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據網絡不完全統計,目前全國有128所高校開設水利水電工程專業,其中A等以上高校僅有19所,諸如清華大學、河海大學、天津大學、武漢大學、四川大學、大連理工大學、華北水利水電大學等.這些高校的水利水電工程專業開設較早,課程設置已日趨完善并形成了自己的特色和優勢.比如清華大學的水利水電工程本科培養方案給學生提供了水工結構工程、水利水電工程、水資源、水力學與河流動力學、港口與近海工程、市政工程等多個方向的專業課以供學生選擇;河海大學水利水電工程本科培養方案中設有個性課程,其將專業選修課程劃分為學術研究型、應用技術型以及跨學科跨專業型三類,并將研究型進一步分為水工結構、水力學、水利水電三大課程模塊,這種個性課程的設置尊重了學生的興趣,給予了學生充分的自選擇自己感興趣的課程進行修讀.這些院校水利水電工程專業的選修課程設置豐富,選擇的自由度大,體現了以興趣為主,以學生為本的思想.后起的地方本科院校,由于水利水電工程專業的開設時間短、經費投入較少、特色不足、社會聲譽較低等因素的制約,如果一味照搬這些水利強校的本科人才培養模式與同類院校競爭,必定心有余而力不足.學校應該基于全國水利水電人才的需求和自身情況來構建一套具有西華特色的水利水電工程專業課程體系.
2課程增減及方向劃分
2.1課程設置差異及原因
水利專業類的高校均依據“高等學校水利類專業教學指導委員會”制定的《水利水電工程本科專業規范》來指導本專業的課程設置.但與知名高校相比,我校水利水電工程的選修課程開設不夠全,學生修讀選修課的選擇面窄.對比清華大學、武漢大學和河海大學,我校在發展基礎課程群中未開設大學化學B、現代生物學導論、土木水利專業導論、隨機數學方法、環境學基礎、水利科學技術史、水利水電概論、計算方法、工程數學等選修課程;專業與服務課程群中未開設專業英語、水法規及技術規范、建設項目評估、工程軟件應用、滲流及其控制、土工計算原理及方法、大壩安全概論、模型試驗理論及方法、工程泥沙及河流管理、灌溉與排水、房屋建筑學等選修課程.可見,我校在發展基礎課程和專業與服務課程中,必修課內容和知名高校一致,而在選修課程開設的種類、數量上差距很大,造成這種現象的原因是多方面的,其中最主要的原因是辦學經費限制、辦學經驗不足、選課學生數量不足和生源質量差異.基于此,因地制宜、因材施教就顯得尤為重要,學校不能照搬水利強校的人才培養模式,筆者認為,我校本專業的課程設置中應當增設一些實用性強、適用性廣、可學性高的課程,而減掉部分不適合我校本科生學習的高難度課程.
2.2課程的增設和替換
增設的本專業課程在數量上比知名高校少,在功能上十分實用且修讀的難度適中,既符合我校的實情,又留給學生充分的選擇空間,讓學生拓寬專業知識,避免了課程太難、學時太短造成的學生學不懂,不愿學的局面,適合本專業大部分學生.2.3課程方向劃分與大多數專業一樣,水利水電工程專業本科畢業的學生出路多樣化.筆者認為應該為不同畢業意向的學生從工作和讀研兩大方向為學生量身定做課程模塊,滿足各方向學生的發展要求.其中讀研方向又可以細分為水工結構、水力學、水電等方向。
3課程的銜接及調整
筆者作為西華大學2012級本科生,體驗過我校水利水電工程專業的課程設置并咨詢過本專業的學生,發現部分課程的銜接存在問題.其中建筑材料和材料力學,工程水文學概率論與數理統計,地基處理和土力學,水利工程經濟、水利水電工程概預算和水資源規劃等課程之間的銜接問題最為明顯.建筑材料作為一門學科基礎課程,土力學、鋼結構、鋼筋混凝土結構等課程都需要用到該課程的知識,將其放在第五學期是不恰當的,若放在第四學期與土力學課程同步,并緊接著第三學期開設的材料力學,建筑材料所學知識便能夠在以后的課程中得到運用;工程水文學作為本專業基礎課程,其任務是培養學生水文分析和計算的能力,需要概率論與數理統計和水力學課程為其作鋪墊,而目前工程水文學開設在第五學期,距離概率論與數理統計開設的時間較遠,既不利于學生串聯知識,又占用了大三學年學習專業課的寶貴時間.可將工程水文學的開設學期改為第四學期,與水力學同學期不同周進行教學;土力學也是本專業一門重要的學科基礎課,主要是培養學生運用土力學基本原理和方法解決實際工程中與土體相關的穩定、變形和滲流等問題的能力.地基處理課程則是土力學的延伸,所學內容很多涉及土力學,因此地基處理放在第七學期開設也是不合理銜接,建議將地基處理改為第六學期開設,與土力學開設時間靠近;水利工程經濟課程是一門專業基礎課,其作用是為后續專業課的學習奠定工程經濟分析基礎.該課程目前在第六學期開設,位于水資源規劃及利用課程之后,而水資源規劃及利用又會大量涉及經濟分析問題,所以建議將水利工程經濟開設學期改為第四學期,這樣該課程向前既有數學基礎課程作鋪墊,往后又可為水資源規劃及利用、水利水電工程概預算等課程奠定理論基礎.此外,信息檢索B是一門學習如何從信息集合中找出需要信息的課程,可以使學生具備較強的信息搜索能力,是學生查閱資料,自主學習的好助手.學生越早學習越有好處,建議改為第二或第三學期開設.
