浅谈土木工程的可持续发展

浅谈土木工程的可持续发展在现代化建设过程中，土木工程建设行业是一个对能源和环境影响较大的行业，走可持续发展道路是促进我国经济良性发展的重要举措，对我国经济社会都有着非常重要的战略意义。土木工程可持续发展一、我国土木工程现状和发展中存在的问题土木工厂涵盖了道路、铁路、桥梁、建筑、水利等众多工程，目前，我国土木工程的某些分支领域理论、设计和施工管理等方面的研究水平已达到世界领先水平，但由于在新结构、新材料、新技术等科学技术与可持续发展意识方面，较之欧美发达国家却还有一定的差距，下面我们具体就不同工程分类对其发展现状和存在的问题进行讨论。1、道路和铁路随着改革开放和城市化的进程，我国公路建设近几十年一直保持着高速发展，并逐步向高架立体空间发展；而我国铁路虽然起步较晚，但总里程已经超过5万公里。可问题在于，由于我国人口基数大，运输任务日益繁重，人均公路里程和列车载重能力都有待提高，成为限制人口流通，物流运输的重要因素，导致了全国范围内周期性大规模交通拥堵的出现。正因如此，我国道路和铁路土木工程建设的任务还十分繁重，现状还不容乐观。2、桥梁工程特别是我国悬索桥、斜拉桥的技术研究与建设施工工艺已经达到了国际领先水平。世界著名的十大斜拉桥中国占有六席，而目前仅有的600公里以上的6座大跨度斜拉桥中国占了4座，分别在南京、武汉、福州和上海。但随着环境的恶化，大规模自然灾害频发，加强桥梁土木工程科学技术和质量管理对我国道桥发展有着深远的影响。3、建筑工程在土地资源紧张，经济快速发展的中国，我国建筑工程总体呈现层数增多，高度加大的发展趋势。特别是改革开放后，高层建筑的施工建设进入兴盛时期，据统计1998年末，全国高度在100米以上的超高层建筑项目就已超过两百个，并且其中相当数量的高层建筑处于高地震等级地区。但高层建筑带来的不只是城市CBD价值体现，更有交通、采光、资源浪费、环境污染等问题。超高层建筑的环境隐忧建筑从本质上讲是土木工程对环境的破坏，如何在解决我国十多亿人口的人居环境问题时，体现可持续发展的科学理论和策略时土木工程工作者必须思考的一个问题。4、水利工程我国近五十多年来，兴建了一大批用于发电、防洪、灌溉、排涝，开发可持续能源，治国安邦的水利工程，在维护自然生态环境、保护水土资源、促进农业发展等方面取得了重大成就，初步形成了大中小全面结合的水利工程防洪减灾体系。以七大江河为核心建成了一系列防洪蓄水、河道堤防的土木工程体系。例如，水库数量由建国伊始的一千余座，增加到约9万座；又如南水北调和引黄济青工程的建设。数据表明，我国城乡水利工程蓄、供水能力较之建国初期增加6倍以上，年均减少水土流失15亿吨，累计水利工程治理面积105万平方公里。但是水利项目的土木工程建设过程中存在的问题也日益凸显，即饮用水资源匮乏，地下水过度开采，工业用水量激增等，成为我国国民经济可持续发展的一大瓶颈。二、土木工程可持续发展的策略1、原料的可持续利用土木工程中原料的正确选择使用对于土木工程可持续发展意义重大。原料的选用要遵循选用生态建材这一根本原则。生态建材不仅可以达到不污染环境的效果，而且还能保证更好的使用性能。举例来说，由于地震对土木工程建筑具有极强的破坏力，考虑建材的抗震性、结构跨越及高层稳定性就显得尤为必要。这就迫使土木工程建设钢材向着专业化、低屈服点、极厚化、高强度等方向发展。为提高钢材弹塑性，更多的吸收地震时的震动能量，SN系列钢材应运而生。与传统的5S、SM钢材相比，它具有更高的收缩率、屈服比。土木工程建筑行业通常需要高强度钢材，传统方法是在添加碳元素当量，但是这会造成焊接性能的降低。为克服这一问题，基于造船钢材生产技术开发的TMCP钢不仅可以保证良好的高强度稳定性及焊接性能，还可以保证焊接箱型断面柱的焊接要求，这种钢材广泛的应用于大于40毫米的钢板上。另一种应用最为普遍的生态建材是高性能混凝土。这中高性能混凝土在二十世纪九十年才被人们所发现，虽然传统的混凝土在考虑加强强度的同时，耐久性、抗冻融、抗渗漏等性能也得到了相应的改善。但是随着建筑行业的不断发展和施工环境的要求不断加大，传统的混凝土已经不能满足要求。在环境恶劣、施工困难的工程中，混凝土除了要具备高强度之外，还必须具备恶劣环境下寿命长、体积稳定性好、工作性能优良的特点。这就是高性能混凝土产生的必然性。2、土木工程设计阶段的可持续发展问题土木工程项目一般可分为三个阶段，分别为初步设计、技术设计和施工图设计。初步设计阶段主要是针对土木工程进行论证、选址、规划等；技术设计阶段主要是协调编制土木工程有关的图纸、预算、说明文件等；施工图设计阶段，主要是确定土木工程的尺寸、材料、结构、构造、设备等据此施工的图纸、说明书、计算书和预算。每个阶段都可能涉及到可持续发展的问题，初步设计如何根据项目需要进行全名的调查和研究，在有限的预算范围做好规划，最终确定设计方案；技术设计协调各个工种之间的关系，协调编制项目所需个各类文件；施工图设计需要我们及时对现有的规范进行修订，并针对问题进行及时修改与补证。3、合理利用自然资源，注重既有土木工程设施的再利用，实现可持续发展合理利用自然资源，则要在土木工程的建设、使用和维护过程中，土木工程师主动做到节能节地，并最大限度地发挥既有土木工程设施的作用。比如，我们可以充分利用建筑绿化，在夏季有效降低灰砖墙表面温度，从而减少空调的使用量；可以使用节能保温型的多孔砖或复合墙体作为墙体材料，达到冬季保温隔热的作用；还可以太阳能、地下热能等新能源，减少不可再生资源用量的减少。另外，对既有建筑的再利用也是可持续发展的重要手段之一。如厂房转变为展览厅、办公楼、艺术家工作室等。这样的改造再利用，既符合现代使用的要求，又节约了能源，避免了浪费，不失为一种有效的办法。