碳排放技術(shù)范文
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篇1
關(guān)鍵詞:經(jīng)濟(jì)增長率 碳排放增長率 技術(shù)進(jìn)步
研究背景
我國在2009年3月了《2009中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報告》,提出了到2020年單位GDP的CO2排放量比2005年下降40%-50%的目標(biāo)。設(shè)要完成的目標(biāo)為n,即有下式:
(1)
對(1)式變形得:
(2)
(2)式反映的是以2005為基期的碳排放的定期增長率與經(jīng)濟(jì)的定基增長率之間的關(guān)系,由于我國是發(fā)展中國家,在降低碳排放的過程中,還要繼續(xù)保持經(jīng)濟(jì)的增長,而目前階段我國經(jīng)濟(jì)的增長必然會帶動碳排放量的增加,對這一命題很多學(xué)者研究我國經(jīng)濟(jì)增長與碳排放量的關(guān)系中已得到確定(徐國泉、劉則淵,2006;楊子暉,2011;林伯強(qiáng)、蔣竺均,2009),因此為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),需注重經(jīng)濟(jì)與碳排放量增長速度的關(guān)系。此外還要考慮影響這二者的主要因素—技術(shù)進(jìn)步,大量的研究表明,技術(shù)進(jìn)步可以通過各種途徑降低碳排放量,是碳排放負(fù)向驅(qū)動力的主要因素(申萌、李凱杰等,2012;李國志、李宗植,2010;莊貴陽,2007;何建坤,2009;徐匡迪,2011;魏巍賢、楊芳,2010),而技術(shù)進(jìn)步無論作為外生因素,還是內(nèi)生因素,對經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長都起著關(guān)鍵性的作用。鑒于此,本文嘗試分析我國碳排放增長率與經(jīng)濟(jì)增長率和技術(shù)進(jìn)步的關(guān)系。
理論模型
碳排放來源于能源的消費(fèi),而能源的消費(fèi)又促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)增長,因此本文將能源作為經(jīng)濟(jì)增長的生產(chǎn)要素, 假定i地區(qū)在t時間的C-D生產(chǎn)函數(shù)為:
Yit=AitγKitαLitβEitλ (3)
其中Y為產(chǎn)出,K為資本存量,L為勞動投入量,E為能源投入量,A為技術(shù)系數(shù)。參數(shù)α、β、γ、λ分別為資本、勞動、技術(shù)和能源的產(chǎn)出彈性。用p表示產(chǎn)品價格,根據(jù)廠商利潤最大化原則,勞動的邊際產(chǎn)品價值等于工資w,資本的邊際產(chǎn)品價值等于資本的成本r,能源的邊際產(chǎn)品價值等于能源價格指數(shù)e,即:
(4)
(5)
(6)
由(4)、(5)、(6)式可以得到和,將其帶入(3)式可得: (7)
將(7)式進(jìn)行整理,得到能源消費(fèi)的基本模型為:
(8)
其中,,。CO2排放量=cE,其中c是能源的碳排放系數(shù),一般情況下為常數(shù),因此(8)式可以寫成下式:
(9)
(9)式兩邊同時對時間t求導(dǎo),得到增長率的方程如下:
(10)
(10)式反映的是碳排放增長率由經(jīng)濟(jì)增長率與技術(shù)進(jìn)步所決定的,基于研究背景中所關(guān)心的重點(diǎn)和取對數(shù)盡可能的消除異方差,并考慮到其它影響碳排放增長率的隨機(jī)因素,本文用以下方程進(jìn)行分析:
(11)
本文中碳排放和經(jīng)濟(jì)的增長率分別用c_ch、gdp_ch表示,技術(shù)進(jìn)步用tfp_ch來表示,則(11)式變?yōu)椋?/p>
(12)
指標(biāo)的計算及數(shù)據(jù)處理說明
技術(shù)進(jìn)步指標(biāo)的計算用考慮能源要素投入的全要素生產(chǎn)率來表示,選取基于動態(tài)非參數(shù)前沿生產(chǎn)面的DEA-Malmquist方法來測算全要素生產(chǎn)率。要素投入用各地區(qū)資本存量、從業(yè)人口數(shù)量和能源消費(fèi)量來表示,產(chǎn)出用經(jīng)過價格指數(shù)平減的地區(qū)GDP表示。資本存量借鑒張軍等(2004)采用的永續(xù)盤存法進(jìn)行估算,全要素生產(chǎn)率的計算結(jié)果如表1所示。
IPCC的CO2排放量的計算公式為,Q為碳排放量;Fi是燃料i消費(fèi)量;Fi表示某化石能源的燃消耗量,計算公式為:Fi=火力發(fā)電量+供熱量+終端消費(fèi)量-用作原料量,其中i表示能源消費(fèi)種類。包括原煤、洗精煤、其他洗煤、型煤、焦炭、焦?fàn)t煤氣、其他煤氣、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、煉廠干氣、天然氣、其他石油制品、其他焦化產(chǎn)品共17種。分別對應(yīng)的碳排放系數(shù)為:1.978、2.491、1.329、1.550、3.044、7.978、7.978、3.067、2.985、3.08、3.159、3.235、3.165、2.651、21.84、2.76、3.044,單位為:萬噸/萬噸或萬噸/億立方米。EFi是燃料i的二氧化碳排放系數(shù)。
本文經(jīng)濟(jì)增長率與碳排放增長率用以2000年為基期的定基增長率來表示,此外技術(shù)進(jìn)步是個逐漸累積的過程,因此,同樣采用以2000年為基期進(jìn)行處理,本文的數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》和《中國能源統(tǒng)計年鑒》。
長期協(xié)整分析
(一)面板單位根檢驗(yàn)
為了避免面板數(shù)據(jù)模型估計中出現(xiàn)“虛假回歸問題”,確保估計結(jié)果的有效性,必須對各面板數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性進(jìn)行檢驗(yàn)。文中采用五種單位根檢驗(yàn)方法(LLC檢驗(yàn)、IPS檢驗(yàn)、Breitung檢驗(yàn)、FisherADF這PP檢驗(yàn)和Hadri檢驗(yàn))對lngdp_ch、lnc_ch、lntfp_ch進(jìn)行單位根檢驗(yàn)。
由表2可知,對lngdp_ch、lntfp_ch和lnc_ch的水平值檢驗(yàn)時,在多數(shù)檢驗(yàn)方法下,不能完全拒絕“存在單位根”的原假設(shè)(5%顯著水平),表示這三個變量是非平穩(wěn)的;對它們的一階差分變量進(jìn)行單位根檢驗(yàn)時,各個變量均顯著地拒絕“存在單位根”的原假設(shè)。因此可以認(rèn)為lngdp_ch、lntfp_ch和lnc_ch都是一階單整序列。
(二)面板協(xié)整檢驗(yàn)
Kao(1999)、Kao and Chiang(2000)利用推廣的DF和ADF檢驗(yàn)提出了檢驗(yàn)面板協(xié)整的方法,其零假設(shè)是沒有協(xié)整關(guān)系;Pedroni(1999)在零假設(shè)是動態(tài)多元面板回歸中沒有協(xié)整關(guān)系的條件下給出了七種基于殘差的面板協(xié)整檢驗(yàn)方法,本文采用Pedroni檢驗(yàn)和Kao檢驗(yàn)。
由表3可知,盡管Pedroni檢驗(yàn)中沒有通過Panel rho- statistic和Group rho- statistic檢驗(yàn),但其它的檢驗(yàn)全部通過,并且在T
(三) 協(xié)整方程及結(jié)果分析
通過Wald F檢驗(yàn)、LM檢驗(yàn)和Hausman檢驗(yàn),均拒絕原假設(shè),表示應(yīng)選擇固定效應(yīng)模型,因此協(xié)整方程如下式:
lnc_ch=0.8037* lngdp_ch-0.5078 lntfp_ch
(0.033) (0.151)
+0.0418 (13)
(0.013)
[24.750***] [-3.360***] [3.110***]
小括號內(nèi)為聚類穩(wěn)健的標(biāo)準(zhǔn)差,中括號內(nèi)為z統(tǒng)計量的值,表明各變量協(xié)整關(guān)系顯著。從協(xié)整方程(13)式可得,經(jīng)濟(jì)增長率和技術(shù)進(jìn)步每提高1個單位,碳排放增長率分別提高0.8037和-0.5078個單位,表明在經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速增長的前提下,我國的碳排放量一定會增加,但經(jīng)濟(jì)與碳排放哪一個增加得快取決于技術(shù)的進(jìn)步。就《2009中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報告》中所提的目標(biāo)而言,假設(shè)經(jīng)濟(jì)增長率保持在8%水平上,要實(shí)現(xiàn)下降40%的目標(biāo),就要求每年碳排放的增長率至多為4.38%。根據(jù)協(xié)整方程,當(dāng)gdp_ch等于217.22%時,不考慮技術(shù)進(jìn)步,碳排放增長率為194.49%,即平均每年碳排放增長7.47%,大于4.38%水平。因此為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),技術(shù)進(jìn)步增長率相對2005年應(yīng)等于或大于452.82%,即平均每年至少增長12.07%。
短期動態(tài)分析
(一)Granger因果關(guān)系分析
lngdp_ch、lnc_ch和lntfp_ch之間存在協(xié)整關(guān)系,所以至少存在單向的因果關(guān)系,將lnc_ch、lngdp_ch和lntfp_ch寫成如下的面板誤差修正模型:
(14)
(15)
(14)式和(15)式中,表示一階差分運(yùn)算,ECMi,t-1表示長期均衡誤差,本文取k=1得到兩個方程的估計結(jié)果如表4所示。
由表4可知,λ1和λ2在1%水平上顯著不為零且為負(fù),說明反向誤差修正機(jī)制成立和技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)增長率的變動是碳排放增長率長期變動的Granger原因;γ4j在1%的水平上顯著也不為零,說明經(jīng)濟(jì)增長率的變動是碳排放增長率短期變動的Granger原因。γ2j雖然不為零,但并不顯著,說明技術(shù)進(jìn)步在短期對碳排放增長率的影響不一致,通過下面的分析,將闡明這一短期影響。
(二)面板向量自回歸(Panel VAR)模型
面板向量自回歸(Panel VAR)模型可以寫成:。
其中Vi,t是一個包含所有內(nèi)生變量的向量,本文選用(lnc_ch,lngdp_ch, lntfp_ch)。ηj表示個體效應(yīng),φi表示時間效應(yīng),εi,t是被假設(shè)為服從正態(tài)分布的隨機(jī)擾動,結(jié)合以上對面板模型選擇的檢驗(yàn)結(jié)果,本文考慮個體效應(yīng),但不考慮時間效應(yīng)。Panel VAR模型識別的條件是T>2m+3,其中T是選取的時間長度,m是滯后階數(shù)。對于滯后階數(shù)的選擇,本文參考脈沖響應(yīng)函數(shù)圖是否收斂來選擇,經(jīng)過不斷修正,選擇滯后階數(shù)為1階,因此T=10也滿足Panel VAR模型的識別條件。Panel VAR模型脈沖響應(yīng)分析使用蒙特卡洛實(shí)驗(yàn)生成脈沖響應(yīng)誤差,設(shè)置蒙特卡洛實(shí)驗(yàn)重復(fù)500次,得到如圖1所示的脈沖響應(yīng)函數(shù)圖。
