,共100 kg。

5结论

综上所述,水库除险加固工程对环境的不利影响主要表现在施工期,但这些影响都是短期的且经过相应的措施处理后基本可以避免。运行期对周边环境是有利的,水库的安全性增强,风险性减少,防洪能力增强,能更好地发挥经济、社会、环境效益。

Appraise the Environmental Impact of the Reinforcement

Work of Little Reservoir

Chen Yonghong

Key words: Tian Jia Wan reservoir; except that strengthen by inches ; environmental impact

作者:陈永红

第二篇:小水库除险加固工程及其质量控制

摘 要 小型水库是我国水利工程重要组成部分,对于农业经济发展以及农业生产有着非常重要和关键的作用,但这些小型水库普遍存在配套设施老化、管养措施不到位等现象,从而给防洪度汛带来很多隐患。近几年随着国家对于小型水库工程重视程度的增加,越来越多的病险水库列入国家除险计划。相关的工作人员应将水库的除险加固工作落实到位,对水库质量严格把关,从而将水利工程项目的质量大大提高。基于此,分析小水库除险加固工程及其质量控制。

关键词 小水库;除险加固;质量控制;措施

1 小型病险水库的除险加固设计思路

1.1 挡水建筑物

当前的小型水库多为土石坝,由于长期得不到有效养护,大部分小型水库大坝存有上游护坡松动脱落以及坝基坝肩的渗漏等问题。在除险加固设计中,必须要保证水库的防洪安全,要在大坝的坝体施工过程中,将加固设计落实到位,如果出现渗漏的情况,应与上游地区的防渗及下游坝坡导渗处理设计等。

1.2 水库输水建筑物

水库输水建筑物的除险加固设计主要是水库坝下涵管的加固设计,不断完善水库输水的运行功能,并且在水库除险加固设计中将引水渠道的设计落实到位。

1.3 水库泄水建筑物

在实际的水库工程中,对于一些土石坝工程,在输水渠道以及溢洪道中,常会出现较多的病害问题。所以需要将水库泄水建筑物的除险加固工作落实。

2 小型水库除险加固工程的质量控制的方法

2.1 严格控制施工,确立质量管理

要保证小型水库的出现加固工程质量得到有效的控制,就需要在施工之前计划相关事项,并对参与到工程中的人员进行岗前培训[1]。在实际的施工开始之前,应当确定相关质量标准先,与小型水库的具体施工特性有效的结合,并根据实际的地理环境制定相应的施工方案。如果在施工的过程中,出现影响施工顺利进行的因素,应采取有效的措施加以控制,从而保证工程施工的质量。在该工程项目中,检测环境时,所依据的是工程的实际设计方案,如果与周围环境存在出入的地方,应调整施工方案,以免在后续的施工过程中造成不必要的麻烦。

2.2 明确相关人员的职责

在确定中标企业资格后,设计单位要明确现场人员的工作任务,并且监理单位也需要明确人员的义务与责任,监理单位应当对实际工程中的每一个环节都要加强控制,并将质量监督工作落实到位[2]。明确设计、监理、施工与建设单位之间的职责,促进参建各方之间可以沟通交流,从而提升合作水平。只有将责任落实到位,才能够使得小水库除险加固工程的质量不断提升。

2.3 加强工程施工的监督与管理

完善工程质量安全管理制度,落实建设单位、勘察设计单位、施工单位和工程监理等方的质量安全责任,强化政府对工程建设全过程的质量监管,充分发挥出质量监督站的作用。要加强水库除险加固工程的监督管理水平,就需要相关部门在工程的施工过程中对每一环节都要落实管理与检查,保证施工过程中的技术能够与相关要求相符合,以免在施工中有不安全事故的发生。对于建设单位来说,应将项目责任制落实到位,成立专门的检查小组,检查施工中的问题,不断强化主观部门的责任意识,从而使人员能够认真负责地检查工程[3]。

3 水库除险加固工程质量控制实例分析

3.1 工程概况

唐沟水库位于迁西县旧城乡唐沟村北部,小(I)型水库,坝址以上控制流域面积2.4 km2,总库容127.50万m3,死库容18.9万m3。水库枢纽由拦河坝、输水洞等建筑物组成。唐沟水库除险加固工程划分为1个单位工程,3个分部工程,29个单元工程。

3.1.1 干砌石护坡翻修控制措施

该水库设计有大坝迎水面死水位以上干砌石护坡翻修。翻修时,首先拆除原干砌石护坡,对塌陷、变形部位按原设计进行回填、修补、平整,再铺设15 cm厚碎石垫层,然后砌筑30 cm干砌石护坡,坡比维持1∶2.0。干砌石块最小边长不小于25 cm,且质地坚硬、新鲜,禁止使用风化石料。砌筑过程中不得破坏反滤层,并要错缝竖砌,紧靠密实,表面平整美观,砌筑缝隙不大于3 cm。砌体外露面的坡顶和侧边,选用较整齐的石块砌筑,所有明缝均用小片石料填塞紧密。

3.1.2 放水洞进口改建控制措施

放水洞进口段原为浆砌石拱涵,本次加固改用 C25混凝土拱涵,翻修长度15m,拱涵内径尺寸1 m×1.5 m,壁厚0.4 m。混凝土拱涵与浆砌石拱涵结合处做C25混凝土截水环一个,截水环长4 m每边各搭接2 m,厚0.2 m。截水环采用双层配筋,受力筋用二级钢筋φ12@20 cm,箍筋用一级钢筋φ8@20 cm。

在土方开挖之后,可以依据自上而下、先浅后深的方式,采用分层的方式来进行。同时,在开挖基槽的过程中,应先依據勘测设计所提供的平面控制网与高程点来测量,并且要以施工图为重要基础,而且需要复核测量,使测量精度能够得到有效的保证,在开挖的过程中,应将开挖的边坡控制在1∶3。在开挖快结束时,应保留恰当的基面保护层,一般为20~30 cm。在混凝土工程项目中,应控制混凝土的原材料质量,并严格控制配合比,以免出现不合格的材料,从而影响到工程的施工质量。

4 结语

在我国的水利工程建设过程中,小水库所发挥的作用是非常大的,能够为我国的经济发展奠定坚实的基础。所以,在实际的工程项目中,应当将除险加固工作落实到位,依据实际的项目情况,选择合理的加固技术,从而将小型水库的建设质量大大提升,使其能够更好地为我国的农业发展服务。

参考文献

[1]朱其海.论如何做好水利除险加固工程的质量控制管理[J].低碳世界,2016(12):89-90.

