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关键词 合成革;循环经济;对策
一、前言
随着世界人口的增长和各国经济的快速发展,人类对皮革的需求成倍增长,动物原皮资源却出现全球性匮乏,加工成本迅速提升并伴以严重的环境污染,导致了天然皮革不能满足人们的正常需求,合成革的问世和发展弥补了天然皮革在数量上的不足。合成革(含人造革)是指以人工合成方式在以织布、不织布、二层皮革等材料的基布(也包括没有基布的)上形成聚氯酯、聚氯乙烯等树脂的膜层或类似结构,外观像天然皮革的一种材料。随着新工艺和新技术的问世,合成革在品种、花色、款式、价格和性能等方面有着天然皮革无法比拟的优势。
世界上从20世纪30至50年代开始生产pvc人造革(聚氯乙烯-pvc,为第一代人工皮革),60年代开始生产pu人造革(聚氯酯pu,为第二代人工皮革),70年代开始生产超细纤维合成革(简称“超纤”,为第三代人工皮革)。近十年来,我国合成革工业迅猛发展,中国成为世界合成革生产大国、消费大国和进出口贸易大国。我国合成革的生产集中在浙江温州,山东烟台、浙江丽水、广东佛山和湖南长沙等地。2008年全国合成革企业有2000多家,拥有干法、湿法和压延生产设备主线1274条和7200多条辅助生产线,产业规模以上企业固定资产达到300多亿元。2007年实现销售值超450亿元。
合成革行业的迅速发展,带来了丰厚的经济效益,也产生了一系列不容忽视的环境污染问题:①气污染。主要是合成革生产过程排放的有机工艺废气,如二甲基甲酰胺(dm f)、甲苯、丁酮、二甲胺等废气。②水污染。合成革行业的废水主要有水鞣废水、dmf回收精馏塔塔顶水、锅炉冲灰水、生活污水等③废渣污染。主要是dmf回收精馏残渣,平均一条生产线一天产生残渣300公斤左右。这种残渣成分复杂,属于危险废物,废渣如若随生活垃圾随意随地丢弃,随雨水冲刷则会严重污染河道。
二、中国合成革行业发展循环经济之路
中国合成革行业发展循环经济之路大致可分为三个阶段,即无治理直接排放阶段、dmf回收创效益阶段和三废治理垒面治理探索和提高阶段。
无治理直接排放阶段(1958年-2001年):20世纪50年代末至20世纪90年代中期,中国合成革行业以“低、小、散”为特征,因生产工艺简单,产品创新程度低,治污设备跟不上,合成革企业处境相当困难。90年代中期后,中国合成革企业抓住改制脱困的机遇,大力推进结构调整,全行业逐步实现扭亏增盈,并逐步进入高利润和加速扩张阶段。这一阶段,政府和企业全力发展经济,忽视了环境保护,合成革企业三废无序排放,造成了极为严重的环境污染,影响了周边群众的身心健康。
dmf回收创效益阶段(2002年-2005年):2002年,温州市环保局率先启动合成革行业污染整治工作,在垒国范围内征集废气治理技术,经筛选比较,选择同济大学环境科学与工程学院的设计方案,并在温州人造革有限公司进行了dmf废气净化回收装置试点。200 3年3月,试点工程获得成功,使dmf回收率达到60%。由于dmf是合成革企业中成本较高的原料之一,回收利用后给企业带来很大的经济效益。20 05年,几家合成革公司联手专业治理公司重新研究并改善了回收装置,实施了一塔一线,使dmf回收率达到9 5%,这一做法也在全行业迅速得到推广。据温州合成革商会统计,温州合成革行业每年仅dmf回收再利用这一块就可降低生产成本近1亿元,体现了循环经济带来的巨大经济效益。
三废全面治理探索和提高阶段(2006年至今):随着民众对环境问题的进一步关注,中国政府于2006年后陆续出台系列针对合成革行业清洁生产的系列政策和法规。合成革企业在重重压力之下,也逐步意识到要实现行业可持续发展必须进一步解决好环保问题,秉承“主攻废气、全面推进”的原则,开始把治理废气污染作为环保治理的重点,废水和废渣污染治理同步推进。这一阶段,合成革企业除进一步完善dmf回收技术外,开始治理散发恶臭的二甲胺,回收并循环利用dop,提高燃煤锅炉脱硫技术,开始关注和研究对苯、甲苯、二甲苯和丁酮等有机溶剂的回收技术;与此同时,合成革行业废水治理工作取得突破性进展,治理过的废水重新流入生产线循环利用,大大节约了企业水资源的成本,2008年后,全行业展开废水治理工作并取得良好成效;对于固废残液这一难题,2007年4月温州率先引入民营资本,委托人立环能科技有限公司对固废采用高温集中燃烧方式处理。当前,环保部门要求合成革企业逐步实行“四合一”全天候在线电子监控,一旦发现环保不达标就立即责令整改。随着污染治理工作的推进,中国合成革行业正在逐步走出“高污染、高排放”的阴影,但循环经济之路依然任重而道远。
三 发展循环经济对策和建议
当前,合成革行业发展循环经济后取得了良好的经济效益、环境效益和社会效益。由于生产工艺、治理技术、治理成本和人为等原因,使得台成革行业环境污染依然严重,根据课题组2008年5月的一次合成革聚集区的调查显示,被调查居民认为合成革企业所排放的污染物对周边环境影响很严重、严重,较严重和不严重的比重分别占19%、38%、35%和8%;59%的被调查者迫切要求政府部门需进一步加大对合成革行业污染的监督和治理力度。本文针对这一情况,从技术和管理等角度提出合成革行业进一步发展循环经济的对策和建议。
1 进一步推进废气治理,确保大气质量
(1)dmf废气治理对策
按照环评对大气环境影响评价的计算结果,只有dmf实际集气效率达97.2%以上,才可以保证对周围环境不会产生影响。根据工程分析特点,课题组针对各排放点设置dmf废气治理措施如下:①配料间是整个产区废气密集度最高的地点,需实施垒封闭,操作人员戴防毒面具进行配料。配料缸上方设集气罩,集气后的废气进废气喷淋吸收塔。配料缸需要加盖特制透明有机盖子可减少溶剂挥发,并且不影响配料时调色观察。②在预含浸、六辊烫平、涂台和水洗槽上方设置有效集气罩和功率足够大、引风方向科学设计的引风机,使废气捕集率达98.5%以上,产生的dmf废气经集气后一并进入喷淋吸收塔处理。③对于废气污染最为严重的干法生产线,现阶段,建议全面推广浙江金大利皮革有限公司自主研发的干法生产线封闭技术,这种技术的主要原理是通过科学设置风量和风力形成集气罩内气压差,从而达到低耗能高效率的集气效果。④水环真空泵尾气排气管通入水溶液液面下,约1个月之内更换一次,废水进入污水处理站,避免循环水中dmf积聚过多。
(2)二甲胺废气治理对策
二甲胺的治理是合成革行业的一大难题,其治理工艺有多种,有的工艺治理治理效果好,但耗煤量大,处理成本高。二甲胺处理技术于2008年在温州市取得了巨大突破,二甲胺治理的试点单位之一温州隆兴皮革有限公司在400万大卡的锅炉旁安装两台蒸气发生器,利用锅炉排出烟气的余热来加热循环水,使其变为110℃以上的水蒸气,进入脱胺塔,保证了脱胺塔的足量热能供给,脱胺效果较好。经环保部门检测,改变供热方式的脱胺塔设备处理后的二甲胺含量只有2 3ppm/m3,符合环保标准,与其他回收方法比较一年可节省成本1 00万元。另一种回收二甲胺废气的治理方法由烟台东洁环保机械工程有限公司申请了专利,它包括:预热、脱胺、排水几个步骤,最后二甲胺尾气由真空泵抽出后最后送往锅炉焚烧,节能减排效果良好,与同类装置相比,所需热量和冷却水有所降低。建议环保部门比较方法,择优进行推广。
(3)苯类废气治理对策
