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论文摘要:作者从深圳市山体缺口综合整治工程的设计、施工、监理等实践中,针对不同类型山体缺口探讨综合整治技术中的措施形式、生态恢复重要性。
山体缺口是城市化过程中产生的一种现象,它对城市生态环境、城市景观的影响极大,是城市水土流失治理的重点、难点。以深圳市为例,据调查,全市山体缺口达669个。全市面积2020km2,其密度为0.33个/km2。类似的情况在珠江三角洲都较普遍。形成山体缺口的主要原因有2点:(1)在城市化过程中,各种基本建设项目例如修建公路、码头等,需要大量的石料,必须开山采石;(2)基本建设开挖山体遗留下来的边坡。深圳市人民政府以深府[2002]55号《深圳市治理严重影响城市景观的山体缺口工作实施方案》公告全市,将其列入“十五”期间的重大项目。
对山体缺口的整治,国内外尚无更多的成功经验。特别是对陡峭石壁的绿化更是难上加难、许多技术仍需要不断地总结和提高。发达国家采用的喷混植生法和钢筋砼框格悬梁法已经被深圳市山体缺口整治工程所吸纳。
1山体分类
1.1分类的重要性
对山体缺口的整治,必须先分类,以研究不同类型的山体缺口的特殊性,进而采取针对性的整治措施,做到有的放矢,因地制宜。
1.2分类依据
1.2.1按形成原因分按形成原因可以将山体缺口分为废弃采石取土场和遗留边坡两大类。前者是因为采石、取土或弃石、弃渣(土)形成的;而后者是因为开挖山体形成的。
1.2.2按岩性分遗留边坡按岩性分类可以分为软质和硬质2类。所谓软质边坡,其岩性多为泥质岩类;而硬质边坡的岩性多为火成岩或变质岩类。采石场的岩性均属于硬质,大多为火成岩中的花岗岩,沉积岩中的沙岩或变质岩等。
1.2.3按工艺流程分按工艺流程可以将废弃采石场分为开采石壁和料场迹地2部分。
1.2.4按石壁坡度分从地貌学的分类概念看,石壁坡度一般都应划入陡坡类。为了便于对不同坡度采取不同的整治措施,故将石壁分为陡壁、极陡壁和陡峭壁3种类型。坡度在45°以下的石壁称陡壁;45°~70°称极陡壁;大于70°的石壁称陡峭壁。
1.2.5按石壁表面粗糙度分石壁表面粗糙度、裂隙发育情况等,直接关系其整治措施的布设,故将其分为光滑石壁和粗糙石壁2类。前者石壁表面光滑平整;后者表面粗糙,壁面起伏不平,多凹陷石穴,裂隙发育。
1.2.6按治理难度分废弃采石场的治理难度,要综合分析各种情况,确定难度系数。一般从石壁岩性、石壁面积、坡度、表面粗糙度、石壁高度、施工难易程度及交通、水源、电力等多个方面因素分析,综合评判后给出整治难度系数。难度系数为1.0~3.0。整治难度最大的为3.0,最小的为1.0。其间视各废弃石场的具体情况而定。确定难度系数,可以为施工图设计预算提供必要的依据。
1.2.7按对城市景观影响度分废弃山体缺口对城市景观影响度分为一般、严重、极严重3个级别。缺口面积大、离交通干线或城镇近者为极严重等级;远离城区的为一般等级;介于极严重和一般之间者属于严重等级。
2综合整治思路
理清思路、吃透现场、因地制宜、精心设计,是山体缺口整治工程中几个关键环节。综合整治的思路是:稳定边坡,理顺水系,绿化裸岩地(迹地)。
2.1稳定边坡
由于受土地资源紧缺的限制,城市边缘的废弃山体缺口部分往往已作为开发用地。因此,边坡稳定问题关系到生命财产安全,因此,解决此类问题为最基本的要求。有许多因素影响边坡稳定,其中最重要的是岩性(包括岩石的风化程序)和边坡坡度2个因素。详见表1,表2。
2.2理顺水系
理顺水系关系到废弃山体缺口的边坡稳定、工程措施布局等方面的问题,在整治方案的总体构思上应予以足够的重视。
2.3绿化裸岩地(迹地)
废弃山体缺口的整治最终要以恢复植被为目的,以创造生态恢复的基本条件。要从可持发展和城市景观的战略高度,选择适宜的树草种。
3石壁整治技术
3.1石壁分类
山体缺口整治的基本原则是因地制宜、分类指导。而石壁是综合整治中的重点和难点。因此要根据不同石壁所处的位置、对城市景观影响度、石壁坡度、石壁岩性、表面粗糙度及裂隙发育程度等情况进行分类,进而确定难度系数。
3.2整治技术
3.2.1喷混植生喷混植生是一项从国外引进治理石壁的新技术。其具体操作是先在石壁上挂铁丝网,并用锚钉将铁丝网牢牢地固定在石壁上,再喷一层厚度超过10cm的胶结剂,再在胶结剂上喷一层肥料、灌草种子、保水剂等相混合的材料。喷混植生适合于45°~65°的陡壁,其缺点是工程造价高、施工难度大。
3.2.2液压直喷小于45°岩层表面较粗糙且凹凸不平的石壁,可用土坝灌浆原理直接将种子、肥料、泥浆、保水剂等混合材料喷射到岩层表面,厚度不小于10cm,而不需挂铁丝网,大大降低了工程造价。
