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1.1直流输电系统构成
糯扎渡直流输电系统的构成主要由整流站(普洱换流站)、逆变站(江门换流站)和直流输电线路构成,江门换流站在糯扎渡工程中必要时也可作为整流站向云南普洱换流站送电,实现功率反送。直流输电工程有双极方式、单极大地回线方式、单极金属回线方式、单极双导线并联大地回线方式等多种运行方式,糯扎渡直流工程采用双极(正极和负极)两端中性点接地方式,利用正负两极导线和两端换流站的正负两极相连,构成直流侧闭环回路。两端接地极所形成的大地回路,可作为输电系统的备用导线,正常运行时,直流电流的路径为正负两根极线。正负两极在地回路中的电流方向相反,地中的电流为两极电流的差值。两极中的任一极均能构成一个独立的运行单极输电系统(如糯扎渡工程2013年9月3日投运的极2阀组2系统)。
1.212脉动换流器
江门换流站采用的12脉动换流器是由两个6脉动换流器在直流侧串联而成,其交流侧通过换流变压器的网侧绕组并联。换流变压器的阀侧绕组一个为星形接线,另一个为三角形接线,从而使得两个6脉动换流阀的交流侧得到相位相差30°的换相电源。12脉动换流器由V1-V12共12个换流阀组成,在每一个工频周期内有12个换流阀轮流导通,它需要12个与交流系统同步的间距为30°的按序触发脉冲。12脉冲换流器的优点之一就是其直流电压的质量好,所含谐波成分少。其直流电压为两个换相电压相差30°的6脉冲换流器的直流电压之和,在每个工频周期内有12个脉动数,称为12脉动换流器。直流电压中仅含有12k次的谐波,而每个6脉动换流器直流电压中含有6(2k+1)次谐波,因此彼此的相位相反而相互抵消,有效的改善了直流侧的谐波性能。12脉动换流器的另一个优点是其交流电流质量好,谐波成分少。交流电流中仅含12k+1次谐波,每个6脉动换流器交流电流中的6(2k-1)次谐波在两个换流变压器之间环流,不进入交流电网,12脉动换流器的交流电流中不含这些谐波,有效的改善了交流侧的谐波性能。
1.3换流阀
换流阀作为“心脏”存在于直流输电系统中,江门换流站换流阀采用400+400kV配置,0-400kV为低端阀厅,400-800kV为高端阀厅,当直流输电线路电压升至800kV时,高、低端阀厅同时投运,如果任何一个阀厅出现问题,另一个桥可在400kV的电压下继续运行,此时输电线路电压为400kV。每个12脉动桥包括2个串列的6脉动桥。每个6脉动桥包括3个200kV直流电压的双重阀塔,每个双重阀塔由2个单阀组成,单阀由2个晶闸管组件组成,每个双重阀塔包含4个晶闸管组件。一个晶闸管组件包括两个阀段,每个阀段由15个晶闸管单元、一台阀电抗器(限制晶闸管开通时电流突增和关断状态下瞬态dU/dt)、一台均压电容(均衡阀塔内电压、为RPU提供电源)组成。一个晶闸管单元包括晶闸管、TVM、直流均压电阻(均衡晶闸管上的电压)、阻尼电阻(减少阻尼电容和电感引起的震荡,承担阻尼电容电流)、阻尼电容(吸收晶闸管关断时的冲击电压)等元件。
1.4阀基电子(VBE)
阀基电子(VBE)设备:对换流阀晶闸管进行触发与监视,将各阀连接至控制和保护系统,包括晶闸管控制与监视系统(TC&M)模块,光发射和接收模块,控制保护恢复模块(RPU),电源模块和接口。晶闸管控制与监视系统(TC&M):接收来自极控制盒保护的信号,将这些信号转换成触发晶闸管的脉冲和对每个阀段内的控制脉冲,这些脉冲通过光发射板或RPU接口板转换为光脉冲,通过光缆送到每只晶闸管和RPU。光发射板:从TC&M接收信号,将其转换为触发光脉冲。光接收板:接收每个TVM的回报信号,将信号传送到TC&M系统。