由于合成革生产过程中大量使dmf、用苯,甲苯、二甲苯和丁酮等有机溶剂(生产线已经禁用甲苯,但树脂原料中仍含有甲苯),目前dmf通过喷淋吸收处理基本可以达标排放,但苯类、丁酮等物质,由于其不溶干水,只溶干部分有机溶剂,对其处理难度较大,部分企业排放浓度严重超标。大连理工大学环境工程研究设计所和环龙环保科学研究院结合多年对有机废气回收治理的经验,组织专家开展科技攻关。设计并开发出专门针对合成革生产企业的苯类物质的回收治理装置,其工作原理是利用活性炭能对大多数物质进行高效率吸附,吸附后通过蒸汽解吸,经冷凝,分离后得到纯度较高的苯类混合液,混合液经调整比例后可直接回用生产。由于苯类废气的治理受成本的限制,国内企业治理效果不理想,苯类废气的治理应该成为今后环保工作的重点。
2 规范管理,巩固和提高废水处理效果
合成革企业已经配备废水回收系统,但仍有部分企业废水系统处理能力和企业生产能力不匹配,环保部门要鼓励企业定期进行技改,配置大小合适的dmf废液储罐和塔顶水存储罐,鼓励采用合成革废水节能回收新工艺。此外,由于部分企业对生化系统的工作原理和使用方法不甚了解,导致使用不当造成生化系统破坏,影响废水处理效果。例如,洗塔水和原料桶冲洗水用量少但cod浓度严重超标,洗塔后一次性直接注入集水池会直接致死生化菌,必须单建蓄水池,然后每天将蓄水池中一定量的洗塔水混合其他废水再进行生化处理。即按照单次收集,每天少量处理原则,降低cod浓度维持生化系统平衡。
3 研究固废(残液)无害化处理技术,降低固废危害性
企业要对固废进行分类,对于一般固废尽可能回收利用。如离型纸可由专业厂家生产木质粉或造纸,对于精馏残渣、过滤固形物等属危险废物,不能进行简单拌煤燃烧,应该委托有资质的环保公司统一进行处置。当前环保公司仍采用高温燃烧的方式,未能找出更有效的回收方法,建议政府、商会和企业联手设置固废无害化处理技术攻关项目,彻底解决合成革固废循环利用的难题。
一、城市规划与经济发展的碰撞
城市规划是一门预测性的科学,它根据城市的需要而制定出的明确的发展思路。因为具有明显的预测性,所以它并不能保证最终规划的结果十分准确到位,而其不确定性主要是受到城市发展的大环境制约。于是,城市规划对于经济的发展并不全是起到迅速推进的作用的。在当前社会,经济全球化与区域一体化是世界经济发展的主流。经济的高速发展使得城市需求不断增长,在这个发展过程中也导致了城市化进程中的一些冲突与矛盾。中国的经济的发展速度惊人、城市化速度一日千里,这就使得部分城市的规划所匮乏的前瞻性暴露出来。刚刚建成几年的新房屋、新道路,甚至刚刚繁荣起来的新商圈,却因为新规划的出台不得不拆毁重建,这样的新闻屡见报端,其中造成的资源浪费也让我们痛心不已。所以在这个过程中,实现城市规划的可持续发展,就要使城市建设与经济发展同步,重视远景规划与近期建设的协调,对城市空间的长远发展应该进行更充分的研究与严谨的判断。在这种环境下,一个新的名词应运而生,就是循环经济(cyclic economy)。
二、循环经济的概念
循环经济(cyclic economy)即物质闭环流动型经济,是指在人、自然资源和科学技术的大系统内,在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中,把传统的依赖资源消耗的线形增长的经济,转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。循环经济是符合可持续发展理念的经济增长模式,它针对了当前我国资源相对短缺而又大量消耗的症结,对解决我国资源对经济发展的瓶颈制约具有迫切的现实意义。
三、城市规划在推进循环经济中的地位和作用
近年来,受循环经济理论的熏陶,环保、绿色、生态理念对城市规划起到越来越重大的影响。在此影响下,城市规划理论亦有了突飞猛进的发展。与传统的城市规划理论相比,融合了新理论的规划更强调规划的整体性、综合性和系统性,强调人与自然的和谐共存。新理论主张城市是一个融合了“社会”“经济”和“自然”的大型人工复合生态系统,而各个部分间则相互影响、相互依存。因此,城市规划进行的研究,是涉及到社会、经济、自然等层面的综合研究,要从整体上进行统筹规划。城市规划正在成为引导城市经济社会发展的的综合性科学,正在越来越多地发挥着控制人口、配置资源、引导产业、维护生态环境的作用。
在现今社会,城市规划的综合性比以往任何时候都更加突出,在城市未来发展中越来越显示出先导、主导和统筹的作用。在推进循环经济中,城市规划更是起着重要的作用。
1.规划的先导作用
规划理念直接决定着城市的发展方向。有什么样的规划,就会形成什么样的城市。在规划中贯彻循环经济理念,以绿色城市和生态城市建设为规划目标,并通过规划管理,在规划编制和规划实施过程中予以贯彻落实,就能够起到事半功倍的效果。
2.规划的主导作用
在推进循环经济工作中,各行各业的发展规划最终都要直接或间接地落到城市的空间布局上,需要规划来主导;整个城市的节约高效运行取决于交通、市政等基础设施的合理布局,这都离不开科学的规划。因此,城市规划是整体建设的关键纲要,只有抓住了这个关键,城市经济社会才能有条不紊的持续发展。所以,规划是主导。
3.规划的统筹作用
循环经济在我国起步较晚,没有多少经验可借鉴;循环经济又是复杂的系统工程,涉及社会的方方面面。如果各行业各部门各自为政,各行其是,虽然表面上如火如荼、轰轰烈烈,但各部门在局部范围内推行的循环经济,从全局上看可能就是重复无效的投资,成为非循环的浪费了。而规划因其先导和主导作用,在城市的发展与建设中更容易发挥统筹的作用。
四、如何发挥规划在循环经济中的作用
我们知道,城市规划决定城市的性质、定位和发展方向。在城市发展战略层面的研究中,必须始终坚定不移地贯彻循环经济的理念,以科学发展观引导城市向着资源节约、经济发达、社会和谐、环境友好的方向发展。想要更好地发挥规划在循环经济中的作用,必须要加强政策法规和标准的制定,建立更加完善的法规政策。只有拥有健全的执法监督机制才是保障城市规划的具体实施以及经济社会的可持续性发展的大前提。我国正处于社会经济的转型期,市场经济刚刚起步,立法工作显得尤为更为重要。如果有了法律法规的保障,我们就能够尽可能的避免一些低级错误。我们只要努力将规划成果转化成政策法规,才能使他们成为政府引领城市发展的方针政策,也才能使规划的实施具有可操作性和持续性。同时我们还要参照绿色城市和生态城市标准,建立健全规划的标准体系和指标体系,量化城市规划建设目标,使城市的规划建设有法可依、有标准可依,使循环经济的推行得到有效保障。
我们应根据中国国情和各地实际形成中国特色的循环经济发展模式。我国正处于工业化的中期阶段,还需要经历一个资源消耗阶段,投资率高,原材料工业增长速度快,特别是粗放型经济增长方式没有根本改变,资源浪费大,单位产值的污染物排放量高。因而必须注重两端:一方面从资源开采、生产消耗出发,提高资源利用效率;另一方面在减少资源消耗的同时,相应地削减废物的产生量。因此,中国发展循环经济是产业生态化与污染治理产业化、动脉产业与静脉产业协调发展的有机统一。这样,城市规划便能够承担其应有的历史使命,给整个城市带来充分的发展机遇与空间。
参考文献:
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当前,由于东部地区的产业正在向中西部扩散转移,中西部地区迎来全新发展时期,处在全国中心位置的长江中游城市群有望成为全国经济增长“第四极”,包括湖南长沙、湖北武汉、安徽合肥和江西南昌等城市,这些城市虽然有部分产业呈现趋同竞争局面,但总体上仍各有优势,应当“抱团发展、分工协作、互相协调、实现共赢”。在长江中游城市群中开展循环甩挂运输,是该地区经济迅速发展的需要,为该地区经济发展提供了动力支持。
