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掘进技术论文篇二 煤矿掘进工程技术研究 摘要：随着社会与经济的高速发展，为了追求利益，大量的能源被浪费，如何充分利用资源在当今成为热门研究方向，而我国作为一个煤炭大国，这里就煤炭的采掘展开研究，对现有的挖掘技术进行归纳分析，并找出挖掘的各项技术和方法上的问题与不足，从而得出高效、高利用率、低能耗、环保的挖掘方式方法，并应用到实际开采中。 关键词：掘进技术;掘进设备;掘进效率 1.煤炭掘进的现状 我国的煤炭业主要采用井工开采方式，2005年国有煤矿企业的原煤产量有是通过井工开采而来。我国地理条件多为山岭，造成煤层的贮存条件复杂、多样，煤层的厚度参差不齐，分布在表层零点几米到地下几十米之间，为了开采煤炭资源，通常需要挖掘大量的煤矿井道。2005年原国有重点煤矿挖掘总进尺为，煤矿的采煤尺寸深度为6300多km，煤占总比的;而同年原国有重点煤矿的机械化综掘进尺为，占总比的，挖掘的累积量不及总数的三分之一。目前为止，原国有重点煤矿采煤工作面有1402个，为保证其正常生产交接，共开展了3986个掘进工作面，其中开拓工作面有1038个，掘进工作面与回采的工作面比例为3：1，为了促使采掘机械化的同步发展，满足当前五百多个综采工作面的需求，综掘机械化程度赢达到50%以上。当下，随着社会科学和技术的不断发展，煤矿掘进工程技术与时俱进地更新换代，年产量过千万吨级的极其已经在国内先行试水使用，大大提高了煤矿的采集效率和开采量，使得煤矿掘进工程技术愈发成为一种高效率、低消耗的绿色开采技术。 2.掘进方法技术 目前我国煤巷高效掘进的主要方式有3种：第一种是适用于高效高产的煤矿技术，仅仅在少数矿区使用，尚处于实验阶段;第二种是利用连续采煤机与锚杆钻车配套挖掘作业，此种采掘方式多用于我国神东、万利及鄂尔多斯等矿区，在掘进采煤机连续采掘的状态下，实行多巷掘进并交叉换位施工的采掘方式，应用相对第一种较为广泛;第三种称为煤巷综合机械化掘进，这种采掘方式在我国重点煤矿作业面中得到广泛应用，主要是通过悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配合作业。 发掘适用于高效高产的煤矿技术 为了适应锚杆支护技术的快速发展，从而实现煤巷快速高效掘进，世界各个主要采煤国家的快速掘进装备都在不断发展进步，作为掘锚一体化设备的掘锚机组恰恰适用于高效高产的煤矿井巷，满足其高效掘进的要求，这种新机型的研发是建立在悬臂式掘进与连续采煤机的基础上。在工艺原理上，高效高产的煤矿技术采用的掘锚一体化设备使得掘进技术一条龙式进展，大大减少了煤矿生产掘进的作业时间，减少了掘进机器的使用，从以前的掘进和支护两台机器减少为掘进和支护在同一台机器上完成。当前主流掘锚机组分为两类：第一种是悬臂式掘进机机载锚杆机的掘锚机;第二种则是以连续采煤机为基础的掘锚机组。 连续采煤机的应用 作为及落煤、装载及移动于一体的综合机械化采掘设备――连续采煤机，它是一种具有较大截割宽的采掘机，主要以短壁开采，矩形断面的双巷或多巷进行快速掘进，在国外应用广泛，是现代高产高效矿井挖掘设备中的佼佼者。该种设备最早于1979年引入我国，由最初的单机发展到如今的成套设备，主要用于大断面煤巷的挖掘及短壁开采 悬臂式掘进机的使用 悬臂式掘进机作为煤巷综合机械化掘进的关键性设备，其综合性能适用于我国现阶段国情，在提高掘进工作效率以及掘进尺寸方面发挥着重要作用。该项技术主要是将悬臂式掘进机、可伸缩带式输送机、转载机、单体锚杆钻机、通风除尘设备以及供电系统相结合，从而形成综合机械化掘进链。如今我国对于该种设备的年产量已超千余台，并根据实地情况研发制造了二十多种型号的机种，已形成系列化产品的雏形，大体满足了国内市场的需求。 3.掘进管理技术 在煤矿资源的挖掘过程中，先进的挖掘设备固然起着重要作用，但采用新的管理方式也具有重要的现实意义，通过先进的管理技术也可以形成生产力，在提高产量的前提下保证工程的安全可靠性。高效率并且具有实际应用价值的掘进管理技术包括以下几个方面： 信息管理技术 对于任何一项管理技术而言，作为最基础的管理数据，信息的采集尤为重要。煤炭资源开采的最根本目的在于经济利益，影响煤炭价格变动的因素很多，譬如：交通运输成本、国际国内市场需求、政治因素、新型替代能源等，因此煤炭价格数据的及时采集更新显得尤为重要，根据价格的变动，若是提早发现其呈上升涨幅状态，增加开采量，则会大幅增长利润;同理可得，若是发现价格下跌，从而降低煤炭的开采量，则可降低因价格暴跌所带来的损失;若是在价格变动方面能掌握第一手信息，那么相对其他开采者而言，则具有策略优势，可预先制定相应措施，从而尽可能的降低风险，增长利润。其他方面，运输成本会根据汽油价格、道路情况、船只的变动的情况而变化，最终附加到煤炭成本价格上;世界范围内的竞争和需求、进出口税收的标准、各国相关政策的规定等等也会影响煤炭进出口的价格浮动。煤炭价格的高低从某些方面体现出世界经济的条件等情况。 安全管理技术 任何工程项目中最重要但又最容易被忽视的则是安全生产问题，管理者往往为了追求利益最大化，开采者往往因为惰性而不规范化操作，最终造成重大事故而导致井道坍塌、人员伤亡的惨剧，不仅对企业名誉造成损伤，也大大增加了企业意外支出成本。历年发生的矿难中，最常见也是危害最大的事故主要分为两类：矿井渗水事故和井道易燃气体爆炸事故。针对矿井渗水事故，一方面从设备着手，通过对设备的强化管理，采取定期检查排水系统方式，检测排水管是否有漏水、堵塞等隐患;检测排水泵是否故障，有无替代排水泵和替换应急电源，以及备用泵和备用应急电源是否能正常运行等等。另一方面，从人员安全意识着手，制定健全的安全规章制度和完整的安全规章体系，通过完善甘泉考核机制，并确定年度安全目标，来将安全责任落实到个人。 人员管理技术 任何工程项目中，最终执行者还是人本身，机器设备、管理技术只是起辅助作用。在煤炭挖掘工程中，人员更是重中之重，人员不仅仅是煤矿的开采者，其整体素质也影响着煤矿企业产品的产量和质量，代表着同行业的核心竞争力之一。首先，采取从上而下的管理制度，管理者必须以身作则，其素质影响到整个团队。加强管理管理者的自身素质和能力主要包括以下几个方面：(1)管理者对信息技术的理解水平;(2)管理者对紧急事故的处理和应变能力;(3)管理者对新型工具的实际应用水平;(4)管理者对安全措施的灌输和督促;(5)管理者对人员调动情况清楚且合理;(6)管理者的行业素质等等。其次，强化员工的基本素质，比如强化员工的安全防患意识;强化员工的自检能力，以及强化员工的逃生技能、自救能力等等。总而言之，以人为本，人员管理制度是所有技术实施的基础和前提。 4.结论 随着社会的飞速发展，不断有新型能源被开发，但目前而言，煤炭资源在我国主要开采能源中仍旧占据重要组成部分，况且我国作为一个人口大国，在能耗的方面对煤炭的需求量也居高不下。在当前社会背景下，对于高性价比的煤炭资源而言，如何选择高效率、使用成本低、安全可靠的开采方式及高效管理方法技术则显得尤为重要。 参考文献： [1]李建民，章之燕，于景泉 快速高效机械化综合配套作业线在大断面岩巷施工中的应用[J] 煤矿机电，2010(5) [2]柴敬，张征，高习海，等 石嘴山二矿煤巷综掘技术[J] 煤炭科学技术，2011(4) [3]杨春海 煤巷快速掘进和支护装备的应用及发展[C]//2007 短壁机械化开采专业委员会学术研讨会论文集，2009 看了“掘进技术论文”的人还看： 1. 煤矿采掘技术论文 2. 煤矿技术论文范文 3. 煤矿采掘技术论文(2) 4. 采矿技术论文 5. 掘进机专业技术论文
一个成功的工程，必须要有过硬的施工技术。下面是我精心推荐的施工技术论文 范文 ，希望你能有所感触!
隧道施工技术
摘要： 在交通建设中，隧道占据着十分重要的地位。隧道施工是一件十分复杂的工程，掌握好隧道施工技术，就能够很好的把握住隧道施工的质量，这对于交通工程的安全及质量来说意义重大。
Abstract： In traffic construction， tunnel occupies a very important position. Tunnel construction is a very complex project， master well the quality of tunnel construction technology can have a good grasp of the tunnel construction， which has great significance for the safety and quality of traffic construction.
关键词： 隧道施工;问题;施工;技术; 方法
Key words： tunnel construction;problems;construction;technology;method
中图分类号： 文献标识码：A 文章 编号：1006-4311(2014)14-0098-02
0 引言
随着公路隧道建筑规模的逐渐扩大，两车隧道已经远远不能满足日渐增长的行车需要，三车隧道在实践中得到大规模的运用。但是隧道规模越大技术也相应复杂，因此，与过去一般的公路隧道相比，在设计、施工以及运营管理方面均有质的不同，这就给公路隧道建设者带来挑战。本文就公路隧道施工技术结合自身工作 经验 进行了探析。
1 我国隧道工程常用施工技术及存在的问题
我国目前主要的施工技术有：深海底抗压建设技术;深层钻爆施工技术;超浅埋、浅埋暗造技术;辅助工程建造技术;盾构法建造技术;开敞式新型挖掘技术;保护环境施工技术;深管道埋藏技术等许多 其它 新技术。
在施工修建的过程中存在的问题也很多，就目前隧道工程发展而言，其主要问题有：①对土质结构了解不深，致使确定施工方案存有不合理之处，造成出现豆腐渣工程现状;②高原冷冻铁路的质量难以保证，耐用性能较弱;③海底隧道抗压效果达不到实际要求，常出现变形问题;④新技术开发速度较慢，满足不了社会建设的需求，亟待提高;⑤环保隧道技术做的不够到位，造成环境被破坏的现象时有发生;⑥隧道工程建设系统缺乏统一的施工标准要求，常出现施工不科学问题。
2 施工准备期的技术准备
施工环境的勘测 ①我们根据地质钻探资料的审查对围岩进行分类，不难看出在对地质工程特点进行分析的时候，如果对岩层走向、褶曲、断层以及地下水和特殊土等分析有误，对施工就会造成十分严重的影响。②有针对性的对施工现场进行核查，核查的方面主要就是包括：地质、供水、气象、排水、原材料、动力供应、运输条件、弃渣、场地等。对于风化堆积较为严重的洞口及浅埋段等，我们要有健全的方案进行治理或补偿。
施工材料设备和方案的准备 ①要想工地实验室期限达到质监站临时资质审批要求，就需要我们有健全的试验设备、技术人员以及完善的管理制度。当承包商与业主签订合同后，监理工程师就可以根据合同规定的时间，要求承包商按照合同承诺进行各项筹备工作了。②开工前监理工程对两端反外控制点近反复检查。③承包商及时按合同规定的日期上报总体性计划和具体实施计划，这样才能保证监理工程师对工程进行整体调查、分析，然后根据出现的问题与承包商进行讨论、澄清、修改。
3 施工方法
隧道施工方法主要有：全断面法、台阶法、台阶分部法、上(下)导坑法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法等六种。
目前，我国隧道施工主要是以新奥法为主的，新奥法施工的精髓就是将围岩作为支护的一部分，共同承受上覆荷载的压力。利用新奥法进行隧道施工，无论在进度上还是质量上以及工程费用上都会存在明显的优越性。然而，随着设计的支护形式和施工工艺存在的差异，在施工过程中要想根据围岩性质及地质变化适时对施工工艺以及支护形式进行调整。我们在进行大跨度隧道施工的时候，主要选择的方法就是：上半断面台阶法，中隔壁法和双侧臂导坑法(眼镜法)等。
4 隧道施工的主要技术分析
软弱破碎围岩段施工技术 针对软弱的围岩可能发生的大变形，采用增大预留变形量和喷射混凝土、锚杆、钢筋网和可缩性的U型钢拱架复合式衬砌手段，采用分部开挖的方法，初期支护及时封闭，喷射混凝土可以分2～3次施工，然后加强监控量测，利用反馈的信息进行施工指导。通过软弱破碎带段富水段时，先治水，采用排堵结合等治理 措施 。开挖过程中配备有经验的地质工程师24小时轮流值班，及时监控地质变化情况，指导现场施工。
加强监控量测，当初期支护变形异常且无收敛趋势的时候，就是需要我们调整支护参数，必要时可以实施二次衬砌。因此，二次衬砌就是为了增设钢筋和提高混凝土强度的一种措施。
隧道防渗漏、防坍塌技术 ①防渗漏技术。隧道的二次衬砌主要是提高混凝土的抗渗性能，也是避免膨胀的一道工序，主要作用就是防止复合防水板局部因为破裂等原因造成的渗水。因此，我们要根据水量的增加情况，对盲沟布设进行设计，以更佳有利于排水。在进行防水板施工的时候，我们除了要严格检查焊缝焊接情况，还要确保施工缝、变形缝等不渗不漏。②防坍塌技术措施。采用减震爆破，尽量减少对围岩的扰动。开挖成型后及时施作喷砼等初期支护，使围岩尽早达到稳定状态。对围岩自稳能力较差地段，采用超前支护或超前加固前方围岩，坚持先护顶后开挖的原则组织施工。当初期支护变形出现异常现象且无收敛趋势时，采取初期支护加强措施，并提前施做二次衬砌。在二次衬砌中，采取增设钢筋和提高混凝土强度等措施。根据地质勘察资料，岩层与隧道轴线夹角较小，为此，采取减小循环进尺，加强超前支护，加固围岩的措施进行预防。在围岩含水地段先治水：当有渗水流时设置橡胶带盲沟引排：渗水面积较大时橡胶带盲沟可并排设置。当有集中股水流时设置弹簧盲沟引排，将水压力对初期支护的影响降至最小。为了加强对施工过程的控制：开挖过程中配备有经验的地质工程师24小时轮流值班，及时监控地质变化情况，指导现场施工。软弱不稳定围岩地段，主要领导轮流值班，强管理，严要求，及时处理紧急问题。
防排水施工技术 ①施工缝、变形缝防水。施工缝主要是隧道衬砌混凝土在施工时候所产生的冷接造成的，也是防水的薄弱环节，是整个隧道中最容易发生渗漏的地方。因此，我们在对隧道进行衬砌施工处理的时候，要避免因为处理不好而造成隧道的正常使用和行车安全，严重的还会降低结构的强度和耐久性。为了防止衬砌不均匀引起的裂损，我们就需要对沉降缝进行设置，避免因为温度的剧烈变化而导致混凝土收缩引起衬砌开裂。②防水混凝土。隧道二次衬砌混凝土既是外力的承载结构，也是最后一道防水线。而防水混凝土大多数都是通过规定的级进行配比，并掺入少量外加剂，通过调整配合比配置成具有一定抗渗能力的防水混凝土。我国的铁路隧道工程技术指南要求的二次混凝土的抗渗等级不得低于P8。
隧道二衬施工技术 ①钢筋加工及安装。钢筋采用加工专用设备进行加工，主要采用的就是单面焊接形式对钢筋接头进行焊接，焊接的长度一般不得低于10d。钢筋焊接主要就是保证焊缝饱满度，并凿除焊渣。采用自制台车进行安装，安装时应根据设计尺寸及保护层进行施工。②灌注砼。台车就位后，可以采用松木板将端头封牢。砼输送泵管道通过台车上部的天窗接入模内，同时砼输送车将砼倒入输送泵内，由输送泵将砼通过管道压入模内。
5 结束语
在进行隧道施工时，要在安全、有序、优质、高效的指导思想下，努力控制隧道施工质量达到最优化。不断的更新隧道的施工技术，针对各个控制点，有针对性的采取合适的施工技术，确保隧道施工的质量。
参考文献：
[1]陈小雄主编.隧道施工技术[M].北京：人民交通出版社， 2011，6.
[2]王浩楠，隧道施工技术质量控制概述[J].公路施工与管理，2012.
[3]冯旭.雪峰山特长隧道施工管理技术[J].科技创新导报，2009.