[2]杨品华.浅谈水库除险加固工程土方填筑施工的质量控制方法[J].建材与装饰,2016(20):280-281.

[3]刘元刚.朱隈水库除险加固工程水利建设监理投资控制研究[J].中国水能及电气化,2016(9):23-26.

(责任编辑:刘昀)

作者:毛建秋

第三篇:基于“新工科教育转型工程+”土小工程专业人才培养模式改革研究

关键词:土木工程;工程+;课程体系;校企协同育人

面对未来高等工程教育,全球科技创新将驱动世界新经济体形成与发展,新一轮科技革命和产业变革即将重构全球创新版图、重塑全球经济结构‘¨。而工程教育弱化及工程创新人才缺乏,已成为工程科技领域十分突出的问题。新的机遇与挑战要求高等工程教育创新工程教育理念,探索全球“新工程教育转型即工程+”(中国新工科),通过跨学科、跨领域、跨文化进行工程教育理论和实践探索,以提高未来工程师的专业技能、职业素质和创新能力。

1工程人才培养模式

人才培养模式是指在一定新的教育理念的指导下,通过不断实践与探索形成具有一定的风格或特征,具有一定的系统性、规范性,是为实现人才培养目标和毕业要求而采取的某种标准构造样式和运行方式。

2016年“世界经济论坛”发布报告《未来的工作》指出,到2020年,对工程人才“复杂问题解决能力”的需求(36%)将远远超过对“认知能力”的需求(15%)。这说明,未来社会并不关注工程师“知道什么”,而是关注工程师们能够“解决什么”。另外,在“大工程”环境中从事具体的工程实践活动,这些工程实践活动不仅需要满足特定功能的工程需要,还要满足政治、经济、生态、社会方面的需求以及环境污染、能源危机、人文素养、艺术提升方面的需求。

如今的工程师不仅要技术过硬,还要有创造力,能在团队中良好工作、有效交流,并创造出有价值的产品。高等工程教育面临的外部挑战和内部学生能力培养结构的变革需求,构成了自我革新的一种张力和驱动力。为应对学生能力培养结构的变革需求和工程与技术教育的现代趋势,近些年,国内高校都在不断思考与实践,从培养模式角度看,大多采取的是跨学科交叉复合、二元复合(双专业)、多元复合(大类培养)、本硕博(需求导向)等模式。这些都是高等工程教育主动应对来自内部和外部双重挑战有效的路径选择。

新工程教育转型即“工程+”,2018年9月在首届国际工程教育论坛中首次提出。面向新工程体系变革与发展,“新工程教育转型”计划已在全球范围逐步开展(中国新工科),即强调工程教育的适应性、多样性,强调以项目为中心的跨学科专业,强调学生思维方式和综合能力的培养,强调对学生创新意识和社会责任的培养。“工程+”人才培养培养模式,突出工程与责任、工程与创新、工程与交流( Engineering+ Responsibility, Engineering+ Innovation, En-gineering+Exchange)。

2土木工程专业人才培养模式改革

北华大学作为地方综合性大学,是区域创新体系的重要元素和人才集聚地。近年来,土木工程专业践行“新工科工程+”发展理念,以创新体制机制、搭建交流平台为抓手,探索和推进了土木工程人才培养的新路径,适应我国建设行业创新需要,面向区域产业升级转型,致力于培养高素质、强能力、勇创新,具有国际视野的应用型高层次工程技术人才,促进地方院校“双一流”建设。

2.1培养理念

育人为本:以学生为中心,强化实践育人,培养面向“一主多样性,创新实践型,土木工程一线工程师”为育人为本理念。

校企合作:坚持以综合职业能力为本位,形成了“理论与实践并重一教学与实践对接一学校与企业合作”的实践课程体系。

产教协同:以产教协同发展为支撑,创建了“多元主体同频共振”的产教协同育人机制,构建“虚实结合”实践教学平台,建立了实践教学质量监控机制。

2.2专业培养路径

本专业根据“紧密结合市场需求,努力拓宽专业面向,集中优化课程结构,强化工程实践训练”的总体思路,构建了基于通识教育模式下的“以土木工程为主,执业资格、BIM相关技术结合”专业人才培养为导向的工程教育课程体系。

在课程设置方面,充分贯彻“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的“一主多样性,创新实践型人才培养”的主导办学思想,以区域经济发展和经济社会需求对土木工程专业毕业生的能力要求为主线,突出毕业生专业知识、职能能力和综合素质要求的培养。

专业培养目标以行业发展需求为引领,以培育学生的创业意识、创新精神、创新创业能力为导向,以培养“一主多样性,创新实践型”应用型技术人才为专业培养特色,确立土木工程专业人才培养目标为:培养适应社会主义现代化建设和社会经济发展需要,具有全面的人文素质和专业素质,掌握土木工程学科基本原理和基础知识,获得注册工裎师的基本训练,具备从事土木工程结构设计、工程概预算及施工管理的能力,熟悉计算机的工程应用操作,具有良好工程职业道德和团队合作精神、责任担当意识、扎实专业基础、创新精神和实践能力强、发展潜力大的应用型高级工程技术及管理人才。

