論基于環(huán)境維護(hù)的土木工程技術(shù)

【摘 要】土木工程在國家基礎(chǔ)設(shè)施中發(fā)揮巨大作用，隨著國家工業(yè)化進(jìn)程加快，人們不得不在周邊環(huán)境中開發(fā)建設(shè)巨大的工程項(xiàng)目，如規(guī)模巨大的水利工程、跨海工程、地下空間開發(fā)等。然而，巨大的土木工程建設(shè)往往首先帶來對(duì)原有環(huán)境的改造甚至破壞。土木工程建設(shè)與環(huán)境相互作用問題逐漸引起人們的重視。而提出基于全過程環(huán)境維護(hù)思想的土木工程技術(shù)，將是實(shí)現(xiàn)土木可持續(xù)關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境維護(hù)；土木工程；全過程；可持續(xù)

在近一個(gè)世紀(jì)以來，人類在大規(guī)模改造自然，建設(shè)符合自己需要的基礎(chǔ)設(shè)施過程中，逐漸開始面臨自身活動(dòng)對(duì)人類自我產(chǎn)生的挑戰(zhàn)，這可能是前人未能料到的。由于生產(chǎn)力的發(fā)展，大規(guī)模的土木工程建設(shè)，比如公路，鐵道建設(shè)，大壩建設(shè)，地下空間開發(fā)等等，雖然大大提高了人類的生活質(zhì)量和生活水平，但卻也是對(duì)自然環(huán)境的改造。土木工程建設(shè)對(duì)環(huán)境破壞的例子不勝枚舉，包括：

1）地下工程建設(shè)中過量抽取地下水引起的區(qū)域性地面沉降，以及由此引起的海平面上升而造成的風(fēng)暴潮加劇、海岸侵蝕加速與鹽水入侵對(duì)沿海城市的影響；

2）不恰當(dāng)?shù)墓I(yè)作用或工程作用在成巖土環(huán)境的失衡，如道路建設(shè)、采空區(qū)、大面積滑坡導(dǎo)致的災(zāi)難性后果；

3）若干老城市也相繼出現(xiàn)了一些新的工程環(huán)境問題，如西安市區(qū)的地裂縫和武漢等地的地面塌陷；

4）交通建設(shè)中引起的環(huán)境問題 .其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響 ，主要包括占用土地、改變生態(tài)、對(duì)珍稀動(dòng)植物的影響等。此外，線路工程建設(shè)（包括道路與鐵道建設(shè)）對(duì)社會(huì)環(huán)境也會(huì)照成影響，比如高速公路的建設(shè)有可能分隔原有的居民村莊和土地，造成居民出行不便；公路，鐵路的建設(shè)有時(shí)會(huì)造成居民拆遷、人文景觀環(huán)境的改造和破壞等。

在最近的十年里，大規(guī)模的土木工程建設(shè)，也引發(fā)了一系列的超過以往的嚴(yán)重環(huán)境問題。

水利港口工程的建設(shè)不僅會(huì)改造原有河床結(jié)構(gòu)，打破原有河床環(huán)境，也會(huì)對(duì)地面環(huán)境照成巨大影響。三峽大壩的建設(shè)在緩解我國電力緊張，促進(jìn)國家工業(yè)化水平提升上將發(fā)揮巨大作用。但是大壩的建設(shè)使得土地短缺矛盾突出，不合理的開發(fā)造成當(dāng)?shù)刂脖黄茐模瑲夂蜃兓?，使得生態(tài)退化，水土流失加劇。同時(shí)還影響了壩區(qū)上當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)基礎(chǔ)的穩(wěn)定。有地質(zhì)學(xué)家稱，三峽大壩攔截水量的龐大重力已開始在好幾個(gè)地點(diǎn)侵蝕長江陡峭邊岸。再加上水位波動(dòng)頻繁，因而引發(fā)了一系列的滑坡災(zāi)害，也使得大壩附近的地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞。此外，峽水庫蓄水之后，三峽地區(qū)儀器可測到的地震次數(shù)明顯增加。雖然到現(xiàn)在為止還沒有發(fā)生破壞性的地震，但是地震專家認(rèn)為有可能發(fā)生六級(jí)或六點(diǎn)五級(jí)地震。

