時(shí)間:2023-03-21 16:59:31
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從以上三種定義的實(shí)質(zhì)中均不難看出,工程地質(zhì)學(xué)強(qiáng)調(diào)的工程和地質(zhì)的關(guān)系,研究的是人類工程活動(dòng)與自然地質(zhì)環(huán)境的相互作用。但是,近年來工程地質(zhì)學(xué)科卻正在經(jīng)歷著前所未有的挑戰(zhàn),工程地質(zhì)學(xué)被異名為巖土工程學(xué),工程地質(zhì)勘察被稱之為巖土工程勘察。工程界有此呼聲,學(xué)術(shù)界有此呼應(yīng),一些大專院校也紛紛效仿,甚至工程地質(zhì)這個(gè)專業(yè)在高校也被取消了。一時(shí)間,似乎工程地質(zhì)已經(jīng)成了守舊傳統(tǒng),巖土工程才是先進(jìn)時(shí)髦的,才是可以適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)并與國際接軌的。這是近年來分歧最大的爭議。
這些年來工程地質(zhì)勘察的不景氣以及市場競爭的不規(guī)范化,工程地質(zhì)勘察隊(duì)伍增加了巖土工程的業(yè)務(wù)是完全必要的,但將巖土工程作為工程地質(zhì)的救世主,則值得商榷了。
根據(jù)筆者的理解,巖土工程是一項(xiàng)工程應(yīng)用技術(shù),是針對地質(zhì)體的工程缺陷實(shí)施的工程措施而進(jìn)行的一系列設(shè)計(jì)和施工過程的總稱。巖土工程的任務(wù)是“處理”地質(zhì)體的工程缺陷,使之滿足工程建筑物對地基的工程要求,因此又有“巖土工程處理技術(shù)”的別名,說明巖土工程的確是一項(xiàng)實(shí)實(shí)在在的工程技術(shù)。確立工程地質(zhì)學(xué)是一門獨(dú)立的學(xué)科,盡管也僅僅是本世紀(jì)初的事,并不象數(shù)學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)等等著名學(xué)科那樣歷史悠久,然而,之所以將工程地質(zhì)定義在“學(xué)科”這樣的高度上,是因?yàn)樗邆鋵W(xué)科的一些基本特性和基本理論,這就是地質(zhì)學(xué)的基本特性和基本理論,換句話說,工程地質(zhì)學(xué)的基本理論就是地質(zhì)學(xué)(當(dāng)然更包括數(shù)學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等等),因此,又將工程地質(zhì)學(xué)界定為地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科或應(yīng)用學(xué)科,這是符合實(shí)際的。工程地質(zhì)學(xué)的最新定義也是較為全面的:研究人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境相互作用的科學(xué)。顯然,工程地質(zhì)與巖土工程盡管有相似之處,但也有天地之別。如果將巖土工程界定為工程地質(zhì)學(xué)科的一個(gè)分支,好象還說得過去;而反過來用巖土工程來代替工程地質(zhì),則實(shí)在有些牽強(qiáng)附會。
1997年6月20-27日,國際工程地質(zhì)學(xué)會在希臘召開了一次學(xué)術(shù)討論會,會上決定將本學(xué)會名稱改為:國際工程地質(zhì)學(xué)與環(huán)境學(xué)會。我國組團(tuán)15人參加,王思敬任團(tuán)長。隨后國內(nèi)也有人提出工程地質(zhì)學(xué)會改名,以便與國際接軌,但一直未獲通過。在近幾年的中國地質(zhì)學(xué)會工程地質(zhì)專委會會議上,學(xué)科和學(xué)會更名問題的交鋒一直也沒有停止過。我國工程地質(zhì)界的前輩專家學(xué)者們多數(shù)也不同意更名,認(rèn)為如此嚴(yán)肅的基礎(chǔ)性應(yīng)用性學(xué)科,沒有必要放棄自己的傳統(tǒng)風(fēng)格,我國的工程建設(shè)任務(wù)十分繁重,工程地質(zhì)學(xué)科的研究和發(fā)展前景仍然是艱巨和光明的。
2.工程地質(zhì)工作的任務(wù)
在工程建設(shè)中,工程地質(zhì)工作的任務(wù)十分繁重,也異常艱巨,主要任務(wù)是:①選址,選擇在地質(zhì)條件上相對最優(yōu)的工程建筑地區(qū)或場地;②評價(jià),闡明工程建筑區(qū)或場地的工程地質(zhì)條件,進(jìn)行定性和定量的工程地質(zhì)評價(jià),準(zhǔn)確界定工程地質(zhì)問題;③預(yù)測工程建筑物興建和運(yùn)用過程中地質(zhì)條件的可能變化,為研究改善和防治工程地質(zhì)缺陷的措施提供依據(jù);④調(diào)查工程建筑物所需的天然建筑材料等。
3.工程地質(zhì)專業(yè)的尷尬
工程地質(zhì)專業(yè)是工程建設(shè)的基礎(chǔ)性專業(yè),沒有這個(gè)專業(yè),一切工程建設(shè)均將成為空中樓閣,這是常識性問題,我們在這里反復(fù)強(qiáng)調(diào)好象有些多于。然而,現(xiàn)實(shí)確讓這一基礎(chǔ)性專業(yè)處于一個(gè)十分尷尬的境地,主要表現(xiàn)在:
①工程地質(zhì)專業(yè)本身的特殊性、復(fù)雜性和實(shí)踐性;
②專業(yè)不景氣,社會地位和經(jīng)濟(jì)地位與工程地質(zhì)專業(yè)不相適應(yīng),工作環(huán)境、工作條件的局限,擇業(yè)行為中的浮躁動(dòng)機(jī),專業(yè)本身的局限性;
③規(guī)程規(guī)范存在的問題;
④工程地質(zhì)勘察技術(shù)的局限性;
⑤相關(guān)專業(yè)對工程地質(zhì)專業(yè)的輕視;
⑥長官意志,某些決策者對工程地質(zhì)專業(yè)的無知或輕視;
⑦世人對工程地質(zhì)專業(yè)的不了解與不理解。
4.在工程建設(shè)中的地質(zhì)教訓(xùn)
由于地質(zhì)問題而嚴(yán)重影響工程建設(shè)的實(shí)例太多,教訓(xùn)太深刻,順手拈來幾個(gè)實(shí)例:
①云南漫灣水電站左壩肩順層滑坡和建材問題;
②貴州天生橋二級水電站廠址、隧洞等問題;
③貴州東風(fēng)水電站右壩肩和帷幕線上的巖溶問題;
④烏江彭水水利樞紐前期工作重復(fù)問題;
⑤雅礱江錦屏二級水電站巖溶地下水問題;
⑥軟弱夾層的遺漏對工程建設(shè)的重大影響,葛州壩、西津溢洪道等。
5.工程地質(zhì)在工程建設(shè)中的決定性作用
任何地質(zhì)條件下都可以建工程,對嗎?這個(gè)問題也是這些年來工程界的一個(gè)熱門話題,筆者認(rèn)為答案是否定的。
①陜西東莊水庫灰?guī)r壩址滲漏嚴(yán)重不能建壩;
②小浪底滑坡性質(zhì)界定對設(shè)計(jì)的影響;
③天生橋二級水電站移民區(qū)是否滑坡對移民安置的影響;
④堤防工程中的堤基垂直防滲引起的環(huán)境地質(zhì)問題,有時(shí)可能是決定性的;
⑤地質(zhì)邊界條件和地質(zhì)參數(shù)對工程設(shè)計(jì)的影響。
6.相關(guān)學(xué)科在工程地質(zhì)中的應(yīng)用
①系統(tǒng)工程在工程地質(zhì)中的應(yīng)用;
②計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程地質(zhì)中的應(yīng)用;
③遙感、物探、GPS等;
④水工設(shè)計(jì)施工與工程地質(zhì)的關(guān)系。
清晰的工程概念是地質(zhì)師所必需的。潘家錚院士對地質(zhì)師的要求:應(yīng)該有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)水工建筑物的基本設(shè)計(jì)理論,計(jì)算方法,以及地基缺陷的影響,各種處理的措施,各種成功和失敗的經(jīng)驗(yàn);最好補(bǔ)一些數(shù)學(xué)、力學(xué)、水力學(xué)、巖土力學(xué)、巖石試驗(yàn)、有限元分析和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)課。五十年代初,由于我國水利水電工程地質(zhì)專業(yè)人才奇缺,一批設(shè)計(jì)師改行從事工程地質(zhì)專業(yè)的學(xué)習(xí)和工作,后來大都成為工程地質(zhì)專業(yè)的優(yōu)秀專家。實(shí)踐證明,地質(zhì)師的工程概念清晰,地質(zhì)工作會得心應(yīng)手;反之則可能事倍功半。
7.工程地質(zhì)要面對現(xiàn)實(shí)著眼未來
汪恕誠部長最近講話強(qiáng)調(diào):不能老修改設(shè)計(jì),因?yàn)楦阏型稑?biāo)尤其是國際合同,修改設(shè)計(jì)就意味著被索賠。修改一個(gè)設(shè)計(jì),似乎節(jié)省了某一個(gè)工程量,而索賠量比這個(gè)還大,大量修改設(shè)計(jì)怎么得了?汪部長的這段講話似乎在批評設(shè)計(jì),實(shí)則是水利水電工程地質(zhì)的一個(gè)千載難逢的新的契機(jī)。
如何理解汪部長的這段話?我們認(rèn)為首先要搞清楚為什么修改設(shè)計(jì),水利工程因?yàn)榈刭|(zhì)問題而修改設(shè)計(jì)的可以舉出若干例子來。
修改設(shè)計(jì)往往賴地質(zhì),我們當(dāng)然可以理直氣壯地說:前期地質(zhì)工作投入不夠,工程地質(zhì)條件不清楚,地質(zhì)基礎(chǔ)資料不準(zhǔn)確,工程地質(zhì)分析出力不夠或分析工作的深度不到家,工程地質(zhì)問題的界定不明確或界定有錯(cuò)誤,學(xué)術(shù)技術(shù)問題得不到廣泛的討論和爭論,工程地質(zhì)問題的真理有時(shí)往往掌握在少數(shù)人手里。
有些采用“制藥工程原理與設(shè)備”,“制藥工程原理與設(shè)備”存在同名,主題內(nèi)容不同,各科交叉重復(fù)的現(xiàn)象。目前針對制藥工程專業(yè)的教材有劉落憲主編的《中藥制藥工程原理與設(shè)備》,王志祥主編的《制藥工程原理與設(shè)備》,袁其朋主編的《制藥工程原理與設(shè)備》,姚日升主編的《制藥工程原理與設(shè)備》。這些具有“藥”味,但劉落憲主編的《中藥制藥工程原理與設(shè)備》的重點(diǎn)是中藥制藥,對于制藥工程專業(yè)缺乏通用性,王志祥主編的《制藥工程原理與設(shè)備》在化工單元操作的基礎(chǔ)上增加了制藥化工領(lǐng)域的新技術(shù)和新設(shè)備。姚日升主編的《制藥工程原理與設(shè)備》以《化工原理》為基礎(chǔ),內(nèi)容涵蓋“三藥合一”的知識點(diǎn),涉及到制藥工程類課程化工原理,藥物制劑,化學(xué)制藥工藝學(xué),藥廠車間設(shè)施規(guī)劃及藥事管理和GMP規(guī)范。王志祥主編的《制藥工程原理與設(shè)備》以化工原理為基礎(chǔ),但袁其朋主編的《制藥工程原理與設(shè)備》,介紹的是制藥工程的原理與制藥設(shè)備。內(nèi)容涉及制藥工業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié),包括化學(xué)制藥、生物制藥、中藥和天然藥、制藥分離、制劑工程、藥品包裝、藥品質(zhì)量控制等。同為《制藥工程原理與設(shè)備》內(nèi)容卻大相徑庭,出現(xiàn)在短學(xué)時(shí)《化工原理》后又開設(shè)王志祥主編以化工單元操作為主要內(nèi)容的《制藥工程原理與設(shè)備》的現(xiàn)象。教學(xué)實(shí)踐還發(fā)現(xiàn)《制藥工程原理與設(shè)備》的一些章節(jié)內(nèi)容如制劑、質(zhì)量控制等都與制藥工程專業(yè)其他課程有重復(fù)現(xiàn)象。
1.2整體設(shè)置教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)教師之間的協(xié)作
