合成技术及应用范文

导语：如何才能写好一篇合成技术及应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】1，1，1-三氟乙烷 合成技术 应用现状

1 引言

随着社会经济的发展，制冷、清洗、空调以及消防等行业也迅速发展，全氯氟烃（CFCs）、澳氟烃（哈龙）的应用也越来越广泛。但是这种物质的使用能够破坏臭氧层，所以市场上就出现了很多ODS的替代品，其中性能最为优异的就是1，1，1-三氟乙烷。基于此，本文针对1，1，1-三氟乙烷相关知识的探究不仅具有一定的理论指导作用，也具有一定的实际应用价值。

2 1，1，1-三氟乙烷合成技术概述

2.1 1，1，1-三氟乙烷性质以及注意事项概述

1，1，1-三氟乙烷又称为R143a，是一种气味较小的易燃气体，密度比空气大，经常用作制冷剂，能够用来替代ODS物质，浓度较高时具有麻醉特性，遇到热容易分解，释放出带有剧毒的氟化氢烟雾，能够对空气造成一定程度的污染，在与空气进行混合时能够爆炸，具有一定的危险性。如果1，1，1-三氟乙烷不慎点燃起火，首先要切断气源，使用水或者二氧化碳进行浇灭，条件允许的话要将火场移至空旷处进行灭火。如果人误吸入1，1，1-三氟乙烷，应该将人迅速脱离现场，保证新鲜空气的流通，如果遇到患者呼吸困难，应该进行输氧工作，严重时还要进行人工呼吸及时求助医生帮助。2.2 1，1，1-三氟乙烷合成技术概述

通常情况下1，1，1-三氟乙烷合成方法分为两大类，分别是气相氟化合成方法以及液相氟化合成方法，下面对这两种合成方法分别进行简述。

2.2.1液相氟化合成方法

使用1，1，1-三氟-2氯乙烷为反应物液相氟化方法进行合成1，1，1-三氟乙烷。这种方法使用金属化合物和配体作为催化剂，在极性溶剂中，金属单质与1，1，1-三氟-2氯乙烷进行氧化还原反应合成1，1，1-三氟乙烷，反应温度要求60℃-100℃，反应时间5h-10h。通常情况下，配体使用自醇胺配体或者磷配体，金属化合物学则Cu，Ru和Ni的溴化物、硫酸盐或者氯化物，金属单质一般选择Mg、Zn、Al或者Sn，1，1，1-三氟-2氯乙烷、金属单质以及金属配合物的摩尔比控制在1：（0.4-2）：（0.01-0.2）。

使用HCFC-141b为反应物液相氟化方法进行合成1，1，1-三氟乙烷。使用SbCl5作为催化剂，使用HCFC-141b或者HCFC-142b与HF进行反应，反应温度为10℃-75℃，反应压力为0.6MPa-2.0MPa，二者的摩尔比控制在1：（2.0-2.3）。

还有使用偏二氯乙烯与无水HF反应，液相氟化法进行合成1，1，1-三氟乙烷。此反应不需要催化剂作用下就可以顺利进行。

（2）气相氟化合成方法

使用HCFC-141b为反应物气相氟化方法进行合成1，1，1-三氟乙烷。使用活性炭ALF3作为催化剂，反应物为HCFC-141b与气相HF，反应温度为200℃-330℃，反应压力为0.1MPa-1.5MPa，二者摩尔比控制在1：（2.0-2.5）。

使用R142b为反应物气相氟化方法进行合成1，1，1-三氟乙烷。反应开始前加入无水氢氟酸和催化剂，然后向加入R142b和气相HF，反应温度为0℃-50℃，反应压力为0.5MPa-1.5MPa，无水氢氟酸与催化剂的摩尔比控制在（5-20）：1。

使用1，1，1-三氯乙烷为反应物气相氟化方法进行合成1，1，1-三氟乙烷。在铬基氟化催化剂存在的条件下，通常使用三氧化二铬，反应物为气相HF与1，1，1-三氯乙烷，反应温度为150℃-280℃，二者摩尔比为（3-10）：1。

使用HCFC-142b为反应物气相氟化方法进行合成1，1，1-三氟乙烷。使用铬基为催化剂，反应物为HCFC-142b与气相HF，反应温度为150℃-300℃，二者摩尔比控制在1：（1-3）。温度较低是转化率也较低，而温度较高时会副产物HCFC-1130a和HCFC-1131a，给后续的分离带来难度。

除此，同时还有使用偏二氯乙烯为反应物气相氟化方法进行合成1，1，1-三氟乙烷。

3 1，1，1-三氟乙烷研究以及应用现状

本世纪已经研究出了一种取代R22的非共沸混合制冷剂，它的成分中就含有三氟乙烷，比例在5%至10%之间，是一种价格低廉、组成材料易于获得的制冷剂。基于三氟乙烷的优良性能，此种制冷剂将会很快占领制冷机市场。

在热泵机组中同样应用了氢氟烃制冷剂，此种制冷剂包含20%～45%的三氟乙烷。学者通过多年的研究，总结出三氟乙烷具有制冷效果好、稳定性优良的特性，对热泵机组的节能减排起到至关重要的作用。

对于1，1，1-三氟乙烷的研究涵盖了整个制冷界，近期的一项专利指出1，1，1-三氟乙烷和五氟乙烷共同组成了最大沸腾共沸物，可以很好地完成制冷循环，但此项成果是否可行还有待进一步的研究。

4 结语

随着社会科学技术的不断进步，1，1，1-三氟乙烷的合成技术以及应用技术的研究也会不断进行创新进步，希望以后能够创造出更加简单快捷的合成1，1，1-三氟乙烷的方法，或者研究出新型的物质，能够更好的替代ODS物质，为相关领域的发展提供积极的作用。本文虽然概述了1，1，1-三氟乙烷的合成技术，由于篇幅的原因，没有全部介绍合成方法，不足之处恳请各位同行不吝赐教，共同为1，1，1-三氟乙烷的研究做出贡献。

参考文献

[1] 赵立群，朱文君. 有机氟最新技术进展评述[J]. 化学工业，2010，（06）

篇2

摘要：

针对合成氨生产过程中消耗水量大，冷却水排污量大，能耗高的生产现状，在改造过程采用了蒸发冷技术，取得了较好的效果。

关键词：

蒸发冷改造节约运行

1概况

我公司前身为1976年建成的年生产3000t的小合成氨厂，经过几十年的发展，现已发展成为综合性的民营化工企业，集团公司这些年对合成氨装置的技改投入相对较少，特别是氨合成系统，还是采用冷排外冷却方式，每二、三天就需要人员进行清洗，人员工作量大，能耗高，且冷却水排污量大，已严重不适应当前的环保形势，集团公司决定对现有合成氨生产装置进行升级改造，项目组人员经过去兄弟单位学习及结合企业实际情况，决定对合成氨部分冷却系统采用蒸发冷技术。蒸发冷技术作为一项新的冷却技术，具有占地面积小，使用效率高、安全、环保无污水排放等特点。

2改造实施情况

在2014年进行年产10万t氨醇联产改造时，高压等压醇烷化氨合成系统冷却设备采用了蒸发冷冷却技术，2014年10月投入运行至今，收到了非常满意的效果，大大降低了该系统工艺冷却水排污量。我公司年产10万吨氨提升改造项目，2013年开始设计招标，工艺设计由南京国昌公司提供工艺包。根据工艺包提供的数据，金沂蒙生态肥业有限公司醇烷化氨合成工序，需要设置高压醇化水冷却器、高压烷化水冷却器、氨合成水冷却器，循环水消耗量为高压醇化系统600m3/h，高压烷化系统350m3/h，氨合成系统1950m3/h，合计循环水消耗量为2900m3/h。循环水装置效率按85%计算，循环水装置的能力应为3412m3/h。需要建设凉水能力3412m3/h的凉水塔一座，经投资核算，凉水塔土建费用60万元，配套玻璃钢凉水塔，投资约93万元，配套300m3热水收集池一座，投资约30万元。配套泵阀及供排水管道约30万元，变配电设施约20万元，安装施工费约30万元。占地面积凉水塔及水池泵区40m×30m=1200m2。总投资约263万元（不包含土地使用费），装机容量为350kW。根据工艺包水冷器工艺数据，通过比较我们采用了蒸发冷冷却技术进行冷却工艺气体，循环冷却水采用经过简单处理的软化水，经过计算参数见表1。经过开车运行验证，我公司合成氨装置自2014年10月装置投入运行以来，运行平稳可靠，表5是采集2016年7月1日零点至8月3日24点连续73个小时的运行记录。从记录表中数据可以看出，蒸发冷技术应用于高压醇烷化氨合成系统，完全符合工艺设计要求指标，运行至今冷却效果始终稳定。三套蒸发冷凝器占地面积8m×10m×3=240m2，共计投资约在110万元，整个装机功率（含水泵、冷却风机）在200kW，经过实际监测，排污量比过去减少约三分之一，运行费用比传统冷却方式节省约三分之一，每年节省费用在50万元左右。

