复杂地形矿区范文（精选3篇）

复杂地形矿区 第1篇

太佳高速公路第二合同段位于太原市阳曲县泥屯镇境内,路线所经地段沟壑交错,高差起伏大。相邻桥墩处原地面高差达50余米。施工便道无法顺桥向修筑,对于间距30 m的两桥墩,由一处到另一处需绕行三四百米,用时10 min左右,而且便道纵坡均在20%以上,材料、设备的运输、行走困难。针对这种现状,我们在施工中逐步总结了一点经验,以供参考。

1 桩基钢筋笼加工场地的选取

由于便道线型曲折且坡度大,成品钢筋笼的运输根本无法实施。分节加工运输,18 m一节的钢筋笼在便道转弯处无法通过,而钢筋原材定尺寸长度均为9 m。钢筋笼的集中加工已没有可能。

而且桩基工程的工期计划为2009年10月～2010年3月,正值多雨、雪季节。如果集中加工、运输受天气影响太大,桩基成孔后,若遇上雨雪天,便道湿滑,钢筋若不能及时运达桩基施工现场,很容易造成塌孔,加工桩长均在70 m以上,分节制作的钢筋笼(9 m)运输费时费力。综合考虑,钢筋笼加工场地宜在桩基施工现场就近选定。

2 钢筋笼的制作安装

考虑到桩长均在70 m以上,钢筋笼的变形控制就尤为重要,70 m的钢筋笼由8节组成,每节在运输、焊接时稍有变形积累起来极有可能引起卡孔。由于现场平坦场地很难平整出来,每两节的焊接也只能采用立焊。

在孔位附近采用加劲成型法将钢筋加工成9 m一节的钢筋笼,在运输钢筋笼前,吊车就位,然后用装载机将钢筋笼运至桩孔附近,由吊车(40 t以上吊车)吊装入孔。吊运时为防止钢筋笼变形,宜用两点吊,第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架长度从中点到三分点之间。为了随机控制钢筋笼的整体竖直度,在第一节钢筋笼端头加焊十字筋,使十字筋的中心精确居中。在十字筋中心固定足够长(长度大于孔深3 m),抗拉力强的工程线,线的另一端系浮标,在下笼过程中,派专人测量浮标的位置,随时根据浮标位置,调整钢筋笼,确保其有足够的保护层。

两节钢筋笼焊接时,先焊顺桥向的接头,八节钢筋笼焊接完成一般需用10 h左右。为了缩短焊接时间,最好采用钢套管冷轧联结钢筋接头工艺。

3 钻孔及清孔

长桩的护筒埋设非常关键,因为每节钢筋笼之间的连接全部采用立焊。立焊时就需要把已经入孔的钢筋笼用固定支撑在孔壁周围的200 mm以上的工字钢支吊,这就要求孔壁周围土体有足够的强度和抗剪力。否则,25 t左右的钢筋笼会将孔口压塌,甚至导致钢筋笼掉入孔中。我们施工时,在埋设护筒前的适当时间内,在护筒周围1.5 m范围内,浇筑了40 cm厚C20混凝土,确保护筒周围的土体稳定。

钻机的选取应从钻孔深度方面考虑,采用旋挖钻或回旋钻需要增加钻杆,不仅材料、设备成本增加而且工艺难度也随着孔深增加而加大。从用水量方面考虑,该地区地下水贫乏,钻井至200 m～300 m深才到水层。回旋钻用水量大,因此从用水量方面考虑也不宜采用。同时,以上两种钻机在地形复杂地段,钻机就位难度也相对比冲击钻大。因此,我们在施工中采用了冲击钻。

用冲击钻钻孔时,冲程应根据土石情况分别确定,一般在通过坚硬密实卵石层或基层漂石之类的土石中时,宜采用高冲程(100 cm),在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层时宜采用中冲程(约70 cm)。冲程过高,对孔底振动大,易引起坍孔。在通过高液限粘土,含砂低液限粘土时用中冲程。在易坍塌或流砂地段宜用小冲程(约50 cm),并相应提高泥浆的粘度和相对密度。