課程之間內(nèi)容重復(fù)影響學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和積極性,CDIO工程教育注重整個(gè)專業(yè)的系統(tǒng)改革。CDIO的標(biāo)準(zhǔn)3:集成化課程設(shè)置,強(qiáng)調(diào)突出課程之間的關(guān)聯(lián)性,圍繞專業(yè)目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),從而避免不必要的重復(fù),使關(guān)聯(lián)的課程共同支持專業(yè)目標(biāo),使學(xué)生掌握各門課程知識之間的聯(lián)系,并用于解決綜合的問題。不同性質(zhì)高校制藥工程專業(yè)課程設(shè)置側(cè)重點(diǎn)不同,培養(yǎng)從事藥品制造,新工藝、新設(shè)備、新品種的開發(fā)、放大和設(shè)計(jì)人才為目標(biāo)時(shí)相同的。所以制藥工程原理不能獨(dú)立,需要教師之間的協(xié)作,在制定培養(yǎng)方案時(shí)整體考慮設(shè)置本專業(yè)課程及課程內(nèi)容、課時(shí)。對于制藥工程不同專業(yè)方向(化學(xué)制藥、生物制藥、中藥制藥)的側(cè)重點(diǎn)不同,但基本包括制藥反應(yīng)工程、制藥分離工程和制劑工程技術(shù),在理論教學(xué)中采取寬口徑的方式,通過項(xiàng)目實(shí)踐來體現(xiàn)側(cè)重點(diǎn)的不同。制藥工程原理與設(shè)備包括制藥反應(yīng)(發(fā)酵、提取工程)、制藥分離、制劑三部分,制藥分離包含制藥過程涉及的典型單元操作,貫穿其中的流體流動(dòng)、傳質(zhì)、傳熱是固體制劑單元操作如粉碎、混合、制粒、壓片等的理論基礎(chǔ)。負(fù)責(zé)不同課程的教師應(yīng)相互協(xié)作,探討,整體考慮各部分的內(nèi)容,明晰知識之間的銜接與延伸,避免內(nèi)容重復(fù),在缺乏合適的教材情況下宜結(jié)合教材《化工原理》、《制藥分離工程》、《制藥化工原理》和《藥物制劑及設(shè)備》等合理安排內(nèi)容及課時(shí)。
2知識與能力的關(guān)聯(lián)
CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)1強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐、知識與能力的結(jié)合。CDIO工程教育要求獲得專業(yè)知識的同時(shí)培養(yǎng)個(gè)人自身的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。知識必須與工程項(xiàng)目掛鉤,制藥工程原理的基本理論必須和實(shí)際制藥過程結(jié)合起來。知識與能力的關(guān)聯(lián)要求項(xiàng)目具有實(shí)踐性,考核方式多樣性。
2.1項(xiàng)目的選擇
傳統(tǒng)的化工原理課程設(shè)計(jì)主要是針對精餾和換熱器的設(shè)計(jì),畢業(yè)設(shè)計(jì)題目相似程度高,缺乏創(chuàng)新性。制藥工程原理作為二級項(xiàng)目,項(xiàng)目的選擇要以教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)實(shí)際為依據(jù),適合制藥工程專業(yè)特點(diǎn)。項(xiàng)目來源可以是企業(yè)合作項(xiàng)目,教師科研項(xiàng)目,學(xué)生參加的創(chuàng)新、競賽項(xiàng)目,如制藥工程設(shè)計(jì)大賽,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等。學(xué)生主動(dòng)提出或參與的項(xiàng)目更能激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。有助于實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的的方式學(xué)習(xí)工程。項(xiàng)目采取嵌套法,大項(xiàng)目包含小項(xiàng)目,二級項(xiàng)目和三級項(xiàng)目具有延續(xù)性。有助于實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生以課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。大小項(xiàng)目體現(xiàn)不同要求,包括關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì),其他設(shè)備的選型。
2.2以提高能力為目標(biāo)的評價(jià)
CDIO強(qiáng)調(diào)的不是內(nèi)容而是能力,CDIO能力本位的教學(xué)觀貫穿課程設(shè)置和教學(xué)實(shí)踐的全過程,如何確保能力評價(jià)過程的合理性和有效性?CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面,大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。這四個(gè)層面的能力不是相互獨(dú)立的。工程基礎(chǔ)知識重在應(yīng)用,體現(xiàn)在構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作每個(gè)過程,工程系統(tǒng)能力作為一種工程素養(yǎng)貫穿于構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作整個(gè)過程,個(gè)人能力和人際團(tuán)隊(duì)能力體現(xiàn)在個(gè)人和團(tuán)隊(duì)的表達(dá)和表現(xiàn),包括完成項(xiàng)目的材料(包括設(shè)計(jì)說明書、圖紙和產(chǎn)品等)呈現(xiàn)和口頭、肢體表達(dá)。合理而有效的評價(jià)方式應(yīng)是綜合的、多樣性的、有針對性的。評價(jià)應(yīng)該貫穿項(xiàng)目的全過程,而不是最終的答辯。具體考核中包含的環(huán)節(jié)有階段性的匯報(bào),小組間互評,改進(jìn)后專家審核,申請答辯。答辯環(huán)節(jié)包含團(tuán)隊(duì)展示,整體展示和負(fù)責(zé)項(xiàng)目中不同內(nèi)容部分的個(gè)人展示,指導(dǎo)老師提問,旁觀的學(xué)生提問,項(xiàng)目組學(xué)生向答辯專家提出自己在完成項(xiàng)目過程中的問題。一個(gè)寬松的環(huán)境有利于學(xué)生表達(dá)自己的思想和意見,實(shí)現(xiàn)提高能力的目標(biāo),而不是任務(wù)式的完成項(xiàng)目。
3師生關(guān)聯(lián),環(huán)境關(guān)聯(lián),加強(qiáng)教師的CDIO能力
改變項(xiàng)目組織形式,重視團(tuán)隊(duì)建設(shè),一般的課程設(shè)計(jì)按學(xué)號分組,或?qū)W生自由組合,一個(gè)好的團(tuán)隊(duì)要使團(tuán)隊(duì)中每個(gè)成員發(fā)揮個(gè)性特長,使團(tuán)隊(duì)最優(yōu)化。改變原來課程設(shè)計(jì)一成不變教師出題的套路,有利于教學(xué)相長,增強(qiáng)教師CDIO能力。高校青年教師普遍存在工程經(jīng)驗(yàn)缺乏的問題,因此參與企業(yè)項(xiàng)目,邀請企業(yè)工程師參與指導(dǎo)有利于提高師生的工程素養(yǎng)。宣傳CDIO工程教育模式,使作為主體的學(xué)生了解CDIO教育理念,通過明確學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)營造學(xué)習(xí)環(huán)境。同時(shí)提供教學(xué)實(shí)踐環(huán)境,即方便實(shí)施項(xiàng)目的教師和學(xué)生們查閱資料,討論,制作等的場所和方便使用設(shè)備的的機(jī)制。
2地質(zhì)災(zāi)害治理工程施工圖審點(diǎn)
地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)文件及圖紙審查工作首先以貫徹初步設(shè)計(jì)的理念為基礎(chǔ),以現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、法律法規(guī)為依據(jù),以避讓方式優(yōu)先進(jìn)行管道優(yōu)化,以管道與地質(zhì)災(zāi)害體的空間關(guān)系為根基,對施工圖階段的設(shè)計(jì)文件和圖紙進(jìn)行全面審查。各類地質(zhì)災(zāi)害設(shè)計(jì)的審點(diǎn)不同?;轮卫砉こ痰膶忺c(diǎn):①滑坡范圍、規(guī)模是否己查清,滑動(dòng)面(帶)判別是否合理,力學(xué)參數(shù)取值是否準(zhǔn)確;②影響滑坡穩(wěn)定的主要因素是否清楚;③滑坡的力學(xué)類型及地質(zhì)模型、宏觀穩(wěn)定性評價(jià)是否正確,穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算和剩余下滑力(推力)計(jì)算是否正確;④管道線路是否有優(yōu)化和避讓空間;⑤選擇的支擋方式是否合理,支擋位置是否可行;⑥支擋參數(shù)的取值是否合理,設(shè)計(jì)選擇工況是否合理,設(shè)計(jì)計(jì)算方法是否正確,計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確;⑦支擋工程量是否恰當(dāng),支擋工程與管道施工的先后順序及結(jié)合方法是否合理。崩塌治理工程的審點(diǎn):①危巖、危石分布范圍;②崩塌落石范圍,危險(xiǎn)區(qū)域是否己查清;③危巖(危石)崩落路徑分析是否合理,落石滾落速度計(jì)算及沖擊破壞的沖擊力計(jì)算方法是否合理、計(jì)算結(jié)果是否正確;④攔擋防護(hù)方案是否可行,攔擋設(shè)置工程位置是否有效,工程量是否合理恰當(dāng);⑤攔擋工程是否與自然地形有效結(jié)合,是否與管道施工、管道運(yùn)營有效結(jié)合;⑥崩塌堆積體會否產(chǎn)生滑動(dòng)及其對管道的危害。泥石流治理工程的審點(diǎn):①泥石流的形成區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)是否已經(jīng)查清;②管道經(jīng)過斷面的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巖土特征;③泥石流的流速、沖刷深度,尤其是管道通過處的泥石流沖刷深度和建議管道埋深;④對管道形成破壞力的各種因素分析是否透徹,防護(hù)措施是否得當(dāng);⑤泥石流溝與大溝的關(guān)系,尤其是泥石流堆積擠占大溝時(shí)使得大溝變窄,大溝流速加大,沖刷深度加大,沖切側(cè)蝕能力增強(qiáng),該情況下管道防護(hù)設(shè)計(jì)是否加強(qiáng)。巖溶治理工程的審點(diǎn):①巖溶延伸方向、規(guī)模大小是否已查清,巖溶與管道的空間關(guān)系等;②溶洞壁、洞頂巖性及其完整程度,溶洞的穩(wěn)定性評價(jià)是否正確;③治理設(shè)計(jì)方案是否合理可行,以及治理后對周圍環(huán)境的影響;④設(shè)計(jì)計(jì)算是否正確,治理工程量是否合理。
1前言
現(xiàn)有的地理信息系統(tǒng)(GIS)都主要表達(dá)二維的地表地物的圖形和屬性信息,要擴(kuò)展到真三維包含地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的地質(zhì)信息系統(tǒng)還有差距。一個(gè)大型地質(zhì)工程項(xiàng)目從可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段到詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,乃至到工程施工與運(yùn)行階段,往往積累了大量的地質(zhì)資料,用三維模型圖形圖像來表達(dá)和解釋如此龐大的資料,比光靠數(shù)據(jù)庫和圖表圖紙等傳統(tǒng)手段來得有效的多。建立工程地質(zhì)體的三維模型,處理巖層界面與結(jié)構(gòu)面組合關(guān)系,逼真反映地下主要地質(zhì)結(jié)構(gòu)全貌,將為工程地質(zhì)工作者分析研究工程地質(zhì)現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)掌握巖土體結(jié)構(gòu)規(guī)律,提供一種嶄新的研究手段和研究方法。