晶闸管电压检测(TVM):检查晶闸管的闭锁能力、检测晶闸管能否开通、检测晶闸管导通结束时刻、检测晶闸管的过电压保护电路是否能够正常工作。反向恢复保护单元(RPU):每个阀段有一块RPU板,RPU板串联到阀组件均压电容上,RPU板工作电源取自均压电容两端,晶闸管关断且处于反向恢复时,VBE发送信号,如果RPU监测到阀段上正向电压的上升速率超过允许值,就会向该阀组件中的MSC发出触发光脉冲,控制阀段内所有晶闸管的导通。多路星形光耦合器(MSC):每个晶闸管组件安装有一台多路星形耦合器MSC,MSC包含两个单元,一个单元对应一个阀段,MSC接收三路激光二极管发出的光脉冲,并均匀发送到与其相连的光触发晶闸管。
2结束语
**二项目部-**
摘
要:
本文主要对深基坑支护施工问题进行了分析。阐述了基坑工程是一门综合性、实践性很强的学科,但是在现今的实际施工中面临着基坑越来越深的趋势,尤其是在环保要求逐渐提高的今天,我们必须要以严谨的科学态度来对待深基坑支护问题。随着高层建筑的不断建设,深基坑的支护施工技术的重要性就越加凸显。基坑支护施工是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施的施工。文章分析了岩土工程中深基坑支护施工中目前存在的主要问题,并提出相应的处理对策,以期在今后的工程实践中不断总结和提高技术水平,为发展深基坑工程的理论和实践做出贡献。
关键词:
深基坑;
支护施工
1基坑工程施工特点
基坑工程是基础和地下工程施工中和一个传统课题,也是一个综合性的岩土工程难题,既涉及土力学典型强度问题和变形问题,又涉及到土体与支护结构的相互作用问题。深基坑支护技术是保证大型及高层建筑深基础顺利施工的关键。为了设置建筑物的地下室需要开挖深基坑,所以深基坑开挖只是深开挖的一种类型。深开挖还包括为了埋设各种地下设施而必须进行的深层开挖。目前,我国深基坑工程施工有下述特点:
1.1基坑深度不断增加
为了节约土地和经济效益,为了符合城市规划及人防需要等,建筑不断向地下发展。现在大城市、沿海经济发达地区,基坑开挖深度在10m以上的已经很平常,深度在20m左右的也越来越多。
1.2建筑工程地质条件越来越差,基坑周围环境复杂
在某些沿海经济发达地区,工程所处的地质条件差的问题较为突出。城市中,高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方,并紧靠重要市政道路。而一般情况下,这些地方的原有建筑结构陈旧,地上与地下管线密布。
1.3基坑支护方法多
现在,深基坑支护的方法越来越多,如混凝土灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、深层搅拌桩、钢板桩、地下连续墙、锚钉墙等,还有各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护。
2基坑支护在施工中存在的问题
2.1边坡施工达不到设计规范要求
当前许多基坑开挖往往出现超挖或是欠挖现象,另外,由于施工管理人员管理不到位,分段施工开挖高度不一,操作人员水平低下,结果造成开挖后边坡平整度达不到要求。
2.2土方开挖和边坡支护不配套
与土方开挖相比而基坑支护的技术含量较高,工序较复杂,因此,基坑支护的工作一般都是由专业施工队来完成。目前我国土方开挖和基坑支护施工往往由不同的施工队伍实施,因此在施工过程中要特别注意施工进度的协调,但在很多工程施工中,土方开挖抢进度,结果造成整个工程施工混乱,拖延了工程进度,甚至酿成工程质量安全事故。
2.3喷射混凝土厚度不够,强度达不到设计要求
当前的基坑混凝土支护施工常采用喷射方法,该操作方法虽简便,但是存在着诸多问题,如:混凝土质量达不到要求,配料不符合设计要求,混凝土养护不到位等,这些问题都会造成喷射混凝土的厚度不够或强度也达不到要求。