3.2.3植生槽(盆)利用石壁表面凹凸不平的微地形变化,因势利导地将石壁的凹陷处加工成能够供植物生长的槽或盆,称植生槽(盆)。植生槽(盆)适合小于60°坡的石壁。坡度太陡的石壁,其施工难度太大。
3.2.4钢筋砼框格悬梁70°左右的陡峭石壁,可以采用钢筋砼框格悬梁技术。悬梁高度60cm左右,框格规格1.5m×1.5m,同时将锚杆与悬梁钢筋焊接成整体,使悬梁的力从锚杆传导到石壁。然后在悬梁框格内填加客土、种子、肥料及土工纤维等混合材料。
3.2.5三维网喷混植生应用可降解的土工材料制成的三维网,将其与石壁固定以后,喷射种子、肥料、保水剂、黏土等混合材料。适于40°以下的泥质边坡。
3.2.6梯级爆破将石壁爆破成台面宽度2m左右的梯形,再在台面外侧砌一高度80cm左右的浆砌石墙,然后加客土、肥料,栽树种草。
4迹地整治技术
迹地是位于废弃采石场石壁下部的坑口,由石料加工或堆料废弃后形成寸草不长的迹地。立地条件极差,但地势平坦,易打穴施工。迹地整治的关键技术:(1)理顺迹地水系,使地表径流归顺;(2)全面绿化迹地,乔、灌、草结合;(3)在其与石壁的交界处,建造一条宽度10m左右的绿色安全缓冲带,以避免石壁碎石滚落时伤人。
5生态恢复技术
山体缺口的生态恢复问题,是综合整治中的核心问题,要模拟自然生态系统,进行生物多样性筛选与搭配,方可收到理想的效果。从可持续发展与城市景观的战略高度,充分利用一切有利地形或人工创造地形,选择具有较强抗逆性的乔、灌、草品种,并合理搭配,使其尽快形成人工植物群落,改善山体缺口景观和城市生态环境。
发达国家的土地整治技术比较成熟，土地整治中所涉及到的技术主要包括生态工程技术、环境影响评估技术、信息技术、规划技术、乡村景观保护与重建技术等。德国的土地工程始于13世纪，在土地整治技术方面一直处于世界领先地位，德国的巴伐利亚州现已普遍应用计算机数据处理技术，建立了土地整治信息系统(LE－GIS)，将土地整治的各种数据、图件和权属状况等资料储存于该系统中。俄罗斯的土地工程技术可追溯到15世纪，1996年12月，在莫斯科通过成立“俄罗斯及独联体国家土地关系与土地整理问题国际研究会”，提出了统一进行研究和判定土地利用与土地整理的理论与标准，研究景观的、生态的土地整理设计理论和技术方法。澳大利亚的土地工程技术研究重点是因矿产资源开发引起的土地复垦问题，在土地复垦整治的计算机模拟方面取得了大量处于世界先进水平的科研成果，重视土地生态系统重建研究。Caya等将模糊专家系统模型(FuzzyEx-pertSystem)应用于土地整治后的土地重新安排中，使土地权属分配得到更多农户满意。使整治前后的所有地块总价值相等，是成功的土地整治工程，因而必须要对地块的价值进行评估，GIS技术在价值评估中有着很大的优越性。国外土地整治的上述技术已经比较科学、系统、规范，适应了土地整治实践的要求。我国土地整治起步较晚，有关土地整治技术的研究甚少，土地整治实践中非常缺乏技术支撑。我国急需从土地整治技术的工程化、标准化、信息化和系统化等方面构建土地综合整治技术支撑体系，我国土地整治技术的核心是景观设计与生态化整治技术。胡静等为实现运用信息化手段对土地整治项目建设情况进行动态监测和预警，对提高项目管理效率提供了技术支撑，对土地整治工程项目建设监测管理系统进行了研究与设计，从建设一体化监管信息平台出发，构建了“中央—省级—县(区)级”三级动态监测管理系统;王金满等应用数字高程模型(DEM)原理，借助GIS软件的统计功能，研究了山地丘陵区坡式梯田土地整治工程量测算方法和流程，并为测算土地整治量提供了方法借鉴;叶艳妹等设计了农地整治中急需解决的路沟渠生态化技术和灌排沟渠生态化设计技术。2008年“十一五”国家科技支撑计划立项了首个土地工程研究项目“土地整理关键技术集成与应用”，对“土地整理规划、设计技术、土地整理工程施工关键技术、土地整理质量与生态监测关键技术、土地整理实施信息化管理技术、东部基本农田优质精细型土地整理技术、中部粮食主产区增量经济型土地整理技术以及西部生态脆弱区保质生态型土地整理技术”等进行了研究，这也充分说明土地工程技术研究适应了时展的需要和趋势。
2不同类型土地整治工程技术
目前，土地综合整治包括:
①对未利用地的开发利用，如根据需求和现状将未利用地改良为农地或建设用地;
②对已利用地的综合整治，提高土地利用效率和土地产值，如对农地的改良、配套，进行集约化利用，建设高标准农田;
③对现状土地进行土地市场一级开发支持经济建设，对污染、灾毁及破损土地的整治利用等。笔者基于长期的实践经验，结合实际提出了以下不同类型土地整治工程技术。
2．1非农用地转化为农用地工程