3结论

篇3

关键词：负载 纳米Fe0 制备 应用

中图分类号：X703.1

文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（b）-0024-02

相较于微米Fe0，纳米Fe0比表面积大，粒径小，表面活性高，具有较强的还原性，可有效地转移和降解多种常见的环境污染物，如重金属、氯代有机物、硝酸盐等。但纳米Fe0因具有铁磁性而易团聚成链状，极易被氧化且易造成二次污染，从而导致其移动性和反应活性相应降低，以至处理效率降低。为了解决这些不足，可通过制成纳米双金属、多孔材料负载以及表面改性进行修饰。该文就多孔材料负载，综述不同多孔材料负载纳米Fe0的合成以及其在环境治理方面的应用。

1 合成方法及特性

负载型纳米Fe0的合成方法主要有初湿含浸法、液相还原法、气溶胶法、电化学沉积法、碳热法以及软模板一步合成法。液相原法是在无氧环境下利用强还原剂还原得到负载型纳米Fe0，其活性高，但成本偏高且会产生大量的H2，限制了工业化应用。电化学沉积法是利用外加电压恒电流电解，得到沉积在载体表面的纳米Fe0。该法的优势在于不需昂贵的还原剂且仪器简单，故工艺成本低，利于工程应用。复合材料上的纳米Fe0晶体密度高、孔隙率小、杂质少。但纳米Fe0主要在载体表面，故较易氧化。碳热法多用于以碳材料为载体时，是利用碳的高温热还原性，得到Fe0/AC。此法的副产物为气体，易于分离，反应吸热，故易于形成规模化、连续化的生产，且纳米Fe0与碳载体结合程度高，故不易脱落，其缺点在于碳材料在高温下易造成结构塌陷，从而改变其孔隙分布。

2 负载型纳米Fe0的应用

纳米Fe0可与钯、银、铂、镍等过渡金属一同负载在载体上，以增加复合材料的活化特性，其常用的载体可主要分为碳材料、硅基材料、无机粘土矿物、高分子聚合物膜材料4类。

碳材料是最为常见的载体材料，其比表面积大，孔结构多样，且具有良好的热稳定性和吸附性能。周娟娟等以椰壳活性炭为载体，采用电沉积法负载纳米Fe0，并探究其对模拟地下水中As（III）的去除效果，发现最佳条件下去除率大于90%[1]。曾淦宁等以铜藻基活性炭为载体，采用初湿含浸法制备负载型纳米Fe0，发现该材料可通过吸附和还原作用，将水中Cr（Ⅵ）充分去除[2]。

二氧化硅微球用作载体的优势在于良好的热稳定性、生物相容性和无毒性。Qiu Xinhong等在中孔二氧化硅微球上负载纳米Fe0，发现该复合材料可有效地在常温常压下去除四氢呋喃溶液的十溴联苯醚，且稳定性良好[3]。陈心仪通过热还原法制得纳米Fe0/有序中孔硅，并将其用于苯酚的非均相芬顿催化，发现该其具有较高的催化活性和稳定性[4]。朱晔以有序介孔硅基材料SBA-15为载体，采用等体积浸渍-焙烧-氢气气相还原法负载纳米Fe0，该材料对硝基苯具有良好的降解效果[5]。

纳米Fe0可均匀分布在聚合物膜材料内部，可有效抑制其因团聚而使尺寸增大，污染物与高活性纳米Fe0充分接触，故降解率得到提高。Li Shujing等利用液相还原法得到NZVI-PAA/PVDF，且该材料最大吸附容量可达181 mg Cr/g Fe[6]。Yang Jiacheng等进一步发现该材料可较好地用于处理水中的甲硝锉[7]。

粘土矿物多为层状结构，粒径小，吸附性能好，且成本低。常用作纳米Fe0载体的粘土矿物有蒙脱石、膨润土、海泡石、凹土等。程伟等以有机膨润土为载体负载纳米Fe0，发现反应2 h后四氯乙烯被完全降解[8]。Shi Li'na等进一步用该材料处理水中的Cr（VI），发现最佳条件下去除率可达99%[9]。

除了上述的几类载体，果胶、纤维素、藻酸盐珠等天然高分子化合物，与沸石、树脂、高分子聚合物、金属氧化物、石墨等也常作纳米Fe0的负载材料。

3 总结及展望

综上所述，不同类型的多孔材料均可很好地负载纳米Fe0，有效改善其团聚，且其分散较均匀、稳定、活性高，对污染物也具有很好的降解性能。但仍存在以下问题有待解决。

（1）制备过程均要求无氧条件，成本较高。

（2）污染物的降解多停留在实验室阶段，并无工业化应用；且大多只针对单一污染物，很少涉及对多种污染物复杂体系的处理；多用于水体中污染物的处理，而针对土壤中污染物的降解的研究较少。

（3）污染物降解的作用机理的研究还不够透彻。

总之，负载型纳米Fe0在常见环境污染物降解方面具有良好的应用前景，通过优化负载方法、联合其他治理技术等，进一步探索污染物的降解机制，促进负载型纳米Fe0的实际应用，真正有效地在环境污染修复方面发挥作用。

参考文献

[1] 周娟娟，李战军.活性炭/纳米零价铁复合吸附剂的制备及对砷的去除应用[J].环境科学与管理，2012（10）：106-108.

[2] 曾淦宁，武晓，郑林，等.负载纳米零价铁铜藻基活性炭的制备及其去除水中Cr（Ⅵ）的研究[J].环境科学，2015（2）：530-536.

[3] Qiu Xinhong，Fang Zhangqiang，Liang Bin，et al.Degradation of decabromodiphenyl ether by nano zero-valent iron immobilized in mesoporous silica microspheres[J].Journal Hazard Mater，2011（193）：70-81.

[4] 陈心仪.载铁有序介孔硅的合成及其在非均相芬顿催化中的应用[D].南京理工大学，2014.

[5] 朱晔.NZVI/SBA-15复合材料的合成及其对水中硝基苯去除机理研究[D].南京理工大学，2012.

[6] Li Shujing，Li Tielong，Xiu Zongming，et al.Reduction and immobilization of chromium（vi） by nano-scale Fe0 particles supported on reproducible PAA/PVDF membrane[J].Journal of Environmental Monitoring，2010，12（5）：1153.

[7] Yang Jiacheng，Wang Xiangyu，Zhu Minping，et al.Investigation of PAA/PVDF-NZVI hybrids for metronidazole removal：Synthesis， characterization，and reactivity characteristics[J].Journal of Hazardous Materials，2014（264）：269-277.

篇4

关键词：河道 生态 护坡技术 应用

中图分类号：X2l 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0112-01

城区河道是指城区中修建或者改建的人工水道，具有防洪排涝、运输等功能。在过去的观念中，城区河道主要功能就是防洪排涝。通过修建大型混凝土护坡，用非自然材料来保护城区河道。但是随着科学技术的发展，城市化建设步伐加快，越来越多的人开始重视河道护坡的环境效应。传统的河道护坡弊端逐渐暴露出来，严重地破坏了河道生态系统平衡，降低了城区居民生活质量。

1 传统护坡所存在的不足之处

传统城区河道护坡主要形式有干砌石块护坡、现浇钢筋混凝土护坡、预制混凝土体护坡等。这些人工的护坡材料虽然能较好的保护河道完整，但同时也带来了严重的生态问题。

1.1 水生生物减少

因钢混材料具有强度高，能较好的保护河道的破坏，所以往往被传统河道采用。但是在使用钢混材料时，因其严密性较好，能较容易地将河道密封起来，从而减少了土水间的物质交换，在保护的同时也阻止了部分水生生物的生长。水体的自净能力的强弱往往取决于水体生物的数量与种类，水中生物的减少必然会使水体自净能力降低，影响水质。

1.2 水温容易升高

钢混结构的护坡含水率较低，不及土质岸坡。在较长时间的日照下，岸边水温升高较快。尤其在夏季，水温的升高容易引起病原微生物大量繁殖，影响城区居民健康。

1.3 增加水体流速

传统河道护坡在施工时做得较为光滑，表面摩擦系数小，有较好的水力条件，减少了河道的冲刷。但是同时也带来了另一个问题，河道流速的增加。河道底部粘附力不够的植物及生物容易在高速水流中被冲走，不利于水体生物的固定。