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建筑毕业论文3000字篇4 浅谈建筑工程进度影响因素及其控制措施 一、建筑工程进度的影响因素 (一)自然环境因素 建筑施工过程中，自然环境的影响不可忽略，因为处于不同的地区，气候和水文有极大的差别，而不同的地质和地貌也会给施工进程带来不同的阻碍，周围环境的影响也要考虑在施工过程中，若建筑工程开设在崎岖的山路或交通不便的山里时，地形复杂，施工的地方狭隘，建筑材料供应困难，要是碰到比较恶劣的天气，施工的安全性也会受到考验，施工的困难也大大增加，从而影响了整个施工进程。 (二)施工资源因素 为了确保工程的质量，施工资源必须得到有力的支持，首先要做到资金的及时到位，没有资金的支撑，建筑工程中的机械设备、建筑材料的购买都会遇到各种各样的问题，而建筑材料又是建筑工程完美实施的基础，有些企业为了谋取更大的利益，而在建筑工程上偷工减料，采用劣质的材料来完成施工，但却无法满足施工过程的要求，极易出现质量问题，而质量不过关，则建筑工程又要重新进行维修或者返修，从发展的眼光看，不仅延误了工程进度，还使得资源白白浪费了许多，从而使得整个工程的成本增加。 (三)施工技术因素 进行一项完整的工程前，往往要进性提前的安排和规划，而在施工过程中，各种自然条件的变化使得工程的具体落实不一定是按照原先的计划来进行，若之前的施工计划安排不合理，在后期的进程中就应做出相应的调整，而现阶段大多数建筑队伍对进度调节的能力有限，大多数情况下施工方案赶不上施工进度。另外，施工工程中若采用高新的技术和设备也会很难控制施工的进程。 (四)施工人员因素 施工人员是影响是施工进程的关键因素，一项庞大的建筑过程涉及的内容众多，且施工现场人员的数量也很多，施工的具体实施情况也无法一个一个仔细地检查，工作人员的施工技术和自身能力以及道德素质都直接关系到整个施工的进程，所以要对施工员进行科学的安排和管理，防止在施工期间出现纰漏，有的施工人员的技术较差，且自身素质较低，安全防范意识不强，则会大大增加施工的危险性，工程的质量也受到牵连，使得工程的进度难以把握。 二、控制建筑工程施工进度的措施 (一)科学管理施工进程 在建筑项目开展前，就应做好详细的规划和设计。首先，要去施工现场进行调查和研究，因地制宜，科学的安排施工进度，制定完善的方案，对施工图纸进行严格的审查，开展技术交流活动，参与方认真分析研讨文件，并及时纠错，减少文件的错误，以确保施工持续稳定的运行。其次，施工前应对员工普及正确的施工意识，使其了解到确切的施工计划从而能更好的理解施工意图，组织员工学习规范的技术并掌握整个施工流程，使其在施工期间遇到问题时能进行相应的调整。最后，也要对承包方进行严格的审查，选择信誉良好且实力雄厚的承包商，明确劳务合同关系，落实各方责任，防止出现质量差错或者其他纠纷，提高施工效率。 (二)保证施工资源供给 没有充足的资源则无法实施建筑工程，所以要确保现阶段资金的流通，在安排每一段施工时，都要进行合理的规划，根据工作流程来确定资金使用的过程，并落实资金的支付。而在购买施工材料时，选择有信誉、质量高的厂家，并对施工材料进行严格的质量审查，对施工过程中需要的小配件反复取样试验，确保施工材料符合施工程序的要求，避免因小失大，影响施工的质量。另外，若购买大量材料时，对与材料的维护和防护等问题也要重视，减少外界条件对建筑材料的破坏和腐蚀，是施工进度持续有度的开展。最后，在施工期间，要保证设备的及时供应，并对建筑设备进行检查和故障排除，操作人员也应规范的使用设备仪器，保证整个施工高效率的进行。 (三)提高施工人员整体素质 建筑工程的施工人员是一个工程中的主体，施工人员的综合素质影响着是施工的进程和质量。在施工进行前，要选择合适的项目经理，项目经理不仅要管理经验丰富、责任心重还要行动力和组织能力强，能带动整个施工团队有序快速的开工。而对于劳作在建筑场地的施工人员，企业应定期为他们开展技术培训，或者聘请相应的专家来对施工人员讲解施工过程中应注意的要素和项目内容，在开展项目前，要做好各项准备，根据具体的工程情况划分好不同的团队，进行平行作业，合理的组织施工进程，在保证施工质量的前提下，缩短工期时间。公司也可以安排适当的奖惩制度，调动起广大施工人员的积极性，让工作人员各司其职，保证施工顺利地进行。 (四)完善施工技术 施工技术影响着整个施工进程的快慢，在开展一项建筑项目之前，可以多多参考以前的项目，借鉴之前成功项目的经验，根据工程实施的周围环境，科学合理的制定项目计划，并将可能出现的情况都提前做出预选方案，若施工过程中出现问题，则可以有条不紊的进行另一种备选方案。实施建筑过程中，对于技术要求较高的工程时，可以借助其他技术力量来完成，或与其他工程相互协助同时施工，以保证建筑工程的顺利进行。另外，在施工的过程中，要根据实际的情况对原定计划进行合理地调整，不断完善进度管理技术和措施，若工程遇到不可抗力而不得不延期时，则应对人力和物力等资源进行重新配置，对施工人员的技术进行严格要求，避免出现施工错误，从而影响施工的质量和进度。 三、小结 影响建筑工程的因素有很多，而对建筑过程的管理和控制更是一项至关重要的工作，开展一个复杂的项目前，项目管理者应根据具体的施工场地进行科学的预测和判断，在进行完善的考察后再制定合适的计划，加强项目的管理和人员组织，采购高质量的施工材料，提升施工人员的技术，工程竣工后也要进行定期的检查和维护，保证工程高效率的进行。 建筑毕业论文3000字篇5 试谈超高层建筑深基坑支护技术的应用 现今，伴随着高层、超高层建筑的不断涌现，深基坑工程逐年增多。当前深基坑支护技术应用范围很广，在高层建筑的地下车库、地下商场、地下室、地铁站等，都会涉及深基坑的问题。伴随深基坑施工技术的不断完善，为了更好的控制基坑支护施工的质量，在实际的施工过程中，应依据现场条件、地质状况等，选取合适的基坑支护措施，进而有效的确保施工人员、周边建筑物的生命、财产安全[1]。 1深基坑支护技术的现实意义 在超高层建筑深基坑施工中，深基坑支护技术具有非常重要的现实意义。首先，深基坑支护技术，可以保证工程上部结构，满足设计的质量标准，符合工程施工的基本条件，因而可以保证基础的整体质量[2]。其次，深基坑支护施工，可以为基础施工起到关键的作用，是基础施工的有力保障。第三，深基坑支护技术，为基础在刚度、强度方面提供了技术保障，有效的提高了建筑结构的可靠性、稳定性。 2深基坑支护技术分类 锚拉式支护 锚拉式支护，选用的材料主要有：钻孔灌注桩支护;型钢支护;钢筋混凝土板桩支护等。锚拉式支护，主要是采取在支护结构的上部，实施支撑、或者是拉锚，进而确保支护土壁的稳定。在实际中，为了节约材料，以及提高支护结构的承载力，常在支护结构的中部、顶部，增加一道或者多道，由抗拉结构构成的支护体系，进而确保基坑开挖的顺利实施。其受力情况与支护形式，具体如图1所示[3]。 悬臂式支护 悬臂式支护，与锚拉式支护选用的材料相同。悬臂式支护，主要是依靠支护结构，进入坑地土层中部分的水平阻力，确保在基坑挖土期间的挡水、挡土作用，保证施工的安全进行。其受力情况、支护形式，具体如图2所示。 重力式支护 重力式支护，其选用的材料主要有：旋喷桩帷幕墙、深层搅拌水泥土桩挡墙等支护结构。重力式支护，具体的主要依据支护结构的强度、重量;土体中的锚固长度等，确保支护结构的稳定。 土层锚杆支护 土层锚杆支护，主要是在深开挖的地下室墙面;地面;坑立壁未开挖的土层等，进行钻孔、掏空至一定的深度，同时进行再扩大，进而形成球状或其余形状。同时在孔内放入钢管;钢丝束;钢筋，实施化学浆液、水泥浆液的灌入，进而形成与土层结合的抗拉力强的锚杆。 3超高层建筑深基坑支护技术的应用 深基坑支护技术研究的主要目的，就是将深基坑支护技术运用到城市立体的发展之中[4]。探讨深基坑支护技术的应用，主要以城市中心区域的超高层建筑为例，高层主要采取钢筋混凝土，基础建设主要采取钢筋混泥土梁板筏基。 勘察水文条件 在进行深基坑支护建设时，需要对施工环境的水文条件进行勘察[5]。针对超高层建筑，对于水文条件而言，应据实说明建筑工程的地下水状况，进而有效的定位施工的深度，以及钢筋环的位置，确保深基坑技术保护层的厚度。 勘察地质结构 地质结构的勘察，需要明确工程位置的地形，进行地质土层的勘测，同时进行土体、岩土的对比，明确土体的稳定性。同时推断地基的承载标准值，进而确保超高层建筑施工的稳定。 做好工程质量控制 超高层建筑，是采取钢筋混泥土进行施工，因此应做好工程质量控制。首先，应确保施工原材料满足施工的标准要求。其次，确保施工程序的高效、合理、有序性。在具体施工中，应确保护筒的中心、桩中心偏差值在50mm内，控制好泥浆、孔底沉渣厚度，应使埋深度不能小于设定的数值。同时还应确保水下浇筑混泥土的连续施工，进而确保施工各方面的顺利实施。 确保施工支护的工作要点 支护工作的重要工具，就是锚杆。土层锚杆支护，可以有效的与土体进行有机结合，可以使建筑结构的稳定性大大提升，因此在支护工作中应重点进行实施操作。 4结语 基坑工程，是建筑工程的关键组成部分之一。深基坑施工的质量，直接的影响着超高层建筑的整体稳定性、安全性与持久性。深基坑施工技术，是工程顺利实施的保障，但在现实中深基坑施工技术，存在着技术的复杂性、多样性的问题，因此在未来我们更应加强对其技术的研究与认识，进而确保高层建筑的顺利施工。 猜你喜欢： 1. 建筑毕业论文范文 2. 建筑毕业论文范文大全 3. 建筑系毕业论文范文 4. 5000字建筑毕业论文 5. 建筑毕业论文范文免费 6. 建筑施工毕业论文范文
文章编号! " ##$%&’($) (##(*#" %##" (%#+ 煤巷锚杆支护新理论与设计方法 陈庆敏" , 郭颂(, 张农" 江苏徐州() " -中国矿业大学, (" ##. /(-美国岩层加固与工程技术公司* 摘 要! 根据水平主应力与垂直应力的关系, 将地层的应力状态分为四种情况, 即高水平应力状态0低水 正常水平应力状态0静水应力状态, 提出了基于高水平地应力的1刚性2梁理论与基于垂直地应力平应力状态0 的1刚性2墙理论, 并建立了相应的锚杆参数设计方法3 关键词! 锚杆支护理论/刚性2梁/刚性2墙/设计方法11中图分类号! $&$-4 文献标识码! 5 完善的锚杆支护理论是正确设计锚杆支护参数的基础, 随着煤巷锚杆支护技术在我国的应用, 近年来, 锚杆支护理论研究有了进一步的发展, 基于高预应力锚杆的应用, 本文提出了基于高水平地应力的1刚性梁2理论及基于高垂直地应力的1刚性2墙理论, 并建立了相应的锚杆参数设计方法36现有锚杆支护理论 6-6悬吊理论 悬吊理论对锚杆支护机理作出了最朴素的解释! 锚杆的作用在于将下位松软和7或破碎岩层悬吊于上位坚硬岩层3 对于在巷道顶板一定范围内存在坚硬岩层时, 采用悬吊理论进行锚杆支护设计是完全可行的, 也是最简单0最经济的方法3 6-8组合梁理论 组合梁理论是从经典的材料力学中借用而来的3在美国七十年代无拉力全长胶结锚杆盛行时, 组合梁理论被广泛用来解释锚杆的支护机理, 其主要要点是! 锚杆将各个薄的岩石分层贯穿在一起形成一个厚的组合梁, 薄的岩石分层能独立抗拒的拉应力较小, 而厚的组合梁抗拉强度大大提高3在锚杆与岩石层面横交处, 锚杆与胶结物一起共同阻止岩层沿层理面的水平错动3材料力学中的组合梁理论本身不考虑水平侧压的影响, 而只考虑垂直载荷3 收稿日期! (##" %#4%"? 6-9组合拱理论 组合拱理论认为! 在拱形巷道围岩的破裂区中安装预应力锚杆时, 在杆体两端将形成圆锥形分布的压应力, 如果沿巷道周边布置锚杆群, 只要锚杆间距足够小, 各个锚杆形成的压应力圆锥体将相互交错, 就能在岩体中形成一个均匀的压缩带, 即承压拱) 亦称组合拱或压缩拱*这个承压拱可以承受, 在承压拱内的岩其上部破碎岩石施加的径向载荷3 石径向及切向均受压, 处于三向应力状态, 其围岩强度得到提高, 支撑能力也相应加大3因此, 锚杆支护的关键在于获取较大的承压拱厚度和较高的强度, 其厚度越大, 越有利于围岩的稳定和支撑能力的提高3 组合拱理论在一定程度上揭示了锚杆支护的作用原理, 在岩石或煤层拱形巷道中可以作为锚杆支护参数的设计依据3 6-:围岩松动圈支护理论围岩松动圈理论认为! 地应力与围岩相互) " *作用会产生围岩松动圈/松动圈形成过程中产) (*生的碎胀力及其所造成的有害变形是巷道支护的主要对象, 松动圈尺寸越大, 巷道收敛变形也越大, 支护越困难3) 依据松动圈的大小采用不同的原$*理设计锚杆支护3小松动圈) 采用喷射混#;+#" 作者简介! 陈庆敏) 男, 副教授, 获工学博士学位, 现在中国矿业大学从事巷道支护理论与工程实" ’4? @*, " ’’4年毕业于中国矿业大学, 践的科研工作, 发表论文$获国家科技进步二等奖" 项, 省部级科技进步二等奖(项, #余篇, " ’’. 年获孙越崎科技教育基金青年科技奖, 煤炭系统拔尖人才3 万方数据 A " (A (##(-B" 矿山压力与顶板管理 由于围岩松动圈是随着时间! 巷道支护形式及并且在同一断面上由于岩支护强度的变化而变化" 性的差异" 围岩松动圈的大小也是不一样的#所以" 在复杂条件下围岩松动圈理论$如煤巷! 软岩巷道%并没有得到应用#松动圈支护理论对于锚杆支护的指导作用主要在于确定普通锚杆$如普通圆钢锚杆! 水泥药卷锚杆等等%的适用条件和范围#&’(最大水平地应力理论自从八十年代以来" 水平应力对巷道稳定性的影响已经引起了人们的普遍关注#澳大利亚) ’. /0 通过数值模拟分析及现场观测" 1234%*+, -博士$充分考虑水平地应力的影响# 在美国" 由于使用无拉力全长胶结锚杆的巷道冒顶现象仍然不断发生" 于是人们试图从改变锚杆其中最重要的一点就结构入手解决巷道冒顶问题" 是使用抗摩擦塑料垫圈#这一改进使得实现顶板锚杆高预拉力成为可能" 美国矿山巷道锚杆的预应力一般为1可以达到锚杆杆体本身屈服I J K 左右" 在美国" 高预拉力强度的G I LH4G L#实践证明" 锚杆的使用提高了复杂顶板条件下的顶板稳定性" 大大降低了冒顶事故#尽管高预拉力锚杆在美国使用已有相当一段历史并取得极佳的技术经济效果" 得到了水平应力对巷道稳定性的最基本的认识5巷道轴向与最大主应力方向平行时" 巷道受水平应力的影响最小6二者垂直时" 巷道受水平应力的影响最大6二者呈一定夹角时" 巷道其中一侧会出现水平应力集中而另一侧应力较低" 因而顶底板的变形会偏向巷道的某一侧#并提出在最大水平地应力的作用下" 顶底板岩层易于发生剪切破坏" 出现错动与松动而造成围岩变形" 锚杆的作用即是约束其沿轴向岩层膨胀和垂直于轴向的岩层剪切错动" 因此要求锚杆必须具有强度大! 刚度大! 抗剪切阻力大的特点才能起到约束围岩变形的作用#所以" 澳大利亚锚杆支护特别强调锚杆高强及全长胶结#7锚杆支护新理论 根据垂直地应力89与水平地应力8:的关系" 可以将地层的应力状态分为四种情况5即 $1%高水平应力状态5当8:; 89 $1? =%$@%低水平应力状态5当8:A 89$1? =%$B %正常水平应力状态5当8:C 89$1? =%$D %静水应力状态58:C 89相同的岩体" 在不同的应力状态及开挖环境下所表现出的力学响应是不相同的" 所以" 锚杆支护参数的设计必须根据不同的地应力特征而选择不同的锚杆支护理论# 7’&基于高水平地应力状态的E 刚性F 梁理论近几十年来" 美国! 澳大利亚! 英国等国家的地应力观测结果表明5水平最大应力通常是垂直应力的1’@G H@’G 倍" 水平应力的大小! 方向主要取决于地球板块之间的运动" 而与垂直应力没有直接关 系. 1? B 0#我国一些矿区的地应力测试结果表明" 大部分矿区的地应力是以水平地应力为主的" 如金 川. D 0" 大同! 邢台! 峰峰! 鹤壁! 新汶! 兖州等等. G 0 # 所以" 在这种情况下水平地应力才是控制巷道稳定性的主要因素万" 方数据 煤巷锚杆支护的理论与设计方法必须但直至几年前人们对其作用机理还缺乏认识" 特别是还没有一个科学的设计依据去确定锚杆参数# 美国M ’N O +P J Q R 和N S P T*Q S . 1" 40 $ 122/" 1224%系统地研究了水平地应力对巷道稳定性的影响" 认 为水平地应力是造成巷道顶板离层跨落! 底板鼓起的主要原因" 但可以通过提高巷道顶板锚杆预应力" 将水平地应力的消极影响变为积极的作用" 从而极大地提高巷道的稳定性" 并开始在锚杆支护设 计中考虑锚杆预应力的影响#中国学者朱浮声. 30$122B %! 