非农用地是指农业用地和暂时难于利用的土地(如戈壁、沙漠、高寒山地、裸岩、裸土等)以外的土地，通常包括农村聚落，大、中、小城镇，工矿区，交通运输、名胜古迹、旅游、疗养区，自然保护区等占用的土地。我国非农业用地约占国土中面积的22．9%。农业用地又称农用地，指直接或间接为农业生产所利用的土地，包括耕地、园地、林地、牧草地、养捕水面、农田水利设施用地(如水库、闸坝、堤埝、排灌沟渠等)，以及田间道路和其他一切农业生产性建筑物占用的土地等。非农用地转变为农用地具有提高土地利用率和产出率的功能，有利于推进节约集约利用土地，促进土地资源的可持续利用。在土地利用总体规划和土地工程专项规划的指导下，根据土地的适宜性和经济发展的需要，对田、水、路、林、村采取必要的措施进行整治，对土地资源重新配置，可以实现资源的积极整合、有效利用以及资源集中集约化发展，有效地改善土地生态环境，实现土地资源的可持续利用。非农用地转化为农用地的工程措施主要是土地工程。土地工程是对低效利用、不合理利用、未利用以及生产建设活动和自然灾害损毁的土地进行整治，提高土地利用效率的活动。在工程中应遵循因地制宜、系统性、整体性和经济、生态与社会效益相结合的原则，主要内容包括成土、土地平整、土壤改良、灌溉及水利配套、电力、林业、道路等内容。在土地开发工程中应兼顾国家惠农政策，结合当地生产生活条件，因地制宜建设新农村，发展现代农业，如设施农业、观光农业和生态农业等。
2．2建设用地整备工程
建设用地，是指付出一定投资(土地开发建设费用)、通过工程手段为城镇村及工矿等各项建设提供的土地。它是利用土地的承载能力或建筑空间，不以取得生物产品为主要目的的用地。据土地所用权特点，建设用地整备工程，是指由政府或其授权委托企业，对一定范围内的现状土地(包括农用地、建设用地及未利用地)进行统一的征地、清表、整治、平整并进行适度市政配套设施建设，使之达到“三通一平”(通路、通水、通电和土地平整)、“五通一平”(通水、通电、通路、通讯、通气和土地平整)或“七通一平”(给水、排水、通电、通路、通讯、热力、燃气和土地平整)，从而符合建设用地标准的过程。建设用地整备工程中的整治工程，主要指通过一定工程、生物或技术手段，使海域、沼泽或土质难以为建设用地所利用的土地达到建设用地的标准。例如，荷兰、日本、中国香港等地的填海造地工程，将原有的海域、湖区或河岸转变为陆地作为建设用地，需要围堰、基槽清淤、基坑填沙、填砂等工程;沼泽地区的地基承载力较低，当作为建设用地开发时，要注意采取降低地下水位、排除积水等措施，以提高地基承载力和改善环境卫生状况。
2．3污损土地改良改造工程
污损土地是指由人类活动或自然因素造成的土地污染和损毁，使土地完全或部分失去原来的使用价值和建设功能，包括污染土地和损毁土地。对污损土地进行改良改造区别于其他废弃地的改良改造，需要根据“因地制宜”原则，采取不同的技术措施去除污染物、恢复损毁土地，并通过污损土地利用评价，使其达到农用地或建设用地的使用标准。
2．3．1污染土地改良改造技术。污染土地是指人类活动或自然因素产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤环境质量恶化，对空气、生物、水体或人体健康产生危害，使其社会属性和自然属性受到影响的土地。污染土地改良改造技术是利用一定的技术措施，对污染土地进行改造使其恢复到未污染的水平。污染土地改良改造技术按地点可分为原位改良改造技术和异位改良改造技术。原位改良改造技术即对未挖掘的土壤进行改良改造;异位改良改造技术指对挖掘后的土壤进行处理的过程。土地污染改良改造按操作原理主要分为物理改良改造技术、化学改良改造技术和生物改良改造技术［。污染土地的物理改良改造是指通过物理过程的调节或控制，改变土壤的物理性状，使污染物得到有效控制，将污染物与土壤分离或转化为低毒或无毒物的改良改造过程。主要的物理改良改造技术有客土和换土技术、蒸汽浸提技术、玻璃化技术、固化/稳定化技术、电动力学技术、热处理等。污染土地的化学改良改造技术是指在污染土壤中加入化学试剂，使其与土壤中的污染物发生化学反应，如氧化、还原、酸碱、中和、聚合、沉淀等反应，从而使污染物从土壤中分离、转化、降解成无毒或低毒性物质。典型的化学改良改造技术有化学淋洗技术、氧化/还原技术、溶剂浸提技术、施入改良剂或抑制剂等。污染土地的生物改良改造技术是20世纪80年代以来出现和发展起来的，主要是指依靠某些生物的活动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，使其转化为无毒或低毒物质的过程。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，从而实现污染土壤改良改造的目的。狭义的生物改良改造仅指微生物改良改造，广义的生物改良改造包括微生物改良改造和植物改良改造，有时也包括动物改良改造。