地鐵成為我國許多大城市解決城市交通問題，提高城市品味的一項(xiàng)重要工程，全國目前建設(shè)有地鐵的城市已有30多個(gè)，大規(guī)模的地鐵建設(shè)也帶來一系列環(huán)境問題。比如線路規(guī)劃全線拆遷房屋，施工中城市綠地被暫時(shí)破壞，施工打亂了城市正常交通秩序，但這些影響只是臨時(shí)性的。而地鐵建設(shè)對(duì)地下環(huán)境的影響，則是永久的，并且往往是難以恢復(fù)的。

地鐵施工往往照成城市地面塌陷，引發(fā)建筑物的破壞。其引起地表的沉降是多方面的，各種因素之間相互影響的結(jié)果。國內(nèi)比較典型案例包括：廣州地鐵6號(hào)線施工中照成沿線地表大面積沉陷，影響城市道路通行；深圳地鐵5號(hào)線施工中也因基坑降水引發(fā)大面積地面沉降，照成地表建筑物出現(xiàn)大開裂，嚴(yán)重影響了城市環(huán)境。而施工工程中采取切實(shí)有效的措施應(yīng)對(duì)沉降的發(fā)生，往往又造價(jià)偏高，效果不明顯。

地鐵建成運(yùn)行時(shí)，車輛的行駛中的震動(dòng)往往會(huì)引起周圍土體的變形，最后將這種變形影響傳遞到地表面。為了減輕這種影響，國內(nèi)地鐵建設(shè)中往往采用減震鐵軌（鋼彈簧浮置板減震道床）等措施，典型的工程案例包括西安地鐵2號(hào)線中鐘樓的保護(hù)。鐘樓位于西安市城中心，是國家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)文物，西安地鐵二號(hào)線在下穿鐘樓時(shí)為了盡量減輕對(duì)鐘樓的影響，采取將隧道線路外撤18米的方案，避開從鐘樓正下方穿行，同時(shí)在鐘樓基礎(chǔ)5米外采用水泥灌注一圈深20米的水泥樁的方法，每個(gè)水泥樁直徑1米，水泥樁頂部設(shè)置寬1米高0.8米的冠梁，將水泥樁連接成一個(gè)整體，整個(gè)將鐘樓“箍”起來。較好解決了地鐵建設(shè)與城市土工環(huán)境保護(hù)問題。

除了城市地下鐵道，我國高速鐵路建設(shè)的步伐也在迅速加快。鐵路干線大都貫穿很多城市，干線的布局要穿過很多耕地，旅游景區(qū)，保護(hù)區(qū)，而沿線的土地保護(hù)問題尤其突出。而施工過程中的橋梁建設(shè)，路基堆填，隧道建設(shè)等，都會(huì)對(duì)環(huán)境照成巨大影響。比如：隧道施工向環(huán)境中排出大量挖掘的巖石，會(huì)在一定程度改變原有環(huán)境的外貌，同時(shí)也會(huì)改變地下水文環(huán)境。路基填筑往往制造很多人工邊坡，引發(fā)邊坡的穩(wěn)定問題，除此以外，高鐵運(yùn)行后也會(huì)對(duì)沿線環(huán)境排放廢棄物，產(chǎn)生一定噪聲污染。

