土木工程的现状与未来发展趋势综述

土木工程的现状与未来发展趋势综述

作者：陈宇珂

来源：《祖国》2019年第09期

关键词：土木工程; ;基础建设现状; ;建筑施工; ;创新发展

土木工程的发展从未停止，古代先进的排水系统到现代的高铁，都使我们的生活更加便利。然而土木工程施工过程中的问题十分显著，如环境污染、抗灾害能力不足、资源浪费等。目前，我国高速铁路的建设技术已经相对成熟，为了更加符合可持续发展的需要，施工中的节能减排、节约资源已成为未来发展的必然趋势。本文將对高铁的发展及绿色施工技术要点进行讨论[1]。

（一）基础建设现状 1.铁道工程

我国国土面积广阔，铁路交通十分发达，高速铁路是目前铁道交通的新兴建设工程。我国的高速铁路被定义为新设计开行时速每小时250公里及以上的动车组列车，初期运行速度不小于200公里的客运专线铁路。目前我国的高速铁路已基本串联起东部地区大部分重要城市，是铁路运输的重要力量。至2017年底，我国高速铁路运营里程达2.5万公里，占世界高铁总里程的 66.3%，是世界高速铁路大国。我国的高铁优点十分明显：运行速度快，相对于传统列车可以节省许多时间，运输效率高;技术相对成熟，乘坐舒适性好，经济效益较高;部分地区站点分布密集，便于各城市间物质信息交流[2]。

高铁的出现促进了我国经济的发展，为人们的出行提供了便利的条件，但与此同时，高铁建设中的一些问题也逐渐显现。高铁站普遍距离城区较远，不利于城市的建设和发展;高铁线路的制造成本高，运行时对沿线民居造成噪声污染;抗灾害能力不足，遭遇恶劣天气易发生事故。针对这些问题提出相应的对策才能促进我国高铁事业的发展[3]。 2.排水工程

排水系统是城市地下工程的重要组成部分，从古至今有许多优秀的排水工程，如位于江西赣州的福寿沟排水系统。福寿沟排水系统始建于宋代，距今已有900多年，曾多次为赣州（虔州）舒缓过洪灾水患，是罕见的、成熟的、精密的城市排水系统，现仍完好通畅，是赣州居民日常排污的主要通道。

现代排水系统普遍存在的问题是易堵塞和承载量过小，因而易造成城市内涝。现代城市的排水系统应学习古代优秀案例的优点，并尝试改进，提高管道的质量，减少城市内涝。 （二）施工污染现状

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我国是一个快速发展的国家，基础设施建设十分迅速。但这种迅速的发展也带来了许多问题。我国建筑大多是钢筋混凝土结构，混凝土材料具有强度高、制作材料来源广、价格低廉等特点，是最常见的建筑材料。传统的混凝土具有不可再生、废料难降解、生产过程污染严重等缺点。除此，混凝土在服役过程中易产生裂隙，影响建筑强度及建筑美观，降低了建筑物的寿命，混凝土建筑一旦损坏便十分难以修复。

混凝土在搅拌过程中会产生大量粉尘，而浇筑时的机械设备也会造成噪声污染，混有废料的建筑污水的排放会造成水污染。其中混凝土的主要原料水泥对环境的污染最大，生产能耗巨大，设法减少混凝土中水泥用量是改善混凝土组成成分对环境影响的主要措施。其次建筑用砂不可再生，国家对于天然河砂的无限开采必然造成天然河砂面临枯竭。除此，制备混凝土时会产生大量混凝土浆，产生严重地资源浪费。这些混凝土浆往往都是废弃处理，既浪费资源，又造成了混凝土的堆积问题。建筑业是高耗能产业，烧结砖、水泥石灰等建筑材料在制造过程中会消耗大量自然资源[4]。 （一）高速铁路的未来发展

高速铁路是一个极具潜力的交通工具，有许多发展方向：

1.提高单次运量：目前高速铁路的主要运载对象是人，而随着经济的发展，高铁的作用将不仅仅局限于运输人员，而是成为一种重要的物资运送工具。因此提高运量对高速铁路的未来发展相当关键。

2.简化，集成化配套设施：目前高速铁路轨道等配套设施的建设较为复杂，高铁车组对铁轨精度的要求高，铺设工程量大。要在全国范围普及高速铁路，就必须简化建造工艺，将设施集成化以降低建设成本，这样不仅提高了建设的速度，也降低了后期维护设施的难度。 3.提高高铁的抗灾能力：高速铁路除了对铁道的建设要求高，还对运行环境有很高的要求。高铁对自然灾害的抗性弱，运行易受到外界的干扰。如地震、台风、雨雪等自然灾害会严重影响高铁的运行安全性而造成停运等问题。提高高铁的抗灾能力可以增强高铁的环境适应性，从而更容易进行维修保养，增加运营安全性[5]。 （二）排水系统的未来发展