2．3．2损毁土地改良改造技术。损毁土地是指由于自然或人为因素导致土地表土丧失或整个土地毁坏而造成土地第一生产力的丧失。损毁土地改良改造工程是通过工程技术手段对损毁土地进行改良改造使其恢复成可利用的有效土地，包括生境建设和群落建设两大内容。生境建设是对地貌的重塑和土壤改良培肥，其核心在于“造地”，为生物群落建造一个良好的生境。群落建设则包括植被重建和引入土壤微生物及动物，其核心内容是植被。对于凹型地貌的重塑，通常采用填充和客土的方式。对于凸型地貌重塑则采用土地平整、建梯田的方式。目前矿山开采造成的土地损毁较为严重，对于矿山损毁土地的地貌重塑一般采用“剥离—采矿—复垦”一体化工程技术，实现“边开采，边复垦”的良性循环。
2．4低标准用地提升工程
2．4．1低标准农业用地提升为高标准农业用地工程。高标准农业用地可定义为:一定时期内通过农村土地整治形成的设施配套、高产稳产、旱涝保收、节水高效、生态良好、抗灾能力强、与现代农业生产和经营方式相适应的耕地，包括高标准基本农田和其他高标准农用地。低标准农业用地变为高标准农业用地工程是通过对山、水、田、林、路的综合治理，使项目区的农业基础设施得到全面的改善和提高，达到发展现代农业的基本要求，使其能达到或基本达到:水源覆盖实现方田化，灌溉实现节水化，秸秆实现还田化，耕作实现机械化，施肥实现配方化，种子实现良种化，田间道路实现沙石化，农田林网实现网格化，田间种植实现规范化，农产品实现无公害化。
2．4．2低标准建设用地提升为高标准建设用地工程。高标准建设用地可概括为:以可持续发展思想为指导，遵循现有土地利用规划及相关法律法规与政策，合理布局各业用地，调整优化用地结构，加强监管，通过科学技术增加对存量土地的各种投入，实现边际投入等于边际收入时土地使用价值最大化的利用状态，提高土地使用效率，满足经济社会发展对土地的需求，促使土地经济效益、社会效益和生态效益得到明显提高。高标准建设用地建设最终是为实现土地的节约、集约利用，而土地集约利用的前提是用地的合理布局和结构的优化完善。高标准城市建设要按照城市建设规划，合理调整城市各业占地布局，严格控制大面积囤地现象，提高城市土地利用效率。高标准农村建设可按照新农村建设标准，对原有农村建设用地进行合理规划布局，减少或消除农村大片闲置地，消除空心村，做好土地复垦工作。对旧工矿用地进行考证，对废弃区进行生态修复，拆并不合理采矿区，做好原矿用地生态修复工作。
3未来土地整治工程技术的发展趋势
21世纪土地整治工程技术最为显著的特点是使规划、设计、新材料、新产品、新工艺、信息、监测及标准规范等不同领域进行有效交叉和融合，通过系统集成与自主创新，使土地整治工程技术得到全面提升。未来的土地整治工程技术将以提高土地质量和改善生态环境为主要目标，实现从注重数量向数量、质量、生态管护并重的方向转变。具体发展方向主要包括:土地整治技术将向的综合化和集成化发展;土地整治工程技术将全面和深入的应用信息化;利用计算机仿真和模拟土地整治生态变迁;土地整治多源异构数据整合与互操作技术等领域的技术开发和工程化研究;土地整治项目规划设计向生态化、智能化、节水节地型和可视化发展;质量型和生态型土地整治技术将实现针对性、高效性和最优化;土地整治的景观重塑和恢复工程技术;土地整治监测将从注重数量监测向数量、质量、生态和效益监测发展;土地整治的施工技术实现可持续发展和利用。
3．1农田建设工程技术发展趋势
传统的土地整治因缺少先进的工程技术支撑，导致农田路沟渠使用寿命短，土地平整质量难以满足现代化农业发展的需要，部分耕地生态环境质量退化。再加上因不同地区、不同土地类型和不同利用方式对于诸如沟渠、道路设计强度、建设材料、成分配比、施工工艺、使用周期等要求均有明显差异，对一些关键景观断裂点的修复也缺少精细化的工程技术支撑，这些均影响土地整治的可持续性和工程效益的发挥。因此，研发新的适应农田建设的规划与设计技术，提出专门的精细化土地平整工程技术，应用激光技术进行土地精细平整作业，自主研发高标准基本农田建设新材料、新产品与施工工艺，增强高标准基本农田保育工程能力等领域将是未来农田建设工程技术的主要发展趋势。
3．2矿区土地复垦工程技术发展趋势
发达国家把复垦工程作为矿区开采的一部分，十分重视矿区生态恢复、景观重塑、生物多样性保护、可持续土地复垦、复垦工程与周边景观协调以及复垦土地的跟踪监测与评价。因此，矿区复垦土壤的地表稳定与侵蚀控制技术、土壤结构破坏与污染的重构与修复技术、防治矿山生态灾害技术、植被重建与生态恢复技术及土地复垦与生态重建的集成技术等是未来矿区土地复垦工程技术的主要发展趋势。
3．3污染土地修复工程技术发展趋势
发达国家污染土地修复工程主要采用实验室研究—中试或现场试验研究—大规模工程应用的基本模式，修复基质由单一的土壤修复过渡为土壤和地下水综合治理，修复技术涵盖了物理、化学及其生物修复类型。因此，研发绿色可持续单一修复工程技术、多种修复方法耦合联用技术、研制专用修复设备和药剂产品是污染土地修复未来发展的趋势。