2.3专业培养模式

2.3.1人才培养方案制订

根据学科建设和发展的最新状况,结合社会需求,邀请同行专家、行业专家、用人单位、校友等共同修订人才培养方案,理论与实践课程相互融合渗透,提高实践教学体系总学分达到44学分,占毕业要求总学分数的25. 6%,其中选修课[创新与素质拓展、创新创业思维训练(创新周)]6学分,与企业合作全面开展“校企合作”的实践教学体系。

2.3.2实践课程体系建立

建立“理论与实践并重一教学与实践对接一学校与企业合作”的实践教学课程体系,将“工程实践思维意识、基础实践能力、专业基本实践能力、专业综合实践能力、实践创新创业能力”为主线,贯穿于人才实践培养的全过程,依托“虛实结合”实践教学平台、校企合作人才培养实践基地,形成了分层递进式实践教学模式即“虚拟仿真训练、现场项目训练、设计项目训练、开放综合竞赛创新创业项目训练”,对综合职业能力本位的实际教学新内涵进行探索,对土木工程学科的前沿性、交融性进行跟踪,强化实践内容的综合性、应用性,虚拟仿真和现场训练拓展了实践场景的跨界性、协同性,使学生解决复杂工程问题和自主工程创新能力得到提升、学生沟通交流能力和团队合作能力得到强化。

2.3.3专业课程建设实施

2.3.3.1设立专项经费,开展中外课程建设

校、院二级设立课程建设项目,按照国家级、省级、校级三个层次分批培育建设,给予一定的经费资助。各任课教师院内申报培育一年后,经评审选拔,择优推荐申报国家级、省级、校级项目。按照力学、设计、施工、注册工程师等建立相应课程群,课程之间相互关联衔接、相互配合完善知识、能力体系。课程建设有效地建立起了国家、省、校三级联动体系。

经过8年建设期,土木工程课程建设方面,《结构设计原理》获批省级优秀课程、校级双语课程,《道路工程》《土木工程外语》《道路施工概预算》和《大跨桥梁》等14门课程被评为校级优秀课程,出版土木工程创新应用人才系列教材《混凝土结构设计原理》《道路勘测设计》《土木工程专业英语》《道路工程概预算》等43部。

2.3.3.2分层英语教学,培养英语交流能力

为实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认,实现学生中心-Student Centering、SC、成果导向-Oulcomes-hased Educ:ation、OBE、持续改进-Conlinuous Quality Im-provement、CQI的理念,学生英语采取进阶层次化教学,低年级通识教育阶段开展大学英语类必修课,加强英语基础课的理论学习;在专业教育阶段强化专业外语交流能力的培养,开展双语课程及专业英语课程。土木工程专业“结构设计原理”课程自2012年被评为校级双语示范课程,一直选拔部分学生实施双语小班化教学,在课程教学中注重学生专业学术英语能力的提高,以大量阅读专业文献促进专业英语写作能力,培养土木工程专业英语自主学习能力、英语交流运用能力。土木工程专业外语课程,学生翻译外文科技文献,与毕业设计联动,持续不少于40学时的外语应用实践。

2.3.4协同育人机制建立

专业以“强化企业实践经历,突出工程实践能力,深化产教协同,优化教师结构、提升学生工程素养和工程能力”为目标,建立“多元主体同频共振”的产教协同育人机制。

“双师型”教师工程素养协同培养机制:对接国家和地方建设单位为特色实践教学基地;聘请企业高级工程技术人员25名担任实践教学和毕业设计指导教师。每年定期邀请企业专家对全体教师进行工程能力、职业规范等培训;选派教师到企业挂职锻炼进行企业实践和设计环节培训。与央企、市政等建设企业共同构建实践基地,打造具备丰富工程实践经验高层次双师型队伍,并将行业背景和实践经历作为教师考核和评价的重要内容,教师具有执业资格证书10人,提升和强化了教师工程实践能力。

学生工程素养多元主体协同培养机制:成立由校企专家组成的专业建设指导委员会,对实践教学体系实行全面监控;专业教师通过将思政素材和工程教育资源融入教学全过程,“思政教学大纲修订一教学设计实施一考核与评价一思政教学案例”;学业导师通过“学业全过程指导(课程学习、创新竞赛、毕业设计、考研辅导、未来职业规划等)”;实验指导教师通过“安全教育培训、演练、虚拟仿真实验室等”;实习企业导师通过“企业文化宣讲一安全教育培训一实习过程指导”;在多元主体同频共振下、润物细无声中,通过学校特色文化“一主多样性,创新实践型”为引领,构筑学生“精神坐标、核心价值观”——“家国情怀、工程伦理、工程素养、奉献精神、敢于创新、责任担当”。

积极推进产教协同、校企合作的创新机制,深化校企合作办学、校企合作育人、校企合作发展,构建高质量虚实结合实践教学平台,推动土木工程专业实践教学改革创新发展。专业将“模拟一实践一创新”有机结合,为培养学生的学科知识、综合设计、科研意识、团队合作、创新创业能力,将学生能力训练划分为不同阶段并连续起来。

2.3.5实践教学质量监控

以中国工程教育专业认证为引领,以学生成果产出为导向,构建土木工程应用型人才实践教学质量监控标准;在实验、实习教学和实习基地认定,项目、科研创新训练、课程设计、毕业设计、竞赛活动、社会实践等主要实践教学环节,进行精准管理、科学指导、多元评价、层级监控。通过互联网管理平台,对实验、实习、竞赛、设计等进行精准化管理,依托领导、督导组、教师三级队伍,采取专业评估、专项检查、专项听课等措施,开展期初、期中、期末综合评价,进行结果分析、反馈,利用企业、行业专家参与考核流程及评价标准制定和执行,建立实践教学质量监控机制。