郑雨天. 20 $122G % 的研究表明5当锚杆预应力达到/I H 4I J K 时" 就可以有效控制巷道顶板的下沉量" 并可以加大锚杆的间排距#基于大量采用高预拉力锚杆的成功实践经验" 作者提出了关于基于高水平地应力的锚杆E 刚性F 梁支护理论#该理论的主要观点详见本刊@I I I 年第1期作者的相关文章# 7’7基于垂直地应力的锚杆支护理论UU E 刚性F 墙理论 长期以来" 人们普遍认为水平地应力一般小于垂直地应力" 并把垂直地应力作为控制巷道围岩稳定性的主要因素#事实上" 我国一些矿区或者同一矿区的不同深度的地层应力是以垂直地应力为主 的" 如新汶矿务局的华丰煤矿. G 0 #基于对高预拉力 锚杆作用的认识" 作者提出了基于垂直地应力的锚杆支护理论UU E 刚性F 墙理论" 其基本内容如下5$1%在垂直地应力的作用下" 巷道两帮成为薄弱环节" 所以两帮锚杆预拉力$或称初撑力%的大小对整个巷道的稳定性具有至关重要的作用#当预拉力大到一定程度时" 使巷道两帮形成E 刚性F 墙" 提高了巷道两帮的刚度与承载能力" E 刚性F 墙的存在形成了垂直地应力的转移E 通道F " 使巷道顶板成为一个免压区" 保护巷道顶板不受垂直压力的破坏" 如图1# $@% 在垂直应力占主导地位的情况下" 与高水矿山压力与顶板管理 @I I @’W1 V 1B V 平地应力的情况下! 先控顶" 后护帮#的支护理念相当垂直地应力成为控制巷道稳定性的关键因素比" 时" 巷道的支护原则是! 先护帮" 后控顶#$刚性#墙的存在" 降低了巷道顶板的有效%&’! 跨度" 从而提高了巷道顶板的承载能力" 减少了巷道顶板离层冒顶的可能性 $ 万 方数据 关变量! 比如采深" 岩石力学性质" 巷道尺寸" 水平赋予用户所采用的数值$就能应力大小与方向等# 产生用户所期望的模型%通用化的实现使人们对有限元建模过程达到一劳永逸的目的% 刚性*梁或) 刚性*墙理论的锚杆支护参&’(基于) 数设计步骤与方法 由于锚杆预拉力是形成) 刚性*梁顶板的重要而改变锚杆预拉力又是提高顶板稳定性的手因素$ 段$因此$预拉力的确定是锚杆设计的中心内容% 利用三维有限元大模型$首先确定所研究巷道的应力状况%大模型的主要输入参数包括+最大水6结论与认识 提出了基于高水平地应力的锚杆支护新理! -#刚性*梁及基于垂直地应力的锚杆支护新理论7) 论8) 刚性*墙理论$该理论更加强调锚杆预拉力或称初撑力#的大小对巷道稳定性的作用$在锚杆! 高预拉力的作用下可使巷道顶板或两帮加固成类刚性*的梁或墙$转化高水平地应力或垂直应似于) 力的负面影响$最大程度地保护巷道顶板不受破坏$避免冒顶事故的发生% 研究了基于) 刚性*梁或) 刚性*墙理论的煤! /# 平应力! , -#. 最小水平应力! , /#. 夹角! 0#. 工作面" 采空区" 煤柱" 巷道等的几何尺寸. 岩石力学性质. 采深等% 水平应力对回采工作的影响包括两方面$即原始水平应力和开采引起的水平应力集中%原始水平应力对巷道围岩稳定性的影响体现在巷道掘进阶段. 开采引起的水平应力集中对巷道围岩稳定性的影响体现在工作面回采阶段%所以$锚杆支护参数的设计必须充分考虑掘进期间与动压影响期间水平应力对巷道稳定性的影响%在上述大模型的基础上切割出所关心的局部区域$此区域称之为子模型% 子模型的边界条件由大模型输出而自动附加在子模型的边界上%在子模型中考虑锚杆单元及岩石层理单元%只要子模型的外边界选得合适$这种做法是合乎逻辑的$因为受锚杆影响的应力范围非常有限$ 从而避免在大模型上进行非线性分析%子模型输入参数包括+岩石及层理面的力学性质" 锚杆间距$见图 /% 开始 结束3得出锚杆支护参数 图/锚杆预拉力与长度的确定原则 万 方数据巷锚杆设计方法$建立了快速" 通用" 巨型矿山巷道三维有限元模型系统$实现了煤巷锚杆支护参数设计的快速" 通用%该设计方法将锚杆预拉力作为锚杆支护的重要参数进行设计$充分考虑了水平地应力的大小" 方向对锚杆参数设计的影响% 参考文献+ 9-:; ?@ E Q E B J I M =BL J H C I M =C B J OG J L $WC =B M =M C $-Z Z [’9/:’? ’; M O O C H H $X ’A ’? C H J ’; B G C B C F ; K M J =K J N a=>M =J J G E C =OB L J V =E B M B @B M C=O I J B C H H @G >QC B‘L JWC c J E B M Kd C B J $-Z Z /’ 9e :WC B B L J R E ;W ’’d G I M =J E 9T :’--B L V =B J G =C B M $‘L J f =M g J G E M B Q $]’; ’X ’$A @H Q -Z Z /’9h :寥椿庭’金川矿区应力测量与构造应力场9W : ’北京+地质出版社$-Z i j ’ 9j :侯朝炯" 郭励生" 勾攀峰$等’煤巷锚杆支护9W : ’徐州+中国矿业大学出版社$-Z Z Z ’ 9U :X ’A ’? C H J $’k ’l H C K D R n C M H @G J T G $-Z i [$/h ! e #+-U j 8-[e ’9[:A ’; B C =D @E $; ?@ C =C H Q E M E 7C p =C =O >G =9T :’jB LF C =B M =M C $-Z Z U ’9i :朱浮声’锚喷加固设计方法9W : ’北京+冶金工业出版社$-Z Z e ’ 9Z :郑雨天$ 朱浮声’预应力锚杆体系88锚杆支护技术发展的新阶段9A :’矿山压力与顶板管理$-Z Z j $! -#+/7[’9-q :郭颂’快速" 通用" 巨型矿山巷道系统三维有限元模型系统的建立9A :’焦作工学院学报$-Z Z Z $! /#+-//7-/U ’矿山压力与顶板管理 /q q /’s-r -j r 煤巷锚杆支护新理论与设计方法 作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数： 陈庆敏， 郭颂， 张农 陈庆敏,张农(中国矿业大学,江苏,徐州,221008)， 郭颂(美国岩层加固与工程技术公司)矿山压力与顶板管理 GROUNT PRESSURE AND STRATA CONTROL2002，19(1)8次 1. Song Guo. Control mechanism of a tensioned bolt system in the laminated roof with alarge horizontal stress 1997 2. . Strata Control ---- A New Science for an Old Problem 19923. Matthews S M Horizontal stress control in underground coal mines 19924. 寥椿庭 金川矿区应力测量与构造应力场 19855. 侯朝炯. 郭励生. 勾攀峰 煤巷锚杆支护 1999 6. W J Gale. R. L. Blackwood Stress Distribution and Rock Failure Around Coal Mine Roadways1987(3) 7. 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你好，本人也是学土木的，这篇文章为原创，在百度或谷歌等网站绝对找不到，供你参考、修改，实为抛砖引玉之作，希望你能满意。 不良地基的处理与加固方法[摘 要] 论述了在建造建筑物之前,针对不良地基土及异常地基土的处理方法及加固方案。[关键词]不良地基;异常地基;地基处理;施工工艺;基础刚度Abstract:This paper the treatment schemes and reinforcing means of badness and abnormality foundation before thebuilding words:badness foundation; abnormality foundation; foundation treatment; construction technique; stiffness 在现实工程中,经常会出现不良地基及异常地基的情况,如若对其处理不当将对建筑物造成不良影响。本文将对不良地基及异常地基情况的处理做一简要介绍,以便能更好地解决工程实际中地基出现的问题。1 不良地基的处理1·1 置换法1·1·1 换填法:就是将表层不良地基土挖除,然后回填有较好压密特性的土进行压实或夯实,形成良好的持力层,从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。 施工要点:将要转换的土层挖尽、注意坑边稳定;保证填料的质量;填料应分层夯实。1·1·2 振冲置换法:利用专门的振冲机具,在高压水射流下边振边冲,在地基中成孔,再在孔中分批填入碎石或卵石等粗粒料形成桩体。该桩体与原地基土组成复合地基,达到提高地基承载力减小压缩性的目的。 施工注意事项:碎石桩的承载力和沉降量很大程度取决于原地基土对其的侧向约束作用,该约束作用越弱,碎石桩的作用效果越差,因而该方法用于强度很低的软粘土地基时必须慎重行事。1·1·3 夯(挤)置换法:利用沉管或夯锤的办法将管(锤)置入土中,使土体向侧边挤开,并在管内(或夯坑)放人碎石或砂等填料。该桩体与原地基土组成复合地基,由于挤、夯使土体侧向挤压,地面隆起,土体超静孔隙水压力提高,当超静孔隙水压力消散后土体强度也有相应的提高。 施工注意事项:当填料为透水性好的砂及碎石料时,是良好的竖向排水通道。1·2 预压法1·2·1 堆载预压法:在建造建筑物之前,用临时堆载(砂石料、土料、其他建筑材料、货物等)的方法对地基施加荷载,给予一定的预压期。使地基预先压缩完成大部分沉降并使地基承载力得到提高后,卸除荷载再建造建筑物。 施工工艺与要点:①预压荷载一般宜取等于或大于设计荷载;②大面积堆载可采用自卸汽车与推土机联合作业,对超软土地基的第一级堆载用轻型机械或人工作业;③堆载的顶面宽度应小于建筑物的底面宽度,底面应适当放大;⑤作用于地基上的荷载不得超过地基的极限荷载。1·2·2 降水法:降低地下水位可减少地基的孔隙水压力增加上覆土自重应力,使有效应力增加,从而使地基得到预压。这实际上是通过降低地下水位,靠地基土自重来实现预压目的。 施工要点:一般采用轻型井点、喷射井点或深井井点;当土层为饱和粘土、粉土、淤泥和淤泥质粘性土时,此时宜辅以电极相结合。1·3 压实与夯实法以配合堆载预压用于加速饱和粘性土地基的固结1·3·1 表层压实法:采用人工夯,低能夯实机械、碾压或振动碾压机械对比较疏松的表层土进行压实。也可对分层填筑土进行压实。当表层土含水量较高时或填筑土层含水量较高时可分层铺垫石灰、水泥进行压实,使土体得到加固。1·3·2 重锤夯实法:重锤夯实就是利用重锤自由下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基,使其表面形成一层较为均匀的硬壳层,获得一定厚度的持力层。 施工要点:施工前应试夯,确定有关技术参数,如夯锤的重量、底面直径及落距、最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量;夯实前槽、坑底面的标高应高出设计标高;夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围内;大面积夯时应按顺序;基底标高不同时应先深后浅;冬季施工时,对土已冻结时,应将冻土层挖去或通过烧热法将土层融解;结束后,应及时将夯松的表土清除或将浮土在接近1m的落距夯实至设计标高。 1·3·3 强夯:强夯是强力夯实的简称。将很重的锤从高处自由下落,对地基施加很高的冲击能,反复多次夯击地面,地基土中的颗粒结构发生调整,土体变为密实,从而能较大限度提高地基强度和降低压缩性。其施工工艺流程:①平整场地;②铺级配碎石垫层;③强夯置换设置碎石墩;④平整并填级配碎石垫层;⑤满夯一遍;⑥找平,并铺土工布;⑦回填风化石渣垫层,用振动碾碾压八遍。一般在大型强夯施土前,都应选择面积不大于400m2的场地进行典型试验,以便取得数据,指导设计与施工。1·4 挤密法1·4·1 振冲密实法:利用专门的振冲器械产生的重复水平振动和侧向挤压作用,使土体的结构逐步破坏,孔隙水压力迅速增大。由于结构破坏,土粒有可能向低势能位置转移,这样土体由松变密。1·4·2 施工工艺:①平整施工场地,布置桩位。②施工车就位,振冲器对准桩位。③启动振冲器,使之徐徐沉入土层,直至加固深度以上30~50cm,记录振冲器经过各深度的电流值和时间,提升振冲器至孔口。再重复以上步骤1~2次,使孔内泥浆变稀。④向孔内倒入一批填料,将振冲器沉入填料中进行振实并扩大桩径。重复这一步骤直至该深度电流达到规定的密实电流为止,并记录填料量。⑤将振冲器提出孔口,继续施工上节桩段,一直完成整个桩体振动施工,再将振冲器及机具移至另一桩位。⑥在制桩过程中,各段桩体均应符合密实电流、填料量和留振时间等三方面的要求,基本参数应通过现场制桩试验确定。⑦施工场地应预先开设排泥水沟系,将制桩过程中产生的泥水集中引入沉淀池,池底部厚泥浆可定期挖出送至预先安排的存放地点,沉淀池上部比较清的水可重复使用。⑧最后应挖去桩顶部1m厚的桩体或用碾压、强夯等方法压实、夯实,铺设并压实垫层。1·4·3 沉管砂石桩(碎石桩、灰土桩、OG桩、低标号桩等):利用沉管制桩机械在地基中锤击、振动沉管成孔或静压沉管成孔后,在管内投料,边投料边上提(振动)沉管形成密实桩体,与原地基组成复合地基。1·4·4 夯击碎石桩(块石墩):利用重锤夯击或者强夯方法将碎石(块石)夯入地基,在夯坑里逐步填人碎石(块石)反复夯击以形成碎石桩或块石墩。2 异常情况的地基处理2·1 松土坑(填土,墓穴,淤泥等)的处理2·1·1 将坑中松软虚土挖除,使坑底及槽帮四壁均见天然老土,然后采用与坑边的天然土压缩性相近的材料回填,回填材料及做法:①当地基为砂土时,用砂或砂石回填,回填每层厚度不大于20cm并应分层洒水夯实或用平板振捣器夯实。②当地基为较密实的干硬性粘土时,可用3∶7灰土分层夯实。③当地基为中密可塑粘土时,用1∶9灰土分层夯实回填。④当虚土挖除后,如遇地下水,则水下部分采用级配砂石回填,水上部分仍可用灰土夯实回填。2·1·2 当单独柱基下有虚土坑时,可按下述情况处理①如坑深度大于槽宽,或坑面积大于槽底面积的1/3时,宜将槽底全部落到坑底。②在粘性土中,两相邻单独柱基的槽底高差不得大于相邻柱基的净距,否则应将较浅的柱基槽底相应落深,使两柱基槽底标高取平。③在砂性土中,两相邻单独柱基的槽底高差不得大于净距的1/2,否则两柱基的槽底宜取平。④如坑底过深,可考虑加大基础底面积,或与相邻柱基础连在一起做成联合基础。2·2 局部范围内有硬土或旧结构物时的处理当基底下有局部过硬的土质或旧结构物(如旧基础,老灰土,化粪池,旧砖窑,压实的路面,大树根,大块石等)时,应全部挖除,再按上述方法回填或加深基础(应指出的是,不能认为在地基处理时,只须对松软的地基做处理。对过于坚实的地基如不做处理,也会引起建筑物产生较大的不均匀沉降)。2·3 设备管道的处理当上下水等设备管道在槽底以上穿过时,应在基础墙处管道上方留出大于房屋预估沉降量的空隙,以避免建筑物产生沉降时引起管道损坏,同时,应采取防止管道漏水的措施,以避免漏水浸湿地基而引起不均匀沉降。当管道基础穿过基础时,可将基础局部落深,使管道穿过基础墙,同时,管道上方应按上述原则留足够的空隙。[参考文献][1] 董爱飞. 常用地基处理技术综述[J]. 建筑, 2008, (03) . [2] 梁亚明,刘英华. 刚性桩复合地基在软土地基处理中的应用[J]. 科学之友(B版), 2008, (03) . [3] 王剑峰,赵竹莹. 浅谈CFG桩地基处理及工程实例[J]. 林业科技情报, 2008, (01) . [4] 曹冰. 复合地基技术在北良港淤泥吹填区地基处理中的应用研究[J]. 港口科技, 2008, (03) . [5] 钟毅. 砾料石灰土结构在软土地基处理中的应用研究[J]. 北方交通, 2008, (03) . [6] 刘震,郑忠钦. CCMG地基处理在上海长江大桥桥头路基施工中的应用[J]. 上海公路, 2008, (01) . [7] 王刚,玄力,张广范,张跃宇. CFG桩在地基处理中的应用实例[J]. 西部探矿工程, 2008, (05) . [8] 吴剑,周健,崔积弘,茅永德. 上海港罗泾港区地基处理的试验研究[J]. 工业建筑, 2007, (S1) . [9] 冯国栋. 浅谈地基不均匀沉降的原因及防治[J]. 科技创新导报, 2008, (08) . [10] 苑克伟,李国,王积鑫. 粉喷桩在箱涵地基处理中的应用[J]. 北方交通, 2008, (03) .