1.4 添加剂影响水质

在护坡的施工中，往往需要添加剂来保持混凝土材料的正常施工。但是这些添加剂也会进入水体，对水中生物产生较大影响而降低水体自净能力，从而影响水质。

2 生态护坡所具有突出优点

生态护坡是指在河道边坡固定后在其表面种植植物，依靠植物根须来防止岸边沙土的流失，从而减少边坡的不稳定性及抵御河水的侵蚀。在保护河道的同时，生态护坡又能恢复水体的生态平衡。河道生态护坡具有两层含义：（1）河道护坡不仅仅要满足防洪排涝的硬性要求，还应让其成为生态防护层以提供植物的生长；（2）河道护坡应当由多种植物、生物组成，能满足构建全面的生态体系，以维持生态平衡的要求。

城区河道生态护坡应当在保障河道正常防洪排涝的作用下尽可能多的满足生态平衡的要求。做到与城市周围环境相协调，将河流生态系统与城区生态系统相结合，生物之间能够保持能量、信息的充换，以保证城区及其周边河道的生态关系能够正常维持。相对于传统河道护坡，在这种状态下的生态河道护坡具有较为突出的优点。

2.1 融为城区景观的一部分

由于没有采用混凝土或者砌块石，而采用植被形式覆盖在河道边坡上，能消除传统河道护坡生硬感觉，河道及其边坡显得和谐自然。在合理的规划下，河道护坡可以被改造成城区中用于休闲的自然长廊，以成为城区景观的一部分。

2.2 修复水体污染

传统河道护坡一般采用非自然的材料，在施工过程中往往又要使用添加剂，在保护河道的同时又形成了二次环境污染，然而生态护坡技术却没有这些缺点。生态护坡能给水体生物提供生长场所，随着生物的数量、种类的曾多，水体的自净也将得到增强，水质逐渐变好。

2.3 减少岸边水土流失

由于河道岸边遭受水流冲刷频繁，水土流失现象严重。在生态护坡技术中，将种植大量植物。植物的根须深入土层中，形成多孔结构，从而对生物的生长和沙土起到较好的保护作用。

2.4 改善城区居民生活环境

生态护坡中种植大量植物，大大增加了城区生物的多样性。同时，也能够增加绿化面积，为城区提供氧气，改善居民生活环境。

3 生态护坡的实际应用

由于国家在环境保护上的力度加大，生态护坡技术在近些得到飞速的发展。主要的生态护坡形式有三维植被网护坡、植被型生态混凝土护坡、河岸种植绿竹护坡、地毯式混凝土草坪护坡等。下面将具体介绍这几种生态护坡技术。

3.1 三维植被网护坡

主要的材料为植物、土工合成材料，通过两者相结合组成具有一定活力的生态护坡系统。在河道边坡种植植物，依靠植物的根须来固定沙土，加之土工材料的稳定性，能大大增强土层的抗剪切强度。这种护坡比纯粹的植物护坡要耐河水冲刷能力强许多，能抵抗洪水及暴雨的侵蚀。而土工合成材料采用黑色聚乙烯制成，在较寒冷的时节能为土壤保温，有利于种子的萌发，为植被创造生长的条件。

3.2 植被型生态混凝土护坡

这种生态护坡主要由多孔混凝土、保水层、表层土所构成。利用预制多孔混凝土铺设在河道边坡上，将其作为该生态护坡的主要构架。由于多孔的特性，该生态护坡技术可以交换的实现能力及物质的交换，让植被更加具有活力。

3.3 河岸种植绿竹护坡

这种生态护坡方式是通过种植绿竹于河道边坡，绿竹林对水流的冲击有较好的阻挡作用。其作用原理：水流在经过该区时，流速降低，从而减少水流对边坡的冲击作用。在较低的流速下，水流中携带的沙土容易沉积，且沉积物能提供给绿竹林大量养分，又能促进绿竹地生长。而且绿竹具有较高的观赏价值，可以让河道护坡成为城区亮丽的风景线。

3.4 地毯式混凝土草坪护坡

将含有大量空隙的混凝土砌块铺在河道边坡上，再把草种植在上面。草在生长时根须向下延伸，扎根于混凝土下方的土层中，形成以草坪为主的生态护坡形式。地毯式混凝土草坪护坡具有简单整洁的特点，而且草本植物适应性强，在管理维护方面可以节省大量开支。

4 结语

随着城市化建设步伐不断加快，经济总量不断提高，人们也开始逐渐重视生态环境问题。城区河道的在满足防洪排涝的基本作用下，应当逐步发展生态护坡。河道生态护坡可以重建被人类活动所破坏的河岸生态系统，以此来维持水体中物种的多样性，增强水体的自净能力，抵御水土流失。且生态护坡应与城区相互协调，融入到城区的自然环境中，成为城区中一道独特的风景线。建设河道生态护坡能促进城区河道生态系统地持续发展，有利于改善人类自身的生存环境。

参考文献

[1] 曹仲宏，徐泽.现代城市河道生态护坡浅谈[J].城市道桥与防洪，2011（2）.

[2] 徐海波，宗瑞英.谈城市河道生态护坡技术[J].工程建设与设计，2005（1）.

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[关键词] 地下室工程；深基坑；基坑支护；土方开发；变形控制

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

1、工程概况

天城国际位于杭州市天城路与机场路口，东面与南面毗邻杭州地铁一号线闸弄口站和城市主干道路，北面和西面毗邻上世纪八十年代建造老旧小区，周边道路上布有燃气、电力、污水、通信等管线，周边环境非常复杂。本工程地下室整体三层，局部四层，地上主楼19-29层，裙房2-4层，总建筑面积138375㎡，其中地下室面积54921㎡，地上面积为82077㎡。基坑开挖深度为18.4米，最深处开挖深度为20.4米。基坑周长约550m，总土方量约30万立方。

图1 项目总平面布置图

2、工程地质概况与分析

本项目区域内土层可分为9层，基坑开挖范围内土层为6层以上，其中淤泥质粉质粘土层较厚且为分布在基础底板以下，给基坑开挖带来了加大难度。根据场内土层分布，本工程设计采用圆砾层作为持力层，地下水位在0.8~2米之间。各土层的物理特性详见下表：

表1土层物理力学指标

3、基坑围护方案选择与论证

由于该项目场地比较狭窄，一面与地铁站相邻，还有两面离老旧小区很近，因此对基坑围护结构的要求很高，基坑变形控制相当严格。

综合考虑本工程的基坑开挖深度、地质状况和周边环境情况，采用“两墙合一”的围护结构方案，即地连墙与地下室外墙相叠合，外加三道砼临时内支撑的围护结构。该围护方案施工对周边影响最小，对基坑产生的变形能满足周边复杂环境要求，能有效的保障好周边老旧小区房屋及周边管线的安全。

4、基坑支护结构设计

4.1地连墙设计：墙厚为1000mm，采用柔性接头，每幅墙宽不超过5m，墙体配筋采用双层双向钢筋，钢筋直径为32~20之间，砼强度等级为C35P10，每个槽段预埋两根注浆管；靠近北面小区位置设置T型幅地连墙，T型幅与围护地连墙垂直设置，宽度为2m；墙底标高为-43.00m，墙顶标高为-2.5m，墙身有效长度38.7~41.7m，圆砾层为持力层。墙体在砼内支撑、结构楼层位置预置接驳器与砼内支撑围檩梁、楼层围檩梁连接。

4.2三轴水泥搅拌桩设计：全范围采用Φ850三轴水泥搅拌桩进行主、被动区加固和槽壁加固。水泥搅拌桩采用42.5Mpa普通硅酸盐水泥，水灰比1.5，水泥掺和量20%，桩间搭接200mm，兼做止水帷幕；在基坑坑外北面临近小区位置设置坑外主动区加固体，三轴桩间套打钻孔灌注桩，以减少对坑外居民楼的影响。

4.3混凝土内支撑设计：基坑内设置三道混凝土内支撑，标高分别为-1.5m、-7.5m、-13.00m，支撑梁截面分别为700*1000mm、1000*1200mm、900*1000mm，混凝土等级为C30；支撑竖向立柱桩大部分利用工程桩支撑，部分新增，立柱钢格构柱采用4L140*14角钢制作，锚入桩内2000mm。

4.4基坑降水：地连墙兼做止水帷幕，基坑外不降水，对基坑内的地表水及雨水，淤泥质土层以上的采用32口Φ600疏干井降水，井底标高-15.00米，淤泥质土层以下的采用明排水。

