土木工程施工未来在防治灾害上的发展

Question

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Answer 1

“在五千年发展史中，人类遇到了无数次的各种灾害。但是，在这些灾害中，还有一类危害极大、影响极广的灾害迄今尚未被人类所认识。这个灾害就是‘土木工程灾害’。”地震与防灾工程专家、中国工程院院士谢礼立的这一观点在当天座谈会上引起了很多院士的共鸣。

　　谢礼立认为，虽然没有土木工程就不会有现今的人类文明，但是土木工程在带来文明的同时，也给人类带来了灾难。土木工程灾害产生的机理是，由于人们不当的知识——选址、设计、施工、使用和维护导致所建造的土木工程不能抵御突发的载荷，而致使土木工程失效和破坏，乃至倒塌而造成了灾害。这些土木工程包括所有的建筑，地上和地下的土木设施，铁路、水库、隧道以及各种港口、矿山和工厂等。

　　“包括四川汶川县地震等在内的地震灾害是典型的土木工程灾害。此外，风灾、滑坡、泥石流、煤气管线爆炸、地下水管爆裂、煤矿塌陷、溃坝等也都属于土木工程灾害的范畴。”谢礼立指出，减轻这种灾害的主要手段和手法是科学的土木工程方法，即注意对工程进行正确的选址、施工、设计、加固、维护和保养等。

　　“一个国家的防灾减灾工作做得好或不好，就是要看这个国家是‘灾前忙’还是‘灾后忙’。”谢礼立强调。这次汶川地震发生后，当地损失惨重，从某种程度上也反映了我国的灾前预防工作还不到位，在防震减灾方面仍存在很大问题。

　　谢礼立认为，在这次地震中我们应当接受这样的教训：要将减轻地震灾害的重点放在土木工程减灾方法上来，因地制宜地发展有助于土木抗震的经济有用的方法和技术；要重视人类居住环境的选择，尽量将居住地点选在安全的地带和地段上，适当避开活动的断层及容易发生滑坡、泥石流等灾害的恶劣环境；要重新审视和总结我国目前的防震减灾体制及思路，调整我国防震减灾工作的技术路线等。

　　“组织指挥要统一”

　　“就医疗卫生工作而言，目前最关键的措施有两个：救治伤病员和防疫。”营养与食品安全专家、中国工程院院士陈君石表示。

　　他认为，这次抗震救灾中的救治伤病员工作是一个相对长期的任务。在专业人员方面，开始主要是外科和骨科医生，很快就会需要肾透析和呼吸机等比较复杂的医疗救治。在地震灾情严重的地区，当地医院很快就会人满为患，届时，需要安排附近的城市医院来容纳更多的伤病员。除了专业人员、医院、设备这些必要条件外，后勤供应（包括药品、消费品等）也是关键。

　　此外，在着手进行紧急救治时，“防疫战”也要全面开打，以预防和控制传染病的流行。在这方面，主要是保证饮用水、食物和环境的卫生。其中，饮水净化和消毒是最关键的。如果没有冲水厕所，则粪便消毒也十分重要。在有水的情况下，要注重个人卫生，包括认真洗手。另外，对居住环境进行定期消毒，对于控制传染病的传播也很有必要。

　　野战外科专家、中国工程院院士王正国强调：“对于救灾时的急救医疗工作而言，统一的组织指挥非常重要。”此时，应该在指挥部统一领导下，成立临时急救医疗领导小组，负责指挥和协调灾区所有医疗卫生力量。一般来说，领导小组应由军队和地方医疗卫生部门的负责人组成，下设医疗救护组、伤员后送组、卫生防疫组、药材供应组和通信联络组。救治工作应分为三级：第一级为现场抢救，包括进入灾区后搜寻和发现伤员、指导自救互救等；第二级为早期救治，位置离现场不远，对现场送来的伤员进行检伤分类和早期应急处理；第三级是专科治疗，将病人送至离地震现场较远的地方进行救治。

　　“统筹考虑灾害防治”

　　这次地震灾难反映出我国在防灾救灾方面还尚未建立起成熟、高效的应急体制和机制，这表现在通信、医疗、交通等多个方面。在此次座谈会上，这一观点成为院士们的共识。此外，如何加强土木工程、水利、交通和通信等设施的防灾、抗灾能力也是院士们关注的热点话题之一。

　　王正国建议，相关部门在“和平时期”就应该设计出发生地震灾害时的救治预案，确定指挥和专业技术人员，专门储存物资装备、通信器材等。相关人员要进行模拟训练，做到各司其职、忙而不乱。对有保存期限的药品等物资要作定期检查，及时更换将过期的物品。