3．4土地整治工程技术标准发展趋势
第一类为带有成套性的技术这包括石质急流滩、石质汉流滩、沙卵石滩、支流河口和日调节电站下游航道整治技术.这些技术的共同特点是从滩性分析方法入手到整治原则确定、整治措施选择等，较为全面具有一定的系统性;
第二类为计算方法和分析方法，这包括消滩水力指标的确定方法、泡高计算公式、泥沙矢里输移公式、乘峰通航计算公式、块石稳定结构计算公式、水面线计算的改进方法等等
第三类为专项技术.包括散抛石坝防冲毁措施、土工织物在山区河流航道整治中的应用和山区河流水面线计算软件等。
成果应用于西南水运出海通道中线起步工程广西段贵州段、赤水河航运建设工程、汉江漩涡至安康航运建设工程为这些重大工程建设提供了技术保障。成果的应用对于规避西部航道整治工程建设失败风险起到关键作用、对于保证航道整治建筑物的安全起到关键作用、对于延长航道整治建筑物的使用寿命起到关键作用。
技术创新程度
就山区河流中各种类别的滩险以及支流河口、日调节电站下游河段的航道整治技术进行了全面研究.形成了具有成套性的创新技术，特别在支流河口整治技术、日调节电站下游滩险整治技术、石质汉流滩整治技术、整治水位确定方法、整治线宽度二维计算、一坝整治短过渡段浅滩坝位确定方法、坝头局部冲刷坑预测方法、通航汉道需加大分流量和锁坝高度的确定方法散抛石坝的水毁机理和防毁措施、沙卵石位置函数、泡水成因和泡高计算、水面线计算改进方法和计算软件、消滩水力指标针算、反映床沙位量特性的泥沙起动流速公式及泥沙推移质输沙率公式、泥沙矢量输移公式、三维河流泥沙数学模型、电站下游不满足设计航深延续距离的估算公式、乘峰通航的调度计算公式、流速安全系数的概念、丁坝坝头块石稳定结构的计算公式、坝体渗流条件下丁坝回流长度计算公式等实现全面创新。
技术经济指标的先进程度
项目的研究成果同国内外最先进的技术相比总体为国际先进水平其中汉流滩整治的流量负反馈原理、支流河口段航道整治技术、日调节电站下游的追峰通航计算方法和整治技术、整治线宽度二维计算、散抛石坝水毁机理、沙卵石位t函数概念等都处于国际的前列。项目的经济等指标也位于国际先进水平.特别是土工织物应用、散抛石坝防毁措施、支流河口整治技术实现干支直达等经济社会效益突出.投入产出比超过10.而且对保护环境不受大的人为破坏十分有益。
技术创新对提高市场竞争能力的作用
项目所研究的技术可以明显降低工程建设的成本、提高工程建设的成功率及至消饵失败风险延长工程的使用寿命和减少工程的维护费用这对于提高水运工程的投入产出比、增强水路运输在交通行业的地位非常有益。已获经济效益直接经济效益及对未来交通持续发展所产生的经济效益:
项目研究成果投入工程建设后到目前为止所产生的直接经济效益约为3650万元、间接经济效益约为5.6亿元。技术的使用对于节约工程建设成本、减少工程维护费用、延长工程使用寿命、保护环境等效益十分显著.同时对改善贫困山区的交通、推动区域经济的发展将产生巨大的社会效益。
对促进地区经济发展的作用:
研究项目所依托的工程均位于我国西部欠发达山区.区内多民族共居.资源丰富.经济落后.交通不便.而交通基础设施落后则是制约西部地区经济发展的”瓶颈“。因此利用西部地区丰富的水资源条件发展内河航运打通沟通东部地区通江达海的水运通道.充分发挥内河航运在西部大开发中的作用和优势，对加快西部地区资源开发完善综合运输体系.推进西部地区现代化建设进程具有重要的现实意义。
对环境、自然和资派方面可持续发展的形晌:
由于水路运输依靠的是天然河流.不占用耕地.特别是航道建设属于弱环境影响建设工程，项目研究成果中利用河道内的沙卵石充坡土工织物用作坝体材料可改变目前的石料开采.更是对自然环境的保护有益;同时项目的研究成果着眼于河流航道条件资源的最大化利用.以采用最少的工程获得最优的航道条件.由此对环境、自然和资源的可持续发展十分有利。
科技进步的推动作用
利用河流发展航运是实现可持续发展的最为有效的途径之一符合环境对人类活动的要求.而项目的技术创新成果极大提高了水运行业在综合运输体系中的竞争力。项目大幅度提高了山区河流航道整治技术的诸多方面.解决了诸如列入规范的汉流滩整治技术、散抛石坝的水毁问题、泡水的治理问题、整治线宽度的二维计算问题等等.这些技术的进步对于学科的发展进而对工程建设的技术推动都已经产生非常积极的效果。
关键词：高速公路隧道病害整治技术
1前言
随着我国国民经济的快速稳定发展，对交通运输的需求量和等级要求越来越高，高等级公路、铁路的建设蓬勃发展，修建的隧道数量越来越多。但是由于设计、施工、地质等各方面的原因，导致一些隧道产生结构变形、开裂、错台、渗漏水等病害，大大降低了线路的级别，并威胁到安全运营，情况严重的使隧道失去使用价值，给国民经济带来巨大损失。