5、地下连续墙的施工

5.1 分幅原则：标准幅宽4~5米，框架梁位置必须与幅与幅接头位置错开，框架梁接头尽可能设置在地连墙的一幅中间，所有折角位置必须设置为一幅，分幅还须考虑连接通道位置，尽可能减少开洞对地连墙的影响，以利上部荷载传递。本工程地下室周长560米，共分115幅。

5.2 主要机械配备：成槽机2台，25吨汽车吊、80吨及180吨履带吊车各一台，Φ850三轴水泥搅拌桩机3台，打桩机10型20-25台。

5.3 钢筋笼吊装：每幅钢筋笼重40-45吨，采用双机起吊、单机整体吊装。钢筋笼体积庞大、重量重，为保证钢筋笼吊装安全，吊点位置、吊环与吊具的安全必须经过设计和验算，钢筋笼上吊环附近的竖向钢筋必须与相交的水平钢筋焊牢，水平与竖向钢筋交叉点应

图2地连墙与支撑围护体系剖面图

全部点焊。为加强钢筋笼刚度，保证吊装过程中不变形，钢筋笼内应设置二道竖向钢筋桁架及间距3米水平钢筋桁架，受砼导管影响，水平方向的钢筋桁架部分缺失，可采取在钢筋笼外两侧焊接钢筋剪刀撑及临时加固措施。第一幅钢筋笼应进行试吊。

5.4 地连墙与基础底板、楼板连接：“两墙合一”地下连续墙通过在地连墙与底板、楼板连接标高范围内预埋钢筋接驳器，待施工底板及各层楼板时，通过接驳器与各结构层钢筋相连。

5.5 垂直度及平整度控制：“两墙合一”地下连续墙垂直度一般不应超过1/300，泥浆护壁效果是影响地连墙平整度的首要原因，可依据试成槽情况调整泥浆比重，一般控制在1.18左右。本工程土层在15米以上为杂填及粉层土，极易造成槽壁塌孔，为此，采用Φ850三轴水泥搅拌桩对地连墙两侧槽壁进行加固，槽壁两侧加固深度应尽可能一致，以免出现成槽时槽壁两侧土一软一硬，影响成槽质量及地连墙垂直度。

5.6 施工顺序：由于土体加固、地连墙与桩基工程同时施工，场内大型机械众多，合理的施工顺序是保证工程进度、质量、安全的关键，本工程基坑围护周边区域的施工顺序如下：槽壁加固被动区土体加固砼环道导墙地连墙地连墙旁的边桩幅接头外侧止水桩地连墙墙底注浆，按此顺序流水施工。

6、基坑土方开挖、混凝土内支撑及换撑施工

6.1基坑土方开挖：本工程基坑开挖较深，因此必须进行全面分层分段开挖，同时结合基坑的变形情况合理安排开挖工段。本基坑土方划分八个开挖工段，由西往东依次开挖。开挖顺序：1）开挖第一层土方、施工压顶梁及第一道支撑；2）待第一道支撑养护至80%设计强度后，开挖第二层土方、施工第二道支撑梁；3）待第二道支撑养护至80%设计强度后，开挖第三层土方、施工第三道支撑梁；4）待第三道支撑养护至80%设计强度后，开挖第四层土方、施工基础底板。第四层土方开挖对基坑变形影响为最大，因此要求合理安排开挖速度，做到工作面开挖出来后立即完成基础垫层施工并尽快完成基础底板浇捣。

6.2换撑施工：支撑梁凿除顺序1）基础底板浇捣完成并达到设计强度80%，凿除第三道支撑梁；2）地下二层楼面施工完成并达到设计强度80%，凿除第二道支撑梁；3）地下一层楼面施工完成并达到设计强度80%，凿除第一道支撑梁。在凿除支撑过程中，基坑对撑的凿除往往产生的变形最大，特别是北面最不利工况区，需要根据主体结构的施工进度和混凝土强度来确定其凿除时间，为了确保北面小区居民楼的安全，在支撑拆除过程中要根据监测数据实时分析支撑拆除对基坑的影响，根据监测数据来调整支撑的拆除顺序。

7、基坑监测与变形数据分析

7.1基坑监测项目及点位设置

7.2监测变形数据分析：

7.2.1土方开挖阶段，各项监测数据每天测量一次。根据统计支撑梁最大轴力28528KN，坑外最大位移（17m处）82.32mm，房屋最大沉降61mm，坑外水位无明显变化。

7.2.2基础底板施工阶段，各项监测数据每天测量一次。根据统计支撑梁最大轴力28265KN，坑外最大位移（18m处）98.88mm，房屋最大沉降109mm，坑外水位无明显变化。

7.2.3支撑梁凿除阶段，支撑轴力与坑外位移每天测量一次，坑外水位和沉降每周测量两次。根据统计支撑梁最大轴力28146KN，坑外最大位移（14m处）119.46mm，房屋最大沉降115mm，坑外水位无明显变化。

整个基坑在施工过程中，由于淤泥质粉砂土层分布较厚和范围广，坑外土体受到扰动产生变形较大，固结时间较长，变形大大超出了设计理论计算的范围，但地连墙的沉降、位移及坑外水位变化并不大，坑外位移和建筑沉降影响总体都在可控范围内。坑外位移和建筑物沉降数值比较大，超出预警值较多，由于采用的是二墙合一围护结构，坑外水位无明显变化，未对坑外土体产生大的破坏，房屋也没有受到安全方面的损伤。整个工程由于场地的限制，基坑施工周期较长，基坑暴露时间超过预先估计，导致坑外土移和建筑物沉降持续小幅度增加，总量比较大，不过位移和沉降绝大部分发生在深层淤泥质粉质你粘土层，致使周边环境大块范围内沉降整体阶梯式向外延伸，房屋和基坑安全并未受到影响。

8、结束语

采用合理的基坑围护方式，通过有效的施工管理，顺利的完成了天城国际的地下室基坑开挖和主体结构施工。地下连续墙围护结构在市区软土地基区域深基坑施工具有明显的优势，能有效的保障基坑及周边环境的安全。本工程采用地下连续墙与地下室外墙相结合外加混凝土临时支撑的围护方式有效的解决了周边复杂环境、基坑开挖深度深与场地狭窄的区域施工难题。

参考文献：

[1] 王卫东，王建华.深基坑支护结构与主体结构相结合的设计、分析与实例中国建筑工业出版社

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关键词：河道；疏浚机械化技术；整治工程

中图分类号：TV147文献标识码： A

引言

河道主要是水资源的基本载体，同时也是防洪、排涝、引水、灌溉、水资源调度以及水环境改善的基础。河道的水面积以及槽蓄容量等指标对于土地利用、防洪排涝能力的评估、水资源调度能力的分析、河道纳污能力的计算等均具有十分重要的作用。上海市域内的河网密布，而大小河流纵横交错，现有河道2.38万条，河道总长度为2.16万km，二点一六万千米，每1km2内有河道3.41km，水域面积是有687.7km2，占全市总面积的10%，由于上海城市化进程的加快，河道的淤积和人为填堵现象十分严重，导致河床抬高，河道水面积及调蓄水量日益减少，防洪排涝能力、航运能力和水环境质量下降。经2001年上海市水资源普查报告显示，全市河道淤积量计14500万km3，其中区级以下河道淤积量占总淤积量的83.41%，所以疏浚河道的工作重点应放在区级以下河道上，才能显示出疏浚的明显效果。

1.关于河道疏浚技术

疏浚是一门十分古老的技术，在我国其使用的年代可追溯到公元前数千年，但是作为一门新兴的科学，却是伴随着欧美的航运事业发展起来的。在目前阶段，美、日、德以及荷兰等国，对于港口航道的疏浚已普遍采用大型高效挖泥船，然而我国在清淤固堤的长期实践中也积累了一定的经验。

疏浚工程其主要的目的就是挖深河流或海湾的浅段，同时提高航道通航或者排洪能力，开挖港池以及进港航道等以兴建码头及港区。在最近的几百年来，疏浚工程进一步扩展到其它基础施工领域，其中最为主要是吹填造陆工程。吹填就是将挖泥船挖取的泥砂，通过排泥管线输送到指定地点进行填筑的作业。由此可见，疏浚工程对国民经济的发展，特别是对水上交通、水利防洪以及城市建设等的作用是非常重要的。

1.1河道疏浚的主要方法

在目前为止河道疏浚方法有很多，有的是水下疏浚，有的是干河疏浚，有的是依靠水力疏浚，也有的是采用爆破等手段疏浚。

根据疏浚技术现状来看，其主要是包括工程疏浚技术、环保疏浚技术以及生态疏浚技术等。但是根据技术成熟度以及采用情况来将，其中的工程疏浚技术居首，环保疏浚技术是近年开发并且已进入大规模采用阶段的成熟技术，关于生态疏浚技术则是在最近几年提出并且在局部实施的新技术。

