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1主要問題現有課程體系大體上按學科建立,課程體系方面與就業要求,特別是與“卓越計劃”不相符的地方,主要在:一是全日制“應用研究型”研究生課程設置與“學術研究型”研究生課程差別不大,所使用教材和授課內容基本相同;二是專業課中缺少實驗教學環節及缺乏工程技術的訓練環節,這與“應用型”所要求的重視實踐環節相背離;三是“應用研究型”研究生主要以學校教師的指導為主,缺乏企業導師的實質指導。
2課程體系的構建我校環境工程專業的研究生教學體系已經歷了幾輪的修改,基本形成了比較完善的課程體系?!皩W術型”研究生應修滿課程學分≥34分;“應用型”修滿課程學分≥32。依據環境工程學科特點構建課程體系,課程設置主要包括學位課(公共學位課、專業學位課)、非學位課、實踐環節為必修課(含學術活動、科研實踐、社會實踐)及專業補修課。其中公共學位課是國家規定的必修科目,主要包括自然辯證法概論、英語讀寫、數學類課程(如數理統計與隨機過程等),其目的是使學生構建基礎知識體系,掌握本專業的基礎理論和基本方法。在專業學位課的設置上,對環境工程專業培養計劃中的化學類課程進行了整合和系統優化,強化了環境工程理論基礎和工程專業基礎,提升環境工程專業學生的基礎研究能力及綜合競爭力。選修課分為專業選修課和一般選修課。專業選修課主要根據學生不同的研究方向,開設多種應用性強的課程由學生選修。包括油田污水處理、石油與環境微生物技術、石油污染土壤修復的原理與技術等。一般選修課主要包括一些通用的課程,包括知識產權法、科技論文寫作等,主要是為了拓寬學生的知識面,增加學生分析及解決問題的能力。
二、課程體系呈現的特點
1課程設置層次分明環境工程專業課程體系中四類課程層次分明,體現研究生教育循序漸進規律,授課內容各有側重,充分考慮各類課程之間的區別、聯系,考慮碩士生課程與本科課程之間的區別、聯系。一級學科平臺課程是本科課程的延續、深化,講授從事學科研究必須掌握的基礎知識、基本理論、方法技能,注重學科交融。二級學科選修課程著重介紹學科發展趨勢、發展動態、研究成果,指導碩士研究生開展具體的科研活動,完善知識體系,培養創新思維。三級學科可以是原有的二級學科,可以由一級學科內各個二級學科重組而成,也可以是新的學科生長點或交叉學科的研究范圍。
2課程設置彈性化課程設置要充分體現“選”字,并且打通院系之間、專業之間的壁壘,同時整體化、彈性化地設計課程,增加選修課比例,選修課廣泛覆蓋環境科學與工程學科的各個方面和學科前沿,滿足應用型和學術型人才培養的需要。分類培養,實行真正的選修制,研究生充分擁有選修自,能夠根據個人學術背景和發展需求,選擇適當課程,以增強碩士生對未來工作和研究的廣泛適應性。對學術型培養模式重在理論問題、前沿問題的理解和創新能力的培養;應用型培養模式重在動手能力和解決實際工程問題能力的培養。
3縮短集中上課時間,強化研究生活動課程新一輪培養方案要求各類課程的設置依據環境工程學科的培養目標、學科特點,將原來的三學期授課時間調整為二學期授課時間。通過整合教學資源,優化課程設置,規定各學科最低學分要求,突出導師在碩士研究生培養中的主導地位。研究生活動課程指在培養方案中沒有明確要求、在課外實施、并由學生自愿參與的各類課程。主要包括:各類學術報告、學術沙龍、學術會議以及學生間的課余學術討論等。這些活動課程在課程內容和組織方式等方面具有前沿性、自主性、探究性、開放性,集中體現了研究生教育的學術探究性和研究生的自主學習性。