以土木工程专业各主要实践教学环节的质量标准,通过一系列质量管理文件的实施和教学督导、学生评教及教学文档检查等监控措施,保证相关制度及时有效地贯彻执行,落实教学目标实施,质量监控的关注点由对课堂教学和实习、实验课程质量的监控,扩展到教学资源的保障、教学建设改革的实施、学习结果的关注和信息反馈的改进等方面,力圖实现社会、学校、教师、学生的多方对话,有力确保实践教学质量的稳步提升。

结语

从“新工程教育转型工程+”育人理念出发,通过培养目标、人才培养方案、协同育人机制、质量监控体系,改革了土木工程专业新工科人才培养模式,加强了工程实践能力和创新能力培养,通过产教协同、校企合作,联合监控促进土木工程专业应用型人才培养质量的提升。

作者:孟宪强 常广利 杨旭娇

第四篇:依托小微企业培养高职教师工程能力的探索

摘 要 转型发展的形势下,小微企业除了需要承受产品升级、项目开发、市场拓展、借资融资等传统压力外,更要面对技术人员匮乏、研发力量不足等现实难题。高职院校虽有专业齐全、数量众多的专业师资,却也面临着工程经验不足、知识技能更新缺乏平台等困难。校企合作能使二者扬长避短,有效实现“双赢”。架构高职教师工程能力模型,依托小微企业培养教师工程能力,可采取建立访问工程师制度、参与企业技术攻关、校企共建“企业学院”、“技术入股”、“担任企业发展顾问”等路径实现。

关键词 小微企业;校企合作;高职院校;师资建设;工程能力

在现行人事制度下,我国高职院校的专业教师绝大部分是“从学校到学校”,普遍缺乏企业工作经历和工程实践经验,难以满足高技能人才培养对专业师资的要求。为了突破师资瓶颈,有部分职业院校则坚持立足区域、面向小微企业,通过发挥自身人才优势为企业提供力所能及的服务,主动与企业打成一片、融为一体,巧妙利用企业平台培养教师工程能力,收到较好效果。

一、我国小微企业的发展现状

在我国企业类型的划分中,从发展规模的角度论,长期以来一直有特大企业、大型企业、中小企业之分。在此基础上,中国首席经济学家郎咸平提出了“小微企业”的概念,即小型企业、微型企业、家庭作坊式企业、个体工商户的统称[1]。坊间对小微企业的具体评判标准根据企业从业人员、营业收人、资产总额等指标确定。小型企业的从业人员在300人以下、20人以上,营业收人2000万元以下、300万元以上;微型企业的从业人员在20人以下、营业收入在300万元以下。而直到2012年4月《国务院关于进一步支持小型微型企业健康发展的意见》(国发[2012]14号)出台,“小微企业”的概念才被真正确立。根据《中华人民共和国企业所得税法实施条例》(国务院令第512号)第九十二条规定,小型微利企业的标准是,年度应纳税所得额不超过30万元,从业人数不超过100人,资产总额不超过3000万元的工业企业;或年度应纳税所得额不超过30万元,从业人数不超过80人,资产总额不超过1000万元的其他企业。

目前全国共有小微企业1100多万户,已成为增加国民就业、促进经济增长、推动科技创新、维护社会和谐稳定的重要力量[2]。有专家将小微企业在国民经济中的地位用“五六七八九”来概括,即小微企业的税收贡献占全国企业的50%,其最终产品和服务占全国GDP的60%,其进出口总量占全国总额的70%,小微企业提供了80%的城乡就业岗位,其数量占全国实有企业总数的99%以上[3]。

然而,当前我国小微企业的生存环境并不乐观,经营压力大、成本上升、融资困难和税费偏重等关系到“生存危机”的问题普遍比较突出[4],迫切需要寻求转型发展的“突围”之策。

从发展阶段看,在小微企业创办发展之初,主要困难在于先进设备少、经营成本高、税费负担重、科研投入少、人力资源不足、市场风险抗力差等;而在转型发展的形势下,其又面临着新的困难:技术力量不足、科技成果难于转化、产品升级乏力、公共资源少、管理水平低、借资融资难、企业缺乏内生动力等。

二、高职院校师资队伍工程能力现状

近几年,以项目化教学、任务驱动教学、岗位能力导向教学等为代表的教育教学改革,在高职院校中广泛开展,在培养学生工程能力、团队协作精神、创新素质等方面取得显著成绩。然而,随着改革的不断深入,源于师资力量不足的弊端逐步凸显出来。一是工程能力零基础。这类教师占专业教师的70%左右,基本不具备项目教学的能力。他们绝大多数是由普通本科高校毕业生引进,其学习经历始终是从学校到学校,甚至仅有的“企业经历”也只局限于现场参观或肤浅的实习。二是精通某一专业而不熟悉其他领域。这类教师大多来自企业,占专业教师的20%左右,他们往往是行业企业的能工巧匠、技术能手、名家大师,受聘担任学校的兼职教师。他们对某一专业(行业)或领域非常精通,但对其他学科不熟悉或缺乏专注研究。三是有实践能力但缺乏创新能力。这类教师大多是高职院校毕业后留校的实习指导教师。他们的动手能力很强,但专业理论基础却相对薄弱,工作后的发展后劲不足,创新设计能力欠缺。四是有一定的工程能力却未能及时更新。高职院校专业教师目前仍普遍存在知识过时、技能落后的问题,迫切需要行之有效的继续教育扎实跟进。

鉴于专业教师工程能力普遍较弱的实际,很多高职院校采取“外引内培”、“双管齐下”的策略,努力提升教师的整体工程素质。但从具体运作情况来看,现行人事制度因为存在“企业编制和事业编制”不能互通、企业职工养老和学校教师退休保障不一的缺陷,使得学校从企业引进技术人才无法实现。而在校企合作培养专业师资方面,却又常常因为合作企业规模过大、利益意识过强而不愿或无法承担教师培训任务。这就要求高职院校必须面对现实,把合作的目标聚焦于数量庞大、专业覆盖面广泛的小微企业,借助小微企业的资源平台强化教师工程能力。