4增加實踐課時
筆者通過親身體驗并對比本專業的專升本學生發現,我校本專業學生動手實踐的能力不及專升本的學生.這在本專業進行工程測量實習和應用工程軟件時表現得十分明顯.排除專升本學生十分優秀的因素,筆者通過查閱四川電力職業技術學院水利水電建筑工程課程設置方案發現,其中實踐教學在總學分中所占比重高于我校,筆者認為,為了提高我校本專業學生理論聯系實際的能力,可以在微調學生畢業總學分的基礎上,適度壓縮某些專業課程的課內學時,增加課外實踐學時,做到課內學時減量而優質,課外學時加量而夯實,使課內與課外兼顧,理論與實踐協調.這類課程有:建筑制圖B、水電工程測量、運籌學、土力學、工程地質、工程軟件應用.基礎辦公軟件和工程軟件的運用也是學生的短板,很多人在大學結束都不能熟練運用各種基礎的辦公軟件,更不必說工程軟件了,筆者認為培養學生的實踐能力,不僅要從課程設計和實習入手,也應該在平時的課堂和作業上下功夫.信息化的今天,熟練掌握office軟件已是對大學生的最基本要求,除此之外,專業軟件如autoCAD制圖軟件、巖土計算軟件、流體力學軟件、lingo軟件也是本專業學生必須學會的,建議在加大這些軟件的應用學時的同時在作業中練習軟件使用,避免目前大部分學生只會紙上談兵的窘境.
5結語
關鍵詞:水利水電;導流系統;施工技術;施工導流
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引言
水利水電工程的建設施工多在河流臨近地方,其建設不僅能夠防洪減災,同樣也能夠提供用水問題。但是由于河流一般而言都有一個汛期,因此在水利水電工程施工中,就需要通過施工導流技術來保證工程的正常開展和對施工質量進行控制,由此可見水利水電工程中的導流系統具有極其重要的地位。
1、施工導流技術概述及其設計施工特點
所謂施工導流也就是在對水利工程進行施工的過程中,為了能夠使流水繞過需要施工的區域流向下游而采用的一種引導水利的技術,這種方法有利于為建筑施工提供一個干燥的環境,使其能夠快速而有效的進行施工。
說白了,施工導流技術技術就是為了控制以及引導水流而采取的技術方式。施工導流技術技術一般包括幾個工程,即:截流、基坑排水、下閘蓄水等。施工導流技術是水利工程施工中的重要組成部分,它與工程中的設計方案的有效實施、施工時間的長短以及施工的質量等都有著密切的關系。所以在工程施工過程中,一定要根據工程的實際情況以及特點來設計施工導流技術,從而保證水利工程施工的質量。通常情況下,在進行施工導流設計時,主要體現了以下幾個特點:
1.1 壩址的選擇
設計之前,一定要對工程壩體的位置進行著重考慮,設計中選壩是有效勘測地形的最重要環節。在選壩過程中,通常根據地質條件、地形地勢的優缺點、水能的指標差異、工程施工難度、工程量的大小、施工工期的長短等各方面來進行。
1.2 水電樞紐工程的布置方案
這是在選壩過程中最重要的研究問題,當壩址確定之后,為了能夠達到工程的分布規律、合理,一般情況下都會先從導流明渠開始進行布置,然后再據此來考慮廠房的分布。
1.3 編制施工計劃
編制施工計劃是工程實施的前提條件。在編制施工計劃過程中,不僅需要采用合理的施工方案,還需要考慮是否可以采用施工導流技術。
1.4 涉及的范圍極廣
施工導流技術不僅涉及到地質地形條件、水能指標,還涉及到工程周圍建筑物的分布、水庫的蓄水問題、下游生態環境以及居民的搬遷計劃等等,這些在進行涉及施工導流時都是需要綜合考慮的因素。
2、水利水電工程中施工導流技術控制措施
合理的導流方案必須在周密地研究各種影響因素的基礎上從中選擇技術經濟指標優越的方案通過技術經濟比較擬定幾個可能的方案,由于導流方案的選擇受以下幾種因素的影響,因此,在選擇導流方案時必須予以充分考慮,對于一項水利水電樞紐工程的施工取得最佳的技術經濟效果是從開工到完建往往不是采用單一的導流方法而是幾種導流方法組合起來配合運用。