由圖1可知,經(jīng)濟(jì)增長率一個標(biāo)準(zhǔn)差的沖擊對碳排放增長率當(dāng)期沒有影響,進(jìn)而逐漸增大,在第1期到達(dá)最大值,且第2期與第1期的水平相近,第2期之后,逐漸減少,在第6期后趨于平穩(wěn)。因此經(jīng)濟(jì)增長率對碳排放增長率的影響是滯后的,當(dāng)年經(jīng)濟(jì)增長率的提高并不能引起當(dāng)年碳排放增長率的提高。這是因?yàn)榈秃哪芎偷蛷?qiáng)度的產(chǎn)業(yè)對我國經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)越來越大。2000-2010年,我國第三產(chǎn)業(yè)和第二產(chǎn)業(yè)的能源強(qiáng)度平均為0.28和5.56,而第三產(chǎn)業(yè)和第二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重平均每年的增長率為16.2%和15.5%。因此第三產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟(jì)增長率的貢獻(xiàn)要大于第二產(chǎn)業(yè)且第三產(chǎn)業(yè)的能源強(qiáng)度要遠(yuǎn)小于第二產(chǎn)業(yè),所以當(dāng)年經(jīng)濟(jì)增長率的提高并不能顯著地引起當(dāng)年碳排放增長率的增高,但無論如何,下一年的GDP要高于當(dāng)期的,需要更多的能源,因此碳排放增長率也增加。
技術(shù)進(jìn)步對碳排放增長率一個標(biāo)準(zhǔn)差的沖擊在當(dāng)期沒有影響,在第1期達(dá)到最小值,且為負(fù)值,以后逐漸增大,在第3期等于0,繼而轉(zhuǎn)為正,且趨于平穩(wěn),說明我國短期內(nèi),技術(shù)進(jìn)步對碳排放的影響不一致,在前3期的影響為負(fù),而在3期之后影響為正,即技術(shù)進(jìn)步對碳排放在短期中存在“回彈效應(yīng)”,這與很多作者的研究結(jié)論相同(徐士元,2009;王群偉、周德群等,2009;周勇、林源源,2007)。但技術(shù)進(jìn)步對碳排放的正驅(qū)動比較小,連續(xù)的技術(shù)進(jìn)步對碳排放增長率的負(fù)沖擊效應(yīng)大于正的效應(yīng),因此在長期中,技術(shù)進(jìn)步對碳排放增長率有抑制作用,這與協(xié)整方程得出的結(jié)論一致。
技術(shù)進(jìn)步對經(jīng)濟(jì)增長率一個標(biāo)準(zhǔn)差的沖擊在當(dāng)期和第1期都為0,之后逐漸增加,在第3期達(dá)最大值,且在略低于最大值的水平上趨于穩(wěn)定。技術(shù)進(jìn)步是個累積的過程,由于我國處于改革開放轉(zhuǎn)型時期,主要還是以粗放式的經(jīng)濟(jì)增長方式為主,當(dāng)期的技術(shù)進(jìn)步對經(jīng)濟(jì)增長率的影響并不是明顯,但隨著技術(shù)水平的不斷提高,技術(shù)累積的程度越高,技術(shù)進(jìn)步對經(jīng)濟(jì)增長率的影響增加。這與技術(shù)進(jìn)步對碳排放增長率的影響不一致,技術(shù)進(jìn)步對碳排放增長率的負(fù)驅(qū)動在第1期就達(dá)到最小值,要快于技術(shù)進(jìn)步對經(jīng)濟(jì)增長率的影響,因此可以抑制碳排放的增長率。此外這也解釋了技術(shù)進(jìn)步對碳排放增長率為什么在第3期后趨于正,是因?yàn)樵诘?期之后,技術(shù)進(jìn)步提高了經(jīng)濟(jì)增長率,經(jīng)濟(jì)的增長需要消費(fèi)更多的能源,從而碳排放增長率也相應(yīng)地提高,即“回彈效應(yīng)”。
結(jié)論
本文通過分析《2009中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報告》所提出的2020年單位GDP的CO2排放量比2005年下降40%-50%的目標(biāo),將實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵點(diǎn)著眼于經(jīng)濟(jì)增長速度與碳排放量增加速度的關(guān)系上。此外考慮影響這兩者的一個“工具”,即技術(shù)進(jìn)步。通過理論模型的推導(dǎo),建立這三者的面板數(shù)據(jù)模型,分別從長期是否協(xié)整,如果協(xié)整,短期如何波動的思路分析了這三者的關(guān)系,得出以下結(jié)論:碳排放增長率、經(jīng)濟(jì)增長率和技術(shù)進(jìn)步存在長期的協(xié)整關(guān)系,經(jīng)濟(jì)增長率變動1個單位,碳排放增長率變動0.8037個單位,技術(shù)進(jìn)步變動1個單位,碳排放增長率變動-0.5078個單位,因此從長期而言,提高技術(shù)進(jìn)步可以有效地降低碳排放。就短期而言,經(jīng)濟(jì)增長率的變動是碳排放增長率變動的Granger原因,經(jīng)濟(jì)增長率對碳排放增長率的影響是“滯后”的。而技術(shù)進(jìn)步不是碳排放增長率變動的Granger原因,通過分析脈沖響應(yīng)函數(shù)可知,是因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步對碳排放增長率的影響存在“回彈效應(yīng)”,在預(yù)期的第1-2期為負(fù),但在第3期之后變?yōu)檎?,而且持續(xù)的時間比較長。此外,分析得出,技術(shù)進(jìn)步在預(yù)測的第1-3期對碳排放增長率的負(fù)影響要大于對經(jīng)濟(jì)增長率的正影響,因此,即使“回彈效應(yīng)”的存在,不斷的技術(shù)進(jìn)步?jīng)_擊還是可以降低碳排放的增長率,這就反映在長期的協(xié)整方程中。
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篇2
關(guān)鍵詞:柴油機(jī) 噴油系統(tǒng) 排放控制
柴油機(jī)的有害排放取決于柴油機(jī)混合氣形成及氣缸內(nèi)燃燒過程,而這些歸根到底是由噴油、氣流、燃燒系統(tǒng)以及缸內(nèi)工作特質(zhì)的配合所決定的。柴油機(jī)凈化的關(guān)鍵,是如何有效地消除NOχ(氮氧化物)和微粒碳煙的生成量。而這兩項(xiàng)排放物的生成規(guī)律常常是互相矛盾的。因此,任何一個單項(xiàng)措施總有它的負(fù)面影響。人們總是在采取某項(xiàng)措施的同時,應(yīng)用另一項(xiàng)措施來加以補(bǔ)救和平衡。最后,常常是多項(xiàng)措施的綜合應(yīng)用,才使排放性能達(dá)到一個新的水平。柴油機(jī)是一個多性能、多工況、多因素綜合影響的統(tǒng)一體,再加上各種各樣的排放凈化措施,如何進(jìn)行選優(yōu)、折中和綜合控制是一個極為困難和復(fù)雜的問題。柴油機(jī)的電子控制和綜合管理是有效解決這一問題的最佳途徑,也是使各種機(jī)內(nèi)凈化措施得以充分發(fā)揮效用的保證。在所有凈化措施中,噴油系統(tǒng)的改進(jìn)無疑是最為重要的環(huán)節(jié)。
農(nóng)業(yè)機(jī)械使用的柴油機(jī)中常用的燃油噴射系統(tǒng)有兩大類,直列泵系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子分配泵系統(tǒng)。直列泵系統(tǒng)包括直列多缸泵、單體泵和泵噴嘴系統(tǒng),多用于大、中型農(nóng)業(yè)機(jī)械的柴油機(jī)上。轉(zhuǎn)子分配泵系統(tǒng)有端面凸輪驅(qū)動的VE泵系統(tǒng)和內(nèi)凸輪驅(qū)動的徑向?qū)χ弥到y(tǒng),多用于小型農(nóng)業(yè)機(jī)械的高速柴油機(jī)上。上述各系統(tǒng)都是應(yīng)用柱塞往復(fù)運(yùn)動、脈動供油的方式工作。以下是五種控制柴油機(jī)排放的具體措施:
一、推遲噴油提前角降低NOχ排放
噴油提前角是噴油始點(diǎn)早于氣缸壓縮上止點(diǎn)的角度。柴油機(jī)都要求噴油提前,這是因?yàn)閺膰娪偷街鹑紵幸欢螠计?,為保證實(shí)際燃燒放熱中心能接近上止點(diǎn),避免燃燒拖后,經(jīng)濟(jì)性下降,因此,柴油機(jī)噴油要提前。單從動力性、經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā),最佳提前角隨轉(zhuǎn)速上升而增大,隨負(fù)荷加大而略有增加。農(nóng)用柴油機(jī)因?yàn)樵趯拸V的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作,所以在大、中型農(nóng)業(yè)機(jī)械的柴油機(jī)上有專設(shè)的轉(zhuǎn)速自動提前裝置來滿足此要求。同一工況,若提前角改變,會使滯燃期改變。一般推遲噴油時,因初期噴油更接近上止點(diǎn),故缸內(nèi)壓力、溫度較高,滯燃期縮短。其結(jié)果是滯燃期的預(yù)混噴油量減少。當(dāng)然,若噴油太遲,使滯燃期挪到上止點(diǎn)之后,則缸內(nèi)壓力、溫度未必上升。這種情況一般難于碰到。預(yù)混燃燒階段是影響NOχ排放最重要的時期。預(yù)混油量及混合氣量的減少將使速燃期中壓力、溫度上升程度降低,從而大大減少NOχ的排放量。同時,由于壓力升高率的下降,噪聲也大大降低。因此推遲噴油提前角這一措施,是最早應(yīng)用的有效降低NOχ排放和噪聲的對策。推遲噴油,直噴機(jī)的NOχ大幅下降,而間接噴射式渦流室柴油機(jī)的下降幅度則小一些。但是噴油過遲,則燃油消耗率和煙度均會惡化,對CO和HC也有不利影響。油耗和煙度的惡化是噴油推遲,燃燒跟著推遲以及緩燃期油量增加,燃燒時期也拉長的必然結(jié)果。早期控制排放的措施不多,為了排放達(dá)標(biāo),不得不犧牲經(jīng)濟(jì)性能。近期已可通過提高噴射壓力等多種辦法來綜合解決這一問題。
二、燃油高壓噴射降低微粒碳煙排放
近年來,提高噴油壓力的高壓噴射措施,日漸成為直噴式柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化的最佳手段。而間接噴射式柴油機(jī),由于主要依靠氣流進(jìn)行霧化、混合,所以對噴油壓力要求較低。在循環(huán)噴油量及噴孔大小和分布不變的情況下,提高噴油壓力就是加大噴油速率,它直接產(chǎn)生兩方面的效果。
1.降低微粒碳煙的排放量
可以看出,噴油壓力增高,則粒徑減小,貫穿距加大,霧錐角加大,噴霧區(qū)的總?cè)莘e也跟著加大,再加上紊流的增強(qiáng),這些都直接促進(jìn)了燃油與空氣的混合。其直接效果是降低了每一時刻濃混合氣成分的比例,使生成微粒碳煙的范圍自然縮小。即使不可避免仍有過濃混合氣出現(xiàn),但因粒子小,周圍空氣多,也會加快燃燒和氧化速率,使碳煙形成之初就被加速氧化。所以高壓噴射必然使微粒碳煙排放降低。
2.降低燃油消耗率
噴油速率增大必然縮短噴油時間,燃燒加速,使燃燒放熱更集中于上止點(diǎn)附近,從而降低了燃油消耗率。高壓噴射降低煙度和油耗的優(yōu)點(diǎn),恰恰彌補(bǔ)了推遲噴油所帶來的缺點(diǎn)。反過來,高壓噴射不可避免地使混合氣快速變稀,燃燒加速,溫度上升,從而NOχ排放必然有所增大。這一缺陷又會被推遲噴油,降低的NOχ功效所彌補(bǔ)。但是,高壓噴射并沒有過大削弱推遲噴油,減小滯燃期噴油量所帶來的改善NOχ排放的顯著效果。因此若兩種措施同時應(yīng)用,進(jìn)行合理調(diào)配后,NOχ和微粒碳煙排放都會同時降低。
三、噴油率控制技術(shù)
廣義的噴油率控制,指的是噴油規(guī)律控制,它包括定時(噴油提前角)控制、噴油期長短控制和噴油率大小控制。此處撇開噴油定時,單指在定時和循環(huán)油量不變時,噴油長短和噴油率大小的控制。噴油率是除混合氣形成因素外,對燃燒過程又一重大的影響因素。當(dāng)然,噴油率本身也和混合氣形成是密不可分的。可以設(shè)想,如噴油時期控制得很長,即使大幅度提高噴油壓力,也無法縮短放熱和燃燒時間;又如,初期噴油量很大,即使推遲噴油,也無法把NOχ和噪聲降得很低。反過來,如能把初期噴油量控制得很小,就是不推遲噴油,也可達(dá)到同樣效果。可見,噴油率若能控制,將極富成果,因此,它成為近年來噴油系統(tǒng)研究、開發(fā)的熱門課題。
