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一、前言
当前,由于经济发展和人民生活的需要,每天都会产生大量的工业污水和生活污水。污水处理已经有了一套自动化控制系统,为了满足污水排放的相关要求,就势必要对污水的各类参数进行实时的监控检验。但是由于污水处理过程存在非线性、时变性和复杂性,很多参数都难以利用传统的方式进行测量。在科技的发展之下,软测量技术对这一问题大有帮助,如何不断将其优化,使其能够发挥最大的价值,是当前需要研究和探索的一个方向。
二、软测量技术概述
(一)软测量技术的定义
软测量技术实际上就是利用选择和被估计的主导变量关系密切的,并且容易直接测量得出数据的辅助变量,根据最优原则,搭建一个辅助变量为输入值,主导变量为输出值的数学模型,并将实现此模型的算法输入到计算机的相应软件当中进行计算,得出贴近实际的一个主导变量的估计值。[1]
(二)软测量技术的构成
软测量技术主要由辅助变量的筛选,数据的具体处理、所需模型的建立和对所建立模型的实时校正构成。其中对于辅助变量的筛选,是在变量类型、变量的数据量和监测点三个因素中筛选的。其选择标准是保证灵敏性、特异性、过程适用性和精确度;数据的具体处理是指对所获取的数据进行交换和误差调整,从而确保数据的精确度,在后面进行模型的应用时候不会出现较大的偏差。所需模型的建立是该技术的应用核心,它以数学模型为基础,又高于数学模型,是利用二次变量来实现对主要变量的最优估计。[2]虽然在数学的模型有很多,但是不是所有的模型都能够直接应用于污水处理的,要对各类模型的特点进行分析,并和污水处理的技术要领和参数指标进行比对,将各类模型进行融合,才能最终得出一个较为可靠的建模方法。具体的模型建立在之后的文章中会进行介绍。最后就是对软测量模型的矫正。模型在一开始建立的时候只是初步的搭建了一个框架,而没有将具体的对象应用进去,而对象又是在动态变化着的,所以要对已经构建的模型进行实时的矫正,当前最常用的是利用分析仪表的离线测量值来进行在线矫正。
三、软测量技术的具体应用
虽然软测量技术有许多种模型建立的方法,但是并不是每一种模型都适合应用于污水处理过程的,要根据污水处理自身的特点,在掌握了污水处理工程的机理的前提下,将几种方法结合进行建模,才能使得技术的应用更有意义、更有价值。下面是两种具体的软测量技术的应用。
(一)多元性回归软测量建模法的应用
学过建模的人都知道,回归分析法作为建模时候最常用的方法之一,它可以应用的范围十分广泛,并且以最小二乘原理为基础的一元和多元性回归技术已经十分成熟,很多领域都用其来解决各类问题。将其实际应用于污水处理的参数预测中显然十分合适。该模型的建立主要是依靠对于可检测量的参数数据和化验数值,和进行操作的工艺等外在的'影响无关。[3]它所建立起的模型十分简单,且可以将具体算法输入计算机的应用软件,即可得出重要的出水参数的预测。通过反复试验可以发现,该模型的结果拟合度较高,但是仍然存在着一些缺陷的,比如进水参数存在着滞后性。这是由于实验的时候采样时间较长且采样不均造成的。该方法可以对参数进行粗略的估计,但是要进行精确度更高的估计,还是要采用下列所述的第二种方法。
(二)人工神经网络建模法的应用
相较于第一种方法,第二种方法更加适用于系统较为复杂的情况。人工神经网络有前向网络和反馈网络两种类型。在不断的实验中,发现使用分离网络结构分别测量在厌氧和好氧两种条件下的参数,将两者加以区分,能够使结果更加精确,却得更好的效果。但是该方法的缺陷在于无法对一些参数例如COD等进行测量。[4]不仅如此,国外研究人员还基于此种方法得出了一种在无法获得污水处理过程参数时的近似方法。其原理在于,仅仅采用一些便于测量的参数亮,并利用神经网络进行信息的处理,建立各种辅助性参数,经过一系列算法得出所要的水质参数。从中可以看出,无论是哪种方法,都需要或多或少的污水水质参数作为建模的基础数据,才能保证模型算法的良好实现。[5]
四、软测量技术的未来发展方向
从上述软测量技术对污水处理的具体应用中可以发现,当前的几种建立的模型都在实际的应用中存在着一定的漏洞或者局限性,所以,该技术未来的发展方向就是突破当前存在的这些技术屏障。比如,上文所提到的第二种人工神经网络模型,在进行该方法的应用的时候必须对生产数据有一个全面的了解,但是在未来的污水处理中对水质的整体要求会逐渐提高,生产数据势必会更加难以获取,这对该方法的未来应用肯定存在着打击。[6]所以,如何有一个长远的目光,使得未来污水控制的越发严格的时候,该技术仍然能够很好的应用于污水处理,是技术在发展过程中首先需要考虑的,也是必须考虑的。
五、结束语
综上可知,在社会的不断发展下,污水排放量增加,更多水质参数需要进行测量,这给予了污水处理技术一个很大的难题。污水处理具有非线性、时变性和复杂性,一些水质参数是很难直接测量得出的。这就需要软测量技术的帮助。软测量技术主要是建立起模型对估计值进行求解,适合污水处理的模型方法有多元性回归软测量建模法和人工神经网络建模法。但这两种方法仍然存在着一些缺陷,在未来的发展中要进行着重的研究,来满足污水处理的需要。
参考文献
[1]吴冰.污水处理过程中软测量技术的研究及应用[J].化学工程与装备,(2):166-168.
[2]彭向华.软测量技术在污水处理中的应用研究[D].昆明理工大学,2016:90-92.
[3]夏宏,伍溢春,张祥春.软测量技术在污水处理中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,(4):34-36.
[4]王立营.试析软测量在污水处理过程中的研究与应用[J].科学技术创新,(12):86-88.
[5]卓明,冯裕钊,陈勇.软测量技术在污水处理过程中的应用[J].中国给水排水,2015,21(11):34-36.
[6]卿晓霞,余建平.软测量技术及其在污水处理系统中的应用[J].工业水处理,2015,25(3):13-16.