建筑毕业论文3000字篇4 浅谈建筑工程进度影响因素及其控制措施 一、建筑工程进度的影响因素 (一)自然环境因素 建筑施工过程中，自然环境的影响不可忽略，因为处于不同的地区，气候和水文有极大的差别，而不同的地质和地貌也会给施工进程带来不同的阻碍，周围环境的影响也要考虑在施工过程中，若建筑工程开设在崎岖的山路或交通不便的山里时，地形复杂，施工的地方狭隘，建筑材料供应困难，要是碰到比较恶劣的天气，施工的安全性也会受到考验，施工的困难也大大增加，从而影响了整个施工进程。 (二)施工资源因素 为了确保工程的质量，施工资源必须得到有力的支持，首先要做到资金的及时到位，没有资金的支撑，建筑工程中的机械设备、建筑材料的购买都会遇到各种各样的问题，而建筑材料又是建筑工程完美实施的基础，有些企业为了谋取更大的利益，而在建筑工程上偷工减料，采用劣质的材料来完成施工，但却无法满足施工过程的要求，极易出现质量问题，而质量不过关，则建筑工程又要重新进行维修或者返修，从发展的眼光看，不仅延误了工程进度，还使得资源白白浪费了许多，从而使得整个工程的成本增加。 (三)施工技术因素 进行一项完整的工程前，往往要进性提前的安排和规划，而在施工过程中，各种自然条件的变化使得工程的具体落实不一定是按照原先的计划来进行，若之前的施工计划安排不合理，在后期的进程中就应做出相应的调整，而现阶段大多数建筑队伍对进度调节的能力有限，大多数情况下施工方案赶不上施工进度。另外，施工工程中若采用高新的技术和设备也会很难控制施工的进程。 (四)施工人员因素 施工人员是影响是施工进程的关键因素，一项庞大的建筑过程涉及的内容众多，且施工现场人员的数量也很多，施工的具体实施情况也无法一个一个仔细地检查，工作人员的施工技术和自身能力以及道德素质都直接关系到整个施工的进程，所以要对施工员进行科学的安排和管理，防止在施工期间出现纰漏，有的施工人员的技术较差，且自身素质较低，安全防范意识不强，则会大大增加施工的危险性，工程的质量也受到牵连，使得工程的进度难以把握。 二、控制建筑工程施工进度的措施 (一)科学管理施工进程 在建筑项目开展前，就应做好详细的规划和设计。首先，要去施工现场进行调查和研究，因地制宜，科学的安排施工进度，制定完善的方案，对施工图纸进行严格的审查，开展技术交流活动，参与方认真分析研讨文件，并及时纠错，减少文件的错误，以确保施工持续稳定的运行。其次，施工前应对员工普及正确的施工意识，使其了解到确切的施工计划从而能更好的理解施工意图，组织员工学习规范的技术并掌握整个施工流程，使其在施工期间遇到问题时能进行相应的调整。最后，也要对承包方进行严格的审查，选择信誉良好且实力雄厚的承包商，明确劳务合同关系，落实各方责任，防止出现质量差错或者其他纠纷，提高施工效率。 (二)保证施工资源供给 没有充足的资源则无法实施建筑工程，所以要确保现阶段资金的流通，在安排每一段施工时，都要进行合理的规划，根据工作流程来确定资金使用的过程，并落实资金的支付。而在购买施工材料时，选择有信誉、质量高的厂家，并对施工材料进行严格的质量审查，对施工过程中需要的小配件反复取样试验，确保施工材料符合施工程序的要求，避免因小失大，影响施工的质量。另外，若购买大量材料时，对与材料的维护和防护等问题也要重视，减少外界条件对建筑材料的破坏和腐蚀，是施工进度持续有度的开展。最后，在施工期间，要保证设备的及时供应，并对建筑设备进行检查和故障排除，操作人员也应规范的使用设备仪器，保证整个施工高效率的进行。 (三)提高施工人员整体素质 建筑工程的施工人员是一个工程中的主体，施工人员的综合素质影响着是施工的进程和质量。在施工进行前，要选择合适的项目经理，项目经理不仅要管理经验丰富、责任心重还要行动力和组织能力强，能带动整个施工团队有序快速的开工。而对于劳作在建筑场地的施工人员，企业应定期为他们开展技术培训，或者聘请相应的专家来对施工人员讲解施工过程中应注意的要素和项目内容，在开展项目前，要做好各项准备，根据具体的工程情况划分好不同的团队，进行平行作业，合理的组织施工进程，在保证施工质量的前提下，缩短工期时间。公司也可以安排适当的奖惩制度，调动起广大施工人员的积极性，让工作人员各司其职，保证施工顺利地进行。 (四)完善施工技术 施工技术影响着整个施工进程的快慢，在开展一项建筑项目之前，可以多多参考以前的项目，借鉴之前成功项目的经验，根据工程实施的周围环境，科学合理的制定项目计划，并将可能出现的情况都提前做出预选方案，若施工过程中出现问题，则可以有条不紊的进行另一种备选方案。实施建筑过程中，对于技术要求较高的工程时，可以借助其他技术力量来完成，或与其他工程相互协助同时施工，以保证建筑工程的顺利进行。另外，在施工的过程中，要根据实际的情况对原定计划进行合理地调整，不断完善进度管理技术和措施，若工程遇到不可抗力而不得不延期时，则应对人力和物力等资源进行重新配置，对施工人员的技术进行严格要求，避免出现施工错误，从而影响施工的质量和进度。 三、小结 影响建筑工程的因素有很多，而对建筑过程的管理和控制更是一项至关重要的工作，开展一个复杂的项目前，项目管理者应根据具体的施工场地进行科学的预测和判断，在进行完善的考察后再制定合适的计划，加强项目的管理和人员组织，采购高质量的施工材料，提升施工人员的技术，工程竣工后也要进行定期的检查和维护，保证工程高效率的进行。 建筑毕业论文3000字篇5 试谈超高层建筑深基坑支护技术的应用 现今，伴随着高层、超高层建筑的不断涌现，深基坑工程逐年增多。当前深基坑支护技术应用范围很广，在高层建筑的地下车库、地下商场、地下室、地铁站等，都会涉及深基坑的问题。伴随深基坑施工技术的不断完善，为了更好的控制基坑支护施工的质量，在实际的施工过程中，应依据现场条件、地质状况等，选取合适的基坑支护措施，进而有效的确保施工人员、周边建筑物的生命、财产安全[1]。 1深基坑支护技术的现实意义 在超高层建筑深基坑施工中，深基坑支护技术具有非常重要的现实意义。首先，深基坑支护技术，可以保证工程上部结构，满足设计的质量标准，符合工程施工的基本条件，因而可以保证基础的整体质量[2]。其次，深基坑支护施工，可以为基础施工起到关键的作用，是基础施工的有力保障。第三，深基坑支护技术，为基础在刚度、强度方面提供了技术保障，有效的提高了建筑结构的可靠性、稳定性。 2深基坑支护技术分类 锚拉式支护 锚拉式支护，选用的材料主要有：钻孔灌注桩支护;型钢支护;钢筋混凝土板桩支护等。锚拉式支护，主要是采取在支护结构的上部，实施支撑、或者是拉锚，进而确保支护土壁的稳定。在实际中，为了节约材料，以及提高支护结构的承载力，常在支护结构的中部、顶部，增加一道或者多道，由抗拉结构构成的支护体系，进而确保基坑开挖的顺利实施。其受力情况与支护形式，具体如图1所示[3]。 悬臂式支护 悬臂式支护，与锚拉式支护选用的材料相同。悬臂式支护，主要是依靠支护结构，进入坑地土层中部分的水平阻力，确保在基坑挖土期间的挡水、挡土作用，保证施工的安全进行。其受力情况、支护形式，具体如图2所示。 重力式支护 重力式支护，其选用的材料主要有：旋喷桩帷幕墙、深层搅拌水泥土桩挡墙等支护结构。重力式支护，具体的主要依据支护结构的强度、重量;土体中的锚固长度等，确保支护结构的稳定。 土层锚杆支护 土层锚杆支护，主要是在深开挖的地下室墙面;地面;坑立壁未开挖的土层等，进行钻孔、掏空至一定的深度，同时进行再扩大，进而形成球状或其余形状。同时在孔内放入钢管;钢丝束;钢筋，实施化学浆液、水泥浆液的灌入，进而形成与土层结合的抗拉力强的锚杆。 3超高层建筑深基坑支护技术的应用 深基坑支护技术研究的主要目的，就是将深基坑支护技术运用到城市立体的发展之中[4]。探讨深基坑支护技术的应用，主要以城市中心区域的超高层建筑为例，高层主要采取钢筋混凝土，基础建设主要采取钢筋混泥土梁板筏基。 勘察水文条件 在进行深基坑支护建设时，需要对施工环境的水文条件进行勘察[5]。针对超高层建筑，对于水文条件而言，应据实说明建筑工程的地下水状况，进而有效的定位施工的深度，以及钢筋环的位置，确保深基坑技术保护层的厚度。 勘察地质结构 地质结构的勘察，需要明确工程位置的地形，进行地质土层的勘测，同时进行土体、岩土的对比，明确土体的稳定性。同时推断地基的承载标准值，进而确保超高层建筑施工的稳定。 做好工程质量控制 超高层建筑，是采取钢筋混泥土进行施工，因此应做好工程质量控制。首先，应确保施工原材料满足施工的标准要求。其次，确保施工程序的高效、合理、有序性。在具体施工中，应确保护筒的中心、桩中心偏差值在50mm内，控制好泥浆、孔底沉渣厚度，应使埋深度不能小于设定的数值。同时还应确保水下浇筑混泥土的连续施工，进而确保施工各方面的顺利实施。 确保施工支护的工作要点 支护工作的重要工具，就是锚杆。土层锚杆支护，可以有效的与土体进行有机结合，可以使建筑结构的稳定性大大提升，因此在支护工作中应重点进行实施操作。 4结语 基坑工程，是建筑工程的关键组成部分之一。深基坑施工的质量，直接的影响着超高层建筑的整体稳定性、安全性与持久性。深基坑施工技术，是工程顺利实施的保障，但在现实中深基坑施工技术，存在着技术的复杂性、多样性的问题，因此在未来我们更应加强对其技术的研究与认识，进而确保高层建筑的顺利施工。 猜你喜欢： 1. 建筑毕业论文范文 2. 建筑毕业论文范文大全 3. 建筑系毕业论文范文 4. 5000字建筑毕业论文 5. 建筑毕业论文范文免费 6. 建筑施工毕业论文范文
深水石油钻井技术现状及发展趋势*摘要:随着世界深水油气资源不断发现,近几年来深水钻探工作量越来越大。随着水深的增加和复杂的海况环境条件,对钻井工程提出了更高的挑战,钻井技术的难度越来越大。从目前国内外深水钻井实践出发,对深水的钻井设备、定位系统、井身结构设计、双梯度钻井技术、喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、钻井液和固井工艺技术和钻井隔水管及防喷器系统等关键技术进行了阐述,对深水的钻井设计和施工进一步向深水钻井领域发展具有重要导向作用。关键词:深水钻井;钻井设备;关键技术全世界未发现的海上油气储量有90%潜伏在水深超过1000 m以下的地层,所以深水钻井技术水平关系着深海油气勘探开发的步伐。对于海洋深水钻井工程而言,钻井环境条件随水深的增加变得更加复杂,容易出现常规的钻井工程难以克服的技术难题,因此深水钻井技术的发展是影响未来石油发展的重要因素。1国内外深水油气勘探形势全球海洋油气资源丰富。据估计,海洋石油资源量约占全球石油资源总量的34%,累计获探明储量约400×108,t探明率30%左右,尚处于勘探早期阶段。据美国地质调查局(USGS)评估,世界(不含美国)海洋待发现石油资源量(含凝析油)548×108,t待发现天然气资源量7815×1012m3,分别占世界待发现资源量的47%和46%。因此,全球海洋油气资源潜力巨大,勘探前景良好,为今后世界油气勘探开发的重要领域。随着海洋钻探和开发工程技术的不断进步,深水的概念和范围不断扩大。目前,大于500 m为深水,大于1500 m则为超深水。据估计,世界海上44%的油气资源位于300 m以下的水域,其中,墨西哥湾深水油气资源量高达(400~500)×108桶油当量,约占墨西哥湾大陆架油气资源量的40%以上,而巴西东部海域深水油气比例高达90%左右。20世纪90年代以来,由于发现油气田储量大,产量高,深水油气倍受跨国石油公司青睐,发展迅速。据估计,近年来,深水油气勘探开发投资年均增长30. 4%, 2004年增加到220亿美元。1999年作业水深已达2000 m, 2002年达3000 m。90年代以来,全球获近百个深水油气发现,其中亿吨级储量规模的超过30%。2000年,深水油气储量占海洋油气储量的12. 3%,比10年前增长约8%。2004年,全球海洋油气勘探获20个重大深水发现(储量大于110×108桶)。1998-2002年有68个深水项目,约15×108t油当量投产; 2003-2005年则增至144个深水项目,约4216×108t油当量投产, 2004年深水石油产量210×108,t约占世界石油产量的5%。2目前深水油气开发模式深水油气开发设施与浅水油气开发设施不同,其结构大多从固定式转换成浮式,因此开发方式和方法也发生了变化。国外深水油气开发中常用的工程设施有张力腿(TLP)平台、半潜式(SEMIOFPS)平台、深吃水立柱式(SPAR)平台、浮式生产储油装置(FPSO)以及它们的组合。3深水钻井关键技术深水钻井设备适用于深水钻井的主要是半潜式钻井平台和钻井船2种浮式钻井装置。. 1深水钻井船钻井船是移动式钻井装置中机动性最好的一种。其移动灵活,停泊简单,适用水深范围大,特别适于深海水域的钻井作业。钻井船主要由船体和定位设备2部分组成。船体用于安装钻井和航行动力设备,并为工作人员提供工作和生活场所。在钻井船上设有升沉补偿装置、减摇设备、自动动力定位系统等多种措施来保持船体定位。自动动力定位是目前较先进的一种保持船位的方法,可直接采用推进器及时调整船位。全球现有38艘钻井船,其中额定作业水深超过500 m的深水钻井船有33艘,占总数的87%。在这33艘深水钻井船中,有26艘正在钻井,有5艘正在升级改造。在现有的深水钻井船中, 20世纪70年代建造的有10艘, 80年代和90年代建造的各有7艘,其余9艘是2000-2001年建造的。其中2000年建成的钻井船最多,有8艘;其次是1999年,有4艘。目前在建的7艘钻井船中,均是为3000多米水深建造的, 2007年将建成1艘, 2008年和2009年将各建成3艘。钻井船主要活跃在巴西海域、美国墨西哥湾和西非海域。2006年7月初,正在钻井的26艘深水钻井船分布在8个国家。其中巴西8艘,占1/3;其次是美国,有6艘;安哥拉、印度和尼日利亚分别有4艘、3艘和2艘;中国、马来西亚和挪威各1艘。. 2半潜式钻井平台半潜式钻井平台上部为工作甲板,下部为2个下船体,用支撑立柱连接。工作时下船体潜入水中,甲板处于水上安全高度,水线面积小,波浪影响小,稳定性好、支持力强、工作水深大,新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,到本世纪初,工作水深可达3000 m,同时勘探深度也相应提高到9000~12 000 m。据Rigzone网站截至2006年7月初的统计,全球现有165座半潜式钻井平台,其中额定作业水深超过500 m的深水半潜式钻井平台有103座,占总数的62%。在这103座深水半潜式钻井平台中,有89座正在钻井,有11座正在升级改造。其中31座是20世纪70年代建造的,最长的已经服役30多年; 40座是20世纪80年代建造的; 13座是90年代建造的; 19座是2000 -2005年建造的。此外,还有24座深水半潜式钻井平台正在建造。深水半潜式钻井平台主要活跃在美国墨西哥湾、巴西、北海、西非、澳大利亚和墨西哥海域。2006年7月初,处于钻井中的89座深水半潜式钻井平台分布在18个国家,其中美国最多, 24座,占总数的27%;巴西17座,挪威10座,英国6座,澳大利亚、墨西哥和尼日利亚各5座,其余国家各有1~3座。深水定位系统半潜式钻井平台、钻井船等浮式钻井装置在海中处于飘浮状态,受风、浪、流的影响会发生纵摇、横摇运动,必须采用可靠的方法对其进行定位。动力定位是深水钻井船的主流方式。在现有的深水钻井船中,只有6艘采用常规锚链定位(额定作业水深不足1000 m),其余27艘都采用动力定位(额定作业水深超过1000 m)。1000 m以上水深的钻井船采用的都是动力定位,在建的钻井船全部采用动力定位。动力定位系统一般采用DGPS定位和声纳定位2种系统。声纳定位系统的优点: (1)精确度高(1% ~2% )、水深(最大适用水深为2500 m); (2)信号无线传输(不需要电缆); (3)基本不受天气条件的影响(GPS系统受天气条件的影响); (4)独立,不需要依靠其他系统提供的信号。声纳定位系统的缺点: (1)易受噪声的影响,如环境噪声、推进器噪声、测试MWD等; (2)折射和阴影区; (3)信号传输时间; (4)易受其他声纳系统的干扰,如多条船在同一地方工作的情况。大位移井和分支水平井钻井技术海上钻井新技术发展较快,主要包括大位移井、长距离水平钻井及分支水平井钻井技术。这些先进技术在装备方面主要包括可控马达及与之配套的近钻头定向地层传感器。在钻头向地层钻进时,近钻头传感器可及时检测井斜与地层性质,从而使司钻能够在维持最佳井眼轨迹方面及时做出决定。由于水平井产量高,所以在国外海上油气田的开发中已经得到了广泛的应用。目前,国外单井总水平位移最大已经达11 000m。分支水平井钻井技术是国际上海洋油气田开发广泛使用的技术,近年来发展很快。利用分支井主要是为了适应海上需要,减少开发油藏所需平台数量及平台尺寸(有时平台成本占开发成本一半还多)。具体做法是从一个平台(基础)钻一口主干井,然后从主干井上急剧拐弯钻一些分支井,以期控制较大的泄油面积,或者钻达多个油气层。