关于上海市郊区河道疏浚的方法其主要就是水下疏浚，所采用的技术主要为工程疏浚技术，环保疏浚技术和生态疏浚技术正处在蓬勃发展阶段。上海市水利协会2004年组织专家对全市有代表性的八个区域进行的调查和考察，认为一批水生态修复技术已经取得了较为成功的经验，在现阶段已经是逐步的被推广。

1.2关于河道疏浚的主要设备

对于河道疏浚技术其是一个十分复杂的系统工程，并且对一项具体的河道疏浚工程，必须要进行综合考虑工程的地理环境、水体特征、污染物的种类与含量等工程特性并有针对性地进行设计，根据工程特性不同，所采用的疏浚技术、设备及方法也不同。中国疏浚业，历史悠久，已经是有了一百年的历史。在1895年荷兰IHC公司就为中国建造了挖泥船。今天中国的疏浚能力已位居世界前列，主要疏浚力量分布在交通、水利等部门。水利系统在江河湖泊的治理中，在农田水利建设中，机械疏浚力量形成了一定的规模，据调查，目前在长江、黄河、海河流域共有近200艘挖泥船，年设计疏浚能力为六千多万km3。自从二十世纪七十年代以来，美国、日本及欧洲的一些发达国家，就开始投入大量人力、物力，致力于环保疏浚技术的研究，并取得了一定成果。尽管各国常用的疏浚技术与设备各有特点，但是，在大体上分为五个方面：一是链斗式挖泥船；二是绞吸式挖泥船；三是自航耙吸式挖泥船；四是爪斗式；五是铲扬式挖泥船。

上海市郊区河道疏浚设备现主要使用的是泥浆泵冲、抓斗式挖泥船抓挖、两栖式挖泥船抓挖等多种方式。全市各区县建立了专业施工队伍，主要是依靠机械化进行常年疏浚，同时建立了水面保洁队伍，设立专职保洁员，从而使全市的河道整治工作取得了明显成效。

2.关于河道疏浚的质量控制

上海市郊区河道整治过程中认真做的做好以下几方面内容。

2.1要注重工程的实效以及强化质量管理

在进行建设的过程当中，每级的水利部门将质量管理贯穿于工程的设计、施工以及验收等每一个环节，要严格实行施工招投标制、工程质量监理制以及项目法人制，同时要完善质量安全管理网络。市水务局作为全市水行政主管部门，切实加强检查督促，并且要专门成立了郊区水利建设专项工程验收考核小组，购买了专门的检测设备和仪器对各区县的区级、镇级疏浚的河道进行抽查复测，以此来保证工程的质量。

2.2要严格考核的制度以及制定出奖惩条例

市政府把河道整治作为环境保护和建设的重点内容，在1998年成立了上海市河道污染综合整治领导小组，同时也制定了《上海市河道污染综合整治三年目标和计划》。自从在1998年开始，市水务局每年安排冬春水利河道疏浚计划，主要针对镇、村级河道的淤积问题而开展。并组织验收考核小组，制定详细的考核标准，分区进行考核打分。在此之外，各区县水务部门根据财力状况，每年均要安排一些小型农田水利建设，其中就包括镇、村级河道的疏竣任务。这些工程的实施改善了郊区河道的淤积状况，提高了排涝调蓄的能力。市水务局在每年冬春水利大检查中对疏浚河道的合格率进行评定，作为年度冬春水利考核指标之一，并且对优胜者进行财政的奖励。

2.3关于河道淤积量的确定

关于河道淤积程度主要是考核区域河道现有河床深度与设计河深之比，它是衡量河道的过水能力与水土流失状况的指标。河道深度小于设计断面70%定为淤积河道，在疏浚之前，必须对河道的淤积量进行计算。

因为河道自然沉积或人为因素的影响，从而导致了河道河床淤积和槽蓄减小，淤积量反映了河道的自然规律和河道管理水平。在上海境内河道除天然河道以外，还有相当一部分人工开挖河道，两者之间的淤积量计算有一定的区分。

(1)人工开挖河道，其淤积量等于河道开挖过程中的河道大断面面积和现状实测河道大断面面积之差乘以该断面的河道控制长度的总和。即:

W淤泥=Σ[（Sj开挖-Si现状）×Li河道]

(2)自然的河道，其淤积量的测量以及计算比较为困难，除采用人工淤积探测量方法之外，还要采用河道规划断面与实测断面相拟合的方法确定河道淤积量。

2.4要对河道开挖量的进行确定

所谓的开挖量指河道规划断面与现状断面面积之差乘以该断面河道控制长度的总和，即:W开挖=Σ[(Si规划―Si现状×Li河道）]

如果是人工开挖河道，其开挖量等于淤积量，如果是自然的河道，那么通常规划断面大于现状河道断面，其开挖土方量大于淤积量，由于产生部分实土开挖土方量。各区在河道整治过程中一般按照河道的规划断面进行整治，所以开挖土方量是区河道整治的重要的数据。

2.5关于河道规划断面的确定

在郊区河道整治中河道规划断面主要考虑堤顶高程、河底高程以及边坡系数。上海市郊区河道规划断面应满足表1、表2以及表3中的标准要求。

表1堤顶高程的标准

圩区级别 内外河 堤顶高程（m)

一级圩区 外河 4.5

二级圩区 外河 42

三级圩区 内河 1.0

表2河底高程标准

河道级别 河底高程（m）

区县级 0.0

镇存级 0.5

表3 各种土质条件下的河岸边坡系数的参考值

土质 边坡系数

粘土地区 1:1.5

壤土地区 1:2

含粉砂土地区 1:2.5

3.对河道疏浚工程施工的测量

在对河道疏浚工程的施工测量过程中，其主要是包括下列内容：一施工控制系统的建立；二疏浚河道中心线定线；三细部轮廓定点放样，在施工过程中的水上、水下地形、断面测量、工程量计算以及工程竣工验收测量等。

关于测量程序:首先就是要测量现有河床断面，在经过和设计断面相比较，从而确定开挖土方量以及开挖深度；通过设计适宜的河道纵比降以及横断面，进行施工放线并以号桩为标志；再以工程受益情况合理摊派工程量。施工完毕后，根据“信桩”来进行验收。

关于水深测量主要是是我们在冬春水利验收中河道复测常用的一种测量方法。在实际操作中应与水位观测配合进行，测量的仪器通常使用水尺、测深杆、铅锤以及回声测深仪。测量过程中误差应满足规范要求。为能够有效的避免测量系统误差，要求在施工之前、施工过程中以及施工竣工之后要使用同一种测量方法。

在工程竣工验收测量之后，要绘制河道疏浚竣工段断面复测图，并且对其判断是否达到设计要求标准。

结束语：

淤积的主要原因是河道多年不疏浚，淤塞严重，闸门常年关闭，使水不能自然流动，自净能力弱。郊区畜禽场的粪尿污水大部分未经处理、工业废水处理设施运转不正常;生活废水大多未经处理直排环境，村镇的生活垃圾大部分未建收集处置系统、外来人员的居住地疏于管理，从而造成河道被垃圾、污水所填埋和污染，成了天然垃圾场和排污沟，长年都在流淌着黑水，导致河道丧失其原有功能。

参考文献：

[1]饶胜.生物及生态修复技术在河道整治工程中的应用[J].节水灌溉.2007,12（24）：113-116

[2]周华,许智慧.小议树根桩技术在河道整治工程中的应用[J].山西建筑.2010,12（24）：134-136

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关键词：城市建设 河道整治工程 护岸工程 桥梁工程 1.引言

城市依水而兴，尤其在河网地区，河道在与城市紧密地交织在一起，对城市的综合发展产生了显著的影响。近年来，随着城镇的经济建设飞速发展，生态环境问题越来越受到重视，河道黑臭问题首当其冲。与地区经济、社会的快速发展不相适应的是现状河网水系淤积严重，影响通航，引、排水受阻，水质环境也严重恶化，部分河道黑臭现象严重。消除河道黑臭是其中一项非常重要的内容，通过河道整治，使河道周边环境和面貌得到明显改善。 2.概述

河道整治工程需要对城镇河道进行整治，调整平面布置，消除死角，消除黑臭，使水流更顺畅。城镇河流担负着防洪除涝、水资源调度、生态、环境、通航等任务。对城镇河道需要根据规划及实际情况，进行分析及优化，根据河道整治工程合理的规模结合“生态、休闲、亲水”治理目标进行河道整治，充分、有效地创造出一个既满足防汛排涝、引水功能要求，又突出自然生态环境的空间，有时还需满足通航要求。