理想的噴油率可分為三個時期,即噴油初期,噴油中期,噴油后期。理想的噴油率一般公認(rèn)為:初期要求噴油率低,噴油量少,以降低NOχ和噪聲;中期要求短而高的噴油率段,以提高噴油壓力,縮短緩燃期,促進(jìn)混合氣形成,使微粒碳煙排放和耗油率降低;后期則要求迅速結(jié)束噴油,以減少后燃油量和促進(jìn)碳煙氧化。噴油中期的控制,一般是通過提高噴油壓力來實(shí)現(xiàn)??刂瞥跗趪娪吐实闹饕夹g(shù)有:機(jī)械式預(yù)噴射裝置,雙彈簧噴油器,電控噴油系統(tǒng)控制預(yù)噴射。大量試驗(yàn)結(jié)果表明,要獲得良好的效果,預(yù)噴射油量、主預(yù)噴射的間隔角度以及油量和時間的控制精度都有嚴(yán)格的規(guī)定。只有電控高壓共軌式噴油系統(tǒng)才能全面滿足這些要求。末期噴油段要求迅速關(guān)閉,可以通過減輕油嘴往復(fù)運(yùn)動部分(針閥、推桿、彈簧)的質(zhì)量,加速針閥關(guān)閉速度來控制。這就是已廣泛推廣使用的低慣量噴油器和小型噴油器。此外,增大針閥開啟壓力也可加速針閥落座。但是真正有效控制手段,仍是使用電磁閥電控噴射系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)迅速斷油。
四、小直徑、多噴孔加速霧化混合
在噴油速率不變情況下,可以通過減小噴孔直徑,增加噴孔數(shù)目,使噴注在燃燒室內(nèi)分布更均勻、更充滿的方法,來加速油、氣混合,獲得較好排放效果。六孔噴油嘴與四孔噴油嘴相比,六孔的總混合容積加大,單個噴注較窄,芯部濃混合氣易于擴(kuò)散、燃燒。這些都與加大噴油壓力的效果相似。增加噴孔數(shù)后,可以降低對氣流的要求。渦流比可以減小,從而改善了燃油經(jīng)濟(jì)性。若噴孔過多,由于貫穿不足和相鄰噴注的干擾,反而有不利效果。
篇3
【關(guān)鍵詞】柴油機(jī);排放控制;措施
柴油機(jī)的有害排放取決于柴油機(jī)混合氣形成及缸內(nèi)燃燒過程,而這些歸根到底是由噴油、氣流、燃燒系統(tǒng)以及缸內(nèi)工作特質(zhì)的配合所決定的。柴油機(jī)凈化的關(guān)鍵,是如何有效地消除NOχ和微粒碳煙的生成量。恰恰這兩項(xiàng)排放物的生成規(guī)律常常是互相矛盾的。因此,任何一個單項(xiàng)措施總有它的負(fù)面影響。人們總是在采取某項(xiàng)措施的同時,應(yīng)用另一項(xiàng)措施來加以補(bǔ)救和平衡。最后,常常是多項(xiàng)措施的綜合應(yīng)用,才使排放性能達(dá)到一個新的水平。柴油機(jī)是一個多性能、多工況、多因素綜合影響的統(tǒng)一體,再加上各種各樣的排放凈化措施,如何進(jìn)行優(yōu)選、折中和綜合控制是一個極為困難和復(fù)雜的問題。柴油機(jī)的電子控制和綜合管理是有效解決這一問題的最佳途徑,也是使各種機(jī)內(nèi)凈化措施得以充分發(fā)揮效用的保證。在所有凈化措施中,噴油系統(tǒng)的改進(jìn)無疑是最為重要的環(huán)節(jié)。
車用柴油機(jī)中常用的機(jī)械燃油噴射系統(tǒng)有兩大類,直列泵系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子分配泵系統(tǒng)。直列泵系統(tǒng)包括直列多缸泵、單體泵和泵噴嘴系統(tǒng),多用于大、中型車用柴油機(jī)上。轉(zhuǎn)子分配泵系統(tǒng)有端面凸輪驅(qū)動的VE泵系統(tǒng),和內(nèi)凸輪驅(qū)動的徑向?qū)χ弥到y(tǒng),多用于輕型客車和柴油轎車的小型高速柴油機(jī)上。上述各系統(tǒng)都是應(yīng)用柱塞往復(fù)運(yùn)動、脈動供油的方式工作。以下是五種控制柴油機(jī)排放的具體措施:
一、推遲噴油提前角降低NOχ排放
噴油提前角是噴油始點(diǎn)早于汽缸壓縮上止點(diǎn)的角度。柴油機(jī)都要求噴油提前,這是因?yàn)閺膰娪偷街鹩幸欢螠计冢瑸楸WC實(shí)際燃燒放熱中心能接近上止點(diǎn),避免燃燒拖后,經(jīng)濟(jì)性下降,所以噴油要提前。單從動力、經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā),最佳提前角隨轉(zhuǎn)速上升而增大;隨負(fù)荷加大而略有增加。車用柴油機(jī)因?yàn)樵趯拸V的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作,所以有專設(shè)的轉(zhuǎn)速自動提前裝置來滿足此要求。同一工況,若提前角改變,會使滯燃期改變。一般推遲噴油時,因初期噴油更接近上止點(diǎn),故缸內(nèi)壓力、溫度較高,滯燃期縮短。其結(jié)果是滯燃期的預(yù)混噴油量減少。當(dāng)然,若噴油太遲,使滯燃期挪到上止點(diǎn)之后,則缸內(nèi)壓力、溫度未必上升。這種情況一般難于碰到。預(yù)混燃燒階段是影響NOχ排放最重要的時期。預(yù)混油量及混合氣量的減少將使速燃期中壓力、溫度上升程度降低,從而大大減少NOχ的排放量。同時,由于壓力升高率的下降,噪聲也大大降低。因此推遲噴油提前角這一措施,是最早應(yīng)用的有效降低NOχ排放和噪聲的對策。推遲噴油,直噴機(jī)的NOχ大幅下降,而間接噴射式渦流室柴油機(jī)的下降幅度則小一些。但是噴油過遲,則燃油消耗率和煙度都會惡化,對CO和HC也有不利影響。油耗和煙度的惡化是噴油推遲,燃燒跟著推遲以及緩燃期油量增加,燃燒時期也拉長的必然結(jié)果。早期控制排放的措施不多,為了排放達(dá)標(biāo),不得不犧牲經(jīng)濟(jì)性能。近期已可通過提高噴射壓力等多種辦法來綜合解決這一問題。
二、燃油高壓噴射降低微粒碳煙排放
近年來,提高噴油壓力的高壓噴射措施,日漸成為直噴式柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化的最佳手段。而間接噴射式柴油機(jī),由于主要依靠氣流進(jìn)行霧化、混合,所以對噴油壓力要求較低。在循環(huán)噴油量及噴孔大小和分布不變的情況下,提高噴油壓力就是加大噴油速率,它直接產(chǎn)生兩方面的效果。
(一)降低微粒碳煙的排放量
可以看出,噴油壓力增高,則粒徑減小,貫穿距加大,霧錐角加大,噴霧區(qū)的總體積也跟著加大,再加上紊流的增強(qiáng),這些都直接促進(jìn)了燃油與空氣的混合。其直接效果是降低了每一時刻濃混合氣成分的比例,使生成微粒碳煙的范圍自然縮小。即使不可避免仍有過濃混合氣出現(xiàn),但因粒子小,周圍空氣多,也會加快燃燒和氧化速率,使碳煙形成之初就被加速氧化。所以高壓噴射必然使微粒碳煙排放降低。大量試驗(yàn)都證實(shí)了這一點(diǎn)。
(二)降低燃油消耗率
噴油速率增大必然縮短噴油時期,使燃燒加速,使燃燒放熱更集中于上止點(diǎn)附近,從而降低了燃油消耗率。大量試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。以上高壓噴射降低煙度和油耗的優(yōu)點(diǎn),恰恰彌補(bǔ)了推遲噴油所帶來的缺點(diǎn)。反過來,高壓噴射不可避免地使混合氣快速變稀,燃燒加速,溫度上升,從而NOχ排放必然有所增大。這一弱點(diǎn)又會被推遲噴油,降低的NOχ功效所彌補(bǔ)。應(yīng)該記住,高壓噴射并沒有過大削弱推遲噴油,減小滯燃期噴油量所帶來的改善NOχ排放的顯著效果。因此若兩種措施同時應(yīng)用,進(jìn)行合理調(diào)配后,NOχ和微粒碳煙排放都會同時降低。目前,兩種措施并用是最常見的手段。
三、噴油率控制技術(shù)
廣義的噴油率控制,指的是噴油規(guī)律控制,應(yīng)包括定時(噴油提前角)控制、噴油期長短控制和噴油率大?。▏娪吐是€外形)控制。此處撇開噴油定時,單指在定時和循環(huán)油量不變時,噴油長短和噴油率外形的控制。噴油率是除混合氣形成因素外,對燃燒過程又一重大的影響因素。當(dāng)然,噴油率本身也和混合氣形成是密不可分的??梢栽O(shè)想,如噴油時期控制得很長,即使大幅度提高噴油壓力,也無法縮短放熱和燃燒時間;又如,初期噴油量很大,即使推遲噴油,也無法把NOχ和噪聲降得很低。反過來,如能把初期噴油量控制得很小,就是不推遲噴油,也可達(dá)到同樣效果??梢?,噴油率若能控制,將極富成果,因此,成為近年來噴油系統(tǒng)研究、開發(fā)的熱門課題。
理想的噴油率圖形可分為三個時期,即噴油初期,噴油中期,噴油后期。理想的噴油率圖形一般公認(rèn)為:初期要求噴油率低,噴油量少,以降低NOχ和噪聲;中期要求短而高的噴油率段,以提高噴油壓力,縮短緩燃期,促進(jìn)混合氣(下接第182頁)(上接第173頁)形成,使微粒碳煙排放和耗油率降低;后期則要求迅速結(jié)束噴油,以減少后燃油量和促進(jìn)碳煙氧化。噴油中期的控制,一般是通過提高噴油壓力來實(shí)現(xiàn)??刂瞥跗趪娪吐实闹饕夹g(shù)有:機(jī)械式預(yù)噴射裝置,雙彈簧噴油器,電控噴油系統(tǒng)控制預(yù)噴射。大量試驗(yàn)結(jié)果表明,要獲得良好的效果,預(yù)噴射油量、主預(yù)噴射的間隔角度以及油量和時間的控制精度都有嚴(yán)格的規(guī)定。只有電控高壓共軌式噴油系統(tǒng)才能全面滿足這些要求。末期噴油段要求迅速關(guān)閉,可以通過減輕油嘴往復(fù)運(yùn)動部分(針閥、推桿、彈簧)的質(zhì)量,加速針閥關(guān)閉速度來控制。這就是已廣泛推廣使用的低慣量噴油器和P型J型小型噴油器。此外,增大針閥開啟壓力也可加速針閥落座。但是真正有效控制的手段,仍是使用電磁閥的電控噴射系統(tǒng)的迅速斷油。
四、小直徑、多噴孔加速霧化混合
在噴油速率不變情況下,可以通過減小噴孔直徑,增加噴孔數(shù)目,使噴注在燃燒室內(nèi)分布更均勻、更充滿的方法,來加速油、氣混合,獲得較好排放效果。六孔噴嘴與四孔噴嘴相比,六孔的總混合容積加大,單個噴注較窄,芯部濃混合氣易于擴(kuò)散、燃燒。這些都與加大噴油壓力的效果相似。增加噴孔數(shù)后,可以降低對氣流的要求。渦流比可以減小,從而改善了燃油經(jīng)濟(jì)性。若噴孔過多,由于貫穿不足和相鄰噴注的干擾,反有不利效果。
五.噴油系統(tǒng)的其他凈化措施
目前已廣泛應(yīng)用的降低HC排放的措施就是減小孔式噴嘴壓力室容積或采用無壓力室式噴油嘴。大量使用試驗(yàn)表明,柴油機(jī)長期運(yùn)行后,其有害排放值基本沒有增加。這同汽油機(jī)長期使用后,有害排放量增幅較大的情況是不一樣的。如果柴油機(jī)使用過程中,排放性能突然惡化,則相當(dāng)部分是噴油系統(tǒng)不能保持正常工作狀態(tài)所致。當(dāng)使用中發(fā)現(xiàn)過量冒煙時,首先要檢查各個噴油器開啟壓力是否明顯下降,或噴霧狀態(tài)是否良好。有條件時,應(yīng)在油泵試驗(yàn)臺上測試循環(huán)油量是否超過所規(guī)定之值以及各缸油量是否嚴(yán)重不均勻。造成循環(huán)油量不均勻及超標(biāo)的原因是很多的,如柱塞副的磨損,出油閥密封性變差,油孔的堵塞等等。應(yīng)查明原因,該更換的更換,或進(jìn)行清洗。但應(yīng)注意,油泵及調(diào)速器一經(jīng)拆動,必須重新在臺架上調(diào)整。如果冒煙現(xiàn)象很難解決,無法達(dá)標(biāo)上路,可以適當(dāng)降負(fù)荷運(yùn)行。這樣做會犧牲一些動力性能。西方國家為了達(dá)標(biāo),也會采取同樣措施。如德國大眾汽車公司推出的TDI1。9L轎車增壓直噴機(jī),無排放限制(賽車)時,標(biāo)定功率達(dá)125KW;要滿足歐II法規(guī),標(biāo)定為81KW;若要滿足美國加州標(biāo)準(zhǔn),則只標(biāo)定66KW。還應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出,高壓油泵及調(diào)速器出廠時已經(jīng)過細(xì)致調(diào)整,很多調(diào)整部分還加上鉛封,不允許使用中私自變動,包括任意拆換其上的與性能有關(guān)的零件,如油管,油嘴等等。發(fā)現(xiàn)問題須進(jìn)行換件,必須重新調(diào)整。否則會使排放及動力,經(jīng)濟(jì)性能惡化。 參考文獻(xiàn)