三、環境工程學科形成的優勢
我校環境工程專業經過28年的建設,在能源環境科學、石油與環境微生物技術、水處理工程與技術及農業環境保護方面顯現了自身特色。
1能源環境科學主要以石油工業等行業污染物的處理為主要目標,尤以注重石油開采過程中“儲層保護”和“環境保護”的“雙保”問題,開展了油氣田緩蝕技術、三維電極電化學、含油污泥無害化等方面的研究,其相關研究已在能源環境科學領域形成鮮明的優勢。
2石油與環境微生物技術面對日益嚴重的石油工業污染,微生物降解技術由于其成本低廉,原位性及無二次污染,應用越來越廣泛。我校在廢棄鉆井物生物評價、微生物采油、海洋石油污染的生物修復技術等方面形成獨特的優勢。
3水處理工程與技術主要針對油氣田勘探開發過程中產生的石油工業污水(含油污水等),利用先進的物理化學新理論和新方法達到消除污染,綜合利用水資源的目的。目前已在油田水處理工程、水處理劑的開發等方面形成獨特的優勢。
1礦山開采影響范圍
1.1放炮影響范圍根據開發方案,采場每次布置3排鉆孔,每排10個孔,排距4.6m,孔距5.6m,共布置30個孔,每孔深16.5m,超深1.5m,以確保爆破后臺階高度達15m。
1.2采礦可能引發的地質災害影響范圍礦山開采過程中采用自上而下臺階式分層開采,高度為15m;開采時工作臺階切向坡和反向坡最終開采的邊坡角不大于55°。由此可確定采礦可能引發的地質災害影響范圍為礦區開采最終邊界外延15m。綜上所述:礦山開采影響范圍為露天采場外延215m。
2地質災害危險性預測根據開發技術方案,礦山開采后四周將形成5段高度為110m的邊坡,邊坡編號分別為AB、BC、CD、DE、EF,邊坡位置詳見福祿鎮周家槽周家槽水泥用石灰巖礦山礦區范圍及開采平面圖
3水文地質預測礦區范圍內開采三疊系下統嘉陵江組三段(T1j3)石灰巖礦層,開采標高均高于當侵蝕基準面;開采范圍內無河流、水庫等地表水體;地下水與地表水沒有必然的水力聯系。礦山開采對巖溶裂隙水的補給條件破壞小,礦山開采后不會對含水層結構破壞,不會造成地下水水位下降、疏干等。對礦山地質環境影響程度較輕。
4地形地貌預測按照開發利用方案,礦山開采后將形成高度0~105m的邊坡,礦山采礦活動對地形地貌景觀影響嚴重。
5土地資源影響預測璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦不單獨設置料場及廢渣場,在礦區東側采區50m外設置破碎站及運輸道路,占用耕地資源4.41ha;工業廣場修建占用耕地資源1.59ha;礦區為露天采場,占用耕地資源43ha;石灰巖礦山開采共占用耕地49ha。因此,璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對土地資源影響嚴重。
6建(構)筑物影響預測礦山為露天開采,將會對礦區范圍內的所有建(構)筑物全部破壞。根據計算的爆破地震波安全距離為158.45m,計算的爆破產生飛石最遠飛散距離為200m;對礦區周邊200m范圍內的建(構)筑物造成較嚴重破壞。因此,璧山縣福祿鎮周家槽水泥用石灰巖礦開采后對建(構)筑物影響嚴重。
二、礦山地質環境防治
針對礦山開采影響范圍及采后地質環境因素的影響預測結果,將礦山地質環境保護與治理恢復劃分為重點區、次重點區、一般區,設計以下防治工程:1)礦山開采時應及時清除邊坡上的掉塊,特別是在BC邊坡東段邊坡可能會發生局部掉塊。2)對礦山采坑四周形成的邊坡采用生物工程護坡;對采坑坑底進行綠化或土地復墾。3)對礦區道路、破碎站和工業廣場區域進行環境恢復。4)修建截排水工程。
