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随着计算机信息技术的迅猛发展,大型企业和信息型产业大多都正在使用供应链管理(Supply Chain Management,SCM)系统或企业资源计划(EnterpriseResource
Planiling,ERP)系统或客户关系管理(Customer RelationshipManagement,CRM)系统或财务管理(Financial Management)系统等,使企业的管理制度更加完善,同时企业所有运营环节都充斥着信息资源(包含各个部门大量财务数据和经营管理数据的数据仓库)。审计人员从被审计单位的信息系统数据仓库中获取大量审计数据,面对被审计单位海量数据中蕴含着极其丰富信息的挑战,仅仅依靠只是将传统手工的审计流程计算机化的信息技术,如结构化查询语言(SQL)等,很难满足信息时代审计的需求。
计算机辅助审计技术的不断发展,数据挖掘技术为被审计单位在面对海量数据时提供了新的思路,在审计工作中引入对海量数据进行“轻松处理”的数据挖掘技术(如决策树算法、聚类算法、关联规则发现算法等),是对计算机审计方法的补充,“减弱”传统审计方法的限制条件,为现代审计开拓了便捷的路径。可以说是现代计算机审计方法一个里程碑式的突破,也是计算机审计方法探索的悄然趋势。审计人员在面对存在着复杂的审计环境和海量的财务数据时,若利用数据挖掘技术,可以在短时间内发现异常数据(因它在发现审计线索特征方面可以发挥其特有的功能),有助于对被审计单位进行系统全面的审计,把风险尽可能降低,进而拓宽审计领域。
本文基于数据挖掘技术中的孤立点分析方法来发现一些异常的审计现象,孤立点分析方法先对这些大量的审计数据进行预处理(除噪),然后建立数据挖掘模型,运用此模型分析出具有一定特征且小比例的异常数据,供审计人员决策分析时参考。
二、孤立点分析方法
孤立点分析是数据挖掘技术中用来检测审计数据中异常数据的一项重要技术。由于审计分析中的疑点数据往往表现为孤立点,通常情况下,在对被审计数据进行分析时,常常选择孤立点分析技术。
(一)孤立点
孤立点是数据集中与众不同的数据,使人怀疑这些数据并非随机偏差,而是产生于完全不同的机制。在聚类分析中,有的数据对象不属于任何的类或簇,这样的数据对象在聚类中称为噪声,而在孤立点分析中,则称为孤立点。孤立点是个相对的定义,特别地,在审计领域,审计数据初始分布模型假设的不同,或研究者在不同的检测背景下,都会得出不同的结论。
鉴于很多人为或非人为的原因都会导致孤立点的产生,如人为执行错误或人为故意操纵数据为达到某种目的而致使孤立点的产生,再如仪器测量错误、系统故障、数据总体中的自然偏差或固有的数据变异都会导致孤立点的产生,我们要对孤立点产生的原因进行全面分析。但最重要的是,审计人员要对这些孤立点保持敏感性,并分析出孤立点背后产生的深层次原因,来获取有价值的审计信息。
(二)孤立点分析方法
1.孤立点分析方法的概念
孤立点分析方法可简述为:给定一个有n个数据点或对象的集合及预期的孤立点数目k,发现与剩余的数据相比是显着异常的、孤立的、或不一致的前k个对象的过程。因此,孤立点分析实际上可以被看作两个子问题:
(1)在给定的数据集合中定义什么样的数据是不一致的;
(2)找到一个有效的方法来检测这样的不一致数据。
2.孤立点分析方法介绍
(1)基于统计的方法
当数据集的概率分布及参数(如正态分布、泊松分布等,均值、方差)已知或需经多次验证并试图得出数据真实的概率分布或参数特征时,一般使用基于统计的方法。此方法尤其用于数值型数据。孤立点的确定主要是通过检验偏离统计模型的不一致数据,并统计出其个数,分析其性态。
(2)基于距离的方法
Knorr和Ng提出了一种体现孤立点本质的定义,即若一个数据对象与数据域中大多数对象之间的距离(相异度)都大于某个阈值,将此数据对象确认为一个孤立点。阈值的设定是在对被审计数据清洗,并检验其有效性之后,据审计数据所属行业的特点,将行业常规值预先设定为阈值,或经公式计算得出阈值。此方法有效的避免了基于统计方法中数据分布特征确定的问题。
(3)基于偏离的方法
基于偏离的孤立点挖掘是通过检查一组对象的主要特征来确定孤立点。与给出的描述“偏离”的对象被认为是孤立点。此孤立点挖掘有两种常用的技术:第一种序列异常技术,是一种基于相异度函数(往往是审计数据集的总方差)的有效方法,预先定义样本集的一般特征,其余“偏离”这些特征的样本属于异常样本。第二种OLAP数据立方体技术,在审计时,对那些标为异常的单元下钻,可能会发现更细节或较低层次的异常。
(4)基于密度的方法
Breuning等人基于密度聚类思想的启发,于2000年提出了一种基于局部密度来检测孤立点的新方法,通过该数据对象周围区域的局部密度,与它邻近的局部密度之比来确定该对象的局部孤立点因子(Locai OutlierFactor,LOF),LOF的值越大说明该对象越可能是孤立点,需引起审计人员多加注意。该方法对发现局部孤立点有很好的效果。
(5)基于距离和密度的聚类和孤立点检测方法
基于距离和密度的聚类和孤立点检测算法(Distance & Density Based Clusteringand Outlier Detection algorithm,简称DDBCOB),是将基于距离和密度这两种方法融合来确定聚类和孤立点。经过反复验证,证明融合了两者优点的DDBCOB算法可以对任意形状的聚类进行识别,可以有效地识别出高维数据中的孤立点。
(6)基于人工神经网络模型的孤立点
Williams等提出的人工神经网络孤立点检测算法(Repntor Neural Networks,RNN),数据源往往使用通用统计数据集(一般较小)和专用数据挖掘数据集(较大,并且是现实的数据集),RNN算法对大的或小的数据集的孤立点检测结果都达到了预期效果,但它不适于检测含有放射状的孤立点数据集。
孤立点分析技术在审计中的具体应用在两方面:一是审计数据预处理过程中,审计人员对审计数据清理和检测之后,通过规则集中预定义的孤立点识别规则,来识别此类数据是否为孤立点。二是异常检测(即让经验丰富的审计人员判别孤立点是否可疑)。
审计人员在进行审计时,对可用的原始数据进行采集、清洗以及验证,使之达到建模的需求,然而最关键的一步是在明确了挖掘任务之后,据数据的类型和特征,寻找与之相适应的孤立点算法,则审计人员选取以上介绍的孤立点分析方法的一种或几种的组合,来满足客户对寻求异常数据的审计需求。
三、孤立点分析方法在审计运用中的一般流程
图1是孤立点分析方法在审计中运用的一般流程,具体流程如下:
①审计人员提出需求,此需求往往是据审计人员的经验和敏锐的洞察力识别出被审计单位财务数据或经营业务有些异常,需找出数据或业务中的噪点(孤立点),数据挖掘人员通过和审计人员的沟通来加深对审计需求的理解。在此进行的理解具体有业务理解和数据理解,其中业务理解包括据需求确定审计项目目标、评估审计目标的资源和审计人员的假设、确定数据挖掘目标、生成项目计划,数据理解包括对被审计单位的信息系统和业务流程进行理解、采集原始数据并分析、初步检测数据质量、探索数据变量。
②数据挖掘人员在理解需求的前提下检验此需求能否用孤立点分析方法解决。一般情况下都是可以采用孤立点分析方法来分析疑点数据的,首先对孤立点检测算法的参数和孤立点识别规则进行预定义,然后调用数据清理算法对被审计数据进行清理,来提高定位孤立点的精准度。
③数据挖掘人员提出挖掘模型,并向审计人员详细的介绍此模型的功能和作用,进而他们可以对模型的算法细节进行商讨并加以确认,最后对数据挖掘模型进行试用;
④审计人员在理解挖掘模型的基础上,对模型所产生的挖掘结果进行评价。
⑤审计人员对所试用的数据挖掘模型得出的结果进行评价时,若此数据挖掘模型不符合审计需求,此时,要对模型以及模型的输入参数值等进行反复的修正和完善,即不断调试模型的输入参数值,不断完善模型来迎合审计需求。
⑥若数据挖掘结果是异常并且是重要的,则符合审计需求。
⑦若数据挖掘结果是异常但是合理的(若由于固有数据变异性引起的结果等),或异常但影响较小,达不到重要性水平,此时审计人员对原来假设审计数据有异常的情况不予处理。此重要性水平,主要依据审计人员的职业判断和对审计项目的了解情况等。
关键词:水利工程;防渗技术;方法分析
中图分类号:TV543;文献标识码:A ;文章编号:
水利工程关乎民生,其安全性能否保证是施工企业能否取得经济效益最大化的关键所在,更是能否确保水工建筑安全有效运行的基本前提。而影响水工建筑安全性能高低的主要因素就是其防渗技术的好坏,因而作为水利工程项目建设企业,必须注重其防渗技术的提升,才能在竞争激烈的市场中占据有利地位。因此,在水利工程防渗施工过程中要始终谨记:防堵结合,刚柔结合,因地制宜,综合治理的原则,同时结合施工现场的实际情况, 选择相对应的施工方法以及合适的材料,最终达到治漏与防水的目的。下面本文就对该技术做具体的分析:
1 渗漏形成及原因
渗漏是常见的水利工程的缺陷。渗漏给水利工程带来了一系列的不利影响,危及工程中各类建筑物的安全运行,会使建筑物产生溶出蚀,即外渗将水泥中的物质溶化析出,变成氢氧化钙,在出水口处形成碳酸钙结晶等溶蚀状态,从而使混凝土强度下降。 导致渗漏的主要原因:一是结构体中有裂缝和架空,形成渗水通道,二是结构体的止水设施质量差或浇空、浇翻、漏埋,使止水失去效果。如果库水具有较强的化学侵蚀性,也会在长期的化学侵蚀下,使坝体结或构筑物形成渗漏。因为渗漏和溶蚀的共同作用,将加速坝体或构筑物渗漏破坏。尤其是当库水中含有硫酸盐时与混凝土中的Ca(oH)2反应生成CaSO4,会产生体积膨胀,而CaSO4与混凝土中的C3A反应生成硫铝酸钙,会产生第二次体积膨胀,膨胀应力使混凝土胀裂变酥,极大降低混凝土强度,使混凝土遭到破坏,甚至成粉末状。
2 水利工程中防渗施工技术分析
2.1 灌浆处理方法
2.1.1灌浆孔钻孔施工
(a)孔斜率要求。 灌浆孔一般要求为直孔,孔壁须直且均匀。 而当各孔间孔距较小时应特别注意测斜工作。