工业园区污水处理技术研究论文
摘要:针对某高分子材料工业园区污水特性及环境条件,设计生产生活污水处理工艺流程,设定各工艺单元关键参数,应用A/O+MBR高效生化处理工艺,达到高标准出水水质。通过工程运行成本分析,使污水处理系统达到经济实用的运行效果,为同类废水处理提供了参考依据。
关键词:污水处理;A/O工艺;MBR工艺;生化处理
某高分子材料工业园区专业生产TPU产品,广泛用于通信、电缆、制鞋、服装、印刷、交通、汽车、航空等领域。该工业园区产生的废水主要为生产废水和生活废水,针对少量生产废水和全部生活污水新建一座污水处理站进行集中处理。根据污水中的杂质类别及浓度实施不同的'工艺处理,经预处理后各生活废水混排后采取隔污、净化处理,出水水质满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》[1]和《城市污水再生利用景观环境用水水质》[2]要求。
1工艺设计水量、水质
根据企业的污水排放量,污水处理设计规模200m/d,污水站24h运行,污水处理量达8.3m/h。考察本地污水水质各项指标含量,确定进水水质各项参数,如表1所示。出水水质设计标准需根据《城市污水再生利用城市杂用水水质》中冲厕、道路清扫、消防及绿化用水标准,以及《城市污水再生利用景观环境用水水质》观赏性景观环境用水中水景类用水标准,出水水质各项参数如表2所示。
2处理工艺
园区污水主要来自企业员工日常盥洗、冲厕、洗浴、食堂等生活废水和含少量己二酸及1,4丁二醇的生产废水。经实地污水杂质实验检测,废水中主要污染物为油脂(动、植物油)、BOD、SS、氨氮及较大悬浮物等,针对油脂类污水采用隔油设施预处理后与其他生活污水排入化粪池,采用预处理单元格栅去除废水中的较大漂浮物,经生化处理工艺A/O+MBR装置进行最终净化处理,处理后的水质进行消毒后实现二次应用,消毒剂选用经济型较高的次氯酸钠,污水处理工艺流程如图1所示。
3工程设计
3.1预处理单元
预处理单元包括细格栅和调节池。细格栅采用手动格栅,格栅渠采用钢混结构,渠设计宽0.6m,渠深2.8m,平均过栅流速≤1m/s。调节池采用钢混结构形式,设计1座,尺寸参数10.3m×3.0m×4.5m,水力停留时间24h,调节池内设有自耦潜水泵,将废水提升到后续处理单元。
3.2A/O+MBR生化处理单元
A/O+MBR生活处理单元包括缺氧池、好氧池、MBR膜池,其结构形式均为钢混结构。缺氧池设计2座,尺寸参数3.0m×2.5m×4.5m,停留时间6.5h。好氧池设计2座,尺寸参数3.0m×5.0m×4.5mm,水力停留时间12.5h。MBR膜池分为2格,单格尺寸为1.7m×3.6m×4.5m,有效水深3.3m。MBR膜采用PVDF中空纤维膜,内部加强筋结构,膜通量12.8L/(m2s)且20m2/片,应用量44片,MLSS浓度5000~8000mg/L。MBR单元采用全自动运行模式,由PLC控制,为保证膜的正常产水量,需对膜进行反洗和加强反洗[3-4]。
4工程运行及经济分析
通过前期生物培养、设备调试及试运行后,A/O+MBR工艺出水稳定可靠,取样后对水质指标检测,检测结果满足冲厕、道路清扫、消防绿化及观赏性景观环境用水标准[5],检测参数如表3所示。本工程运行成本包含电费、药剂费、维修费和人工费,其中电费0.46元/t,药剂费0.20元/t,综合各项成本指标,污水处理运行成本约0.99元/t,工业园区年处理废水总量73000m3,年运行成本约72270元,经济效益较好。
5结论
1)本文针对某高分子材料工业园区污水处理设计了污水处理工艺流程,采用A/O+MBR工艺实现了良好出水水质效果,达到了《城市污水再生利用城市杂用水水质》和《城市污水再生利用景观环境用水水质》标准;2)设计工艺占地面积小,水质处理运行稳定,一次性投资费用小,运行成本低,在水资源匮乏和排放标准严峻的环境下,具有很好的应用前景。
参考文献
[1]关晓琳,吴克亮,徐斌,等.A2/O-MBR工艺深度处理液晶废水工程应用[J].工业水处理,2016,36(10):97-99.
[2]迟守平,徐志清,赵军,等.MBR一体化装置在电厂基建期生活污水回用中的应用[J].电力科技与环保,,29(2):26-27.
[3]朱宁伟,李激,郑晓英,等.A2O-MBR组合工艺处理城市污水的试验研究[J].中国给水排水,,26(15):1-4.
[4]蒋岚岚,张万里,胡邦,等.城镇污水处理工程MBR工艺膜系统设计关键技术[J].中国给水排水,,27(20):55-60.
[5]张军,王宝贞,张立秋,等.MBR在污水处理和回用工艺中的应用[J].环境工程,,19(5):9-11.
摘要:核电厂发电在我国经济发展中具有不可替代的作用。当然,电厂的发电用水只能选择市政用水或者自然水,硬度较高,或者有机物含量较多,因此需要对其进行适当地处理。而在处理过程中,膜技术的应用有助于降低成本,提高出水水质。该文笔者对污水处理中的膜处理技术进行了全面分析。
关键词:核电厂;污水处理;膜处理技术;运用
电是人们生产和生活中不可替代的资源,随着我国资源的减少,发电过程中的水资源循环利用就成为一种主流方式。水质对于发电设备的效率具有直接影响。污水处理工艺不合理,操作不合理都会造成污水中杂质不能全部去除,导致设备故障,增加维修成本,并且使得出水水质含盐量、有机物含量较多,不符合核电厂发电厂需求。近年来,全膜技术的出现更好地解决了这一问题,因此文章对这一技术的特点和原理以及实施过程进行分析。
1膜处理技术原理和特点
膜处理技术是一种新的水污染处理技术,以一种具有选择性性能的薄膜来实现淡水与盐分、杂质的分离,膜处理技术简单、成本较低,因此应用广泛。目前,主要应用固膜和液膜2种。其主要原理在于利用了杂质、有机物等与水分的体积、大小不同的原理,将其进行隔离处理,在具体的处理过程中,还可以结合加压的方式。另外,利用了一些杂质不同的化学性质,实现快速溶解,从而将其隔离,效果理想。膜处理技术的优势明显,比如,利用该技术不再需要庞大体积的分离设备,因此占地面积减少,成本也随之减少。在安装上,更加方便,不同性质的膜还可以分离不同种类的杂质或者有机物,使水质进一步满足用水需求。其次,膜处理技术拓宽了处理范围,不仅可以分离固态杂质,还能够对相对分子量从几百到几千的物质进行分离。不需要加热等条件就可以实现。分离过程更加高效、易操作,并且符合现代社会环保节能的要求。
膜处理在我国核电厂中有广泛的应用,并且随着技术的更新,膜处理技术已经具有超滤、微滤和反渗透等多种方式,另外近年来还出现了渗透汽化等方式。对工业废水和自然用水具有较好的杂质分离作用。我国各大核电厂在污水处理过程中主要采用的是超滤膜分离处理技术、反渗透技术和全膜分离技术。具体的技术特点和原理如下。
2.1反渗透技术
反渗透技术是目前核电厂主要的污水处理技术,与全膜技术相比,其污水处理成本更低,但程序相对复杂,通常采用一次渗透处理和二次渗透处理方式完成。反渗透膜多为高分子化学材料,利用了溶液渗透压不同的原理,可以将污水中的离子进行分离,在实施过程中,要合理控制渗透压,使杂质能够及时快速地分离。膜元件是整个反渗透技术的核心,加压后的水分通过一些元件进入隔网层,使杂质排除管道外,获得发电所用水。使用这种方法可以满足基本的发电用水需求,但如污水需要再次处理,成本将大大提高。
2.2膜分离技术
全膜技术已经成功的在我国核电厂除盐中应用,事实证明了该技术的积极性。目前我们将其应用于核电厂锅炉补给水的处理中,全膜分离技术可以减少压差,在低温下运行,减少离子的渗出,并且能够抑制废水的酸化或碱化,防止设备出现腐蚀现象。未来,电厂污水自动化处理是一种发展趋势,不仅能够减少人力、物力,还能够提高污水处理质量和效率。
我们以某核电厂为例,该厂共拥有6台发电机组,总水量为6万m3/h,污水排放量为1万m3/h。要确保污水的合理利用,需对其进行必要的处理。膜处理环节主要表现如下。
3.1预处理超滤反渗透技术
首先,我们采用超滤反渗透技术对污水进行预处理,该次处理水量为2×70m3/h。由于阴阳床钠离子渗透问题对除盐效果具有一定的影响,因此在设计过程中要控制钠离子渗漏,降低电导率,并且要控制二氧化硅的含量。该系统主要采用的是自动控制技术,PLC是EDI系统的核心与主要技术,CRT是其监督系统。预处理超滤反渗透技术是将原水输送到清水泵,并由清水泵进入多介质过滤器,通过多介质过滤和超滤装置来实现杂质的初步分离,最后利用反渗透装置来实现有机物的分离。在这一过程中还需要除盐水泵、阳床、阴床和中间水箱的支持,具体的过程不做阐述。总之,多介质过滤器是其中心,通过这一元件与其他设备的配合来实现杂质和有机物的`去除,使原水能够达到使用需求。通过该装置能够将进入超滤装置的水浊度控制在2mg/L以下。