篇4
【關(guān)鍵詞】汽車;污染物排放;控制技術(shù);管理措施;研究
前言
現(xiàn)代人們的環(huán)保意識越來越強(qiáng)烈,對于生活的環(huán)境質(zhì)量也有了新的要求。而汽車工業(yè)不斷發(fā)展,我國人民汽車持有量不斷升高,其也給現(xiàn)代社會形勢帶來了較大的影響,對環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重。由于各項(xiàng)因素的影響,控制汽車污染物排放的控制措施效果相較發(fā)達(dá)國家,還存在較大的差距,需要對其采取多方面的控制措施,治理污染,提高空氣質(zhì)量,關(guān)系到我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,因此對其進(jìn)行深入的研究是十分有必要的。
1、引起機(jī)動車排放污染的原因及其危害
從我國的人口數(shù)量分析,汽車保有量較大,但是人均占有量相較發(fā)達(dá)國家,還是屬于較低的水平,但是其排放污染程度卻比發(fā)達(dá)國家嚴(yán)重得多,造成該現(xiàn)象的主要原因可以分析為幾個方面,具體如下:①環(huán)保意識原因 我國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,而人們環(huán)境保護(hù)的觀念沒有隨之發(fā)展,或者發(fā)展的較為緩慢,無法適應(yīng)現(xiàn)代的社會形勢;②機(jī)車排放控制技術(shù)原因 我國現(xiàn)代正在使用的大部分機(jī)動車,其排放控制技術(shù)還停留在發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)80年代左右的程度,單車排放因子較大,車輛本身及其排放相關(guān)的組件技術(shù)水平均沒有達(dá)到理想的水平;③燃油質(zhì)量原因 燃油的質(zhì)量也直接影響到機(jī)動車排放的情況。我國車用汽油成分主要是催化裂化汽油,其中烯烴的含量較大,在燃燒后殘?zhí)剂枯^高,其排放物即會造成嚴(yán)重的污染,且其相對于較為理想的33%的烯烴含量還存在一定的差距。
汽車需要使用的能源包括汽油和柴油,其主要成分是多種碳?xì)浠衔?,其在完全燃燒的條件下會生成二氧化碳和水,但是許多時候其并不能充分燃燒而生成二氧化碳、碳?xì)浠衔?、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫等氣體,其屬于有害氣體,對于人體的健康及環(huán)境質(zhì)量有著直接的影響,且二氧化碳引起了地球的溫室效應(yīng),造成全球溫度不斷攀升,其帶來的連鎖反應(yīng)則是各種嚴(yán)重的自然災(zāi)害,給人們的生活帶來極為惡劣的影響[1]。
2、相應(yīng)的控制措施
2.1管理措施
控制汽車污染物的排放量,需要強(qiáng)化該方面的管理,具體管理措施有以下幾個方面:①車輛管理對于車輛狀況較為惡劣、污染嚴(yán)重的車輛,應(yīng)限制其在城市中關(guān)鍵路段的同行。對道路中同行的車輛進(jìn)行全面的監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)超標(biāo)嚴(yán)重的車輛,及時通告車主,并監(jiān)督其對車輛進(jìn)進(jìn)行維修或者改裝處理,直至其排放符合現(xiàn)行的汽車排放標(biāo)準(zhǔn);②道路交通管理 汽車的行駛速度較慢,或者處于怠速行駛的狀態(tài),因此需要保持城市良好的交通狀況,避免出現(xiàn)低速行駛或者怠速行駛,還應(yīng)該不斷改善城市交通條件,保障車輛行駛的順暢;③燃料管理汽油的生產(chǎn)及銷售機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)相關(guān)部門的針對燃料監(jiān)督管理的法規(guī),對各個加油站進(jìn)行監(jiān)督管理,其銷售的汽油應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),避免其存在鉛、硫、苯、芳香烴等物質(zhì),造成汽車排放超標(biāo);④汽車維護(hù)管理 鼓勵車輛持有者做好車輛的維護(hù)工作,定期檢查點(diǎn)火系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、供油系統(tǒng)等保持良好的狀態(tài),避免車輛在行駛時中途熄火等情況,造成其排放出未燃燒或者燃燒不完全的燃料,造成化合物的污染。另外還要做好汽車各個部件的保養(yǎng),保障保證離合器的徹底分離,避免打滑。
2.2技術(shù)措施
技術(shù)措施是控制汽車污染物排放的有效措施之一,其是直接針對汽車本身,效果也是十分顯著的,具體措施如下:①生產(chǎn)控制 汽車廠家新生產(chǎn)的汽車,其污染物排放量的情況與汽車污染物排放控制工作的的效果。因此需要對于汽車制造的合格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)提高,把污染物的排放量作為汽車產(chǎn)品質(zhì)量合格或者進(jìn)行認(rèn)證的重要參考項(xiàng)目;②合理淘汰 如果汽車進(jìn)行了修理或者已經(jīng)經(jīng)過了改造,其污染物的排放還是大大超過了國家的排放標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)鼓勵將其合理淘汰;③科學(xué)改裝 結(jié)合城市的經(jīng)濟(jì)狀況、技術(shù)實(shí)力等實(shí)際情況,針對現(xiàn)在正在使用的車輛其排放控制技術(shù)進(jìn)行改造,包括調(diào)整、優(yōu)化改造、安裝凈化裝置等方法,上述方法均屬于補(bǔ)救措施,能夠降低其污染物的排放,車輛進(jìn)行的排放控制技術(shù)改造。是一種補(bǔ)救描施,通過調(diào)整、改造、加裝凈化裝置等使其毹繼續(xù)使用。
2.3能源措施
汽車使用天然氣作為能源燃料,相較一般的燃料,如汽油、柴油等,其一氧化碳的排放量更小。城市的車輛管理部門要鼓勵公共汽車、出租車等進(jìn)行改裝,使用天然氣,在進(jìn)行城市規(guī)劃建設(shè)時,應(yīng)增加加氣站的建設(shè)的項(xiàng)目,擴(kuò)提高天然氣汽車的使用數(shù)量,同時壓縮一般燃料汽車的數(shù)量。
2.4法規(guī)措施
各個地區(qū)均需要根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際情況,包括車輛數(shù)量、排放情況、空氣質(zhì)量、自然環(huán)境等,科學(xué)的制定地方性法規(guī),對汽車污染物排放的問題進(jìn)行控制,特別是車輛持有量高、較為集中、污染十分嚴(yán)重的城市,需要技術(shù)制定環(huán)境保護(hù)法規(guī)及汽車排放標(biāo)準(zhǔn),并監(jiān)督其落實(shí)到位,提高城市環(huán)境質(zhì)量,優(yōu)化人們的生活條件。
2.5科技措施
在科技措施方面對汽車污染物排放進(jìn)行控制,主要是對于新型能源的汽車進(jìn)行開發(fā),及改裝汽車的發(fā)動機(jī),具體情況如下:①新型能源的汽車的開發(fā) 在汽車的能源類型上,可以進(jìn)行深入的開發(fā),包括開發(fā)氳為燃料的電池電動車、電動汽車、太陽能汽車、混合動力汽車等.能夠有效的減少汽車尾氣的排放量;②改裝汽車的發(fā)動機(jī) 柴油相對于汽油,其發(fā)動機(jī)費(fèi)用較高,但是其生成的一氧化碳的量較少,因此可以將汽油發(fā)動機(jī)改裝為柴油發(fā)動機(jī),另外,限制汽車一氧化氮、二氧化氮、煙塵排放量,能夠使得汽車污染物排放量的控制效果更加顯著。
篇5
日前,記者就有色金屬行業(yè)的二氧化碳減排問題,采訪了中國有色金屬工業(yè)協(xié)會工程師邵朱強(qiáng)。
邵朱強(qiáng)認(rèn)為:在有色金屬行業(yè)的生產(chǎn)過程中,基本沒有二氧化碳產(chǎn)生,有色金屬行業(yè)的二氧化碳主要是因能源消費(fèi)而引起的。2009年我國有色金屬工業(yè)由能源消費(fèi)帶來的二氧化碳排放總量約為2.4億噸,其中由電力消費(fèi)帶來二氧化碳排放約占全行業(yè)二氧化碳總排放的66.4%,由煤炭(含焦炭)消費(fèi)帶來的二氧化碳排放約占全行業(yè)二氧化碳總排放的26.8%,兩者相加帶來二氧化碳排放約全行業(yè)的93.2%;天然氣、油等其他能源消費(fèi)帶來的二氧化碳排放只占全行業(yè)二氧化碳排放總量的6.8%。如果扣除電力消費(fèi)等所產(chǎn)生的二氧化碳(間接排放),有色金屬行業(yè)碳排放只有6600萬噸左右。2009年有色金屬行業(yè)由能源消費(fèi)帶來的碳排放主要集中在鋁(含氧化鋁)、銅、鉛、鋅、鎂等產(chǎn)品的冶煉環(huán)節(jié),約占有色金屬工業(yè)由能源消費(fèi)帶來碳排放總量的81%左右,與分品種能源消耗占全行業(yè)能源消耗的比例基本一致。其中,鋁冶煉(含氧化鋁)占68.8%,銅冶煉占1.6%,鉛、鋅冶煉占7.7%,鎂冶煉占3.1%。礦山采選、加工和其他金屬品種冶煉碳排放占全行業(yè)約19%左右,因此有色金屬行業(yè)碳排放減排的重點(diǎn)在鋁(含氧化鋁)、銅、鉛、鋅、鎂等產(chǎn)品的冶煉環(huán)節(jié),鋁工業(yè)是碳減排的重中之重,所以在這種情況下,通過健全機(jī)制,加強(qiáng)組織指導(dǎo),落實(shí)好國家控制溫室氣體排放的政策措施,充分發(fā)揮科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新在減少溫室氣體排放中的作用,促進(jìn)有色金屬工業(yè)健康發(fā)展就顯得十分必要。
邵朱強(qiáng)表示:當(dāng)前依靠科技進(jìn)步,在有色金屬行業(yè)中降低二氧化碳的排放意義重大。目前,在有色金屬行業(yè)中,降低二氧化碳的排放途徑主要有三種:一是淘汰落后生產(chǎn)能力;二是依靠技術(shù)進(jìn)步;三是加強(qiáng)管理,其中最關(guān)鍵的因素還是要依靠科技進(jìn)步。
邵朱強(qiáng)以鋁、銅、鎂、鉛、鋅的冶煉為例,為記者做了詳細(xì)的解釋。他告訴記者,以鋁冶煉為例,我們可以研發(fā)和推廣大型預(yù)焙槽技術(shù)。400kA槽型的噸鋁直流電耗可以達(dá)到12300千瓦時/噸,比2009年全國電解鋁平均噸鋁直流電耗低900千瓦時/噸。如果2015年全國電解鋁產(chǎn)量中20%采用400KA及以上大型電解槽,那么就可以減少二氧化碳排放約250萬噸;如果做好了鋁電解槽新型陰極結(jié)構(gòu)技術(shù)的推廣應(yīng)用工作,將使我國鋁電解生產(chǎn)技術(shù)和能耗指標(biāo)位居世界領(lǐng)先水平。目前,應(yīng)該讓我們的電解鋁廠采用這項(xiàng)技術(shù),結(jié)合電解槽的大修,進(jìn)行鋁冶煉節(jié)能技術(shù)的改造與升級。如果真把這項(xiàng)工作做實(shí)了,那么我們可以預(yù)計,在“十二五”期間,這項(xiàng)技術(shù)將會大面積推廣,我國的電解鋁平均綜合交流電耗就會大幅度地降下來;如果2015年全國電解鋁產(chǎn)量有35%采用大型預(yù)焙槽技術(shù),將會減少二氧化碳排放約480萬噸。
另外,采用新型結(jié)構(gòu)導(dǎo)流槽鋁電解技術(shù),噸鋁可節(jié)電1000千瓦時,如果2015年全國電解鋁產(chǎn)量中有25%采用該技術(shù),可減少二氧化碳排放約350萬噸。