(b)钻孔顺序。 无论是固结灌浆孔还是帷幕灌浆孔都应采取逐步加密的施工顺序,即先进行第一序施工,再第二、 第三按顺序进行施工。 这样前一序孔可以用后序孔作为检查孔。 最后对灌注孔进行压水测试,若吸水率达到有关规定要求的则可将后序孔的灌注工作省去。
2.1.2 灌浆方法
目前,我国采用较多的灌注方法主要有卵砾石层防渗帷幕灌浆、 高压喷射灌浆、坝体劈裂灌浆及控制性灌浆。
(a)坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆。随着防渗墙技术的日益成熟,目前很多水利工程防渗施工中较少采用坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆的方法。 其灌注浆液主要是粘土,另外再加少量水泥混合搅拌。因卵砾石层防渗帷幕灌浆存在较难形成自立的钻孔及受地址条件的限制而不能将浆液的填充范围有效地控制起来,因此,其通常需要采用打管灌浆、 循环钻灌阀跟管灌浆、套阀式灌浆等方法,且经常需要采用3排以上的灌浆孔以达到相对较高的防渗标准。
(b)高压喷射灌浆。
高压喷射灌浆是借助高压水或高压浆液形成的高速喷射流束,将被灌地层结构切割及破碎掉同时水泥浆液顺势冲填其中,与被灌地层土颗粒掺混并形成壁状固结体,从而实现防渗目的,提高地基承载能力。 高压喷射灌浆根据被灌地层结构和防渗要求可分为旋喷、 摆喷和定喷三种。 高压喷射灌浆具有设备简单、 造价低、 料源广、功效高及搭接防渗效果好等优点,但同时也存在使用设备较多、 对被灌地质条件要求相对较高及较难控制,易形成漏喷现象等缺点。
(c)坝体劈裂灌浆。
坝体劈裂灌注主要是指运用坝体应力分布规律的特点,使用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时将泥浆适量地灌进劈裂处,使之形成铅直连续的防渗泥墙,从而达到堵塞漏洞、 裂缝的目的,提高坝体的防渗能力。 另外,坝体劈裂灌注后可通过浆与坝之间的互压和湿陷作用,使坝体内部应力重分布,同时提高坝体的变形稳定性。 高压喷射灌浆主要用于均质土坝及宽心墙坝中。 在使用高压喷射灌浆方法时应根据坝体渗漏的具体情况采取相应的防渗施工措施,如当坝体施工质量较差,甚至上下游之间出现贯通横缝现象时,应做全线的劈裂灌浆;而当坝体只是局部出现裂缝时,只需在可能有裂缝处均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群即可。
(d)控制性灌浆。
这种方法是对传统工艺的调整,是一种改进型的工艺,主要是指在保证质量和效果的基础上通过对浆液压力和流量的控制措施,将灌浆范围有效地控制住。 其具有节约时间和投资成本的优点。
2.2 防渗墙处理法
防渗墙是指使用专用机具钻凿圆孔或开挖槽孔,然后在孔内浇灌混防渗材料(凝土、 黏土等)或安装预制混凝土构件形成连续的地下墙体 。也可用板桩 、定喷桩、 旋喷桩、灌注桩等各类桩体形成防渗墙 。防渗墙要求柔性强、 墙体厚度小 、耐久性好 、渗透系数低,同时要求单位面积造价低 。防渗墙的施工方法包括多头深层搅拌水泥土 、链斗法 、锯槽法、 射水法、 薄型抓斗和倒挂井法等成墙工艺。
2.2.1多头深层搅拌水泥土成墙。 多头深层搅拌桩机一次多头钻进,将水泥浆喷人土体同时进行搅拌,使土体和水泥浆液混合固结成多个水泥土桩,桩与桩连接形成水泥土防渗墙,目前水泥土防渗墙最大成墙为深度22m,抗压强度>0.3MPa,渗透系数为
2.2.2锯槽法成墙。 锯槽机的刀杆以一定的倾角在先导孔中一边作上下往复的切割运动,一边以一定的速度(根据地层状况一般为0.8-1.5m/h)向前移动开槽,被锯切割下来的土体可以采用反循环或正循环的方式通过排渣系统排出槽外,同时采用泥浆护壁 。浇筑塑性混凝土,形成宽度为0.2-0.3m 的防渗墙体。 锯槽机由动力及传动系统 、刀杆及支架加压系统 、行走底盘 、电气控制系统及排渣系统、起重设施组成 。锯槽机有机械式和液压式两种传动方式 ,两种分别以不同规格的刀杆进行组合,开槽深度可达到 40m,宽度可达20cm-50cm。 有施工效率高、 连续成槽 、质量好、 墙体连续的优点,并且具有成墙深的特点,锯槽法成墙适应于砂土、 粘土和卵石粒径小于100mm 的砂砾石地层。
2.2.3链斗法成墙。 通过链斗式开槽机排桩的旋转链斗装置取土,将斜放的排桩下放到成墙深度,开槽机前进开挖沟槽,同时并采用泥浆护壁,浇筑混凝土的方法和锯槽法类似。 这种开槽机的开槽,宽度为16-50cm,深度可以达到 10-15m 。链斗法成墙适应于粘土砂土和粒径小于槽厚的、 含量小于 30%的砂砾石地层。
2.2.4薄型抓斗成墙。 采用斗宽是 0.3m 的薄型抓斗开挖沟槽,同时采用泥浆护壁,浇筑塑性混凝土或者采用自凝灰浆形成薄壁防渗墙薄型抓斗成墙最大深度能够达到 40m 。薄型抓斗成墙适用于砂土、 粘土及砂砾和卵石的含量与粒径在一定范围内的土层。
2.2.5射水法成墙。 射水法成墙是利用造孔机成型器内的喷嘴,射出高速水流用于切割土层,成型器上下运动切割并修整孔壁,同时采用泥浆护壁,类似锯槽法正循环或反循环出渣。 槽孔形成以后,浇筑塑性混凝土或水下混凝土,形成薄壁防渗墙。 射水法成墙厚度为22-45cm,深度可以达到 30m,适应于粘土、 砂土和粒径小于 100mm的砂砾石地层。
综上所述, 水利工程堵漏防水是一项系统工程, 需要综合运用多种学科和相关技术进行综合的治理, 具有施工难度大和技术要求高的特点。 在水利工程防渗施工过程中要始终谨记:防堵结合,刚柔结合,因地制宜,综合治理的原则,同时结合施工现场的实际情况, 选择相对应的施工方法以及合适的材料,在确保安全、质量和进度的前提下追求企业经济效益的最大化,为促进我国水利事业的可持续发展而不懈努力。
参考文献:
[1]黄谋,岑耀辉.水利水电建筑工程施工技术应用探讨[J].科技传播,2011(13)
本工作研究了冷消解、微波消解、高压密闭消解方法对超声破碎后细胞中砷的icpms测定的影响,并与直接进样测定结果作对比。结果表明,微波消解法和高压密闭消解法效果较好,测定的精密度以rsd表示,分别为2.1%和1.2%;日间6次测定的精密度分别为1.2%和2.0%;元素加标回收率均在95.7%~108.1%范围。用4种消解方法对应的icpms方法检出限介于0.74~0.93 μg/l之间,符合痕量分析要求。本工作还建立了高效液相色谱(hplc)与电感耦合等离子体质谱(icpms)联用技术对1 μmol/l染砷组细胞样品中的砷化学形态进行了初步探讨,发现细胞内除了存在无机砷(as(ⅲ)和as(ⅴ))外,同时存在二甲基砷(dma)和一种甲基砷中间代谢产物。
【关键词】 细胞消解 高效液相色谱 电感耦合等离子体质谱 肝细胞 砷化学形态
1 引言
砷是人体中最丰富12种元素之一,同时砷也是人类确认的致癌毒物[1,2]。长期接触砷会对人体多种组织、器官造成危害,严重损害人类健康[3]。近年来,随着人们对健康程度的重视,砷在人体内代谢过程的研究越来越受到人们的关注。由于砷的毒性很大,因而不能直接进行人体内代谢实验。有研究报告不同物种之间的砷代谢过程存在很大差异,即使与人同属灵长类的猩猩,其体内对砷代谢与人类相比也具有非常大的差异[4],因而动物体内代谢实验只能对研究人体内砷代谢机理提供一个参考数据。基于此,目前该领域的研究人员多倾向于通过研究人体细胞对外源砷的代谢过程以揭示砷在人体中的代谢机理。
准确的砷测定方法在细胞中砷代谢过程的研究中起到至关重要的作用。目前细胞中砷元素的总量测定方法报道较少,尤其是样品前处理方法。研究者通常是通过简单的细胞破碎后直接测定砷元素含量或者通过冷消解的方式来实现溶液的均一化[5]。研究发现,由于细胞破碎的效率较低,并不能得到稳定均一的溶液,而采用冷消解时消解时间很难把握,而且消解效率不高。本工作将以chang肝细胞为研究对象,在细胞破碎的基础上对比了3种不同消解方法对细胞中砷总量测定结果的影响,从而寻找最佳的细胞消解方法。此外,在总量测定的基础上,本文将探讨细胞中砷化学形态的分析方法,以期为砷代谢机理的研究提供可用的分析方法学。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
7500a型电感耦合等离子体质谱仪(icpms, 美国agilent公司);1100型高效液相色谱(hplc, 美国agilent公司); hamilton prpx100(250 mm×4.1 mm, 10 μm)阴离子交换色谱柱;speed wave mw3+ 微波消解系统(德国berghof公司); milliq超纯水处理系统(美国millipore公司);al104 型电子天平(瑞士mettlertoledo公司);二氧化碳恒温培养箱(heraeus公司)。
naaso2(分析纯,上海试剂二厂);rpmi 1640培养基(美国gibco公司);hno3、h2o2为优级纯(德国merck公司);(nh4)2co3为分析纯;超纯水(18.2 mω cm)由milliq超纯水系统制得;agilent多元素混标(part#51834687),agilent内标(part#51834682),10 μg/l li、y、ce和tl的调谐液(美国agilent公司);asi3、as2o5(美国alfa aesar公司);二甲基胂酸(dma, 美国acros organics公司);甲基胂酸(mma)、砷胆碱(asc)、砷甜菜碱(asb)(清华大学);人张氏肝实质细胞(chang liver cell)购自中科院上海细胞库。
2.2 实验方法
2.2.1 细胞染砷及收集 染砷细胞样品是与沈阳中国医科大学合作培养获得。细胞经复苏、传代后,按不同浓度划分,共设置4组(即4个六孔版),每块六孔板第一个孔为不染砷对照样,其它5个孔为染砷样。将密度约为1×105个/ml的chang肝细胞接种于六孔板的培养皿中,每孔加入4 ml rpmi 1640培养基(内含10%胎牛血清、100 u/ml的青、链霉素)。将细胞继续在co2培养箱中放置24 h,待细胞完全贴壁且生长状态稳定后,分别加入用培养基配制的终浓度为1、5、10和20 μmol/l的naaso2溶液,37 ℃、5%co2孵育24 h。