【关键词】
长江中游城市群;甩挂运输;循环甩挂
在发达国家和新兴工业化国家,公路甩挂运输作为一种先进的运输组织方式,已得到长足发展。甩挂运输是指带有动力的牵引车将随车拖带的承载装置,包括半挂车、全挂车甚至货车底盘上的货箱甩留在目的地后,再拖带其他装满货物的装置返回原地,或者驶向新的地点。这种一辆带有动力的牵引车,连续拖带两个或以上承载装置的运输方式被称为甩挂运输。这种运输方式相对于传统的定挂运输具有降低物流成本、提高运输效率、提高集约化程度、提高技术水平、实现节能减排等多方面的优势,受到企业的欢迎。特别是具有完善的物流网络、先进的电子商务平台、组织管理现代化的物流企业,大量采用甩挂运输方式,很大程度上提高了企业经济效益。然而,开展甩挂运输必需具备四个必要条件:一是企业要有适合开展甩挂运输的车辆;二是企业有开展甩挂作业的场站;三是企业必须有先进的信息系统;最重要的一点是要求企业有充足的货源。前面三个条件企业可以加大资金投入得到有效的解决,而对于最后一点是企业需花大量人力物力积极扩展市场才能解决的,且与经济发展、城市规模相关,这也成为目前许多物流企业还无法开展甩挂运输的关键。由于受到条件的制约,在大范围内开展甩挂运输还需要一个过程,特别是长江中游地区企业规模较小,物流量小,固定的两点一线的甩挂运输由于受到货流量的影响,再加之客户不稳定、流向不固定等因素,往往很难开展起来。基于长江中游地区大多数企业现状,多点间的循环甩挂运输模式具有十分重要的研究意义。
循环甩挂是在车辆沿环形路线行驶的基础上,进一步组织甩挂的组织方式。它要求在闭合循环的回路的各个装卸点配备一定数量的挂车,汽车每到达一个装卸点后甩下所带的挂车,然后挂上预先装满货物的挂车继续行驶。循环甩挂的运输效率极高,具有很强的竞争力。首先,它提高了车辆的运载能力,由于载货牵引车是在闭合循环的回路上进行 甩挂作业,它几乎在每一条线路上都拖带有挂车,因此车辆的载运能力得到了充分利用,特别是有效的解决了空驶现象。其次,提高了里程利用率,根据节约里程法的基本原理,循环调度本身就是一种能够有效提高车辆里程利用率的行车组织方法,因此循环甩挂运输可以大大提高车辆里程利用率。第三,缩短装卸作业停歇时间、提高车辆的周转速度,循环甩挂要求在各个装卸点配备一定数量的挂车,汽车每到达一个装卸点后甩下所带挂车,换挂预先准备好的挂车继续行驶,这样牵引车装卸停歇时间被压缩到最短,车辆周转速度大大提高。
长江中游城市群的循环甩挂形式是多样化的,可以是以某一个城市为中心,带动周边中小城市形成闭环的循环甩挂,也可以是基于长沙、武汉、南昌及合肥等大中城市形成的闭环,甚至可以是基于N个大点连接M个小点形成的闭环甩挂。下面例举常德某家物流企业开展的甩挂运输来具体说明其运营过程。
1 一线多点、循环甩挂
此模式主要用于组织多个站场的货物运输,即由地点甲运达中间点乙,再到中间点丙,依次类推,最后回到出发点甲。挂车及货物在各站场分别装运,由甲站场调配牵引车携带挂车运往乙处,卸下挂车后转挂乙站场挂车运往丙处,直至最终回到甲站场。由各站场负责挂车卸货、送达或转运等余下步骤。
以常德――株洲――长沙线路为例,“一线多点、循环甩挂”运输过程
(1)在长沙黄兴镇物流园甩挂运输站场预留两辆挂车A挂车和B挂车。其中A挂车预先装载需运往上海的乐果晶体、好安威、残杀威、甲基嘧啶磷。在株洲石峰物流园预留C挂车,预先装载需运往长沙的电动车、摩托车、汽车配件等。在长沙高桥物流园预留D挂车,预先装载需运往常德市万路达物流甩挂运输站场的电动车、摩托车、汽车配件。
(2)完成路线安排及人员后,牵引车挂上预先装载乐果晶体、好安威、残杀威、甲基嘧啶磷的重挂A由常德市万路达物流甩挂运输站场前往上海天湘物流园。
(3)到达株洲石峰物流园后,卸下重挂A(甩挂),挂上重挂C,前往长沙高桥物流园。摘下来的A挂车由株洲石峰物流园完成卸货、分拣和转运工作。
(4)在长沙高桥物流园卸下重挂C(甩挂),挂上重挂D返回常德市万路达物流甩挂运输站场。摘下来的C挂车由长沙高桥物流园完成装载工作。
(5)在常德市万路达物流甩挂运输站场卸下重挂D(甩挂),挂上已完成装载的B挂车前往株洲石峰物流园。摘下来的D挂车由常德市万路达物流甩挂运输站场完成卸货、分拣、转运和装载工作。重复步骤2-5。
2 一线多点、厂站结合的循环甩挂
一线三点、厂站结合的循环甩挂是指利用物流园区物流甩挂运输站场与公司仓库之间开展的甩挂运输。以常德――张家界――张家界奥威科技公司仓库线路为例,“一线三点、厂站结合的循环甩挂”运输过程
(1)在常德市万路达物流甩挂运输站场预留2辆已经清洗好的挂车A挂车和B挂车,其中A挂车预先装载需运往张家界的五金、日杂和家电等,剩下B挂车继续装货。同时张家界经开区物流园预留C挂车,张家界奥威科技公司仓库已经清洗好的D挂车预装需运往常德的没食子酸、五倍子、单宁酸等
(2)完成路线安排及人员后,牵引车由常德市万路达物流甩挂运输站场运载重挂A前往张家界,到达后摘下A挂车(甩挂)。挂上在张家界预留的C挂车,带空挂C返回张家界奥威科技公司仓库。
(3)在张家界奥威科技公司仓库卸下C挂车,然后挂上已经预装好运往常德货物的D返回常德市万路达物流甩挂运输站场,并清洗D挂车,清除挂车内化工产品残留,在常德市万路达物流甩挂运输站场挂上已完成货物装载的B挂车前往张家界。完成一次作业流程。
以上企业实际循环甩挂营运过程中都只涉及到三个点,如果涉及的点更多实际效率会更高。我们可以看出,这种循环甩挂运输有三个显著特征:一是循环甩挂的路线可以不固定 (也可相对固定),只要形成闭环回路就行;二是甩挂场站要求更低,可以是标准的甩挂场站,也可以是企业自己的仓库;三是,对各物流节点的衔接要求更严格,运输车辆到达目的地后要求马上甩挂换挂,减少车辆装车等待时间。
在车辆配备上,首先要求车辆型号能够适用于甩挂换挂。由于我国对公路运输车辆车型进行严格管制,不允许自由改装,所以对于甩挂运输车型的要求较为严格,目前主要还是国家指定车型开展甩挂运输;在货源的组织上,首先要求货品能够混装,提高车辆装载率,对于不能混装的货物则要求能够整车运输,完成甩挂换挂;对于甩挂运输场站,则要求机械化、信息化水平较高,能快速完成装卸。
对于大点与大点开展的循环甩挂运输,其原理与大点与小点循环甩挂运输一样,我们可以借鉴以上模式开展运营,在这里不再赘述。
综上所述,由于受到企业货源及管理水平等多方面因素的影响,开展循环甩挂运输作业应以大中型物流企业为载体,重点培育具有较大规模、具有全国物流网络的专业化物流企业,制订大宗货源招标运输法规,给予通行费用优惠的政策扶持,让企业利用资金改善车辆装备,运用先进的电子商务平台作为技术手段,进行车货匹配交易。并建设现代化物流配送中心示范项目,对专线、专项物流企业进行市场整顿和资源整合,促进专线货运班车化、组织管理现代化。同时应在强化政府监管的前提下,在一些重点领域进行突破,如危险品、食品、药品等货物的专项运输,这有利于产生甩挂运输的示范效应。
【参考文献】
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关键词:电气控制;PLC;实践教学
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.259