重庆高速公路建设步伐很快，到2010年建成“二环八射”2000km高速公路。仅2005年将完成投资100亿元，其中新开工项目总里程为478km，通车项目34km，续建项目计682kme到2020年，重庆将建成总投资1990亿元的“三环十射三连线”共计3600km高速公路。重庆是丘陵山区，高速公路建设中桥隧的比重较大，减少新建隧道发生病害和及时对现有病害隧道进行有效整治，对重庆的高速公路建设有着非常重要的意义。
2我国高速公路隧道病害种类和成因分析
据有关资料统计，目前高速公路隧道病害主要表现在：严重渗漏水、结构衬砌的腐蚀裂损、仰拱或铺底的变形损坏导致路面的破坏。几乎所有的隧道病害都与渗漏水有着直接或间接的关系，隧道结构的缺陷给隧道渗漏水提供了通道，隧道渗漏水的长期作用又会加剧隧道侵蚀破坏，特别是在围岩有地下水并具有侵蚀性的情况下，对衬砌和隧道设备的腐蚀更加严重。在运营期间，地下水常通过混凝土衬砌变形缝、施工缝、裂缝甚至混凝土孔隙等通道渗漏进隧道中，造成洞内通信、供电、照明等设备处于潮湿环境而发生锈蚀、霉烂、变质、失效，若使路面积水，就会改变路面反光条件，引起眩光，造成车辆打滑，危及行车安全。
2．1隧道渗漏水成因分析
a．隧道开挖对地下水的影响
①隧道开挖引起围岩应力的释放和重分布，改变围岩的力学特性和水的泾流路线，使周围的水向隧道内汇集和积聚，隧道处于地下水的包围中，给隧道渗漏水创造了条件；
②隧道周围地下水渗流场的改变，进一步引起应力场的不断调整，可能引起的局部应力集中、地层不均匀沉降或滑移面活动都将对隧道结构造成破坏，使得衬砌结构出现裂缝等，形成渗漏水通道，使隧道产生渗漏水；
③隧道开挖可能引起的古滑坡复活或新滑坡、或矿产采空区失稳、或大的塌方、或大量失水后的地面沉陷以及地震或人为诱发地震等都会破坏隧道衬砌结构，引起隧道渗漏水病害。
b．混凝土施工中产生的渗漏水通道
①混凝土浇筑时水灰比过大，形成开放性毛细泌水管路；
②混凝土拌合物和易性不佳、混凝土质地不够均匀、水泥浆未能与骨料表面很好粘结、未能很好灌满捣实产生疏松层或留下各种形状的缝隙与孔洞，形成透水缝隙；
③衬砌混凝土材料中有杂物，腐烂后形成缝隙或孔洞。特别是在两环混凝土接缝部位，由于挡头板未拆除干净，腐烂后形成缝隙而漏水；
④“三缝”处理不当，产生的漏水缝隙；
⑤防水板安装不规范，未处理好防水板的接缝和破损部位，导致渗水，排水管路堵塞，等等。
2．2隧道衬砌结构破损成因分析
隧道衬砌结构破损是指隧道衬砌开裂变形、片块剥离以及大块坍落。其原因概括起来有地质原因(如软弱围岩、地层偏压及山体滑坡等)、设计不完善、施工原因和其他人为因素(如在隧道附近取土、采矿等)。其中反映在施工方面的问题比较普遍，如强度不足、厚度不够、模板变形、拆模过早及浇筑时机不合适等。但地质原因在衬砌结构破损成因方面起主要作用，尤其是地基不均匀沉陷和山体滑移错动。
3隧道病害整治技术
人们早已认识到隧道病害对运营的严重威胁，只
是限于条件，目前对高速公路病害隧道的治理，由于受行车条件的限制，大都处于治表为主的状况，修修补补，一段时间后旧病复发的很多。除非病害严重到危及结构安全才加以彻底整治，治理技术主要有以下几种。
a．注浆加固堵水技术
注浆作为加固围岩的一种手段，在隧道病害治理中所起的作用主要表现在加固地层以提高围岩的承载力和充填衬砌背后空洞使衬砌均匀受力，从而达到阻止衬砌结构继续变形或破坏。同时，浆液能充填岩体裂(孔)隙(洞)，降低地层透水系数，同时能够修补衬砌混凝土结构裂缝达到加固和阻水的双重目的。通常采用的浆液有普通硅酸盐水泥(或特殊)单液浆、水泥水玻璃双组份浆液及化学浆液等。
b．锚杆支护技术
锚杆具有悬吊作用、组合梁作用、紧固作用及均匀压缩拱作用(如图1所示)，在隧道结构产生病害部位安设锚杆，可有效提高围岩的整体承载能力，将已产生裂纹的衬砌混凝土与已加固的围岩结合在一起，阻止衬砌结构的进一步破坏。
c．套衬技术
病害治理中如衬砌产生的裂缝不密集，尚不足以危及隧道结构安全，经加固后仍有较强的承载能力，而且存在净空断面缩小的余地，在安设锚杆、注浆加固的基础上，可以考虑施作套衬。套衬就是在既有衬砌内表面再灌注一定厚度的混凝土，与既有衬砌共同承担围岩压力。套衬可以有效地阻止既有衬砌进一步裂损变形，同时可起到防水的作用。
d．结构抽换技术
隧道衬砌结构如果裂缝交错分布，密度较大，并伴有片块剥落，严重错台，侵入净空限界，使原衬砌失去使用功能，则应考虑拆除旧的衬砌结构，重新施作新的衬砌。结构抽换过程中，必须采取如下措施，保证施工和隧道结构安全。
①架设钢架支撑，抑制结构变形发展；
②注浆加固围岩，并利用注浆管悬吊既有裂损衬砌；
③运用静态破碎及控制爆破技术拆除1日有裂损混凝土，并严格控制开挖进尺；