在达到规定培养时间后,去除细胞培养液,用pbs反复冲洗。用细胞刷刮下六孔板各孔内贴壁细胞,转移到5.0 ml离心管中(每管大约1.0 ml样品,约含2.5×106个细胞),超声破碎后密封,于-70 ℃下进行保存。
2.2.2 细胞样品前处理 (1)直接测定:将约含2.5×106 个细胞的超声破碎后的样品经超声混匀后用超纯水稀释约10倍,定重,以89y为内标,直接进样进行icpms测定。(2)冷消化法:参考文献[5]方法对细胞进行冷消化,即将约含2.5×106 个细胞的超声破碎后的样品以1×105 r/min离心15 min,令残留细胞及细胞残体聚集于塑料管底部,在每个塑料管中加入1.0 ml优级纯hno3和200 μl h2o2。待底部沉淀变成黄黑色时轻轻弹振塑料管,令沉淀上浮样品在室温下静置24 h,再度离心5 min以目测看不到残渣为消化完全。每个样品用超纯水准确稀释约10倍定重,而后以89y为内标,进行icpms测定。(3)高压密闭容器消解法:将约含2.5×106 个细胞的超声破碎后的样品,置于酸蒸洗净的ptfe消解罐中,加入2 ml hno3,放烘箱中80 ℃预消解2 h然后升温至170 ℃消解2 h, 待冷却后加入200 μl h2o2,反应5 min,然后将样品移入pet瓶中,用超纯水稀释约10倍,定重,即为待测溶液。(4)微波消解法:将约含2.5×106个细胞的超声破碎后的样品,置于酸蒸洗净的ptfe消解罐中,加入2 ml hno3,然后按照leaf程序消解,冷却后加入200μl h2o2,反应5 min,然后将样品移入pet瓶中,用超纯水稀释约10倍,定重,即为待测溶液。
2.2.3 标准溶液的配制 用5% hno3逐级稀释砷标准,浓度梯度(以砷计)为0.0、10.0、20.0、50.0和100.0 μg/l。用超纯水配制10 mg/l的混合asc、asb、as(ⅲ)、dma、mma和as(ⅴ)(以砷计)储备液。
2.2.4 icpms测定细胞中的砷总量 为了提高砷测定灵敏度,用10 μg/l的li、y、ce和tl混合标准溶液调整仪器各项指标(见表1),使仪器灵敏度、氧化物、双电荷等各项指标均达到测定要求。在线引入内标,对空白溶液、标准溶液、待测溶液依次进行测定。
表1 agilent 7500a icpms 工作参数(略)
table 1 operating conditions of agilent 7500a icpms
2.2.5 hplcicpms分析染砷细胞中砷化学形态
(1)样品处理:为保证砷在样品中所存在形态不发生变化,细胞样品从-70 ℃超低温冰箱取出后吹入高纯氮气,置于4 ℃冷藏冰箱解冻,解冻后的样品经超声混匀,过0.45 μmol/l醋酸纤维膜后直接进样测定。(2)hplc条件:hamilton prpx100阴离子交换色谱柱(250 mm×4.1 mm×10 μm);流动相为:a. h2o,b. 50 mmol/l (nh4)2co3(ph=9.5),二元泵梯度程序为0~15 min,100%~0% a, 0%~100% b;15~30 min, 0%~100% a,100%~0% b;流速1.5 ml/min,进样体积20 μl。(3)icpms条件:rf功率1350 w,载气为高纯氩气,载气流速1.08 l/min,停留时间分别为75as(0.5 s)、72ge(0.1 s)、35cl(0.1 s)、77se(0.1 s)、83kr(0.1 s)。
3 结果与讨论
3.1 不同处理方法砷总量测定对比
生物样品的消解处理方法多采用湿法消解,而湿法消解包括敞开式湿法消解和密闭湿法消解。虽然敞开式消解步骤简单,样品处理量大,但由于砷即便在较低温度就可转化为挥发性的二聚物或单氧化物从而造成损失,因而敞开式消解并不适合砷的测定。所以密闭湿法消解是生物样品中砷s前处理方法的首选。密闭湿法消解是在密闭空间内采用强酸性或强氧化性的试剂对样品进行液体化、均一化的过程,其又可分为高压密闭容器消解、微波消解、冷消解等方法。密闭容器消解与微波消解法均在密闭消解罐中用强酸消化处理样品,区别在于前者采用在烘箱中外加热消解罐使样品消解,而后者则利用微波的穿透性和激活能力,内加热密闭容器中的试剂和样品,而冷消解法主要是针对有机物含量较低的样品的消解方法。其不通过加热仅靠试剂本身的酸性和氧化性对样品进行消化。表2显示了不同消解方法之间的对比结果。从表2中可看出,用微波消解法和高压密闭消解法处理样品时细胞内砷总量测定的差异较小,而用冷消解和直接进样法时坤测定的结果则低于其它两种方法的结果,尤其是用直接进样法测定的结果仅为用微波消解法时的50%左右。多次测定结果的相对标准偏差(rsd)表明,当用微波消解、高压密闭消解法时,多次测定的标准偏差最小,其次为冷消解方法,最次为直接进样测定。这可能是由于细胞样品破碎不完全,样品中残留未破碎的细胞,因而直接进样测定时,样品测定的稳定性稍逊于消解后的样品。而通过冷消解处理后的样品,虽然样品的均一性有了提高,但是相对于加热消解的方法来说尚有差距。微波消解法和高压密闭消解法的测定结果无显著性差异,但后者耗时长、易引入污染;而前者耗时短,空白低,易挥发元素砷损失更少。根据以上的比较,本工作选择微波消解法进行细胞样品处理。
表2 4种消解方法测定染砷细胞中砷总量的比较(n=3)(略)
table 2 comparison of 4 digestion methods(μg/l, n=3)
3.2 干扰及消除
应用icp-ms进行分析生物样品中砷的测定干扰问题需要解决。其干扰包括质谱干扰和非质谱干扰两类。质谱干扰的产生是由于生物样品中的35cl元素含量一般较高,35cl与等离子体中的载气ar2形成40ar35cl多原子离子影响测定结果。本工作通过稀释样品来降低cl-浓度,并采用优化仪器条件和选择合适的干扰校正方程来进行测定校正。实验中编辑干扰方程75as=75m-77m(3.127)+82m(2.733)-83m(2.757)来校正砷的多原子离子干扰。非质谱干扰主要源于样品基体,基体效应会对待测元素产生抑制作用。克服基体效应最有效的方法是稀释样品、内标校正、标准加入、基体消除等。本实验通过加入1.0 mg/l 89y溶液作内标在线监测信号变动情况,可有效克服仪器漂移,保证测量的准确性。
3.3 线性范围及精密度
测定0~200 μg/l的砷标准溶液系列,砷的分析信号值与浓度呈良好的线性关系,相关系数为0.9998,icpms具有极宽的线性动态范围,能保证样品分析在有效范围内。
用4种方法对1 μmol/l染砷组平行测定7次,计算其相对标准偏差考察精密度,结果见表3。表中结果显示,与微波消解和高压密闭消解法相比,直接进样和冷消解的精密度明显偏低。而高压密闭消解法(rsd=1.21)的当日精密度略优于微波消解法(rsd=2.1)。
此外,本实验通过对4种前处理方法处理后1 μmol/l染砷组的样品连续测定6 d(每天一次)得到了不同方法的日间精密度,结果列于表3。由表3可见,直接进样的日间精密度最差,其次为冷消解,其rsd均超过10。而其它2种方法均显示了较高的日间精密度。对比微波消解法和高压密闭消解法的精密度发现,虽然高压密闭消解法的日内精密度较高,但其日间精密度略高于微波消解法。
表3 测定精密度及日间精密度测定(略)
table 3 measurement precision and interday precision
表4 检出限及加标回收率测定(略)
table 4 detection limits and spike recovery
3.4 方法检出限及回收率
平行测定11次空白溶液,计算3倍的相对标准偏差,其对应的浓度值为其检出限,结果见表4。
由于缺少细胞样品的标准参考物质,本实验采用加标回收的方法判断测定方法的准确性。对于5 μmol/l组染砷样品加入浓度相当于100%本底浓度的砷标准溶液,采用4种方法平行处理加标样品,最后测定溶液中砷含量,计算加标回收率,结果见表4。回收率实验显示除直接进样外,其它3种消解方法的回收率均在84.1%~108.1%之间,显示了较好的方法准确性。
3.5 细胞样品中有机砷形态的测定
无机砷(主要指iasⅲ)进入人体后,在酶的作用下会发生甲基化作用,这是人体砷代谢的主要途径[6~8]。砷在人体的甲基化过程主要发生在肝脏中,肝脏是人体代谢外源砷的主要器官[9~10]。目前对肝脏中砷甲基化的机理尚不清楚,但是通过对肝脏中甲基化砷(主要为mma和dma以及一些中间代谢产物)的测定和表征可以反映人体对砷的代谢程度,尤其是对慢性砷中毒的患者,通过对其体内甲基化砷的测定可以判定其代谢情况,从而对其治疗效果提供一个可评判的依据。另一方面,通过对肝脏中砷代谢产物的测定和表征可以对其代谢机理研究的准确性提供直观的判定。
本工作选用(nh4)2co3和h2o为流动相,考察了在不同梯度下对asc、asb、dma、mma、as(ⅲ)和as(ⅴ) 6种砷标准的洗脱能力,并改进了其分离方法。用上述2.2.5方法(1)中所列梯度及其它条件分别对20 μg/l 6种砷化学形态(asc、asb、dma、mma、as(ⅲ)和as(ⅴ))标准溶液进行分析,确定其不同保留时间;用纯水配制上述6种砷化学形态的混合标样并用hplcicpms分离测定,其色谱图如图1所示。由图1看出,在此梯度条件下基本实现了6种砷化学形态分离。
图1 10 μg/l的asc,asb,as(ⅲ),dma,mma和as(ⅴ)混合标样的hplcicpms色谱图(略)
fig.1 hplcicpms chromatographic spectrum of 6 mixed as species standards
1. arsenocholine(asc); 2. arsenobetaine(asb); 3. as(ⅲ); 4. dimethylarsinic acid(dma); 5. monomethylarsinic acid(mma); 6. as(ⅴ).