2.4冲孔桩成孔时孔壁坍塌
冲孔时遇到碎石填埋层或淤泥层或者泥浆达不到护壁要求,造成孔壁坍塌,严重影响工程进度。
2.5
旋喷桩施工过程未能达到设计要求
旋喷桩的水灰比偏大,喷浆压力过小,旋喷桩施工时对水灰比跟喷浆的压力未能按照设计要求,同时提升速度过快,造成成桩桩径和强度达不到设计要求,影响止水效果跟工程质量。
2.6
灌注混凝土时未清孔和水下混凝土灌注时未能按照规范施工
施工时未能按照设计要求清除沉渣和未采取规范要求对水下混凝土灌注,如未能连续灌注,钢筋笼上浮,导管碰撞钢筋笼等。
2.7成孔注浆不到位,土钉或锚杆受力达不到设计要求
钻杆成孔的孔深一般要求较深,施工操作时未给予足够重视,导致出渣不尽,成孔困难,孔洞坍塌以及无法注浆等问题,而注浆的压力不够和水灰比偏大又会造成锚杆的抗拔力不足等。
2.8边坡顶面未按要求处理
对于一些特殊的工程地质如杂填土等,工程的支护施工比较困难,在进行支护时,应做好排水设施,及时将开挖土层表面硬化,很多单位对该地质没有做好相关措施,以致基坑土体发生较大位移。
3.基坑支护实施策略
3.1建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系
现今我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立健全的基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。所以对于深基坑支护结构的施工工程设计中应该注重实际,以现场监测为主,改变以往的设计观念,逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。
3.2根据现场地质和周边情况,设计时合理选择支护方式
深基坑支护工程是我们为满足地下结构的施工和基坑周边安全而进行的前提,当地下结构工程完成后其也完成了使命,而采取不同的支护方案产生的费用差别很大,所以深基坑支护设计时应根据工程所在地的地质条件跟周边条件,在满足安全的情况下考虑其经济性,合理选择支护方式,在工程的不同部位采取一种或多种结合的方式组合进行支护,既达到要求又可以节约大量建设资金。
3.3重视变形观测,并注意及时补救
岩土工程中深基坑支护结构变形观测的内容包括:基坑边坡的变形观测、及周围建筑物及地下管线变形观测等。通过对监测数据可以及时分析并及时了解土方开挖及支护设计在实际应用中的情况,分析其存在的偏差便可以及时的了解基坑土体变形状况以及土方开挖影响的沉降情况还有地下管线的变形情况等。对设计中存在的偏差,在下一步施工中及时校正设计参数,对已施工的部位采取恰当的补救和控制措施。为此,要求现场变形观测的数据必须准确、可靠、及时。如在实际测量中发现异常情况,就需要即时研究采取措施以防止其恶化。一旦出现大的变形或滑动,立即分析主要原因,做出可靠的加固设计和施工方案,使加固工作快速而有效,防止变形或滑动继续发展。研究和应用已有的基坑工程行业的和地区性规范以及当地的工程经验。对于重大复杂的基坑工程目前国内采用专家论证的形式,对保证工程安全、降低造价是有效和现实的一种方法。
3.4全程控制基坑支护的施工质量
