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WeiXin呵呵呵
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烽火馋眠

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绿色高性能混凝土建筑材料可持续发展的设想 多年来,关于混凝土材料的研究和对其发展方向的制定,过于偏重于使其达到某种或综合的优良性能这一基本原则上,而对其耐久性重视程度不够。90 年代初高性能混凝土概念提出后,促使人们加强了对混凝土材料的施工性和耐久性的研究,而绿色高性能混凝土则是将单纯的材料性能的获得与建筑材料的可持续发展综合考虑时的必然方向。1 绿色高性能混凝土 高性能混凝土应该具有下列某些或多项优良性能: (1) 优良的施工性:能在正常施工条件下保证混凝土结构的密实性和均匀性,并尽量降低振动噪音和振实能耗; (2) 强度高:尽量减少肥梁胖柱,并要考虑到建筑的美学效果和结构挠度以及功能等方面的要求; (3)耐久性优良:如抗冻性、抗渗性、抗冲击性、抗水砂冲刷性等; (4) 具有某些特殊功能:如超早强、低脆性、高耐磨性、吸声、自呼吸性等。尽管在开发应用高性能混凝土的过程中,一般都要使用高性能外加剂和性能优良的掺合料,在一定程度上可以起到节约水泥从而节约资源和能源、保护环境的作用,但高性能混凝土的提出者及研究开发者都很少从环境保护、节约资源和能源的高度来认识这一问题,过分强调在任何工程中都使用高强混凝土,无凝是对宝贵而有限的地球资源和能源的浪费。 最早提出绿色高性能混凝土概念的是中国工程院院士吴中伟教授。简要地说,符合以下条件的高性能混凝土才真正能称得上是绿色高性能混凝土: (1) 所使用的水泥必须为绿色水泥,砂石料的开采应以十分有序且不过分破坏环境为前提; (2) 最大限量地节约水泥用量,从而减少水泥生产中的“副产品”———CO2 、SO2 和NOx 等气体,以保护环境; (3) 更多地掺加经加工处理的工农业废渣,如磨细矿渣、优质粉煤灰、硅灰和稻壳灰等作为活性掺合料,以节约水泥保护环境,并改善混凝土耐久性; (4) 大量应用以工业废液,尤其是黑色纸浆废液为原料改性制造的减水剂,以及在此基础上研制的其它复合外加剂,帮助其它工业消化处理难以处治的液体排放物; (5) 集中搅拌混凝土,消除现场搅拌混凝土所产生的废料、粉尘和废水,并加强对废料、废水的循环使用; (6) 发挥高性能混凝土的优势,通过提高强度,减小结构截面积或结构体积,减少混凝土用量,从而节约水泥和砂、石的用量;通过改善施工性能来减小浇筑密实能耗,降低噪音;通过大幅度提高混凝土耐久性,延长结构物的使用寿命,进一步节约维修和重建费用,减少对自然资源无节制的使用; (7) 对大量拆除废弃的混凝土进行循环利用,发展再生混凝土。2 绿色高性能混凝土的原材料 尽管绿色高性能混凝土是一种相对节能的建筑材料,但随着世界水泥年产量和混凝土浇筑量的不断增加,它对资源、能源和环境所产生的影响是非常惊人的。据估算,生产1t 水泥熟料所排放的CO2 约为1t ,同时还要排放SO2 、NOx 等有害气体,CO2 的大量排放直接导致“温室效应”,而SO2 、NOx 等气体的排放则会引起“酸雨”现象,由于收尘设施不佳,水泥生产还排放出大量粉尘,水泥厂一直被看作环境污染源;水泥工业也是耗煤、耗电大户,水泥的大量生产和应用还将导致地球矿产资源的匮乏和生态平衡的破坏。因此,混凝土能否长期作为最主要的建筑材料,不仅要求其具备在耐久性、施工性和强度等方面的高性能,而且最关键之处在于其绿色“含量”是否高。水泥虽然只占混凝土所有原材料质量的10 %~20 % ,但水泥工业生产中所消耗的能量是最多的,几乎占混凝土能耗的50 %~60 %;混凝土从原材料生产加工到浇筑成型的整个过程中,水泥工业是排放粉尘和有害气体的最大的污染源。 因而,发展绿色高性能混凝土的首要条件是生产和使用节能型、环境污染少的绿色水泥。“绿色”型水泥生产是将资源利用率和二次能源回收率均提高到最高水平,并能够循环利用其它工业的废渣和废料;技术装备上更强化了环境保护的技术和措施;产品除了全面实行质量管理体系外,还真正实行全面环境保护的保证体系;粉尘、废渣和废气等的排放几乎接近于零,真正做到不但自身实现零污染,无公害,又因循环利用其它工业的废料、废渣,而帮助其它工业进行三废消化,最大限度地改善环境。