A型护岸护岸布置在大部分河道中，斜坡式护岸按1:2.5放坡至堤顶标高，在标高+2.00m设置导梁、木桩，标高+2.00m至+3.10m设置连锁块，连锁块内种植水生植物和湿地植物，堤顶设置3米宽防汛道路及导梁、栏杆。

（2）B型护岸（空心砌块半直立式护岸）

B型护岸景观性较好，布置在河道别墅区中，从河底按1:2.5放坡至标高+2.30m，标高+2.30m至+3.20m采用预制空心砌块挡墙结构，砌块内填充耕土并种植水生植物，从标高+3.20m至堤顶+4.50m采用1:2.5放坡并种植绿化，堤顶设置3m宽防汛道路及导梁、栏杆。

（3）C3型护岸（直立式挡墙护岸）

C3型护岸主要布置在后侧为居民住宅，距离河口有一定的距离，河道也有一定的宽度，有条件进行浆砌块石施工。C3型为圩内河道护岸，堤顶标高+3.70m。护岸结构为：从河底按1:2.5放坡至标高+2.30m，标高+2.30m至堤顶采用浆砌块石挡墙结构，标高+2.30m处可种植水生植物，堤顶设置3m宽防汛道路及栏杆。

（4）D型护岸（密排木桩斜坡式护岸）

D型护岸布置在河道后侧为居民住宅，后侧房子距河口很近。若采用挡墙结构，施工开挖困难，也会对周围建筑物产生影响。D型护岸布置在局部河段。从河底按1:2.5放坡至标高+2.50m，标高+2.50m至+3.00m采用密排木桩结构，木桩前设置平段并种植水生植物，从标高+3.00m至堤顶标高采用1：2.5土坡种植绿化，堤底设置3m防汛道路及导梁、栏杆。

（5）E型护岸（插板桩斜坡式护岸）

E型护岸布置在河口宽度小或者河道后侧建筑物离河口近的河道处。布置在局部河道中。一般布置在河道后侧为居民住宅或厂房，且距河口比较近，采用浆砌块石挡墙结构施工开挖有困难的区域。从河底按1:2.5土坡放至+2.30m标高，设置1000宽平段，+3.50m标高设置250x250方桩，桩后侧采用80厚C30砼挡土板，再以1:2.5放坡至河岸顶。

（6）F型护岸（斜坡式护岸）

F型护岸布置在局部河段。布置在两岸以农田及空地为主的河道中，或者对结构，冲刷及景观要求不高的部分河道中。从河底以～1:2.5土坡放至河岸顶。

3.3桥梁工程

在河道整治工程中有时需相应新建桥梁。例如，在某工程中有两处即需要新建桥梁两座。其中位置A为原土坝拆除后，沟通水系，为方便两岸居民出行方便，故新建一座人行桥，考虑到跟两侧防汛通道贯通方便，因此新建桥梁一规格为26m×3.6m三跨桥，按照人行桥设计，采用520mm厚预应力预制板梁，桥台采用现浇钢筋砼结构，接坡道路两侧修建L形现浇钢筋砼挡墙，考虑新建桥梁边上为已建涵闸，如采用打入桩将对水闸产生影响，所以基础采用Φ600灌注桩。位置B原有桥梁利用了原来闸上的人行桥，闸上桥原设计为人行桥，现在荷载变成汽车重载，对闸的安全有影响，因此要拆除原桥，新建一座桥梁。新建桥梁二规格为13m×5.6m一跨桥，设计标准为公路Ⅱ级，采用520mm厚预应力预制板梁，桥台采用现浇钢筋砼结构，接坡道路两侧修建L形现浇钢筋砼挡墙，基础采用Φ600灌注桩。详见表1。

桩基采用Φ600钻孔灌注桩，新建桥梁1桩长18.5m，持力层均为粉质粘土；新建桥梁2桩长29m（30m），持力层均为粉质粘土。

各荷载组合下的最大轴力均小于单桩 4.结束语

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【关键词】胶带运输机；防滑技术；上山施工；矿车运输；矸石缓冲仓

1 工程概况

铁煤集团大兴煤矿南二集中回风上山巷道位于南二-600m运输大巷上部，起始点与南二8层回风巷相交，巷道设计长度360m，倾角24°，巷道宽度5.3m，高3.65m，巷道断面17.22m2，煤岩类别为岩石，支护形式为锚喷支护。

分析斜巷掘进施工货物运输特点，斜巷拉放车因其作业环节多、设施复杂、自动化程度低多为人工操作、地质条件多变，易发生安全事故。因此，最大限度的减少斜巷拉放车运输是降低运输事故率，提高安全的有效途径之一。为此，我们综合考虑，研究决定采用皮带与矿车联合运输方式。

2 皮带与矿车联合运输技术的总体方案

皮带与矿车联合运输技术是将胶带运输机运输与矿车运输技术相集成，实现24°上山巷道内胶带运输机运输矸石与底部16°下山回风巷道矿车转运矸石协调衔接，以减少大倾角斜巷拉放车作业，保证24°上山掘进迎头货物快速运出，提高运输安全性。在工作面设一台P-60B型耙斗机，24°上山巷道内设一部DSP-800/1040型胶带运输机。巷道底部设一个缓冲矸石仓，矸石仓外部再设一台P-60B耙斗机。南二8层回风巷的上、下部分别安设一台JD-75型、JD-25型调度绞车。其总体布置如下图1所示。

图1 皮带与矿车联合运输方案布置图

3 皮带与矿车联合运输技术运行原理

3.1 工作面耙斗机装货

耙斗机设置在工作面后方15米至35米范围内，为保证放炮后矸石崩落集中且不向山下滚落，在耙斗机前方斜设一个1.5米高的矸石挡板。耙斗机牵引钢丝绳经工作面返滑轮牵引扒斗将工作面矸石向耙斗机卸货槽上货。耙斗机溜槽卸货口处设置一个矸石过滤篦子，篦子网格规格300mm×300mm，防止大块矸石进入皮带运输，保证皮带运输上货均匀。

3.2 皮带输送机排货

皮带输送机负责24°上山巷道内矸石下运工作，普通皮带输送机下运矸石巷道角度一般不超过16°。超过16°使用皮带运输易出现矸石在皮带上下滑、滚落飞出及皮带停机制动不可靠、飞带等现象。不但影响了现场文明标准化更有可能造成人员伤害。

为了有效保证皮带输送机运输安全，在原有皮带输送机基础上设计了一套大包围直接搭接式压带防滑装置。该装置采用通用的皮带杠、旧皮带、50×5角钢，用螺栓及卡板组合成人字形钢结构架。50×5角钢上端和皮带杠用螺栓连接。下端用卡板与皮带机皮带杠固定，人字架每隔1.5m一架。这样整个钢结构防护架便由多个人形架组合成一体，形成一个连续的钢结构框架。在人字架的内侧安装旧皮带，旧皮带的安装位置下边紧贴运输皮带上面，距皮带中心100mm。上边人字头露出200mm宽。旧皮带和钢结构架之间两侧各安设一根皮带杠，防止运输矸石时防护皮带被挤出防护架。其主要结构及在胶带运输机上的安装方式如下图2、图3所示：

图2 大包围形式直接搭接压带防滑装置

图3 大包围直接搭接式压带防滑装置安装示意图

为了增加皮带输送机运输矸石的稳定性，皮带架与巷道底板采用锚杆固定牢固。人字形防护架每隔20m用钢丝绳与巷道顶板用锚杆固定牢固。

皮带运输矸石时，使矸石几乎在一个密闭的环境下运输，固定的防护皮带始终紧贴在运输皮带上面，只有中间200mm宽部分未接触。使运输皮带的上带与固定的防护皮带形成了摩擦滑动运行。增加矸石之间的摩擦力有效保证了矸石在皮带上下滑。即使有少量矸石下滑滚落有了防护皮带的作用也不能从皮带上飞出落到巷道内。

皮带停机制动时，固定防护皮带上存有矸石增加了防护皮带与运输皮带上带，运输皮带上带与托辊之间的正压力，使它们之间的相互摩擦作用增大。在它们的共同作用下有效保障了皮带在停机时不自动下滑。

3.3 缓冲矸石仓存货

在皮带运输机卸载点前方，位于24°上山巷道起坡点前平巷段设置缓冲矸石仓。缓冲矸石仓与行人侧之间采用U型钢、木板、旧皮带封闭，作为挡矸墙。U型钢顶柱接合处采用卡子固定，焊接在顶柱端头的铁板与巷道顶底板间使用锚杆固定。