用冲击钻钻孔时,为了节省用水,不宜用掏渣筒掏渣钻进,尽量用泥浆泵循环排浆钻孔,同时,由于孔深,钻孔时间长(75 m桩基需12 d～15 d),钻孔期间泥浆的相对密度宜控制在1.3 m以上。在钢筋笼入孔时不宜降低(清孔不宜彻底),直至钢筋笼吊装完毕,用泥浆泵通过导管循环清孔,直至泥浆相对密度和孔底沉渣厚度符合规范要求。

4灌注水下混凝土

在钢筋笼开始起吊就位之前,把灌注混凝土的用量及开灌大约时间通知混凝土拌合站,确认可以按时按量供应混凝土后,开始下钢筋笼。钢筋笼就位后开始下导管,导管采用丝扣连接的导管,使用前,做拼接、过球和水密、承压、接头、抗拉等试验。在导管入孔过程中,随时检查导管是否与钢筋笼挂卡,发现问题及时处理。混凝土灌注时,由于地势原因,混凝土罐车无法到达孔口,大部分情况需用混凝土泵来输送混凝土。这就多了一个关键环节,必须有备用泵,才能开始灌注。灌注开始后,应紧凑、连续地进行,严禁中途停灌(拆导管除外),而且要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底,使泥浆内含有水泥而变稠凝结,致使测深不准。

总之,经过几个月的施工,我们从中总结了一些经验,尤其是钢筋笼两节之间的焊接,护筒周围的加固;采用泵送混凝土的灌注过程等环节,比地形平坦处50 m以下的桩基施工控制要精细得多。因此桩基工程无一例事故,保证了桩基的质量。

参考文献

[1]JTT041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

复杂地形矿区 第2篇

我国西南地区水电资源是我国水电资源最丰富的地区之一, 其水利水电工程直接影响着我国的能源安全, 目前进行的工程量巨大, 施工期长, 混凝土的生产量较大, 拌和楼使用的时间较长, 液氨储备达到100吨。系统运行过程中有可能发生氨储罐 (压力容器) 、氨压缩机、输送管道、蒸发器、阀门等各连接部位泄漏及处理漏氨事故时氨排放发生漏氨、火灾型和爆炸型事故。据我们现场调查某液氨储藏区离工地生活区最近190m, 离最近县城300m, 一旦发生泄漏将影响周边数万居民。

液氨毒性较强, 国内已经发生多起事故[2,3]。例如2002年7月8日2时09分, 聊城市莘县化肥有限责任公司发生液氨泄漏事故。这起事故共泄漏液氨约20.1吨, 造成死亡13人, 重度中毒24人, 直接经济损失约72.62万元, 2006年3月31日10时30分左右, 河北省辛集市化工集团化肥有限公司液氨储罐区一座50吨的液氨罐罐顶阀体突然破裂, 存有6吨的液氨发生泄漏, 当场导致5名职工和邻近的一座包装材料厂数十人中毒或有中毒反应, 其中1人死亡。水利水电工程氨储量远远大于上述这些事故泄漏量, 其造成的事故影响将是巨大的。

为了防患于未然, 必须在风向下游划分疏散区域并且制定合理的疏散策略。疏散范围制定非常重要, 过小导致周边居民不安全, 过大又会迟缓疏散的时间和策略的制定, 所以本论文采用计算流体力学、传质学与传热学的方法, 对泄漏气体的扩散动力学演化过程及影响范围进行数值模拟研究。计算基于并行计算的高性能集群系统上进行模拟, 了解液氨的泄漏扩散在大气中的扩散规律以及影响范围, 以便于得出爆炸危险区域和毒性气体扩散影响区域。