3 开发研制和应用绿色高性能混凝土尚需进行的工作 绿色高性能混凝土从原材料到具体工程应用涉及到的部门和环节很多。实现水泥生产“绿色化”一个环节是不够的,必须同时开展如下工作: 第一、要加强混凝土科研开发、标准制定、工程设计和施工人员等的环保节能意识,加大“绿色”概念的宣传力度,引起混凝土工程领域各环节的高度重视。 第二、工程设计人员应更新传统的混凝土设计方法,敢于在重大工程中掺用活性混合材料和加大掺量;施工人员要提高质量意识,严格施工,加大活性混合材掺量对混凝土各项性能所产生的益处已众所周知,但未被工程界充分重视。比如,对粉煤灰的应用问题,尽管科研工作者早就着手大掺量粉煤灰混凝土的研究,但目前即使在商品混凝土中粉煤灰的实际掺量一般也只有15 %左右,很少超过20 %。有人曾研究过粉煤灰替代率为35 %~50 %的低强度等级混凝土(14MPa)的性能,认为可大量用于道路的路基,大掺量粉煤灰混凝土,尤其适合于大体积混凝土工程和海工混凝土工程。再如针对混凝土材料的耐久性,人们并没有象所期望的那样加大活性混合材的用量,控制某些种类防冻剂和早强剂的掺量,或者重视低碱水泥的使用,以致范围广泛的混凝土工程碱集料破坏现象仍很严重。 第三,研究对工业废渣行之有效的加工方法、加工设备,以期充分利用其活性;在工业废渣利用方面,还要坚持贯彻优质优用的原则,即超细磨矿渣和优质粉煤灰主要用于配制高强度混凝土,而配制中低强度等级混凝土一般仍应采用普通细度矿渣或低等级粉煤灰。 第四,开发适合于掺活性混合材混凝土的高性能外加剂,以解决掺混合材对混凝土性能产生的某些负面效应,同时还可避免过分提倡混合材超细磨所引起的能耗问题。通过掺用合适的高效减水剂和引气剂,可配制出各种性能相当优异的混凝土。对于大掺量普通细度活性混合材的混凝土,通过掺加有效的激发剂,有望改善其早期强度,但应严格限制激发剂中C1 和SO2的含量,或禁止使用这类激发剂,以免引起钢筋锈蚀或碱集料反应。 第五,研究一种或多种活性混合材和外加剂与水泥矿物成分的超叠加效应,以便针对具体材料提出最佳设计方案。 第六,对纸浆黑色废液进行加工处理,开发以纸浆废液为主要原材料的各种外加剂,并扩大其使用范围,长期以来,黑色纸浆废液一直是导致我国长江、黄河流域以及其它河道水质严重污染的“元凶”。我国大约有9000 多家造纸厂,每年产生的黑色废液大约有30 亿~90 亿t ,绝大多数厂家都把未经处理的废液直接排放到江河中,造成的污染十分惊人———竟占我国所有化工污染的1/ 4 ! 尽管国家已对部分厂家实行了关停并转,但处理纸浆废液的任务仍刻不容缓。利用纸浆废液来制取混凝土减水剂不仅可以节省工业萘的消耗,降低成本,最重要的是可帮助造纸厂处理并循环利用废液,减少其对环境、工农业生产以及人身健康造成的巨大危害。 第七,研究和制定绿色高性能混凝土的质量控制方法、验收标准等,绿色高性能混凝土都要求掺加活性混合材,然而,除硅灰和稻壳灰等外,活性混合材对混凝土强度的贡献主要在后期。如果仍沿用普通混凝土质量控制方法和验收标准,即以28 d 抗压强度来衡量混凝土的质量,则不符合实际情况,势必要造成强度和材料的浪费,也影响绿色高性能混凝土生产者的积极性,使绿色高性能混凝土难以推广,这与混凝土“绿色化”的真正目的是背道而驰的。另外,绿色高性能混凝土要求混凝土具有较为优良的耐久性,但对混凝土质量评定的传统和现行的标准只考虑强度,而对耐久性指标一般不予考虑,希望新标准中增加耐久性指标。 第八,应针对当前城市改造过程中大量拆除旧结构物混凝土,研究出一整套破碎、分级技术,开发再生混凝土,用于浇筑强度要求相对较低的地坪、中低等级混凝土路面、路基等工程。

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大嘴小鲨鱼