缓冲仓的设置一方面解决受矿车供应不足的影响而延迟工作面出矸时间，另一方面皮带解决受矿车循环运输的影响，皮带停开机次数频繁，对皮带机的使用安全难以控制。

3.4 矿车二次转运排货

在矸石缓冲仓后方与南二8层回风巷交叉处设置一台耙斗机，卸载溜槽座于南二8层回风巷矿车运输轨道上方。4辆矿车利用安装在南二8层回风巷上下平盘上的调度绞车对拉到耙斗机溜槽卸载口处。耙斗机将缓冲矸石仓内矸石用扒斗向矿车内装矸。逐一将4辆矿车装满后，开动上下部绞车将4辆矿车运输到-600运输大巷，实现矸石的二次转运。

4 项目应用效果

该技术应用后，由于皮带运输矸石能力大，大大缩短了工作面出货时间。底部回风巷道内矿车运输可进行24小时出货，出货量满足进度要求。实际掘进施工比计划掘进施工多了一个放炮循环，日进尺达4.5m。整个工程实际工期较计划工期缩短了45天。月平均进尺80m比原计划月平均进尺60m超出了20m，单进提高了33%，创下了该矿同类巷道掘进施工的新纪录。

5 结束语

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【关键词】远程教学 视频会议 虚拟现实 新模式

1 前言

随着现代信息技术的发展和我国大力推进慕课教学模式，直播和录播系统在我国教育行业得到迅猛发展，现代远程教育也随之迅速发展成长。现代远程教学，是指利用现代多媒体技术，将教师教学内容的文字、音频和视频信息通过数据传输网络以实时（直播）或非实时（录像）的方式传递给学生，从而达到教学目的的一种教育模式。

现代远程教学系统，多数采用Web平台方式。教师将录制的音、视频文件于平台上，利用资源数据库或云为支撑，提供学生选择观看；或通过该平台，实时地直播教学场景。多数平台提供在线答疑功能。该类教学系统需要学生进行自我主动式学习，并且只能提供较少的师生互动方式，无法有效调动学生的学习积极性，不利于提高学习热情。随着视频会议系统的发展，产生了另一种现代远程视频互动教学系统，利用视频会议的互动性，实现远程教学。

本文主要分析视频会议系统，结合最新的虚拟现实技术，讨论远程教学系统发展的新模式。

2 远程教学系统中的视频会议技术分析及应用

2.1 视频会议系统构成及原理

视频会议系统主要由多个视频会议终端、一个多点控制平台（含多点控制单元和管理系统）及数据传输网络构成。视频会议系统的实现及效果依赖各组成部分的配合：

视频会议终端，是直接面对用户的设备，将音频、视频等数据进行数字码流处理后，通过数据传输网络与其他用户终端进行交互。包括数据传输端口、音频输入/输出设备、视频输入/输出设备、视频编码/解码设备、音频编码/解码设备、信息处理设备等；

多点控制单元，是指在系统中通过将视频、音频等数据根据预定算法分配给对应的信道，完成个终端数据的交互，满足视频会议所要求的多点通信控制功能的硬件单元；

数据传输网络，是指在各个设备终端连接并能够将音频、视频通过数据传输的数字信道，包括光缆、电缆、微波以及卫星等。

远程视频互动教学系统，是以视频会议系统为主体开发建设的一套系统。根据会议时终端使用量不同，视频会议分为点对点会议和多点会议，用于远程教学系统时大多采用多点会议方式进行。授课教师使用一个会议终端当主讲人，通过网络对一个或多个会议终端前的学生进行实时教学演讲，统一播放电子教学资料，使师生实时交互，达到教学目的。

2.2 远程视频互动教学系统的分析

通过多次对现代远程视频互动教学系统的实际设计、建设和使用，根据远程视频会议系统终端设备的不同，本文认为该类系统主要分为三类：软件视频互动教学系统、硬件视频互动教学系统、软硬结合视频互动教学系统。

软件视频互动教学系统，利用软件视频会议系统平台，以Web及相关插件为主，同时提供软件客户端。该类教学系统支持视频画面和各类文档格式同步播放，提供多种互动功能支持在线教学，如电子白板、在线答疑、网页同步浏览、投票系统等。操作简单，使用方便，只需移动终端和网络，架设迅速，带宽需求相对低。但是，该类系统视频分辨率普遍低，随着移动终端和IE系统的升级，软件兼容性会成为制约。

硬件视频互动教学系统，利用硬件视频会议终端解码器，如思科、宝利通，结合教室或会议室进行互动教学。该类教学系统依托于硬件终端，只提供师生双方的视频画面和教师电脑画面，实现简单互动功能，并且设备价格高，带宽需求高。但该类硬件系统支持全高清分辨率，提供最好的视频观看效果，网真技术的使用达到了沉浸式教学目的。

软硬结合视频互动教学系统，在拥有前两种系统基础上，产生的新系统。联动硬件系统终端和软件系统平台，教师和少数学生使用软件系统终端，多数学生集中在远程视频教室使用硬件系统终端和软件系统终端。该系统提供软件系统的功能便利和硬件系统的观看效果。

这三类远程教学系统都可实现音、视频同步传输，让师生进行实时互动和交流，但是都拥有各自的优缺点，清晰度、兼容性、互动性、舒适度等方面分别限制了各自的发展。不仅如此，现有系统无法提供更高要求的沉浸式教学体验，实现完全模拟本地教学场景。

3 虚拟现实技术原理及技术支持

虚拟现实（Virtual Reality）技术，首先通过将现实环境中的环境进行三维数据的采集录入，并根据使用者在K端的需求，将所采集的三维数据通过数据库调取、整合、传输等过程，在一定的技术设备支持的基础上模仿出真实的环境，通过模拟使用者真实环境下的感知能力来传输信息。该技术现阶段主要通过下列技术的整合来影响人的感官：

3D视觉技术，是指利用人类左右眼的视觉差距来构建三维图片的原理，将二维图片实现立体显示，是虚拟现实技术的重要构成部分，现阶段主要采用偏振光眼镜法、串行显示法、裸眼实现技术等；

三维声音重构技术，是指使用者利用虚拟现实技术终端设备，通过自身感知能力在虚拟环境中判断声源的具置。主要有三维声音定位技术、语音识别技术和语音合成技术；

实时绘制技术，是指当使用者在虚拟现实技术终端进行三维运动时，将模拟环境中的物体通过实时绘制技术进行更新覆盖，以满足在虚拟环境中的真实感。

近几年，世界各大IT公司投入大量资源发展虚拟现实技术，并推出大量VR配套设备，包括：头戴式显示设备、手持式操控器、移动终端平台、360度全景摄像机等，并发展出更复杂的增强现实技术。这对虚拟现实技术的应用提供了有利的设备保障。

4 视频会议与虚拟现实结合的新模式

本文在对虚拟现实技术及原理进行分析研究后，认为将视频会议技术与虚拟现实技术进行结合，可弥补现有远程视频互动教学系统的不足，提供更好的沉浸式体检，达到更好的音、视频等效果，实现更理想的远程视频互动教学系统。

在新的系统模式下，数据网络构架主要依靠视频会议数据传输网络及多点控制单元，达到新系统的各个使用者都能够实现一对多的数据交互；虚拟现实技术主要用于升级改造各终端的设备及技术。根据技术成熟度及推广成本来考虑，本文认为远程教学系统的新模式可采用下列几种终端系统：

桌面式虚拟现实系统，是指通过利用现有的显示设备及简单的附加设备来达到观察及控制虚拟环境中的物体，辅助设备如立体观察器、液晶显示光闸眼镜等造价相对低廉，投资比较低而且能达到比较理想的模拟现实的效果，适宜本文新模式采用并将其推广应用；

沉浸式虚拟现实系统，是指利用各种数据交互设备如头戴式显示设备和数据手套等，将使用者的感知能力完全投入到交互系统生成的虚拟环境中，产生身临其境的感觉。该系统具有实时效能强、体验感真实等特点，但前期投入成本较高，可在条件允许的情况下应用；

多图层式虚拟现实系统，是指使用者通过穿戴设备及三维数据处理系统，将生成的三维图层加载到现实事物上的技术，更加真实的通过数据处理来感受实际事物的变化，增强使用者的感知能力。由于相关技术设备的精确性及成本问题，该系统技术在实际推广普及中还需要一定时间，但未来该系统必然会使新模式达到新高度，有巨大的发展空间和潜力。