《电气控制与PLC》是现代工业自动化控制的重要技术手段,也是机电类专业的一门核心课程,其重要性不言而喻。然而,由于种种原因,课程教学并未取得预期的效果,尤其是在实践环节。因此,如何改善《电气控制与PLC》课程实践教学现状,提高学生的实践能力就显得尤为重要了。
1 课程实践教学现状分析
1.1 教学过程现状
高职高专的学生普遍存在基础相对薄弱、理解能力欠佳的问题。对大多数同学而言,比较容易接受直观、操作感强的知识。如果一开始就要求他们去理解抽象的PLC硬件结构、掌握枯燥的指令和编程结构是非常困难的。以往的教学中,大多采取的是“先理论、后实践”的分段式教学,即理论授课结束后,再进行实践教学。这就使许多学生产生了强烈的不适感,丧失了学习兴趣,实践教学效果自然就无法保证了。
1.2 教学资源现状
目前,我院拥有与本课程相关的实验实训室有2个,分别是电气拖动实验室和PLC实验室。其中,前者主要用于完成电气控制技术相关实践训练的教学,后者则用于完成可编程控制器相关实践训练的教学。由于实验室建成时间较长,随着电气控制与技术的不断发展,虽然现有的实践教学平台仍能够基本满足教学的需要,但是在某些方面也显示出了越来越多的弊端。如:现有的PLC实践教学平台是采用按键、开关来模拟各类传感器的的输入控制信号,用LED发光二极管、指示灯来模拟接触器、电动机等工业控制中的执行机构的运行状态,导致实践平台开放性差,功能单一,且程序运行结果的正确性往往只能通过指示灯的发光来判断,直观性差。
2 课程实训环节系统设计
2.1 实践教学平台的拓展
学校现有PLC实践教学平台是西门子S7-200型可编程控制实验台,集可编程逻辑控制器(CPU226CN)、编程软件(STEP7-Micro/WIN)、PC/PPI编程电缆、功能性实验板于一体,可进行PLC的基本指令练习和有限的PLC实际应用的模拟实验。为了实现更好的实验实训效果,提出以下几个拓展方向。
首先,为了解决实践课时有限,学生只有进入实验室,利用试验平台才能进行程序调试、下载、仿真和观察结果的问题,拓展建设非实验室环境下 PLC软仿真平台。只需在学生的电脑上安装STEP7-Micro/WIN编程软件及S7-200-SIM模拟仿真软件,并通过软件的菜单选项配置所需的CPU型号,即可以构建非实验室环境下PLC软仿真平台。值得一提的是,S7-200-SIM模拟仿真软件还允许用户自定义设置扩展模块,包括开关量I/O模块和模拟量I/O模块,大大增强了系统的开放性和功能性。这样,学生在完成平时作业练习或者案例设计时,就可以在自己电脑上实现PLC程序的编制、调试、仿真,摆脱原有实验平台和实验时间的束缚。从而达到熟悉编程技术、提升实践能力的目的。
其次,实验室可配置一些独立的――即未固定在实验教学平台上的可编程控制器、三相异步电机、步进电机、PPI通信线缆及接头等设备,从而加强电气控制与PLC之间的实践关联性。使学生接触实际设备,不再用指示灯来模拟各种执行机构的运行状态,使得教学更加生动,学生更易接受。
另外,无论是PLC实验室,还是电气控制实验室,都应该更新一些直观性更强、与生产实际联系更紧密的成套实验设备。如:机械手控制实验台、液位控制试验台、电梯控制实验台、物料分拣试验台,甚至自动生产线实验系统。这些设备大多价格不菲,可能在短期内无法配备到位。但是,由于这样的实验平台上除了配置了必需的PLC控制设备外,还配置了各类传感器、电磁阀、电动机等设备,整个系统就是缩小版的实际生产平台。学生通过对实际对象的测试和安装,对控制程序的编写和调试,真正的把系统软、硬件结合在一起,可以在很大程度上提高学生的动手能力,做到与社会需求的无缝对接。
2.2 实践教学方法的改进
教学方法合理得当,往往能够起到事半功倍的效果。结合本课程实践教学的特点,提出以下值得推广应用的教学方法。
2.2.1 现场教学法
充分利用实验室设备,将理论课堂搬到实验现场中去,实现理实“一体化”教学。比如:在讲解接触器的硬件结构及工作原理时,让学生在实验室对接触器进行拆装,真实直观地展示出接触器的构造,进而分析其工作原理,最后再通过将接触器连接在实验电路中,观察接触器的运行情况,从而验证对接触器工作原理分析的正确性。这种教学方法突破了以往理论与实践教学脱节的现象,强调将知识点分布在各个项目中,实现边教、边学、边做。在整个教学环节中,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现,没有固定的先实后理或先理后实,而是理中有实,实中有理,充分调动和激发学生学习兴趣,提高学习效果。
2.2.2 任务驱动教学法
任务驱动教学法则是通过在教学过程中不断地设置“任务”引导学生,根据“任务”的需求激发学生自主学习相关知识,变被动接受为主动探求。根据教学需要,我们设定的PLC实践项目如表1所示。
通过对以上“任务”在实践教学中的实施,每个学生可能会给出不同的解决任务的方案与策略,使得学习成果不是唯一的,而是发散性的,让学生对所学内容掌握得更加系统、深刻。
2.3 实践教学内容优化
目前,PLC技术应用越来越多元化,实践教学内容上也应顺应行业发展,在强调“继电器―接触器”控制的基础上,向PLC技术倾斜。PLC技术在现代工业中的应用,除传统的逻辑控制外,更多是向网络控制、PID复杂控制、触摸屏等智能单元控制等发展。据此,可以进一步考虑设置PPI通信控制实验、PID程序设计实验、触摸屏和组态软件的应用实验等实践训练项目。但是,这都需要更好的实践操作平台作为基础,是未来课程实践建设的发展方向。
3 结语
通过在我校2011、2012级机电一体化专业《电气控制与PLC》课程实践教学环节中对以上几个方面的实施情况来看,效果是明显的。与以往的学生相比,他们具有更好的实践操作能力;同时,对电气控制与PLC技术掌握得更加系统,对相关领域知识的二次学习能力更强。当然,实践教学水平的不断提高是一项长期的工作,只有通过不断探索新的思路,构建科学合理的课程实践教学系统,进一步完善实践教学平台和实践教学方法,才能培养出更优秀的人才。
参考文献:
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关键词:煤炭城市 循环经济 发展模式
中图分类号:F207 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2011)01-055-02
国家“十二五规划”中明确提出将“建设资源节约型、环境友好型社会,大力发展循环经济”作为工作的重要着力点。黑龙江省煤炭资源丰富,煤炭开采产量大,在全国煤炭供应方面起着举足轻重得作用。但黑龙江省煤炭城市对煤炭产业发展还处在原煤开采及其粗加工制作的阶段。同其他煤炭资源型省份相比,黑龙江省煤电一体化的程度至今仍然很低,煤炭综合开发利用也一直停滞不前。大量的煤层气也没有得到开发利用,直接排向大气层,对环境造成了不可逆转的破坏。同时,由于在煤炭生产中存在诸多问题,造成黑龙江省煤矿生产安全事故频出。黑龙江省煤炭产业在这种发展模式的影响下,矿区生态环境不断恶化,环境与资源的矛盾日益突出,城市发展遇到诸多困难和矛盾。煤炭城市要保持长久持续发展必须从资源和环境两方面入手,树立科学的发展观,推行循环经济的发展模式,实现社会、经济与环境的和谐共赢。
一、“Rethink”――建立新的循环经济理念
黑龙江省煤炭企业现实经济状况,产生转变增长方式的需求难度较大。要改变多年来形成的粗放管理模式和转变经济增长方式,由过去主要依赖资源投入和以环境为代价来维持企业生产总值增长,转向主要以提高效率,实现经济的循环可持续性发展,首先需要思想上和理念上的改变。