1邊坡防治工程
1.1邊坡放坡根據開發方案礦山開采的最終邊坡角為55°,自上而下臺階式分層開采,采高15m,臺階寬度約10.5m;AB邊坡長約600m,高2~50m;BC邊坡長約440m,高50~106m;CD邊坡長約360m,高40~96m3;DE邊坡長約526m,高17~42m3;EF邊坡長約210m,高2~17m;放坡處理各段邊坡。
1.2清理危石及時清理采場邊坡上的危石,避免發生危石滾落傷人事故。按照“邊采邊治”的原則,對各邊坡上的危石清理完成后,才能進行下一臺階的開采。
1.3截水溝礦區位于瀝鼻峽背斜軸部,地形呈渾圓狀的小型獨立山包,自然排水條件良好,匯水面積小,在礦區DE、EF邊坡頂部修建截水溝長約300m,以防治地表水進入礦區。在其余每個臺階坡面每隔50m,高差10~20m,設置橫向和豎向的截排水溝,將邊坡頂部的地表水匯入采坑內的排水溝,避免對坡面草籽植物造成沖刷,豎向的排水溝按急流槽設計。迎坡面溝壁需設置泄水孔。
2水文防治工程礦山開采后的采場地面標高高于當地侵蝕基準面,對地下水的影響小。對礦山地質環境影響程度較輕。故本次不對其進行處理。但未解決礦山生產、生活用水,需在工業廣場內修建一個蓄水池。蓄水池尺寸為15m×15m×2m,墻體寬度為0.3m,預計砌筑工程量約為36m3。生產廢水主要為清洗礦車及挖掘機所排除的污水,設計每個污水處理池采用尺寸為2.5m×2.5m×1.6m,容積10m3污水處理池3個,墻體寬度為0.3m。預計開挖工程量30m3;砌筑工程量約為14.4m3,污水經生化處理后由砼管排放。露天采石場的作業點應實行濕式作業和噴霧灑水,對采場及裝載點設2臺灑水器進行了灑水降塵,防止粉塵飛揚。
三、地形地貌景觀防治工程礦山環境恢復治理設計方案圖。
1露天采場采坑地貌景觀恢復根據劃定礦界和開發方案,露天開采結束后采坑的平面面積為302013m2,礦山開采前礦區土地主要為耕地,以種植果樹為主;礦山開采難以恢復原來的地面植物,故礦山環境恢復治理主要以綠化為主。可采取治理方案如下:(1)回填土壤,平均厚度不得小于0.8m,預計回填方量為241610m3;(2)平整場地,場地平整應采坑中間高,四周低,便于地表水排入排水溝中;(3)植樹,行距×株距為5m×5m,預計12080株,建議種植樟樹或果樹等經濟類樹木(4)排水,沿采坑邊坡坡腳圍繞采坑修建截排水溝,保證采坑內地表水排泄通暢,將礦區的地表水有序的排放到礦區東側地形較低地段,用以灌溉耕地。排水溝采用梯形斷面,底寬400mm,頂寬700mm,高800mm,壁厚300mm,預計長度約2350m。排水溝每隔10~15m設置一道伸縮縫,用瀝青麻絲進行有效止水。
2采坑邊坡地貌景觀恢復采坑邊坡采用坡面綠化+截排水的礦山環境恢復設計方案。對于采坑邊坡主要采取分階放坡+綠化處理。每級邊坡分階高度取15m,每階平臺寬度取10.5m,種植蔓藤類植物綠化坡面,在坡頂設置截排水溝。臺階邊緣修砌墻體,墻體嵌入基巖0.1m,墻體截面0.3m×0.5m(寬×高)。墻背回填0.3m厚的土壤,蔓藤種植行距×株距為5m×3m。截排水工程在邊坡防治工程中實施。
3礦區公路及破碎站礦區公路兩側及破碎站區域的空地進行植樹綠化,預計植樹60株。待礦山閉坑后,建筑垃圾清除干凈,將表層1.0m范圍土地掘松,種植樟樹等經濟類樹木。礦區公路和破碎站的平面面積約為4410m2,可采用挖掘機松土,植樹綠化,行距×株距為5m×5m,預計176株。