三、依托小微企业培养高职教师工程能力的途径

(一)依托小微企业培养高职教师工程能力的优势分析

规模越大的企业,其生产与管理的现代化程度越高,对某一院校的单纯依赖越小,因而与学校合作的积极性和主动性越低。相比之下,小微企业在与高职院校合作培养专业教师工程能力方面却有得天独厚的优势。

1.企业有需求

在我国,与高等院校进行人才培养合作、技术研发联合的往往是大中型企业,而大多与企业有过合作经历的院校,都会有同样的感受,即学校很“热”,企业很“冷”。为了改变这一状况,很多专家呼吁出台《校企合作促进条例》,在法律层面进行强制。这一举措出发点虽好,但却忽略了企业需求的因素。即企业如果没有合作需求,即使强制也很难见效。而小微企业则对校企合作有着非常强烈的需求,合作中普遍处于主动地位,因而可以成为职业院校最好的合作伙伴。

2.合作范围广

相比大型企业,小微企业与市场走得更近,生存压力更大,因而其发展往往代表着市场需求。小微企业不仅数量庞大,更有专业覆盖面广的特征,可以较好地满足高职院校专业教师进行锻炼实习。据统计,2012年全国高职学校毕业生有近六成在300人以下规模企业就业,其中服务于50人以下小微企业的约占三成[5]。显然,小微企业是高职院校毕业生就业的重要阵地。

3.互动更容易

大型企业管理规范、制度完善,可以让高职教师切身感受到现代企业的氛围,但也正因如此,高职教师在大型企业实习的“自由度”会受到很大限制。然而,在小微企业,教师可以直接接触到企业的高层领导,接触到企业的核心技术,了解到企业的真实需求和项目实际,不仅开展服务更有目标,学习锻炼也会更有收获。

(二)高职院校教师的工程能力(CDIO)模型

高职院校教师的工程能力,指的是独立完成实践创新项目和指导学生开展项目化学习的能力。这是一种既重视项目实践,又对项目构思、设计有较高要求的综合能力。用国际工程教育的前沿理论来解释,就是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)四个项目环节所要求的能力。

从多元智能理论的视角看,工程能力又包括个体思维品质、专业知识基础、实践操作能力、协调管理能力、总结传播能力,如图1所示。这些能力涵盖了教师从思维训练到知识准备、项目设计、项目实现、项目推广等各个工程环节,共同构成了教师工程能力要素[6]。

(三)依托小微企业培养教师工程能力的路径设计

1.建立“访问工程师”制度

依托企业加强职教师资队伍建设,最有效的办法是实行“访问工程师”制度[7]。在校企充分沟通的基础上,高职院校有计划、有目的地选派专业教师到小微企业担任“访问工程师”,帮助企业现场解决生产、管理和技术难题,并实地感受企业的文化、制度、价值观和职业素养等,零距离接触新材料、新工艺、新方法。

2.参与企业技术攻关

相比大型企业,小微企业的研发力量薄弱是普遍现象,因而更需要高职院校给予智力支持。高职院校应当提倡教师带着课题和项目进企业,借助小微企业平台来创新实践、转化成果,或直面企业的实际困难,帮助企业解决工具改良、工序改造、工艺改进等难题。

3.校企共建“企业学院”

小微企业无法实现人才的自我培养和供给,因而更迫切希望高职院校能够“外包”其人力资源的供给与后续培训。由于单个小微企业的专业覆盖面窄,不足以单独建设“企业学院”,所以,高职院校可以联合区域内各个行业的小微企业,联手共建“企业学院”。在“企业学院”,教师的专业视野、职业内涵必然会得到较好的拓展,工程能力也会得到提升。

4.担任企业的“管理顾问”

小微企业的共性在于,企业章程欠完备、发展目标不明确、管理制度不健全。企业的创办往往得益于敢闯敢拼的意志、艰苦奋斗的精神,甚至得益于偶然的创业机遇。而真正当其发展到相当规模,缺乏科学管理便会成为其致命的“瓶颈”。高职院校教师如能凭借自己的专业和才干,当好小微企业的管理顾问、理财顾问、发展顾问,帮助企业提高管理水平,转变发展方式,不仅会深受企业欢迎,也会让自己受益匪浅。

5.“技术入股”助推企业转型升级

众所周知,小微企业大多属于原材料依赖型企业、传统低利润制造企业或需求萎缩、产能过剩企业,其经营模式属于投资增长的扩张性粗放经营型[8]。一旦资金、原料、劳动力等资源要素出现问题,企业就会面临生存危机。因此,转变发展方式,积极进行技术创新和人才投入,提高产品的科技含量,加快向科技型企业转变,是这些企业可持续发展的必然选择。在这种背景下,高职教师可以将自己涉及新材料、新工艺、新产品等的专利,以“技术入股”的形式加盟到小微企业,使双方成为真正意义上的合作伙伴。

6.牵头构建小微企业公共服务平台

在结构庞大而错综复杂的产业链中,单个小微企业往往只占据其中很小的一个环节。所以,小微企业极难独立生存,其发展不仅要与整个产业链紧密相扣,更要与同一产业链上的其他企业无缝对接或错位竞争。这就需要有一个能够为各方提供便捷沟通和全方位服务的公共平台。架构这一平台,显然无法依赖某一企业,而必须由作为企业“纽带”的职业院校来承担。高职院校的教师通过牵头创建和维护公共平台,不仅充当了校企合作、企企交流的媒介,更能在建设平台和提供服务的过程中提升自身的工程能力。

四、结语

由于高职院校与小微企业的合作尚处于起步和发展阶段,目前尚无成熟的经验推广,没有现成的模式可以借鉴,所以需要校企之间瞄准目标,坚持不懈地共同探索。同时,我国目前还没有明确的法规对地方政府在促进小微企业校企合作中的职能和责任做出明确规定,缺乏可操作性强的约束和激励机制,校企合作常常被认为是政府公共服务职责之外的市场行为,因而缺少面向小微企业群体负责协调校企合作的专门机构。所以,对于合作过程中出现的各种矛盾和不可避免的分歧,双方应本着互谅原则共同协商解决,本着共赢原则进行各种有益的合作尝试。

参考文献:

[1]刘晓慧.小微企业融资难的解决途径[J].经营与管理,2012(7):17-18.