1.在煤炭城市发展定位上,因煤而立、因煤而兴的城市的主要依托是煤炭,但能源的不可再生性,必然因煤炭枯竭而面临萎缩。因此,必须跳出“以煤为纲”的发展思路,把经济转型与发展非煤产业放在战略地位,根据城市的资源环境承载能力,按照循环经济发展的新思维,强化节约优先,突出高效利用,协调“四矿”(矿业、矿工、矿山、矿城)关系,努力将煤炭城市发展成为一所煤炭能源基地、新型工业基地、保护和节约资源的生态基地。
2.在煤炭产业发展规划上,要与城市规划统筹起来,走开发与保护并举,高起点、高标准地集约式的综合开发新路子,根据“统筹规划、合理布局、有序开发、综合利用”的原则,科学确定井田布局、开采顺序、开发方法、开采规模、开发模式、发展路径,重点解决好煤炭开采方式、煤炭转化途径、生态环境保护、交通运输配套、水资源利用及后续产业发展等问题。
3.在煤炭产业发展路途上,实现多业并举,由单一的煤炭产业成为煤炭、化工、电力、铁路、建材多业并举的局面,提高企业的抗风险能力。同时,延长产业链条,增加产品附加值。实行煤炭深加工,形成原煤――洗选――精煤炼焦――矸石发电――灰渣制砖的产业链,实现固体物的零排放,建立矿井水处理站、中水深度处理站和生活污水处理厂,实现废水的零排放。最终实现劳动生产率高,选煤工艺先进,安全生产有保障,环境生态优化,产业发展结构(链条)完整的循环经济发展模式。
二、“Reduce”――减少循环经济的要素投入
目前,国内煤炭市场已接近饱和,煤炭价格又受到国家的调控。黑龙江省煤炭产业需要改变煤炭生产中原有的旧生产方式、最大限度地提高煤炭的利用效率。这主要从黑龙江省煤炭产业内小循环经济和产业外大循环经济两方面来实现。
1.在产业内的小循环经济中做到成本最低。因为煤炭资源是天然形成的,其功能的高低已基本定型,要提高煤炭产品的价值,煤炭企业就必须在降低产品成本上下功夫。根据生态效率的理念,推行清洁生产,提高资源、能源利用效率,减少污染物产生量与排放量。对煤炭产品形成过程中的消耗和支出,逐一落实到采、掘、机、运、通各环节,落实到物资采购、煤炭销售、货款回收等生产经营运作全过程。
2.从产业外大循环经济中做到组合最优。要从循环型产业入手,加快发展和联系第一、二、三产业间的循环,通过企业间的物质集成、能量集成和信息集成,形成企业间的工业代谢和共生关系,减少产业间的投入,变产业内循环为产业间循环,将资源利用最大限度地发掘出来,进一步降低以煤炭资源为主的能源消耗。
三、“Reuse”――建立煤炭产业共生组合,实现资源再利用
黑龙江省煤炭资源在加工利用的过程中,结构及形式比较单一,注重产品的开采,忽视产品的深加工以及在不同产业时的组合共生。这种模式缺少产品附加值、经济效益以及资源的再利用。因此,需要转变目前的发展模式。
1.建立起共生组合,将不同的工业企业、不同类别的产业之间形成类似于自然生态链的产业生态链,将经济活动组织成为“资源―产品―消费―再生资源”的封闭式流程,逐步调整产品结构,增加煤炭品种及演化,降低环境污染,扩大用煤市场,增加产品附加值和煤炭企业经济效益,组织厂内各工艺之间的物料循环,实现资源的高效利用和废弃物的零排放。
2.建立生态工业园区(或煤炭集团),把不同的工厂连接起来,形成共享资源和互换副产品的产业共生组合,使一家工厂的废气、废热、废水、废渣等成为另一家工厂的原料和能源,形成经济发展和环境保护的良性循环。当然,这一过程中,不仅仅是煤炭企业自身能够做到的,需要整个城市对煤炭的规划布局以及整个城市的发展定位作出抉择,并相应作出各产业间企业的调整、重组、整合,以此才能形成共生关系,长久循环发展。
四、“Recycle”――建立以煤炭企业、工业园区和煤炭城市为主的立体煤炭产业循环体系
通过分析循环经济的内涵和模式,结合煤炭企业独特的运营特点,可以把循环经济模式在煤炭企业中的应用大体概况为“综合开采、深度加工、高效利用、循环发展”。基于范围的不同,我们也可按照大、中、小三个循环来设计煤炭企业循环经济的发展模式。
1.小循环――煤炭企业内循环体系。黑龙江省大中型煤炭企业占有重要的地位。因此,发展高效集约化矿井,提高煤炭的开采利用率和回收率,采用清洁开采技术,综合开发共生矿,减少资源浪费是解决煤炭企业长久生存发展的必然之路。
2.中循环――煤炭工业园区(集团)中循环体系。在工业园区(集团)内,建立一个高煤炭产业关联度、产业链的协调发展的良性循环系统。着重推广洁净煤技术,应用先进的发电技术和烟气净化技术,使煤、粉、灰的生产实现综合利用。加快煤炭转化,演化出多种产品,实现煤炭能源的二次阶梯利用,使煤炭的利用实现经济和效益的双优化。
3.大循环――煤炭城市的大循环体系。即要求城市整合各种资源,建立煤、气、电、热、建材等于一体的集团化产业,发挥项目集团化的优势,实现煤炭资源的循环利用,在创造经济效益的同时,确保矿区(城市)生态的优化。
五、“Repair”――建立煤炭产业的生态再修复体系
黑龙江省煤炭产业发展循环经济,建设生态再修复体系是必不可少的步骤。
1.按照“谁污染、谁补偿,谁破坏、谁治理”原则,实施矿区锅炉脱硫除尘,煤场防尘,道路硬化、绿化,矿区生产、生活污水治理,洗煤水闭路循环、综合治理堆存煤矸石,改善矿区大气环境质量,解决矿区水环境及土壤污染等问题。
2.借鉴国内外先进经验,有针对性开展物理性修复、化学改良法、植被恢复等技术方法研究,加强煤矿的陷区治理,恢复矿区植被,保护生物多样性,逐步建立防风固沙技术体系、防护林营造技术体系、水土保持整地技术体系、小流域综合治理技术体系等。
[本文系黑龙江省教育厅项目《黑龙江省矿区(煤城)循环经济发展模式的研究》阶段性成果,项目编号:11532170]
参考文献:
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[关键词]桥梁桩基;反循环钻成孔技术
中图分类号:U445.551 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)29-0137-01
0 前言
桥梁基桩成孔施工中采用两种钻进方式,即正循环钻进和反循环钻进,其中在正循环钻进施工中常因孔底沉渣超标导致多次清孔而且因孔壁泥皮过厚可能导致承载力折减。相反在反循环成孔施工时情况要好的多,其成孔速度快、各项技术指标达标容易、孔壁保护泥浆薄而且均匀。在施工过程中工程技术人员经过总结、探索,积极研究推广钻孔反循环制桩工艺。泵吸反循环是通过砂石泵的抽吸作用,在钻杆内腔形成负压,在孔内液柱和大气压的作用下,孔壁与环状空间的泥浆流向孔底,将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔,再经过砂石泵排至地面沉淀池内;沉淀钻渣后,低浓度泥浆流向孔内,形成反循环。反循环与正循环的本质区别在于沉渣的泥浆、上返流速存在巨大差异,反循环泥浆携带钻渣后迅速进入过水断面较小的钻杆内腔,可以获得比正循环高出数十倍的上返速度。
1 反循环钻成孔技术的优点
1.1 大幅度提高钻进速度与成桩效率
钻头在工作时的最有利条件是被切割下来的岩土屑,立即能够从孔底带出并送到地面,这样可以减少二次破碎,不会降低效率以及钻头的磨损。冲洗液携带钻渣的能力正比例于介质的密度和其运动速度的平方,所以影响有效排渣的因素是冲洗液的上返速度。由于钻孔桩施工的土层多为松散、颗粒差异又较大的土层,因此钻进速度的高低主要取决于排渣的速度。