根据上述分离条件对1 μmol/l染砷组样品进行分析,如前所述,细胞样品中35cl含量较高易与icpms工作气体 ar生成40ar35cl+,造成质谱干扰,因而在对样品中砷化学形态进行分析时,采用时间分辨分析模式,仪器同时监测75as,72ge,35cl,77se,83kr的信号,用以排除40ar35cl+干扰峰[10]。图1显示了1 μmol/l染砷组样品的砷总离子流图。由图1可看出,样品中砷主要是以as(ⅴ)的形式存在,可能为未被肝细胞代谢的as(ⅲ)氧化产生。此外谱图中还存在少量的as(ⅲ), dma以及一种暂无法确定的砷化物。
图2 1 μmol/l染砷组样品砷化物hplcicpms色谱图(略)
fig.2 hplcicpms chromatographic spectrum of as species compounds in 1 μmol/l group
a. 未经h2o2处理(without h2o2 treatment); b. 经h2o2处理(with h2o2 treatment).
虽然目前对肝脏中砷甲基化的假说很多,但有一点已达成共识[11,12]:无机砷在肝脏内的代谢过程遵循一个基本的流程即as(ⅴ)首先还原为as(ⅲ),而后通过甲基化作用首先形成mma。mma通过一系列中间代谢产物再次甲基化形成dma,而dma为肝脏甲基化代谢无机砷的最终产物[9]。图2a中显示dma的存在,说明砷在肝细胞中的甲基化作用确实存在。考虑到谱图2a中未发现mma,因而可以推测未知峰可能为mma发生二次甲基化过程中的中间代谢产物.为了证实这个假设,本实验在该样品中加入了适量的h2o2,静置4 h后重新测定其含有的砷形态,结果见图2b。对比图2a和图2b可以发现,经h2o2处理样品后,原来存在的未知峰和as(ⅲ)均不存在了,取而代之的是出现了mma的色谱峰且as(ⅴ)峰的面积增大25%左右(as(ⅲ)氧化的结果)。有报道指出[13],适量的h2o2可以使砷与巯基结合键断裂。由此可以推断未知峰极有可能为mma甲基化为dma时的中间代谢产物。由于目前各种砷在肝脏中代谢理论的假说的不同点体现在砷甲基化的中间代谢产物上[11,12],即若能准确表征砷代谢的中间产物即可判定各种假说的真实性。因而本工作所建立的分离方法对砷代谢理论的发现可提供了重要的支持。
4 结论
本研究较系统地比较了3种肝细胞的消解方法,采用高压密闭消解法和微波消解法时,砷的测定结果、测定精密度、日间精密度及加入回收率均优于用直接进样和冷消解法时的结果。如果进一步考虑到样品处理时间等因素,本研究推荐采用微波消解法作为细胞中砷总量测定时的样品处理方法。本工作建立了hplcicp/ms联用技术分析细胞样品中甲基化砷的方法,实验发现了一种甲基砷的中间代谢产物,可对判定目前砷代谢理论各种假说的真实性提供技术支持。
【参考文献】
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1 输液渗漏对机体的损伤
1.1 血管损伤 体液及细胞漏出,引起血管周围大量结缔组织增生,致使管壁增厚、变硬,管腔缩小或堵塞。通过实验表明20%甘露醇更容易导致血管损害且不易恢复。
1.2 局部组织损伤 局部组织肿胀轻者引起酸、麻、胀、痛等刺激症状,重者由于炎症介质的作用及药物的毒性作用。造成局部组织坏死。如处置不当还可造成瘢痕挛缩、关节僵直、功能障碍。
1.3 骨筋膜间隔综合征 由于输液大量渗漏,超过皮肤扩张限度,致皮下组织的压力增高。并压迫骨筋膜间隔使其容积变小,压力增高,血液循环受阻,造成神经、肌肉组织缺血、缺氧,从而使局部酸性代谢产物堆积,毛细血管通透性增加,大量渗出液进入骨筋膜间隔,使其压力进一步增高,造成了缺血-水肿-缺血的恶性循环最终造成肢体感觉运动功能障碍。
2 引起输液渗漏的原因
2.1 血管因素 主要指输液局部血管的舒缩状态、营养状态如休克时组织有效循环灌注不足,血管通透性增加,而滴人多巴胺后,静脉壁的营养、血管发生痉挛、静脉壁可因缺血缺氧而通透性进一步增加导致药液渗漏。
2.2 物理因素 包括环境温度、溶液中不溶性微粒的危害,液体输液量、温度、速度、时间、压力与静脉管径,舒缩状态是否相符。针对对血管的刺激旧法拔针对血管壁的损害等。
2.3 药物因素 主要与药物酸碱度、渗透压、药物浓度、药物本身的毒性作用及I型变态反应有关。如静脉推注20%甘露醇4~8次后,血管壁增厚、内皮细胞破坏、血管内瘀血。周围组织炎症及水肿等,而生理盐水却无此改变。
2.4 感染因素和静脉炎 微生物侵袭引起的静脉炎以及物理、化学因素引起的静脉炎都可使血管通透性增高。最近有报道认为静脉药物的化学刺激仅仅是静脉炎的诱因,而主要原因与神经传导因素有关。
3 输液渗漏的预防
包括:①严格执行无菌技术操作。密切观察患者输液情况。对输液渗漏者力争早发现、早治疗;②正确选择穿刺静脉,对血管活性药和渗透压高、刺激性强的药物及末梢循环差的患者宜选择粗大静脉穿刺,避免同一部位多次、长时间输液;③熟悉注射药物性质:选择合适的给药方式,采用适当稀释、调节pH,减慢注射速度,适当调节室温及穿刺部位保暖,提高注射液温度等措施,以减少药液对管壁的刺激;④减少对血管壁的机械刺激和损伤:a.提高静脉穿刺成功率;b.提倡使用静脉留置针;c.采用新法拔针法,先拔出针头再立即用干棉签按压穿刺点;⑤应用局麻药,在静脉穿刺点近心端外敷1%地卡因,皮下注射2%普鲁卡因可防止静脉炎的发生,从而防止渗漏。
4 对渗漏采取的治疗方法
怀疑渗漏后,应立即停止注射或更换注射部位并抬高患肢,然后继续观察受累组织损伤的表现,防止局部进一步损伤。并根据引起的原因,药物的性质,对血管组织损伤的程度等,选择不同的治疗方法。①冷敷:使血管收缩,减少药物的吸收,减少渗漏,灭活渗漏的细胞毒性药物,早期局部非炎性水肿首选冷敷。化学药物渗漏用冰块冷敷,氢化考的松湿敷效果满意。高渗液阳离子溶液,以及血管收缩药液渗漏引起组织损伤,采用654-2湿敷,配合酚妥拉明局部封闭的效果很好;②热敷:促进液体吸收,主要用于血管收缩剂,如去甲肾上腺素、阿拉明、多巴胺等的渗漏.用寒痛乐热敷;③注射盐水释释渗漏药物或应用特异性解毒剂:常用于细胞毒性药物、钾及碳酸氢钠等溶液的渗漏。化疗药物常用解毒剂:0.25%普鲁卡因、4%碳酸氢钠维生素C;④中西药制剂:烫伤膏治疗甘露醇外敷、京万红软膏外涂、黑墨草外敷。红花甘草散外敷对防治静脉炎,输液渗漏都有较好的效果;⑤封闭疗法:常用普鲁卡因,酚妥拉明局部或穴位封闭。二者都有扩张血管作用,封闭注射可防止药物与组织细胞相结合,用于化疗药物渗漏效果肯定。如漏出的药液刺激性强为避免组织坏死,可将透明质酸酶150~300u加入0.25%的普鲁卡因注射液10~15 ml中行局部封闭;⑥手术治疗:对广泛组织坏死,可行手术清除、皮移植、植皮等。
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关键词 外窗渗漏 原因分析工程维修
中图分类号:TU74文献标识码: A
建筑物的外窗是联系建筑物内部与外界的窗口。但正是因为这些窗口的存在,往往因渗漏而造成室内装饰发霉变黑,甚至脱落,极大地影响了居住环境及建筑的使用寿命,给用户及物业管理带来了许多烦恼和不便。为治理建筑物外窗渗漏,维斯盾断桥铝门窗系统通过分析外窗的渗漏原因,研究出预防渗漏的几项质量控制措施,希望能为建筑外窗部位渗漏的有效治理提供借鉴。
一、原因分析
1、窗框四周塞缝不密实,存在空隙或裂缝,临时固定的木尖或垫块没有取出来,窗台在粉刷前没有把浮浆凿除清洗干净
2、窗框四周砂浆打底层施工时基层养护或工序没做到位,与大面积粉刷打底的条件不一致(特别是加气砼砌体)
3、窗框四周粉刷打底层厚度超大(特别是窗台),没有采取相应的措施,导致粉刷层开裂、空鼓。
4、窗洞四周外墙面砖铺贴挂灰不饱满,勾缝时采用刮浆方式且压缝不到位,窗周阳角对接面勾缝不到位,形成渗水空隙。
5、窗台外侧比内侧高、窗顶滴水线(鹰嘴)不规范,不利于排水。
6、外窗外侧窗框四周未做防水密封处理,仅用低档玻璃胶嵌缝,玻璃胶过早老化失效,在风力作用下雨水从窗台外侧渗人室内墙面。
二、预防措施
1、窗框安装之前,必须先复核洞口的尺寸、标高和平面位置,外墙面为贴面砖的还必须结合面砖的水平和垂直灰缝进行复核。
2、检查窗框安装的平面位置、标高、垂直度、锚固点,复核无误后,才能进行窗框周边的塞缝工作。必须选择责任心强、经验丰富的师傅工负责塞缝工作。塞缝施工前,施工员必须对操作人员进行详细的技术交底。
3、窗台内侧应高于窗台外侧15毫米,窗框下沿应低于窗台外侧5毫米;外侧窗台施工时应做不小于5%的排水坡度,窗洞上口应有滴水措施(滴水线或鹰嘴状)。
4、对窗洞口外侧和侧面进行粉刷打底(粉刷的材料、工序同外墙粉刷打底)并加强养护;在窗洞外侧和侧面30公分宽度范围涂刷一道水泥基防水涂料,或满刮一道2毫米益胶泥;现场施工员必须跟踪检查。
5、塞缝必须采用聚氨酯PU发泡剂、弹性闭孔材料,或设计图纸要求的材料。
6、发泡剂应连续施打,一次成型,充填饱满。应特别关注窗框连接件处、窗洞转角处是否充填饱满。待凝固后将溢出窗框表面的发泡剂刮掉,使其比窗框表面收进0.5公分。
7、对窗洞口外侧和侧面进行粉刷打底(粉刷的材料、工序同外墙粉刷打底)并加强养护;在窗洞外侧和侧面30公分宽度范围涂刷一道水泥基防水涂料,或满刮一道2毫米益胶泥;现场施工员必须跟踪检查.