[2]国务院.国务院关于进一步支持小微企业健康发展意见[EB/OL].[2012-04-26].http://news.xinhuanet.com/fortune/2012-04/26-c_1230419 37.htm.

[3]张培丽.小微企业如今怎么样[J].时事报告:大学生版,2012(1):93-94.

[4]新华社.温家宝:完善财税政策 缓解小微企业融资难[N].人民日报,2012-02-02.

[5]上海市教育科学研究院,麦可思研究院.2012中国高等职业教育人才培养质量年度报告[N].中国教育报,2012-10-17.

[6]王寿斌,单强.基于CDIO的高职生校内岗位实习模式[J].高等工程教育研究,2012(4):126-129.

[7]王寿斌.苏州工业园区职业技术学院探索“访问工程师”制[N].青岛职业技术学院学报,2011(2):28.

[8]王振洪.化解小微企业高技能人才的短缺[N].光明日报,2012-10-16.

Study on Cultivation of Engineering Abilities of Higher Vocational School Teachers Relying on the Small and Micro Enterprises

WANG Shou-bin

(Suzhou Industrial Park Vocational and Technical College, Suzhou Jiangsu 215123, China)

Key words small and micro enterprises;school-enterprise cooperation;higher vocational schools;construction of teaching staff;engineering abilities

作者:王寿斌

第五篇:小流域治理中蓄水池工程设计探讨

摘要:蓄水池是较为常见的小型水利水保工程,在小流域治理中具有重要意义。针对江西省的水土流失特点,以国家水土保持重点建设工程江西省莲花县神路项目区神泉小流域为典型实例,根据“技术先进、经济合理、安全可靠”的原则,以《水土保持工程设计规范》(GB 51018-2014)为基础,从蓄水池工程布置、容量计算、组成与工程设计、安全稳定性计算等方面探讨了适宜江西省小流域治理中蓄水池工程的设计标准,对江西省以及南方红壤区的水土流失防治与水土保持规划设计具有一定的技术指导意义。

关键词:水土保持; 小流域治理; 蓄水池; 江西省

中图法分类号: S157文献标志码: ADOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2019.01.027

2014年國家制定了《水土保持工程设计规范》(GB 51018-2014)[1],对规范全国各地的水土保持工程设计具有重要意义。江西省地处长江中下游南岸,特定的自然条件加上人类活动的影响,造成了该省水土流失易发、多发、面广、量大、形式多样等特点,且随着国家生态文明试验区(江西)建设的推进,对江西省小流域治理工程设计的要求越来越高[2-6]。蓄水池是较为常见的小型水利水保工程,在南北方均得到了广泛应用。由于南北方的气候、土壤、不同地域地貌等的差异,江西省小流域治理中蓄水池工程的设计要求与北方存在较大的不同,需在国家标准《水土保持工程设计规范》(GB 51018-2014)的基础上,根据江西省多年来的治理经验对其进行细化[7-10]。本文针对江西省水土流失的特点,以国家水土保持重点建设工程江西省莲花县神路项目区神泉小流域为典型实例,结合该省多年来的实践,以及最新的水土流失防治科研、规划设计成果,江西省小流域治理中蓄水池工程设计的标准和要求,并根据“技术先进、经济合理、安全可靠”的原则,在国标《水土保持工程设计规范》(GB 51018-2014)的基础上探讨了适宜江西省小流域治理中蓄水池工程设计的标准,以期对江西省以及南方红壤区水土流失防治、水土保持规划设计提供一定参考。

1工程项目概况

国家水土保持重点建设工程江西省莲花县神路项目区神泉小流域地处南岭山地水源涵养保土区,该水土保持三级区划的水土保持主导基础功能是水源涵养、土壤保持。水土保持社会经济功能包括综合农业生产、林业生产、牧业生产、河源区保护、水源地保护、自然景观保护、生物多样性保护、土地生产力保护等[11-12]。神泉小流域土地总面积42.13 km2,地理位置在东经113°48′09′′~113°55′0′′,北纬27°0′44′′~27°05′23′′之间。小流域地貌类型以低山、丘陵为主,现有植被类型主要是松杉残次林为主的针叶林。据外业调查,小流域内现有水土流失总面积6.15 km2,占土地总面积的14.60%。水土流失类型主要为水蚀,年土壤侵蚀模数为1 970 t/km2,年土壤侵蚀量达2.53万t[13-16]。根据神泉小流域的自然条件、水土流失特点、经济社会状况和农业发展方向,坚持工程措施、林草措施与封禁治理相结合,治理与开发相结合,乔、灌、草相结合,经济效益、生态效益和社会效益相结合,在土地利用结构调整的基础上,对小流域水土保持措施进行综合配置。其中,对属于小流域内立地条件较好、交通便利、水源较近的疏林地类型图斑,采用反坡梯田或水平阶整地,营造经济果木林,发展特色、优质林果业。在营造经济果木林的地块,根据实际情况,合理配置蓄水池、截排沟渠和沉沙池等坡面小型蓄排工程,修建田间道路,以改善农业生产条件,发展水土保持经济[17-18]。