3.2锅炉补给水中的全膜技术
现阶段,全膜技术是最先进的一种污水处理技术。核电厂发电设备复杂,过程中需要大量的用水,并且用水多为自然水,这部分水的硬度较大,水中杂质较多,实现全面分离,降低污染并实现其循环利用是电厂的主要任务。在核电厂发电过程中采用全膜技术一定要注意电导率的控制,电导率过大容易使水中钠离子含量增多,有机质或离子过多不符合发电用水需求。全膜技术依然要通过一级渗透和二级渗透过程,最终保证水质的稳定,电化学除盐法是核电厂的主要盐水处理办法,结合膜处理技术,可以满足电厂锅炉补给水的应用需求。全膜技术中在预处理系统上使用的是多介质过滤器和活性炭过滤器,通过这2个设备,可以将原水中的悬浮物、固体杂质等分离出去,将胶体和盐分截留在滤层中,降低污水的水浊度。
3.3循环冷却排污水中的纳滤膜技术
笔者所在厂将污水处理工作的重点放在循环水的冷却与回收上,以反渗透技术为主,原水的脱盐是其主要问题。纳滤膜技术主要应用于小型电厂的污水处理中,通过滤水池、清水池和反渗透装置来完成整个循环水冷却和回收功能,达到节约资源的目的。
4结语
随着水处理在我国核电厂的作用越来越大,水处理技术的更新就成为一种必然。在我国核电厂中,主要采用超滤、微滤和反渗透等污水处理方式。不同的技术在成本上、技术可行性上和处理效果上均有不同,目前普遍认为全膜技术虽然增加了一部分成本,但在污水处理效果上较好,通过渗透膜实现用水与杂质、有机质的分离。总之,污水处理中膜处理技术的运用十分重要,能够改善水质,实现核电厂的持续发展。
参考文献
[1]杨少博.化工污水处理中膜技术的应用探讨[J].化工管理,(8):271.
[2]赵珠.基于化工污水处理中膜技术的应用[J].化工管理,(11):229.
[3]张海林,任红.浅谈电厂化学水处理中膜技术的应用[J].科技创新与应用,2014(11):81.
基于神经网络的污水处理指标软测量研究
污水处理厂目前广泛使用序批式活性污泥法.该方法处理污水过程是一种典型的复杂动态生物反应工程系统,具有非线性、时变性、随机性和不确定性等特点,难以建立准确的数学模型.同时,该方法的污水处理指标在线测量仪表价格昂贵.为从工程应用角度将人工神经网络软测量方法应用于污水水质指标的实时检测,分别建立BP神经网络和RBF神经网络污水指标软测量模型.仿真结果表明,建立的神经网络软测量模型能很好地实现污水处理指标的COD、BOD、N等参数的实时测量和估计,为污水指标的'实时检测提供了新的思路.
作 者:管秋 王万良 徐新黎 陈胜勇 Guan Qiu Wang Wanliang Xu Xinli Chen Shengyong 作者单位:浙江工业大学信息学院,浙江,杭州,310014 刊 名:环境污染与防治 ISTIC PKU英文刊名:ENVIRONMENTAL POLLUTION AND CONTROL 年,卷(期): 28(2) 分类号:X5 关键词:神经网络 污水指标 软测量电力工程测量的技术研究的论文
1地下电缆的探查
1.1实地调查法
地下电缆的探查主要针对明显的线点(主要有接线箱、变压器、电缆井等附属设施)进行。作业时将所有电缆井逐一打开,一一测量电压等级、管径、走向、管道位置、深度等直接数据,并对走向判断不清的管线进行查证。电力沟要查明各点沟断面尺寸,直埋或套管等方式,埋埋深及根数、排列方式等。
1.2开挖调查法
开挖地面,将地下管线暴露出来,直接测量其位置、高程(或埋深),并调查管线属性。该法适用于情况太过复杂、采用物探方法无法查明或为验证物探法精度的情况下。这种方法的不足在于工程量大。
1.3非开挖技术
地下电缆的特点是特征点全部埋在地下,需要用物探的方法将特征点的数据反映到地面上来,同时查明地下管线的平面位置走向埋深及其他各项属性然后对各管线的特征点进行施测和制作专业管线图或综合管线图。
1.3.1探地雷达技术
探地雷达测量技术的原理是利用脉冲波对测量目标发生一定波段反射回来进行探测。通过对回收波段的'分析,能够确定测量目标的基本情况,该测量技术主要用在地下检测。
1.3.2磁梯度测量技术
该技术主要是对管道进行测量,对管道深度以及形态进行描述,对于非开挖法的施工,该技术能够在地下一定的范围内形成强磁场环境,然后将次磁力探头放入指定空间内进行测量,进而获得详细的数据,进而为施工提高指导。
1.3.3人工地震波测量技术
该测量技术是利用不同介质抗阻抗值不同来实现测量。通过人工制造的波动信号对震动速度计抗阻值进行测量。该测量技术可以对地上计地下进行测量,对于地上测量主要是对振动波进行检测,地下则是对不同介质的震动波段进行分析来确定地下情况。
2地下电缆的测量
2.1地下电缆测量平面和高程控制网的建立
对于已有大比例尺地形图的地区,应充分利用原有控制点进行施测各电缆特征点如果没有控制点或密度不够时,则应建立精度适宜,密度合理,点位不易被施工破坏的平面和高程控制网可采用全站仪布设光电测距导线或全球定位系统(GPS)以及水准测量的方式,按城市测量规范城市地下管线探测技术规程的要求,布设平面和高程控制点。
2.2地下电缆的测绘
地下电缆的测量可依据地下管线的探查所绘制的草图进行。内容主要包括以下几方面:
(1)根据电缆测量控制网,进行电缆点联测,确定电缆点的坐标与高程。
(2)内业进行电缆平断面图的绘制。
2.3中线测设
电缆沟在开挖前,必须要严格根据设计图纸要求的位置进行电缆沟中线及检查井位置的定位放线,需要注意的是检查井的两侧需要设置控制桩,以便施工完成后能够校核检查井。中线的坐标必须严格根据图纸进行施测,放线完成后,还要进行复核。
2.4标高测量
电缆沟的标高测量需要提前在施工区域沿线测设临时水准控制点,并且临时水准控制点必须要相对稳定,控制在100m的范围内设置一个,临时水准点设置完成后,统一编号在图纸上标明,需要注意的是在使用过程中必须要定期进行复核,确保标高符合使用要求。
2.5电缆排管测量
中线定位完成后,可以使用白灰撒出边线,然后开始土方开挖,在开挖过程中严格控制沟槽基底标高,并且在挖土过程中要不断对中线进行复核,确保中心线的位置精确无误。沟槽开挖后还要在沟槽底部设置高程控制点,以便对高程进行复核。电缆管沟在回填前,还要对电缆顶部标高进行测量,然后详细进行记录并且要标记到图纸上,作为竣工测量资料,相应的管头、检查井井底、井间距等均需进行测量。此外,电缆沟支架在安装时也要经过严格定位后方能进行施工,电缆支架水平间距不得超过1m,并且在固定时还要对其进行找平。
3质量保证措施
随着电力事业的飞速发展,地下电缆敷设越来越多,地下电缆与其他地下管线的矛盾越来越突出。地下电缆测量中应该注意:
(1)城市地下电缆探查与绘制是一项涉及多权属单位和多学科、多专业的综合性与技术性很强的系统工程,测量作业的各项技术按工程测量规范进行。
(2)随着探测队伍和作业人员的不断增加,要不断提高探测人员的技术水平和责任心;测量人员需全部持证上岗,进入场地的测量仪器设备,必须检定合格后且在有效期内标识保存完好。
(3)由业主提供的施工图、测量桩点,必须经过核算校测合格并办理了交接手续后才能成为测量依据。
(4)一些非金属材质的管线普遍应用,给地下管线探测带来了不少的困难,在采用新方法、新技术、新仪器时,要经过试验,使其探测精度能够满足规范要求。
(5)加强现场内的测量桩点的保护,所有桩点均明确标识防止用错,测量工作质量有专业责任工程师负责。
(6)在从事地下管线探测作业时,仪器设备带电作业,一定要安全用电,打开窨井盖调查时,要进行有害、有毒及可燃气体的浓度测定,进行必要的安全保护,做到安全生产。
4总结
目前,地埋电缆工程已经基本覆盖了全国各个角落,对于地埋电缆工程来说,测量技术作为电缆工程的基础,它对施工全过程、成本、质量等有着直接的影响。随着测量仪器的更新发展,电力工程的测绘技术也在不断更新进步。必须保持科学严谨的态度保证电缆测量技术的质量,促进城市的发展。
参考文献
[1]侯树刚,陈静.非开挖技术的发展研究[J].科技进步与对策,(S1).