氨气空气混合物爆炸极限16%～25% (最易引燃浓度17%) 。吸入LCLo 5000ppm/5M, 大鼠吸入LC50:2000ppm/4H。IDLH浓度为500ppm, 因此制定危险区域范围阀值参考如下:爆炸区域阀值:16% (体积百分比) , 致死区域阀值5000ppm, 半致死区范围:2000ppm, 轻伤区范围:500ppm。

2 数值模拟分析

2.1 计算模型

泄漏发生地点位于山区地带, 按照调查的情况计算两处工程, 分别是奚落渡水电工程和向家坝水电工程。其中奚落渡15分钟能够控制泄漏口, 泄漏源为100吨液氨, 向家坝8分钟控制泄漏口, 泄漏源为60吨液氨, 按照压力及管径计算平均流量均为68kg/s。

(1) 控制方程

大涡模拟过滤后的动量方程为[4]:

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其中各参数意义[5]。

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式中:u, v, w分别代表东西、南北和竖直方向的风速, m/s;

ρ:密度, kg/m3;

p′:为脉动压力, Pa/s;

ξ, η, ζ:各方向位移, m;

Dv:亚格子湍流扩散项, N/m3;

undefined:参数, 无单位。

方程右边各项依次为:速度对流项、压力梯度项、地球旋转引起的科氏力项、亚格子湍流扩散项, 在垂直方向上的动量方程里包含密度变化引起的浮力的影响B[6]。

以上方程中的亚格子扩散项可采用Smagorinsky模式, 1.5阶湍动能模式进行模拟。这里着重介绍一下湍动能模式。

(2) 亚网格模型

动量方程中的湍流扩散项由亚格子应力表示为[7,8]:

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其中τij为亚格子应力, 根据涡粘假设, 它们可以表示为

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Kmh和Kmv分别为水平方向和垂直方向上的湍流扩散系数, 即涡粘系数。考虑到湍流的各项异性对水平方向和垂直方向上的湍流扩散系数加以区别, Dij为变形率张量。

2.2 地形建模

通过实际调查, 考虑到计算结果的真实性以及泄漏量对周围地区的可能最大影响, 提取离泄漏源发生地点半径3公里内的1:50000的DEM图, 如图1和图2。

使用GIS软件对地形图照片中的等高线进行处理, 通过追踪等高线的轨迹, 得出地形的矢量图。所得出的地形矢量曲线完全吻合等高线。通过地形图可以看出溪洛渡泄漏口西测、南侧地势较为平坦, 也是主要人口聚集的地方, 向家坝泄漏源东侧地势较为平坦, 人口居住也比较密集。在计算时考虑到最危险的情况, 主要计算奚落渡北风1m/s气象条件下对于南方县城的影响以及向家坝泄漏源在西风情况下, 对于东边县城的影响。

2.3 网格划分

通过建好的三维模型, 用采样点方法读取到网格划分程中, 利用非结构网格和贴地网格技术, 可以很好的划出复杂场景的网格, 网格质量较高, 对于计算的收敛性帮助很大。在下垫面高度10m范围内采用自适应四面体网格, 10m以上采用结构网格, 由于网格所在模型最小面为0.0339m2, 最大面为223m2, 差距巨大, 导致该网格最大尺寸106m3, 最小尺寸0.002m3, 采用在房屋角落和局部危险区进行加密, 总共为3622322个网格。其下垫面网格图如图3、4。

3 计算结果

泄漏口的喷射方向角度具有多样化, 比如垂直喷射和水平喷射, 在计算中综合考虑各种可能的喷射角度, 选取造成危害最大, 扩散最远的情况, 进行模拟, 以求得最大危险距离。

(1) 溪洛渡水利工程

如表1所示, 表现的是溪洛渡北风情况下的扩散随时间变化的过程, 根据表中计算结果得出不同的浓度扩散的距离。

由于扩散过程是一个随时间变化的过程, 综合各个时间的扩散结果就能得出各种浓度的最远扩散距离。如图5和图6, 氨气5000ppm最远距离扩散到1001m, 2000ppm扩散到1713m, 500ppm2170m (篇幅关系没有注图) , 如图7红色区域为奚落渡爆炸区域, 最远离泄漏口120m。