神泉小流域水土保持措施体系见图1。

2蓄水池工程的布设位置

有关蓄水池的工程布置,《水土保持工程设计规范》(GB 51018-2014)15.2.2-1规定:“蓄水池宜布设在坡脚或坡面局部低洼处,与排水沟相连,容蓄坡面排水”。根据多年来江西省水土保持工程建设的实际情况,需以国标为基础对蓄水池位置的布设进行细化。在建设实践中,考虑到水肥一体化的现代农业发展趋势,在一部分地块需在坡顶布设蓄水池,并与提灌措施一起使用。因此,虽然蓄水池大多宜布设在坡脚或坡面局部低洼处,但应因地制宜选择蓄水池布设位置,对于确需布设在坡顶的蓄水池,应与提灌措施结合使用,蓄水池与排水沟相连,容蓄坡面排水。

莲花县神泉小流域蓄水池工程布置在果木林及经济林地块内,处于坡面水汇流低凹处或中部地势相对平坦部位,与截排沟渠连通,排水沟布置在截水沟两端或低端再接沉沙池、蓄水池。

3蓄水池容量的计算

《水土保持工程设计规范》(GB 51018-2014)中有关蓄水池的容量规定为10~500 m3。在江西省水土保持工程设计实际中,未发现容量大于100 m3的蓄水池,20~100 m3基本包括了江西省水土保持工程所采用的全部蓄水池的容量,因此,江西省小流域治理水土保持工程设计中蓄水池的单池容量宜为20~100 m3。主要原因为:与北方设计不同,江西省蓄水池布局设计关键不是通过计算一定面积汇流量来确定容积大小,因为雨季水量足够大,核心问题是应基于蓄水池的占地以及与作物季节性缺水的对应关系来确定蓄水池的大小和数量。根据相关课题研究成果,出于水压力对结构的限制和方便管理考虑,蓄水池的深度一般应当控制在2 m以下,若修建一个容量50 m3的蓄水池,占地就要超过20 m2;若修建一个容量110 m3的蓄水池,占地则要超过40 m2,在江西省经果林开发的丘陵区很难具备这样的地形条件。因此,蓄水池的容量一般宜为20~50 m3,按照“容量小,分布广”原则布设,在条件许可的地方也可修建容量50~100 m3的蓄水池,但必须充分论证比较。将蓄水池作为灌溉补充水源之一,可有效解决江西省果园最需水的关键期补水灌溉问题。经计算,在特旱年95%频率下柑橘果实膨大期净耕果园需灌水156.5 mm,整个柑橘果实膨大期需灌溉水18次。江西省果园常用蓄水池容积约为30 m3,有效容积90%~80%。如提高抗旱天数15 d左右,需每个蓄水池灌溉3~4次,则每公顷果园需蓄水池0.6~0.9个。

蓄水池的容量验证按下式计算

V=K(Vw+Vs)(1)

式中,V表示蓄水池容量,m3;Vw表示设计频率暴雨径流量,m3;Vs表示设计清淤年累计泥沙淤积量,m3;K为安全系数,取1.2。

蓄水池与坡面排水沟终端相连并以沟中排水为主要水源时,其Vw值与Vs值根据排水沟的设计排水量和淤积量计算。因蓄水池前端设沉沙池沉淀泥沙,排入蓄水池的泥沙较少,因此淤积量可忽略不计。

神泉小流域蓄水池容量计算结果见表1。

按照前文所述,蓄水池的容量一般宜为20~50 m3,按照“容量小,分布广”原则布设。江西省属南方红壤地区,应以排为主,排蓄结合,综合蓄水池功能(主要是方便喷洒农药及化肥),根据地形条件、群众意愿以及常用蓄水池规格确定神泉小流域蓄水池。池体为矩形,规格为35 m3。

4蓄水池的组成与工程设计

以《水土保持工程设计规范》(GB 51018-2014)为基础,补充蓄水池设计中的一般组成部分,在水土保持工程的实际设计和应用过程中,蓄水池一般应由池体、人梯、进水口、溢水口、放水管和护栏等部分组成,有必要时可补充盖板或其他封闭设施。这样既保证了蓄水池工程的安全性,又保证了实用性、美观性。

莲花县神泉小流域的蓄水池工程选用矩形开敞式,由水池、人梯、进水口、溢水口、放水管和护栏等部分组成。经果林地块附近水源较丰富,作物用水有保证。蓄水池池体为矩形,规格为35 m3(长5.0 m,宽4.0 m,深1.75 m),多余来水经溢水口排至排水沟。为防止地基应力、不均匀沉陷以及温度变化等情况导致底板开裂、渗漏,先压实土壤,并铺筑15 cm的卵石垫层,以封闭土壤空隙。池底板采用C15钢筋混凝土浇筑,厚20 cm。侧墙高度2.25 m,侧墙断面采用砖砌24墙,表面抹2 cm厚的M10水泥砂浆。

根据蓄水池人工用水和清淤的需要,设置人梯一座,人梯宽度1.0 m,高1.75 m,采用机砖砌筑。蓄水池四周设砖砌露花围栏,护栏高1.0 m。池下部设排水管,排水管出口与池下方的截排沟渠相连。蓄水池典型设计详见图2与图3,每座蓄水池断面尺寸及工程量如下。

(1) 侧墙。断面尺寸:侧墙断面采用砖砌24墙,高2.25 m水泥砂浆抹面,抹面厚度2 cm。工程量:机砖5.65千块,砌筑砂浆2.52 m3,M10抹面砂浆1.30 m3。

(2) 底板。断面尺寸:水池底板厚20 cm,C15钢筋混凝土浇筑。工程量:C15混凝土4.86 m3,钢筋17.85 kg,抗渗剂24.0 kg,卵石垫层3.29 m3。