國外三維地質(zhì)建模和可視化研究發(fā)展較快。加拿大阿波羅科技集團(tuán)公司推出的三維建模與分析軟件MicroLYNX,通過對離散點(diǎn)采樣、鉆探采樣和探槽采樣等空間數(shù)據(jù)的處理,產(chǎn)生剖面、塊和面等模型,確定礦藏分布和等級變化并計(jì)算礦藏儲量。加拿大GemcomSoftwareInternationalInc.公司開發(fā)的Gemcom軟件通過鉆孔、點(diǎn)、多邊形等數(shù)據(jù),利用實(shí)用的圖形編輯和生成工具,顯示鉆孔孔位分布,運(yùn)用不規(guī)則三角網(wǎng)建立表面和實(shí)體模型,運(yùn)用多義線圈閉巖層和礦體邊界進(jìn)行儲量和品位分析,提供了交互操作功能并允許用戶根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和專家知識勾畫地質(zhì)模型,實(shí)現(xiàn)任意剖面切割任意角度觀察和實(shí)體與實(shí)體或?qū)嶓w與表面的交切與布爾運(yùn)算等。國外軟件主要是瞄準(zhǔn)采礦工程,能夠較好地滿足采礦工程活動(dòng)中的礦產(chǎn)資源勘探和評價(jià)、地下礦井和露天礦坑設(shè)計(jì)和規(guī)劃、礦產(chǎn)資源管理和采礦生產(chǎn)管理等需求。美國Kinetix公司開發(fā)的3DStudioMAX,Alias/Wavefront公司開發(fā)的Maya和微軟公司開發(fā)的Softimage等大眾化的三維建模軟件,在構(gòu)建工業(yè)和建筑模型與動(dòng)畫制作方面有其獨(dú)到之處,但交互查詢的功能較弱,與工程勘測數(shù)據(jù)庫結(jié)合并應(yīng)用于工程地質(zhì)三維建模方面還有較大距離。
張菊明等對風(fēng)化帶分布、多層地層等地質(zhì)信息的可視化和斷層錯(cuò)斷巖層的表達(dá)和顯示的算法[1,2]進(jìn)行了較為深入的研究,為工程地質(zhì)三維可視化軟件的開發(fā)準(zhǔn)備了數(shù)學(xué)基礎(chǔ),并借助AutoCAD平臺實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜三維地質(zhì)圖形的顯示。國內(nèi)的靈圖VRMap地理信息系統(tǒng)軟件有較強(qiáng)的地形模擬和地表地物的查詢功能,但不是真三維的地質(zhì)建模工具。北京東方泰坦科技有限公司開發(fā)TITAN三維建模軟件,基于框架建模的思想,利用平行或基本平行的剖面數(shù)據(jù),建立起三維空間復(fù)雜形狀物體的真三維實(shí)體模型,但目前只是初步的三維建模與圖形處理的引擎,在面向具體專業(yè)時(shí),需要添加或擴(kuò)充專業(yè)模塊,比如工程地質(zhì)專業(yè)模塊等。
縱觀國內(nèi)外幾種軟件的研究與開發(fā)現(xiàn)狀,它們?yōu)楣こ痰刭|(zhì)三維建模與可視化打下了很好的技術(shù)基礎(chǔ),提供了很寶貴的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。但是,對于工程地質(zhì)專業(yè)的地質(zhì)體建模與可視化分析的針對性不強(qiáng),不能夠很好地滿足工程地質(zhì)生產(chǎn)與研究的專業(yè)功能需要。因此本文將從分析工程地質(zhì)的三維建模和可視化的關(guān)鍵技術(shù)問題入手,簡單描述作者在工程地質(zhì)三維建模和可視化方面的初步開發(fā)研究成果。
2關(guān)鍵技術(shù)問題分析2.1離散數(shù)據(jù)的插值與擬合
工程地質(zhì)復(fù)雜地質(zhì)體中的各種地質(zhì)信息,包括地表地形、地下水位、地層界面、斷層、節(jié)理、風(fēng)化帶分布、侵入體及各種地球物理、地球化學(xué)、巖土體的物理力學(xué)參數(shù)或數(shù)據(jù)的等值面(線)等,都可以看作是三維空間中的函數(shù),它們的擬合函數(shù)要根據(jù)實(shí)際勘測數(shù)據(jù)建立,實(shí)測數(shù)據(jù)越豐富,越能夠真實(shí)描繪出這些信息的空間分布規(guī)律。地表地形測量數(shù)據(jù)、地下水位埋深測量信息等的單值曲面圖形生成可歸結(jié)為雙自變量離散數(shù)據(jù)的插值和擬合,多值曲面如倒轉(zhuǎn)褶皺和空間等值面等,則應(yīng)采用多參變量插值等其他一些較復(fù)雜的方法??臻g曲面插值函數(shù)有以下構(gòu)造方法,如與距離成反比的加權(quán)方法(Shepard方法),徑向基函數(shù)插值法(Multiquadric方法)[3],平面彈性理論插值法[1,2]等,它們同樣適用于單個(gè)連續(xù)地層界面、地球物理勘探數(shù)據(jù)、地球化學(xué)勘探數(shù)據(jù)以及巖土體物理力學(xué)參數(shù)在地質(zhì)體空間的分布。
2.2三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
工程地質(zhì)體一般是不規(guī)則形體,在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中曲線和曲面總是分別通過很多微小直線段和微小三角面逼近來模擬地層巖性界線和巖層曲面,即巖層界面(和地表曲線、地下水位面等地質(zhì)層面界線)和巖層曲面都分別是許多微小直線段和微小三角面的集合。地質(zhì)體三維空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是工程地質(zhì)三維建模和可視化的基礎(chǔ),這就要求必須具備有效的分層的三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),能夠確保人機(jī)交互和查詢的實(shí)現(xiàn)。
2.3曲面求交
地質(zhì)體中存在大量各種層面,當(dāng)出現(xiàn)地層不整合、斷層錯(cuò)斷巖層、地層尖滅和地下水出露于河谷地表等情形時(shí),就自然會遇到曲面間求交的問題;地質(zhì)體三維模型的上部邊界是地表曲面,通過數(shù)學(xué)方法擬合出的巖層面或地下水位面不應(yīng)超出地表曲面,即超出部分不應(yīng)顯示。同樣的,當(dāng)顯示多層地層時(shí),下面的每一巖層應(yīng)以其上一巖層為邊界。因此,為了可視化地層界面必須要解決地層面與地表、斷層面和其他地層面的求交問題。另一方面,在剖面圖成圖時(shí),地質(zhì)界線的繪制是通過顯示剖面(平面)與各種地質(zhì)界面(曲面)求交所得出的交線。因此曲面求交包括地質(zhì)界面(層面)之間的相交,和地質(zhì)界面與剖面的相交兩類問題。
2.4三維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
從地質(zhì)學(xué)角度看,拓?fù)涫堑刭|(zhì)對象間關(guān)系的表格,拓?fù)浔泶鎯游婚g上覆、下伏和交切(被斷層切割后地層的拓?fù)浔磉_(dá))等的地層學(xué)關(guān)系及地質(zhì)空間位置關(guān)系。拓?fù)湟部梢暈樵试S這些地質(zhì)關(guān)系合理儲存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如,考慮多層地層,上一個(gè)巖層的底面和與其相鄰的下一個(gè)巖層的頂面是上下巖層這兩個(gè)實(shí)體的公共部分或共享邊界,它們之間的拓?fù)潢P(guān)系就是相鄰和同一的關(guān)系,在存儲數(shù)據(jù)時(shí)只存儲上一個(gè)巖層的底面或其相鄰的下一個(gè)巖層的頂面,即相鄰巖層的邊界曲面可以存為一個(gè)地層曲面,大大減少數(shù)據(jù)存儲量。評價(jià)地質(zhì)模型系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)往往決定于描述地質(zhì)對象所用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[4]。
2.5可視化技術(shù)
工程地質(zhì)復(fù)雜地質(zhì)體可視化,是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將工程勘測獲得的數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)換為形象直觀的便于進(jìn)行交互分析的地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)空間形態(tài)的立體圖和剖面圖形,其基礎(chǔ)是工程數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)的可視化〔5〕。利用可視化技術(shù)可以從龐大的地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)中構(gòu)造出地質(zhì)工程中對于邊破穩(wěn)定性和地下硐室變形破壞等起關(guān)鍵作用的巖層和結(jié)構(gòu)面,并顯示其范圍、走向和相互交切關(guān)系,幫助工程地質(zhì)人員對原始數(shù)據(jù)做出正確解釋,繼而為工程地質(zhì)分析具體問題提供決策支持。
3工程地質(zhì)三維可視化技術(shù)的初步開發(fā)與應(yīng)用3.1研究框圖
工程地質(zhì)復(fù)雜地質(zhì)體三維建模與可視化的研究框圖如圖1所示。
基于離散采樣數(shù)據(jù)的插值與擬合的思想,即將離散數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為連續(xù)曲線曲面,工程地質(zhì)復(fù)雜地質(zhì)體三維建模與可視化的過程是,從勘探數(shù)據(jù)庫中提取各種地質(zhì)信息的坐標(biāo)位置及巖土體的物理力學(xué)參數(shù),通過不同的擬合與插值函數(shù)得到地質(zhì)層面(曲面)和地質(zhì)實(shí)體的三維計(jì)算機(jī)圖形顯示,表達(dá)地質(zhì)信息在研究區(qū)域內(nèi)的分布規(guī)律。生成地質(zhì)巖層面和地質(zhì)實(shí)體后,實(shí)現(xiàn)從任意角度觀察建立的模型,實(shí)現(xiàn)根據(jù)指定的剖面走向、傾向和傾角生成垂直剖面。
3.2初步開發(fā)與應(yīng)用3.2.1工程勘測空間數(shù)據(jù)庫管理
在收集整理現(xiàn)場勘測數(shù)據(jù)后錄入金沙江某水電工程勘測空間數(shù)據(jù)庫各分項(xiàng)數(shù)據(jù)表,這些數(shù)據(jù)表不僅包括地質(zhì)信息的位置數(shù)據(jù),更重要的是提供屬性數(shù)據(jù)。
以地層巖性數(shù)據(jù)表為例,要求錄入鉆孔編號、巖層起始深度、巖層終止深度、層厚、巖性(地層名稱)、地層代碼(地層年代)、巖層走向、巖層傾向、巖層傾角、接觸關(guān)系、地質(zhì)描述等數(shù)據(jù)。隨著工程勘測的進(jìn)展,能夠方便地修改補(bǔ)充和管理勘測數(shù)據(jù)。圖2是工程勘測數(shù)據(jù)庫中鉆孔地層系統(tǒng)數(shù)據(jù)表的管理界面。
3.2.2三維瀏覽
通過孔口坐標(biāo)和測量數(shù)據(jù)等的離散數(shù)據(jù)的擬合和插值法繪制壩址區(qū)的右岸地表曲面網(wǎng)格(圖3),進(jìn)而可在三維圖形環(huán)境中進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)瀏覽觀察(圖4)。
3.2.3三維地質(zhì)立體圖
利用工程勘測數(shù)據(jù),建立了壩址區(qū)右岸三維立體地質(zhì)圖。該壩址區(qū)自上而下地層巖性組合為:第四系崩坡堆積物,侏羅系泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖,三疊系上統(tǒng)厚至巨厚層狀細(xì)至中粒砂巖,三疊系上統(tǒng)薄至中厚層狀粉細(xì)紗巖、粉砂巖,三疊系上統(tǒng)中厚至厚層狀中粗砂巖。通過有限的工程勘測數(shù)據(jù)得出的立體圖,能夠較好地滿足工程地質(zhì)的精度。圖5表達(dá)了該壩址區(qū)右岸三維地質(zhì)圖。
3.2.4三維可視化查詢
通過圖形與工程勘測數(shù)據(jù)庫中的屬性數(shù)據(jù)的鏈接,實(shí)現(xiàn)可視化查詢地層巖性和其他工程地質(zhì)信息,最終完成向三維地質(zhì)信息系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。圖6是一簡單的被斷層錯(cuò)斷的水平多層地層模型,通過模型的每個(gè)地層實(shí)體名稱與數(shù)據(jù)表中的巖石名稱字段對應(yīng)鏈接,能夠查詢地層的巖性,地質(zhì)年代,起止深度和地質(zhì)描述等工程地質(zhì)人員關(guān)心的地質(zhì)信息。
4結(jié)論