高鐵建設(shè)過程中，施工需要大量征地，對(duì)土地產(chǎn)生二次改造的不良后果，進(jìn)過二次改造的土地哪怕在復(fù)耕之后，也難以達(dá)到改造前的狀態(tài)。而京滬高鐵在建設(shè)中就對(duì)耕地保護(hù)做了詳細(xì)而細(xì)致的研究，對(duì)施工中的征地保護(hù)和復(fù)原都進(jìn)行了周密計(jì)劃，這對(duì)減少高鐵施工對(duì)土地和對(duì)環(huán)境的破壞具有相當(dāng)積極的意義。

土木工程建設(shè)與環(huán)境的相互作用問題，已經(jīng)引起我國很多學(xué)者的高度重視。我國土木工程環(huán)境這一學(xué)科，就是是以土木工程學(xué)與環(huán)境科學(xué)，特別是環(huán)境生態(tài)學(xué)的基本理論為基礎(chǔ)，研究人類工程活動(dòng)對(duì)地球土木工程的環(huán)境作用和影響的學(xué)科。許多著作都科普性地介紹了土木工程中常見的環(huán)境問題，以及解決環(huán)境污染的預(yù)防措施及治理技術(shù)，幫助土木工程師更加全面地了解當(dāng)代工程師的職責(zé)，從而建立適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要的環(huán)境友好型土木工程知識(shí)結(jié)構(gòu)。

基于環(huán)境保護(hù)的土木工程建設(shè)，做好以下幾點(diǎn)非常重要：

1. 嚴(yán)格做好規(guī)劃設(shè)計(jì)中的環(huán)境問題的處理。在工程設(shè)計(jì)中基于環(huán)境保護(hù)對(duì)工程進(jìn)行優(yōu)化。比如對(duì)于高速鐵路線路選擇要盡量繞過自然保護(hù)區(qū)以及大面積耕地區(qū)；選擇高橋大跨的橋梁設(shè)計(jì)方案，減少對(duì)土地的占用。地鐵線路規(guī)劃中也要全面考慮建設(shè)期間的環(huán)境問題，并應(yīng)編制詳細(xì)的環(huán)境影響評(píng)估報(bào)告和環(huán)境問題的具體措施。

2. 施工期和運(yùn)行初期加強(qiáng)對(duì)周圍環(huán)境的監(jiān)測。設(shè)立環(huán)境監(jiān)測站，并將相應(yīng)的配備配置齊全，并且區(qū)域內(nèi)對(duì)水源，地質(zhì)條件等進(jìn)行觀測，分析對(duì)比，對(duì)建設(shè)期環(huán)境的變化進(jìn)行密切觀察；進(jìn)行環(huán)境工程監(jiān)理，保護(hù)區(qū)內(nèi)的工程必須經(jīng)過相應(yīng)管理部門的審查，并且接受相關(guān)部門的檢查、監(jiān)督。加強(qiáng)環(huán)境工程監(jiān)理工作，加強(qiáng)各項(xiàng)保障措施的落實(shí)，從而減輕施工對(duì)環(huán)境造成的影響；強(qiáng)化環(huán)境管理，嚴(yán)格的遵照施工制度進(jìn)行管理，嚴(yán)禁隨意擴(kuò)大工作面，對(duì)作業(yè)人數(shù)和作業(yè)時(shí)間也應(yīng)該嚴(yán)格規(guī)定。

3.做好后期建設(shè)環(huán)境恢與保護(hù)措施。比如對(duì)于成型的路基邊坡進(jìn)行及時(shí)播植草皮或種植花草；對(duì)路線周邊的環(huán)境進(jìn)行全面修復(fù)治理，力求盡量達(dá)到建設(shè)前狀態(tài)。同時(shí)在恢復(fù)初期加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)，避免二次破壞。

只有在土木工程建設(shè)的全過程中恪守環(huán)境維護(hù)的原則，從工程立項(xiàng)，設(shè)計(jì)，施工到最后建成運(yùn)營的全過程中，一切基于對(duì)環(huán)境保護(hù)的高度責(zé)任，才能真正實(shí)現(xiàn)土木工程技術(shù)的可持續(xù)和諧發(fā)展。

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