深水双梯度钻井技术与陆地和浅海钻井相比,深海钻井环境更复杂,容易出现常规钻井装备和方法难以克服的技术难题:锚泊钻机本身必须承受锚泊系统的重量,给钻机稳定性增加了难度;隔水管除了承受自身重量,还承受严重的机械载荷,防止隔水管脱扣是一个关键问题;地层孔隙压力和破裂压力之间安全钻井液密度窗口窄,很难控制钻井液密度安全钻过地层;海底泥线处高压、低温环境影响钻井液性能产生特殊的难题;海底的不稳定性、浅层水流动、天然气水合物可能引起的钻井风险等。国外20世纪60年代提出并在90年代得到大力发展的双梯度钻井(DualGradi-entDrilling,简称DGD)技术很好地解决了这些问题。双梯度钻井技术的主要思想是:隔水管内充满海水(或不使用隔水管),采用海底泵和小直径回流管线旁路回输钻井液;或在隔水管中注入低密度介质(空心微球、低密度流体、气体),降低隔水管环空内返回流体的密度,使之与海水相当,在整个钻井液返回回路中保持双密度钻井液体系,有效控制井眼环空压力、井底压力,克服深水钻井中遇到的问题,实现安全、经济的钻井。喷射下导管技术海上浅水区的表层套管作业通常采用钻孔、下套管然后固井的作业方式。在深水区,由于海底浅部地层比较松软,常规的钻孔/下套管/固井方式常常比较困难,作业时间较长,对于日费高昂的深水钻井作业显然不合适。目前国外深水导管钻井作业通常采用“Jetting in”的方式。常规做法是在导管柱(Φ914. 4 mm或Φ762 mm)内下入钻具,利用导管柱和钻具(钻铤)的重量,边开泵冲洗边下入导管。3. 6动态压井钻井技术(DKD)DKD(Dynamic killDrilling)技术是深水表层建井工艺中的关键技术。该技术是一种在未建立正常循环的深水浅层井段,以压井方式控制深水钻井作业中的浅层气井涌及浅层水涌动等复杂情况的钻井技术。其工作原理与固井作业中的自动混浆原理相似,它是根据作业需要,可随时将预先配好的高密度压井液与正常钻进时的低密度钻井液,通过一台可自动控制密度的混浆装置,自动调解到所需密度的钻井液,可直接供泥浆泵向井内连续不断地泵送。在钻进作业期间,只要PWD和ROV监测到井下有地层异常高压,就可通过人为输入工作指令,该装置立即就可泵送出所需要的高密度钻井液,不需要循环和等待配制高密度钻井液,真正意义上地实现边作业边加重的动态压井钻井作业。3. 7随钻环空压力监测(APWD)由于深水海域的特殊性,与浅水和陆地钻井相比,部分的上覆岩层被水代替,相同井深上覆岩层压力降低,使得地层孔隙压力和破裂压力之间的压力窗口变得很窄,随着水深的增加,钻井越来越困难。据统计,在墨西哥湾深水钻井中,出现的一系列问题,如井控事故、大量漏失、卡钻等都与环空压力监测有关。随钻环空压力测量原理是主要靠压力传感器进行环空压力测量,可实时监测井下压力参数的变化。它可以向工程师发出环空压力增加的危险报警,在不破坏地层的情况下,提供预防措施使井眼保持清洁。主要应用于实时井涌监测和ECD监控、井眼净化状况监控、钻井液性能调整等,是深水钻井作业过程中不可缺少的数据采集工具。3. 8随钻测井技术(LWD /MWD /SWD)深水测井技术主要是指钻井作业过程中的有关井筒及地层参数测量技术,包括LWD、MWD和SWD测井技术。由于深水钻井作业受到高作业风险及昂贵的钻机日租费的影响,迫使作业者对钻井测量技术提出了多参数、高采集频率和精度及至少同时采用2套不同数据采集方式的现场实时数据采集和测量系统,并且具有专家智能分析判断功能的高标准要求。目前最常用的定向测量方式是MWD数据测量方式,这种方式通常只能测量井眼轨迹的有关参数,如井斜角、方位角、工具面。LWD是在MWD基础上发展起来的具有地层数据采集的随钻测量系统,较常规的MWD增加了用于地层评价的电阻率、自然伽马、中子密度等地层参数。具有地质导向功能的LWD系统可通过近钻头伽马射线确定井眼上下2侧的地层岩性变化情况,以判断井眼轨迹在储层中的相对位置;利用近钻头电阻率确定钻头处地层的岩性及地层流体特性以及利用近钻头井斜参数预测井眼轨迹的发展趋势,以便及时做出调整,避免钻入底水、顶部盖层或断裂带地层。随钻地震(SWD)技术是在传统的地面地震勘探方法和现有的垂直地震剖面(VSP———VerticalSeismic Profiling)的基础上结合钻井工程发展起来的一项交叉学科的新技术。其原理是利用钻进过程中旋转钻头的振动作为井下震源,在钻杆的顶部、井眼附近的海床埋置检波器,分别接收经钻杆、地层传输的钻头振动的信号。利用互相关技术将钻杆信号和地面检波器信号进行互相关处理,得到逆VSP的井眼地震波信息。也就是说,在牙轮钻头连续钻进过程中,能够连续采集得到直达波和反射波信息。深水钻井液和固井工艺随着水深度的加大,钻井环境的温度也将越来越低,温度降低将会给钻井以及采油作业带来很多问题。比如说在低温情况下,钻井液的流变性会发生较大变化,具体表现在黏、切力大幅度上升,而且还可能出现显著的胶凝现象,再有就是增加形成天然气水合物的可能性。目前主要是在管汇外加绝缘层。这样可以在停止生产期间保持生产设备的热度,从而防止因温度降低而形成水合物。表层套管固井是深水固井的难点和关键点。海底的低温影响是最主要的因素。另外由于低的破裂压力梯度,常常要求使用低密度水泥浆。深水钻井的昂贵日费又要求水泥浆能在较短的时间内具有较高的强度。深水钻井隔水管及防喷器系统深水钻井的隔水管主要指从海底防喷器到月池一段的管柱,主要功能是隔离海水、引导钻具、循环钻井液、起下海底防喷器组、系附压井、放喷、增压管线等作用。在深水钻井当中,隔水管柱上通常配有伸缩、柔性连接接头和悬挂张力器。在深水中,比较有代表性的是Φ533. 4 mm钻井隔水管,平均每根长度为15. 2~27. 4 m。为减小由于钻井隔水管结构需要和自身重量对钻井船所造成的负荷,在钻井隔水管外部还装有浮力块。这种浮力块是用塑料和类似塑料材料制成的,内部充以空气。在钻井隔水管外部,还有直径处于50~100 mm范围的多根附属管线。在深水钻井作业过程中,位于泥线以上的主要工作构件从下向上分别是:井口装置、防喷器组、隔水管底部组件、隔水管柱、伸缩短节、转喷器及钻井装置,井口装置通常由作业者提供。4结论深水石油钻井是一项具有高科技含量、高投入和高风险的工作,其中喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、随钻测井技术、ECD控制等技术是深水钻井作业成功的关键。钻井船、隔水管和水下防喷器等设备的合理选择也是深水钻井作业成功的重要因素。另外,强有力的后勤支持和科学的作业组织管理是钻井高效和安全的重要保障。参考文献:[1]潘继平,张大伟,岳来群,等.全球海洋油气勘探开发状况与发展趋势[J].中国矿业, 2006, 15(11): 1-4.[2]刘杰鸣,王世圣,冯玮,等.深水油气开发工程模式及其在我国南海的适应性探讨[ J].中国海上油气,2006, 18(6): 413-418.[3]谢彬,张爱霞,段梦兰.中国南海深水油气田开发工程模式及平台选型[ J].石油学报, 2007, 28(1): 115-118.[4]李芬,邹早建.浮式海洋结构物研究现状及发展趋势[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版, 2003, 27(5): 682-686.[5]杨金华.全球深水钻井装置发展及市场现状[J].国际石油经济, 2006, 14(11): 42-45.[6]赵政璋,赵贤正,李景明,等.国外海洋深水油气勘探发展趋势及启示[J].中国石油勘探, 2005, 10(6): 71-76.[7]陈国明,殷志明,许亮斌等.深水双梯度钻井技术研究进展[J].石油勘探与开发, 2007, 18(2): 246-250.
[中图分类号] [文献码] B [ 文章 编号] 1000-405X(2013)-7-229-2 中国地质调查局是我国目前唯一组织公益性地质钻探技术研究开发和推广应用的单位，自1999年成立以来，在组织地质钻探技术研究开发和推广应用方面开展了大量工作并做出了显著的成绩，对我国地质钻探技术的发展起到了较好的推动作用。面对地质工作大发展的新形势和实现地质工作现代化目标的要求，地质钻探技术如何发展，如何更好地起到对地质工作的支撑作用，笔者对这些问题有些不成熟的想法，在此发表，希望能抛砖引玉，与大家共同探讨地质钻探技术的发展问题。 1地质工作对钻探技术的需求 目前我国矿产资源紧缺，资源问题成为制约国家建设和国民经济发展的瓶颈问题，引起了国家政府和领导的高度重视。在国务院关于加强地质工作的决定提出的地质工作主要任务中，突出能源矿产勘查和加强非能源重要矿产勘查是两项首要任务。国家为此投入了大量经费，除了正在实施的国土资源大调查专项基金之外，又启动了危机矿山接替资源找矿专项基金和地质勘查基金。此外，地方、甚至个人也在找矿方面表现出很大的热情，并进行积极的投资。近年来，随着地质工作的加强，地质钻探工作量成倍增长，一些省区的年钻探工作量达到了几十万米。钻探工作项目资金来源有国土资源大调查、矿产资源补偿费、中央财政补贴、省资源补偿费、地方财政补贴、市场项目等。钻探工作量加大，使得对钻探设备和技术的需求同时加大。 2地质钻探技术应用现状 与世界先进的钻探技术相比，目前我国地质勘探工作中采用的钻探技术总体水平比较落后。钻探施工主要采用立轴式岩心钻机，基本上是20世纪80年代左右的设计。现代的全液压动力头钻机依靠进口，我国自己研制的产品已经开始出现，但还未得到大面积推广应用，而且现在只有个别钻深能力(1000m)的钻机，还未形成系列。钻探工艺方面，一些先进的钻进工艺方法还没有得到推广应用。金刚石绳索取心钻进方法虽得到了较多的应用，但还未能大面积普及。液动锤钻进(液动冲击回转钻进)方法的优点虽然为人们所认识，但由于该方法在恶劣的泥浆条件下使用时，钻具可靠性和寿命方面存在着一些问题以及这些年钻探现场管理水平的下降，使其在地质钻探中的应用较以前更少。一些具有较好前景的先进的钻进工艺方法，如绳索取心液动锤钻进方法和不提钻换钻头方法虽然都已研制成功，但实际应用很少。空气反循环取样钻进方法尽管具有高效率、低成本的特点，但由于没有得到地质人员的认可，至今未能得到推广。除此之外，目前地质钻探施工中所用的钻孔护壁堵漏技术、测斜技术等，基本上也是20世纪80年代左右的水平。由于采用的钻探技术水平不高，地质勘探中钻探工作的效率和效果不太理想，表现在台月效率较低、复杂地层钻进问题多、深孔钻进能力差、钻进成本高。这些问题的存在，使得钻探技术对地质工作的技术支撑效果受到影响。 3地质钻探技术发展目标 笔者认为，考虑地质钻探技术发展目标时应该分阶段，应该分成近期、中长期和远期。划分原则是：至2010年为近期，至2020年为中长期，至2050年为远期。 远期(至2050年)目标 实现地质钻探技术的现代化应该是钻探技术发展的远期目标。在国务院关于加强地质工作的决定和国务院温家宝就贯彻决定所作的重要批示中，都明确地提出了要实现地质工作现代化。关于地质工作现代化的定义，目前尚无统一的说法。笔者的理解是：地质工作现代化的标志应该是，在地质工作中普遍采用具有现代世界先进水平的地质勘查技术。钻探技术是地质勘查技术的种类之一，地质钻探技术的现代化也应该符合此项标准。然而，此项目标的实现是一项长期和艰巨的任务，因为只有国家的整体工业技术水平达到了世界先进水平后，我国的地质钻探技术才有可能从总体上达到世界先进水平，地质钻探技术现代化与国家的现代化应该是基本同步的。邓小平同志在介绍中国实现现代化的三步走战略时，明确提出到2050年中国基本实现现代化，达到世界中等发达国家的水平。1999年10月22日，时任国家主席江泽民在英国剑桥大学发表演讲时向公众宣布：我们的目标是，到下世纪中叶，即中华人民共和国成立一百周年时，基本实现现代化。由此看来，我国地质钻探技术现代化实现的时间应该是21世纪中叶。 中长期(至2020)年目标 地质钻探技术发展的中长期(至2020年)目标应该是：自主创新能力显著增强，地质钻探技术水平显著提高，自主研发的新型钻探设备和先进钻进工艺方法得到较大面积的推广应用，钻探装备与施工技术总体上接近发达国家水平。 近期(至2010年)目标 地质钻探技术发展的近期(至2010年)目标应该是：初步完成2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列研制;改进完善一批先进的钻进工艺方法，使之达到推广应用的水平;取得一批深孔钻探、复杂地层钻探和高精度定向钻探技术研究成果;研发成功现代的深水井和煤层气井钻探用全液压动力头钻机;地质钻探科技成果转化和推广取得较显著的成效。 4地质钻探技术近期研发工作重点 中国地质调查局近期组织开展的地质钻探技术研发工作基本上是按照上述的近期目标的思路安排的，重点研究内容如下： (1)2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列;(2)满足覆盖区化探和异常查证需求、适应复杂地层条件的轻便、高效、多功能取样钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(3)1000m全液压动力头水井和煤层气井钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(4)改进完善一批先进的钻进工艺方法，包括冲击回转钻进方法、绳索取心冲击回转钻进方法、不提钻换钻头方法和深孔绳索取心方法;(5)解决复杂地层钻进技术难题，包括复杂地层钻孔护壁堵漏技术问题、复杂地层取心技术问题等;(6)高精度定向钻探技术，包括提高钻孔测量精度和定向钻进施工中靶精度的技术以及取心定向钻进技术;(7)万米科学超深孔钻探技术方案预研究。除了研究与开发工作以外，钻探新方法、新技术推广应用也是中国地质调查局钻探技术管理工作的重点之一，拟开展以下一些工作： ①新型岩心钻探机具应用培训;②地质调查浅层取样钻技术应用培训;③地质钻孔测量技术应用培训;④新型地质钻探泥浆体系应用培训;⑤节水钻进技术应用培训;⑥空气反循环取心钻进技术培训和应用示范;⑦车载式浅层取样钻机应用示范。 5几个值得强调的问题 加强技术创新 技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造，其直接结果是推动科学技术进步，提高社会生产力的发展水平，进而促进社会经济的增长。通过技术创新可实现技术跨越式发展，在短期内获得显著的技术经济效果，使一些常规方法难以解决的问题得到解决。这里举2个钻探技术领域技术创新取得显著成效的实例。第一个实例是科拉超深钻。前苏联的工业技术发达程度比不上西方国家，却钻成了世界上唯一一口深度超万米的钻井——12262m深的科拉超深井。钻万米超深井的难度非常大。这口井之所以能钻进成功，是因为前苏联人在施工这口井时进行了大量的钻探技术创新，其中3项对钻进施工的成败起决定性作用的重大创新是：超前孔裸眼钻进方法;铝合金钻杆;带减速器的涡轮马达井底驱动。第二个实例是中国大陆科学钻探工程科钻一井。该项目是在坚硬的结晶岩中施工5000m连续取心钻孔。这种施工在我国没有先例，在世界上也属高难度钻井工程。该井在施工时采取了一系列的技术创新，涉及套管和钻进施工程序、取心钻进技术、扩孔钻进技术和井斜控制技术，最终获得了高效、优质的施工效果。由于采用螺杆马达-液动锤-金刚石取心钻进方法，使机械钻速提高50%以上，回次长度由3m提高到8～9m，大大节省了施工时间和成本。 加强新方法、新技术推广应用 新方法、新技术从研发出来，到在钻探施工中得到普遍应用，通常需要花很长的时间，做大量的推广应用工作。推广应用工作包括宣传、现场演示、技术培训和技术交流等。这些环节工作效果的好坏，都会直接影响到科技成果转化及其得到实际应用所需的时间，影响地质钻探技术现代化的进程。为获得好的效果，该项工作应有计划、有组织地开展，因为研发单位通常只是从本单位的利益和眼前的利益考虑推广应用工作，而该项目工作的计划和组织实施需要一种全局性和长远的考虑。这些年来，在钻探技术研究与应用的所有环节中，科技成果推广应用是相对比较薄弱的环节，加强此方面工作是当务之急。 参考文献 [1]王达.探矿工程(地质工程)未来20年科技发展战略研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程)，2004，31(1).看了“地质钻探技术论文”的人还看： 1. 工程地质勘探中的钻探技术应用论文 2. 工程地质勘查论文 3. 工程地质勘察论文 4. 地质毕业论文范文 5. 地质学毕业论文范文
（一）钻柱设计
钻柱是指方钻杆至钻头之间的钻具管串的总称。
1）钻柱设计原则：满足抗拉强度、抗挤强度等要求，保证钻柱安全工作。尽量减轻钻柱重量，在现有抗负荷能力下钻更深的井。
2）钻柱尺寸选择：钻柱尺寸的选择首先取决于钻头尺寸和钻机的提升能力，同时，还应考虑地质条件、井身结构、钻具供应以及防斜措施等。
3）钻铤长度的确定：保证在最大钻压时钻杆不承受压缩载荷，即中性点始终处在钻铤上。钻铤长度可由相关经验公式计算确定。
4）钻杆柱强度设计：钻杆柱的设计主要考虑抗拉强度来设计，按照抗拉强度确定其可下深度。
（二）钻具组合设计