(1)運(yùn)用先進(jìn)的可視化技術(shù)與交互圖形技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫,存儲和管理現(xiàn)場勘探實(shí)測和試驗(yàn)數(shù)據(jù),建立工程地質(zhì)體的三維模型,工程地質(zhì)工作者可隨著勘察或研究工作的不斷深入細(xì)致,對研究(工作)區(qū)域隨時(shí)補(bǔ)充信息來自動(dòng)顯示地質(zhì)信息在研究(工作)區(qū)域內(nèi)的分布,從而不斷提高模型精度,并且利用模型反饋回來的信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)已有勘察工作中的不足,從而及時(shí)修改勘察或研究工作方案,指導(dǎo)下一步勘探或研究工作的實(shí)施。
(2)工程地質(zhì)三維建模與可視化的深入研究,可以充分利用已有現(xiàn)場勘探實(shí)測或試驗(yàn)數(shù)據(jù),達(dá)到節(jié)約投資減少勘察或研究成本的目的。當(dāng)現(xiàn)場勘探和試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料不足情況下,通過對已有數(shù)據(jù)的插值與擬合到建立三維模型,可以推斷和預(yù)測未知區(qū)域或研究較少區(qū)域的地質(zhì)信息或巖土體物理力學(xué)參數(shù)的分布趨勢,從而為減少勘探工作量提供科學(xué)的可靠的依據(jù),達(dá)到節(jié)約花費(fèi),為生產(chǎn)或研究部門產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益的目的。
(3)工程地質(zhì)巖土體是復(fù)雜的不規(guī)則形體,存在各種地質(zhì)巖性層面、結(jié)構(gòu)面以及各種空間分布的地質(zhì)與力學(xué)信息,完全表達(dá)地質(zhì)信息的空間分布及巖層和結(jié)構(gòu)面間的位置關(guān)系,工程地質(zhì)三維建模與可視化研究是大有作為的。
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伴隨著城市交通的發(fā)展,地鐵工程逐步在國內(nèi)部分城市得到了推廣和應(yīng)用。它解決了城市地面交通擁堵問題,有利于城市交通的發(fā)展。地鐵建設(shè)作為一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程,由于其涉及到的專業(yè)和工藝較為復(fù)雜,沒有形成一整套質(zhì)量安全監(jiān)督體系,再加上地鐵事故頻發(fā)使人們對施工質(zhì)量的監(jiān)督提出了更高的要求,因此,加強(qiáng)對地鐵工程質(zhì)量安全的監(jiān)督管理十分有必要。只有不斷總結(jié)現(xiàn)有問題,加強(qiáng)監(jiān)督,才能促進(jìn)地鐵工程的發(fā)展。
1地鐵工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理現(xiàn)狀
1.1沒有明確的監(jiān)督機(jī)構(gòu)
在現(xiàn)有的地鐵工程建設(shè)過程中,地鐵質(zhì)量安全監(jiān)督管理的機(jī)構(gòu)不是很明確。以我國某市為例,該城市屬于較為發(fā)達(dá)的二線城市,在對已經(jīng)建成的地鐵線路進(jìn)行質(zhì)量安全監(jiān)督管理時(shí),一般是由省建設(shè)廳統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo),由專業(yè)質(zhì)監(jiān)站成立的監(jiān)督辦公室對地鐵質(zhì)量安全進(jìn)行監(jiān)督。但是,通過對其他擁有地鐵交通城市的調(diào)查發(fā)現(xiàn),各城市在對地鐵工程質(zhì)量安全監(jiān)督的管理上都沒有一個(gè)明確的監(jiān)督機(jī)構(gòu)。
1.2監(jiān)督模式較為混亂
就目前來看,地鐵工程質(zhì)量安全監(jiān)督機(jī)構(gòu)不同,在監(jiān)督過程中所側(cè)重的方面也不同,監(jiān)督機(jī)構(gòu)在監(jiān)督模式上存在混亂的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象不僅僅出現(xiàn)在城市中,而且也出現(xiàn)在城市監(jiān)督站中。例如,部分城市把地鐵工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理工作交給房屋建筑監(jiān)督站,部分城市則交給市政工程監(jiān)督站,但由于這些監(jiān)督站的質(zhì)量安全要求不同,且其與地鐵工程本身所具有的特點(diǎn)極為不符,所以對地鐵工程的質(zhì)量安全監(jiān)督不能簡單地使用這些監(jiān)督站的管理模式來完成。
1.3質(zhì)量與安全的監(jiān)督不統(tǒng)一
我國大部分城市在對地鐵工程進(jìn)行質(zhì)量安全監(jiān)督的時(shí)候,質(zhì)量監(jiān)督部門和安全監(jiān)督部門分散在不同的監(jiān)督站,加上兩個(gè)部門的工作是相互獨(dú)立的,沒有信息交流,導(dǎo)致地鐵工程質(zhì)量與安全監(jiān)督不統(tǒng)一。就目前來看,地鐵工程的質(zhì)量監(jiān)督主要側(cè)重于施工現(xiàn)場的永久性結(jié)構(gòu)和實(shí)體結(jié)構(gòu),對臨時(shí)輔結(jié)構(gòu)的重視度不高;而地鐵工程的安全監(jiān)督主要側(cè)重于施工人員的安全保護(hù)工作,忽視了施工結(jié)構(gòu)對地鐵工程安全的影響。
1.4缺乏專業(yè)的監(jiān)督人員
由于地鐵工程的建造會涉及到很多專業(yè),技術(shù)含量較高,且危險(xiǎn)程度也比較高,因此,在地鐵建造過程中,會使用到許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備材料等。但是,在我國部分城市的地鐵質(zhì)量安全監(jiān)督中,存在專業(yè)人才匱乏的現(xiàn)象,而且現(xiàn)有監(jiān)督人員的綜合素質(zhì)不高,缺乏監(jiān)督管理經(jīng)驗(yàn),甚至部分地鐵工程質(zhì)量安全管理監(jiān)督部門僅有不到5個(gè)人員,導(dǎo)致該部門的監(jiān)督工作無法有效進(jìn)行下去,直接影響了監(jiān)督管理的效果。
1.5報(bào)監(jiān)手續(xù)存在滯后的現(xiàn)象
在地鐵工程質(zhì)量安全監(jiān)督過程中,監(jiān)督部門應(yīng)當(dāng)把施工單位為了保證地鐵工程質(zhì)量安全的施工方法、出現(xiàn)意外事故時(shí)的處理措施、對巖石工程的勘察審核報(bào)告和施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的審核批準(zhǔn)書等作為安全報(bào)監(jiān)的首要前提。同時(shí),由于監(jiān)督部門的不同,報(bào)監(jiān)條件也不同。一般來說,在地鐵工程質(zhì)量安全報(bào)監(jiān)中,安全報(bào)監(jiān)的手續(xù)往往很簡單,報(bào)監(jiān)手續(xù)也能及時(shí)上交給監(jiān)管部門。然而,在質(zhì)量報(bào)監(jiān)過程中,由于監(jiān)督部門對工程勘察和施工圖紙的審核文件等有著極其嚴(yán)格的要求,但地鐵工程建設(shè)會受到征地拆線和地下管道線路遷移等因素的影響,工程勘察和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)單位會根據(jù)拆線和遷移的進(jìn)度更改勘察報(bào)告和工程設(shè)計(jì)圖紙。一般來說,我國很難有城市能夠做到在地鐵工程建設(shè)之時(shí)就向工程監(jiān)督部門上交完成的工程勘察文件和施工圖紙,甚至有部分城市直到工程建設(shè)完成之后,才能把質(zhì)量報(bào)監(jiān)的手續(xù)正式辦理完成。因此,在我國的地鐵工程建設(shè)中,經(jīng)常存在先把安全監(jiān)督手續(xù)辦理完畢,質(zhì)量監(jiān)督手續(xù)卻遲遲未辦理的現(xiàn)象,而相關(guān)的監(jiān)督機(jī)構(gòu)也未能及時(shí)對出現(xiàn)類似現(xiàn)象的施工單位進(jìn)行有效監(jiān)督或勒令停工。這種行為既不符合工程質(zhì)量安全監(jiān)督的基本要求,也會對相關(guān)政府部門的公信力產(chǎn)生不良影響。
2質(zhì)量安全一體化監(jiān)督管理的優(yōu)勢
2.1科學(xué)配置監(jiān)督資源
質(zhì)量安全一體化監(jiān)督管理模式改變了以往質(zhì)量監(jiān)督與安全監(jiān)督分離和信息不通的局面,通過科學(xué)、合理地配置地鐵工程監(jiān)督機(jī)構(gòu),抽調(diào)經(jīng)驗(yàn)豐富的人員組成一個(gè)專業(yè)的地鐵工程質(zhì)量安全管理監(jiān)督站。專業(yè)監(jiān)督站的成立不僅能夠有效解決當(dāng)前地鐵建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)滯后的問題,完善相關(guān)的建設(shè)法規(guī),建立健全系統(tǒng)的地鐵工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理制度,同時(shí),還能夠通過已完善的監(jiān)督模式,實(shí)現(xiàn)對地鐵建設(shè)重要環(huán)節(jié)、竣工驗(yàn)收和較危險(xiǎn)分項(xiàng)工程的監(jiān)督。
2.2統(tǒng)一了監(jiān)督模式
在對地鐵工程質(zhì)量安全進(jìn)行一體化監(jiān)督管理之時(shí),通過借鑒現(xiàn)今成熟的房屋建筑工程和市政工程監(jiān)督模式,根據(jù)地鐵工程項(xiàng)目自身的狀況,取其精華,逐步形成一整套與地鐵工程質(zhì)量安全相適應(yīng)的監(jiān)督模式,把鐵路工程從報(bào)監(jiān)開始一直到竣工驗(yàn)收為止這一系列流程都作統(tǒng)一規(guī)范,從而有效解決地鐵工程長期存在的監(jiān)管分散問題。
2.3統(tǒng)一了質(zhì)量監(jiān)督與安全監(jiān)督
2011年,全國城市軌道交通工程質(zhì)量安全聯(lián)絡(luò)員會議明確提出了我國各城市要逐步在軌道建設(shè)中加強(qiáng)對質(zhì)量安全一體化監(jiān)督的探究。而在地鐵工程的建設(shè)過程中,要想保證地鐵的施工質(zhì)量和工程安全,就必須有效管理施工中所采取的方法和施工過程。工程質(zhì)量與工程安全密不可分,在地鐵工程建設(shè)過程中,地鐵基坑的挖掘和鋼支撐的架設(shè)工作等無法簡單地歸結(jié)到工程質(zhì)量或工程安全中,而且大多數(shù)施工技術(shù)的質(zhì)量和安全是密不可分的,因此,質(zhì)量和安全這兩者關(guān)系十分密切。例如,在地鐵隧道的挖掘過程中,往往會遇到盾構(gòu)機(jī)始發(fā)、掘進(jìn)和旁通道挖掘等風(fēng)險(xiǎn)較高的環(huán)節(jié)。如果把控不好安全風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn),盾構(gòu)機(jī)就很難繼續(xù)順利挖掘下去,會對管片的拼裝質(zhì)量和防水性能造成影響,一些城市也存在因隧道推進(jìn)不平穩(wěn)而導(dǎo)致地下水倒灌,最后不得不廢棄地鐵工程隧道的案例。因此,在對地鐵工程質(zhì)量安全進(jìn)行監(jiān)督的時(shí)候,監(jiān)督站應(yīng)當(dāng)實(shí)行“一崗雙責(zé)”制度,使監(jiān)督站工作人員既具有一定的質(zhì)量監(jiān)督知識,又掌握了有效的安全監(jiān)督方法,并使兩者融會貫通,從而更好地應(yīng)用到地鐵工程質(zhì)量安全監(jiān)督工作中去。此外,監(jiān)督管理人員在施工現(xiàn)場監(jiān)督時(shí),既要查看地鐵工程的質(zhì)量,也要重視工程的安全。當(dāng)勘察完施工現(xiàn)場后,要給施工單位簽發(fā)地鐵工程質(zhì)量和工程安全兩份監(jiān)督文書。
2.4引進(jìn)了專業(yè)人員參與監(jiān)督工作