(2) 向家坝水利工程

如表2所示, 表现的是向家坝北风情况下的扩散随时间变化的过程, 根据表中计算结果得出不同的浓度扩散的距离。

综合各个时间的扩散结果得出向家坝各种浓度得最远扩散距离。如图8和图9, 氨气2000ppm扩散到1894m, 5000ppm最远扩散到1214m, 500ppm扩散到3500m (篇幅关系没有注图) , 如图10红色区域为向家坝爆炸区域, 最远离泄漏口180m。

4 结论

通过两个地形的泄漏扩散结果的分析, 对液氨泄漏在山区的扩散规律进行初步探讨, 从单独某个算例计算结果来看, 很难找出扩散结果的数值规律, 尤其是向家坝泄漏量及时间均小于奚落渡情况下, 前者扩散距离要大于后者, 这主要由于不同的山区条件下, 奇异的地表构造造成的扩散的不规律性, 不可能通过单一的曲线对其规律进行准确把握。经过算例结果综合分析, 我们得出以下结论:

(1) 本文中向家坝下游地区地势平坦, 奚落渡泄漏源位于凹地, 可以看出随着地形的崎岖程度越大, 氨气扩散距离越近, 在制定安全距离策略是可以根据地形的起伏程度, 相应的制定比较规范的安全距离以及疏散距离, 也可以设定一个简易模型, 在模型中引入地形阻力参数, 该参数随着地形的崎岖程度的增大而增大, 最终可以根据这个参数修正计算距离结果。

(2) 大型水利工程要注重液氨泄漏的防范, 其死亡区域最远能达到1200m, 可见其危害是非常巨大的, 应该将其作为重大危险源对待[9], 在防治泄漏方面尤其不能疏忽。

(3) 安全防护除了保护周边居民也要考虑现场大量的工程人员, 通过计算可以看出, 泄漏后爆炸区域能到180m, 由爆炸引发的毒气扩散距离更远。所以液氨储罐周边加长防火距离, 爆炸区域内减少工作人员的作业, 保证现场工人的安全。

(4) 在制定应急疏散策略[10]时应该根据500ppm浓度阀值作为应急计划区制定的标准。如向家坝下游地区应该考虑在3500m范围内设定应急计划区。

安全距离的划分不能光看数值模拟的结果, 也要考虑到人是可以移动的, 即人员疏散的结果以及周围人口的分布情况, 实际得出的安全距离在考虑多种因素条件下要比单纯数值模拟结果要小, 这也是以后需要进一步研究的内容。

参考文献

[1]周德红, 赵云胜, 胡敏涛.合成氨厂液氨储罐泄漏环境风险分析[J].安全与环境工程, 2009, 16 (2) :12～16ZHOUDe-hong, ZHAO Yun-sheng, HUMin-tao, et al.Environ-ment Risk Analysis on Leakage of Liquid Ammonia Tank in Syn-thetic Ammonia Plant[J].Safety and Environmental Engineering, 2009, 16 (2) :12～16

[2]罗艾民, 魏利军.有毒重气泄漏安全距离数值方法[J].中国安全科学学报, 2005, 15 (8) :17～21LUO Ai-min, WEI Li-jun.Numerical Method of Safety Distance for Poisonous Dense Gaseous Leakage[J].China Safety Science Journal, 2005, 15 (82) :17～21

[3]丁晓晔, 蒋军成, 黄琴.液氨储罐事故性泄漏扩散过程模拟分析[J].中国安全生产科学技术, 2007, 3 (3) :7～11DING Xiao-Ye, JIANG Jun-cheng, HUANG Qin.Simulation a-nalysis on release and dispersion process of liquefied ammonia tank[J].Journal of Safety Science and Technology, 2007, 3 (3) :7～11

[4]Matthias C S.Dispersion of a dense cylindrical cloud in a turbu-lent atmosphere[J].Journal of Hazardous Materials, 1992, 30 (2) :117～150