2.1 方案比選
在選擇導流方案時,首先應當考慮河流的水文特征,比如冬期的流冰及冰凍、河流的流量大小、全年流量的變化情況、水位變化的幅度、汛期洪水的延續時間和枯水期的長短情況等。河流導流方案的選擇和導流建筑物的布置,與河流兩岸及河床的地質條件有直接的關系有利于選用隧洞導流。一般來說,對于河床單寬流量大的河流,宜采用分段圍堰法導流若河流兩岸或一岸風化層薄巖石堅硬且有足夠的抗壓強度時。如果巖石的風化層厚且破碎,或有較厚的沉積灘地,則適合于采用明渠導流。對于水位變化幅度大的山區河流在一定時期內通過過水圍堰和淹沒基坑來宣泄洪峰流量可采用允許基坑淹沒的導流方法,對于枯水期較長的河流充分利用枯水安全期。在采用分段圍堰導流時應根據河床地質條件來決定河床可能束窄的程度這時為了河床不受過大的沖刷避免把圍堰基礎淘空,由于河床的束窄使水流流速增大減小了過水斷面的面積。對于巖石河床河床允許束窄程度較大,抗沖刷能力較強甚至可達到88%流速有增加到7.5m/s。但對覆蓋層較厚的河床流速僅允許達到3.0m/s其束窄程度都不到30%抗沖刷能力較差。此外,河流兩岸及河床的地質條件還與圍堰形式的選擇,水文地質條件還對基坑排水工作有很大的關系但對于枯水期不長的河流基坑能否允許淹沒以及能否利用當地材料修筑圍堰等密切相關。同時,如果不利用洪水期進行施工,就會拖延工期。對于流冰的河流,應充分注意流冰壅塞流冰的宣泄問題造成導流建筑物失事影響泄流。
2.2 施工控制措施
水工建筑物的形式和布置與導流方案相互影響,在擬定或選定導流方案時,應充分考慮水工建筑物的形式及其布置特點。施工現場的地形條件也對導流方案的選擇有很大的影響一般情況下應該充分考慮施工導流的要求在設計永久泄水建筑物的斷面尺寸和擬定其布置方案時。在選擇導流方案時應該盡可能加以利用如果樞紐組成中有泄水孔、涵管、渠道及隧洞等永久泄水建筑物,平原河道或有河灣、老河道可資利用河流的兩岸或一岸比較平坦宜采用明渠導流;采用隧洞導流主要是針對山巖堅實的地區在河段狹窄兩岸陡峻山體;對于河床寬闊的河流,尤其在施工期間有過木及通航的要求的情況采用分段圍堰法導流;在采用分段圍堰法修建混凝土壩樞紐時利用水電站與混凝土壩之間或混凝土壩溢流段和非溢流段之間的隔墻如河床中有天然島嶼或沙洲時采用分段圍堰法導流特別是縱向圍堰的布置更有利于導流圍堰的布置以降低導流建筑物的造價,在這種情況下應該核算它是否能夠布置二期工程導流建筑物對于第二期工程所修建的混凝土壩尤為重要。在選擇擋水建筑物的形式時,由于土壩、土石混合壩和堆石壩的抗沖能力小,除采用特殊措施外,一般不允許從壩身過水,所以多利用壩身以外的泄水建筑物如隧洞、明渠等或壩身范圍內的涵管來導流,施工時通常要求在一個枯水期內將壩身搶筑到攔洪高程以上,以免水流漫頂,發生事故;至于混凝土壩,特別是混凝土重力壩,由于抗沖能力較強,允許流速達到25m/s,故不但可以通過底孔泄流,還可以通過未完建的壩身過水,因此導流方案選擇較為靈活。
2.3 施工進度和施工方法
在選擇河流的導流方案時,應充分考慮到施工期間河流的綜合利用,如河流的通航、水電站的運轉、筏運、灌溉、供水或漁業等。對于通航的河流束窄斷面的最大流速一般不得超過2.0m/s不僅要求河流在束窄以后而且要求水深與船只吃水深度相適應但河寬仍能便于船只的通行大多采用分段圍堰法導流,在施工導流期間,要避免木材擁塞泄水建筑物或者堵塞束窄河床對于浮運木筏或散材的河流特殊情況需與當地航運部門協商研究確定。在施工中后期在滿足下游供水、灌溉用水和水電站運行的要求的同時水庫攔洪蓄水時為了保證漁業的要求以便魚群能回游還應修建臨時的過魚設施,在水利水電樞紐施工導流過程中,對施工進度起控制作用的關鍵性時段主要有:導流建筑物的按合同要求的竣工期限、河床水流的截斷時間、攔洪壩體的完工期限、臨時泄水建筑物的封堵時間以及水庫蓄水正式發電的時間期限等等。由于各項工程的施工方法和施工進度直接影響到各時段中導流任務的合理性和可能性,因此,在選擇導流方案時必須充分考慮到施工和進度和施工方法,三者緊密相連,密不可分。通常根據導流方案來安排控制性進度,并進而確定施工方法。