8、当外墙面装修采用面砖时:
1)窗洞四周的铺贴砂浆应饱满,不得有空鼓现象。
2)灰缝必须采用平缝作法,勾压密实,不得有裂缝、沙眼现象。窗洞四周的阳角对接缝必须用益胶泥或白水泥填塞密实,不得留有缝隙或孔眼。
3)外墙面清洗时应选用经过稀释的草酸,严禁使用硝酸、硫酸等强酸作为清洗剂。外墙面使用草酸清洗剂清洗之前应提前2--3小时在外墙面喷水,使面
6、窗框骨料拼接处、窗扇骨料拼接处的内外侧必须用密封胶封闭。窗框下坎外侧必须按规定留泄水孔。
7、外架拆除之前,必须对外墙(包括外门窗)做淋水试验,连续淋水时间2个小时,如发现渗漏,必须整改完毕并再次淋水试验,直至没有渗漏才可拆除外架。
三、维修材料的选用
经我公司技术人员现场查勘,根据渗漏水的实际情况,结合我公司在其它项目中的类似情况及处理方法。建议:
1、外墙面及窗边饰面砖缝不密实,有空洞的采用聚合物防水涂料(该材料用于卫生间防水和外墙防水效果好,但不适用于屋面防水)掺水泥制成的腻子填补,饰面砖较小的裂缝与女儿墙压顶及交接处用透明外墙防水胶刷补,然后喷淋一道无痕迹外墙防水剂;
2、铝合金窗自身不密实的重打密封胶
3、窗框与墙体交接处已开裂翘边的密封胶铲掉清理干净后用优质的密封胶重新嵌填
4、屋面女儿墙角部位渗水的打掉原有隔热层、找平层及面层,用无机铝盐防水砂浆将转角处批成圆弧阴角,然后做好防水层,经闭水试验不渗水后还原屋面隔热层及面层(由屋面防水维修班配合施工)
四、渗透的处理方法及具体施工做法
1、窗内槽防水打胶要仔细,排水保持通畅
2、对所有的外墙窗户要认认真真的做好淋水试验,铝合金窗的处理方 法,把靠窗框外侧的一排面砖凿到结构层,去掉发泡剂,用1:2防水砂浆分两次嵌缝,待砂浆凝固后打密封胶,然后再把面砖补好、勾缝、窗与墙体接缝处再打密封胶
3、窗有细小渗点的,在墙切开渗点,用堵漏王封死,再用1: 2.5防水砂浆分层粉刷
4、铝木窗侧渗漏首先要处理好主框与附框之间的缝隙,5~10mm的缝隙 可用发泡剂填充,小于5mm的缝隙可用相应的橡皮条填塞,然后在窗的内外侧打胶,面砖嵌入主框的部份,在距主框外15~20mm处用切割机把面砖切开凿掉,(凿至刮糙层或止水带表面),取消掉分格条,再打胶处理,结合层一定要清干净。
5、窗框与墙体有空隙须灌浆处理的,在窗框的四周用电钻钻直径6mm的孔洞。安上灌浆咀用手压灌浆机压入环氧树脂加水泥配制的浆液,浆液压满后用木楔子或速凝水泥封住灌浆咀,经七十二小时固化后切掉木楔子,还原灌浆打眼处的内墙涂料。
6、墙面及窗边维修,将用于外墙施工的尼龙吊绳固定在屋面可以负重的固定件上,将滑板安装好,工人系好安全带坐在滑板上,下到需修补的部位,以及空调洞口,膨胀螺栓周围用聚合物防水涂料制成的腻子填补墙面及窗边四周饰面砖大的缝隙和孔洞,用无色透明防水胶涂刷小的裂缝,窗框和墙体交接处断裂、翘边的密封胶用小平铲铲掉并清理干净后重新嵌填优质的密封胶,抹刮平整密实
7、待以上工序完成后将无痕迹外墙防水剂浓缩液:水=1:9配制的液料,用农用喷雾器喷淋墙面(喷防水剂时墙面必须干燥,天气晴好)
8、渗漏整改的同时必须采取产品保护措施,防止产品污染。
9、渗漏整改方案应有安全保证措施,整改修补的现场安全措施必须到位。安全保证及文明施工。
五、维修工程的验收及回访保修
维修补漏工程完工后,应待下一次大雨或用水管淋水试验不渗水后,即可请建设单位到现场进行验收;工程自完验收之日起,保修两年,保修期内要定期回访,出现问题时,及时采取措施,做好维护返修。
六、小结
外窗部位防水是一项系统工程,材料是基础,设计是前提,施工是关键,管理是保证。
参考文献
关键词:超大牵伸;牵伸装置;传动机构;牵伸分配
中图分类号:TS103.114 文献标识码:A
An Overview of the Technological Development of Drawing Frame
Abstract: The development of drawing machine has made great progress both at home and abroad in terms of technology, raw materials and process and it has entered into a new era that highlights high speed, high yield, high quality, high efficiency and energy-saving, high stability and reliability. These functions comply with the general developing trend for incorporating electronic technology, information technology, network technology, automation and continuous production into one machine and make possible the connection of drawing, roving, spinning and winding processes.
Key words: drawing frame; feeding system; weighing system; drafting assembly
超大牵伸纺纱技术的研究牵涉到整个细纱工艺过程,包括基本理论、半制品喂入方式、牵伸型式、牵伸传动及牵伸分配等。目前已有超大牵伸纺纱技术的牵伸倍数达37 ~250倍,并且成纱质量也比普通环锭纱好。超大牵伸是缩短纺纱工艺流程的主要手段之一,它在改进环锭纺纱的成纱质量、降低生产成本方面都有显著效果和很好的发展前景。
1 超大牵伸纺纱技术的研究现状
1.1 基本理论
牵伸区中摩擦力界是控制纤维运动的主要因素,为确保牵伸机构工作的可靠性,要求摩擦力界稳定。因此形成稳定均匀、分布良好的摩擦力界是提高牵伸能力和成纱质量的重要途径,这也是研究超大牵伸时需要解决的关键问题。
摩擦力界的产生可以依靠粗纱捻度及加压等措施来实现。目前利用捻度控制纤维的运动已经被认可且运用到了实际,但捻度的不稳定性和捻回重分布现象使得其产生的附加摩擦力界并不稳定;轻质辊在牵伸区中可以产生稳定的摩擦力界,阻止捻回的重分布向前集中。目前使用的皮圈式超大牵伸机构,由于捻度及皮圈的作用,浮游区的摩擦力界往往很大,超过所需摩擦力界,使以前罗拉速度运动的快速纤维带走其他纤维,形成竹节等疵点。因此,近前罗拉处摩擦力界应遵循向前逐渐减小的原则。一般来讲,牵伸区中摩擦力界可分为两部分:一部分是近后罗拉部分,大多数纤维以后罗拉的速度运动,需要一定的摩擦力界用以承担纤维所受的牵伸力,所以不用遵循摩擦力界向前逐渐减小的原则;另一部分是近前罗拉部分,大多数纤维以前罗拉的速度运动,这部分的摩擦力界应向前逐渐减弱,以确保以前罗拉速度运动的纤维能顺利抽出。
1.2 半制品的喂入方式
超大牵伸半制品的喂入方式可分为粗纱喂入和棉条喂入,其中粗纱喂入又分为单根粗纱喂入和双根粗纱喂入。在目前技术水平条件下,多以粗纱喂入为主,但棉条喂入仍不失为一种好的想法,值得深入研究。
根据德国Suessen(绪森)公司的RingCan环锭细纱机可知,采用棉条直接喂入可省去粗纱工序。棉条直接喂入避免了由于粗纱工序引起的不匀,棉条中的纤维平行伸直,相互间的作用力小,所需的牵伸力也小。牵伸力的减小有利于后区罗拉中心距的减小,从而对纤维特别是浮游纤维的控制将得到良好的改善,提高了后区牵伸倍数;同样,在前牵伸区由于纤维平行伸直,纤维从胶圈钳口抽出比较容易,双胶圈钳口不需要额外增加隔距块以加大两胶圈之间的隔距,纤维就可以得到很好的控制,提高了前牵伸区的牵伸能力。但目前棉条直接喂入存在一个很大的难题,即卷装尺寸受到限制。若以棉条筒的方式喂入,换筒困难、费用高且后罗拉速度极低,棉条喂入时极易产生严重的意外牵伸。
单根粗纱喂入考虑到粗纱具有一定的捻度,产生的附加摩擦力界可以更好地控制纤维的运动,但粗纺工序严重破坏了须条的均匀度,影响产品的成纱质量。因此有人认为可以采用双根粗纱喂入,双根粗纱喂入可以改善纱条本身原因而造成的不匀,这种改善尤其是在纤维长度均匀度或粗纱长度均匀度较差时特别显著。但采用双根粗纱并合喂入会增加牵伸负担,要求细纱机或者是粗纱机的牵伸能力应有相应的提高,这样又会恶化粗纱质量,降低生产效率。所以,无论是选择棉条喂入还是粗纱喂入都存在相应的利与弊,必须结合当下技术与生产条件选择合理的喂入方式。
1.3 超大牵伸工艺选配及机构型式
超大牵伸机构型式设计所要遵循的原则是:在摩擦力界稳定、机构简单、看管方便的前提下,尽可能地使牵伸倍数得到最大的提高。为实现大牵伸、强控制的效果,应尽量减小浮游区长度、缩短罗拉中心距和胶圈钳口隔距。下面将从工艺选配和机构型式两方面具体分析。
1.3.1 工艺选配
(1)罗拉列数