(3) 人梯。断面尺寸:人梯宽度1.0 m,高1.75 m,采用机砖砌筑,人梯步阶为20 cm×25 cm每台。工程量:机砖0.8千块,M10砂浆抹面6.94 m2。

(4) 围栏。断面尺寸:高1.0 m,采用机砖砌筑。工程量:机砖2.65千块。

5蓄水池工程稳定性计算

按照目前国家生态文明试验区(江西省)建设的要求,蓄水池尤其是丘陵区蓄水池应确保安全稳定使用,使它能够长期发挥效益。因此,蓄水池的安全稳定计算应在国标的基础上进一步提高要求和细化,供设计人员参考。

根据江西省长期的水土保持工程设计与实施情况,以《水土保持工程设计规范》(GB 51018-2014)为基础,因地制宜补充有关蓄水池抗滑、抗倾覆、地基承载力验算等稳定计算的规定,明确稳定安全系数阈值和符合稳定要求的条件[19-20]。

5.1抗倾覆验算

(1) 工况的确定。侧墙断面尺寸在正常工况下稳定分析拟定,正常工况分为墙外填土、池内无水和墙外填土、池内满水两种情况,稳定性分析以最不利工况,即池内无水、墙外填土的情况进行计算。

(2) 验算结果。抗倾覆验算按下式计算:

K=(W+Pay)fPax(2)

P=12γH2·tan2(45°-φ2)(3)

式中,K表示稳定安全系数;W为砌砖重量,t;砖砌体容重为2.2 t/m3;P表示主动土压力,t;Pax表示主动土压力的水平分力,t, Pax=P·sin(ε+δ);Pay表示主動土压力的垂直分力,t,Pay=P·cos(ε+δ) ;ε表示墙背倾斜角度;δ表示墙摩擦角;f表示土基地摩擦系数,取值0.35;γ表示土容重,t/m3,取值1.8 t/m3;H表示墙高,m;φ表示土的内摩擦角,22.3°。

神泉小流域蓄水池侧墙稳定性计算结果见表2。

根据稳定验算,侧墙稳定安全系数K=1.32>1.2,符合稳定要求。

5.2地基承载力验算

(1) 基底应力按下式计算:

Pk=Gk/A(4)

Gk=Gc+Gw+Gt+Gh(5)

式中,Pk表示基底压强,kN/m2;Gk表示由蓄水池向下传导的全部竖向标准荷载,kN;A表示池底面积,m2;Gc表示池体结构自重,kN;Gw表示池内水重,kN;Gt表示覆土重量,kN;Gh表示活载作用,kN。

神泉小流域蓄水池地基承载力计算成果见表3。

(2) 根据基础规范的要求,修正地基承载力按下式计算:

Fa=Fak+ηdγm(d-0.5)(6)

式中,Fa表示地基承载力修正值,kPa;Fak表示地基承载力特征值,取120.0 kPa;ηd表示埋深修正系数,取1.0;γm表示计算基础底面以上土的加权平均重度γm,kN/m3;d表示池体埋深,m。

神泉小流域蓄地基承载力修正计算成果见表4。

(3) 验算结果。根据验算,Pk=44.21kN·m2

5.3抗滑验算

抗滑验算按下式计算:

K=f·WP(7)

式中,K表示墙体抗滑稳定安全系数;f 表示墙体与基础的摩擦系数;W表示垂直于滑动面的荷载总和,m3;P为平行于滑动面的荷载总和,m3。

神泉小流域蓄水池抗滑稳定计算成果见表5。

根据稳定验算,抗滑稳定安全系数K=1.29>1.2,符合稳定要求。

6进(溢)水口设计

过水断面公式为:

Q=M2gbh3/2(8)

式中,Q表示进(溢)水最大流量,m3/s;M表示流量系数,取0.35;g表示重力加速度,取9.81 m3/s;b表示堰顶宽,m;h表示堰顶水深,m。

蓄水池承接截排沟渠排水,因此进(溢)水口最大流量应满足截排沟渠设计流量。经计算,进(溢)水口宽0.3 m,深0.3 m,能满足设计流量,加上0.1 m安全超高,确定进(溢)水口宽0.3 m,深0.4 m。

7结 语

蓄水池工程是小流域治理中较为常见、应用较为广泛的一项重要措施,与生态草沟等截排沟渠连通形成完整的坡面水系工程,对保护农村河道水生态有重要意义。但目前有关江西省小流域治理中蓄水池工程设计标准的研究相对缺乏。由于南北方的气候、土壤、不同地域地貌等的差异,江西省小流域治理中蓄水池工程的设计标准宜在国家标准《水土保持工程设计规范》(GB 51018-2014)的基础上根据本省的实际情况进行细化,包括工程布置、容量计算、工程设计的安全性、一般组成部分、蓄水池抗倾覆验算、地基承载力验算、抗滑验算以及稳定安全系数阈值参数等。为此,本文以国家水土保持重点建设工程江西省莲花县神路项目区神泉小流域为例,对江西省小流域治理中蓄水池工程设计标准进行了一定的探索与研究,对提高江西省蓄水池工程措施的效益、促进生态鄱阳湖流域建设及国家生态文明试验区(江西省)建设具有重要的技术指导意义。

参考文献:

[1]GB 51018-2014水土保持工程设计规范[S].

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引用本文:张利超,谢颂华,喻荣岗,钱堃,龚长春.小流域治理中蓄水池工程设计探讨[J].人民长江,2019,50(1):148-152.

Discussion on engineering design of cisterns in small watershed management

ZHANG Lichao, XIE Songhua, YU Ronggang, QIAN Kun, GONG Changchun

(Jiangxi Provincial Key Laboratory of Soil Erosion and Protection, Jiangxi Institute of Soil and Water Conservation, Nanchang 330029 China)

Key words:soil and water conservation; small watershed management; cistern; Jiangxi

作者:张利超 谢颂华 喻荣岗 钱堃 龚长春

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