[2]郝印涛.地下电缆探测技术在供电生成管理中的应用[J].电力勘测设计,(6).
[3]杨志世.浅析电力工程测量测量技术在工程施工中的研究与应用[J].黑龙江科技信息,(13).
[4]赵沐雨,张蔷.工程测绘测量基础研究与发展[J].现代工程测绘,(11).
[5]郑军生,王瑞.现代电力工程测绘测量技术应用现状[J].测绘科技,2009(5).
摘要:大型矿山的测量工作需要一定的技术性,其不但是矿山建设生产的基础,也决定着矿业公司的发展。根据上述背景,提出基于低空遥感的大型矿山测量技术研究。首先介绍了低空遥感大型矿山测量技术的提出,主要由于传统测量技术面临着重重的难题以及矿山测量工作的特性;其次对低空遥感测量技术在大型矿山测量工作中的应用进行了具体的阐述,主要分析了其工作的流程以及测量结果的精度。
关键词:低空遥感;大型;矿山;测量技术
大型矿山测量工作具有明显的技术性,在测量工作的开展过程中,要对其中的安全以及结果的准确给予足够的重视。大型矿山测量是矿山建设和生产的重要环节,测量工作是所有工作的前提。随着科技的不断发展,大型矿山的测量手段也在不断的创新。传统的大型矿山测量技术面临着很多的困难,对矿山工作产生着直接的影响,从而影响公司的实际利益。因此,需要不断的加强大型矿山测量技术的创新,实现大型矿山测量的准确性。因此,本文对低空遥感大型矿山测量技术进行研究[1]。
由于大型矿山工作的特点以及传统测量技术的不足,近几年,对大型矿山测量技术进行创新,其中低空遥感技术是使用率最高的技术。因此,提出对低空遥感的大型矿山测量技术研究。(1)大型矿山测量工作的特点。一般情况下,大型矿山的测量工作以内容划分为两个部分,分别是测量工具和测量技术,且其应用的水平对矿山工作的发展有着至关重要的作用。现在的现实情况显示,在我国大型矿山的测量工作中,所使用的测量设备以及测量技术都不是先进的,导致测量工作的结果无法满足实际工作的需要,也满足不了现在矿山发展的要求。所以,要想大型矿山正常的`工作以及矿产公司稳定的发展,就要重视大型矿山测量技术的创新,在测量工作中引进新的测量技术与测量设备,保障测量结果的准确性以及高效性,保障矿山工作的安全性[2]。(2)传统大型矿山测量技术面临的难题。就目前而言,我国传统大型矿山测量技术面临着很多难题,具体情况如图1所示。大型矿山测量是矿山生产建设的根本,测量的结果不但为矿山建设服务,也为安全生产提供服务,帮助领导对矿山建设和生产做出相应的决策,测量工作是矿山安全生产的重要环节。但是,在市场经济的发展下,矿山企业为了追求利益最大化,忽略了矿山测量技术的创新与测量的基础工作。矿山测量工作者在矿业公司中的地位相当低,手里的权利也是相当小,非常不受重视。一般的,矿业企业的生产条件比较艰苦,危险系数比较高,但是大型矿山测量工作者的薪资待遇却不高,所以,高校的优秀毕业生根本不想到矿业公司工作,导致大型矿山测量工作的人才大量流失,相应的矿山测量技术的力量也是相对薄弱的[3]。
2低空遥感在大型矿山测量中的应用
低空遥感测量技术具有自身独特的特点,主要有四个特点:第一,快速响应。低空遥感测量技术主要依靠的是无人机,无人机主要在低空飞行,操作非常简单,可以在短时间内升空进行测量,对环境的要求降低了,而且其可以迅速的到达指定的工作区,对其进行相应的测量。相较于传统的测量技术具有相当大的优势;第二,具有清晰影像数据获取的能力。无人机可以获得清晰的影像数据,还可以搭载传感器对目标进行监测,并可以通过多个角度进行影像数据的获取;第三,成本低,维护比较容易。和传统的测量技术相比,低空遥感测量技术的成本更低,并且运行成本、维修成本和操作成本都远远的低于传统的测量技术;第四,具有先进性。低空遥感测量技术属于数字产品,可以将拍摄的清晰影像数据形成一幅全景图像,并可以随意的放大缩小,对矿山建设生产提供了便利。在大型矿山的建设生产中,对其进行测量是一项重要的环节。传统测量方法不但效率低、成本高,所测量的范围也是具有局限性,但是低空遥感无人机测量技术效率高、成本低,并且相对来说测量的范围大。
2.1低空遥感测量技术的流程
低空遥感测量技术的流程主要分为两步,具体情况如下:①像片控制测量。像片控制点测量是测量的依据,也是影响测量精度的主要因素。低空遥感技术的重要环节就是像片控制点的选择,必须根据实际的情况,对像片控制点进行选择,并使其在测量图像中清晰的显示出来,经由它将其它物体的位置准确的描述。②数据采集和地形图编辑。低空遥感技术主要采用无人机对大型矿山的地形以及范围进行测量与拍摄,通过无人机的网络传播到地上的计算机上,就相应的完成了数据的采集以及地形图的编辑。
2.2低空遥感测量技术的精度分析
大型矿山的测量工作中,地形比较复杂,通常遍布电线、管线等等,所以对测量数据的精度准许有一定的误差。一般情况下,在图像上准许有0.54mm的误差,实地准许有1.1m的误差。无人机拍摄形成的影响数据质量分析。主要对其所包含的范围有着严格的要求,对影响的边缘进行仔细的检查,没有出现明显的地形起伏,色彩均匀、反差小,这就满足平面图的要求了。
3结语
本文首先介绍了低空遥感大型矿山测量技术的提出,主要由于传统测量技术面临着重重的难题以及矿山测量工作的特性;其次对低空遥感测量技术在大型矿山测量工作中的应用进行了具体的阐述,主要分析了其工作的流程以及测量结果的精度。希望本文对以后的研究有所帮助。
作者:王涛 张艳婷 崔凯 王莉 单位:山西恒达地遥信息工程有限公司
水利工程的测量技术研究论文
一、数字地形测量技术
当前计算机网络技术逐渐得到广泛普及,出现了很多大比例尺数字地形测量方式,并形成了一些数字成图系统,它们利用了三维测绘手段,不但能够进行专业图及地形图的测绘成图,而且能够完成GPS的前端数据更新。这种测量技术通常运用数字摄影、电子平板和数字侧记等模式。掌上数字测图是由掌上电脑、地形图内业绘图系统和全站仪来配合完成的,这种系统主要克服笔记本电脑中的电子平板弊端,突出了简便灵活操作、可视化界面及携带方便等优势,现已经成为野外测绘数据的主要采集和成图系统;数字侧记系统主要由全站仪、草图、RTK及地形图内业绘图系统配合进行操作,但作业过程并不直观,可能造成地物错漏,通常适用于环境数字的地形图测量绘制。
二、摄影测量技术