[5]席学军, 关于井喷H2S扩散数值模拟初步研究[J].中国安全生产科学技术, 2005, 1 (1) :21～25XI Xue-jun.Numerical Simulation Preview on Release Dispersion of the H2S Blowout[J].Journal of Safety Science and Technolo-gy, 2005, 1 (1) :21～25

[6]Spicer TO, Havens J.A.Modeling the phase I thorney island ex-periments[J].Journal of Hazardous Materials, 1985 (11) :237～260

[7]Manju Mohan, Panwar TS, Singh MP.Development of dense gas dispersion model for emergency preparedness[J].Atmospheric Environment, 1995, 29 (16) :2076～2087

[8]席学军, 邓云峰.含硫气井的公众防护距离的判定法则研究[J].中国安全生产科学技术, 2008, 4 (3) :23～27XI Xue-jun, DENG Yun-feng.Determinant principle study of high sour gas well safety distance[J].Journal of Safety Science and Technology, 2008, 4 (3) :23～27

[9]危险化学品重大危险源辨识[S].GB18218-2009, 2009

浅谈复杂地形下桥梁桩基施工技术 第3篇

1 桥梁桩基础的特点

桥梁桩基施工技术与其他技术一样, 都有其自身多个方面的特点, 但是总结起来, 主要有以下几个方面:首先, 在桥梁桩基中, 对于液化的地基要将基桩穿过液化的土层, 以此来达到转移重力的目的, 从而保证建筑物的安全性与稳定性。其次, 桥梁桩基竖向刚度要大于横向的刚度, 同时, 基桩的下沉幅度小, 并且手里很均匀, 结构性佳。再次, 承载能力转移性强。由于桥梁桩基需要承受很大的承载力, 以此来支撑桥梁。所以, 在桥梁桩基施工技术中, 将基桩与其侧边的土想靠, 就会很有效的达到转移承载力的目的。最后, 安全性高, 桥梁桩基施工技术能够在很大程度上抵御台风、地震等自然灾害, 这是由于桥梁桩基的施工具有很强的侧向刚度和抗拔能力, 因而能为桥梁的安全提供良好的条件。

以上多方面的特点都是桥梁桩基施工技术在桥梁建设中广泛应用的原因。而在复杂地形下, 如果仍然能够对桥梁桩基的特点加以利用, 那么一定会有利于复杂地形下桥梁的施工。

2 复杂地形下桥梁桩基施工技术

桥梁桩基施工技术有其自身多个方面的特点, 但是在复杂地形下, 其施工更为复杂。然而, 如何在复杂地形在进行桥梁桩基施工技术, 成为了桥梁桩基领域关注的一个重要问题。笔者在此对复杂地形下桥梁桩基施工技术进行了一定的探索, 希望可以为桥梁桩基施工技术在复杂地形下的施工水平而做出一些贡献。

2.1 施工准备

复杂地形在桥梁桩基施工技术要比一般地形下的施工技术要复杂的多。所以, 在进行施工前, 必须要进行周密的准备。要对桥梁所在地区的地形、地质、土层等多个方面进行了解, 根据地形的具体情况进行具体分析。首先要做好准备的就是挖孔工作, 挖孔工作对于整个桥梁桩基施工技术来讲有着十分重要的意义。所以要对地形进行充分的了解之后才可以进行施工。

2.2 挖孔

挖孔采用人工开挖、现浇混凝土护壁、吊篮出土、人工轱辘提升。开挖过程中, 每挖深1.0米浇筑一段混凝土护壁, 护壁混凝土与桩身混凝土等强, 护壁上下尺寸一致, 混凝土壁厚为25cm。开挖过程中, 随时对挖孔的直径、垂直度等进行挂线检测, 出现误差, 及时采取措施进行纠偏。