由于地鐵工程的建設(shè)涉及到的專業(yè)和技術(shù)較為復(fù)雜,同時(shí),由于自身性質(zhì)的限制,監(jiān)督站很難擁有所有與地鐵工程相關(guān)的專業(yè)人才。因此,在現(xiàn)有人才基礎(chǔ)上引進(jìn)專業(yè)人員是十分有必要的。這樣不僅能有效解決監(jiān)督站工作人員數(shù)量不足的問題,也能彌補(bǔ)地鐵工程質(zhì)量安全監(jiān)督中監(jiān)督人員專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)上的不足。另外,地鐵工程質(zhì)量安全監(jiān)督站要建立數(shù)據(jù)庫,記錄相關(guān)專業(yè)人員的特長,然后根據(jù)特長分類管理人員。通過引進(jìn)專業(yè)人員,使他們參與到地鐵工程質(zhì)量安全監(jiān)督工作中去,既能發(fā)現(xiàn)地鐵施工現(xiàn)場存在的深層問題,又能通過細(xì)致的講解,豐富其他監(jiān)督人員的見識,逐步壯大質(zhì)量安全監(jiān)督隊(duì)伍。
2.5優(yōu)化了報(bào)監(jiān)程序
2.5.1實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量與安全共同報(bào)監(jiān)
地鐵工程質(zhì)量安全一體化監(jiān)督管理體系能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)量與安全報(bào)監(jiān)要件的有機(jī)結(jié)合,把地鐵項(xiàng)目工程作為一個(gè)監(jiān)督單元,從而實(shí)現(xiàn)了地鐵工程施工前質(zhì)量與安全報(bào)監(jiān)的同時(shí)辦理,最大程度地簡化了報(bào)監(jiān)程序,減少了施工單位的報(bào)監(jiān)時(shí)間。
2.5.2實(shí)現(xiàn)了分段報(bào)監(jiān)
地鐵工程質(zhì)量安全一體化監(jiān)督管理體系的實(shí)施使地鐵施工單位能夠根據(jù)工程勘察和圖紙審核階段性的實(shí)際情況,以項(xiàng)目工程為一個(gè)報(bào)監(jiān)整體,根據(jù)施工階段的不同,劃分成不同的報(bào)監(jiān)階段,從而實(shí)現(xiàn)了分階段的報(bào)監(jiān)。
2.5.3實(shí)現(xiàn)了提前介入
對于工程勘察和施工圖紙審核文件齊全的施工單位,由于在其他手續(xù)上存在問題不能辦理報(bào)監(jiān)的,可以經(jīng)過建筑單位向項(xiàng)目建設(shè)主管部門遞交申請,然后監(jiān)督管理部門會根據(jù)主管部門的批示意見提前介入到項(xiàng)目工程實(shí)施的質(zhì)量安全監(jiān)督中去,從而避免了因報(bào)監(jiān)滯后而埋下的質(zhì)量安全隱患。
3結(jié)束語
綜上所述,隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快,城市交通越來越擁堵,而地鐵的出現(xiàn)減輕了地上人流量的壓力。但是,由于地鐵工程質(zhì)量安全監(jiān)督體系不健全,地鐵事故時(shí)有發(fā)生。地鐵工程質(zhì)量安全一體化監(jiān)督管理體系的建立實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量與安全監(jiān)督管理的有機(jī)結(jié)合,優(yōu)化了報(bào)監(jiān)程序,完善了監(jiān)督模式,從而提高了地鐵工程的安全性,使其質(zhì)量得到了保障,促進(jìn)了地鐵交通業(yè)的發(fā)展。
作者:戴錦韜 單位:中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司安全質(zhì)量部
參考文獻(xiàn)
1.1砂卵石層鉆進(jìn)技術(shù)
砂卵礫石層因具有厚度大、埋藏深、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)地堅(jiān)硬等特點(diǎn),一直是水利水電工程鉆探面臨的技術(shù)難題。后經(jīng)大量的研究和實(shí)踐,研究出了SM植物膠和MY-1A植物膠沖洗液金剛石鉆進(jìn)法,顯著提高了砂卵石層鉆進(jìn)效率。實(shí)際施工時(shí)將膨潤土、水、堿、SM植物膠按照一定的比例配置成沖洗液應(yīng)用到鉆進(jìn)施工中,憑借其良好的減阻、減震性能,能夠有效防止孔壁坍塌和保護(hù)巖心的作用。
1.2金剛石鉆進(jìn)技術(shù)
目前,水利水電工程地質(zhì)勘測中金剛石鉆進(jìn)技術(shù)較為常用。結(jié)合大量地質(zhì)勘測實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),為提高金剛石鉆進(jìn)效率,實(shí)際施工時(shí)應(yīng)重點(diǎn)把握以下3項(xiàng)內(nèi)容:
1)結(jié)合巖石的風(fēng)化程度選擇合適的開孔鉆頭,通常情況下開孔時(shí)使用0.3~0.5m長的巖芯管進(jìn)行施工。隨著鉆孔深度的增加,為避免孔傾斜應(yīng)適當(dāng)增加巖芯管長度。開孔鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)使用麻花鉆,鉆進(jìn)到達(dá)風(fēng)化巖石時(shí)應(yīng)使用短巖芯管長取粉管鉆進(jìn),以及時(shí)將巖粉撈取出來。
2)確定下套管層數(shù)時(shí)應(yīng)綜合考慮孔深和孔徑情況,并且套管不能彎曲,各部位連接應(yīng)牢固。同時(shí),使用水泥或黏土將套管口封閉嚴(yán)密,以防止巖粉進(jìn)入套管,給鉆進(jìn)工作造成干擾。
3)下鉆時(shí)經(jīng)過掉塊或孔口管換徑位置時(shí)應(yīng)緩慢下鉆,遇阻時(shí)應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具,避免猛提和猛頓鉆具。
1.3金剛石繩索取芯鉆進(jìn)技術(shù)
該技術(shù)最大特點(diǎn)為能在不提鉆的狀況下,利用繩索將包含巖心的內(nèi)管提到地面上,進(jìn)而能夠方便地采取巖芯。因此被廣泛應(yīng)用到淺孔、深孔鉆孔作業(yè)中。尤其在水利水電地質(zhì)勘測過程中能有效避免孔壁掉塊、坍塌情況的發(fā)生,能有效提高地質(zhì)勘測效率。
1.4套鉆技術(shù)
利用套鉆技術(shù)能有效地從軟弱層帶中獲取原狀巖芯,尤其在軟弱或破碎夾層中能較好地保證巖芯質(zhì)量。具體施工時(shí)應(yīng)做到:
1)在鉆孔段的中心位置鉆取36~46mm直徑大小的鉆孔,當(dāng)鉆孔深度達(dá)到1~1.5m時(shí)進(jìn)行插筋并將黏結(jié)劑灌入其中。
2)等待黏結(jié)劑凝結(jié)后,使用直徑110mm孔徑套取巖芯。主要因?yàn)樵陴そY(jié)劑的作用下插入的細(xì)鋼管和巖芯凝結(jié)在一起,因此能完整的取出軟弱夾層且能使其保持較好的原有狀態(tài)。該技術(shù)應(yīng)用在眾多的水利水電工程地質(zhì)勘測中,取得了良好的效果。
1.5軟弱夾層鉆技術(shù)
在軟弱夾層中使用一般的金剛石鉆進(jìn)法施工成功率較低,為此應(yīng)使用專門的技術(shù)以提高軟弱夾層鉆進(jìn)效率。在軟弱夾層鉆進(jìn)施工時(shí)通常使用軟夾層鉆技術(shù),該技術(shù)運(yùn)用的取芯鉆具包括巖芯阻塞報(bào)警裝置、扶正裝置、懸掛裝置等部件構(gòu)成。同時(shí)還包括一些減少振動(dòng)、免受擠壓和沖刷的保護(hù)系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)踐證明該技術(shù)在水利水電工程地質(zhì)勘測中發(fā)揮巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
1.6大口徑鉆探技術(shù)
水利水電地質(zhì)勘測中豎井的開鑿很大程度上使用機(jī)械設(shè)備,一方面它能提高勘測施工效率,另一方面能降低勞動(dòng)強(qiáng)度提高勘測作業(yè)安全系數(shù),而且作業(yè)中能減小對巖體結(jié)構(gòu)的影響。當(dāng)前,大口徑鉆探技術(shù)使用的設(shè)備可開鑿直徑為800~1200mm的鉆井,而且鉆井深度可結(jié)合鉆井方法調(diào)整,取芯操作時(shí)雖鉆井直徑不超過1200mm,但鉆進(jìn)深度可達(dá)50~60m。如進(jìn)行全斷面鉆進(jìn)孔徑為800~1200mm,孔深可超過100m??傊?,利用大口徑鉆探技術(shù)可通過孔壁和巖芯不但能觀察地質(zhì)風(fēng)化、斷層、透水性、巖性等狀況,而且還可研究水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巖體結(jié)構(gòu)。
2遙感技術(shù)勘測方法
遙感技術(shù)在水利水電工程地質(zhì)勘測上的應(yīng)用,大大提高了地質(zhì)勘測的靈活性和準(zhǔn)確性。依據(jù)遙感平臺高度可將遙感勘測技術(shù)分為地面遙感、航空遙感和航天遙感3種類型。且利用該技術(shù)獲得的陸地?cái)z影照片、航片、衛(wèi)星照片等材料均是真實(shí)自然景觀的圖像,因此能夠較清晰、全面的反映出巖溶、泥石流、崩塌、滑坡等地質(zhì)現(xiàn)象,同時(shí)還能從中觀察出地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性和地貌形態(tài)。遙感勘測技術(shù)具有信息豐富、視野廣闊、獲得的影像具有一定周期性等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在水利水電工程地質(zhì)勘測工作中。
2.1研究區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性
利用遙感技術(shù)能夠獲得大量的高質(zhì)量線性構(gòu)造信息,因此能夠準(zhǔn)確地反映出地貌形態(tài)、水系分布以及地質(zhì)特征等信息,進(jìn)而幫助地質(zhì)勘測技術(shù)人員更好地研究水利水電工程周圍地區(qū)構(gòu)造格架,評估工程周邊地區(qū)構(gòu)造穩(wěn)定性提供準(zhǔn)確素材。
2.2調(diào)查自然災(zāi)害
水利水電工程附近諸如泥石流、滑坡、崩塌自然災(zāi)害的調(diào)查是地質(zhì)勘測工作的重要組成部分。針對該項(xiàng)內(nèi)容的勘測如借助遙感技術(shù)提供的彩紅外片或航衛(wèi)片,結(jié)合現(xiàn)場勘查提供的資料進(jìn)行全面的分析,能較詳細(xì)的了解影響水利水電工程穩(wěn)定性的自然災(zāi)害情況,對保證水利水電工程穩(wěn)定性運(yùn)行具有重要意義。
2.3調(diào)查巖溶情況
遙感技術(shù)提供的影像材料尤其彩紅外影像,能為分析水利水電工程巖溶情況提供準(zhǔn)確參考。一方面從影像中能很好的判讀巖溶地貌狀況,另一方面能從介質(zhì)紅外光譜差異性上分析泉水和地下水分布信息。國內(nèi)很多水利水電工程地質(zhì)勘測時(shí),利用該方法研究巖溶及其滲漏問題取得較好效果。
2.4地質(zhì)測繪填圖
地質(zhì)測繪時(shí)要求在保證成圖現(xiàn)場校準(zhǔn)和確保野外工作量的基礎(chǔ)上,提倡使用遙感圖進(jìn)行地質(zhì)測繪。而且部分地區(qū)大比例尺工程地質(zhì)圖應(yīng)首先考慮遙感成圖。這些要求均在我國水利水電工程勘測相關(guān)文件中有所體現(xiàn)。
2.5地質(zhì)編錄巖土工程開挖面
為更好的完成水利水電工程施工中存檔備查、安全預(yù)報(bào)、反饋設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)工作,應(yīng)借助遙感技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)編錄以指導(dǎo)水利水電工程地下工程開挖施工。為此,我國相關(guān)研究部門,在完善高邊坡快速地質(zhì)編錄系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,成功應(yīng)用到水利水電工程項(xiàng)目中。實(shí)際施工時(shí)結(jié)合使用數(shù)碼攝像機(jī),并進(jìn)行現(xiàn)場采集和數(shù)據(jù)預(yù)處理,運(yùn)用專門的軟件系統(tǒng)進(jìn)行處理后能夠獲得任意方位的線劃圖和連續(xù)的彩色影響。
2.6研究防洪、水土保持情況