航空摄影测量经常用于地籍图和大型工程的测绘,不需要直接接触需测量的物体,主要优势包括效率较高、野外工作量很少以及成果种类繁多,最初的起源是模拟摄影测量,然后逐渐向解析摄影测量转变,最后形成了全数字的摄影测量技术,此后还结合了IMU、GDPS等辅助测量手段,使野外控制点连测大幅度减少,航测的效益显著增加,而摄影测量技术逐渐迈向了数字化和自动化的新趋势。高分辨率卫星的像成图,主要应用于我国西部的无图地区进行测绘,据研究表明,如果于高山区或者西部山区采用这种成图技术,依靠大量的'地面控制点,可以取得较高的精准度,是西部地区最方便有效的测量技术;近景摄影测量通常作为地面测量的辅助工具,最初是由专业的测量相机发展而来,后来逐渐发展成为数字专业的近景摄影测量,最终形成了数码非专业的近景测量相机。通常应用于土石方量计算、三维重建、地形勘测以及滑坡测量等,其较高的精准度和功能性接近三维扫描仪。
三、变形测量技术
变形测量主要是对被测量的变形体做测量,以对内部的形态变化和空间具体位置进行确定,变形测量依据变形测量的内容,通常包括内部和外部两个环节的测量。其中主要涉及的为外部的变形测量,它包括垂直位移测量以及水平位移测量两种测量方式。在变形测量的方式中,主要方式有大地测量,这种测量方式能够进行工作基点测量、基准网测量等,需要配合运用的设备包括测量机器人和电子水准仪等,测量手段为几何水准、三角、交会以及边角测量等方式。它通常运用常规的大地测量设备,得到的测量数据较为真实可信,但存在观测时间较长和智能化程度较低等弊端;基准线测量采用水平位移的变形测量,支墩坝和土石坝这类直线形的大坝,通常结合垂直法及引张线法进行观测,拱坝通常结合大地测量法,滑坡体和高边坡通常结合垂线法和视准线法。
四、无棱镜测量技术
无棱镜测量技术按照测量长度主要分为长程、中程和短程三种,其中长程的长度要不小于300米,中程的长度在100到200米之间,短程的长度要不大于100米。无棱镜在进行测量时,按照水利工程的环境要求通常采用中长程长度的无棱镜进行测量,它更适合用于反射介质较好,以及通视条件高的地区来完成测量,会很大程度地提高工作效率并且降低测量的危险性。但在一定的视线范围之内不能有障碍物存在,否则将产生测量误差。
五、结论
当前形势下,我国的水利工程测量技术发展迅速,并获得了一定的成效,我国不断加大对水利工程测量研究的资金和人力投入。我们要不断对水利工程测量技术进行革新和改进,积极尝试新的技术,让测量技术不断向电子化和自动化发展,并汲取相关行业的知识和技术,让水利工程的测量技术不断应用于新的领域,加大发展力度,使水利测绘逐渐趋于服务型技术。
城市污水处理智能控制技术研究论文
摘要:中国每年排放的污水数量惊人,大量的城市污水造成了水资源的极大浪费,同时也加剧了中国水污染现象,人均水资源紧缺问题愈发严重,正是由于这个原因,污水处理成为国家注视的焦点,现有的污水处理控制技术存在多种问题,而智能控制技术可以很好的解决这些问题,本文就谈谈污水处理中的智能控制技术。
关键词:污水处理;原因;智能控制技术
随着经济发展,工业废水和生活污水总量上升,水污染现象严重,国家对此保持高度重视,在各个城市建立了污水处理厂,对污水进行一系列工艺的处理之后,使其达到排放标准,以此降低水污染严重程度。污水处理过程具有多变量、非线性、时变性与随机性的特点,其控制过程十分复杂[1],我国的污水处理厂引进污水治理工艺时间较晚,其自动化程度有待提高,由此造成的设备使用寿命降低、管理杂乱、实时性较弱等情况使得出水水质不稳定,因此提出将智能控制技术应用于城市污水处理。
一、什么是智能控制技术
智能控制技术是控制理论发展的新阶段,主要用来解决那些传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。常用的智能技术包括模糊逻辑控制、神经网络控制、专家控制、学习系统、分层递阶控制、遗传算法等[2]。因为污水处理过程中的控制过程复杂,传统的控制方法难以实现对污水处理的实时控制,而相对于传统的控制方法,智能控制技术在控制污水处理过程中的优点极为明显。
二、为什么在城市污水处理中应用智能控制技术
(一)原有城市污水处理技术有待提高
中国由于引进污水处理技术时间较晚,虽说发展到现在,我国的环保理念和处理工艺都有了很大的进步与提高,与国外的差距并不算大,但是在环保单元设备和自动控制技术方面仍与国外具有较大差距,其处理工艺及所用设备的自动化水平不高。因为设备的自动化和自动控制技术的落后,加上污水处理本身的特点,污水处理工艺控制过程极为复杂,原有的设备和技术导致污水处理之后的水质不稳定,在污水处理效果上有待加强,同时设备的损坏程度和使用寿命也受到影响,污水处理过程中所消耗的资源数量较大,这些问题普遍存在于中国污水处理工艺过程中,中国原有的污水处理工艺和控制技术有待加强[3]。
(二)智能控制技术优势明显
智能控制技术相对于我国原有的控制技术,优势极为明显。首先,智能控制技术在控制上便处于极大的优势地位,污水处理本身就具有多变性、非线性等特点,在具体的污水处理过程中,不能按照既定的、线性的规定进行控制,多变的具体情况使得我国现有的污水处理控制技术在应变方面显露不足,而智能控制技术在这一点上远超现有的控制技术,智能化控制污水处理过程,并且可以根据污水处理的实时情况进行相应的调整,规范化控制,摒除现有的管理混乱现象。因为对污水处理的实时性控制和非线性的应变能力,使得智能控制技术可以有效管理整个污水处理过程,因此可以有效掌握污水处理过程中的多变性并作出应对,从而保证了出水水质的稳定。规范化管理带来的是减少不必要的资源消耗如电力消耗,以及降低设备的损耗程度,从而在污水处理整体上既降低损耗,又保证水质稳定。
三、城市污水处理的智能控制技术
基于智能控制技术在污水处理控制上的优点,将智能控制技术应用于城市污水处理过程中对污水处理和水资源净化具有重大意义。将智能控制技术应用于污水处理,有三大目的,一是通过智能技术实现对污水处理系统的有序、有效管理;二是降低污水处理过程中的能耗;三是保证污水处理系统处理的污水在多种条件影响下仍然达到标准出水水质。策略上理应从这目的出发。
(一)模糊控制