城市地下岩土工程是岩土工程的一部分,是城市可持续发展,特别是我国大城市可持续发展所面临的诸多问题之一,更是摆在岩石力学工作者面前的新课题和新任务。 1 城市地下岩土工程是新世纪城市建设的重要环节 随着国民经济的高速发展,我国城市化水平正在快速提高,从1990年的提高到1997年末的。城市化水平的提高标志着城市工程建设的飞速发展。但是,我国城市建设基本上沿用“摊大饼”的粗放发展模式,给国民经济带来不应有的损失。主要是: (1)城市范围无限制地外延扩展,耕地损失严重。据卫星遥感资料判断和测算,1986~1996年间,全国31个特大城市城区实际占地规模扩大,有的城市占地成倍增长。另据预测,至2010年,我国城市总数将从1996年的640座增加到1 000座,其结果是占用了大量耕地。到下世纪中叶,我国城市化水平将提高到65%左右,这意味着城市人口将比1990年增加7亿多人,按每个城市人口用地100 m2计,将占用耕地1亿多亩。土地问题是我国可持续发展的关键,城市人口急剧增长与地域规模的限制已成为城市发展的突出矛盾,城市 发展非走节约土地的集约化发展模式不可。 (2)城市人口密度大,形成了所谓的“城市综合症”。首先表现在城市交通阻塞,行车速度缓慢。例如北京市干道的平均车速比10年前降低50%以上,且正以年递减2 km/h的速度持续下降。上海、北京每公里道路的汽车拥有量相应为506辆与345辆,为发达国家大城市相应拥有量的1倍及至数倍。其次是,由于城市基础设施落后于城市面积的扩展和城市人口的增长,造成城市环境的恶化。当前我国城市环境形势日趋严重,大气污染日趋加剧,全国500多座城市大气质量达到一级标准的不到1%,酸雨面积超过国土面积的40%,重庆等城市尤为严重;城市污水80%未经处理排入江河;城市地下水受到污染;垃圾围城现象普遍;噪声污染普遍超标,建筑空间拥挤,城市绿地减少,生态恶化。 (3)城市总体抗灾抗毁能力偏低。在城市总体规划中,除防洪、防空外,目前尚缺少综合防灾的内容,城市基础设施的防灾措施处于空白。为了克服这方面的弊端,解决城市人口、环境、资源三大危机,医治“城市综合症”,实施城市可持续发展,世界发达国家都在把地下空间作为新的国土资源,开发利用城市地下空间,成为越来越受到重视的城市建设指导方针和发展方向。 城市功能空间能转入和宜转入地下的领域是很广阔的,包括商业、交通、部分市政设施、文化娱乐休闲、部分工业生产、仓储、防灾(避难)和救灾空间等。充分利用地下空间是城市立体化开发的最重要组成部分。它可以达到扩大空间容量、提高开发集约度、消除步车混杂、交通顺畅、商业更加繁荣,地面绿地增加,环境优美开敞,购物与休闲,娱乐相互交融的多功能效果,与向城市上空发展的模式相比,是一种更为合理的发展模式。 向地下要土地、要空间已成为城市建设发展的必然趋势,显示了无比的优越性。我国及国外大城市的地下商业城(街)、地下车库、地下影剧院、地下铁道、地下人防系统,是众所周知的城市地下工程。有的国家已开始实施和计划采用地下污水收集和处理设施、地下垃圾处理厂、地下超导磁直接储存电能、地下供热供冷系统、地下多功能公用隧道(共同沟)以及具有抗灾功能的地下空间系统。它们是未来城市建设的发展方向。 2 城市地下岩土工程的特点及难点 众所周知,地下岩土工程是一个具有悠久历史的领域。可以说自有人类以来就有岩土工程,特别是进入工业社会以后岩土工程处处存在,但是城市岩土工程,除了传统的地面房层工程外,地下岩土工程却是随着现代城市的兴起而发展的。经过最近几十年的实践,无论从设计、施工、设备和工艺,还是理论、技术和经验,都已达到相当高的水平,特别是深埋地下岩石工程,更是达到了较成熟的程度。 但是,城市地下岩土工程却具有与一般岩土工程不同的特点,主要是:多数埋深较浅。地面建筑、交通设施密集,地下管线多,开挖造成的影响大,地质条件复杂,多以土体为主,常有膨胀土、沙层、地下水,尤其是沿海沿江城市,淤土、软土的开挖难度更大。因此,城市地下岩土工程存在许多需要解决的特殊问题。主要是: (1)浅埋、超浅埋暗挖施工技术。城市地下工程的埋深,不仅直接影响工程造价,而且关系到工程使用方便与否,因此,城市地下工程一般埋深较浅。在浅埋、特别是超浅埋的条件下,地下工程需要穿越建筑物和线路、街道,地面保护成为施工技术中的首要问题。 (2)复杂、恶劣环境下的开挖技术。诸如流砂层、膨胀土、高压缩性软土淤土、风化破碎岩石、高浓度瓦斯地层、大涌水、硫化氢、岩溶、高应力、地下管线、地面大车流量、大型载重车多、建筑物密集等等,都是地下岩土工程施工中的难题。 (3)大断面隧道开挖、支护技术。主要是地铁车站及商场、仓库、厅、室,其跨度尺寸达10 m以上。 (4)开挖影响控制技术。随着工程埋深的减小,开挖对地面的影响越来越大,在超浅埋条件下,开挖影响的控制与开挖方式、施工工艺、支护方法等众多因素有关,是地下工程施工中最为复杂的问题。 3 城市地下岩土工程的开挖技术及其适应条件 我国城市地下工程建设起步较晚,随着人防、地铁、地下商场、仓库、影剧院等大量工程的建设,特别是近年来的工程实践,城市地下空间开挖技术得到了长足发展和提高。