一般来讲,罗拉的列数越多机构越复杂,加压装置也越复杂,操作起来很不方便,所以超大牵伸机构的设计并非罗拉列数愈多愈好。意大利有一种六列罗拉的超大牵伸装置,牵伸倍数达200倍,每个牵伸区分配的牵伸倍数很小,牵伸效率低,且机构十分复杂,加压困难。实践证明100以上的超大牵伸可以在四罗拉牵伸装置上实现,而40倍左右的大牵伸由于加压装置和附加皮圈等原因,采用 3 根罗拉比 4 根罗拉更好。在不过分增加罗拉列数的前提下,实现牵伸倍数的提高可以从控制牵伸区中纤维的运动来着手。
(2)皮圈型式
超大牵伸所用的皮圈型式种类很多,最常用的有两种,即双短皮圈和长短皮圈。
双短皮圈牵伸皮圈对纤维的控制主要通过皮圈钳口隔距和皮圈本身的弹力来调节,且可缩小浮游区的长度,牵伸能力较好。随着皮圈使用时间的延长,皮圈作用给须条的压力逐渐减小,摩擦力界也相应变小,这使得其对纤维的控制缺乏稳定性。双短皮圈的弹力无法调节,上下皮圈的线速度不匀,当下皮圈线速度大于上皮圈并达到一定数值时,就会使下皮圈的运转受阻,从而形成中凹的现象。
长短皮圈牵伸装置下皮圈采用长皮圈,通过张力辊来保持皮圈的张力,一般用于主牵伸区。上皮圈采用短皮圈及活动皮圈销,活动皮圈销可以随着皮圈软硬的变化调节压力,从而达到稳定地控制纤维运动。长短皮圈避免了皮圈的中凹现象,条干CV值比双短皮圈要好。当通过的须条厚度不匀时,活动皮圈销利用其自动升降功能调节对须条的作用力,牵伸后须条的均匀度有所改善。当须条较粗时,分配的单位握持力减小,而皮圈销和弹簧增加的压力远远小于须条厚度的变化,故须条比较容易牵伸;反之,须条较难牵伸。
(3)加压与隔距
加压是为了在牵伸过程中有力地控制纤维运动,形成稳定良好的牵伸环境,防止纤维产生滑溜并改善条干CV值。用于超大牵伸的加压机构有重锤杠杆强制加压、自重加压和摇架加压等,其中摇架加压机构又分为圈簧摇架加压、板簧摇架加压和气动摇架加压,随着技术的更新,杠杆加压和自重加压因各自的局限性已逐渐被摇架加压所替代。圈簧式加压弹性保持持久且不易产生塑性变形,但不易保证罗拉加压钳口的平行度,从而导致罗拉钳口隔距的大小产生变化。板簧式加压相对圈簧式加压精度更高,且有利于胶圈钳口前移,缩短浮游区长度。气动加压压力稳定、重加压强控制、有欠压过压自调系统且清洁维护方便,其性能优于弹簧摇架加压,但系统复杂。
在牵伸区中,皮圈钳口到前罗拉钳口之间的距离为浮游区长度,纤维在牵伸过程中变速点主要集中在浮游区,此时纤维束呈扁薄状态,纤维数量较少且相互间的作用力小,运动很难控制。浮游区长度直接影响变速点的分布,为了使纤维束在浮游区中实现良好的牵伸,应尽量缩小浮游区隔距,增强对纤维束的控制能力。对纤维的运动情况影响较大的另一个工艺参数为胶圈钳口隔距,钳口隔距过大,纤维受到的压力小,容易造成慢速纤维被快速纤维带走的现象;钳口隔距过小,纤维很难从前罗拉钳口抽出,牵伸力随之增大,如果此时前罗拉钳口的握持力无法适应,便会产生硬头等疵点。超大牵伸时,牵伸区中纤维的运动更加敏感,必须处理好牵伸力、隔距、加压、摩擦力界之间的关系,才能实现良好的牵伸。
1.3.2 机构型式
目前使用最多的超大牵伸牵机构型式主要有三罗拉双胶圈牵伸装置、三罗拉四胶圈牵伸装置、四罗拉四胶圈牵伸装置等。三罗拉双胶圈牵伸装置以绪森公司的RingCan环锭细纱机为例,该细纱机采用棉条直接喂入,粗纱捻度低,所需牵伸力小,有利于胶圈钳口隔距和后罗拉中心距的缩小,从而提高了细纱机的牵伸倍数,后区牵伸倍数可达3.5 ~ 4,前区也较普通细纱机提高了 3 ~ 4 倍,并且所纺纱线CV值比普通环锭细纱好,粗节、细节、棉结少,强力高。三罗拉四胶圈牵伸装置有别于三罗拉双胶圈牵伸装置,它主要靠提升后区牵伸能力来提高总牵伸倍数。有试验研究表明,以三罗拉长短胶圈为基础将后区改为长短胶圈牵伸,则牵伸装置对后区内须条的控制增强,提高了后区的牵伸能力,同时有利于成纱质量的提高。以三罗拉长短胶圈为基础将后区改为双短胶圈牵伸,同样也能加强对后区须条运动的控制,牵伸倍数可达100多倍,减少了成纱毛羽的数量,特别是长毛羽的数量。四罗拉四胶圈牵伸装置是在三罗拉双胶圈的基础上添加了一对中后罗拉及一对胶圈,从而细纱机的总牵伸能力大大提高,牵伸倍数可达200多倍,成纱质量也有明显的提高,该牵伸装置喂入方式可以是棉条喂入。
1.4 牵伸传动
超大牵伸装置的牵伸倍数高,对牵伸传动的要求比普通牵伸更加严格。以三罗拉牵伸为例,若其采用SKF型牵伸,传动路线为前罗拉传动后罗拉,再由后罗拉传动中罗拉,这时后罗拉需要承担两列罗拉消耗的功率,而且牵伸倍数高,罗拉间的速度差异较大,使得齿轮很容易磨损,运转不平稳。为了保证牵伸传动机构的顺利工作,必须使传动机构的内应力减弱,可以从牵伸传动型式、增加齿轮宽度和改变齿轮材质等方面入手,重点在于改变牵伸传动型式。近几年,随着科技的进步,也有提出用多电机独立传动的,多电机独立传动可以很好地控制各罗拉的转速,并且无需变换齿轮及考虑齿轮的磨损现象等。电子牵伸传动在超大牵伸细纱机上的应用有利于细纱机形成稳定可靠的牵伸环境,为实现超大牵伸纺纱技术提供了有力的条件,具有很好的发展前景。合理的牵伸传动有利于提高细纱机的牵伸效能,优化后区牵伸,方便工艺调整,这对超大牵伸尤为重要。
1.5 牵伸分配
牵伸分配主要根据细纱机的牵伸型式和总牵伸倍数来确定。在细纱机上如何合理分配牵伸、发挥各牵伸区的牵伸效能是实现超大牵伸的关键。一般的牵伸装置后牵伸区是牵伸准备区,为张力牵伸,牵伸倍数较小,其牵伸倍数的变化对成纱质量的影响较大,故牵伸分配时要着重考虑后区牵伸倍数的大小。传统直线型牵伸的后区牵伸倍数小于1.4倍,依纳V型牵伸的后区牵伸倍数为1.3 ~ 2.0倍,由此来看合理配置各牵伸元件是可以适当提高后区牵伸倍数的。超大牵伸研究的主要内容就是合理控制牵伸区中纤维的运动情况,不同的牵伸型式,其牵伸区中纤维运动不同。为了达到提高总牵伸倍数的目的,关键在于提高对牵伸区中纤维的控制。在超大牵伸的研究中,必须改变后区牵伸倍数过小的牵伸分配形式,提高后牵伸区的牵伸倍数是提高总牵伸倍数的主要途径。
2 结束语
提高细纱机牵伸效能的关键在于对纤维运动情况的控制,必须处理好摩擦力界、牵伸力、加压与隔距之间的关系;棉条喂入有很大的发展潜力,但目前技术水平尚未成熟,有许多问题有待解决,采用双粗喂入更能满足超大牵伸技术的要求;牵伸机构的型式仍处于不断研究中,需要遵循在摩擦力界稳定、机构简单、看管方便的前提下,尽可能使牵伸倍数得到最大提高的原则;处理好传动机构的传动路线、传动元件、牵伸调整有利于须条的平稳牵伸,使牵伸机构处于最优工作状态;合理分配各牵伸区的牵伸倍数,充分发挥各区的牵伸效能,实现高倍牵伸。
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[关键词]消防设计;审核;建筑施工图;技术审查;可行性;实施方法
中图分类号:X9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)01-0123-01
1.前言
消防工作,在现代社会中发挥着至关重要的作用,对于保障人们的生命财产安全具有积极的意义和影响。针对消防设计进行全面有效的审核,针对建筑施工图进行充分的技术审查,能够有效检查出消防设计建筑图之中的问题,并积极采用有效措施控制和提升消防设计审核工作,能够起到良好效果。施工图消防设计文件的审查工作,通常是审图公司接受了公安消防部门的委托,针对消防施工图进行全面细致的审查,主要是针对现行建筑、消防标准和规范的各个要求进行充分满足。将消防设计审核工作积极纳入到建筑施工图的技术审查工作之中,对于有效提升消防设计的总体效果具有积极的效果。消防行政许可是行政审批的一项重要内容,需要积极深化改革工作,积极寻找到有效的消防审批方式,提升消防工作的整体水平。
2.消防设计审核纳入建筑施工图技术审查的可行性
2.1 消防设计审核过程的现实情况
在开展消防设计审核工作的过程中,现行的消防法律法规中消防设计审核主要是包含了消防技术审查和行政审批两部分内容,在开展具体审批工作的过程中,这两部分内容需要同步进行。只有当技术审查工作合格的情况下,才能够通过相应的行政审批,如果技术审查的不够合理,将不能够通过行政审批,工程项目也不能够顺利实施。通常情况下,在技术审查工作过程中发现的一些问题,需要积极采用一定的时间和过程进行整理和改进,这样将会无形之中延长行政审批的时间。
2.2 消防设计审核过程中存在着的问题
在控制建设工程火灾隐患源头的时候,开展消防设计审核工作能够起到积极效果。现阶段在进行消防设计审核工作的过程中,容易出现一定的问题,主要是集中在以下几个方面:第一,消防审批工作之前设置的条件较多,程序较为繁琐。针对消防设计审核的时候,需要积极开展施工图纸技术审查工作,加强消防行政审批,但是需要提前提供相应的许可证明文件,其中还需要有土地部门的文件手续等方面,涉及到了较多程序,需要花费的时间也较长。第二,一些存在着问题的建设工程在实际消防设计审核工作之中容易出现程序违法的情况,给消防设计工作造成十分不利的影响[1]。
3.建筑施工图技术审查工作实施过程中的优势