模糊控制是一种智能控制系统,该系统是通过一种控制规则来控制系统的,这种控制规则能够将专家或者实际工作操作者的控制经验和相关知识变成语言变量描述,然后模糊控制系统就利用这种控制规则来实现对智能系统的控制。鉴于模糊控制是根据实际操作者或者专家的经验和知识来进行控制的,因此模糊控制比较适用于复杂的、非线性的不能建立实际数学模型的系统的控制,而污水处理过程中重要的一点就是过程的非线性,因为非线性的特点使得污水处理过程具有复杂性,不便于系统管理,模糊控制系统可以很好的解决这个问题,因此,近几年该控制系统受到污水处理系统研究的.高度重视。
(二)神经网络系统
神经控制是人工神经网络控制的简称,神经网络和人体神经网络组成有共同点,人体神经网络中有大量神经元作为节点,而神经网络则是由大量的人工神经元联结起来形成的网络,神经网络的强大之处在于它的自适应性和学习能力极强,容错能力高,和模糊控制相似的是它也适用于非线性的控制,这些特点或者说是优点吸引了许多污水处理专家的目光,国内外污水处理专家都对神经网络重视程度加深,同时开展了大量研究,致力于将神经网络控制应用在污水处理智能控制系统中,并且取得了良好进展,成果斐然。
(三)专家控制
专家控制是智能控制技术中一个重要的组成部分,又被称为专家智能控制。专家智能控制,顾名思义,在特殊情况下可以根据专家的系统理论和技术知识,仿效专家的方法,对污水系统进行控制。该智能控制系统由于具备专家技术和理论知识,并且可以根据具体情况对系统进行智能控制,因此,专家控制也受到关注,尤其是在国外,早在上世纪九十年代就有国外专家将专家控制应用于污水处理智能控制系统中,并且取得了不俗的成绩。结束语:智能控制技术虽然因为其特点在污水处理控制系统中具有非常明显的优势,国内外也对智能控制技术在污水处理控制系统中的应用作出了相关研究,并且成绩不俗,尤其是在国外,由于技术水平较高,在智能控制技术应用方面的研究也较为领先,在中国,将智能控制技术应用于城市污水处理系统中具有重要的现实意义,对解决现阶段污水处理中存在的问题很有帮助。
参考文献:
[1]傅晓阳.城市污水处理智能控制技术应用前景研究[D].北京工业大学,.
[2]彭芳.污水处理智能控制系统的研究与实现[D].电子科技大学,.
关于道路施工中的软基加固施工技术研究论文
前言:
对于道路施工而言,系统性较强,需要较为专业的技术,同时,鉴于各种地质条件的复杂性,使得整个道路施工存在加强的技术性,难度也很大。在我国,很大地区地质松软,需要不断提升地基的稳固性,减少不均匀沉降的出现。因此,在施工中要不断加强软土地基处理技术,制定有效的施工流程,遵守施工工序,保证施工品质,同时,要结合实际情况,选定合理的加固方案,达到对地基的加固作用,在整体上提升施工质量。
1、对软土地基主要特征和危害的介绍
对于道路建设而言,最为基础的就是路基施工。为了提高道路建设的质量,要高度重视地基施工,夯实基础。但是,鉴于施工环境的不同,软土地基要高度重视,其土质特点会给道路施工带来难度,同时,由于项目所处环境的不同,软体地基的特点也存在差异,产生不同的危害。对于软土地基而言,其内部空隙较大,同时,地基的强度不高,实际荷载承载能力较低,到时软土基产生较高的压缩系数,沉降情况极易发生。一旦不针对其土壤特性进行有效处理和改善,为后期道路质量埋下巨大隐患。对于经过处理的软土地基,在后期较长时间范围的使用中,当受到的外力达到一定程度之后,产生变形的现象,使得触变性和流动性增强,一旦变形加重,道路就存在坍塌的可能,因此,为了加固地基,提高稳定性,要应用合理的加固技术。在软土地基中,土质比较疏松,土壤的主要组成部分为黏土和粉土,土粒的表面具有较多的负电荷,使得空气中大量的水汽被吸入土壤之中,使得地基内部含有较多的水分。随着含水量的不断增多,空隙加大,最终引发软土地基的地质构造呈现较差的状态,长此以往,形成恶性循环。
2、对软土地基常用加固施工技术的介绍
2.1对强夯施工技术分析
对于这种技术,主要是借助强大的冲击力,使得原有土壤的土质构造发生变化,而后,对周边的地质进行挤压操作,夯坑完成。在这些技术应用中,主要的环节包含动力的有效置换、动力的固结以及动力的密实三个部分。动力置换分为桩式置换和整式置换两种,桩式置换借助较大的夯击力,实现碎石与软土的结合,达到提升软土稳定性的目的。而后,较高强度的碎石桩形成。整式置换是借助夯击力,实现碎石向淤泥的挤入,碎石发挥垫层的作用,加固目的达到。动力固结是利用冲击力,形成应力波,破坏土壤的结构,局部形成缝隙,具有排水的性能,目的是实现水分的顺利流出,促进土体固结。其中,动力密实是指借助较强的冲击力的作用,实现对软土地基强度的改善。强夯法不需要较长的预压时间,工艺相对简单,具有较好的施工效果,不受场地和时间的限制。但是,强夯法也由不尽如人意的地方,例如,一旦夯击力不足,不能保证加固的软土能够承载外界的载荷的时候,施工进行中就会引发地基的变形的情况,沉降现象就会出现。
2.2现浇混凝土管桩施工技术介绍
这种施工技术融合了多种混凝土管桩技术,是新型的软基加固技术类型。在这一技术的支持下,能够有效实现成本的节省,保证较高的道路施工品质,与社会发展的实际相符。当前,施工人员越发注重对混凝土管桩规格的测量,重视加固深度的控制,能够较大程度地满足施工质量,避免较多质量问题的出现,在软土地基加固施工中应用较为深入和广泛。
2.3对粉煤灰碎石桩施工技术的研究
这种技术操作起来比较简单,效果比较明显。随着应用的不断推广和使用,这一加固技术日益完善和成熟,在较大范围内的软土地基加固施工中得到广泛使用。这一技术是将粉煤灰、水笔等材料加水进行混合和搅拌,而后将配制而成的高粘度的桩体与软土地基结合,形成复合性质的垫层,实现地基对外界载荷能力的提升。在施工进行中,要进行相应、全面的检查工作,目的是保证施工的安全性和稳定性,例如,对于这一技术,在施工过程中,泵管堵塞的常见的现象,一旦施工人员没有进行及时的处理,就会发生爆管问题,影响施工的顺利进行,无法保证施工进度和施工质量,甚至造成人员伤害。
2.4对预压施工技术的介绍
这种施工技术的优势是具有较强的加固效果,成本不高,如果地基以黏土粒为主,那么这种施工技术就十分适合。这一技术主要是借助软土地基的天然透水性能,实现对地基水分的有效排除。地基中的水分的减少,使得地基内部的空隙逐渐减少,地基的强度被增强。另外,这一技术主要发挥了软土的天然透水性进行有效排水,为此,需要较长的施工周期,不能在根本上保证工程的品质和安全。
2.5对水泥搅拌桩施工技术的介绍