我國相關(guān)科研單位曾利用TM衛(wèi)片,對負(fù)責(zé)區(qū)域的水利水電工程附近的泥石流、滑坡情況進(jìn)行解譯,同時(shí)對其發(fā)育情況進(jìn)行劃分最終獲得了區(qū)劃圖,并在此基礎(chǔ)上提出了治理和建立預(yù)警系統(tǒng)意見,進(jìn)而為負(fù)責(zé)區(qū)域的水利水電工程防洪、水土保持工作的開展提供價(jià)值較高的資料。
3工程物探方法
我國水利水電工程地質(zhì)勘測中工程物探方法的應(yīng)用起步較晚,直到20個(gè)世紀(jì)90年代,一些研究單位中才配備管線儀、聲波儀、透視儀、電法儀以及綜合測井儀等設(shè)備,使地質(zhì)勘測野外數(shù)據(jù)采集精度得到較大提高,一定程度上促進(jìn)了我國地質(zhì)勘測技術(shù)的發(fā)展。
3.1地球物理層析成像技術(shù)
該技術(shù)借助已存在的鉆孔或平洞,對發(fā)射和接受的投射波進(jìn)行采集和處理,進(jìn)而獲得孔洞間波速值,最終對區(qū)間的巖體做出判斷。實(shí)際勘測施工中如未找到有效且經(jīng)濟(jì)的方法,采用該技術(shù)往往能取得較好的效果,它不但減少操作勞動(dòng)量,而且還能提高巖體物理力學(xué)整體評價(jià)質(zhì)量。因此,我國非常重視該種技術(shù)在水利水電工程項(xiàng)目中的應(yīng)用。
3.2鉆孔彩色電視系統(tǒng)
該系統(tǒng)在確定泥化夾層位置、形狀和尺寸方面發(fā)揮重要作用。經(jīng)過多年的發(fā)展鉆孔彩色電視系統(tǒng)經(jīng)過了a91mm、a53mm、50mm階段,其中a53mm彩色電視系統(tǒng)中的鉆孔在a56mm金剛石鉆孔基礎(chǔ)上發(fā)展而來,50mm的鉆孔彩色電視系統(tǒng)為在地質(zhì)勘測中更好的觀察水平風(fēng)鉆情況研制而成,該系統(tǒng)中首次運(yùn)用了CCD光電耦合器件,具有性能穩(wěn)定、集成度高、設(shè)計(jì)合理等優(yōu)點(diǎn)。在科技發(fā)展推動(dòng)下,鉆孔彩色電視系統(tǒng)融合了數(shù)字和圖像處理技術(shù),功能越來越強(qiáng)大,例如主機(jī)將錄像機(jī)、監(jiān)視器、控制器融合為一體,能接入口徑不同的鉆孔電視探頭,不但實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化壓縮存儲,而且為后期的處理提供較大便利。
3.3高密度電法勘探
高密度電法工作依據(jù)的原理仍包含在電阻率法的范疇之內(nèi),不過其將地震勘探數(shù)據(jù)采集方法引入進(jìn)來。進(jìn)行野外實(shí)際勘測時(shí)能將所有電極設(shè)置在測點(diǎn)上,并利用電測儀和程控電極開關(guān)的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)采集,同時(shí)將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理進(jìn)而獲得地電剖面圖。該方法融合了計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代電子技術(shù),能顯著提高地電數(shù)據(jù)采集效率。
1前言
壩陵河大橋離擬建貴州省鎮(zhèn)寧至勝境關(guān)高速公路起點(diǎn)約21km,地處黔中山原地帶。高速公路在關(guān)嶺縣東北跨越壩陵河峽谷,峽谷兩岸地勢陡峭,地形變化急劇,高差起伏大,河谷深切達(dá)400~600m。橋址區(qū)屬構(gòu)造剝蝕、溶蝕中低山河谷地貌。巖石建造類型以碳酸鹽巖與陸源碎屑巖互層,以碳酸鹽巖構(gòu)成峽谷谷坡,以碎屑巖互層構(gòu)成谷底及緩坡為基本特征。壩陵河流向與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造線方向(NW)基本一致。河谷西岸地形較陡,地形坡度40~70°,近河谷一帶為陡崖。橋位區(qū)西岸(關(guān)嶺岸)錨碇地段處于斜坡中部,出露的巖層有三疊系中統(tǒng)竹桿坡組第一段(T2z1)中厚層狀泥晶灰?guī)r和楊柳井組(T2y)中厚層狀白云巖[1,2]。弱風(fēng)化巖體直接出露于地表,微新巖體埋深30~50m。
壩陵河懸索橋主跨1068m,橋面總寬度24.5m,東岸錨碇采用重力式錨,西岸錨碇采用隧道式錨。西岸隧道式錨碇在技術(shù)設(shè)計(jì)中全長74.7m,最大埋深78m,主要由散索鞍支墩、錨室(34.7m)和錨塞體(40m)三部分組成,兩錨體相距18~6.36m。錨塞體和錨室為一傾斜、變截面結(jié)構(gòu),上緣為圓形,下緣為矩形,縱向呈楔形棱臺,矩形截面尺寸為10m×5.8m~21m×14.5m。西岸每根主纜纜力(P)約為270MN,水平夾角約26°。錨體中設(shè)預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng),主纜索股通過索股錨固連接器與錨體中的預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)連接。
懸索橋錨碇在承受來自主纜的豎向反力的同時(shí),主要還承受主纜的水平拉力,是懸索橋的關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)之一,其總體穩(wěn)定性和受力狀態(tài)直接影響到大橋的安全和長期使用的可靠性。壩陵河懸索橋是鎮(zhèn)寧-勝境關(guān)高速公路的重要節(jié)點(diǎn),針對該大橋施工圖設(shè)計(jì)階段,本文提出壩陵河懸索橋西岸隧道式錨碇及其邊坡的工程地質(zhì)力學(xué)研究建議。鑒于錨碇型式受到地形、地質(zhì)條件的限制,國內(nèi)外采用隧道式錨碇的大跨懸索橋?yàn)閿?shù)較少[3-7],見諸文獻(xiàn)報(bào)道的更少,本研究建議有不適當(dāng)之處,請專家批評指正。
2巖體工程地質(zhì)力學(xué)研究建議
2.1錨碇圍巖工程地質(zhì)條件研究
西岸隧道式錨碇坐落于邊坡淺表弱風(fēng)化~微新巖體中,弱風(fēng)化~微新巖體的工程地質(zhì)條件關(guān)系到錨碇隧洞的成洞條件及錨碇體系在主纜拉力荷載作用下的整體穩(wěn)定狀態(tài)。
邊坡淺表部中存在卸荷巖體。巖體卸荷帶是伴隨河谷下切過程或邊坡開挖過程中,由于應(yīng)力釋放,巖體向臨空面方向發(fā)生卸荷回彈變形,能量的釋放導(dǎo)致斜坡淺表一定范圍巖體內(nèi)應(yīng)力的調(diào)整,淺表部位應(yīng)力降低,而坡體更深部位產(chǎn)生更大程度的應(yīng)力集中。由于表部應(yīng)力降低導(dǎo)致巖體回彈膨脹、結(jié)構(gòu)松弛,破壞巖體的完整性,并在集中應(yīng)力和殘余應(yīng)力作用下產(chǎn)生卸荷裂隙。巖體應(yīng)力的降低最直觀的表現(xiàn)是導(dǎo)致巖體松弛和原有的裂隙發(fā)生各種變化,形成新環(huán)境下的裂隙網(wǎng)絡(luò)。這些裂隙一部分是遷就原有構(gòu)造裂隙引張擴(kuò)大經(jīng)改造形成[8],有一些是微裂隙擴(kuò)展后的顯式裂隙,也有在新的應(yīng)力環(huán)境和外動(dòng)力環(huán)境下形成的裂隙。在巖體卸荷、應(yīng)力降低的過程中,隨著新的裂隙系統(tǒng)的形成,也為外動(dòng)力或風(fēng)化營力提供了通道,加速巖體的風(fēng)化和應(yīng)力的進(jìn)一步降低。風(fēng)化巖體裂隙的增多,是巖體卸荷和風(fēng)化共同造就的。
西岸錨碇邊坡巖體在淺部節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體透水性較好,滲透系數(shù)高;隨著深度的增加,透水性逐漸減弱。深部的巖溶發(fā)育情況有待研究。
據(jù)初步設(shè)計(jì)階段工程勘察資料,西岸錨碇邊坡出露的灰?guī)r和白云巖的產(chǎn)狀為:傾向50~80°,傾角48~87°。主要發(fā)育三組優(yōu)勢節(jié)理:①155°∠57°;②220°∠34°;③333°∠46°。在巖層層面、不利結(jié)構(gòu)面組合切割和深部巖溶發(fā)育情況下,在主纜巨大拉力下,不能夠排除存在深部拉裂滑移面威脅西岸錨碇邊坡整體穩(wěn)定性的可能性。
錨碇圍巖工程地質(zhì)條件研究內(nèi)容包括:
(1)研究從邊坡表部至深部巖體中裂隙的分布密度及張開度變化,揭示巖體的卸荷程度,為錨碇施工期和運(yùn)行期邊坡巖體質(zhì)量評價(jià)以及巖體質(zhì)量變化趨勢提供可靠基礎(chǔ)資料;
(2)在巖層層面和不利結(jié)構(gòu)面組合切割下,由于錨碇工程荷載,研究巖體中形成的潛在不穩(wěn)定塊體的安全度以及西岸錨碇邊坡的整體穩(wěn)定性;
(3)采用地球物理勘探方法,研究邊坡深部溶蝕裂隙與溶蝕洞穴的分布規(guī)律及其發(fā)育特征。
2.2錨碇圍巖工程力學(xué)特性研究
主懸索的巨大拉力通過索股、錨桿傳人隧道中填充的(預(yù)應(yīng)力)混凝土,再通過(錨塞體)混凝土與隧道巖體的摩阻力和粘結(jié)力傳遞給周圍的巖體。隧道式錨碇在巨大主纜拉力荷載作用下,不僅要維持自身的抗拔穩(wěn)定,同時(shí)還要將自身承受的主纜拉力傳遞到錨碇圍巖中,以充分利用圍巖的承載能力,使錨碇和圍巖共同作用形成一個(gè)整體的承載體系。
錨碇圍巖工程力學(xué)特性研究包括三個(gè)方面:
(1)錨塞體與巖體之間的抗剪摩擦力學(xué)性能[9,10]和粘結(jié)特性試驗(yàn)研究;
(2)錨碇下部及兩錨體之間的巖體處于復(fù)雜的拉剪應(yīng)力狀態(tài),研究錨碇圍巖在拉剪應(yīng)力下的變形及強(qiáng)度特性,尤其是弱風(fēng)化~微新圍巖在拉剪復(fù)雜應(yīng)力下的變形、強(qiáng)度及疲勞試驗(yàn)研究,模擬其破壞現(xiàn)象和破壞過程,從而掌握其破壞機(jī)制;
(3)巖體在中度~輕度工程爆破開挖擾動(dòng)下的力學(xué)性能研究。
錨碇圍巖工程力學(xué)試驗(yàn)?zāi)康氖谴_定錨碇邊坡巖體力學(xué)參數(shù)建議值,供設(shè)計(jì)和三維數(shù)值仿真采用。建議在設(shè)計(jì)錨碇區(qū)域附近開挖一試驗(yàn)斜硐,采取巖樣,并在硐壁打適量鉆孔,進(jìn)行室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)和原位巖石力學(xué)性質(zhì)及配套的各項(xiàng)試驗(yàn)研究工作。主要包括室內(nèi)巖石力學(xué)三軸剪切試驗(yàn)、節(jié)理(裂隙)測量、巖體變形特性(靜載)試驗(yàn)、巖體抗剪(抗剪斷)試驗(yàn)、巖體抗拉試驗(yàn)、混凝土與基巖膠結(jié)面抗剪和摩擦等試驗(yàn)和硐室聲波普測、硐室地球物理勘探、含水量測試、鉆孔聲波測試、鉆孔壓水試驗(yàn)等試驗(yàn)研究工作。錨碇系統(tǒng)的摩阻力由基巖與錨碇系統(tǒng)接觸面的正應(yīng)力與摩擦系數(shù)來決定,摩擦系數(shù)一般由相似原理進(jìn)行模型試驗(yàn)或現(xiàn)場測試得到。硐室地球物理勘探是查明錨碇圍巖(主要是錨碇下部及兩錨體之間的巖體)中的巖溶發(fā)育情況。
試驗(yàn)資料的整理應(yīng)通過對現(xiàn)場和室內(nèi)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析,結(jié)合現(xiàn)行有關(guān)行業(yè)規(guī)范(規(guī)程)和工程經(jīng)驗(yàn)的類比,提出西岸隧道式錨碇邊坡區(qū)域巖體力學(xué)參數(shù)建議值,供設(shè)計(jì)采用。
2.3錨碇圍巖滲透及抗溶蝕特性研究
壩陵河懸索橋西岸錨碇圍巖為弱風(fēng)化~微新的灰?guī)r和白云巖,屬于易溶蝕化巖體。錨碇邊坡地段地下水主要為(節(jié)理)裂隙水、巖溶裂隙水和巖溶孔(洞)穴水。西岸隧道式錨碇錨體混凝土澆筑后,在邊坡巖體中形成不透水體(阻滲體),從而改變錨碇邊坡的地下水滲流場??梢灶A(yù)見,地下水將從錨塞體混凝土邊緣繞滲,因此錨塞體與圍巖的交界部位巖體更易遭到溶蝕,削弱錨塞體混凝土與圍巖之間的摩阻力和粘結(jié)力。錨碇圍巖滲透特性的研究應(yīng)著重錨塞體與圍巖的交界部位巖體的滲透性能與抵抗溶蝕的能力的試驗(yàn)研究。
為防治錨塞體與圍巖交界部位巖體的溶蝕危害采取的工程措施,主要是加強(qiáng)錨碇邊坡坡面的排水工程。
2.4錨碇及其圍巖相互作用三維數(shù)值模擬研究