在建筑施工图技术审查工作之中,积极融入相应的消防设计审核工作,能够起到良好的效果,主要是现阶段消防设计工作的相关领导较为重视安全性问题,较少有领导违背技术原则的情况出现。其次,在当前已经在建的,或者审批要施工的建筑施工图纸,通常是由施工D审查工作评判的,施工图审查机构提供出相应的设计文件合格意见书之后,才能够进行正式的施工。将消防设计审核工作积极纳入到建筑施工图技术审查之中,具有良好的可行性,同时能够发挥积极的作用[2]。
4.消防设计审核纳入建筑施工图技术审查的实施办法
消防设计审核纳入建筑施工图技术审查,具有良好的可行性,同时能够发挥积极的作用和效果,需要注意的是,采用有效的实施办法,能够起到良好效果[3]。
4.1 积极建立好顶层指导协调机制
各个地方政府需要从城市建设和经济发展的角度入手,从政府的角度下发相应的正式文件,将施工图的消防技术审查工作积极纳入到工程建筑施工图技术审查之中,通过消防机构和建筑部门的协作,将能够有效实现施工图技术审查工作效果[4]。
4.2 使用图纸联合审查机制
将消防设计审核纳入建筑施工图技术审查过程中,可以积极使用集中受理的方式,减少单独设置消防技术审批窗口。通常情况下,在开展施工图审查工作的过程中,需要将消防技术审查工作当作是施工图审查的专项内容。积极建立起图纸联合审查机制,可以组织消防机构和图审机构进行联合审查工作。首先,需要积极统一受理工作,在市政务服务中心之中,需要设置相应的受理窗口,在受理消防设计审核工作的过程中,需要有效提前消防窗口原有的技术审查职能。只要相关的建设单位准备好较为齐全的材料,这样建设单位能够较为简便的通过审核。其次,需要积极开展同步审图工作,当消防部门或者图纸审查机构在受理消防设计图之后,需要自身承诺好的时限内,分别完成自身负责的具体审查工作。再者,还需要消防机构和图审机构进行统一性的回复。这两个机构在审查消防图纸的过程中,需要针对其中存在着的一些问题,有效出具相应的审查意见书[5]。
5.结束语
消防工作,对保障人们的日常生产和生活安全具有积极的作用和意义。消防建筑的设计工作,将会直接影响到消防工作的具体实施效果,因而针对消防设计进行全面有效的审核,就显得十分必要。消防设计审核过程中存在着一定的问题,影响到了消防设计审核工作的实际工作效果,不利于保证消防设计图纸的正确性和可行性。在开展消防设计审核工作的过程中,需要花费的时间较长,并且涉及到的程序较多,将其积纳入到建筑施工图技术审查之中,具有良好的可行性,同时能够产生较好的实施效果。
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一、政府效益审计的内涵
(一)效益审计的概念
效益审计是指审计机关对被审计单位财政收支和有关经济活动的经济性、效率性和效果性进行的审查和评价。
效益审计的目标主要是经济性、效率性和效果性。经济性是指投入的节约,效率性是指投入与产出的关系,效果性是指产出是否达到预期目标。这三个目标紧密相联,有时交叉在一起,并无明显的区分界限,实际工作中更难把三者完全割裂开来。因此,在审计中可以对这三个目标有所侧重,但为保证审计的客观性,通常会将三者联系起来统筹考虑。
(二)效益审计的特点
与财务报表审计相比,效益审计在设计的基本原理和程序方面都是相同的,不同之处主要表现在以下几个方面:
1.审计目标不同
一般来说,财务报表审计的目标是对财务报表的真实性、公允性发表审计意见,而效益审计是对被审计单位资源管理和使用情况发表审计意见。
2.审计方向不同
一般情况下,财务报表审计是对历史的财务信息进行审查和评价,而效益审计有可能是对未来情况进行的分析和预测,多数情况下,效益审计要对未来提出改进建议。
3.所依据的评价标准不同
财务报表审计所依据的评价标准基本上是相同的,即一般公认会计原则及相关具体的会计制度,效益审计由于每个项目的具体目标不同,所依据的评价标准也各不相同。
4.审计方法不同
由于审计目标的相对固定,财务报表审计所运用的方法相对比较固化。而效益审计项目的目标是多样化的,审计对象范围也十分广泛,审计项目中为实现审计目标所采用的方法也是无法固定的,几乎所有的社会科学研究方法,在效益审计中都有可能用到。
(三)开展效益审计的意义
1.开展效益审计是建立高效廉洁政府的需要
高效廉洁的政府,是现代化民主社会的基本特征。在以市场经济为中心的今天,在政府各部门以经济工作为中心的情况下,如果能对工作中的经济性、效率性和效果性进行经常性审计监督,那么,官僚主义和腐败现象就会少一些,经济决策就会更准确,国家的经济损失就会更少,社会效益也会大大提高。目前在公共资金的使用上存在着不重视经济效益,不算经济账,甚至严重浪费的现象,有限的资金没有得到合理有效的使用,使政府的效能下降,并为某些腐败分子提供了方便。尽快开展效益审计,有利于监督政府工作的效益,有利于建立清正廉洁的政府。
2.开展效益审计是有效利用有限资源的需要
随着国家在社会经济生活中的作用日益显著,公共支出占国民生产总值的比重不断上升,中央政府和地方政府所承担的经济责任的范围已大大扩展。国家公共开支的成倍增长和公营企业规模的不断扩大,特别是我国众多人口增长,经济资源越来越不能满足社会的需要,政府的生长基础和社会的发展机会愈来愈受限制。虽然目前我国的经济增长速度依然令世界刮目相看,我们也拥有得天独厚的自然资源和人力资源,但是如若按照可持续发展战略的要求,在这种高经济增长的背后,是否隐藏着对宝贵自然资源和人力资源的某种挥霍?对政府受托责任的考评应该定位在投资效益上。投资不仅包括经济资源,也包括人力资源、自然资源等;效益不仅包括经济效益,还包括环境的保护、社会的安定、民心的凝聚力等。
3.开展效益审计是维护人民群众利益的根本需要
现代社会是民主化的社会,是人民当家作主的时代。政府受人民之托、用人民的钱,理所当然的为人民办事。在民主社会,政府负有以最经济、最有效的办法使用管理各项资源,并使各项资源的使用最大限度地达到预期目的。因此,尽快开展效益审计,是维护民主与法制建设、建立现代化强国所必备的一个有力措施。
二、政府效益审计的技术方法
审计技术方法是为实现审计目标服务的,由于政府效益审计目标多样化、审计对象范围广泛,因此审计项目中为实现审计目标所采用的技术方法也是无法固定的,几乎所有的社会科学研究方法,在效益审计中都有可能用到。
(一)审查和评价经济性的技术方法
经济性是指投入的节约,即是否经济节约地获取和投入资源,资源包括人、财、物和信息等。审计人员在审查评价经济性时要关注资源获取和投入的时间、种类、数量、质量、成本和相关的决策、管理等方面。
1.投入合理性的评价
合理的投入要有助于产出,有利于产出结果。在投入合理性评价时,审计人员应重点关注被审计单位项目的设立和批准是否符合一定的立项和审批程序,是否严格按照规定的程序和制度办事,防止不合理的投入。
2.投入充分性的评价
充分的投入是项目及时和高质量完成的保证,包括及时投入和足额投入两个方面。在投入充分性评价时,审计人员应重点关注是否存在由于资金不充足、不到位而导致项目不能按时开工、工期拖长、逾期未建成、占压资金、资产闲置等各种损失浪费的现象发生;是否存在由于投入的不充分而变更设计、降低质量、以次充好,造成严重的质量问题等。
3.投入时机恰当性的评价
准确地把握投入的时机是决定投入成功与否的关键因素之一。在投入时机恰当性评价时,审计人员应重点关注被审计单位在投入前是否进行过广泛而深入的调查和研究,投入时机的选择是否恰当。
4.投入管理和控制的评价
规范化、科学化的投入管理和控制有利于提高资金的使用效益。在投入管理和控制评价时,审计人员应重点关注,在项目管理方面,被审计单位是否建立健全有效的组织管理和内部控制制度,如基建项目中的招标投标制度、项目法人责任制度、工程监理制度、合同管理制度等;是否对资金实行了全面管理,制定了资金管理具体办法和使用规定。
5.利用量本利关系对投入进行分析评价
量本利关系是指数量、成本和利润之间的关系。利用量本利关系对投入进行分析主要是利用盈亏平衡分析法,来分析处于盈亏平衡点的业务量水平,进而对项目的投入进行评价。盈亏平衡点是指不盈利也不亏损时的业务量水平,即收入等于成本时的业务量水平。
(二)审查和评价效率性的技术方法
效率性是指投入与产出的关系。一般用投入与产出的比例关系来反映投入资源的利用效率。高效率使用资源的特征是:一定产出条件下的投入最小化;一定投入条件下的产出最大化;更多的产出消耗更少的投入。审查评价效率性时可使用的技术方法主要有成本收益法、成本效果法、价值工程分析法。
1.成本收益法
成本收益法在分析计算成本与收益的基础上,比较成本与收益之间的货币金额关系,目的是确定被审计单位或项目的收益是否超过成本。成本收益是评价资金使用效益的主要方法,适用于成本和收益均能以货币金额准确计量或估计的情况。
评价效益性一般使用收益与成本的比值(收益/成本)。如果比值大于1,说明收益超过成本,比值越大收益越大;如果比值等于1,说明收益与成本相等;如果比值小于1,说明收益低于成本,比值越小资金的使用效率越低。
2.成本效果法