现存的城市排水系统多有易堵塞、排水效率低等问题。为解决城市内涝等问题本文提出了几点建议：

1.重视排水系统的防洪涝设计：在规划城市排水系统时，应该将其设计的重点放于排水和排洪的现期标准的衔接上，并通过对城市规模大小的充分考虑，设置好性能可靠的排洪设施。同时对未来城市排水系统的升级发展留下足够的空间，以满足对未来排水能力提高的需要。

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2.注重雨水管道的合理设计：合理设计规划雨水管道，使雨水能得到充分利用。在地下水丰富或地表缺水地区，应尽量避免将雨水排入下水道，而应该将雨水截留或渗透，既降低了排水负荷，也有利于地下水资源的恢复。

3.充分结合污水合流制与分流制：充分考虑污水排放的合流制与分流制，使排水系统运作达到最好的效果。针对性地进行排水系统的设计，结合智能化管理系统，降低运行故障率，从而提高城市发展中的排污能力[6-7]。 （三）土木工程绿色施工

针对日益严重的环境污染与资源浪费问题，应对土木工程的施工进行优化，加大节能、节地、节水、节材和环境保护的力度。 1.扬尘污染

在土木工程施工过程中，建筑材料的运输、堆放以及混凝土的拌料都会造成扬尘污染，影响施工工地周边环境从而造成空气质量下降。为解决运输过程中的扬尘问题，对容易散落、飞扬、流漏的物料的车辆必须采取封闭措施以保证清洁;对于工地防尘，应采取洒水、覆盖等措施。 2.水污染

在土木工程作业过程中会产生许多废水，这些废水往往包含了油污、混凝土废渣、重金属、化学药品等环境污染物。为应对水污染问题，在施工现场应针对不同种类的污水设置相应的处理设施，化学品、油料等储存地应有严格的隔水设计，防止有毒材料外泄污染地下水。 3.噪声污染及光污染

工地施工时会不可避免的使用照明器械和大功率重型机械，所以光污染和噪声污染问题十分常见。为应对噪声污染，在施工过程中应使用低震动、低噪声的机具，并采取隔音隔震措施，避免或减少夜间作业。对于光污染，与控制噪声污染一样，应采取遮挡措施，如电焊作业时进行遮挡，对夜间室外照明灯加设灯罩，使光线集中在施工范围，减少对周围居民的影响[8]。

（四）建筑材料创新应用

钢筋混凝土结构自诞生以来，经历了两个世纪的发展，已成为当今世界土木工程领域的主要结构形式。传统混凝土造价低，材料易得，但其自重大，抗裂性差，性能单一等缺点不容忽视，而这正是新型建筑材料应解决的问题。

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1.自愈混凝土：混凝土在浇筑及服役期间，由于水热作用或自然侵蚀，受力不均等因素，必然会在材料内部形成裂缝。这些裂缝大大降低了混凝土结构的可靠性。而自愈混凝土可可自我感知裂缝的发生，并采取措施自我修复填充裂缝。常见的自愈混凝土技术有微生物矿化修复，微胶囊自愈技术，记忆合金等复合材料技术等。

2.生态型混凝土：传统混凝土在制造过程中会消耗大量的自然资源和能源，而生态混凝土正是指能减小环境负荷，能与环境中动植物和谐共处的混凝土。生态型混凝土在浇筑成型和以后的使用中可以实现自身强度的增长与生物的繁衍同时进行，起到了调节生态平衡，美化环境的作用。

3.新型复合材料：新型复合材料是指纤维增强型复合塑料，按照设定的固定比例将基体材料与纤维材料混合，就形成了这种高性能材料。新型复合材料的使用，能有效解决土木工程结构退化时间早和结构功能不足的问题。其可代替钢筋等材料应用于新建的建筑结构，也可以对原有的结构进行加固，减少了钢材的使用。目前，新型复合材料因其强大的功能属性，已被广泛地应用在各种工程建设中[9]。

国民的生活与生产都离不开土木工程，我国土木工程的在某些领域已经达到了国际领先水平，比如我国的高铁建设。截止到2018年，我国的高速铁路运营里程从9000多公里增加到25000公里，占世界三分之二，中国高铁建设技术领先世界。然而我国土木工程建设还存在许多不足，如城市排水系统建设不完善，施工过程中环境污染与资源浪费严重等问题。随著科学技术的不断创新发展，我国土木工程建设将走向绿色化、智能化，取得更多的突破。 参考文献：

[1]任海亮.土木工程的现状与未来发展趋势综述[J].四川水泥，2015，（06）：37. [2]刘辉.中国高速铁路的创新与发展[J].领导科学论坛，2018，（12）：42-62. [3]张辉.当前高铁新城发展中存在的缺陷以及对策[J].中华建设，2018，（07）：84-85. [4]徐志彪.建筑施工中混凝土对环境的污染研究[J].科技风，2018，（19）：109. [5]黄俊辉，肖翔，康洪军等.中国高铁动车组创新发展的对策研究[J].城市公共交通，2018，（05）：27-31.

[6]雷成就.如何提高城市地下空间排水系统设计要点分析[J].工程建设与设计，2017，（10）：70-71.

（作者单位：江西省赣州市赣州中学）