結束語
總之,對于水利水電工程而言,導流系統施工技術關系到工程建設是否能夠水利開展。因此在選擇導流方案時應使使導流建筑物既簡單易行主體工程盡可能及早發揮效益降低導流費用簡化導流程序綜合考慮以上各方面因素,使施工方案等技術措施適用可靠。
參考文獻
[1] 文強. 岷江航電犍為樞紐工程施工導流方案比較[J]. 紅水河. 2012(06)
關鍵詞:水利水電工程;質量控制;信息系統控制
中圖分類號:TV文獻標識碼: A 文章編號:
1 系統分析
1.1 施工階段質量控制業務流程
對于從事水利水電工作的工程師,其質量控制流程一般包括三個層次,第一層次是審核合同項目的開工準備工作;第二層是對該合同項目的子項工程進行質量控制;第三層次是對工序活動效果和工序活動條件進行質量控制。
1.2 系統目標分析
目前,國內對水利水電工程質量信息系統的研究、開發以及運用都處于起步階段,只有在質量評定和材料控制等方面實現了計算機控制,大部分的質量控制信息管理需要人工處理。為了減輕工程師的工作負擔,一方面代替工程師進行完整的行政管理工作;一方面做出數據處理、預測、計劃及控制的報告和記錄。這將有利于工程系統目標的分析和工程的順利進行。
1.3系統功能分析
只有獲得信息系統的信息支持,才能控制水利水電工程質量。因此,信息系統必須具有以下功能:①對有關設計文件和設計修改、變更文件進行儲存,管理設計文檔檔案;②跟蹤管理承包商的施工機械設備;③管理承包商的施工人員;④建立計算機臺帳,跟蹤管理主要的建筑材料、成品、半成品、構件和設備;⑤為工程師制定質量監控計劃提供依據;⑥運用模糊綜合評判法,合力評價施工組織的設計;⑦對有關的工程質量標準進行存儲,能夠以此標準為依據進行質量控制;⑧對分部工程、分項工程、單位工程以及隱蔽工程的質量檢查評定數據進行處理,再以此數據為依據評定水利水電工程質量;⑨統計分析工程安全事故和工程質量事故,并能為多種工程事故提供統計分析報告;⑩運用數理統計方法,統計分析重點工序,并進行控制圖、直方圖等管理圖表的繪制。
根據以上功能要求,水利水電工程質量控制信息系統由十個子系統組成, 分別是:①施工承包商及施工人員控制子系統;②設計質量管理子系統;③對材料的質量進行控制的子系統;④設備質量控制子系統;⑤施工機械控制子系統;⑥對施工過程的組織設計進行質量控制的子系統;⑦對施工過程的質量進行控制的子系統;⑧對質量進行控制計劃的子系統;⑨對工程質量進行評定的子系統;⑩對工程質量出現的事故進行統計分析的子系統。
2 系統組成和功能
2.1 系統結構設計
系統結構設計必須利用優化的設計方法,統計核對承包商和合同上的相應條目,并將其層層分解,直到達到不能分解的層次,便于分析。
①施工承包商及施工人員控制子系統
此系統主要是將施工技術人員和管理人員的基本資料(如姓名、性別、職務、職責等)錄入計算機內進行分類,同時,還可以將主要的施工人員及管理人員每天的到場情況及在場的施工狀況進行統計和檢查,通過對施工人員到場情況和施工人員的監控,對施工狀況進行控制。利用該系統可以實現計算機對施工人員和承包商的管理和數據對比,進而減少施工系統的麻煩。
②設計質量管理子系統