岩土深基坑支护施工重在过程控制,一旦施工过程控制环节出现问题,事后纠正和补救都会比较困难。因此我们必须进行严格的施工过程控制管理,确保施工质量。严格按设计方案组织施工。施工前,有关人员需要熟悉当地的地质资料、施工设计图纸及施工现场周围的环境,施工时应确保降水系统正常工作。施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、规格、数量,钢筋网间距,加强筋范围,放坡系数等。设计方案变更时必须重新经专家评审。基坑支护施工单位要与挖土施工单位紧密配合,坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。土方开挖的顺序和具体开挖的方法必须与设计的工作情况相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则,减少开挖过程中土体的扰动范围,缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间,对称开挖,均衡开挖,合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力,开挖的过程中应采取措施以防止碰撞支护结构、工程桩或扰动基底原状土。
航空发动机技术的发展很大程度上取决于我国制造技术的发展,与国外先进国家相比,我国航空发动机制造技术还比较落后,尤其是在加工工艺上,由于航空发动机的零部件结构复杂、数量比较多,再加上发动机工作的环境比较恶劣,导致航空发动机在制造过程中存在大量的能源消耗等问题,以对发动机零件的切割技术为例,目前航空发动机的切割主要是依靠编程人员的经验选取切削参数等加工信息,这样导致切削用量选择保守、不规范,进而出现加工出来的零部件不能满足发动机的工作要求,从而产生了大量的废弃零部件,造成资源的浪费。因此实施绿色制造对提高航空发动机制造水平,减少制造过程中的报废具有重要的意义。
2基于绿色制造的航空发动机制造
工艺由于航空发动机制造过程中出现资源浪费等现象,亟待提高制造技术手段,更大范围地采用现阶段各类成熟的先进制造技术。主要体现在:
2.1采取资源节约型工艺技术采取资源节约型工艺技术是目前航空发动机制造技术的主要发展趋势,传统的加工技术以消耗不可再生金属材料的时代已经不能适应现代航空事业发展的要求,当前高性能航空发动机采用了大量的新型结构件,由于毛坯结构的变化,其制坯方法也发生了重大变化。精铸件、精锻件、单晶和定向凝固精铸件毛坯将取代传统的大余量毛坯。传统意义的锻件将由77%降至33%,精铸件由18%增至44%以上,粉末冶金件由3%增至8%,复合材料构件由4%增至15%。
2.2降低能耗型工艺技术在航空发动机生产过程中,需要消耗大量的自然资源,随着自然资源的日益紧张,积极采取低能耗工艺技术是发展现代航空技术的重要内容。降低能耗工艺技术主要包括:一是在发动机生产技术上实施节能措施。比如改善发动机的风扇工作性能参数、提高发动机的工作效率等。二是从生产工艺方面入手,改变传统的生产工艺,加大节能型生产工艺技术的应用。三是积极利用先进的生产材料,比如当前我国的飞机发动机采用了高温合金材料,国内GH4169合金主要采用两联工艺(VIM+VAR)生产,棒材采用快速水压机开坯生产,盘锻件采用快速水压机自由锻制坯,在锤或水压机上采用包套模锻工艺或在等温数控液压机上采用近等温锻工艺生产。四是优化发动机生产的管理技术。通过强化加工过程的管理,提高工作效率,避免出现人为因素的失误而导致的资源浪费现象。例如在生产加工发动机零部件时一定要按照规范的标准对机床参数进行设置,避免因为人为的粗心而导致的零部件出现报废。
2.3环境保护型工艺技术航空飞行器对环境污染严重,其主要体现在:一是巨大噪音,对人们的生活产生巨大的影响;二是废气污染,研究发现,航空器在飞行过程中产生的凝结尾迹会形成卷云(一种高空云),这种云会阻碍地球表面热辐射的散发,进而加剧全球气候变暖。因此需要采取具有高阻尼降噪性能、节能环保的新型材料,并从工艺角度避免切削加工的过程中造成的污染。
3选择绿色制造技术的切削液系统