談到銅冶煉的二氧化碳減排問題,邵朱強(qiáng)說,我國銅冶煉近年來所取得的成績,主要得益于企業(yè)采用了先進(jìn)的富氧閃速及富氧熔池熔煉工藝,這種工藝替代了反射爐、鼓風(fēng)爐和電爐等傳統(tǒng)工藝,提高了熔煉的強(qiáng)度,減少了二氧化碳的排放,所以在“十二五”期間,氧氣底吹爐連續(xù)煉銅技術(shù)、閃速爐短流程一步煉銅技術(shù)、新型側(cè)吹熔池熔煉等銅冶煉工藝的短流程研發(fā)成功和推廣,將是銅冶煉節(jié)能的重要途徑。經(jīng)測算,依靠上述先進(jìn)的工藝技術(shù)與工藝流程,在銅冶煉行業(yè)就會減少二氧化碳排放約150萬噸。
現(xiàn)在,我國的銅冶煉技術(shù)已經(jīng)接近或達(dá)到了世界先進(jìn)水平。污染嚴(yán)重的鼓風(fēng)爐、電爐、反射爐煉銅工藝逐步被淘汰,取而代之的是引進(jìn)并消化自主創(chuàng)新的閃速熔煉法、諾蘭達(dá)、艾薩法和奧斯麥特等先進(jìn)技術(shù)。另一方面,濕法冶金技術(shù)也得到了快速發(fā)展。濕法煉銅具有投資費(fèi)用低、環(huán)境污染少、生產(chǎn)規(guī)模適度、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),其能源消耗和碳排放相對火法冶煉較低。近幾年,濕法煉銅的技術(shù)成熟度不斷提高,產(chǎn)量逐漸增加。根據(jù)我國銅礦特點(diǎn),濕法煉銅在我國的發(fā)展前景很大,這也有力地推動了銅冶煉行業(yè)的碳減排。
對于鉛、鋅冶煉的節(jié)能減排問題,邵朱強(qiáng)認(rèn)為:鉛、鋅冶煉的節(jié)能減排是一個重點(diǎn),要想做好這項(xiàng)工作,應(yīng)該從四個方面入手。一是充分利用余熱余壓節(jié)能,充分利用熱導(dǎo)油技術(shù)、蓄熱室燃燒技術(shù)、熱能高效梯級利用技術(shù),利用氮?dú)饣厥諢崮芗爸械蜏貜U熱進(jìn)行發(fā)電;二是要重視能量的系統(tǒng)優(yōu)化,提高能源的利用率,提高高爐窯的熱效率,加強(qiáng)爐窯的保溫,改進(jìn)窯內(nèi)的燃燒氣氛,提高工序的連續(xù)化,加強(qiáng)冶煉中的副產(chǎn)品氫氣的開發(fā)利用,這樣才能降低原料和燃料的消耗;三是采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝,讓一批關(guān)鍵技術(shù)成為減排的重要支撐;四是提高管理效益,運(yùn)用現(xiàn)代化的管理方法,對企業(yè)耗能的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)分,重點(diǎn)攻關(guān),層層突破。邵朱強(qiáng)告訴記者:鉛、鋅冶煉重點(diǎn)是推廣液態(tài)高鉛渣直接還原工藝技術(shù)、完善和提高氧氣底吹熔煉爐熔煉技術(shù)、鉛富氧閃速熔煉工藝和鉛旋渦柱閃速熔煉工藝。只有依靠先進(jìn)的科技成果,才能實(shí)現(xiàn)鉛鋅冶煉的節(jié)能減排難題。例如,以中心旋渦柱流股連續(xù)熔煉技術(shù)及鉛渣液態(tài)直接貧化技術(shù)為核心,進(jìn)行流程原始創(chuàng)新,開發(fā)一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)、短流程和連續(xù)化為主要特征的煉鉛關(guān)鍵技術(shù)和裝備,就可以提升我國鉛冶煉工業(yè)的整體技術(shù)裝備水平和核心競爭力,就可以把國內(nèi)粗鉛綜合能耗降到350千克標(biāo)煤/噸粗鉛,降低單位產(chǎn)品能耗7.9%。當(dāng)前,除了低電耗大極板鋅電解與自動剝板系統(tǒng)技術(shù),生產(chǎn)每噸鋅能夠節(jié)電200千瓦時以外,在國內(nèi)的鋅冶煉過程中,其他技術(shù)或者落后工藝的節(jié)能潛力已經(jīng)不大?!笆濉逼陂g,如果液態(tài)高鉛渣直接還原工藝技術(shù)普及率能夠達(dá)到30%,鉛富氧閃速熔煉工藝和旋渦柱流股連續(xù)熔煉技術(shù)普及率達(dá)到20%,低電耗大極板鋅電解與自動剝板系統(tǒng)技術(shù)普及率達(dá)到20%,那么通過加強(qiáng)余熱余壓回收,推廣高效節(jié)能電動機(jī),高效風(fēng)機(jī)、泵,壓縮機(jī)及高效傳動系統(tǒng)等,國內(nèi)鉛、鋅冶煉行業(yè)每年就可以減少二氧化碳排放約120萬噸。
篇6
關(guān)鍵詞:給水管道;管道防腐;管內(nèi)防腐
中圖分類號:TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、給水管道腐蝕的危害
(一)管內(nèi)銹蝕對供水水質(zhì)的影響
在許多工程中和特殊工業(yè)工程中給水管道系統(tǒng)能否保持暢通、便捷、可靠,對工程的使用質(zhì)量有著直接的影響。因此,對給水管道的要求質(zhì)量是:水力條件好、安裝簡便、快速可靠、維護(hù)工作量少。但是市政給水管道基本上以選用金屬材料的管道為主。因此常有管道腐蝕、結(jié)垢、堵塞的現(xiàn)象,管內(nèi)的水質(zhì)衛(wèi)生狀況也缺乏有效的監(jiān)督保障。一般來講,供水水質(zhì)在進(jìn)入管道之前,都能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。但因其不是純凈水,水中普遍含有某些金屬元素、化合物及微生物。當(dāng)水在管中流動時,有的化合物會分解,使水和管內(nèi)壁的材質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)作用。同時,水中殘留的細(xì)菌也可能再度繁殖,使管內(nèi)水質(zhì)出現(xiàn)變化。而輸水的管道由于腐蝕作用,生成了各類沉積物,形成了結(jié)垢層,其厚度和管道使用的年數(shù)有關(guān),它隨時間的增加不斷擴(kuò)大,結(jié)垢層是細(xì)菌繁生的場所,形成了“生物膜”又稱為“生長環(huán)”。有關(guān)部門對結(jié)垢管道中流出的水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)發(fā)現(xiàn)多達(dá)28種細(xì)菌和16種金屬元素,主要有鐵、錳、鋅、鉛、汞等,水質(zhì)直接影響了人們的身體健康。管材是水質(zhì)污染的主要原因:管內(nèi)腐蝕、結(jié)垢對水質(zhì)的影響。水對金屬管道內(nèi)壁腐蝕形成的結(jié)垢,其形成機(jī)理主要有三種解釋。一種叫做氧化理論,即因水中碳酸作用,鐵變成碳酸亞鐵,接著再被水中的氧所氧化,成為氫氧化鐵;其二稱為過氧化理論,即鐵先與水化合為氫氧化亞鐵,產(chǎn)生的氫和水中的氧化合成雙氧水,而后氫氧化亞鐵和雙氧水化合成氫氧化鐵。
(二)管道銹蝕降低輸水能力
管道內(nèi)“生長環(huán)”逐年加厚,不僅嚴(yán)重影響供水水質(zhì),還縮小了原有管道的過水?dāng)嗝妫档洼斔芰?,使管道阻力增大,從而使供水壓力下降。為了保證供水服務(wù)的水壓,必須采用高揚(yáng)程水泵來加大水壓,這不僅浪費(fèi)電能,也會增大漏失水量。例如有約為1米DN200的管道使用10年后就產(chǎn)生1.5公斤的鐵銹。因此,清除管道銹蝕垢,并防止其再生銹,不僅能提高輸水能力,更可改善供水水質(zhì)。經(jīng)過專家一個月的實(shí)地論證后認(rèn)為:對開發(fā)區(qū)2平方公里DN300-700的供水主管線進(jìn)行翻新,是改善該區(qū)域水質(zhì)的惟一途徑,這樣就會花費(fèi)巨大的維修成本,造成給水管網(wǎng)運(yùn)營成本的增長。
二、給排水管道的防腐施工技術(shù)
(一)管內(nèi)防腐
水泥砂漿內(nèi)防腐的施工方法主要有兩種,一種是離心法,另一種是噴涂法。離心法是指使用離心機(jī)等設(shè)備使水泥砂漿隨鋼管高速旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生較大的離心力,從而均勻附著在鋼管內(nèi)壁上的施工工藝,一般適用于直徑400mm以下的管道內(nèi)防腐施工。噴涂法是指使用噴涂機(jī)將水泥砂漿在鋼管內(nèi)部涂抹并壓光的施工工藝,一般適用于直徑700mm以上的管道內(nèi)防腐施工。下面以噴涂法為例介紹供水鋼管內(nèi)防腐施工工藝的主要作業(yè)流程。
1、防腐前的準(zhǔn)備工作
鋼管的水泥砂漿內(nèi)防腐既可以在鋼管廠或現(xiàn)場堆管場集中施工,也可以待鋼管安裝就位、焊接完畢后整體施工。集中施工時應(yīng)在鋼管兩頭預(yù)留足夠的焊接區(qū)域,待安裝、焊接完畢后再補(bǔ)全防腐層。
開始施工前首先要試配砂漿并檢測核實(shí)其性能指標(biāo),包括和易性、坍落度和抗壓強(qiáng)度等各個方面。然后要檢查鋼管質(zhì)量是否符合項(xiàng)目規(guī)范要求,并確保鋼管處于穩(wěn)固狀態(tài)。最后要對鋼管內(nèi)壁進(jìn)行清理,以保證砂漿層與管壁能夠良好地粘接。對于已經(jīng)開始生銹的鋼管要進(jìn)行除銹處理,常見的除銹方法有拋丸法和噴砂法,鋼管直徑較大時一般使用噴砂法來除銹。噴砂除銹法需要發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)、砂罐和砂,為便于施工最好采用移動式設(shè)備。
2、泥砂漿的配制和噴涂
水泥砂漿配合比:水泥:砂子=l:l.2(重量比);
水灰比:不大于0.5,即水,灰
抗壓強(qiáng)度:不小于300MPa;
坍落度:不大于l00mm;
合適的水泥用量和含砂率,能使水泥砂漿的質(zhì)量達(dá)到最好水平。如果水泥用量過少水泥砂漿強(qiáng)度、抗?jié)B性能將降低。但是,如果水泥用量過多,則水化熱升高,不僅會使砂漿收縮值增加,而且不經(jīng)濟(jì)。水灰比對硬化后的水泥砂漿的孔隙大小、數(shù)量起決定性的作用,直接影響水泥砂漿的密度及抗?jié)B性。從理論上講,在滿足水泥完全水化及濕潤砂所需水量的前提下,水灰比越小,水泥砂漿密實(shí)度越好,抗?jié)B性及強(qiáng)度越高,但水灰比過小,施工操作困難,也影響密實(shí)度。水泥砂漿必須采用機(jī)械攪拌,攪拌時間不得小于2min。將水泥和砂按比例逐步加人到攪拌斗內(nèi),干拌到色澤一致后,再加入水?dāng)嚢鑜~2min。不允許水泥、砂、水同時加入攪拌。水泥砂漿噴涂采用自進(jìn)式離心噴涂機(jī)(帶抹光機(jī)),該機(jī)械能使水泥砂漿和管壁結(jié)合強(qiáng)度增強(qiáng),厚度均勻,光潔度提高。噴涂時要使離心機(jī)攪拌軸中心線和管道中心線相吻合,允許偏差應(yīng)小于5mm。二次噴涂即應(yīng)達(dá)到圖紙規(guī)定厚度。
3、噴涂
開啟噴涂機(jī)和混凝土泵,將砂漿填入混凝土泵,開始噴涂作業(yè)。噴頭開始出漿時調(diào)整砂漿流量和抹壓裝置以達(dá)到滿意的噴涂效果,然后啟動設(shè)備的牽引裝置,使噴涂機(jī)勻速向稍低處后退,確保噴涂后砂漿的平整性和連續(xù)性。在施工過程中應(yīng)密切關(guān)注噴涂效果,發(fā)現(xiàn)問題立即調(diào)整解決。完工或停工后要排凈料斗內(nèi)余料并立即用水清理料斗、管路和噴頭中的殘余砂漿。然后切斷電源,拆開噴頭和管路,對各部位進(jìn)行檢查,確保清理干凈。最后將設(shè)備擦凈晾干后妥善保管,以便下次使用。水泥砂漿噴涂時,氣溫不應(yīng)低于5℃且基層溫度應(yīng)在0℃以上。也不得在高于35℃或在夏日烈日照射下施工。
4、水泥砂漿的養(yǎng)護(hù)
噴涂后如不及時養(yǎng)護(hù),水泥砂漿中的水分會迅速蒸發(fā),造成早期脫水,使水泥水化不充分,而水分蒸發(fā)造成毛細(xì)管網(wǎng)彼此連通,形成滲水通道,同時水泥砂漿收縮量增大,出現(xiàn)龜裂,使水泥砂漿幔度及抗?jié)B性大幅度下降。暴露在空氣中的管道,溫度超過35℃時應(yīng)在管道外壁包扎濕潤的草袋,以防管壁溫度過高,造成水泥砂漿快速失水,引起龜裂,當(dāng)溫度低于4℃時,應(yīng)在管道外壁包扎干燥的草袋,給管道保溫。水泥砂漿噴涂初凝后要立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù),要保證水泥砂漿表面潤濕7晝夜,可用灑水壺澆水。