钻井中常用的钻具组合包括稳斜钻具、防斜钻具、造斜钻具、增斜钻具、几何导向钻井系统和地质导向钻井系统等（王建学等，2006）。
钻具组合设计原则：能有效地控制井斜全角变化率及井斜角，保证井身质量；钻头工作的稳定性高，能施加较大钻压，有利于提高钻速；为了起下钻顺利并降低成本，在可能的条件下钻具组合尽量简化。
（1）稳斜钻具
稳斜钻具的作用是使井眼轨迹沿着当前井底切线方向，保持井斜角和方位角不变钻进。采用刚性满眼钻具结构，通过增大下部钻具组合的刚性，控制下部钻具组合在外力作用下的变形达到稳定井斜和方位的效果。
常用的稳斜钻具组合是：钻头＋钻头稳定器＋短钻铤＋稳定器＋单根钻铤＋稳定器＋钻铤＋钻杆。
（2）降斜和防斜钻具
降斜钻具用于定向井中以及直径纠斜时降低井眼轨道的井斜角。防斜钻具用于直井中抑制和防止井斜的产生。
降斜和防斜钻具一般采用钟摆钻具组合，利用钻具自身重力产生的钟摆力实现降斜，根据设计井眼轨道要求和井斜角大小，设计钻头与稳定器之间的距离，便可改变钟摆力的大小。
（3）造斜钻具和增斜钻具
造斜钻具用于从直井段沿一定方向钻出斜井段。增斜钻具用于增加斜井段待钻部分的井斜角。常用的造斜钻具组合为弯接头＋井下动力钻具、各种弯外壳井下动力钻具。
普通的增斜钻具是指转盘钻增斜钻具，利用杠杆原理，采用双稳定器或三稳定器设计，近钻头足尺寸稳定器作为支点，根据钻铤的刚性和增斜率大小设计第二个稳定器和钻头之间的距离。
（4）地质导向钻井系统
地质导向钻井系统由钻头、导向马达、无线随钻测井仪、无线随钻测斜仪和地面计算机系统组成，特点是不需要起下钻就可以连续完成造斜、增斜、降斜、扭方位、稳斜等钻进方式，并且可以随时测得地层参数，及时修改地质设计和井眼轨迹。
地质导向钻井是一项国际前沿的钻井技术，对保护油气层，提高钻井成功率、降低作业风险，提高钻井效率和降低钻井成本均具有显著的效果。
钻柱组合设计
由理论计算可知，单一尺寸钻柱的许下深度是有限的，往往不能满足深井和超深井的要求。要使钻柱有更大的许下深度，可采取改变钻柱的组成，即减轻下部钻柱重量的方法。深井、超深井复合钻柱一般是由不同规格（上大下小）、同种规格不同壁厚（上厚下薄）、不同钢级（上高下低）或不同材质（上钢下铝）的钻杆组成。该种钻柱结构比起单一规格尺寸的钻柱来说优点众多，其既能满足强度要求，又能减轻整个钻柱重量，也可在现有钻机负荷能力下钻达更大的井深。作用于钻柱上的力较为复杂，如拉力、压力、弯曲力矩、扭矩等，但其中经常作用且数值较大的力为拉力。因此，在组合钻柱设计中，应以拉伸计算为主，再通过一定的设计安全系数来考虑起下钻时的动载荷以及其他应力的作用。
设计参数
对于科学超深井13000m钻柱的设计来讲，以依托现有技术开展相关设计为主；以钻杆材料深化、深度研究及铝合金钻柱设计为辅；并结合关键技术问题给出合理的建议，钻柱设计方案多样化，即备选方案的提出。“科学超深井钻探技术方案预研究”项目总体技术方案如下：
1）目标井深：13000m；
2）终孔直径≥152mm，岩心直径≥70mm；
3）全孔取心比例：5%；
4）地层：<6000m为沉积岩、＞6000m为结晶岩；
5）最高井温：400℃；
6）岩心采取率：牙轮取心40%，金刚石取心80%；
7）超深井井身结构和套管程序，见表。
各段钻柱长度的确定
（1）钻铤长度的确定
一般的钻柱是由钻铤柱和上部钻柱两部分组成。在确定各段钻柱长度之前，要先确定钻铤柱的长度，其原则是中和点位于钻铤柱内，可用下式计算：
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
式中：Lc为钻铤的长度，m；Pmax为最大钻压，N；Sn为安全系数；qc为钻铤空气中单位长度的重量，N/m；Kf为浮力系数。
（2）各段钻杆长多的确定
各段钻柱长度应自下而上地进行确定。钻铤上面第一段钻柱的最大长度L1可由下式确定：
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
式中：L1为第一段钻柱的最大长度，m；Pa1为第一段钻柱的最大允许静拉负荷，N；q1为第一段钻杆的每米重量，N/m。
对于复合钻柱，每种钻杆都有其最大设计长度，那么第二段、第三段、第四段的长度可按下式计算：
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
式中：Pa2，Pa3，Pa4分别为第二、三、四段钻柱的最大允许静拉负荷，N；q2，q3，q4分别为第二、三、四段钻柱的每米重量，N/m；α为考虑连接件后钻杆质量增加的系数，对接头连接α=，对接箍α=。
科学超深井钻柱的设计
科学超深井设计井深13000m、钻井液密度、钻头尺寸、设计最大钻压200kN，钻柱组合为：钻铤+（或）钢钻杆+方钻杆，钻杆性能参数见表。
本设计有四套方案，以方案一为例。该设计方案钻柱为类外平结构，钻杆规格选择立足于API标准，即在现有成熟技术条件下进行的钻柱设计。
（1）确定钻铤长度
钻铤，内径为，qc=，，按中和点方法计算Lc。
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
（2）第一段钻柱长度
钻铤上面用，壁厚，qc=，按设计系数计算最大允许静拉负荷为P1，按设计拉力余量Kδ=800kN计算最大允许静拉负荷为P2（均按钻杆最小屈服强度计算）。
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
因为P1>P2，因此，第一段钻杆可下长度由P2确定，即：
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
（3）第二段钻柱长度
第一段钻柱上面用，壁厚，qc=，按设计系数计算最大允许静拉负荷为P1，按设计拉力余量Kδ=800kN计算最大允许静拉负荷为P2（均按钻杆最小屈服强度计算）。
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
因为P1>P2，因此，第二段钻杆可下长度由P2确定，即：
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
（4）第三段钻柱长度
第二段钻柱上面用，壁厚，qc=，按设计系数计算最大允许静拉负荷为P1，按设计拉力余量Kδ=800kN计算最大允许静拉负荷为P2（均按钻杆最小屈服强度计算）。
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
因为P1>P2，因此，第三段钻杆可下长度由P2确定，即：
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
（5）第四段钻柱长度
第三段钻柱上面用，壁厚，qc=，按设计系数计算最大允许静拉负荷为P1，按设计拉力余量Kδ=800kN计算最大允许静拉负荷为P2（均按钻杆最小屈服强度计算）。
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
因为P1
2，因此，第四段钻杆可下长度由P1确定，即：
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
（6）第五段钻柱长度
第四段钻柱上面用，壁厚，qc=，按设计系数计算最大允许静拉负荷为P1，按设计拉力余量Kδ=800kN计算最大允许静拉负荷为P2（均按钻杆最小屈服强度计算）。
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
因为P1
2，因此，第五段钻杆可下长度由P1确定，即：
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
1300m超深井钢钻柱设计方案一至方案四详见表至表。
表 13000m超深井井身结构和套管程序
表 钢钻杆性能参数表
表 13000m超深井钢钻柱设计（方案一）
表 13000m超深井钢钻柱设计（方案二）
表 13000m超深井钢钻柱设计（方案三）
表 13000m超深井钢钻柱设计（方案四）
组合方案有限元优化分析
相关文献可以看出，对于钻柱的整体力学性能分析有两种途径，即三维杆单元，主要用于计算钻柱整体与井壁的碰撞接触分析；三维管单元，主要用于分析考虑钻柱整体在井下承受内、外钻井液静水压力时整体的应力和变形。而无论是其那一种，都属于包含两个节点的一维单元，即空间上的一维线单元，每个单元包含两个节点，每一个节点具有6个自由度（图是一个2节点空间管单元的节点位移和节点力），即6个广义位移和6个广义力：
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
式中：ui，vi，wi分别为节点i在局部坐标系中三个方向的线位移；θxi，θyi，θzi分别为节点i在处截面绕三个坐标轴的转动角位移；θxi为横截面的扭转；θyi，θzi分别为横截面在xz，xy坐标面内的转动；Nxi为节点i的轴向力；Nyi，Nzi为节点i在xy，xz面内的剪力；Mxi为节点i处横截面上的扭矩；Myi，Mzi分别为节点i在xz，xy面内的弯矩。
图 二节点空间管单元
假设管单元横截面积为A，在xz面内横截面惯性矩为Iy，在xy面内横截面惯性矩为Iz，单元的扭转惯性矩为J。因此，长度为l，材料弹性模量和剪切模量分别为E、G的2节点空间杆单元在单元局部坐标系内的刚度矩阵Ke可以表示为：
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告（上册）
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组合方案静力学有限元分析
针对四种钻柱组合方案（见表～）进行拉伸、扭转、拉扭、弯曲等性能有限元分析，确定不同工况下各钻柱的变形和应力分布情况，并确定钻柱使用极限的深度，综合各因素优选出最佳钻柱组合方案。
（1）基本假设
在对钻杆柱进行建模时，做了如下基本假设：①钻柱始终保持圆形截面形式，其材料性质保持不变；②忽略钻柱上螺纹连接接头的影响。
（2）单元选取
在Abaqus中选择Pipe31单元，即三维线性管单元作为钻柱的单元类型。Pipe31是三维线性（即一次）管单元，是一类特殊的梁单元，也是一维单元。这类单元不仅可以模拟拉伸、压缩、扭转和弯曲，而且还能够模拟管的内、外压及摩擦阻力等。
（3）钻柱模型
下面以方案一中的组合钻柱模型为例加以说明。
图中，由下往上依次为Φ×钻铤（红色，245m）、Φ×钻杆（蓝色，7029m）、Φ×钻杆（绿色，2135m）、Φ×钻杆（紫色，1831m），Φ×钻杆（红色，1322m）、Φ×钻杆（绿色，438m）。单元尺寸为2m，单元总数为6502。
（4）边界条件
实际工作状态下，井口装置对于整个钻柱而言有两个作用：传动及固定。因为，只有在一些方向上限制了其相应的移动或转动，才能在其他方向上获得较好的传动效果，故最上端钻柱的上端横截面的边界条件简化为空间固定端约束较为合适，即约束端点处的三个平动自由度ux，uy，uz和三个绕坐标轴旋转的转动自由度Rx，Ry，Rz。
处于井眼中的钻铤，无论是钻进还是起下钻，其最底端横截面的横向位移始终很小，而其他自由度不受约束，故在钻铤端面的边界条件简化为只约束其横截面内的自由度ux，uz（图）。
图 复合钻柱模型图
（5）初始载荷
无论复合钻柱是在那种工况条件下，都必须受到自身重力、钻井液浮力、钻井液对内、外壁的静水压力作用。
1）重力［图（a）］：重力密度ρg（ρ为钻杆密度，g为重力加速度，）、方向沿y轴负向；
2）浮力［图（b）］：压力集度ρfgh（ρf为钻井液密度，；h-局部坐标系（R，T，Z）中Z的值），作用于不同横截面钻杆柱连接的截面处；
3）内、外压力［（c）］：压力集度ρfgh，作用于钻柱的内、外表面。
图 载荷示意图
（6）工况条件
抗拉，使钻杆整体施加向上6m/s2的加速度，即施加向下的惯性力；在钻杆施加沿y轴向下的阻力。
扭转，钻铤底端横截面施加5000N·m的扭矩。
拉扭，钻铤底端横截面施加5000N·m的扭矩；钻头压力200kN。
弯曲，在钻铤底端横截面施加z方向的力偶矩5000N·m。
（7）分析结果
起下钻对于钻柱的破坏危险性最大；从静力学的角度而言，钻进过程中碎岩所需的扭矩载荷对于钻柱的破坏而言，可以忽略；钻柱最危险部位是螺纹接头连接处，尤其对于不等横截面处的螺纹。
从钻柱的实际工况而言，组合钻柱的中下部钻杆可以选择强度较小的管材，以及横截面积较小的钻杆；但是，从动力学角度考虑，下端选用横截面积较大的管材可以减小钻柱在涡动过程中所产生的最大横向位移，从而减轻钻柱与井壁碰撞过程中的正压力和摩阻，进而改善钻柱的横向受力情况。
从四种钻柱组合方案的极限深度分析我们可以发现，四种钻柱的极限深度的差值在1%左右以及综合受力值十分相近，故应将四种方案中对材料的耗费作为判断其是否为最佳的一个方面；同时，从井口机械的功耗和起下钻的提升效率两方面考虑，方案四为最佳选择（表；图～图）。
表 提钻时组合钻柱极限加速度及提升力
图 提钻时各截面轴向力随加速度的变化
图 5000N·m扭矩作用下的切应力分布
图 15rad/s旋转时钻杆等效应力分布
图 200kN钻压时钻杆等效应力分布
图 5000N·m力偶矩、50kN钻压下横向位移曲线
图 5000N·m力偶矩、100kN钻压下横向位移曲线
图 5000N·m力偶矩、150kN钻压下横向位移曲线
图 5000N·m力偶矩、200kN钻压下横向位移曲线
钻柱立根长度优化
以Φ127×规格钻杆为例，分别对1m和2m立根组成钻柱进行拉、扭、弯曲三种工况下的受力特征分析，获得不同工况下的钻杆柱的应力分布情况，以此考察在三种基本荷载作用下，钻柱的应力分布随钻杆长度的变化情况，并以此为依据进而确定单根定尺长度的基本依据。从有限元分析可以看出：
1）从图～图中可以看出，无论是在拉伸、扭转还是弯曲载荷作用下，1m长单根和2m长单根的应力分布状态完全一致；
2）螺纹是钻柱连接必不可少的部分，也是最薄弱环节，应使螺纹接头尽量的少；
3）钻杆的立根长度应以运输、装卸、使用方便等因素作为其选择标准；
4）对于选定的钻杆立根长度，应对其螺纹副进行优化，尽量提升螺纹接头性能。
图 拉伸状态下等效应力分布
图 扭转状态下等效应力分布
图 弯曲状态下等效应力分布
钻柱多场耦合分析
（1）有限元模型
在继承和使用所用模型（包括材料、边界条件、载荷、网格）的基础上，有两处需要做相应变化：
1）材料部分考虑钢材的热膨胀系数，×10-5m/℃；
2）在初始载荷步增加温度场的设定，即井口温度20℃，由此向下温度梯度设定为3℃/100m。
（2）结果分析
从表和图中可以看出，井下温度的变化，对钻柱整体的应力分布影响不大，对于不同钻柱连接面上轴向拉伸力的影响也可以忽略；同时，温度对钻柱的最大提钻加速度的影响也很小［考虑温度时是，见图；忽略温度时是，见图（d）］。
温度对于钻柱的影响仅仅体现于钻柱沿轴向长度的变化，见表。这种额外伸长量的意义在于，在钻柱的钻进过程中，钻铤底端获得的钻进压力要明显大于理论上的预期值。而这种过大的钻压，给钻杆整体的稳定性和振动特征造成的影响是不容忽视的。
图 钻杆柱等效应力分布
表 各种载荷作用下钻杆柱伸长量
图 考虑温度条件下拉伸力随提钻加速度变化
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已经做好的：汽车连杆加工工艺及夹具设计 种子丸化机的设计与研究残膜回收装置的设计 甜菜收获机的设计 倒立摆建模及仿真分析 垃圾车翻倒机构的设计及其仿真葡萄埋藤机的设计 国际通行棉包堆垛机的设计番茄种子除芒机的设计 棉花机械特性试验装置设计前支棉杆装配在线检测及其工艺装备的设计 玉米秸秆青贮型收获机的设计自走式番茄收获机割台机构的设计 简式龙门钻铣床的结构设计采棉机采摘装置关键零件 ——摘锭的分析 仿生海豚的推进机构与运动研究 城市道路破冰清雪机的设计 夹持式棉花精量点播器多功能保健床的设计 仿生两栖机器蛇的结构设计及优化微型棉花衣分试轧机的设计 哈密瓜糖度无损检测方法研究4ZT-8型摘棉桃机——摘桃装置及输送系统三维造型设计 辣椒干燥试验装置设计自动转向玩具小车的机构与运动研究 多模态仿生两栖机器鱼的推进机构与运动研究籽棉抓斗机构设计 洋葱收获机的设计单轮吊椅的改进设计 多模态仿生两栖机器鱼的推进机构与运动研究拖把甩干装置的机构设计 玉米秸秆还田机库尔勒香梨自动分级机 控制系统设计 线椒取种机的设计胶棒式软摘锭采棉机采摘头试验台设计 球形果采摘机器人设计及其三维仿真基于PMAC控制卡的开放式数控系统 仿生两栖机器蛇的结构设计与优化食品盒模具的三维设计及仿真加工 高压磨料水射流切割装置机械部分设计苗床育苗播种机的研究与设计 马铃薯种植机具的设计孔式穴播器核心部件取种器的模具设计 小型扫地车设计除雪机的系统设计 连杆加工工艺及夹具设计“珍爱生命”防震担架的研究与设计 挖坑机的设计葡萄籽皮分离机 倒立摆机械系统设计多控制面仿生机器鱼机构设计及优化 箱体工艺规程及卡具设计库尔勒香梨自动视觉检测分级装置设计 番茄翻秧机设计型孔式膜上精量排种器设计 切割试验台的结构设计大容量籽棉自卸拖车造型设计 倾斜圆盘玉米排种器的设计全位置焊接辅助器的设计 马铃薯种植机的设计数控线切割机床电参数采集系统设计 健身洗衣机机构设计四行集排型孔式精量排种器的设计玉米收获机割台的机构设计基于Pro/E的液力传动变速箱设计与仿真分析