利用該系統可以將工程設計文件的收集、修改、變更、分檔等工作交與計算機管理,可以防止人為更改,也可以防止其資料由于時間過長而引起的丟失,為工程設計提供理論依據,方便工作人員對施工設計過程進行檢測和管理。
③對材料的質量進行控制的子系統
此系統主要是對材料質量方面進行的管理與控制,即對施工所用的材料,在建工程的跟蹤檢查測試,對現場材料的采集、檢驗、材料入庫,以及貨物檢驗合格數據登錄、修改、查詢等。利用該系統可以對材料規格進行設置和控制,從而對其進行自動控制,有利于保證其質量,降低由于材料不合格造成的工程損失。
④設備質量控制子系統
此系統主要包括對設備的裝配、安裝、功能等進行管理,并對其質量進行監控。主要是對設備的檢驗情況、設備的調試運行情況以及設備的維護進行控制。此系統可以提高設備利用率加強對設備質量的控制。
⑤施工機械控制子系統
施工機械的控制子系統主要是對施工機械進行質量檢驗,對機械到場情況、型號、數量等施工機械目標數據進行比較,并進行調整和安排,以有利于提高施工機械的使用和利用效率。
⑥對施工過程的組織設計進行質量控制的子系統
對施工組織設計進行質量控制,主要是對施工后的質量控制。其主要記錄施工設計提交的時間、參與質量審批的工作人員、審批的意見及其中的結論。可將施工過程的組織設計精細劃分為施工方面的方案、質量方面的保證、暗場方面的管理、施工過程中的文明管理等方面,利用模糊評定的方法進行評定,最終得出合理的結論。
⑦對施工過程的質量進行控制的子系統
此過程主要是對施工過程中的質量進行檢測,該系統可以對整個系統分部、分項進行統計和登錄,以及刪除,為查詢提供理論依據。同時也可以隱蔽驗收數據,避免其被人為的刪除或修改,最后工程結束后,對其質量報表的輸出,可根據質量控制人員的不同要求和不同工程所特有的需求輸出各類報表。
⑧對質量進行控制計劃的子系統
該系統主要是根據已審核通過的施工負責人提出的各種開工條件、建設條件及安裝工程進行質量監控。此系統要發揮作用,必須建立質量指標,據此來確認原材料的質量、建設材料的質量、安裝工程的質量,并建立一個數據庫,為施工過程中出現的質量問題提供理論依據。
⑨對工程質量進行評定的子系統
該系統主要是針對工程本身的情況進行質量評定。通過工程質量評定子系統對工程質量進行全面的檢測和鑒定,以期保證工程的質量。
⑩對工程質量出現的事故進行統計分析的子系統
該系統主要是利用統計的方法,建立工程質量事故記錄數據庫、工程質量事故分析數據庫、工程安全事故記錄數據庫。此系統有利于對工程中所發生的事故進行統計和分析、保存,為以后的事故處理提供理論依據。
2.2數據庫設計
本系統中,數據庫設計是主要內容,主要包括兩個方面:基礎數據庫的設計和各個項目數據庫的設計。
①基礎數據庫的設計
此類數據庫是每個工程必備的,而且是通用的,是所有系統的基礎,有了此數據庫,其他系統才可以發揮作用。但是,此類數據庫有其固定的格式和內容,所以不需特意維護,其所需人工費用較低。
②各個項目數據庫的設計
不同的項目對數據庫的要求也不盡相同,且對數據庫的準確度要求比較高,所以對其的維護需要相當大的費用。
3 結語
工程師的任務就是在質量、 投資、 進度和合同等方面進行管理。通過本文的研究,可以看出水利水電工程質量控制及信息系統控制具有較強的實用性和可操作性,對于每一個從事水利工程的工程師都是非常有利的;對于現行相關法律條文的修訂也具有一定的參考價值;水利水電工程質量控制業務控制信息系統,可作為開發水利水電工程質量控制信息系統的基礎。現在是計算機系統時代,計算機已經作為一種工具為人們的各項工作減輕負擔,降低壓力,所以如何利用好計算機系統實現水利水電工程的質量控制值得我們去研究。
參考文獻:
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