(二)表面防腐
某埋地碳鋼管道外壁采用環(huán)氧煤瀝青漆加玻璃布覆層加強(qiáng)級防腐,涂層結(jié)構(gòu)為:一道底漆,二層玻璃布,四道面漆,簡稱“四油二布”。加強(qiáng)級防腐共計七層,防腐層依次為:1層為底漆、2層為面漆、3層為玻璃布、4層為面漆、5層為玻璃布、6層為面漆、7層為面漆、防腐層厚度≥0.6mm。施工技術(shù)要點(diǎn)如下:
1、涂料配制必須按廠家產(chǎn)品說明書規(guī)定的比例操作。先將底漆或面漆到入容器,然后再緩慢加入固化劑,邊加入邊攪拌均勻。配制好的涂料在熟化15~30min后方可使用。常溫下涂料的使用期一般為4~6h。當(dāng)粘度大不宜涂刷時,加入稀釋的重量比不應(yīng)超過5%。剛開桶的底漆和面漆不應(yīng)加入稀釋劑。
2、管涂漆表面在防腐前應(yīng)保證干燥、清潔、無水、銹跡和油污。
3、底漆應(yīng)在基面除銹的8h之內(nèi)涂刷。底漆應(yīng)涂刷均勻,無空白、無氣泡、無凝塊、無流痕等缺陷,不得漏涂,厚度不小于25um。管兩端150mm~250mm范圍內(nèi)不得涂刷。底漆結(jié)合層的涂刷對鋼管的覆蓋面必須達(dá)到100%,其厚度不得大于25um。作為其加強(qiáng)筋使用的玻璃布,為了保證其侵透率達(dá)到95%,應(yīng)采用“布隨油走、油再隨布走”的同步施工操作法進(jìn)行施工。嚴(yán)禁施工不同步或私自改動設(shè)計和規(guī)范要求,出現(xiàn)侵透率較低、壓邊接茬的布間無油、大面積白茬等質(zhì)量缺陷。
4、底漆表干后,對高于管表面2mm的焊縫兩側(cè)刮膩?zhàn)犹幚?,使之成為的曲面。面漆涂刷和包玻璃布,?yīng)在底漆表干后進(jìn)行,底漆與第一道面漆涂刷的時間間隔不得超過24h。纏繞玻璃布應(yīng)拉緊,保持表面平整,無皺紋和空鼓,施工時采用刮刀等把施工時存在的施工缺陷如褶皺、氣泡等刮弄平。玻璃布壓邊寬度不小于20mm,搭接長度不小于100mm。最后一道面漆,應(yīng)在前道面漆實(shí)干后、固化前涂敷。
參考文獻(xiàn)
篇7
關(guān)鍵詞:深基坑;防排水;施工
1引言
深基坑的防排水施工技術(shù),具有施工復(fù)雜性強(qiáng)與技術(shù)難度高的特點(diǎn),作為深基坑施工技術(shù)的重要工序,是深基坑安全質(zhì)量水平的關(guān)鍵保證。深基坑本身的構(gòu)造防水需要充分結(jié)合工程項(xiàng)目所處的地理?xiàng)l件與水文因素、深基坑本身的結(jié)構(gòu)特征、建造方式與有關(guān)的使用標(biāo)準(zhǔn)等各種條件來達(dá)到規(guī)劃與建設(shè)的目標(biāo)[1]。
2深基坑的防排水施工技術(shù)概述
在深基坑的中心位置深埋水溝用于排泄地下水,中心水溝頂部位置的標(biāo)高是在凍結(jié)線以下,需要充分利用地溫從而能夠避免在水溝中出現(xiàn)水流凍結(jié)的現(xiàn)象。明洞段襯砌使用外貼防水層進(jìn)行防水,頂面回填粘土隔水層。洞身段再次襯砌與剛剛開始實(shí)行維持體系通過塑料防水板與土工布符合防水層防水,循環(huán)透水軟管中的綜合水流經(jīng)過縱向排水管與橫向引水管將水疏通至中心水溝達(dá)到導(dǎo)出目的。施工縫、變形縫與沉降縫需要安裝中埋式的橡膠止水帶進(jìn)行止水。在洞的周圍位置安裝有關(guān)的倒水渠道,將路面上的水從洞體導(dǎo)出。深基坑中心水溝相應(yīng)的導(dǎo)出渠道經(jīng)過保溫包頭[2]。
2深基坑的防排水施工技術(shù)要點(diǎn)
⑴選取合適的材料,實(shí)施深基坑的混凝土施工作業(yè)。根據(jù)實(shí)際施工工程的具體狀況,合理地選取使用適當(dāng)抗?jié)B等級的商品混凝土進(jìn)行澆筑底板與外壁,對于細(xì)骨料的選取可以使用直徑比較大的中砂與粗砂,把細(xì)度模數(shù)相應(yīng)控制在2.6左右,在降低水泥使用量的同時提升混凝土的抗?jié)B性能,在混凝土當(dāng)中加入適量的UEA膨脹劑或者HE防水劑,使得混凝土可以發(fā)生輕微程度的膨脹。
⑵執(zhí)行地下室的底板面、外壁的內(nèi)側(cè)與頂板的外側(cè)防水處理工作。裂縫是導(dǎo)致地下室出現(xiàn)滲水現(xiàn)象的重要原因,在設(shè)計過程時需要根據(jù)工程規(guī)范與施工經(jīng)驗(yàn)使用補(bǔ)償收縮混凝土從而可以提升混凝土的抗拉強(qiáng)度以及控制形成混凝土裂縫的寬度。
⑶完成后澆帶、施工縫與漏水處的處理工作。后澆帶位置的兩側(cè)通常使用鋼筋支架與鐵絲網(wǎng)達(dá)到隔斷目的,為了能夠防止出現(xiàn)灌注混凝土跑漿的狀況,混凝土的水與灰比例使用0.42的標(biāo)準(zhǔn),這個比例標(biāo)準(zhǔn)相對于其它混凝土的比例較低,在執(zhí)行完混凝土的澆灌之后,需要完成混凝土的養(yǎng)護(hù)處理工作,使用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋,而且在混凝土的四周位置使用臨時的欄桿進(jìn)行維護(hù),確保在具體施工過程中保證鋼筋的完整,在進(jìn)行后澆帶的混凝土澆灌施工之前,需要把斷面進(jìn)行全面形式的清理工作,把斷面的雜物進(jìn)行全面清理,通過壓力水把混凝土的表面與鋼絲網(wǎng)沖洗干凈,然后再進(jìn)行混凝土的二次澆灌施工工作,如果碰到出現(xiàn)鋼筋生銹或者變形的狀況,需要對其進(jìn)行特殊形式的處理工作。
⑷在結(jié)構(gòu)層與耐磨層之間添加疏水板,把滲水集中統(tǒng)一排到集水井。為了能夠達(dá)到理想的防水效果,應(yīng)當(dāng)在結(jié)構(gòu)層與耐磨層之間添加疏水板,在疏水板的選取過程中,需要選取質(zhì)量良好與輸水性能理想的材料,通常情況下,大多數(shù)工程項(xiàng)目都會使用塑料質(zhì)地的疏水板,其使用壽命通??梢赃_(dá)到50年。在疏水板具體的施工過程中,施工技術(shù)人員首先需要清理施工層表面的雜物與碎屑,如出現(xiàn)裂縫,則使用高壓灌漿法實(shí)行堵漏工作,在檢查確定無明顯漏水之后,使用水泥砂漿將其表面抹平之后再實(shí)行后續(xù)環(huán)節(jié)的疏水板施工工作。
4深基坑的防排水施工技術(shù)分析
4.1初期支護(hù)噴射砼防排水施工技術(shù)
初期支架是指在工程項(xiàng)目的初期用于承擔(dān)上層荷載相應(yīng)的主體結(jié)構(gòu)。對于結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度與抗?jié)B性能的要求都相對比較高,需要保證其在具體的施工過程中不會出現(xiàn)下沉、滲漏與變形裂縫等各種問題。在確保施工質(zhì)量的前提條件下需要使用高質(zhì)量的噴射砼。提升噴射砼的強(qiáng)度,一方面是砂石料,通過使用最佳級配的砂石,采用瓜米石的石子,這種石頭的最大粒徑可以維持在10mm以內(nèi)。另一方面需要配合使用適當(dāng)數(shù)量的速凝劑與防水劑,嚴(yán)格控制受噴面。在受噴面出現(xiàn)水分、淋水與涌水狀況時,需要充分結(jié)合實(shí)際條件,首先對水流進(jìn)行控制或者疏導(dǎo)水流等各種處理手段,維持噴射砼處于工作狀態(tài)時可以保持干燥。在巖石地區(qū)需要通過高壓水對需要處理的地區(qū)來進(jìn)行處理,對于表面的雜質(zhì)需要進(jìn)行處理,推動噴射砼與圍巖可以保持適宜的粘貼強(qiáng)度,這種方式可以確保噴射砼與圍巖能夠維持一定的粘貼強(qiáng)度與減少噴射砼本身的滲漏水平[3]。
4.2防水層的防排水施工技術(shù)
⑴基面處理
對于初期階段支護(hù)噴射系統(tǒng)下相應(yīng)的混凝土表面,其具有粗糙而且凹凸不平的特點(diǎn),這種條件對于防水層的鋪設(shè)質(zhì)量存在著一定的影響,容易出現(xiàn)脫落等各種問題。為了防止其對防水層基面造成相應(yīng)的破壞,在實(shí)際的施工過程中需要注意以下要點(diǎn)。
①凹凸度標(biāo)準(zhǔn)。面向噴射混凝土相應(yīng)的面拱部平整度需要達(dá)到D/L
②基面不允許出現(xiàn)雜物突出表面的狀況,要求表面應(yīng)當(dāng)保持平整,假如出現(xiàn)突起狀況需要及時地進(jìn)行處理,同時在處理過的地方需要通過砂漿進(jìn)行再次的處理,確保防水層的完整與有效。
⑵防水板施工工藝
防水板需要通過環(huán)向方式進(jìn)行安裝配置,相應(yīng)的寬邊應(yīng)當(dāng)超過150mm,同時需要確保長邊可以超過100mm,彼此之間所產(chǎn)生的具體縫隙可以保持一定的實(shí)際距離,防水板相應(yīng)的連接位置需要通過雙焊縫達(dá)到聯(lián)合目的,之間所形成的寬度應(yīng)當(dāng)超過10mm,同時需要維持相應(yīng)的連貫性。
⑶防水板質(zhì)量檢查
①直觀審核。檢查表面是否保持平整,是否會出現(xiàn)明顯起伏的現(xiàn)象,是否會產(chǎn)生某方面的缺陷,連接狀況是否牢固等各種具體情況。
②連接水平審核。防水板是經(jīng)過熱合機(jī)來進(jìn)行連接的,其連接方式屬于雙焊縫形式,之間需要保持一定的距離,確保審核適用。審核途徑為通過5號注射針頭與壓力表構(gòu)建相應(yīng)的聯(lián)系,使用打氣筒完成有關(guān)審核,在焊縫壓力維持在1.05Mpa強(qiáng)度的情況下,暫停進(jìn)行打氣從而審查此時的壓力具體維持時間。
⑷防水層的保護(hù)
①二次襯砌的鋼筋頭需要加強(qiáng)保護(hù),降低在實(shí)際運(yùn)輸過程中可能會出現(xiàn)的損壞狀況。
②需要防止利器,避免尖銳部分或者重物長時間積壓在防水層之上。
4.3施工縫、變形縫與沉降縫的防排水施工技術(shù)
⑴防水材料
橡膠止水帶的有關(guān)性能需要達(dá)到有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),同時應(yīng)當(dāng)確保不會出現(xiàn)裂縫或者缺陷,相應(yīng)的連接重合部分的距離應(yīng)當(dāng)超過10cm,同時需要維持表面平整。面向環(huán)向與豎向的連接位置的連接要求牢固,在進(jìn)行施工之前需要對表面進(jìn)行有關(guān)處理,清楚表面殘留的雜質(zhì)。
⑵止水帶的定位與固定
使用預(yù)埋法來達(dá)到施工目的,在投入使用的過程中,需要進(jìn)行有關(guān)的審核,確保質(zhì)量能夠達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在拱墻的施工過程中,需要把止水帶放置在模型的中央位置,同時把原本的止水帶側(cè)面使用鉛絲來達(dá)到加強(qiáng)目的。
5結(jié)束語
深基坑的防排水施工技術(shù)的施工難度高并且技術(shù)要求嚴(yán),在實(shí)際的施工過程當(dāng)中,需要做好混凝土材料的選取工作,并且根據(jù)實(shí)際的具體施工狀況添加防水層與疏水板,完成好后澆帶、施工縫與漏水處的相關(guān)處理工作,確保工程的實(shí)際質(zhì)量。應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際過程累計的經(jīng)驗(yàn)謹(jǐn)慎執(zhí)行深基坑的防排水施工作業(yè),嚴(yán)格地控制每一道的工序,確保深基坑防排水施工技術(shù)的工程質(zhì)量,切實(shí)達(dá)到嚴(yán)格的過程控制從而達(dá)到消除質(zhì)量隱患的目的。
參考文獻(xiàn):
[1]徐鵬,楊其新,陳偉忠.凹凸型防排水板防排水性能的試驗(yàn)研究[J].新型建筑材料,2010,(9).