4土地資源的采后處理礦區主要的土地資源占用和破壞為礦區范圍內的采場、礦區東側的破碎站及工業廣場,礦山閉坑后,采場及破碎站將對其進行地貌景觀恢復,工業廣場建(構)筑物提供給當地使用,不進行處理。
5地表建(構)筑物的處理礦山為露天開采,將會對礦區范圍內的所有建(構)筑物全部破壞,對礦區周邊200m范圍內的建(構)筑物造成較嚴重破壞。為保護村民的人身財產安全,對在影響范圍內的村民實施搬遷。
四、結論
1)分析了礦山地質條件,認為礦山開發技術條件的級別為中等;
2)根據礦山開采方式,采用赤平投影的方法,對礦山采后地質環境進行評估,得出礦山開采影響范圍為露天采場外延215m;水泥用石灰巖礦采礦活動誘發地質災害的可能性大,造成的損失小,危險性中等,影響嚴重;對含水層影響較輕;對地形地貌景觀影響嚴重;對土地資源影響嚴重。因此,預測礦山采礦活動對礦山地質環境影響嚴重。
目前的隧道施工技術,普遍都是采用的全斷面開挖法,臺階開挖法,分布開挖法。
1.1全斷面開挖法全斷面開挖法又被叫做全斷面掘進法。在隧道設計中開挖斷面,從而可以在一次施工中完成開挖斷面的方法。一共有三種方式開挖:新奧地利全斷面開挖法、護板全斷面開挖法和掘進機護板全斷面開挖法。這種施工方法的操作相對簡單,一般常規的工作順序有:使用移動式鉆井臺車,先全斷面一次鉆探并進行裝藥,然后鉆進小車返回到50m安全位置外,然后引爆,一次爆破成型,將鉆孔車開往開挖面推入到位,開始鉆探及爆破作業的下一個步驟。與此同時,在施工前的防水隔離層作為初期的支護,進行第二次的堆砌。這個步驟主要有兩個點比較重要:一是增加了機械施工用具進行二次噴作業,通過兩次的噴,可以穩定地基并且可以加速隧道施工的進度;第二是必須提前進行混凝土的鋪設,并且不滯后200m。這是確保安全質量的一個重要的方法。全斷面開挖法主要使用在Ⅰ~Ⅲ級圍巖。全斷面開挖法的工作特點:優點在于,在一個開放的地點施工,可以相對多一點的使用大型機械;只需要一次開挖,就可以進行工作,加快了工作速度,降低了工作中產生的不必要的干擾。缺點在于,施工連續性很強,需要高度的機械化用具的支持,若某部分出現問題,整體進度都會被影響。
1.2臺階法臺階法又分為正臺階和反臺階法。施工在穩定性差的巖石,整個隧道斷面分為若干層,由上到下段開挖,前后各從一個小一些積極步驟形成開挖面。上部臺階的鉆研作業和下部臺階的出渣可以同時進行,而使效率可以改善。之后,整個斷面開挖出來后,然后由邊墻到拱頂襯砌。在隧道的第一層頂部的第一個挖掘是一個彎曲的導坑,需要鉆更多的井眼,以防止倒塌。導坑超前距離很短,使石碴爆破直接拋落到范圍以外的坑,以減少扒碴的工作量,提高施工速度。如果巖石隧道頂部松動,應立即用臨時支撐螺栓或鋼拱坑,以防止倒塌。臺階法作為目前的最廣泛的應用方法,缺點在于上部作業和下部作業有相互的干擾,這時候技術人員和施工人員就應該注意下部作業對上部結構的穩定性的影響。
1.3分部開挖法較為軟弱的圍巖不能大斷面的開挖,應該采取分部開挖的方法。當前的分部開挖法有三個主要形式:預留核心土法,雙側壁導坑法,交叉中隔壁法和中隔壁法。預留核心土法主要用于五到六級的圍巖隧道的施工。施工順序主要分為:初期的人力和機械相結合的施工,在開挖拱部土體的支撐;在初期的支撐保護下,進行第二次的挖掘,這次主要是挖核心土體和下半部的土體,并且進行封底;根據現場的實際情況,再次進行二次襯砌。這類方法的施工穩定性好,施工安全。雙側壁坑導法也稱為“眼鏡工法”,此方法現在兩遍進行挖掘,再挖掘剩下的部分。