1.2 成孔质量好
反循环钻孔桩孔壁的稳定,主要是利用静水压力来平衡地层压力维持孔壁的稳定。根据土力学计算以及大量实践证明,只要保持孔壁任何深度处压力不小于0.2Mpa,即使是在粘聚力较差的流沙层,使用经过处理的泥浆(冲洗液)也可以保持钻孔不坍塌、不缩颈、不扩颈;反循环钻孔根据浇注混凝土记录时浇注深度与混凝土用量关系,很容易反算孔径。
1.3 有效保证混凝土的浇注质量
灌注混凝土是保证成桩质量的关键工序,断桩、夹泥、堵管等常见的灌注质量事故都与孔内混凝土上部压力过大有一定关系。孔内压力值与冲洗液的浓度、密度、粘度有直接的关系。正循环为了有效的排渣,选用的泥浆(冲洗液)密度高、浓度大,势必造成孔内压力大,这样混凝土人导管排出的阻力增大,浇注困难;反循环成孔由于泥浆(冲洗液)密度、浓度、粘度都较低,形成泥皮较薄和钻渣清理较为彻底,因此灌注较为顺畅,桩顶泥浆少,桩身混凝土质量明显提高。
1.4 降低工程造价
单桩承载力的大小,取决于桩周土的摩阻力与桩底端承力,反循环钻孔过程中形成的泥皮较薄从而使摩阻力增大,桩底沉渣清除较为彻底,无软弱层从而提高端承力。根据对比试验,一般反循环比正循环提高承载力10%-20%,因此单位承载力造价必然降低。
1.5 施工成本较低
根据定额预算,废浆排运费约占工程成本8%-10%。反循环钻头切削的粘土土层成块状,随即被吸入钻杆内腔,也就是说钻渣来不及水化就被排出孔外,废浆量势必减少;另液、渣分离较为简单,这样施工成本必然降低。
1.6 适应性比较广
反循环排渣的特点,使这种工艺方法对地层适应性广,可顺利钻进各种粘土、砂土、卵砾石层以及基岩层,对于直径500-1800mm钻孔桩施工都很适应。
2 桥梁桩基中的反循环钻成孔施工工艺
反循环旋转钻机用于各种粘土、砂土、卵砾石层以及基岩层,对地层适应性广。钻杆转速要考虑满足碎岩土的扭矩需要,又要考虑钻具的磨耗及孔壁稳定等情况。钻具强度一定时,钻头直径越大,转速应越慢。
2.1 场地布置
根据设计要求合理布置施工场地,先平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。在进行场地整平后,组织有资格的测量放样人员,将所有桩位放出,钉好十字保护桩,做好测量复核,并记录放样数据备案;规划行车路线时,使便道与钻孔位置保持一定的距离;以免影响孔壁稳定;施工场地为旱地而且在施工期间地下水位在原地面以下时,将场地平整夯实,清除杂物;场地位于浅水时,采用筑岛后在顶面安装钻孔机,筑岛顶面高出施工水位1.0m左右;钻孔机底盘不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷;钻孔机的安放位置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。
2.2 桩位放样
桩位放样,按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样,进行钻孔的标高放样时,应及时对放样的标高进行复核。采用全站仪准确放样各桩点的位置,使其误差在规范要求内。
2.3 钻孔机就位
钻孔机就位时,要事先检查钻孔机的性能状态是否良好。保证钻孔机工作正常。
2.4 埋设护筒
采用钢护筒,钢板壁厚6~8mm,高度为4m,做成整体圆形,为增加刚度防止变形,在护筒上、下端和中部的外侧各焊一道加劲肋。 护筒埋深3.5m,护筒顶高出地面50cm,埋设时将护筒周围0.5m~1.0m范围内土挖除,分层夯填粘土至护筒底0.5m以下。 当桩位处于岸滩上时,黏性土不小于1m,砂类土不小于2m.当表层土松软时,将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m.岸滩上埋设护筒,在护筒四周回填黏土并分层夯实;护筒顶面中心与设计桩位偏差及倾斜度均不大于规范及设计要求。 在砂性土和流塑淤泥质粘土中钻进时护筒长度根据其埋深和厚度适当增加,对洞高较大且无充填或填充薄弱的地下空洞,采用套筒跟进的方法,确保无塌孔现象。
2.5 泥浆配制
一般可选塑性指数大于25,粒径小于0.005mm,颗粒含量多于总量50%的粘土制浆。如当地缺少适宜的粘土时,可用略差的粘土,并掺入30%的塑性指数大于25的粘土。所有粘土中不应含有石膏、石灰或钙盐类化合物。泥浆调制采用将粘土直接投入钻孔内,利用钻锥冲击制泥浆。 钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。
2.6 钻进施工
(1)开钻时,先使钻头降至距孔口5cm左右启动泥浆泵,待泥浆循环几分钟后,再启动钻机慢度回转,同时慢慢降下钻头,孔口位置先低档慢速钻进,钻至护筒下1m后,且孔口稳定后逐渐增加转速正常钻进。
(2)在钻进过程中,孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5~2.0m;停钻后,应及时向孔内补水,保持一定的水头高度。应经常注意土层变化,对不同的土层采用不同的钻速、钻压、泥浆比重和泥浆量。在砂土、软土等容易坍孔的土层宜采用低档慢速钻进,同时提高孔内水头,加大泥浆比重。
(3)正常钻进时,合理控制钻进参数,起、落钻头速度宜均匀,不得过猛或骤然变速,转速的控制对成孔及后期水下混凝土浇筑有其重要的影响,进尺速度过快,孔壁难以形成一定厚度的泥浆护壁层,易形成塌孔等事故的发生;进尺速度过慢,可能形成扩孔,影响整个分项工程施工速度,亦不可取。出土不得堆积在钻孔周围。因故停钻时,孔口应加护盖。有钻杆的钻机,应将钻头提离孔底5m以上,其他钻机钻头提出孔外。
2.7 清孔
成孔后,更换清底钻头,进行清底,并测定孔深;清孔泥浆相对密度宜控制在1.10~1.25,粘度22~26s,含砂率小于6%;清孔采用泵吸或气举反循环方法,孔底沉渣应符合规定要求。
3 总结
反循环本身所具有的特点,可以给提高成孔效率、成桩质量和综合经济效益等方面带来一系列的好处。因此,完全有必要更深入的研究桥梁桩基施工中的反循环钻成孔技术,为路桥工程的发展贡献力量。
参考文献
【关键词】正循环回旋钻;反循环回旋钻;钻孔灌注桩成孔;适应性
0 引言
我国在应用钻孔灌注桩对郑州黄河公路大桥完成直径220cm,孔深70m的摩擦桩施工中,使钻孔灌注桩的可施工桩径突破200cm大关,是国产回旋钻机向大口径发展的重要里程碑,1986年广东省九江大桥2*160独塔斜拉桥工程中又使用BDM-4型反循环钻机完成φ200-300嵌岩桩的施工,标志着我国应用循环钻机施工钻孔灌注桩的工艺日趋成熟。
1 正反循环钻机成孔的原理
灌注桩是一种极为有效,安全可靠的基础形式,它具有将上部结构荷载传递到深层稳定的土层中,大大减少基础沉降的优点,因此成为目前建设工程中使用较广泛的一种桩基。灌注桩的施工大多是在地下或水下完成,施工工序多,导致了质量控制难度大。反循环回旋钻相较于正循环回旋钻,在保持成孔速度快,噪音低,机身高度小,振动小,可成孔直径大,钻孔深度大等优点外,还具备泥浆质量要求低,清孔速度快,清孔效率高等特点,虽然也存在钻机结构复杂,造价偏高等缺点。
正循环:用高压将泥浆通过钻机的空心钻杆从钻杆底部射出,底部的钻头在回旋时,将土层搅松成钻渣,被泥浆浮悬,随着泥浆上升而溢出流到孔外的泥浆溜槽,经沉淀池净化,泥浆再循环使用,孔壁靠水头和泥浆保护,采用本法由于钻渣得靠泥浆浮悬才能上升携带排出孔外,故对泥浆的质量要求较高。