④及时进行初期支护并加强监控量测。
e．渗漏水引排技术
地下水在高速公路隧道病害成因中，是最活跃、最具破坏力的因素，隧道渗漏水病害治理难度最大，其治理效果能够综合反映隧道整治质量。对于从衬砌表面(主要在“三缝”部位)渗漏出来的地下水，必须配合采用引排技术治理。
4工程实例
重庆万梁高速公路亭子垭隧道和金竹林隧道由于建成后山体滑移，引起隧道拱顶、拱墙、拱底产生较大的纵、横、斜向裂缝，最大裂缝宽度为50mm。金竹林隧道和三正隧道为双连拱隧道，与国内所有双连拱隧道一样特别是中隔墙和拱脚处的防水问题都或多或少的存在设计不够完善、施工工艺达不到设计要求等现象，从而造成该处严重渗漏水。建设单位及早认识到隧道的病害将对隧道结构和以后的运营直接构成威胁，分析了病害的原因主要是地质原因和目前国内双连拱隧道修建技术水平问题，认为这几座隧道的病害治理是一个系统工程，必须由一支在隧道方面具有先进施工技术和丰富经验的专业单位进行设计和治理。在此共识下，经多方选择，中铁隧道集团设计院和科研所承担了本项目的设计和治理任务。经过三个多月的紧张施工，基本达到了一次根治、不留后患的整治目的，整治后隧道结构稳定，不渗不漏。2003年12月26日通车至今一年多采，运营状况良好，尤其是对双连拱隧道中隔墙渗漏水的治理效果非常显著。
在隧道病害整治过程中，综合采用了注浆加固堵水技术、结构抽换技术、中空锚杆加固技术、引排技术和软基袖阀式注浆加固技术等。尤其是对双连拱隧道进行注浆堵水过程中，采取普通水泥浆液和超细水泥浆液的配合使用，采用了注浆堵水结合引排水和单独引排水治理两种方案，目前来看，两种方案都达到了预期的效果。
5结论
①隧道病害是国内外非常普遍的现象，其原因是多方面的，高速公路隧道病害一方面大大降低了“高速”，一方面直接威胁到隧道的结构和运营安全。高速公路近年来的快速发展要求不断提高隧道修建技术水平，避免或减少隧道病害的发生；②高速公路隧道病害的形式主要有渗漏水和结构破损，其中渗漏水病害比较普遍；
并不否认在速食信息的领域里电子媒介比纸质媒介拥有无法取代的优点：如传播速度，更新效率，节省能源。如果纯粹是立足于印刷与出版的角度去否定电子媒体不但会造成资源上的浪费，而且是一种科技倒退的现象，这也是十分不必要的。但是就阅读感受而言，作为一部严格意义上的文学作品或是学术资料，纸质媒体的确拥有电子媒介无法取代的感受性。电子媒介可以迅速整合知识，但它永远不能取代纸质书籍，从“书籍五感“的角度出发，你必须看见、触摸、执卷翻阅、甚至去感受纸质和油墨的气味，才能算是一次完整的阅读体验。
二、市场取向
我们从文化传播的角度来看，纸质书籍除了承载着人文精神的同时也不能忽视它的市场展示功能。在纸质向电子转化的过程中，考量到了物质条件的变迁，也要涉及到设计者的思考意识。在这样的一个媒介转化下，关于如何适应市场并获取市场，无疑要引发人们的对于“艺术方式”与“文化精神”的美学争辩。如朱赢椿的随园书坊出版的这几本《肥肉》《蜗牛慢吞吞》《设计诗》这种，都是在设计形式上有着尝鲜试验，但这种尝试也要求了商品在市场消费群体的取向上要从横向往纵向改变。这种抛弃了大众取向的纸质书籍，大量使用图像和文字相揉合的方式进行调整，尝试通过不同的形式和脉络进行交织，赋予了书籍“再设计”一种无限性，这种有意味的设计方式值得我们为之思考。纸质书籍作为科技时代的幸存者之一，让众多的纸媒拥护者意识到了在艺术领域与市场逻辑相冲突的情况下，表现力相对比较单一的纸媒应如何固守自己的一席之地？更多重的尝试对于纸媒现在处境又有着多么重要的作用？这些都值得我们深入解读。
三、纸质书籍设计的审美价值
书籍作为拥有者双重属性的物质载体，除了负责传播精神文化还是一种具备着经济属性的商品，其审美价值与经济价值便是密不可分的。纸质书籍除了依靠自身的信息内容来明确划分受众群体外，其余的就要依靠其装潢糊裱来争取市场。而在纸媒为数不多的优势中，“审美价值”作为人们高度关注的焦点也更具争议。“审美”作为一个随着时间变动而随之流变的思维模式，仿佛在纸媒中获取了一种独立且永恒的体系。由于审美本身具有的广而泛的属性，每个群体、年龄阶段、职业甚至个人都有自己的审美独特性，这就要求了纸质书籍除了在翔实的内容外，如何做“表面文章”才能更好地吸引大众，发挥自身的商品属性。
我们能从审美的角度出发目前把受众群体分为大众审美与小众审美，其中大众审美在受众里占有比重较大，年龄层也偏高，他们的消费观大多取决于书籍本身内容，而书籍的包装设计对其的影响不大。而拥有小众审美的受众群体不同，这部分受众群体普遍偏年轻化但并不绝对，他们大多对于“美”比较敏感，有着自己的审美偏好。但随着时间变化这部分群体也在逐步扩大，文化的多元化和信息的快速流通，也随着自身文化修养水平的提高，人们对于审美有了进一步的要求。人们开始不仅仅满足于书籍中的图案与色彩的运用是否契合，更加注重书籍本身的质感、糊裱、工艺是否别具一格、匠心独运。但这种高要求也使设计师陷入了双重胶着，一方面是欣喜于在审美上能与之引起共鸣的受众，另一方面焦虑与高品质和高成本的现实问题上。