　　此次地震中出现的中小学校教学楼倒塌情况已引起了普遍关注。包括杨秀敏、黄熙龄等在内的多位中国工程院院士均表示，应当把对中小学教学楼质量问题的认识提高到一个新的高度，使其防震抗灾能力能够得到更加有效的保证。另外，院士们认为，由发展中国家的国情决定，我国应该统筹考虑灾害防治问题，提出综合治理的解决办法。一味增加土木、水利等工程的抗震系数并不是一个非常具有操作性的做法，更重要的是要通过一些简单、经济的手段，来有效提高工程设施的防震抗灾能力。同时，还要切实加强建筑工程的规范性。

Answer 2

灾害的定义是一切对自然生态、人类社会的物质和精神文明建设，尤其是生命财产安全造成危害的天然和社会事件，例如地震、火灾等；灾害分为地表灾害、地质构造灾害、生物灾害、人为灾害等，而且灾害具有永久性、突发性、频繁性、不确定性、周期性、不重复性、广泛性、区域性等，因此加强对灾害的预防十分必要。他从地震中被损坏的房屋建筑出发，指出土木工程既是自然灾害的客体（即土木工程在自然灾害中被破坏），又是自然灾害延伸的主体（即土木工程在自然灾害中被破坏，造成财产的损失）。他认为，灾害中房屋的轮廓、体形、结构体系往往是遭受灾害严重的部分，多层砖瓦结构建筑在震后往往表现为窗间墙或窗下墙的交叉裂缝，而我们的抗震防灾的方针是“预防为主”，因此要加强地震的观测和强震预报工作，要坚持“小震小坏，中震可修，大震不倒”的原则对土木设施进行抗震设防。土木工程在灾害中有利于提高公共产品的可靠度，在灾害来临时提供专业的救助办法，最大限度的减少人员伤亡，在灾后对快速修复有重要作用，因此一定要提高专业素养，争取用所学为救灾工作献一份力，造福人民。他还说，政府在灾害中应在指导思想上把提高公共物品的可靠度提升到一个新的高度，要保证公共物品的质量，特别是学校的建筑质量。从1970年唐山大地震中政府的反应到去年的冰灾、现在的震灾中政府的作为体现出政府在处理灾害的过程中坚持着“以人为本”的原则，政府正在进步，我们每个人都应该相信我们一定能战胜灾难。

虽然中国今年多灾多难，但是“神州大地，改革开放，以民为本，一定会万古常青”。

　　　　

Answer 3

就加固材料来说，目前仅仅是用钢材作为加固介质。钢筋砼结构加固的方法有很多种，20世纪90年代以来主要是置换法、绕丝法，粘钢等方法，在此不赘述。翻阅国内外近十年的有关论著和文献，现在已较多地开始研究粘贴复合材料来加固梁柱等结构。与钢相比，用复合材料对结构进行加固具有如下优点：自重轻、厚度小；任意长度，免搭接；材料不用预加工；板材允许交叉；极高的强度；可采用不同模量的产品；突出的抗疲劳能力；结构物不用预处理就可以覆盖；抗腐蚀；施工时对环境无特殊要求等。而粘结剂同样具有如下优点：高强度、高模量；基材可以是混凝土、砌体结构、木结构等多种结构建材；永久荷载下抗蠕变；抗腐蚀；符合环保要求等。
　　因为复合材料具有钢所不具有的抗腐蚀性，较高的强重比和抗疲劳能力，在加强钢砼结构时，不增加梁的高度和柱的截面，不影响使用和美观，所以越来越得到普遍的重视，目前的机理性工作基本上还处于实验室阶段，而走向市场的成熟产品，其设计依据主要还是依赖试验。
　　在对复合材料作为加固介质进行力学特性研究的同时，也同时开展了加固技术的研究。目前，国外用复合材料对混凝土结构进行加固已形成为成熟的产品，已实施了对各种建筑结构、桥梁结构等进行了加固，延长了结构的使用寿命，节约了大量的资金。例如：加拿大温尼伯市污染控制中心屋顶的增强加固；日本大坂海湾大桥的增强加固；意大利民居的混凝土梁加固、阳台加固；捷克一家儿童医院屋顶的加固等等。我国也已开始采用复合材料对土建结构进行加固的研究，如上海市民防科学研究所隶属的上海伽锢建筑材料有限公司联合瑞士联邦建材检测实验室(SikaA和EMPA)，向中国市场推出的CarboDur/SikaWrap 系列产品，用于对混凝土结构、木结构和砌体结构进行外部粘贴加固等。当前，多为采用进口复合材料和粘结剂进行加固，因此使得结构物的加固成本很高，而采用我国自行制造的复合材料和粘结剂还比较少见，另外黏合剂的抗高温特性也是当前加固行业中主要没有解决好的问题，这对于推广这一技术是十分不利的。因此尽快地研究与开发我国自行制造的加固用复合材料与粘结剂，已是这一领域迫在眉睫的课题。