在航空发动机零件制造过程中需要利用切削加工零部件,为提高切削的工作效率,往往会应用切削液,但是切削液的使用会对环境构成污染,同时在清除加工零件切削液时也会产生“二次污染”。同时应用切削液也会无形之中增加生产成本。因此采用减少切削液的使用、绿色切削液的选择、优化切削液系统以减少切削液的环境污染以及资源浪费等问题已成为绿色制造领域的研究热点之一。
3.1面向绿色制造的切削液供给系统一是采取对数量的喷嘴。传统的切削液供给主要是由单一的喷嘴装置实现,主要是通过喷嘴向刀具、工件的喷洒过滤之后返回到供液箱内,这样的喷洒模式需要消耗大量的切削液,如果采取一个喷嘴的话就需要保证切削液的容量,避免因为切削液容量的不足而产生切削温度过热的现象。采取多个喷嘴,可以实现切削量的使用效率,他们就能够更好地渗透到切削区,保证切削工作效率的最大化。二是通过外喷雾冷却方法。外部喷雾冷却方式就是通过雾喷装置将切削液以雾状的形式喷射到加工的零件上,从而降低加工过程中的温度,实践证明使用雾喷技术可以大大降低切削液的使用量,提高航空发动机制造、修理企业的经济效益。
3.2面向绿色制造技术的切削液选择切削液虽然能够大大提高切削工件的质量,但是如果不能合理的应用切削量,就会造成环境的污染,切削液对环境的污染主要表现在:一是对生态环境的影响。切削液一旦流入生态环境中,不仅会对水资源构成污染,也会影响土壤的成分。二是对人体身体健康的威胁。切削液中添加的某些成分对人体的影响是巨大的,一旦切削液被人所吸收产生的严重后果就是中毒。因此根据不同的加工工艺要求选择合适的切削液是节约发动机制造企业生产成本,降低对环境污染的有效措施。
3.3绿色切削液的开发与应用一是要积极地改善切削液的成分,根据航空发动机性能的要求,选择具有环保、可再生资源作为切削液的主要构成原料,比如在不影响发动机零件性能的基础上可以采取植物油作为切削液的主要成分。二是积极创新切削液的添加剂成分。比如开发研究硼酸酯类添加剂、钼酸盐系缓蚀剂、新型防腐杀菌剂等。三是开发传统切削液的替代品。传统的以油脂为主的切削液具有处理不方便,对环境影响大的缺陷,而液氮则具有挥发性,其在使用后能够快速的挥发,其不会产生任何的污染,而且液氮的制冷效果也要高于传统的切削液。
4面向绿色制造技术的机床和刀具系统
4.1面向绿色制造技术的机床设备随着航空发动机性能的不断提高,对制造航空发动机的机床设备要求也越来越严格,尤其是在高科技信息时代背景下,要求航空发动机的机床设备也要具备高端科技化技术:首先由于发动机的零部件原件的强度不断提高,因此需要切削机床必须有足够高的刚性,以此提高机床加工的工作效率。同时机床的冷却应采用喷雾、冷风或压缩空气。其次利用MQL技术对机床结构改进。实施MQL技术是提高机床排屑性能的重要技术。
4.2面向绿色制造技术的刀具技术首先要选择适合发动机零件加工的刀具。加工刀具的材质要符合加工零件材质的要求,要根据不同的加工原料采取相应的刀具,比如钨钻类适合用于加工铸铁、有色金属等短切屑的工件。而钨钴钛类由于存在少量硬度更高而韧性稍逊的钛化物,更合适加工钢件等长切屑的工件。同样刀具的不同涂层材质对加工原料的影响也是不同的,例如氮化钛涂层可增加刀具表面的硬度和耐磨性,降低摩擦系数,减少积屑瘤的产生,延长刀具寿命。其次加强废旧硬质合金刀片再利用。提高废弃刀具的回收利用是降低生产成本,提高企业经济效益的重要手段。最后,研制适合干切削加工的刀具材料。由于速干式切割的过程中会产生大量的热能,大大降低刀具的使用寿命,因此刀具要具有耐高温性、耐磨性、高强度和高冲击韧性。当然对刀具表面进行涂层处理实际上也会产生很好的效果,通过涂抹可以在刀具与零件加工过程中形成一种隔热层,进而有效避免刀具因为受热而出现磨损较大的现象出现。
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