落小，就是要在思想政治工作中坚持大处着眼，小处落手，勿以善小而不为。广播电视技术工作的公益性质，要求我们更加深入践行社会主义思想道德和核心价值观。一方面，从宣传教育入手，积极传播《感动中国》、《善行河北》等栏目中的典型事例，发现身边暖人暖心的爱心行动，尤其是广播电视技术行业中的感人事迹，将思想政治宣传教育工作融入到身边人的故事，让广大职工深切的感受到思想政治工作讲的不是大道理，而是熟悉的人和事。另一方面，从具体行为入手，鼓励党员干部身体力行，在生活中，勤俭节约、做到盘无剩餐，节能减排、每周少开一天车，孝敬父母、常回家看看；在工作中，爱岗敬业、坚守安全播出生命线，互帮互助、开展经常性技术帮扶，无私奉献、舍小家为大家。久而久之，积善成德的小事就会变成干部职工自然而然的良好习惯，成为推动广播电视技术发展的道德支撑和思想保证。
2.思想政治工作要在“落实”上求突破
思想政治工作看起来虚，但做起来要脚踏实地。近两年来，省委、省直工委开展了一系列凝心聚力、弘扬正能量的活动，如“党员活动日”、“中国梦•赶考行”等。技术中心积极响应，到市少年儿童教育保护中心开展“金秋送温暖”党员志愿活动，向服刑人员子女捐赠图书千余册，衣服、鞋袜近百套，和孩子们谈心、包饺子、演节目，用实际行动送去温暖与关爱；到石家庄正定国际机场开展党员志愿服务。
3.总结
1.培养学生自主性及研究性在网络技术条件下进行教学的目的之一就是提高学生的自主性及研究性的学习能力，使一些理论性的知识变得更具有现实性、开放性。学生通过网络来搜寻自己所需要和补充的资料，针对自己在学习中的不足和疑点进行自主学习、分析、讨论、解决，在一定程度上开发了学生学习的潜能、提高学生自主性学习能力的目的。
2.有助于师生交流，活跃课堂气氛网络教学改变了传统师生既有的角色、地位与师生之间的结构关系。教师变为网络资源的设计者，学生学习的引导者，也是学习群体的协作者。网络教学为教师和学生提供了广阔且个性的学习空间，师生之间逐渐形成一种平等民族的合作关系，师生之间的交流更为频繁密切，课堂的气氛也变得和谐又活跃。
二、网络技术条件下的中职政治教学研究
1.网络技术与政治课题内容相结合教师可以先给学生布置预习性的作业，适当的对学生进行提问，让学生对所要接触的政治原理概念进行一个大致的了解，目的是为教学成功打下扎实的基础。之后，教师便可利用网络技术来构建情境教学模式，将学生一步步引导到之前所学理论知识上，通过生动的表述方式，由浅入深进行进一步深层次的政治教学。在教学过程中，教师可利用PPT或者视频的形式把所看内容与已经掌握的其他政治学原理结合起来，形成自我的政治原理体系，加强学生对整个政治学科的透彻了解，进而增强学生对政治学科的探索性。
2.创新课件提高政治课的趣味性中职时期的学生往都热衷于一些时尚流行的事物，政治学科总会让学生产生一种无聊沉闷的感觉，更难谈兴趣。此时中职政治教师就应该利用丰富的网络知识，将一些与教学有关的时事事件通过图片和视频制成教学课件传授于学生，这样在结合政治课本的前提下，学生们更乐于接受，从而提高课堂的实效性。其次可以教学利用微信、微博、QQ等网络平台来随时咨询学习中遇到的疑点难点，继而及时的帮助学生解决问题，提升中职政治教学的效果，更加有效的开展中职政治的教学工作。
3.利用网络技术教学真正实现“理论联系实际”不管任何时期，政治学科都始终贯穿在我们整个学习生涯中，由此看见政治学习的重要性。其中“理论联系实际”的观点更是各位教师老生常谈的内容。教师一遍遍的强调这一观点，就是因为在课堂上我们更多的是学习理论轻于实践，尤其是具有较强理论性的政治教学。这一点作为中职教师来说非常重要，而解决这一难点更是让中职政治教师绞尽脑汁。网络技术条件的产生就轻松的解决了这一难题，在课堂上老是通过播放一些时事政治，国内外新闻来联系所学理论知识，不仅能进一步提高学生的学习能力和认知能力，还对学生未来就业提供了有价值的信息。
4.实现教师多渠道、多手段教学在信息技术发展迅猛的今天，网络技术与政治教学的整合，实现了声形并茂的现代化教学手段，进一步实现了有效性的教学目的。网络技术条件下的政治教学，使得政治教学更加具有开放性、自主性，教师通过多渠道、多手段进行教学完成网络知识的运用与整合，更为枯燥无味的政治课堂营造出一种和谐活跃的氛围，使得学生快乐学习，快乐掌握，这样更加深了对理论知识的记忆。同时，中职时期的学生自制能力较差，教师应该合理运用网络技术将学生的思想带动起来，进而确保政治教学工作有效合理的进行。
三、结束语