反循环:同正循环相反,泥浆由孔外流(注)入孔内,用真空泵或其他方式(如空气吸泥机等),将钻渣从钻杆中吸出,由于钻杆内径较孔径小得多,故钻杆内泥浆上升速度较正循环快很多,就是清水也可把钻渣带上钻杆顶端流向泥浆沉淀池,净化后泥浆可循环使用,本法的泥浆只起到辅助护壁作用,其质量要求较低,但如土层为易塌土层,则仍需用高质量泥浆。反循环工艺的泥浆上流的速度较高,能携带较大的土渣。
2 正反循环回旋钻的优缺点
正循环回旋钻:钻进与排渣同时连续进行,故正循环回旋钻的成孔速度较快,钻孔深度较大,最大深度可达100米,缺点是需设置泥浆槽、沉淀池、储浆池等,施工场地占地面积较大,需要大量地水和原料,机具设备复杂,机械故障较多,最大的缺点是由于泥浆较稠,故孔壁的泥浆厚度常达5~7cm,大大降低了桩周摩擦力,因而正循环回旋钻机发展趋势比较缓慢。
反循环回旋钻:排除钻渣连续性好,速度较正循环快,功效较高,目前此类钻机最大嵌岩桩钻孔孔径可达250cm,普通土层钻孔直径可达300cm,深度可达80~120cm,钻进岩层的岩石强度可达180MPa左右,这类钻机排渣无需泥浆,在孔壁十分稳定的地层中甚至可以用清水,在孔壁不稳定的地层中,出于固壁的特殊需要,必须调制优质泥浆,但其造浆原材料的用量远远低于正循环,反循环回旋钻机的最大优点是孔壁保护膜较薄,不会太多影响桩的摩擦力,其缺点是扩孔率大于正循环回旋钻机,并且钻机结构较正循环钻机更为复杂,造价偏高,特别是钻孔直径达到300cm和孔深达到100m以上实造价会更高,尽管如此,目前反循环回旋钻在桥梁钻孔灌注桩成孔中仍处于主导地位。
二者噪音都较小,机身高度中等,振动小,成孔速度快。
3 适合地质条件
正循环回旋钻:黏性土,粉砂,细中粗砂,含少量砾石、卵石(含量少于20%)的土、软岩。
反循环回旋钻:黏性土,砂类土,含少量砾石、卵石(含量少于20%,粒径小于钻杆内径2/3)的土。
4 正反循环钻机钻进成孔
4.1 开孔钻进的控制
对正循环,应稍提钻杆,启动泥浆泵和转盘使之空转一段时间,使泥浆由泥浆泵从泥浆池输进钻杆内腔后,经钻头的出浆口在护筒出进行造浆,待泥浆均匀后以低档速进行钻进,钻至护筒脚下1m后,再按正常速度钻进。钻进过程中必须保持钻孔的垂直,并保证孔内水位高于地下水位。
对反循环,先将钻头提高距孔底约20cm,将真空泵加足清水,然后启动真空泵,抽出管路内的气体,待泥浆泵充满水时,关闭真空泵,启动泥浆泵,打开出水控制阀,把管路中的泥水混合物排到沉淀池,形成反循环后,启动钻机,慢速开始钻进。待一节钻杆钻完时,停钻沉淀,关闭泥浆泵,接长钻杆钻进。
4.2 正反循环钻机钻进过程的差别
正循环钻进时,进尺适当控制,在护筒刃脚处,低档慢速钻进,使刃脚处有坚硬的泥皮扩壁。钻至刃脚下1m后,再按土质以正常速度钻进。黏土中钻进,由于泥浆黏性大,钻锥受阻力也大,易糊钻,选用尖底钻锥、中等钻速、大泵量、稀泥浆;砂土或软土层钻进时,易坍孔,选用平底钻锥、控制进尺、轻压、低档慢速、大泵量、稠密泥浆;在轻亚黏土或亚黏土夹卵、泥石层中钻进时,因土层太硬,会产生钻锥跳动、钻机运转困难、钻杆摆动幅度加大和钻锥偏斜等现象,易使钻机超负荷损坏,采用低档慢速、优质泥浆、大泵量、两级钻进的方法钻进。待终孔后检查钻孔直径和竖直度,用探笼吊入孔内,圆笼中心与钻孔中心一致,如上下各处均无挂碍,则钻孔直径和倾斜度符合要求。
对于反循环回旋钻,在硬黏土中钻进时,用一档钻进,放松起吊钢丝绳,自由进尺。在普通黏土、砂黏土中钻进时,用二、三档钻进,自由进尺,以免陷没钻头或抽吸钻渣的速度跟不上。遇地下水丰富、易坍孔的粉砂土用低档慢速钻进,减少钻进对粉砂土的搅动,同时加大泥浆比重和提高水头,以加强护壁防止坍孔。钻进中,稍提钻杆以减压钻进,使钻锥回转平稳,避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。
正反循环回旋钻机开钻前应调制足够数量的泥浆,钻进过程中如泥浆有损耗、漏失,应迅速补充。并按时检查泥浆指标。每钻进2m或底层变化处应在泥浆中捞取钻渣样品,查明土层类别并记录,以便与设计资料核对。
5 清孔方式
5.1 正循环钻机清孔
当使用正循环回旋钻机钻进时,终孔后,易采用换浆法清孔。停止钻进,稍提钻锥离孔底10~20cm空转,并保持泥浆正常循环,以中速压入比重为1.03~1.10的较纯泥浆,把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出,使清孔后泥浆的含砂率降到2%以下,黏度为17~20s,相对密度为1.03~1.10,且孔底沉淀土厚度不大于设计规定的数值,即可停止清孔。根据钻孔直径和深度,换浆时间约为4~8h。这种清孔方式不需另加机具。且孔内仍为泥浆护壁,不易坍孔。缺点是清孔不彻底,混凝土质量较难保证,而且清孔时间太长。
5.2 反循环钻机清孔
当使用反循环回旋钻机钻进时,终孔后,易采用抽浆法清孔。可在成孔后停止钻进,利用反循环系统中的泥石泵持续吸渣5~15min左右,使孔底钻渣清楚干净。这种清孔方式在反循环钻机成孔施工中使用同样不需要另加机具,清孔较彻底,但孔壁易坍塌的土层在使用抽浆法时,操作要注意,防止坍孔。
6 结语
总而言之,钻孔灌注桩基础日益成为软弱地基上工业建筑、高层楼宇、桥梁码头及重型仓储等工程经常采用的一种深基础形式,其成孔的方法很多,正、反循环回旋钻成孔法由于施工噪音小,对土层扰动小,振动力小,成孔速度快,因此在钻孔灌注桩施工中得到了广泛的应用,同时受到施工单位的高度重视。
参考文献:
21世纪,产业发展的新模式是绿色低碳循环经济发展模式。为了能够在全球的生态安全上做出贡献,使我国的建设更加的美丽,让人和自然的和谐发展进入到一个新的格局,就要按照党在会议中所提出的建立绿色低碳循环的产业体系,在保证保护环境和节约资源的前提下,对城市进行科学合理的布局、打开农业发展的格局、保证生态安全的格局。因此,我国必须坚持绿色发展,促进经济的可持续发展,绿色低碳循环发展就成了推动农业经济发展的最重要的一个选择和路径。
一、在农业经济绿色低碳循环下的综合论述
现如今,我国农业经济发展的新思路离不开绿色低碳循环的发展。对绿色低碳循环发展的成了促进农业经济中最重要的研究课题。一方面全球的气候都在逐年变暖,要想农业经济的发展得以实现、可持续的发展策略得到实施,对现有的资源提高循环使用率,我们应在农业经济的发展当中实现技术、制度等的创新,促进产业转型,通过这些方式尽可能的做到减少一些温室气体的排放问题,像二氧化碳;另一方面是济绿色农业经的发展,它是在传统农业经济发展的基础上,根据市场、经济的需求,连同生态的共同发展,对农业经济的生态系统进行良性的循环,从而达到农业资源的可持续利用的过程。它是促进可持续发展经济的一个必不可少的一部分。
二、推动我国绿色低碳循环农业经济的现实意义
一方面我国土地的人均占有量明显比联合国的世界土地人均占有量要低很多,传统的农业经济还存在着耗材高、污染高、农业的资源又在过度的消耗问题。要想改善我国农业经济发展的现状,只有采取低碳的农业发展模式,发展绿色低碳循环的农业经济,才能使我国粮食产量得到提高,我国农业经济的增长才能进一步推动;另一方面传统的农业经济发展中,化肥、农药的大量使用、农业乱推乱放造成的水土污染、我国可用的耕地面积又因为解决温饱问题对土地进行的大量严重的破坏而变小,这些都促使我国农业经济向绿色低碳循环的农业经济发展。随着新世纪的发展,粮食供应问题在不断的升华,使我国农产品的进出口问题上受到了严重的制约。对于此,要保护好我国的生态环境和更好的对我国粮食的安全进行维护,必须加快实施绿色低碳循环的农业经济发展,粮食的安全问题才能得到更好的解决。