由于懸索橋安全是依靠錨碇固定橋的體系,錨碇發(fā)生移動(dòng)將嚴(yán)重影響橋梁體系,甚至導(dǎo)致橋體破壞,因此研究西岸隧道式錨碇的錨塊及其圍巖在主動(dòng)拉力作用下的穩(wěn)定性、瞬時(shí)變位與長期變位是相當(dāng)重要的。應(yīng)建立真實(shí)反映隧道式錨碇錨體和圍巖二者相互作用、考慮施工過程非線性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)面影響等的三維數(shù)值仿真模型,對錨碇穩(wěn)定性及變位進(jìn)行預(yù)測[11]。
2.5錨碇隧道鉆爆開挖及支護(hù)的施工技術(shù)試驗(yàn)
根據(jù)西岸隧道式錨碇為傾斜、變截面的工程特點(diǎn),需研究錨碇隧道的鉆爆開挖以及支護(hù)的施工技術(shù)[12-14]。在隧道式錨碇施工過程中,自始至終都要注意嚴(yán)格控制圍巖的完整性,盡量避免對圍巖產(chǎn)生過大的擾動(dòng)。為保證主纜等硐內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命,錨碇的防水按GB50108-2001二級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制,要求較高。施工開挖后應(yīng)對圍巖中的塑性變形帶進(jìn)行擠密壓漿處理,以使錨塞體混凝土與圍巖緊密結(jié)合。
2.6錨碇錨固系統(tǒng)試驗(yàn)
試驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證用于壩陵河大橋錨碇錨固系統(tǒng)的各產(chǎn)品力學(xué)性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)內(nèi)容包括錨拉桿組件靜載試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)及錨具組裝件靜載試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)[15]等。
2.7大體積混凝土澆筑防裂的施工技術(shù)研究
2耦合多源數(shù)據(jù)的水利水電工程地質(zhì)剖面生成方法
各類地質(zhì)數(shù)據(jù)解譯分析的目的是為了弄清工程區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)和空間分布關(guān)系,水利水電工程地質(zhì)研究的主要對象為地形地貌、地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造三類地質(zhì)要素。因此,耦合多源地質(zhì)數(shù)據(jù)的解譯分析結(jié)果,對各類地質(zhì)要素進(jìn)行綜合分析,獲得能客觀反映其空間構(gòu)造的剖面數(shù)據(jù),將為三維地質(zhì)數(shù)據(jù)的集成提供數(shù)據(jù)源。根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析可知,反映工程地質(zhì)條件的數(shù)據(jù)多種多樣,如地形等高線、鉆孔、平硐、實(shí)測剖面、遙感解譯圖、地層柱狀圖、區(qū)域地質(zhì)圖、構(gòu)造地質(zhì)圖等,由于數(shù)據(jù)來源、勘測手段、數(shù)據(jù)精度等方面的不一致,使得這些地質(zhì)數(shù)據(jù)不能完全統(tǒng)一地反映實(shí)際地質(zhì)條件,需要進(jìn)行耦合處理分析,形成一致的解釋結(jié)果。根據(jù)數(shù)據(jù)的類型和使用方式,可將其分為兩大類:①直接可用數(shù)據(jù)。包括鉆孔、平硐及其相關(guān)屬性數(shù)據(jù),這些通過地質(zhì)勘探得到的原始采樣數(shù)據(jù),精度很高,利用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲管理后,可直接用于剖面解譯和集成系統(tǒng)中。②間接圖形數(shù)據(jù)。由不同分辨率不同精度的圖形組成,既包含分析處理過的原始信息,如三維地形、剖面數(shù)據(jù)等,也包括分析得到的數(shù)據(jù),如通過地質(zhì)點(diǎn)、遙感圖像解譯獲得的地層界線、斷層、褶皺等構(gòu)造跡線,以及地層柱狀圖、構(gòu)造地質(zhì)圖等,這類數(shù)據(jù)一般利用AutoCAD平臺進(jìn)行二維存儲,需要進(jìn)行耦合統(tǒng)一分析。在傳統(tǒng)剖面形成的基礎(chǔ)上,提出改進(jìn)的耦合多源地質(zhì)數(shù)據(jù)的地質(zhì)剖面生成方法如下:a.將綜合反映工程區(qū)域地質(zhì)測繪、勘探和分析成果的工程地質(zhì)平面圖數(shù)字化處理,主要包含地形等高線、地表出露的巖層界線和構(gòu)造輪廓線(斷層、褶皺等),以及勘探數(shù)據(jù)分布,如圖1(a)所示。b.結(jié)合工程需要在平面圖上交互定義剖面位置,如圖1(a)中的A—A''''剖面線。c.確定剖面位置后,考慮一定的距離s(0≤s≤r,r定義為研究區(qū)域內(nèi)剖面的緩沖半徑)和權(quán)重w選擇該位置附近的鉆孔和平硐,s越小,w越大。d.在平面圖的基礎(chǔ)上,結(jié)合巖層剖面分析圖和構(gòu)造地質(zhì)圖,分別計(jì)算剖切面與地形面、巖層界面及斷層跡線之間的交點(diǎn),得到點(diǎn)集Pt、Ps和Pf,連接各點(diǎn)集中的點(diǎn)即可形成相應(yīng)的地形線、巖層界線和斷層線。e.自動(dòng)導(dǎo)入鉆孔、平硐數(shù)據(jù)并分析各地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)狀,對上一步得到的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整修改,使其與實(shí)際數(shù)據(jù)完全吻合;并采用樣條曲線技術(shù)對每條界線進(jìn)行平滑處理,獲得如圖1(b)所示的剖面。該方法基于表格數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)和相關(guān)的地質(zhì)信息,能夠半自動(dòng)化地完成剖面定義和繪制,依此可形成一系列工程所需要的地質(zhì)橫縱剖面圖和軸線剖面圖,并可在確定的高程下對這些剖面圖進(jìn)行平切,可獲得不同高程下向深部推斷分析的地質(zhì)平切圖。
3水利水電工程地質(zhì)綜合數(shù)據(jù)集成
通過對各種原始勘探資料的整理分析和耦合,獲得了一系列與工程相關(guān)的、含有地質(zhì)專家經(jīng)驗(yàn)知識的二維橫縱剖面圖和平切圖,鉆孔、平硐數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)庫直接讀入,還需要將所有剖面中的各類巖層界線、構(gòu)造界線等按照統(tǒng)一的“層(layer)”進(jìn)行分層歸類,其自動(dòng)分層和集成處理的主要步驟如下:a.定位二維剖面圖。收集所有剖面,分別對橫縱剖面和平切面進(jìn)行定位,其中橫縱剖面的定位數(shù)據(jù)包括剖面名稱、段數(shù)、起始坐標(biāo)(x1,y1,z)和終點(diǎn)坐標(biāo)(x2,y2,z),當(dāng)剖面段數(shù)大于1時(shí)還有一系列分段坐標(biāo);平切面的定位數(shù)據(jù)為平切面名稱和高程。這些定位數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中。b.提取二維剖面線數(shù)據(jù)并作三維轉(zhuǎn)換。在AutoCAD中自動(dòng)提取相關(guān)的橫縱剖面和平切圖等二維圖形中的地質(zhì)線條上的點(diǎn)坐標(biāo),并依次分類全部存儲在數(shù)據(jù)庫中,主要包括地層類、斷層類和界限類(主要是劃分的風(fēng)化、卸荷上下限)等。c.剖面線自動(dòng)分層。必須有一個(gè)較完整的細(xì)分圖層的剖面,才能對所有剖面線進(jìn)行自動(dòng)求交判斷。兩條不同剖面線之間存在交點(diǎn)則表明同屬一個(gè)圖層,據(jù)此可將剖面線自動(dòng)分層,每條剖面線的數(shù)據(jù)包括圖層名、所在剖面名稱和一系列構(gòu)成剖面線的點(diǎn)數(shù)據(jù)。
4工程實(shí)例分析
某水電工程所處地區(qū)屬揚(yáng)子板塊西緣松潘-甘孜造山帶南的木里弧形構(gòu)造帶,壩段及鄰近區(qū)域地層普遍變質(zhì),褶皺強(qiáng)烈,斷裂發(fā)育,工程地質(zhì)條件非常復(fù)雜。該工程壩址位于雅礱江中下游河段,河流流向約N25°E,河道順直而狹窄,其工程地質(zhì)研究區(qū)域?yàn)橐婚L方形,沿河流方向呈北東向展布,長1700m,寬1560m,面積約2.7km2。該工程地質(zhì)勘測設(shè)計(jì)歷經(jīng)10余年,獲得了大量工程地質(zhì)勘察資料和研究成果,基于上述不同階段的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù),針對選定壩址區(qū)域進(jìn)行各種地質(zhì)解譯分析研究,對其地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間構(gòu)造推斷分析,按照研究區(qū)域和各主體工程設(shè)計(jì)的需要,獲得了一系列的地質(zhì)分析成果,包括研究區(qū)域的工程地質(zhì)平面圖和數(shù)字地形,8個(gè)從壩址上游到下游展布的橫剖面圖,5個(gè)左右岸分布的縱剖面圖,19個(gè)不同高程的平切面圖,以及其他沿各種建筑物軸線剖切的剖面圖等。圖2給出了基于壩區(qū)5m間距地形等高線建立的數(shù)字地形模型,圖3為壩軸線附近的橫剖面圖。所有上述數(shù)據(jù)三維集成后的成果如圖4所示,包括所有鉆孔、平硐和剖面數(shù)據(jù),并分類得到不同巖層、斷層、巖脈、覆蓋層、風(fēng)化卸荷界限等耦合解譯數(shù)據(jù)?;隈詈霞傻娜S數(shù)據(jù)可建立相應(yīng)的三維地質(zhì)模型,如圖5所示,為地質(zhì)、水工、施工等不同專業(yè)工程師設(shè)計(jì)分析提供地質(zhì)模型平臺。
[中圖分類號] F301 [文獻(xiàn)碼] C [文章編號] 1000-405X(2012)-11-38-1
土地資產(chǎn)一直與國有企業(yè)之間存在著較為密切的關(guān)系,作為稀缺資源,土地資產(chǎn)的價(jià)值已經(jīng)在我國市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中體現(xiàn)出來。以往無償進(jìn)行劃撥用地的方式,土地使用者不具備轉(zhuǎn)讓、出租以及抵押土地的權(quán)力,這樣的限制已經(jīng)無法順應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)改革下的企業(yè)制度改革要求。所以,國有企業(yè)制度改革過程中土地處理成為了重要內(nèi)容之一。我國相關(guān)政策規(guī)定在兩種情況下,土地處理無需繳納土地出讓金。主要是將土地使用權(quán)作價(jià)出資以及通過授權(quán)經(jīng)營的方式來進(jìn)行土地處理。這兩種土地處理方式減輕了企業(yè)制度改革成本,但是在執(zhí)行過程中還是存在很多問題。
1改制企業(yè)的土地資產(chǎn)運(yùn)作情況
我國經(jīng)濟(jì)體制改革下,土地使用權(quán)從去無價(jià)轉(zhuǎn)為有價(jià),所以企業(yè)所擁有的國有資產(chǎn)也相應(yīng)的不斷增多,在企業(yè)體制改革過程中,針對不同性質(zhì)土地,應(yīng)該采用相應(yīng)的土地處理方式。
1.1以出讓的方式來獲得得土地使用權(quán)
目前,大部分經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)、日常運(yùn)營效率較高的企業(yè)都會采用以出讓的方式來獲得土地使用權(quán),企業(yè)不僅可以擁有土地出租、抵押以及轉(zhuǎn)讓的權(quán)力,還可以獲得在企業(yè)使用土地的年限內(nèi)土地增值收益。企業(yè)通過已出讓方式獲得的土地大部分屬于企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營的用地。因此,通過出讓方式而取得的土地,都應(yīng)該將這部分資產(chǎn)計(jì)入股本。另外,與購買廠房以及設(shè)備一樣,以這種方式獲得的土地也相當(dāng)于是購買生產(chǎn)資料。在土地使用年限期滿后,國家有權(quán)無償收回土地的使用權(quán)。
1.2行政劃撥的土地處置方式