篇8
摘 要 科學(xué)概念是人類在長期的社會實(shí)踐和科學(xué)研究中形成,對于學(xué)生來說,是經(jīng)過專門教學(xué)獲得的。這種概念已經(jīng)不是事物的現(xiàn)象,不是事物的各個方面,不是它們的外部聯(lián)系,而是抓著了事物的本質(zhì),事物的全體,事物的內(nèi)部聯(lián)系,是一種經(jīng)過科學(xué)抽象形成的理性概念。
加強(qiáng)對學(xué)生的前科學(xué)概念即錯誤概念的研究成為教學(xué)的一項(xiàng)重要任務(wù)。本文擬對體育教學(xué)中排球墊球的錯誤概念及其轉(zhuǎn)變提一些膚淺的看法
關(guān)鍵詞 體育教學(xué) 墊球 動作習(xí)慣 前科學(xué)概念(錯誤概念)
一、錯誤概念對體育學(xué)概念學(xué)習(xí)的影響
愛因斯坦有一句名言:“熱愛是最好的老師?!睏钫駥幗淌谝仓赋觯骸俺晒Φ恼嬲卦E是興趣?!苯虒W(xué)的藝術(shù)首先表現(xiàn)在能激發(fā)起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲。
學(xué)生在進(jìn)入課堂的時候,他們已經(jīng)在日常生活中建構(gòu)了大量的有關(guān)排球墊球的樸素概念。這些前概念與科學(xué)概念相一致,有利于促進(jìn)科學(xué)概念的形成,但是更多的是貌似正確,實(shí)際上與科學(xué)概念相去甚遠(yuǎn)的錯誤概念,從而會嚴(yán)重阻礙他們的科學(xué)概念的學(xué)習(xí)。特別是墊球部位,在教學(xué)過程中就發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生知道用小臂墊球,但是做的時候卻是用手腕墊球;為了能夠放松省力,在墊球過程中手臂一直是彎曲狀態(tài)腳步也不愿移動等。研究發(fā)現(xiàn),學(xué)生頭腦中的錯誤概念有極強(qiáng)的頑固性。學(xué)生甚至在學(xué)習(xí)體育的幾周后,又恢復(fù)了最初的錯誤概念。為什么錯誤概念如此頑固呢?這是因?yàn)閷W(xué)生花了很長時間與精力建構(gòu)了自己的樸素理論,他們無論在感情上還是理智上都離不開它們。學(xué)生頭腦中的錯誤概念含有自己對體育先入為主的印象,又是自己切身體驗(yàn)的東西,同時學(xué)生又要憑借這種錯誤概念來認(rèn)識體育運(yùn)動。因此,這種錯誤概念有很強(qiáng)的頑固性,不可能通過傳統(tǒng)教學(xué)那樣的知識傳遞,就能使學(xué)生輕而易舉地形成科學(xué)概念。
二、加快錯誤概念轉(zhuǎn)變的理論基礎(chǔ)和教學(xué)方法
波斯納等人在皮亞杰的認(rèn)知建構(gòu)主義理論和庫恩(T. S. Kuhn)的“范式更替觀”的基礎(chǔ)上,提出了概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)的機(jī)制:1.同化,指學(xué)生用自己已有的觀念理解新現(xiàn)象的過程;2.順應(yīng),指學(xué)生轉(zhuǎn)變或重組原有觀念以便更好地理解和接受新現(xiàn)象的過程。為了促使學(xué)習(xí)進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變,他們認(rèn)為必須提供以下四個條件:1.學(xué)習(xí)者對當(dāng)前的概念產(chǎn)生不滿。假如學(xué)生認(rèn)為他們的概念(錯誤的)能夠解釋科學(xué)現(xiàn)象,他們可能看不出有轉(zhuǎn)變它們的迫切需要;2.學(xué)習(xí)者必須盡可能地理解科學(xué)概念。沒有這種最基本的理解,學(xué)生就不能評價它們的意義;3.學(xué)習(xí)者必須認(rèn)為科學(xué)概念是合理的,假如概念與保留在學(xué)生記憶中的其他概念相矛盾,就不能引起學(xué)生對它們的強(qiáng)烈關(guān)注;4.學(xué)習(xí)者必須認(rèn)為科學(xué)概念是有用的。它們可用于結(jié)實(shí)和預(yù)測各種現(xiàn)象。根據(jù)波斯納的觀點(diǎn),如果滿足了上述概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)的四個條件,學(xué)生的錯誤概念就會被科學(xué)概念所代替或改變。在排球的教學(xué)過程中,我主要是用對墻墊球的練習(xí)方法來改變學(xué)生的錯誤動作。我讓用手腕墊球,屈臂,原地不動和標(biāo)準(zhǔn)姿勢的學(xué)生分別做對墻墊球練習(xí),看誰能夠墊的時間長而穩(wěn)定。在練習(xí)過程中使學(xué)生發(fā)現(xiàn)用手腕墊球的學(xué)生由于手腕墊球是用點(diǎn)墊球,而手臂是面墊球,因此穩(wěn)定性比手臂墊球要差很多。屈臂的學(xué)生由于手臂彎曲,因此在墊球過程中手臂很難保持高度相同,也使球在飛行中很難控制。還有原地不動的學(xué)生對突發(fā)的求變向和很小的失誤都無法進(jìn)行補(bǔ)救。使學(xué)生理解在排球墊球中手臂墊球和移動的重要性,在這個基礎(chǔ)上,我趁熱打鐵的把標(biāo)準(zhǔn)的姿勢和動作要點(diǎn)“插、夾、抬、蹬”講解給學(xué)生,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行練習(xí),并且在教學(xué)過程中用“墊球打點(diǎn)”的比賽性游戲讓學(xué)生進(jìn)行墊球練習(xí),這樣使學(xué)生在練習(xí)的過程中即學(xué)到了知識又增加了興趣也提高了技術(shù)。
由此可見,教師必須充分了解學(xué)生相關(guān)學(xué)科的原有知識經(jīng)驗(yàn)背景,了解學(xué)生有哪些錯誤概念并充分運(yùn)用學(xué)生的原有概念創(chuàng)設(shè)教學(xué)中的認(rèn)知沖突(情境),以此作為引發(fā)學(xué)生進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)的契機(jī)。
三、加快錯誤概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略
如何使學(xué)生拋棄錯誤概念形成科學(xué)概念呢?根據(jù)前概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)理論,學(xué)習(xí)就是學(xué)生原有的概念的轉(zhuǎn)變、發(fā)展和重建,就是學(xué)生前科學(xué)概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)化過程。因此,教學(xué)的主要任務(wù)就是幫助學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)自己的原有經(jīng)驗(yàn)與新發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象或事物之間的不一致或矛盾沖突,從而反思和修改自己的原有經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識。只是學(xué)習(xí)者自主建構(gòu)的過程,才能形成科學(xué)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。具體的說,促進(jìn)錯誤概念轉(zhuǎn)變主要注意以下幾點(diǎn)。
(一)揭示學(xué)生的前科學(xué)概念,這是實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變的前提
在教學(xué)中,教師應(yīng)有意識的引導(dǎo)學(xué)生去論及自己的觀點(diǎn),不僅借此了解學(xué)生,也可以促進(jìn)學(xué)生反思。例如:在墊球教學(xué)過程中,在教學(xué)前引導(dǎo)學(xué)生對排球墊球應(yīng)該用什么部位以及理由進(jìn)行討論,在討論中及時發(fā)現(xiàn)在前概念中一直以為用手腕墊球的同學(xué),在經(jīng)過討論和練習(xí)發(fā)現(xiàn)在墊球中用手臂比用手要穩(wěn)定的多,由此就可以幫助教師了解錯誤概念產(chǎn)生的原因。
(二)引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,這是實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變的契機(jī)和動力
學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識的時候,總是試圖以原有知識為基礎(chǔ),來同化新概念。當(dāng)不能解釋新知識時,就會引發(fā)認(rèn)知沖突,這樣可以激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心。如何引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突呢?教學(xué)中我使用了以下兩種策略:
1.通過揭示事實(shí)之間的矛盾引發(fā)認(rèn)知沖突
2.通過合作學(xué)習(xí)中學(xué)生的討論與對話引發(fā)認(rèn)知沖突
值得注意的是,在剖析矛盾的過程中我們一定要給學(xué)生流下認(rèn)識和思考的空間,千萬不能用教師的經(jīng)驗(yàn)、思維來代替學(xué)生的認(rèn)識,從而將正確的觀點(diǎn)生硬的強(qiáng)加與他。我們要在平時的教學(xué)中,要加強(qiáng)鍛煉學(xué)生的意識,有目的從學(xué)生的實(shí)際出發(fā),幫助學(xué)生摒棄他們生活中的錯誤概念,建立他自己的科學(xué)概念。這也給我們的教學(xué)各個環(huán)節(jié)提出了更高的要求,力爭將培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)堅(jiān)持到底。
其實(shí)學(xué)生頭腦中類似的錯誤概念還有很多,只要我們細(xì)心觀察研究學(xué)生都能把握的到,然后巧妙設(shè)計,加以利用,變不利因素為有利因素。更好的實(shí)現(xiàn)我們的新課程教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
篇9
【關(guān)鍵詞】公路隧道,防排水技術(shù),施工, 控制
中圖分類號:U45文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、前言
如今交通事業(yè)非常發(fā)達(dá),公路隧道更是屢見不鮮。但是公路隧道的防排水技術(shù)還需要進(jìn)一步的探討,進(jìn)一步的優(yōu)化。
二、淺談公路隧道防排水的施工控制方法
1、公路隧道防排水的設(shè)計原則
不同公路隧道防排水設(shè)計類型有著不同的特點(diǎn):對水環(huán)境的影響:排水型隧道對地下水環(huán)境有較大影響(地下水流失),防水型隧道對地下水環(huán)境影響較?。ɑ緵]有流失);襯砌壓力:排水型隧道沒有水壓,防水型隧道全水壓;防水層范圍:排水型隧道的拱與墻,防水型隧道全斷面鋪設(shè);抗侵蝕能力:排水型隧道二襯混凝土抗侵蝕能力較差,防水型隧道二襯混凝土抗侵蝕能力較差較好;工程投資:排水型隧道投資較少,防水型隧道較多;維護(hù)費(fèi)用:排水型隧道的維護(hù)費(fèi)用與使用時間呈正比,防水型隧道維護(hù)費(fèi)用較低。例如,在法國的公路隧道大多以排水為主,并要求圍巖水和污染水分開排放;但是“全封閉、不排水”是德國新建隧道的設(shè)計理念,它不允許地下水流入隧道。
在應(yīng)用的過程中,注意關(guān)注歐洲國家采用此法的最新動態(tài),學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),吸收教訓(xùn),盡量少走彎路。要解決好隧道滲漏水問題,不僅設(shè)計方案要合理,更要嚴(yán)格按圖施工,注重過程控制,并且還要考慮運(yùn)營期間的維護(hù)問題,要作為一個系統(tǒng)工程來考慮。
2. 傳統(tǒng)的可排水止水帶預(yù)防施工縫滲漏技術(shù)
(1)施工縫滲漏原因施工縫有環(huán)向與水平之分,其中環(huán)向施工縫不可避免,數(shù)量多;水平施工縫在特殊情況下出現(xiàn),數(shù)量少,但處理困難。目前,工程上常用的襯砌環(huán)向施工縫防水構(gòu)造主要有兩種,一是襯砌厚度的中部沿環(huán)向設(shè)置內(nèi)置式止水帶;二是在同樣的位置設(shè)置遇水膨脹橡膠條(圖2)。兩種構(gòu)造的防水效果均不甚理想,其主要原因如下。
(2)滲水下排不暢
襯砌施工縫滲水下排不暢有兩種情況,一是沿施工縫環(huán)向下排不暢,二是施工縫下部下排不暢。在襯砌基礎(chǔ)以上,穿過防水板的滲水常向施工縫匯聚。施工縫雖然具有一定的寬度和一定的滲水下排能力,但此排水能力往往較小,不能滿足滲水的下排要求,導(dǎo)致滲水下排阻力較大,造成施工縫止水帶外側(cè)水壓增高,從而引發(fā)滲漏。在全斷面一次襯砌情況下,襯砌基礎(chǔ)總是先于襯砌施工。襯砌基礎(chǔ)施工的分段位置往往與上部襯砌的分段位置不重合,因此常常在襯砌施工縫的下部設(shè)有與隧道排水系統(tǒng)相連通的襯砌基礎(chǔ)施工縫。設(shè)想上部襯砌施工縫中已經(jīng)飽水,此水便很難下排,從而在止水帶或膨脹橡膠條與防水板之間形成較高的水壓,該水壓可能會引發(fā)施工縫滲漏。誠然,在基礎(chǔ)混凝土與防水板之間存在縫隙,但此縫隙極小,難以滿足上部施工縫滲水下排的要求。忽視施工縫滲水的下排是目前隧道防排水設(shè)計中普遍存在的問題。
(3)止水帶、膨脹橡膠條周圍不密實(shí)
造成止水帶周圍不密實(shí)的原因主要是混凝土的干縮和端頭模板漏漿。前者由于混凝土的于縮以及鋼筋間的間隙,往往不能滿足密實(shí)的要求。后者則由于圓形模具制造的工藝問題及施工技術(shù)原因等造成膨脹橡膠條周圍并不是光滑的曲面,因此周圍并不是很密實(shí)。即便很密實(shí),但是在地下水的反復(fù)作用下,膨脹橡膠亦會因反復(fù)的膨脹收縮而“疲勞”失效。