這種方法大多用在第四到五級的圍巖,也是能夠在大斷面土質隧道的施工方法。由于這方法先是在兩邊施工,初期的支護由下到上,很好的解決了土體承載力的不足,這樣也保護了施工的安全,控制可能到來的危險,避免出現地表下稱的問題。但是這種方法實施起來很復雜,因為在這種方法的應用過程中有太多的工序,讓技術人員和管理人員的工作變的復雜,會拖慢施工的進度,也會讓隧道施工的成本有不必要的增加。交叉中隔壁及中隔壁法,一般都是沿著一邊從上到下分兩到三步完成,每當完成一部分工作時,都要進行專門的保護措施,例如安裝腳手架,中隔墻的建立,支護的搭建,中隔墻需要分布完成,然后再進行另一邊的隔墻的挖掘,他們的分步次數和支護形成與開挖的次數是相同的。交叉中隔壁及中隔壁法先進行開挖的那一邊要及時的受到保護,完成相應的幾步之后,可以開始另一邊的施工,這樣兩邊的交叉工作可以同時進行并且減少工作時間。
2復雜環境下隧道開挖施工原則
我們所知道的隧道施工,是將山體內的巖石進行挖除,與此同時,也要保持在施工過程中巖石的穩定性。在隧道施工的過程中,最最關鍵的一步是第一步,開挖。因為在開始施工的過程中,對于圍巖的判斷很重要,不僅需要因地制宜,還要擁有正確的開挖方法和過硬的技術支持。這對接下來的工作有著重要的影響。在進行隧道開挖的過程的工作中,我們遵循的基本原則就是:我們要保證首要前提是圍巖一定要穩定,并且不能對圍巖進行進行大規模的擾動。在這種情況下,我們才能進一步的選擇挖掘方法,也能從速度方面得到突破。再考慮如何進行施工的時候,技術人員需要考慮圍巖的地質條件還有變化的情況,這樣的選擇能夠適應地質條件的變化,能夠保證安全,也要考慮威嚴的穩定性;另一點需要考慮的就是在我們挖掘的過程中出現的意想不到的情況,要能夠及時的應付,并保證部隊施工進度產生影響,不會降低施工的安全性。隧道施工中,影響圍巖穩定的最重要的一個因素是施工人員選擇的開挖方法。所以,技術人員一般在選擇前,都會進行專業性的分析,施工是否安全,是否有難度,穩定性怎么樣,施工時間是多少,經濟問題都會被考慮進去,這樣字選擇出來的開挖方法才是最恰當的。橋隧工程1922014年7期(總第115期)只有有原則的分析和綜合選擇的相結合,才能在如何進行隧道施工的方法上選出最佳方案,而這也是每次隧道施工都要遵守的,也是方案選擇和正確解決問題的正確方向。
3結語
本文在對隧道施工方法的選擇上進行了優化的選擇,并且文章從多方面進行分析,通過模擬現場可能出現的情況,施工檢測相結合,重點探索了在隧道施工時,圍巖和支護結構的關系,應力場可能會產生的變化的規律的研究,驗證了選擇隧道施工方法的可行性:隧道施工過程中,相關人員測量出的數據都是對施工的一種反射,他們之間是有著相互聯系的,并且他們的變化也是有規律的。對于測量的結果,我們做要做的分析就是聯系實際,通過當地的時間,空間的變化的發展來分析,只有將我們所收集到的不同的數據進行一定的分析,不考慮偶然因素,就能在隧道的施工和建設中取得更好的進步。
在進行復雜地質條件下的隧道施工過程中,利用不同的分析方法,對施工所要選擇的方法進行優化,這樣就可以確定施工的最合適,最安全的方案。復雜的地形的存在,是施工道路上的一個很大的阻礙。通過立體的分析和研究,能夠研究出所要開挖的隧道的實際情況和特點,也可以更加客觀的,真實的還原施工過程中可能遇見的問題。在對施工方法進行取舍的過程中,可以通過方案的結合來優化我們的選擇。死板永遠不可能取得好的結果。通過層次分析和綜合模糊評判評價隧道施工,是現在和未來在選擇隧道施工方法的一個很好的發展的大方向。