針對行政劃撥的土地,國家相關(guān)部門給出了改制企業(yè)的土地處理三種方式:其一,企業(yè)補(bǔ)辦土地出讓手續(xù),補(bǔ)繳土地出讓的費(fèi)用,將作為企業(yè)法人資產(chǎn)的土地作價(jià)入股;其二,企業(yè)通過租賃的方式獲得土地使用權(quán),每年向國家繳納規(guī)定的土地租金;其三,國家將土地使用權(quán)作為股本,入股改制企業(yè)。
1.3集體土地處理方式
集體土地的處理方式與行政劃撥較為相似,主要有幾下幾種方式:第一,集體土地補(bǔ)辦土地征用手續(xù),土地國有化之后,再將土地使用權(quán)出讓、租賃或者作價(jià)入股改制企業(yè);第二,集體土地的自身所有權(quán)性質(zhì)不變,土地資產(chǎn)看作是當(dāng)?shù)丶w股份加入企業(yè);第三,向擁有土地所有權(quán)的地方政府交納租賃費(fèi)用,以租賃形式獲得土地使用權(quán)。
2我國企業(yè)改制過程中土地處理的問題
2.1授權(quán)經(jīng)營土地處理問題
所謂授權(quán)經(jīng)營的土地使用權(quán),主要是指國家將規(guī)定年期的土地使用權(quán),在作價(jià)后授權(quán)給規(guī)定企業(yè)經(jīng)營管理,這類企業(yè)主要是國家控股、國有獨(dú)資或者是國家授權(quán)投資的企業(yè)機(jī)構(gòu)。相關(guān)政策規(guī)定,授權(quán)經(jīng)濟(jì)的土地使用權(quán)可以在使用年限內(nèi),作價(jià)入股以及租賃,也可以在這類企業(yè)的直屬、控股或是參股企業(yè)間進(jìn)行依法轉(zhuǎn)讓,如果是改變原有用途,向這類企業(yè)以往的單位或者是個(gè)人進(jìn)行轉(zhuǎn)讓時(shí),應(yīng)該向相關(guān)部門申報(bào),審核通過后也無需繳納土地出讓金。但是在實(shí)際操作過程中遇到以下問題:
(1)授權(quán)經(jīng)營的土地是否為有償使用;
(2)授權(quán)經(jīng)營的土地使用權(quán)如何處理;
(3)授權(quán)經(jīng)營土地的使用期限。
2.2作價(jià)入股的土地使用權(quán)處理問題
國家將一定使用年期國有土地的使用權(quán)作價(jià),并投資改制后的新企業(yè),其后由新企業(yè)擁有該土地使用權(quán)。作價(jià)入股的土地可以按照相關(guān)法律進(jìn)行土地權(quán)的轉(zhuǎn)讓、出租與抵押。這類土地資產(chǎn)處理方式,企業(yè)無需繳納出讓金或者是租賃費(fèi)用,所以對于改制企業(yè)而言壓力較小。但是國家必須與企業(yè)共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn),由于國家股的特殊性,在企業(yè)管理過程中難度較大,而且由于土地價(jià)值較高,所以國家股往往占據(jù)了企業(yè)股本大半,影響了企業(yè)效益與其他股東的審查積極性。
2.3非經(jīng)營性質(zhì)的土地使用權(quán)處理問題
國有企業(yè)的改制過程中,往往都是采取的整體改制,所以以往的非經(jīng)營性質(zhì)的資產(chǎn)以及對應(yīng)的土地使用權(quán)也從原有企業(yè)剝離出來,這類主要是指原國有企業(yè)的學(xué)校、職工住宅、醫(yī)院等福利性基礎(chǔ)設(shè)施。但是在實(shí)際處理過程中,這類土地還是由新企業(yè)繼續(xù)使用,但是新企業(yè)不具備土地使用權(quán)。
2.4土地價(jià)值認(rèn)定問題
在企業(yè)改制過程中,會委托資產(chǎn)評估機(jī)構(gòu)對企業(yè)整體資產(chǎn)進(jìn)行評估,其中包括土地資產(chǎn),但是這個(gè)價(jià)值認(rèn)定往往與土地評估機(jī)構(gòu)認(rèn)定的價(jià)值存在較大差異,這種差異導(dǎo)致應(yīng)繳納土地出讓金在轉(zhuǎn)贈(zèng)國家資本過程中數(shù)量不清的問題。
3企業(yè)改制過程中土地處理有效措施
3.1明確授權(quán)經(jīng)營與作價(jià)入股的土地使用權(quán)權(quán)能
針對授權(quán)經(jīng)營與作價(jià)入股這兩種類型流轉(zhuǎn)應(yīng)該作出明確規(guī)定。我國相關(guān)政策主要解決了土地資產(chǎn)劃撥到改制企業(yè)的問題,而對于土地使用權(quán)進(jìn)入改制企業(yè)的資產(chǎn)后全能沒有明確規(guī)定,操作過程中存在很多問題。
3.2改制企業(yè)的土地處理應(yīng)該包括非經(jīng)營性的資產(chǎn)
我國當(dāng)前土地承包金制度立法欠缺。如專門調(diào)整規(guī)范土地承包經(jīng)營的《農(nóng)村土地承包法》,雖然首次以法律直接規(guī)定土地承包雙方當(dāng)事人的權(quán)利和義務(wù),但在承包合同的條款及當(dāng)事人雙方的權(quán)利和義務(wù)條款中均未提及土地承包金,僅在第45條對以招標(biāo)、拍賣、公開協(xié)商等方式進(jìn)行的其他方式的承包中,提到承包金的確定、議定問題;現(xiàn)行的《物權(quán)法(草案)》雖然明確規(guī)定了土地承包經(jīng)營權(quán)的物權(quán)性質(zhì),可在整個(gè)條款中也未涉及到土地承包金的問題。這不是說在我國法律上沒有確立土地承包金的必要,相反地在我國現(xiàn)階段,確立土地承包金制度具有多方面的意義。
有助于土地承包經(jīng)營制度的有效實(shí)施
土地作為重要的生產(chǎn)資料,具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,尤其對于廣大農(nóng)民來說,其重要性自不必說。但是在各行各業(yè)急需大量用工、人員可以自由流動(dòng)的今天。如果取消了土地承包金,完全采取“無償”的方式,那么上述具有成員資格的農(nóng)民也會要求自己的一份土地。近些年來,我國農(nóng)村許多地方棄耕、拋荒或毀田、濫占農(nóng)地建房等破壞地力、改變土地用途的現(xiàn)象的出現(xiàn)固然是農(nóng)地經(jīng)濟(jì)效益的低下造成的,但土地承包金的約定不明,承包人責(zé)任不清顯然也是一個(gè)重要原因。
規(guī)定適當(dāng)?shù)耐恋爻邪饘ν恋爻邪似鹬欢ǖ摹按碳ぁ弊饔茫馕吨绻恋爻邪瞬环e極行使土地權(quán)利獲得較大收益的話,將會無利可圖甚至得不償失,從而刺激農(nóng)民要么積極有效地使用土地,要么一心一意去從事其他工作或放棄土地承包,或?qū)⑼恋亓鬓D(zhuǎn)出去交給有能力有條件能使土地較大增值的人使用。這樣土地承包金的確立,既使得無能力或不愿意種地的人打消了白白獲得土地的念頭,又使得有能力、有愿望種地的人通過自愿承擔(dān)相應(yīng)數(shù)額的土地承包金的方式獲得適合自己需要的土地,從而保證土地使用效益的最大化,使土地承包經(jīng)營制度的實(shí)施既注重了公平又兼顧了效率。
有助于促進(jìn)農(nóng)民增收
我國政府近年來一系列的農(nóng)村改革措施,其中最重要的內(nèi)容就包括取消城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、農(nóng)民的各種集資收費(fèi)、農(nóng)民的積累工和義務(wù)工,調(diào)整農(nóng)業(yè)稅和調(diào)整農(nóng)業(yè)特產(chǎn)稅,就是要減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān),積極促進(jìn)農(nóng)民增收。那么怎樣做到減和增呢?
我們都知道,過去我國鄉(xiāng)村一級的運(yùn)行很大程度上依賴于與農(nóng)業(yè)稅相關(guān)的各種地方附加,現(xiàn)在這些沒有了,那他們的收入從何而來,或者說會不會產(chǎn)生新的隱性的債務(wù)問題?他們會不會因?yàn)橥恋爻邪鸱蓻]有作規(guī)定而在上面做文章?因此,法律明確規(guī)定土地承包金可避免在土地承包金問題上導(dǎo)致農(nóng)民新的隱性的債務(wù)的產(chǎn)生。另外一方面,黨和國家改革措施是要推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營,轉(zhuǎn)移農(nóng)村富余勞動(dòng)力,土地承包金的確立可以起到這樣的作用,這點(diǎn)前文已有分析。而當(dāng)不種田的農(nóng)民下決心把承包地流轉(zhuǎn)出去去從事其他工作時(shí),他不僅在土地流轉(zhuǎn)中獲得收益,而且在從事其他工作中還能增收,當(dāng)然土地經(jīng)營者也可以更好地進(jìn)行規(guī)?;a(chǎn)業(yè)化經(jīng)營,取得更多收益。
有助于促進(jìn)農(nóng)村的穩(wěn)定
《農(nóng)村土地承包法》第5條規(guī)定:“農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)組織成員有權(quán)依法承包由本集體經(jīng)濟(jì)組織發(fā)包的農(nóng)村土地?!薄叭魏谓M織和個(gè)人不得剝奪和非法限制農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)組織成員承包土地的權(quán)利。”因此可以說,在法律上農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)組織成員都應(yīng)享有土地承包經(jīng)營權(quán)。但實(shí)際上,由于《農(nóng)村土地承包法》實(shí)行“增人不增地、減人不減地”的原則,并明確規(guī)定,在長達(dá)30年的承包期內(nèi)發(fā)包方不得收回和調(diào)整承包地,應(yīng)當(dāng)用于調(diào)整的承包土地或者承包給新增人口的土地只能是機(jī)動(dòng)地、新墾地、退包地等。這也就是說發(fā)包方若沒有機(jī)動(dòng)地、新墾地、退包地,將無法調(diào)整土地,在承包期內(nèi)新加入的成員(如因出生或入籍)也享受不到土地承包經(jīng)營權(quán)。即使在那些切實(shí)取得土地承包經(jīng)營權(quán)的成員之間,也會因?yàn)樽陨砬闆r的差異及各種原因而獲得數(shù)量不等的土地承包經(jīng)營權(quán)。為此,近些年來我國土地承包經(jīng)營權(quán)益問題糾紛時(shí)有發(fā)生,甚至演化為嚴(yán)重的社會后果,這是當(dāng)前我國農(nóng)村不穩(wěn)定重要因素。向土地承包人或土地實(shí)際使用人收取一定的承包金,然后將土地承包金取之于民,用之于民,用于農(nóng)民的集體福利、公益事業(yè)和土地承包保障等,使放棄、少包或無地可包土地的農(nóng)民可以從中受益,使因婚姻關(guān)系變動(dòng)客觀上在新的承包期到來前無法再分得土地的婚姻當(dāng)事人可以得到土地承包保障金。這樣就可以在很大程度上緩解因土地承包經(jīng)營權(quán)益問題而發(fā)生的糾紛,又增強(qiáng)集體在農(nóng)民心目中的地位,使其個(gè)人利益與集體利益密切相關(guān)。
有助于解決農(nóng)村公共事業(yè)等投入?yún)T乏問題
2005年11月29日至12月1日在北京召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會議明確提出,要加強(qiáng)農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施和社會事業(yè)建設(shè),加快推進(jìn)農(nóng)村道路、飲水、電網(wǎng)、通信等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),繼續(xù)增加農(nóng)村教育、文化、衛(wèi)生等方面的投入。我們欣喜地看到,我國財(cái)政正在逐步向公共財(cái)政轉(zhuǎn)變,財(cái)政投入已經(jīng)涉及到了農(nóng)村的各個(gè)領(lǐng)域,但我們應(yīng)清楚由于農(nóng)村地域的廣闊、人口的眾多,在相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi),農(nóng)村的問題主要還要靠自己,單靠國家投入是不行的。那么經(jīng)費(fèi)何來?有人主張采取“一事一議”,筆者認(rèn)為此法其結(jié)果只能是耗時(shí)、費(fèi)力、無果無錢、無事能成,從長遠(yuǎn)和農(nóng)村實(shí)際考慮主要還要靠基于土地所有權(quán)而收取土地承包金,這是土地承包金作用使然。
有助于農(nóng)村集體所有權(quán)的體現(xiàn)