水泥搅拌桩施工技术主要是借助水泥固化剂的功能,实现对水泥的合理搅拌,实现水泥浆与土质的全面混合,以实现对软土地基的`有效加固的作用。这一技术出现的时间不长,是新型的施工技术类型。为了在根本上保证搅拌桩机与图纸要求的一致性,要进行技术应用的时候,要对搅拌桩的位置进行明确,同时,要对水泥浆进行不停的搅拌,目的是实现水泥浆与土质的完全、有效的融合。
3、对软基加固技术的展望
对于道路施工的安全性而言,软土地基的坚固性意义重大。随着人们安全思想和观念的增强,施工企业愈加注重对软土地基的加固处理,提高了对其的重视程度,这在一定程度上促进了软基加固技术的发展,使得其在大范围内得到了推广,在进行软土地基加固的同时,要对成本进行有效的控制,降低材料的消耗,促进可持续发展战略的执行。随着软基加固技术的应用,使得这项技术逐步实现了完善,日趋成熟,同时,在这个基础上,形成了多种不同的加固技术。要重视技术的改进,使得发展日趋科学性,同时,注重对施工的监督和控制,保证整个软基加固施工的顺利、安全的进行,在整体上保证施工的进度和质量,防止操作施工和施工事故的发生。对于加固技术的安全施工,首先,要重视施工前的准备工作,相关机构要对施工现场、软土地基的位置、体积等进行全面、严谨的测量,保证测量数据的精准性,防止出现判断失误的情况,造成材料的大量浪费,引发成本流失。要结合施工实际和具体条件,选择合理的加固技术,实现资源的合理、充分的应用,在根本上保证施工质量。
结束语:
综上,对于道路建设而言,对软体地基的处理至关重要,要加固处理中,要选择合适的加固技术,做好施工环节的过程控制。施工人员要重视检查工作,避免疏忽的发生,防止隐患的出现,严格按照施工标准组织施工,最大限度地保证道路施工的质量。
隧道工程中的软岩支护技术研究论文
[摘要]软岩支护是在隧道工程建设中经常会遇到的技术难题,软岩支护的稳定性和可靠性对于隧道工程有着重要影响,软岩支护不到位时将可能引发隧道塌方、交通受阻等多重问题,而且后期修复难度相当大,因此有必要提高隧道工程施工中的软岩支护技术,提升隧道工程施工质量。
[关键词]隧道工程;软岩支护;流变
近些年来,我国在隧道工程软岩支护中积累了较多的成功经验和失败教训,有利地推动了软岩支护技术的发展。本文分析了现有的软岩支护理论和技术,并详细分析了软岩超前管棚支护技术。
1软岩支护理论和技术分类
1.1软岩支护理论
目前普遍比较认同的软岩支护理论大致分为两类,一是以定性原则为核心的软岩支护理论,二是以定量原则为核心的软岩支护理论。以定性原则为基础的软岩支护理论中比较有代表性的是新奥法和松动圈支护理论。新奥法,简称为NATM,它最初是由奥地利学者总结的一套隧道设计与施工原则,在全世界的隧道工程施工中具有权威的指导意义。新奥法的创新之处在于将岩体视为了承载体,这一认识给传统的围岩支护手段带来了根本性的转变。软松动圈支护理论是由董方庭等人依据围绕开挖空间所产生的松动圈以及松动圈在支护中的作用和地位而提出的,对于解决围岩支护问题提出了新思路,但缺陷在于应用这一理论难以全面地考虑软岩中出现的各种较为复杂的情况,因而所制定的支护方式也可能存在与真实的围岩状况不相适应的.地方。以定量原则为基础的软岩支护理论中比较有代表性的是支护结构与围岩共同作用理论和应力平衡原理。支护结构与围岩共同作用理论认为在原岩应力状态遭到破坏以后隧道能否继续保持平衡取决于围岩的物理力学性质和原岩应力的大小。一般来说,坚硬的围岩周围的集中应力小,会比软弱围岩更加稳定。应力平衡原理认为软岩难以支护稳定的根本原因在于弹塑性边界上存在着应力不平衡,而提高支架阻力可以使围岩周围的应力实现平衡。以定量原则为基础的软岩支护理论实用性不强的原因在于软岩支护涉及的参数众多,计算较复杂,且很难获得真实数据以确定软岩的真实应力状态。
1.2软岩支护技术分类
软岩特殊的物理力学特性决定了软岩支护工程必须实行人工支护手段,才能使围岩支护具有较高的可靠性。目前应用较多的软岩支护技术主要分为以下三类。一是砌体支护,砌体支护采用料石、砖和混凝土等材料,砌体支护作为一种较传统的支护手段,在实际中应用非常普遍,效果显著;二是支架支护,支架支护在支架间安装了拉杆和背板,有利于提高工程的稳定性。同时,支架支护形式较多,断面可以采用圆形、椭圆形、梯形、方环形、马蹄形等形状,还可进行壁后充填;三是锚喷支护,喷锚支护具有贴合性强、支护迅速和适应性强等多重优点,锚杆材料也可灵活地使用金属、钢丝绳锚杆和有机玻璃锚杆等,是目前发展前景最好的一种支护手段。
2软岩超前管棚支护技术
2.1受力原理
超前管棚支护是现代软岩支护技术中比较有代表性的一种预支护技术,具有施工方便、稳定可靠等优点。其原理是在即将开挖的隧道外轮廓周边分隔布置一定的外插角钻孔,安装惯性矩大的钢管,再进行注浆固结。注浆固结完成后会在拱顶形成加固保护环,这种加固环能够承受上部传递来的荷载,而拱内的围岩仅需要承受自身压力。在开挖轮廓周围遍布超前管棚,相应的加固环变形会变小,这时传递给隧道支护结构的上部荷载会显著减少。由于支撑结构具有较好的整体性,施工中的安全将得到保证。
2.2管棚施工
管棚施工包括施工准备、定向布孔、钻孔、安装钢管以及注浆施工等环节。施工准备中需要根据当地的地质情况确定注浆类型、注浆量和注浆压力,并以此为依据选择施工器材和机具。管棚定向有两种方法,一是安装定向套管;二是采用挂线定向,安装定向套管具有定向准确和施工方便等优点,因而在实际工程中应用更加普遍。设计图纸中布孔对于相邻孔间距离有明确要求,施工时要注意控制间距。钻孔前需要喷混凝土封闭掌子面,以减少漏浆的可能性,钻孔时先轻压然后钻进,以确保开孔质量。待成孔完成以后,经检查合格可以将钢管推送入孔。注浆一般要先将水压入管路中检查注浆管是否密封,同时还需要依据实验确定合适的浆液比例,注浆时先大后小,先稀后浓,注浆后应对注浆情况进行检查,对于质量不达标的浆孔需要补孔注浆。
3结语
实践经验表明,目前应用较多的新奥法在技术上仍然存在着较多不足,这是由于新奥法提出时的岩石力学发展尚不完善,传统岩石力学研究背景下诞生的新奥法与现代岩石力学理论很难完全适应。为此,我们还需要加强软岩支护基础性理论研究工作,特别是要加强围岩变形机理,稳定准则及力学模型等支护理论中的一些基础性研究工作。
参考文献:
[1]董方庭.松动圈软岩锚喷支护理论和技术,中国煤矿软岩巷支护理论与实践[M].北京:中国矿业大学出版社,.