先发给你一点看看，合适的话加分，论文全文到你邮箱。这篇论文的全称是：柴油机齿轮室盖钻镗专机总体及夹具设计1前言组合机床是根据工件加工要求，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。组合机床的设计，有以下两种情况：其一，是根据具体加工对象的具体情况进行专门设计。其二，随着组合机床在我国机械行业的广泛使用，广大工人总结自己生产和使用组合机床的经验，发现组合机床不仅在其组成部件方面有共性，可设计成通用部件，而且一些行业的在完成一定工艺范围的组合机床是极其相似的，有可能设计为通用机床，这种机床称为“专能组合机床”。这种组合机床就不需要每次按具体加工对象进行专门设计和生产，而是可以设计成通用品种，组织成批生产，然后按被加工的零件的具体需要，配以简单的夹具及刀具，即可组成加工一定对象的高效率设备。本次毕业设计课题来源于生产。ZH1105W柴油机齿轮室盖孔加工及保证相应的位置精。在组合机床设计过程中，为了降低组合机床的制造成本，应尽可能地使用通用件和标准件。目前，我国设计制造的组合机床，其通用部件和标准件约占部件总数的70～80%，其它20-30%是专用零部件。考虑到近年来，各种通用件和标准件都出台了新的标准及标注方法，为了方便以后组合机床的维修，整个组合机床的通用件和标准件配置，都采用了新标准。在对组合机床总体设计之前，需对被加工零件孔的分布情况及所要达到的要求进行分析，如各部件尺寸、材料、形状、硬度及加工精度和表面粗糙度等内容。然后还必须深入基层进行实地观察，体会组合机床的优点。接下来是总体方案的设计，总体方案设计的具体工作是编制“三图一卡”，即绘制被加工零件工序图，加工示意图，机床尺寸联系图，编制生产率计算卡。最后，就是技术设计和工作设计。技术设计就是根据总体设计已经确定的“三图一卡”，设计夹具等部件正式总图；工作设计即绘制各个专用部件的施工图样，编制各零部件明细表。夹具设计是组合机床设计中的重要部分，夹具设计的合理与否，直接影响到被加工零件的加工精度等参数。首先确定工件的定位方式，然后进行误差分析，确定夹紧方式，夹紧力的计算，对夹具的主要零件进行结构设计。在夹具设计中，设计的主要思路是采用“一面两销”的定位方法，和液压夹紧机构，这样设计主要是为了钻、镗孔时的准确定位和高效率的生产要求。液压夹紧方式解决了手动夹紧时夹紧力不一致、误差大、精度低、工人劳动强度大等缺点。在老师的指导下，不断地对设计中的错误进行纠正，确定最好的定位夹紧方案；同时与同组同学进行探讨计算出准确的数据选择合理的通用部件。在不断的探讨修改中历经3个月终于完成了这一课题的设计。2组合机床总体设计组合机床总体设计,就是依据产品的装配图样和零件图样,产品的生产纲领,现有生产条件和资料以及国内外同类产品的有关工艺资料等,拟订组合机床工艺方案和结构方案,并进行方案图样和有关技术文件的设计。 组合机床工艺方案的制定制订工艺方案是设计组合机床最重要的步骤.为了使工艺方案制订得合理、先进，必须认真分析被加工零件图纸开始，深入现场全面了解被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求及生产率要求等，总结设计、制造、使用单位和操作者丰富的实践经验，理论与生产实际紧密结合，从而确定零件在组合机床上完成的工艺内容及方法。根据所提供ZH1105W柴油机齿轮室盖的工序图，分析被加工零件的精度，表面粗糙度，技术要求，加工部位尺寸，形状结构；特点材料硬度。工件刚性及零件的批量的大小不同，设计的组合机床必须采用不同的工艺方法和工艺过程。被加工零件需要在组合机床上完成的加工工序及应保证的加工精度是制定机床方案的主要依据。此次设计的被加工零件是柴油机齿轮室盖,其主要的加工工序如下:a. 钻6－M6－6H孔至￠5, 左侧面;b. 钻6－￠9孔（深38）, 右侧面;c. 钻3－￠9孔（深78）, 右侧面;d. 镗￠45H8孔至￠, 后侧面;e. 倒孔口角至￠, 后侧面.被加工零件材料为HT250，结构为非对称箱体，是三面加工。根据各种要求，分析其优缺点，确定设计的组合机床采用机械卧式组合机床。根据所需加工孔的尺寸精度和表面粗糙度，可以确定这些孔的加工采用麻花钻，即可满足要，为了保证孔的加工刀具的直径与加工部位尺寸相适应，需要专门设计制造。 定位基准的选择正确选择组合机床加工工件采用的基准定位，是确保加工精度的重要条件。本设计的柴油机齿轮室盖是箱体类零件，箱体类零件一般都有较高精度的孔和面需要加工，又常常要在几次安装下进行。因此，定位基准选择“一面双孔”是最常用的方法，其特点是：（a）可以简单地消除工件的6个自由度，使工件获得稳定可靠的定位。（b）有同时加工零件五个表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高 各面上孔的位置精度。（c）“一面双孔”可作为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准，使零件整个工艺过程基准统一，从而减少由基准转换带来的累积误差，有利于保证零件加工精度。（d）易于实现自动化定位、夹紧，并有利于防止切屑落于定位基面上。具体定位图形见工序图采用的是“一面两销”的定位方案，以工件的右侧面为定位基准面，约束了z向的转动；x向的移动；y向的转动3个自由度。短定位销约束了z向的移动；y向的移动2个自由度。长定位销约束了x向的转动1个自由度。这样工件的6个自由度被完全约束了也就得到了完全的定位。 确定机床配置型式及结构方案根据选定的工艺方案确定机床的配置型式，并定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。组合机床是根据工件交工需要，以大量采用通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床，工艺方案已确定该组合机床是双面钻卧式组合机床，该机床是由动力箱，主轴箱，机械滑台，立柱，中间底座，夹具，立拄底座等组成。组合机床装配图如下：图2-1 组合机床装配图 本工序的加工方法刀具的选择考虑到工件加工尺寸精度，表面粗糙度，切削的排除及生产率要求等因素，所以加工15个孔的刀具均采用标准锥柄长麻花钻。 右侧面钻9-￠9A. 切削用量的选择根据参考文献[1]查表6-11高速钢钻头切削用量。加工材料为铸铁，硬度200～241HBS,可知切削速度为10～18m/min,孔径6～12mm。进给量f mm/r ～。钻孔的切削用量还与钻孔的深度有关，当加工铸铁件孔深为钻头直径的6-8倍时，在组合机床上通常都是和其他浅孔一样采取一次走刀的办法加工出来的，不过加工这种较深孔的切削用量要适当降低些。切削速度进给量转速 （2-1）可由参考文献[12]表可知圆整为470r/min。实际切削速度 （2-2）工进速度 （2-3）工进时间 其中h为3-￠9的深度。 （2-4）B. 切削功率，切削力，转矩以及刀具耐用度的选择查参考文献[1]表6-20得切削力 （2-5）切削转矩 （2-6）切削功率 （2-7）刀具耐用度 （2-8）C. 动力部件的选择由上述计算每根轴的输出功率P=，右侧共9根输出轴，且每一根轴都钻￠9直径，所以总切削功率 。则多轴箱的功率： （2-9）其中η在切削铸铁时取，相当于多轴箱的损耗功率为。所以由参考文献[1]表5-39选取动力箱得出动力箱及电动机的型号:表2-1右侧动力箱、电动机型号动力箱型号 电动机型号 电动机功率(Kw) 电动机转速(r/min) 输出轴转速(r/min)L3(mm)右主轴箱 1TD32-I Y100L1-4 1430 715 320D. 确定主轴类型，尺寸，外伸长度在右侧面，主轴用于钻孔，选用滚珠轴承主轴。又因为浮动卡头与刀具刚性连接，所以该主轴属于长主轴。故本课题中的主轴均为滚珠轴承长主轴。根据主轴转矩T= 由参考文献[1]查表3-4可知（2-10）=选取d=20mm， B取刚性主轴由表3-6查得主轴直径=20mm， 主轴外径D=32mm,内径d1=20mm, 主轴外伸尺寸L=115mm, 接杆莫氏圆锥号1，2。E. 导向装置的选择组合机床钻孔时，零件上孔的位置精度主要是靠刀具的导向装置来保证的。导向装置的作用是：保证刀具相对工件的正确位置；保证刀具相互间的正确位置；提高刀具系统的支承刚性。由参考文献[1]查表8-4得￠9在 d>8～10范围内，查得如下D=15mm, D1=22mm, D2=26mm, D3=M6,L取16mm， 短型导套 ， ， ，选用通用导套。F. 连杆的选择在钻、扩、铰孔及倒角等加工小孔时，通常都采用接杆（刚性接杆）。因为主轴箱各主轴的外伸长度和刀具均为定值，为保证主轴箱上各刀具能同时到达加工终了位置，须采用轴向可调整的接杆来协调各轴的轴向长度，以满足同时加工完成孔的要求。为了获得终了时多轴箱前端面到工件端面之间所需要的最小距离，应尽量减少接杆的长度。因为9-￠9孔的钻削面是同一面且主轴内径是20mm,由参考文献[1]表8-1查得选取A型可调接杆 d=16mm， , , L=85mm,~135mm。G. 动力部件工作循环及行程的确定切入长度一般为5-10mm， 取 =7mm; 切出长度由参考文献[1]表3-7得 mm， 取 。 （2-11）加工时加工部位长度L(多轴加工时按最长孔计算)L=78mm.为排屑要求必须钻口套与工件之间保留一点的距离，根据麻花钻直径￠9，由参考文献[3]表3-4得导套口至工件尺寸 ,（参考钻钢） 取 ，又根据钻套用导套的长度确定钻模架的厚度为16mm。附带得出底面定位元件的厚度 。快退长度的确定:一般在固定式夹具钻孔或扩孔的机床上动力头快速退回的行程只要把所有的刀具都退回至导套内,不影响工件装卸即可。故快退行程为钻套口至工进行程末端的距离：快进距离： （行程太短）故取消快进距离将 改为工进，则工进距离为： 。选择刀具：根据钻口套至工进行程末端的距离 ，及钻口套长度 ,由参考文献[12]表3-1查得选择：矩形柄麻花钻 ,(切削长度部分145mm)。H. 滑台及底座的选择，选择液压滑台，进给量实行无级调速，安全可靠，转换精度高。由于液压驱动，零件损失小，使用寿命长，但调速维修比较麻烦。由已知工进 每根输出轴的切削力F=则9根轴总的切削力又因为ITD32-Ⅰ型动力箱滑鞍长度L=630mm,由参考文献[1]表5-1选择1HY32-Ⅰ型滑台及它的侧底座选择ICC321查表5-3可得：台面宽度320mm，台面长度630mm，行程400mm， 最大进给力12500N， 工进速度20～650mm/min, 快速移动速度10m/min。I. 多轴箱轮廓尺寸的设计确定机床的装料高度，新颁国家标准装料高度为1060mm，实际设计时常在850～1060mm之间选取，选取装料高度为950mm。多轴箱的宽度与高度的大小与被加工零件的加工部位有关，可按下列关系式确定：; （2-12）b-工件在宽度方向相距最远两孔距离，b=340mm。-最边缘主轴中心距箱体外壁的距离，推荐 ，取 =100。h-工件在高度方向相距最远的两孔距离，h=277mm。-最低主轴高度。因为滑台与底座的型号都已经选择，所以侧底座的高度为已知值：650mm，滑台滑座总高：280mm；滑座与侧底座的调整垫厚度一般取5mm，多轴箱底与滑台滑座台面间的间隙取。故 mm，通常推荐 ，所以 符合通常推荐值。所以 ，。由此数据查参考文献[13]表选取多轴箱尺寸 ,
透析吉林大学刘谊宾、汪秀山、马文星、吕景忠之《振动清雪铲静动态强度分析》和最新除雪机械技术王锡山本人于2000年着重研发除雪设备，是“振动”除雪铲的发明人。研究设计除雪机械设备首先要保证除冰雪机械设备的使用性和性能的实现，现就吉林大学刘谊宾、汪秀山、马文星、吕景忠等教授之《振动清雪铲静动态强度分析》进行透析，并对除雪机械设备在设计中必须具备的结构加以简要说明，本人尽量达到语言通俗易懂，已引导研发机械设备除雪领域的思维不入误区，促进产品的发展。吉林大学刘谊宾、汪秀山、马文星、吕景忠之《振动清雪铲静动态强度分析》（简称：《分析》），来源于2011年春天吉林大学受白山市一家企业之托，为该企业改进振动除雪铲的生产工艺的基础之上，该《分析》和实际相差很远。《分析》在【摘要】中提到的“振动”、“冰雪振碎”、“自动越障”以及【正文快照】中提到的“清雪铲可对压实的冰雪冲击破碎并予以清除”实属不切合实际。《分析》本身的概念和论述有误，其内容固然偏离实际，本人就此加以透析，以便对研发除冰雪机械起到正确引导作用，充实研发中的理论和实际依据，更好的服务于人民群众和社会。 一、除冰雪机械设备性能现状 目前在国内外没有一台真正意义上能够除掉路面上积冰的机械设备，原因之一是除雪机械相对其他机械发展的比较晚，各国没有对路面形成的冰必须清除等特别要求。原因二是冰的形成是典型的物质三态，即从液态水遇冷之后在路面上形成了固态，所以冰和路面的亲和力非常强，冰和沥青的硬度又基本相符，要想把两者硬度相符的物体剥离且不损坏路面，是机械力难以实现的，本人正在对路面冰的有效去除进行研发并有突破性进展，不久产品将会面世。世界各国对路面积雪的清除都根据国情的不同有着不同的除雪机械设备，并有实际除雪效果。就我国冬季路面的积雪有一定的特殊性，碾压过的压实雪占70%以上，碾压过的压实雪在路面上的附着力非常强且具有一定的亲和力，目前国内外没有性能稳定的除压实雪机械设备。我国的城市路面和公路路面均有不同的凸出物体，这就迫使各种除雪机械设备必须要有很好的避让性，在这方面的性能所有的除雪机械都不是很理想，就是有避让性能的除雪机械设备其除雪效果也达不到要求。吉林捷盈研发生产的各种除雪机械设备经过市场验证，其除压实雪、冰雪混合物（雪没有完全形成冰）、自然积雪的效果非常好，当遇到路面凸出物体时能够自行越过，越过后伺服复位继续作业，这方面值得业内研究借鉴并值得重组扩大生产服务于社会。二、透析吉林大学刘谊宾、汪秀山、马文星、吕景忠之《振动清雪铲静动态强度分析》（简称：《分析》）的概念 该《分析》在【摘要】中提到的“振动”、“冰雪振碎”、“自动越障”，的确不切合实际，除冰根本不能实现。1、“振动”透析 除压实雪机械设备具有震动性能确实有一定效果但绝不是“振动”，震动与“振动”不是一个概念。震动是指机械设备整体有源震动，除雪铲作业执行结构部分是铲刃，铲刃具有震动频率超过5000次/min以上的功能并且和路面形成一定角度，对除冰雪能起到很好的作用，本人经过多年的研发已经完成这种震动铲并很快问世，这种震动铲能把冰雪震碎加以清除。“振动”是指机械设备有源往复运动的一种形式，“振动”对各种机械设备要有一定限制，“振动”的频率不能过高否则机械设备产生共振使设备无法作业。在除雪机械设备中，如果铲刃和路面形成的夹角适合除雪、“振动”连接部分结构的质量为300kg、“振动”往复8mm、频率600次/min、除雪机械整体不产生共振在相对平衡值的情况下，按着这组数据计算则铲刃单向“振动”线速度为4800mm/min，如果整体除雪机械设备作业速度设定50000 mm/min（3km/h），则铲刃没有实现往复“振动”，也就是“振动”在除雪作业中就没有实现 “冰雪振碎”的性能，所以【正文快照】中提到的“清雪铲可对压实的冰雪冲击破碎并予以清除”实属不切合实际。论述本身性能概念有误，其《分析》中的内容固然偏离实际。2、“自动越障”描述不清 除雪铲除雪作业越过路面凸出物体性能很关键，这个性能决定了该除雪铲是否能够进行除雪作业。吉林大学照搬吉林白山企业生产的除雪铲结构、并申请的实用新型专利（），所阐述的主要结构和他人早在2010年申请的国家专利（）完全一样，该结构除雪铲在慢速除雪作业时可自动越过路面凸出物体，越过后不能自动复位，需要作业人员伺服复位，其“自动越障”的描述极易误导业内人士和使用者对性能的真实理解。本人设计的全自动越障复位除压实雪铲即将面向市场。三、除雪机械设备在结构设计中的基本要求1、除雪机械现状 我国冬季降雪的城市基本是降雪的同时车辆在道路上不间断行驶，这样城市道路上都是以压实雪为主，目前除了吉林捷盈生产的除雪铲外，没有性能稳定的除压实雪机械设备。因为铲刃和路面夹角的设计不合理、越障方面设计上的不足，导致各种除雪铲在作业时基本都对向下压力有限制，使除雪铲达不到除雪性能。整机除雪行走机械更是因为消耗件消耗太快、结构设计上有欠缺等因素导致性能不稳定。由于除雪机械的市场需求很大、又有一定的利润空间、一般的制造手段就可以实现等因素，就促使了有一定条件单位或个人有一个想法就生产并销售，使除雪机械设备市场鱼目混珠。2、除雪机械设备在结构设计中的基本要求 越障结构设计和铲刃与路面夹角的设计直接影响除雪机械的性能。根据多年试验和对各种积雪的研究，城市道路除雪以除雪铲为最佳选择，根据路况和雪情的不同铲刃与路面的夹角30°—50°（形成的锐角）、铲刃越障结构以后翻滚式为最佳设计。