三、我国农业经济在发展绿色低碳循环中所面临的问题
一方面建设我国农业基础的设施不完善。近年来我国对农业产业也出台了很多辅农、惠农及助农的工业化的优惠政策,但是仍旧出现了可用耕地流失越来越严重、耕地面积越来越少、农业资源的大量浪费这些问题,这都是由于农业经济的基础设施不够完善所造成的,再加上有些农业经济基础的设施使用年头过长,出现老化现象,这更促使农业资源被严重破坏;另一方面我国的农业基础相当薄弱,总结出以下三点:第一,在市?鼍?济的发展中,青壮年集体外出打工的人员越来越多,造成了农业产业的劳动力出现明显的缺口,造成我国农村的劳动力严重的短缺;第二,虽然我国的国土面积相当大,但是人与土地之间的矛盾又很明显,我国人均的可耕种的耕地面积比世界人均可耕种的耕地面积低的太多了;第三,我国虽然全方面的普及九年制义务教育,对职业技术教育也在不断加强,但是我国从事农业的文化水平没有得到根本上的提高,最明显的就是我国农村人口的文化程度上普遍不高;最后一方面是没有及时完善我国农业经济的服务系统。本来对于我国农业经济的发展的方向上起步就比较晚,农业经济的服务系统又没有得到及时的建立和完善,这也使在进行农业经济的服务工作的开展上得不到顺利的进行,其服务水平也就没有得到很好的提高。
四、我国农业经济发展绿色低碳循环中的应对措施
一方面对我国农村基础的设施进行建设完善。在对我国农村的基础的设施建设中,在更换和检修上,实行大力开展对农业低碳的经济发展方向大规模的普及,同时向农村进行多方位的引流,利用好资源开发新技术,使农民的视野更加开阔,让我国的农业实现经济的效益最大化;另一方面对我国农业的产业经济结构上。为了使绿色低碳循环的农业经济规模越来越大及出现联动的效应,对基层的农业人员进行绿色低碳循环的农业经济发展模式的灌输、普及,对相应的农业技术服务人员多多进行技术培训和远程继续教育的学习,争取能够培养出一批在绿色低碳循环农业方面的人才专家,从中对于绿色低碳循环的农业种植小能手进行发掘。最后一方面则是我国对农业技术的专业服务系统的建立。不管是工业技术化的发展还是城市化的发展进程,我国农业的经济在其技术水平、物质基础、信息、物流服务等对专业服务系统的建立都已经相当的成熟了。为了能够促进我国绿色低碳循环的农业经济在基层更深入的推广,农业技术的专业服务系统就该包含一系列专门的服务,例如,农产品和其衍生品在销售模式上进行拓宽、对于病虫害虫技术性防治的推广、对于现代化农业的耕种方式实现技术化的普及等等。
《河北省“十四五”循环经济发展规划》提出河北加快构建绿色低碳循环发展经济体系,到2025年,单位GDP能源消耗比2020年降低15%左右。
近日,河北省发展改革委印发《河北省“十四五”循环经济发展规划》。规划提出,以建设绿色低碳循环发展经济体系为核心,以推行循环型生产方式和生活方式为主线,建立健全资源循环利用体系,全面提高资源利用效率,充分发挥资源循环利用的协同减碳作用,加快推进重点行业、重点领域绿色循环发展,为实现碳达峰、碳中和目标提供资源保障。
规划明确了主要目标:到2025年,绿色低碳循环发展的产业体系基本形成,重点行业资源能源利用效率大幅提升,覆盖全社会的资源循环利用体系基本建立,资源循环利用产业形成较大规模,生产生活方式绿色转型成效显著,循环经济对经济社会可持续发展的保障能力显著增强。
到2025年,主要资源产出率比2020年提高约20%,单位GDP能源消耗、用水量比2020年分别降低15%左右,新增大宗固废综合利用处置率达到95%;强制分类区域的城市生活垃圾回收利用率达35%以上,建筑垃圾综合利用率达到60%,主要品种再生资源回收总量提升10%以上,基本实现农作物秸秆全面综合利用、废旧农膜全回收。
聚焦4项重点任务,全面提高资源利用效率
规划提出,河北省实施4项重点任务,全面提高资源利用效率,加快推进重点行业、重点领域绿色循环发展。
加快构建循环型工业体系。推行重点产品绿色设计,开发60项绿色设计产品,创建200家省级以上绿色工厂。推动重点行业清洁生产,依法在“双超双有高耗能”行业实施强制性清洁生产审核,2022年底前完成全省年产危废量100吨及以上的重点企业清洁生产审核。推动园区循环化发展,鼓励争创国家生态工业示范园区,到2025年,创建绿色园区20家。加强大宗固废综合利用,到2025年,新增大宗固废综合利用处置率达到95%以上。全面推进产城循环链接。
加快完善循环型农业体系。完善农林废弃物资源化利用体系,到2025年,畜禽粪污综合利用率达到85%,秸秆基本实现农作物全面综合利用。建设完善废旧农资回收利用体系,加强地膜新国标执行力度,推广使用0.01毫米以上标准地膜,到2025年,废旧农膜基本实现回收。推行循环型农业发展模式,到2025年,省级农业产业化重点龙头企业达到1000家。
大力推进废旧物资循环利用。完善废旧物资回收体系,合理布局建设“交投点、中转站、分拣中心”三级回收体系,争创国家废旧物资循环利用体系建设示范城市1至2个。提升再生资源加工利用水平,到2025年,主要品种再生资源回收总量提升10%以上。大力发展二手商品市场。推动再制造产业规模化发展,加快建立完善覆盖京津冀、辐射东北和华北的再制造旧件回收体系。提升建筑垃圾资源化利用水平,到2025年,建筑垃圾综合利用率达到60%以上。
推动形成绿色生活方式。大力倡导绿色消费,鼓励消费者购买绿色标志产品;实施垃圾分类,到2025年设区市、雄安新区、张家口市崇礼区、廊坊北三县、北京大兴国际机场临空经济区基本建成生活垃圾全程分类和处理系统。大力推广绿色低碳建筑,率先在雄安新区建设“绿色建筑发展示范区”,到2025年全省城镇新建建筑全部达到绿色建筑标准。完善绿色交通出行体系,到2025年,清洁能源及新能源公交车、出租车占比分别达到90%、85%以上。
实施10项重大工程与行动,深入推进循环经济发展
规划提出,河北省实施10项重大工程与行动,即城市废旧物资循环利用体系建设工程、园区循环化改造工程、大宗固废综合利用示范工程、建筑垃圾资源化利用示范工程、循环经济关键技术与装备创新工程、再制造产业高质量发展行动、废弃电器电子产品回收利用提质行动、塑料污染全链条治理推进行动、快递包装绿色转型推进行动、废旧动力电池循环利用行动。
实施城市废旧物资循环利用体系建设工程。以石家庄、唐山等人口较多的城市为重点,开展城市废旧物资循环利用体系建设。统筹废旧物资“交投点、中转站、分拣中心”建设,合理布局便民交投点,在商超、学校、办公场所等探索推行智能回收设施。到2025年,设区市基本建成较完善的废旧物资循环利用体系。
实施循环经济关键技术与装备创新工程。鼓励各类科研院所、高校、企业申报国家、省循环经济关键技术与装备相关专项科研项目。围绕典型产品生态设计、再生资源高质循环、高端装备再制造等领域,加大科技支持力度,突破一批绿色循环关键共性技术等;在重点区域、重点行业,开展循环经济绿色技术体系集成示范,推动政产学研用一体化科技成果转化。
实施再制造产业高质量发展行动。以河间京津冀国家再制造产业示范基地、迁西机电再制造产业园等为重点,着力发展汽车零部件再制造、工程机械等再制造产业。支持瑞兆激光等再制造服务企业发展。加大再制造技术研发和创新力度,建设再制造技术创新平台。积极争取国家汽车产品生产者责任延伸试点,争创汽车使用全生命周期管理试点。