成本效果法分析成本和效果之间的关系,以每单位效果所消耗的成本来评价项目效益,寻找既定目标的最经济成本,或既定成本的最好效果。与成本收益分析不同的是,成本效果分析的成果用实物数量表示而非货币金额,适用于成果不能用货币计量的情况。
用成本效果分析法评价效率性时,一般有四种方式:一是直接将成本效果比值与标准相对比;二是当成本相同或较固定时,可以只比较效果;三是当效果相同或较固定时,可以只比较成本;四是当效果提高(降低)成本也加大(减少)时,可以比较每单位增加(减少)的效果所引起成本变化,即使用额外成本与额外效果的比值。
3.价值工程分析法
价值工程分析法是用成果的功能与成本的比值来衡量所得到的价值(价值=功能/成本),目标是用最低的成本来实现或获取它所具备的必要功能。与成本效果分析不同的是,价值工程分析以功能分析为核心,目的是在满足各种不同的功能需求的前提下,使资源得到充分合理的利用,达到成本最低价值最大。价值工程分析法适用于产出成果不能以货币金额和实物数量来计量,而可以按其实现的功能来分析的情况。
应用价值工程分析法时要从以下五个方面进行分析:一是是否存在既提高功能,又降低成本的途径;二是当功能相同或固定时,可以评价成本降低的可能性;三是当成本相同或固定时,评价功能提高的可能性;四是当成本与功能均提高时,评价功能的增加是否超过成本的变化;五是当成本与功能均降低时,评价成本的减少是否超过功能的变化。
(三)审查和评价效果性的技术方法
效果性是指产出是否达到预期目标,即产出的结果和影响达到或实现预期目标的程度。审查评价效果性时可使用的技术方法主要有目标评价法、目标成果法、标杆法、评分法。
1.目标评价法
在审查和评价效果性时,由于要将产出与预期的目标相对比,所以采用目标评价法时,审计人员应重点关注被审计单位或项目的目标是否科学、合理、可计量且符合实际情况。如果缺乏明确的目标或目标不具体,会导致许多损失浪费和效益低下的情况发生。
2.目标成果法
目标成果法是根据实际产出成果评价被审计单位或项目的目标是否实现。该方法将产出成果与事先确定的目标联系起来,确定目标的实现程度,找出成果与目标的差距或成果的偏离程度,查找工作过程中的缺点、失误和问题,分析其原因,挖掘提高效益的潜力。
3.标杆法
标杆法是将被审计单位的产品、服务和管理等方面与同类事项中一直领先或做得最好的其他同类单位或部门相对照并借鉴其实践经验。标杆法的核心是确定最佳实践标准。
标杆法适用于存在先进的类似单位或部门能够作为基准,对这样的单位或部门事先进行过详细周密的考察,并且能够确定需要对照或借鉴事项的情况。
4.评分法
城市地铁深基坑施工,由于受环境条件限制,施工安全问题尤为突出,采用单一监测方法已不能满足要求,多种方法监测变形数据分析能客观准确反映安全状态与质量程度,数据的客观准确性对施工具有指导意义,掌握工程各主体部分的关键性安全和质量指标,确保地铁工程按照预定的要求顺利完成,对各种潜在的安全和质量问题做到心中有数。
关键词:桩顶沉降、桩顶水平位移、桩体水平位移、轴力监测。
引 言
车站深基坑为东西走向,基坑开挖长为160m,东侧宽28m,西侧宽21m,开挖深度为22m。车站东北侧为机场航站楼,车站位于规划停车场下方,2号风亭位于现有落客平台匝道桥旁。车站为地下双层岛式站,地下一层为站厅层,地下二层为站台层,车站附属建筑包括2个出入口和2个风亭等土建工程,施工采用明挖法,支护结构为钻孔灌注桩和钢管内支撑。
1.监测项目
车站深基坑主要进行的监测项目有:基坑桩顶沉降、桩顶水平位移、桩体水平位移(基坑测斜)、钢支撑轴力监测等。
2.布点要求
2.1基准点:在远离基坑变形区域(50m)外,布设永久性沉降和位移基准点4个。
2.1.2桩顶水平位移点:测点布设在基坑四周围护桩顶,埋设强制对中装置。边长大于30m的按间隔30m布点,小于30m的,按1点布设,基坑4角各布设1点,共布设17点。
2.1.3桩顶沉降点:测点布设在基坑四周、围护桩顶,边长大于30m的按间隔30m布点,小于30m的,按1点布设,基坑4角各布设1点,共布设17点。
2.1.4桩体水平位移(测斜)孔:测孔布设在基坑四周围护桩体内,边长大于60m的按间隔60m布孔,小于60m的按1孔布设,共布设8孔。
2.1.5钢支撑轴力:在钢支撑两端安装予埋轴力计,共布设16组。
为了便于数据对比,以上各监测项目中监测点平均分布在基坑每条主断面上,监测点布设主断面示意图如下:
2.2巡视内容
2.2.1周边环境:建(构)筑物是否有裂缝、剥落,地面是否有裂隙、沉陷、隆起、基坑周边堆载情况、地表积水情况等。
2.2.2基坑工程:明挖基坑围护结构体系有无裂缝、倾斜、渗水、坍塌、支护体系施做情况、地下水控制情况。现场巡视按要求填写巡视成果表,特殊情况下扩大巡视范围。
2.3监测频率: 施工方要求每天至少监测一次,第三方监测要求每三天监测一次,出现特殊情况(多方法监测数据变化量大、现场巡视发现有裂缝)时进行加密监测。
3.监测方法及效果
3.1监测方法及初始值:采用“同人员、同仪器、同线路”进行观测,用Leica-TCA2003型马达跟踪精密全站仪对由4个基准点组成的二等控制网进行角度和边长观测。角度观测为左右角两测回,距离采用直反觇进行观测,其各项观测精度均满足《建筑变形测量规范》要求。观测数据采用清华三维软件平差,平差精度为1/180000。变形监测工作采用整体监测形式,在基坑开挖前一周对监测点三次观测,取三次观测数据的平均值作为初始值。
3.2沉降监测:基坑四周、桩顶沉降采用电子水准仪天宝DINI03进行监测,监测等级按II等水准进行监测。观测方法采用前-后-后-前的顺序,地表监测基点为标准水准点(高程已知),监测时通过测得各测点与水准点(基点)的高程差ΔH,可得到各监测点的标准高程Δht,然后与上次测得高程进行比较,差值Δh即为该测点的沉降值:ΔHt(1,2)=Δht(2)-Δht(1)“+”值表示上浮、“-”值表示下沉。
3.3 桩顶水平位移:采用有“测量机器人”之称的最先进全站仪 TCA2300,该仪器(角度测量精度0.5”,测距精度1mm+1ppm),特制U型强制对中观测台2个,布设成相互垂直,可以控制基坑所有变形点,采用该观测台能达到观测稳定对点精度高,测点设置在围护桩顶或边坡坡顶,埋设强制对中装置,每个变形点观测三组数据,数据值保留至小数点后四位,其差值均在0.2mm内。每次测量的坐标减去上次测量的坐标,得到ΔX、ΔY,根据基坑方向与真北方向的角度关系,对变化量ΔX、ΔY进行角度归算,计算出垂直于基坑方向上的位移量。
3.4 桩体水平位移(测斜): 桩体水平位移采用CX-3C测斜仪进行测量,每0.5米读一次数,垂直基坑方向正反两次测量进行平差。基本公式:V1=(V正-V负)÷2,V2=(V正-V负)÷2+V1
依次累加;ΔV1 = V1 本次测量值-V1 上次测量值。依次对应相减,得出每点的位移量。“+”值表示向基坑内倾斜、“-”值表示向基坑外倾斜。
3.5 支撑轴力:采用XP05振弦频率仪进行轴力监测,读取数据后,用公式算出轴力变化值:P=K*(f I2-fO2)
其中P表示轴力变化值,K表示轴力计标定系数,f i表示轴力计任一时刻观测值,fo表示轴力计初始观测值。
以上各监测项的的监测预警值均为0.8倍设计容许值。
4.各项监测数据分析
监测多方法数据和资料,通过比较分析能极大提升信息反馈的可靠性,并能有效剔除粗差。可以按照安全预警位发出报警信息,既可以对安全和质量事故做到防患于未然,又可以对各种潜在的安全和质量问题做到心中有数。
现对基坑第六主断面各测项监测点数据进行对比分析,评价基坑安全性。
4.1桩顶沉降曲线图如下:
根据图表曲线可以看出,基坑刚开挖时,由于土压力突然较小,桩顶沉降有隆起现象,随着基坑开挖,侧压力平衡发生变化,变形值和沉降量由小变大,围护结构变形增大。持续一段时间后,围护结构的支撑内力,锚杆拉力与土侧压力处于平衡,变形数据达到稳定。桩顶水平位移和桩体水平位移变化趋势一致,同时跟支撑轴力成反比例,当加大支撑轴力时,位移量变化减小,向基坑外变化,支撑轴力减少时,位移量增大,向基坑内变化,但数据变化量不是很大。根据每个断面上的4个监测项目,进行数据对比,位移及沉降变化速率均小于3mm/d,累积量均小于30mm的预警值。从整个分析可以得到该工程基坑支护设计合理,一级基坑安全控制有效。
结束语
(1)监测工作在地铁深基坑开挖过程中能有效地起到指导安全施工的作用,加强监测可以及时发现隐患,为确定加固措施、确保工程安全提供重要依据。
(2)变形监测频率要根据施工进度计划,安排好监测作业时间,因为工程阶段性变形量所占比例大,与工序相关性很强。
(3)城市地铁深基坑施工,由于受环境条件限制,人为因素、环境因素、气象因素等等情况影响,单一监测数据不能说明问题,可靠性较低,单一监测方法已不能满足城市地铁施工安全要求。
(4)可靠的信息、精度合理的数据对可能发生的危及环境安全的隐患或事故提供及时、准确的预报,以便及时采取有效措施,避免事故的发生。
(5)监测多方法采集的数据,可以及时发现监测质量的好坏,并能有效剔除粗差。通过曲线时速类比、各类数据软件分析,能极大提升数据信息质量和信息反馈的可靠性。