3.防水結(jié)構(gòu)處理
(1)結(jié)構(gòu)自防水處理。砼在硬化過程中產(chǎn)生的水化熱、干燥收縮和溫差收縮引起的應(yīng)變,受噴砼的制約是產(chǎn)生裂縫的主要原因,因此結(jié)構(gòu)自防水是防排水的關(guān)鍵。本隧道設(shè)計采用C25(抗?jié)B標(biāo)號為S8) 泵送自防水砼襯砌,摻入UEA膨脹劑的砼,產(chǎn)生適度膨脹,在鋼筋和鄰位的約束下,在砼結(jié)構(gòu)中建立0.2-0.7MPa預(yù)壓應(yīng)力,這一預(yù)壓應(yīng)力可大致抵消砼在硬化進(jìn)程中產(chǎn)生的收縮應(yīng)力,從而防止或減少收縮開裂,并使砼致密化,提高砼結(jié)構(gòu)的抗?jié)B能力。
(2)中隔墻與鄰位結(jié)合部的處理。由于雙聯(lián)拱隧道中隔墻肩部與拱圈結(jié)合部、抑拱與邊墻的結(jié)合部往往是結(jié)構(gòu)上的受力弱點(diǎn),出現(xiàn)拱腳開裂;兩側(cè)拱部受力不均衡,中隔墻易出現(xiàn)襯砌開裂。處理措施:中隔墻鋼筋與中導(dǎo)坑頂部錨桿焊成整體(錨桿,具有懸吊作用、組合梁作用、緊固作用和均衡壓縮拱作用,在隧道結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生病害部位,可有效提高圍巖的整體承載力,將已產(chǎn)生裂紋的襯砌砼與已加固的圍巖結(jié)合在一起,阻止襯砌結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步破壞),以達(dá)到減跨作用;鋼拱架拱腳處易超挖且落腳處支撐面不夠穩(wěn)固,采用與起拱處錨桿整體連接,以加固拱架,防止內(nèi)斂。
(3)襯砌與圍巖間的空隙處理。砼襯砌施工中由于客觀條件所限,襯砌與圍巖間可能要留下或多或少的空隙,形成與圍巖不密合的襯砌,在彎距和偏土壓力作用下,較小的荷載也會引起裂縫。尤其中隔墻與拱結(jié)構(gòu)間存在縱向通縫,對結(jié)構(gòu)受力不利,是滲漏水的薄弱環(huán)節(jié)。由于噴砼回填料多不易處理,故采用先澆灌加膨脹劑自防水砼后壓注水泥漿液的處理措施,此措施須在襯砌前完成,以防堵塞排水系統(tǒng)。
(4)塌方或超挖后回填不實(shí)部位的處理。施工中塌方(或超挖部分)回填易出現(xiàn)回填不實(shí)而出現(xiàn)塌空,造成隧道結(jié)構(gòu)失穩(wěn)和后期的隧道滲漏水隱患。施工中采用壓注水泥漿液回填處理,在隧道周邊打孔,以高壓的水泥漿液注入圍巖裂隙,確保隧道圍巖的完整性,改善結(jié)構(gòu)受力。注漿孔按梅花型布置排列,孔距取2m,徑向孔深進(jìn)入巖層0.5m,壓漿初壓0.5MPa,檢查壓力為0.8-1.0MPa。
(5)各施工縫的處理。隧道襯砌滲漏,易發(fā)生在施工的各種接縫處,而中隔墻肩部施工縫部位,不但是聯(lián)體結(jié)構(gòu)受力的重點(diǎn),更是整個隧道防排水處理的關(guān)鍵。采取噴砼施工時覆蓋編織袋來保護(hù)施工縫及排水管不受破損;在施工縫部位采用鋼筋插筋處理,以改善結(jié)構(gòu)受力;縱向施工縫設(shè)置遇水膨脹型止水條(2×1.5cm);后期襯砌時,施工縫清洗干凈并經(jīng)鑿毛再鋪設(shè)一層同標(biāo)號自防水水泥砂漿,以保證接縫致密,可靠預(yù)防施工縫部位滲漏水。
4. 現(xiàn)行隧道工程結(jié)構(gòu)防排水技術(shù)規(guī)范
(1)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范對隧道工程的結(jié)構(gòu)防排水原則是基本一致的,應(yīng)遵循“防、排、截、堵結(jié)合,因地制宜,綜合治理”的原則。針對隧道工程結(jié)構(gòu)防排水,應(yīng)采取切實(shí)可靠的設(shè)計和施工措施,以達(dá)到防水可靠、排水通暢、經(jīng)濟(jì)合理的目的。
(2)綜合現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范,針對隧道工程,結(jié)構(gòu)防排水設(shè)計與施工主要技術(shù)有以下幾個方面。注漿防水:注漿防水是指通過采取注漿措施,從而降低地層的滲透水能力、滲漏水量和滲水壓力,以達(dá)到加固圍巖和形成截水帷幕的目的,提高隧道工程結(jié)構(gòu)防排水效果。注漿防水主要技術(shù)措施有超前預(yù)注漿、支護(hù)前圍巖注漿、回填注漿、襯砌內(nèi)注漿、襯砌后圍巖注漿。
(3)盲溝或盲管排水:盲溝或盲管排水是指針對初期支護(hù)完成后的一些滲流水,通過設(shè)置縱向和環(huán)向透水盲溝或盲管,將隧道襯砌背后地下水引排至隧道兩側(cè)的排水溝。目前,鐵路隧道工程常采用盲管排水。
(4)三縫防水:鐵路隧道工程針對三縫防水主要通過在施工縫、變形縫等設(shè)置遇水膨脹止水條,或者止水帶阻隔襯砌背后水進(jìn)入隧道內(nèi)。參照《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》對于施工縫的防水主要有遇水膨脹止水條、外貼式止水帶、中置式止水帶三種模式。
現(xiàn)行規(guī)范在結(jié)構(gòu)防排水方面基本上都做出了較為詳細(xì)的規(guī)定,采取了比較齊全的施工技術(shù)措施,以形成多道防線防水。事實(shí)上,有相當(dāng)一部分與現(xiàn)場有脫節(jié),執(zhí)行起來困難,或者既使執(zhí)行了,也難以取得良好的效果。對于鐵路隧道工程,工程的不同地質(zhì)條件和水文地質(zhì)特征決定了它應(yīng)采取不同的防線,達(dá)到不同的防線設(shè)置能力。例如淺埋隧道和深埋隧道、軟巖隧道和硬巖隧道、富水隧道和貧水隧道、巖溶隧道與非巖溶隧道等等,它們具有相互對立的地質(zhì)條件特征,其結(jié)構(gòu)防排水要求和技術(shù)措施應(yīng)該是不同的,但現(xiàn)行的規(guī)范在這方面規(guī)定一般都是比較模糊的,這樣,設(shè)計中必然存在技術(shù)措施的主次不分,繼而造成防排水失效,隧道建成后滲漏水嚴(yán)重,以致于形成目前“多道防線、道道不防”,其實(shí),這主要是由于結(jié)構(gòu)防排水設(shè)計的主次不分所決定。
三、結(jié)束語
要解決好公路隧道防排水的問題至關(guān)重要。不僅要設(shè)計合理的方案和圖紙,也要嚴(yán)格的控制施工,需要全面綜合考慮整個系統(tǒng)的施工。
參考文獻(xiàn):
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篇10
施工排水可分為重力降水(如集水井、明渠等)和強(qiáng)制降水(如輕型井點(diǎn)、深井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)等)。在土方工程中采用較多的是集水井降水和輕型井點(diǎn)降水。
1.集水井降水施工方法
四周的排水溝及集水井應(yīng)設(shè)置在地下水流的上游,并距基礎(chǔ)邊線0.4m以外。根據(jù)地下水量、基坑平面形狀及水泵能力,集水井每隔20~40m設(shè)置一個。集水井的直徑或?qū)挾纫话銥?.7~0.8m。井壁可用竹、木等簡易加固。排水溝底寬一般不小于300mm,溝底縱向坡度一般不小于3%,排水溝至少比基坑底低0.3~0.4rn,集水井底應(yīng)比排水溝底低0.5m以上。隨著基坑開挖逐步加深,溝底和井底均保持這一高度差。當(dāng)基坑挖至設(shè)計標(biāo)高后,井底應(yīng)低于坑底1~2m,并鋪設(shè)0.3m碎石濾水層,以免在抽水時將泥砂抽出,并防止井底的土體被攪動。
2.井點(diǎn)降水施工方法
井點(diǎn)降水是在基坑開挖前,預(yù)先在基坑周圍埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管(井),利用真空原理,通過抽水泵不斷抽出地下水,使地下水位降低到坑底以下。井點(diǎn)降水可防止邊坡由于受地下水流的沖刷而引起塌方;可使坑底的土層消除地下水位差引起的壓力,防止了坑底土的上冒;由于沒有水壓,減少了支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平荷載;由于沒有地下水的滲流,也可消除流砂現(xiàn)象;降低地下水位后,由于土體固結(jié),還能使土層密實(shí),增加地基土的承載能力。
2.1一般輕型井點(diǎn)設(shè)備
輕型井點(diǎn)設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成,管路系統(tǒng)包括濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管。濾管為進(jìn)水設(shè)備,通常采用長度1.0~1.5m,直徑38mm或51mm的無縫鋼管,管壁鉆有直徑為12~19mm且成梅花形排列的濾孔,濾孔面積為濾管表面積的20%~25%。管壁外包兩層孔徑不同的銅絲布或纖維布濾網(wǎng)。為避免濾孔淤塞,在管壁與濾網(wǎng)間用塑料管或梯形鉛絲繞成螺旋狀隔開,濾網(wǎng)外面再繞一層粗鐵絲保護(hù)網(wǎng)。濾管下端為一錐形鑄鐵頭,濾管上端與井點(diǎn)管連接。井點(diǎn)管為直徑38mm或51mm、長5~7m的鋼管。井點(diǎn)管上端用彎聯(lián)管與總管相連。集水總管為直徑100~127mm的無縫鋼管,每段長4m,其上裝有與井點(diǎn)管連接的短接頭,間距為0.8m或1.2m。
2.2輕型井點(diǎn)的布置
平面布置:當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6m,且降水深度不超過5m時,可用單排線狀井點(diǎn)布置在地下水流的上游一側(cè),兩端延伸長度以不小于槽寬為宜。反之,則應(yīng)采用雙排井點(diǎn),位于地下水流上游的一排井點(diǎn)管的間距應(yīng)小些,下游的一排井點(diǎn)管的間距可大些。當(dāng)基坑面積較大時,則應(yīng)采用環(huán)形井點(diǎn)。井點(diǎn)管距離基坑壁不應(yīng)小于1.0~1.5m,間距一般為0.8~1.6m。
高程布置:井點(diǎn)降水深度,從理論上講可達(dá)到10.3m,但考慮抽水設(shè)備的水頭損失以后,其實(shí)際降水深度一般不超過6m。如井點(diǎn)管埋設(shè)深度小于降水深度6m時,則可用一級井點(diǎn);埋設(shè)深度稍大于6m時,如降低井點(diǎn)管的埋置面后,可滿足降水深度要求時,仍可采用一級井點(diǎn);當(dāng)一級井點(diǎn)達(dá)不到降水深度的要求時,則可采用二級井點(diǎn),即先挖去第一級井點(diǎn)所疏干的土,然后再在其底部裝設(shè)第二級井點(diǎn)。此外,在確定井點(diǎn)管埋置深度時,還要考慮井點(diǎn)管露出地面0.2~0.3m,濾管必須埋在透水層內(nèi)。
2.3井點(diǎn)管的埋設(shè)
井點(diǎn)管的埋設(shè)可以利用沖水管沖孔,或鉆孔后將井點(diǎn)管沉入,也可用帶套管的水沖法及振動水沖法下沉埋設(shè)。認(rèn)真做好井點(diǎn)管的埋設(shè)和孔壁與井點(diǎn)管之間砂濾層的填灌,是保證井點(diǎn)系統(tǒng)順利抽水、降低地下水位的關(guān)鍵,因此應(yīng)注意:沖孔過程中,孔洞必須保持垂直,孔徑一般為300mm,孔徑上下要一致,沖孔深度要比濾管深0.5m左右,以保證井點(diǎn)管周圍及濾管底部有足夠的濾層。砂濾層宜選用粗砂,以免堵塞管的網(wǎng)眼。砂濾層灌好后,距地面下0.5~1m的深度內(nèi),應(yīng)用粘土封口搗實(shí),防止漏氣。井點(diǎn)管埋設(shè)完畢后,即可將其與總管連接并開啟抽水設(shè)備進(jìn)行試抽水,檢查有無漏水、漏氣現(xiàn)象,出水是否正常。
2.4流砂的防治
2.4.1 產(chǎn)生流砂的原因 產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的原因有內(nèi)因和外因。內(nèi)因取決于土壤的性質(zhì),當(dāng)土的孔隙率大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、滲透系數(shù)小、排水性能差等均容易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。因此,流砂現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在細(xì)砂、粉砂和亞砂土中,但是否會發(fā)生流砂現(xiàn)象,還要看外因條件,即地下水及其產(chǎn)生動水壓力的大小。
2.4.2 防治流砂的方法 其具體措施有:1)枯水期施工。因地下水位低,坑內(nèi)外水位差小,動水壓力減小,從而可預(yù)防和減輕流砂現(xiàn)象;2)打板樁。將板樁沿基坑周圍打入不透水層,便可起到截住水流的作用;或者打入坑底面一定深度,這樣將地下水引至坑底以下流入基坑,不僅增加了滲流長度,而且改變了動水壓力的方向,從而達(dá)到減小動水壓力的目的;3)水中挖土。水中挖土即不排水施工,使坑內(nèi)外的水壓相平衡,不致形成動水壓力。如沉井施工,不排水下沉,進(jìn)行水中挖土,水下澆筑混凝土等;4)人工降低地下水位。人工降低地下水位即截住水流,不讓地下水流入基坑,從而不僅可防治流砂和土壁塌方,還可改善施工條件;5)地下連續(xù)墻法。此法是沿基坑周圍先澆筑一道地下連續(xù)墻,從而起到承重、截水和防流砂的作用,它又是深基礎(chǔ)施工的可靠支護(hù)結(jié)構(gòu);6)拋大石塊,搶速度施工。如在施工過程中發(fā)生局部的或輕微的流砂現(xiàn)象,可組織人力分段搶挖,挖至標(biāo)高后,立即鋪設(shè)蘆席并拋大石塊,增加土的壓重,以平衡動水壓力,在未產(chǎn)生流砂現(xiàn)象前,將基礎(chǔ)分段施工完畢。
3.結(jié)語
為了做好土方工程的安全施工工作,在施工過程中,要根據(jù)實(shí)際情況做好施工排水,保持土壤干濕度滿足施工要求。
參考文獻(xiàn)
[1] 孫玉玲. 工業(yè)廣場土方工程圖重點(diǎn)[J]. 內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2005(02).