新模式下的远程教学系统中，教师、学生通过各自数据终端的虚拟现实设备进行数据采集、转码，并通过多点控制单元实现一对多的数据传输，在其他使用者的接收终端将数据解码。同时，虚拟现实系统提供一个虚拟化的教学场景环境给所有教学活动参与者，该虚拟场景可由教师预先设置或采集现场环境数据使用。

5 新模式的优点

本文设计的新模式，可实现数据的一对多交互，也改变了传统远程教学场景再现差的现状，对提高使用者的感官认知有着大幅提高，具体体现为下列几个方面：

场景还原性高：新模式在数据接收终端采用虚拟现实设备，可以在主观感知中对虚拟环境中的物品进行相互作用，高度还原现实效果，与真实场景无差异；

感知更丰富：新模式增加接收终端的虚拟现实设备，从视觉、听觉、触觉、嗅觉等多方面对使用者的感知能力进行信息传递，增强使用者主观接收能力；

互动性更强：使用者将自身在虚拟环境中的身体移动、甚至面目变化等通过设备进行三维数据的采集转码，并通过网络和接收端设备实现实时动态信息传递，在满足音视频实时交互的同时附带肢体语言交流，并配合系统提供的虚拟场景和相关工具，互动性、舒适性比原有远程教学系统更强。

6 新模式应用前景

采用视频会议技术与虚拟现实技术结合新模式的远程教学，可以为学生提供更为生动的学习环境及氛围，使其具有极大的兴趣与学习积极性，虚拟环境的变化对学生有着独特的吸引力，并且教师讲解知识难点时也可提供相应的虚拟化系统支持，教学场景真实化。该新模式的远程教学系统，不仅仅可以完美实现远程教学的目的，让身处不同地方的师生进行教学活动，还可根据虚拟现实技术，应用于知识学习、提高学生探索能力、技能学习等方面。随着新模式的推广和使用，新系统的使用范围也会提高，应用前景广阔。

7 总结

本文在对视频会议技术与虚拟现实技术进行分析研究后，将视频会议技术与虚拟现实技术进行结合，产生远程教学系统的新模式，可以突破现有系统的限制，在沉浸性、感知性、交互性等方面更有优势，并且应用前景广阔，更好的实现远程教学的目的。虚拟现实行业仍处于高速发展的初级阶段，因此新的远程教学模式在当前依然有许多不完善之处需要改进，包括目前硬件设备的完善、便携性、性价比等，但未来新模式值得期待。随着科学技术的不断发展，和我国互联网、物联网技术的不断提高，远程教学必将推广普及，为教育模式带来新的变化，而将视频会议与虚拟现实技术相结合的新模式的种种优点也会将现代远程教学提升到一个新的高度。

参考文献

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作者简介

韩冰（1984-），男。硕士学历。现为华东政法大学信息化办公室工程师。主要研究方向为现代教育技术。

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关键词 粮食存储；无线监控；系统设计；视频合成

中图分类号：S379 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）07-0095-01

1 粮食存储技术现状

1.1 人工抄录

目前人工抄录粮温数据是用便携式粮温检测仪测量出来的，此种仪器是于全集成化数字仪表。采用渐进的数字集成电路技术，投资少、面积小、便于造作、携带方便，有很高的使用价值。它的温度采集方式使通过粮仓内的温度探杆连接检测仪的采温端口，探杆将温度模拟信号发送到监测仪上，最后以数字形式显现出来，检测人员进再行手工抄录。

这种仪器的优点是价格便宜，操作简单，而且对场地没有特别的要求。所以，此种仪器很受小型粮库和室外粮囤的欢迎。但是，他也有不足之处，比如这种方式需要很多的人员进行二次抄录，因为是人工抄写，所以出现抄写错误或者是漏抄现象是在所难免的。而且这种方式的运用应该属于传统的粮仓管理，不具现代化特征，信息管理功能更谈不上。

1.2 现场总线控制

现场总线控制方式是一种先进粮食储备管理方式，现在有很多储粮企业对粮食的湿温度监测都使用这种技术方式，他的工作过程是：通过无线网络设备，把粮仓内外温度数据结合总线传输到特定设备上，其中此种方式的总线类型技术方案有很多，但是在粮仓管理上主要使用CAN、MODBUS以及串口总线这三种技术方案。

此种检测粮湿温度的方式主要优点是：实效性强，技术风险低。它是在现代化网络技术基础上进行的粮仓状况监控，所以此种方式所采集的数据肯定准确度很高。但是总线技术也有它本身不可避免的缺陷，比如，此方式对粮仓的场地选择非常苛刻，而且因为它是通过无线网络进行数据的传输，所以必须在粮仓周围铺设无线电缆。如果小型粮仓使用此方式，就显得大材小用，得不偿失了。所以它一般被用于大型钢板粮仓管理，另外如果不是固定集中储粮也不能使用此技术。

2 视频合成技术的粮食存储无线监控系统

2.1 无线监控系统的结构

在传统粮仓监测的基础上，结合现代化信息技术与视频合成技术，对粮仓的湿温度的过程进行实时监测，就是视频合成技术的粮仓管理监测系统。视频合成技术就是比较先进的屏幕显示技术，它是通过无线网络及和图像信号在屏幕的特定位置上进行统一显示、传输数据，而且它使用的网络ID可以随意设置，可足够满足粮仓需要。次系统是通过湿度传感器对粮仓适度信息进行定时收集，然后再通过单片机讲测量得到的湿度数据传送到终端节点，通过无线网络将信息输送出去，最好，利用视频叠加技术将粮仓内外的湿温度及粮仓视频同时显示在电视上，通过电视我们可以对粮仓内外的湿温度进行有效的监控和预警，使得工作人员能时时刻刻了解粮仓内外湿温度情况及其他有关情况，以便员工对粮仓的不良情况进行及时有效的处理。提高粮仓储存管理工作的工作效率，同时，最大限度的减少粮食浪费与霉变。

2.2 系统构成

2.2.1 无线温湿度采集模块

该模块是无线环境温湿度监测设备，通过外接监测粮仓温湿度，高模块检测时对位置有特殊的要求，必须放置于需要检测的位置。它主要以ZIGBEE无线模块为核心来工作，单片机电路在通电的情况下控制湿温度传感器采集湿温度数据，在通过单片机把所测是温温度传输到终端节点模块上。再有终端节点模块传输给路由节点，然后这些数据通过无线网络有中心节点接收。

2.2.2 ZIGBEE无线网络

ZIGBEE技术是一种先进的无线网络技术，近几年在粮食储备管理上运用很普遍，它的信息量很大，能包含大约65 536个无线数传模块，与移动通信的网络设置有很多相似点。每个ZIGBEE网络数传模块类似于移动网络的一个站点，每个模块之间可以在无线网络范围内相互通信；而且每个网络节点间的距离也达到一定的技术要求，现在已经可以达到几百米，甚至几千米。

2.2.3 视频叠加

1）MB90092的工作原理。MB90092的工作，需要通过片选、串行时钟、串行数据3个关键引脚来接收外部数据信息，完成工作。MB90092的指令都字节构成的，每个字节所负责的内容不一，它们之间各尽所能，完成数据的传输。

首先，片选的选取要谨慎，选择有效的片选，因为MB90092在串行时钟输入存储数据时，等数据准备好之后，需要把串行时钟的初始状态由0改为1，使MB90092接收1位数据，DATA数据进入MB90092串行移位寄存器，此时MB90092就会完成1位数据的传送。然后通过片选和串行数据进行字节的发送。在串行数据传输中，通过高电平，时钟收到的bit数据可以复位传输，也可以清除复位，而且还可以判断数据的有效性。

2）视频叠加的工作过程。视频叠加核心机器是单片机、视频叠加芯片、字库芯片及少量的电路，通过他们之间的相互联系对虚拟的模拟视频输入信号，在进行相应的字符叠加，这些视频信号会汇合到一起，从而形成混合视频信号，统一在特定的显示器上显示。

3 结束语

粮食储存工作关系到国家的根基，相关部门一定要重视粮仓管理，以便确保粮食质量，减少不必要的粮食浪费，也间接提高了人们的生存质量。因为粮仓受环境影响很大，而环境是很难人工控制的，所以粮仓管理迫切需要一种高科技的技术来解决此类问题，提高我国科学储粮技术。视频合成无线监控系统的应用对粮仓的内外环境进行无线监控，对粮仓得是温度进行全程监控、预警，大大方便了粮仓管理，提高粮仓管理工作的效率。

参考文献

[1]戴明，杨国华，孟召议.视频合成技术的粮食存储无线监控系统的设计[J].粮食与饲料工业，2013（12）：10-12.