[2]陶波,伍法权,郭啟良,等.高地应力环境下乌鞘岭深埋长隧道软弱围岩流变规律实测与数值分析研究[J].岩石力学与工程学报,,(9).
[3]刘志春,李文江,孙明磊,等.乌鞘岭隧道F4断层区段监控量测综合分析[J].岩石力学与工程学报,2006,(7).
引言
软土地基简称软基,在公路桥梁等工程中较为常见,其主要指的是含有大量软土成分,且掺杂一定量粉砂或粉土等土质的复合型地基,这种地基的强度很低,具有较强的可塑性,无法为工程施工提供足够的承载能力。如果施工中未对软基进行有效的处理,将有可能引发沉降等不良现象。然而,由于软基形成原因与作用机理存在较大的差异,所以施工过程中对于软基的处理具有很大的难度,这也成为公路桥梁施工中的一个难点,所以施工单位必须对此给予高度的重视,结合软基特点与工程实际情况,制定行之有效的软基处理对策。
1软土地基的基本特点
1.1高水分性
与普通地基相比,软基的含水量非常大,最大值甚至可以超过70%。正因如此,软基中的软土就可以像水一样进行流动。由此可见,施工人员可以十分容易地判断出软土结构,以便于后续处理工作。由于软基含水量较大,不具备足够的强度,所以公路桥梁施工不允许直接在软基上进行,需要对其进行处理,否则不仅会影响工程施工的顺利进行,还会对施工安全造成危害。
1.2压缩能力强
一般而言,软基液限与压缩系数成正比关系。随液限的持续增大,压缩系数也会出现明显的增大迹象,最大系数可以达到1.1MPa。由于土壤环境复杂多变,各个工程项目的地基情况各不相同,豁土固化程度差异较大,所以在对软基进行处理时,除f要充分考虑地基的压缩能力,施工人员还要对其豁土的固化程度进行深入分析,以免造成不必要的麻烦。
1.3渗透能力差
由于黏土中含有一定量的沙土,导致豁土的固化速度明显快于软土,实质上软土就是渗透能力较差的豁土。在理想状况中,即使给予足够大的外力作用,也无法有效提升软基的固化速度。如果实际状况并不理想,比如软基当中含有大量的有机物,则会使排水管道被大量的有机物堵塞,进而进一步降低了软基的渗透能力。
1.4抗剪能力低
软土与黏土虽具有多种特性,但就抗剪能力而言,二者不存在太大的差距。若软基不具备良好的抗剪能力,将对路基排水造成直接影响,进而不利于施工质量的保持。为此,施工单位应运用相应的方法提升地基抗剪能力,从而达到缩小事故发生几率的根本目的。
2软土地基的危害
通过对软基的试验分析得知,软基含水量保持在34%——72%范围内,孔隙比为1.0——1.9,饱和度通常高于95%,液限在35%——60%之间,塑限指数为13——30。在工程施工建设中,一般将淤泥、黏性土、湿陷黄土等类型的地基统称为软基。由于软基分布情况较为复杂,加之公路桥梁工程具有沿线长、规模大等特点,所以施工过程中很难避免软基。为保证工程质量,防止事故的发生,必须在施工之前对存在的软基进行有效处理。然而,如果由于受到各方面因素的影响,使得软基处理不规范,则会造成不同程度的危害,比如:路基失稳、线外建筑物受损、桥台偏移损坏等,无论产生哪一种危害,都会对公路桥梁的施工与运营造成严重的影响。
3.1表层处理法
3.1.1表层排水
对土质情况相对较好,但实际含水量较大的软基进行表层排水处理,在换填以前,现在地面开挖出一个沟槽,排除地表积水,并减小表层含水量,以确保机械设备可以正常通行。为了使沟槽发挥出与盲沟相同的作用效果,在回填过程中应尽量选取透水性好的材料。
3.1.2砂垫层
该方法通常使用在厚度较小、排水状况良好、砂砾等资源丰厚且进度要求宽松的软基处理工程当中。砂垫层的`实际厚度为12——24cm,依据的主要理论为提升排水面,针对软基在受到外界荷载时加快排水速度,以此达到提升强度的作用。在材料选取过程中,首先应确保砂砾洁净,然后对其含泥量、粒径进行检测,最后根据工程实际妥善选择。实践表明,厚度在5cm以内的天然级配砂砾层具有显著的排水固结效果。在实际施工中,需要切实做好洒水与碾压,在正式开始施工前,还要对砂砾层进行细致的检查,在确保其表面充分湿润后才可开展施工。
3.1.3敷垫材料
该方法通常使用在土层分布不均,其具有发生沉降与位移可能性的软基中,合理运用敷垫法,选取抗剪能力与抗拉能力较好的材料,来提高土层强度,控制或减少沉降量。在实际施工中,较为常用的敷垫材料有:玻璃纤维格栅、土工布以及化纤无纺布。
3.1.4掺加添加剂
当地基表层是黏性土时,可采取掺加添加剂的方式予以处理。常用的添加剂类型有:生石灰、熟石灰以及水泥等。石灰类材料需要在施工现场进行拌和,通过向土层中掺加添加剂,可以起到团粒与减少含水量的效果,同时,经过固结以后的土壤会产生化学反应,促进黏土改变,从而有效提高地基强度与稳定性。
3.2粉喷桩固结法
粉喷桩固结法在当前公路桥梁施工中得到了十分广泛的应用,其施工流程为:
(1)由于施工机械无法在不平整的地基上作业,所以首先应对施工场地进行整平处理,使场地平整度满足施工要求,整平之后对其进行检查,如发现仍有个别区域不平整,可采取加垫砂石的方法进行处理。
(2)通过加垫砂石的方式,不仅能使地基的表面更加平整,还能起到提高地基承载力的作用。施工过程中,为确保粉喷桩施工质量,应对材料的选取进行严格的质量控制,特别是水泥材料。在正式施工之前应进行试验性施工,结合实际情况选择最佳的参数配置。施工阶段应按照规程应用各类施工技术。
3.3加载法
加载法能够有效防止已经完成填土的路面发生沉降,并有效提升软土路基自身的强度以及相应的抗压性能。一般情况下,使用加载法大部分都会利用填土加减法或者使用降低地下水的方法。利用填土方法能够有效增加地基内部总体压力。降低地下水只适用于具有砂层的中间部分地基,另一方面,这种方法会对周围的环境产生严重的影响,只能对施工区域及时打入相应的钢板对整体施工进行有效地维护。利用填土法最重要的目的就是能够有效地控制路面铺完之后可能会造成的沉降,需要在施工的过程中做好全面的观测,控制沉降量保持在稳定的可控范围内,有效防止对地基造成的严重破坏。
3.4置换土质
软土地基主要特点包括自身稳定性较差、承载能力较差等,所以,想要有效的降低土层产生的沉降,并及时提高基层机构自身的稳定性,最有效的方法就是将部分无法满足施工要求的软土在施工前及时换成承载能力较强的土壤,这种将土质进行置换的方法非常简单,可以采用人工挖掘的方法,但是,这也会为整个施工带来巨大的施工量,最后导致施工工期拖延,增加整体施工的成本,所以,这种方法并不多见于我国目前的公路桥梁施工。
4结语
综上所述,软土地基处理是整个公路桥梁进行施工的重要环节,施工水平也会直接影响整个施工工程的总体质量。所以,施工方应该更加积极地探索先进的方法,研发更多的技术,最终保证软土路基的施工速度与质量,提升施工的安全性,促进我国经济以及社会的和谐发展。
★ 文化软实力论文