挖土由人工从上到下逐层用镐、进行, 遇坚硬土层用锤、钎破碎, 挖土次序为先挖中间部分后周边, 按设计桩尺寸加四周护壁厚度控制截面, 允许尺寸误差3cm。每节的高度根据土质好坏、操作条件而定, 一般以0.5~1.0m为宜。弃土装入活底吊桶或箩筐内。垂直运输, 在孔上口安支架、工字轨道、电葫芦或搭三木搭, 用轱辘与桶相连作为提升设备。吊至地面上后用手推车运出。遇到岩层采用浅眼松动爆破, 电雷管起爆。施工中严格控制炮眼深度和装药量, 在最下一段混凝土护壁强度达到2.5MPa后起爆, 然后采用机械法通风排烟15分钟, 经检测孔内无有害气体以后, 施工人员再下井继续作业。

孔内采用机械通风、36V低压照明。挖孔至设计标高后, 对孔底进行清理, 做到平整, 无软层松渣、泥污等。如地质情况与设计不符立即报告监理工程师, 会同业主、监理和设计单位共同协商确定处理方案。若开挖过程中出现地下水, 则采取随挖随用吊桶将泥水一起吊出。大量渗水, 在一侧挖集水坑, 用高场程潜水泵排出桩孔外。地下水位较高时, 应先采用统一降水的措施或进行喷锚加灌水玻璃桨。逐层往下循环作业, 将桩孔挖至设计深度, 清除虚土, 检查土质情况, 桩底应支承在设计所规定的持力层上。

2.3 护壁施工

护壁施工采取一节组合式钢模板拼装而成, 拆上节, 支下节, 循环周转使用, 模板间用U形卡连接, 或用螺栓连接, 不另设支撑, 以便浇灌混凝土和下一节挖土操作。混凝土用人工或机械拌制, 用吊桶运输人工浇筑。第一节井圈护壁应符合下列规定:a.井圈中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm;b.井圈顶面应比场地高出250~300mm, 壁厚比下面井壁厚度增加100~150mm。

2.4 桩身钢筋工程

钢筋笼的主筋采用搭接焊, 钢筋笼接长采用电弧焊, 焊接后钢筋接头冬季保温冷却, 其它时间自然冷却。为防止钢筋笼紧贴护壁, 确保保护层厚度, 每隔2~3米对称焊接两个“耳环”。钢筋笼检验合格并适当加固后, 放入孔内, 入孔后校正轴线位置, 并牢固定位, 以免在灌注混凝土时发生浮笼现象。钢筋采用在现场加工的方法, 钢筋根据设计图纸下料、焊接, Ⅰ、Ⅱ级钢分别采用E43、E50焊条, 双面焊焊缝长>5d, 焊缝长度和高度要符合规范要求。

复杂地形下桥梁桩基施工技术是一项施工极其复杂的技术。然而, 以上仅仅只是对这一技术的几个方面的研究, 并且这些研究都还比较浅显。所以, 仅仅凭借以上几个方面的研究来促进桥梁桩基施工技术在复杂地形下的施工。所以, 对于该方面的研究还需要桥梁领域的专业人士进行进一步的研究和探索, 为复杂地形下桥梁桩基施工技术开辟出一片新的天地。

结束语

综上所述, 复杂地形下桥梁桩基施工技术的研究对于桥梁建设领域的发展有着不可忽视的重要作用。然而, 桥梁桩基施工技术涉及的方面很多, 同时每一个方面都比较复杂, 再加之我国桥梁建设领域在复杂地形下的桥梁桩基施工技术的研究还没有达到一定的深度, 因而不利于桥梁桩基施工技术的应用。因此, 在今后的桥梁建设领域, 要加强对复杂地形下桥梁桩基施工技术的研究和重视, 从而在更大程度上促进桥梁建设的发展, 进而为我国经济与社会的发展奠定良好的物质基础。

参考文献

[1]张文星.山东某桥梁桩基施工技术探讨[J].科技创新导报, 2012 (21) .

[2]韩宝新.公路桥梁桩基的设计与施工工艺分析[J].科技与企业, 2012 (19) .