压实雪的硬度和一般硬化路面的硬度差别很大，根据铁锹人工除雪的力学分析，除雪铲刃必须具备三点受力，这样铲刃就像人工除雪一样把压实雪从路面上剥离，但铲刃的材料要求很高，通过实验其硬度应在HRC52—58且要具有一定的抗冲击性，除雪铲除雪作业速度适合在5Km/h-30Km/h。公路或高速公路除雪速度相对要求高、除净率比城市道路要相对低，因此铲刃与路面的夹角适合75°—80°（形成的锐角）、除雪作业速度适合在15Km/h-60Km/h。由于除雪设备的作业环境比较恶劣，在设计中要使设备整体能够承受各方面的承受力、材料的选择要使设备受力后具有一定的弹性变形。吉林捷盈生产的城市道路除雪铲和公路除雪铲是比较成功的设计，相关结构可以参考，但因知识产权原因不能仿制。3、除雪滚刷 除雪机械设备中滚刷是不可或缺的设备，滚刷最大的优点是除净率高但只限于清除相对较少的降雪量的自然积雪。目前由于滚刷在结构设计上存在欠缺，在作业时滚刷对地面的压力不等，导致于转数或高或低甚至停车，刷丝的磨损也很大或从根部断裂，这是因为路面的不平整和挂载车辆轮胎气压的变化所导致，因此滚刷在结构设计上要消除或补偿这些因素带来的不利作用。城市道路两侧是人行道，高架桥也很多，滚刷或其他除雪机械设备清除的积雪不能向两侧抛送或堆放，更不能重复作业，因此除雪机械设备要具有把清除的积雪直接抛送到运输车辆上的性能。透析汪秀山之《多功能振动清雪铲研究》与最新除雪机械技术王锡山本人于2000年着重研发除雪设备，是“振动”除雪铲的发明人。研究设计除雪机械设备首先要保证除冰雪机械设备的使用性和性能的实现，现就吉林大学汪秀山之《多功能振动清雪铲研究》进行透析，并对除雪机械设备在今后设计中必须具备的结构加以简要说明，本人尽量达到语言通俗易懂，已引导研发机械设备除雪领域的思维不入误区，促进产品的发展。吉林大学汪秀山之《多功能振动清雪铲研究》（简称：《论文》）的论文，来源于2011年春天吉林大学受白山市一家企业之托，为该企业改进振动除雪铲的生产工艺的基础之上，该《论文》和实际相差很远。《论文》在【摘要】中提到的“抛扬效果”、“振动”、“越障高度”等理论，与实际设计理论相差很大，具有很大的片面性，任何机械设备只有最新的设计没有最好的设计，本人本着对技术负责、对产品负责、对社会负责的态度就此加以透析，以便对研发除冰雪机械起到正确引导作用，充实研发中的理论和实际依据，更好的服务于人民群众和社会，同时本人也把最新研发设计的产品技术及性能加以介绍。 一、除冰雪机械设备性能现状 目前在国内外没有一台真正意义上能够除掉路面上积冰的机械设备，原因之一是除雪机械相对其他机械发展的比较晚，各国没有对路面形成的冰必须清除等特别要求。原因二是冰的形成是典型的物质三态，即从液态水遇冷之后在路面上形成了固态，所以冰和路面的亲和力非常强，冰和沥青的硬度又基本相符，要想把两者硬度相符的物体剥离且不损坏路面，是机械力难以实现的，本人正在对路面冰的有效去除进行研发并有突破性进展，不久产品将会面世。世界各国对路面积雪的清除都根据国情的不同有着不同的除雪机械设备，并有实际除雪效果。就我国冬季路面的积雪有一定的特殊性，碾压过的压实雪占70%以上，碾压过的压实雪在路面上的附着力非常强且具有一定的亲和力，目前国内外没有性能稳定的除压实雪机械设备。我国的城市路面和公路路面均有不同的凸出物体，这就迫使各种除雪机械设备必须要有很好的避让性，在这方面的性能所有的除雪机械都不是很理想，就是有避让性能的除雪机械设备其除雪效果也达不到要求。吉林捷营研发生产的各种除雪机械设备经过市场验证，其除压实雪、冰雪混合物（雪没有完全形成冰）、自然积雪的效果非常好，当遇到路面凸出物体时能够自行越过，越过后伺服复位继续作业，这方面值得业内研究借鉴并值得重组扩大生产服务于社会。二、透析吉林大学汪秀山《多功能振动清雪铲研究》（简称：《论文》）的概念 《论文》在【摘要】中提到的“抛扬效果”、“振动”、“越障高度”等理论，与实际设计概念相差很大，具有很大的片面性。1、“振动”透析 除压实雪机械设备具有震动性能确实有一定效果但绝不是“振动”，震动与“振动”不是一个概念。清除压实雪的铲主要在于铲刃和路面夹角的设计和越障结构的设计。震动是指机械设备整体有源震动，除雪铲作业执行结构部分是铲刃，铲刃具有震动频率超过5000次/min以上的功能并且和路面形成一定角度，对除冰雪能起到很好的作用（本人经过多年的研发已经完成这种震动铲并很快问世，这种震动铲能把冰雪震碎加以清除）。“振动”是指机械设备有源往复运动的一种形式，“振动”对各种机械设备要有一定限制，“振动”的频率不能过高否则机械设备产生共振使设备无法作业。在除雪机械设备中，如果铲刃和路面形成的夹角适合除雪、“振动”连接部分结构的质量为300kg、“振动”往复8mm、频率600次/min、除雪机械整体不产生共振在相对平衡值的情况下，按着这组数据计算则铲刃单向“振动”线速度为4800mm/min，如果整体除雪机械设备作业速度设定50000 mm/min（3km/h），则铲刃没有实现往复“振动”，也就是“振动”在除雪作业中就没有实现 “冰雪振碎”的性能，所以【摘要】中提到的“通过振动铲破冰除雪试验得出：对于不同的冰雪密度，振动铲的除净率均能达到95%，满足现代清雪的要求”实属虚构和想象。2、“越障试验”描述片面 除雪铲除雪作业越过路面凸出物体性能很关键，这个性能决定了该除雪铲是否能够进行除雪作业。吉林大学照搬吉林白山企业生产的除雪铲结构、并申请的实用新型专利（）（汪秀山是参与人之一），所阐述的主要结构和他人早在2010年申请的国家专利（）完全一样，铲刃越障高度取决于其他相关结构件的尺寸，越障高度是以系列数据链的终端数据。随着铲刃不断在作业中的磨损，其越障高度也随之改变，除雪作业中任何时候都要随时有越障现象，所以《论文》中阐述“通过铲刃越障试验验证了清雪铲能够越过障碍物的最大高度为140mm”非常片面。能够使铲刃达到越障效果的机械结构很多种，本人设计的多种铲刃后翻滚式越障、全自动越障复位、无震动或振动除压实雪铲以及公路快速除雪越障除雪铲即将面向市场。3、《论文》中的论述透析 除雪铲把积雪剥离路面后会随着除雪铲主板的弧度、作业行走方向的夹角斜度向一侧滑动排放。滑动排放的速度和高度和铲刃的材料、铲刃与地面的夹角、行走方向的夹角、主板弧度的大小、雪的粘度值、雪粒（块）的大小、雪粒（块）的密度、作业速度快与慢、天气温度高低等有直接关系，此类机械是以作业目的、作业效果、作业成本为终极目标的非标准机械设计，因此该《论文》中对该形式结构除雪铲的数据不符合实际。《论文》中的“清雪铲抛扬效果良好”很片面。抛扬效果应由人行道、建筑物等不受影响而确定，更不能把积雪抛向市内公路高架桥两侧或堆积。三、除雪机械设备在结构设计中的基本要求1、除雪机械现状 我国冬季降雪的城市基本是降雪的同时车辆在道路上不间断行驶，这样城市道路上都是以压实雪为主，目前除了吉林捷营生产的无震动除雪铲外，没有性能稳定的除压实雪机械设备。因为铲刃和路面夹角的设计不合理、越障方面设计上的不足，导致各种除雪铲在作业时基本都对向下压力有限制，使除雪铲达不到除雪性能。整机除雪行走机械更是因为消耗件消耗太快、结构设计上有欠缺等因素导致性能不稳定。由于除雪机械的市场需求很大、又有一定的利润空间、一般的制造手段就可以实现等因素，就促使了有一定条件单位或个人有一个想法就生产并销售，使除雪机械设备市场鱼目混珠。2、除雪机械设备在结构设计中的基本要求 越障结构设计和铲刃与路面夹角的设计直接影响除雪机械的性能。根据多年试验和对各种积雪的研究，城市道路除雪以除雪铲为最佳选择，根据路况和雪情的不同铲刃与路面的夹角30°—50°（形成的锐角）、铲刃越障结构以后翻滚式为最佳设计。压实雪的硬度和一般硬化路面的硬度差别很大，根据铁锹人工除雪的力学分析，除雪铲刃必须具备三点受力，这样铲刃就像人工除雪一样把压实雪从路面上剥离，但铲刃的材料要求很高，通过实验其硬度应在HRC52—58且要具有一定的抗冲击性，除雪铲除雪作业速度适合在5Km/h-30Km/h。公路或高速公路除雪速度相对要求高、除净率比城市道路要相对低，因此铲刃与路面的夹角适合75°—80°（形成的锐角）、除雪作业速度适合在15Km/h-60Km/h。又于除雪设备的作业环境比较恶劣，在设计中要使设备整体能够承受各方面的承受力、材料的选择要使设备受力后具有一定的弹性变形。吉林捷营生产的城市道路除雪铲和公路除雪铲是比较成功的设计，相关结构可以参考，但因知识产权原因不能仿制。3、除雪滚刷 除雪机械设备中滚刷是不可或缺的设备，滚刷最大的优点是除净率高但只限于清除相对较少的降雪量的自然积雪。目前由于滚刷在结构设计上存在欠缺，在作业时滚刷对地面的压力不等，导致于转数或高或低甚至停车，刷丝的磨损也很大或从根部断裂，这是因为路面的不平整和挂载车辆轮胎气压的变化所导致，因此滚刷在结构设计上要消除或补偿这些因素带来的不利作用。城市道路两侧是人行道，高架桥也很多，滚刷或其他除雪机械设备清除的积雪不能向两侧抛送或堆放，更不能重复作业，因此除雪机械设备要具有把清除的积雪直接抛送到运输车辆上的性能。四、本人最新设计的各种除雪机械性能 除雪机械设备的应用，使冬季清雪得到了快捷，但是由于除雪设备的使用环境特别恶劣，使用人群又得不到很好的业务技术培训，促使这个领域的产品要有很好的使用性能和性能的稳定。除雪机械设备的研制，是一个非常复杂难度很大的技术工程，经多年研究生产实验，各种路面除雪机械相继研制成功并问世并得到了市场好评，这些产品技术的问世标志着我国道路除雪机械领域跨越了一个新的发展时期，是一次质的飞跃，也标志着我国在除雪机械领域、路面清洁设备领域领先于国际水平。根据我国道路建设的多样化的格局和我国的雪情，设计研发了全新的各种除雪机械设备，这些系列除雪机械设备能清除各种道路的积雪、压实雪并减少了清雪程序，降低了单位面积清雪成本，节约了清雪费用及降低了作业人员的劳动强度。通过各种力学分析和对各种路面雪情的分析，使各种除雪机械结构设计合理化，确保了系列除雪机械设备的使用性能和性能的稳定性。1、抛雪滚刷 清雪滚刷是道路及时清雪的应急清雪设备，该滚刷自带动力，作业时挂载在各种运输车辆上，清雪对象是自然积雪，适合城市道路、公路、机场清雪作业，作业速度20km/h左右及以下，作业宽度—6m。该滚刷最大特点是路沿石以内的雪都能清除、清雪宽度大，不用人工或其他机械二次处理，节省大量人工和机械重复作业，适合各种工程车辆挂载，除净率90%以上，在清雪的同时能把清除的雪直接抛送进挂载的运输车辆，也可以向道路两侧抛送。当运输车辆的雪满载后，滚刷可挂在第二台运输车辆继续作业，更换挂载时间脱卦不超过一分钟、挂载不超过三分钟非常快捷。2、重型抛雪滚刷 清雪滚刷是道路及时清雪的应急清雪设备，该重型滚刷自带动力，作业时挂载在各种运输车辆上，清雪对象是各种自然积雪或轻度压实雪以及24小时以内的压实雪，适合城市各种道路作业，作业速度20km/h左右及以下，作业宽度2m—。该滚刷最大特点是能够清除轻度压实雪和清除路沿石以内的雪，不用人工或其他机械二次处理，适合各种工程车辆的拖挂，除净率90%以上，在清雪的同时能把清除的雪直接抛送进挂载的运输车辆，也可以向道路两侧抛送。当运输车辆的雪满载后，滚刷可挂在第二台运输车辆继续作业，更换挂载时间脱卦不超过一分钟、挂载不超过三分钟非常快捷节省大量人工和机械重复作业。3、公路除雪铲 公路除雪铲是道路及时清雪的应急清雪设备，能使公路的积雪快速清除，该型公路除雪铲自带动力，作业时挂载在各种运输车辆上，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪，适合城市各种道路、公路、高速公路作业，作业速度30km/h左右及以下，作业宽度2m—。该除雪铲最大特点是能够清除轻度压实雪以内的雪并实现快速清雪，在清雪的同时能把清除的雪直接抛送进挂载的运输车辆，也可以把雪向道路两侧抛送，适合各种工程车辆的挂载，越障性能好、除净率90%以上。当运输车辆的雪满载后，除雪铲可挂在第二台运输车辆继续作业，更换挂载时间脱卦不超过一分钟、挂载不超过三分钟非常快捷。4、城市道路除雪铲 城市道路除雪铲是城市及时清雪的应急清雪设备，能使城市道路的各种积雪及时清除，该型道路除雪铲自带动力，作业时挂载在各种运输车辆上，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪、24小时之内的重度压实雪，适合城市各种道路作业，作业速度15km/h左右及以下，作业宽度2m—。该除雪铲最大特点是能够清除24小时之内的重度压实雪以内的各种积雪，适合各种工程车辆的挂载，越障性能好、除净率90%以上，在清雪的同时能把清除的雪直接抛送进挂载的运输车辆，也可以向道路两侧抛送。当运输车辆的雪满载后，滚刷可挂在第二台运输车辆继续作业，更换挂载时间脱卦不超过一分钟、挂载不超过三分钟非常快捷，节省大量人工和机械重复作业。5、压力角除雪铲 该型道路除雪铲作业时挂载在各种装载机上，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪和重度压实雪，适合城市各种道路作业，作业速度15km/h左右及以下，作业宽度2m—。该除雪铲最大特点是能够清除重度压实雪以内的各种积雪，越障性能好、除净率90%以上。6、刮式清雪铲 该型除雪铲适合公路、高速公路快速清除积雪，挂载在各种装载机上，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪，适合城市各种道路、公路、高速公路作业，作业速度30km/h以上，作业宽度2m—。该除雪铲最大特点是能够清除轻度压实雪以内的雪并实现快速清雪，越障性能好、除净率90%以上。7、中置大、中型抛雪滚刷清雪机 该系列滚刷清雪机底盘为自行设计专用底盘，符合国家行走机械标准，清雪对象是各种自然积雪或轻度压实雪，适合城市各种道路、公路、机场清雪作业，非作业时速为40km/h，作业速度20km/h左右及以下，作业宽度2m—7m。该滚刷最大特点是能够清除轻度压实雪和清除路沿石以内的雪、清雪宽度大速度快，不用人工或其他机械二次处理，除净率90%以上，清除的雪可抛送到路基以外，抛送距离可根据要求进行调节，实现了实际意义的机械化作业。8、中置轻型、重型除雪机 该系列除雪机底盘为自行设计专用底盘，符合国家行走机械标准，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪、重度压实雪，适合城市各种道路、公路作业，非作业时速为40km/h，作业速度20km/h左右及以下，作业宽度2m—。该除雪机最大特点是能够清除重度压实雪以内的雪，除净率90%以上，清除的雪可直接抛送到运输车辆上或抛送在路基两侧，实现了实际意义的机械化作业。9、前置公路除雪机 该系列除雪机底盘是采用汽车厂生产的二类底盘，符合国家相关标准，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪，适合各种公路、高速公路快速清雪作业，非作业时速为90km/h以上，作业速度30km/h以上，作业宽度2m—。该除雪机最大特点是能够快速清除公路、高速公路上的积雪，除净率90%以上，清除的雪可直接抛送到路基以外区域。10、双向驾驶道路联合除雪机 该系列除雪机为前后双向驾驶，不用更换作业单元总成操作方便，底盘为自行设计专用底盘，符合国家行走机械标准，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪、重度压实雪，适合城市各种道路、公路、高速公路作业，非作业时速为40km/h以上，作业速度30km/h左右及以下，作业宽度2m—。该除雪机最大特点是前后双向驾驶易操作，转弯半径小，携带清雪滚刷、重型除雪铲以及抛雪机，根据路面雪情不同可选择作业单元进行作业，也可联合作业，能够清除重度压实雪以内的雪，除净率90%以上，清除的雪可直接抛送在道路路基以外，也可把雪装载在运输车辆上，实现了实际意义的机械化作业并一机多用。五、道路清洁车1、无刷无污染清扫车 全新设计无刷无污染夏季道路清扫车，在设计方面采用了独特而高端的结构设计，使道路污染物随着空气的流动被清除。由于结构方面创新，使路面重物体轻松的被收集到垃圾储存仓里。由于是无刷清扫清洁路面，所以给环卫部门减少了很多成本，也给国家节约了大量资金。2、滚刷无污染通用清扫车 该滚刷是采用全新设计无污染一年四季通用道路清扫车，在设计方面采用了独特而高端的结构设计，使道路各种污染物及积雪一次性被清除。由于结构方面创新，使路面重物体及积雪轻松的被收集到储存仓里或道路两侧，实现一机多用给环卫部门减少了成本，也给国家节约了大量资金。3、回收污水道路路面清洗车 目前路面清洗车在清洗路面时不能实际回收污水，路面的污染物最终还存在路面上。该技术生产的路面清洗车，采用合理的特殊结构根据流体力学原理，能够把清洗路面的污水回收到污水箱里，使污染路面的污染物能够彻底从路面上清除，达到实际清洗路面的目的。 环卫机械技术是一个广阔的技术领域，本人愿意探讨这方面的技术交流以便共同提高技术水平，制造出符合市场需求、价格低、性能稳定的产品，可通过邮箱和本人联系探讨。