我国城市地下隧道及井孔工程先后采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等,这些技术有的已达到国际先进水平。 明挖法 明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点,城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大。 明挖法的关键工序是:降低地下水位,边坡支护,土方开挖,结构施工及防水工程等。其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。主要有: (1)放坡开挖技术。适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。基坑应自上而下分层、分段依次开挖,随挖随刷边坡,必要时采用水泥粘土护坡。 (2)型钢支护技术。一般使用单排工字钢或钢板桩,基坑较深时可采用双排桩,由拉杆或连梁连结共同受力,也可采用多层钢横撑支护或单层、多层锚杆与型钢共同形成支护结构。 (3)连续墙支护技术。一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽,也可采用多头钻和切削轮式设备成槽。连续墙不仅能承受较大载荷,同时具有隔水效果,适用于软土和松散含水地层。 (4)混凝土灌注桩支护技术。一般有人工挖孔或机械钻孔两种方式。钻孔中灌注普通混凝土和水下混凝土成桩。支护可采用双排桩加混凝土连梁,还可用桩加横撑或锚杆形成受力体系。 (5)土钉墙支护技术。在原位土体中用机械钻孔或洛阳铲人工成孔,加入较密间距排列的钢筋或钢管,外注水泥砂浆或注浆,并喷射混凝土,使土体、钢筋、喷射混凝土板面结合成土钉支护体系。 (6)锚杆(索)支护技术。在孔内放入钢筋或钢索后注浆,达到强度后与桩墙进行拉锚,并加预应力锚固后共同受力,适用于高边坡及受载大的场所。 (7)混凝土和钢结构支撑支护方法。依据设计计算在不同开挖位置上灌注混凝土内支撑体系和安装钢结构内支撑体系,与灌注桩或连续墙形成一个框架支护体系,承受侧向土压力,内支撑体系在做结构时要拆除。适用于高层建筑物密集区和软弱淤泥地层。 暗挖法 适用于城市中不能采用明挖法施工的地方,亦适用于松散层及含水松散层地层。 一般应按照“新奥法”原理设计和施工,采用较强的初期支护,先注浆后开挖的方法。施工原则是:“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。一般用30~50 mm钢管超前棚顶导管,然后注入水泥或化学浆,形成“结石体”,以增强围岩自稳能力。每次开挖进尺 m左右,先进行环状开挖,留核心土,预喷5~8 cm混凝土,架拱架和钢筋网,再喷25~30 cm混凝土,形成初期支护,做防水层后再做二次衬砌。 暗挖法有单拱单跨和多拱多跨暗挖施工技术。北京地铁西单车站为多拱多跨。也有三连拱、四连拱、五连拱地铁车站、公路隧道和地下商场。北京天外天地下商场为五连拱结构。还有平直墙暗挖施工技术。国际上传统的暗挖法其顶部都是拱形结构,我国创造出平顶直墙超浅埋暗挖施工技术,如北京长安街过街道。 在岩石中进行暗挖施工时,一般采用钻爆法。为了保护围岩的自承能力,普遍采用光面爆破技术。为了减少对地面的振动影响,还采用微差爆破及合理设计爆破参数等减振技术。 盖挖法 指的是边坡支护为连续墙、混凝土灌注桩,其上为盖板所构成的框架结构,并在其保护下开挖及结构施工的方法。它具有快速、经济、安全的优点,是较明挖法对环境影响少,较暗挖法成本低的一种方法。适于市区高层建筑密集区。 盖挖法可分为由浅而深地逐层开挖、逐层做结构的盖挖逆作法以及依次开挖至底后再做结构的正作法两种。前者适用于地质条件复杂、开挖断面大的情况,后者反之。 盾构法 指的是全断面推动园筒状钢盾构进行开挖的方法。施工方法有人工、半机械及全机械化多种。盾构由液压千斤顶推进。用盾构法能完成直径几十厘米至十多米尺寸的隧道,以及双联、三联和四联盾构的大型工程。它适于稳定和不稳定松散含水地层。 从施工技术上看,盾构法有泥水盾构法、土压平衡法(可控制地面沉降)、开敞式机械化盾构、气压盾构、插刀盾构及混合盾构等多种。在岩石地层中,也可采用隧道掘进机(岩石盾构)。 此外,国内外还开发了称为“地老鼠”的非开挖技术,包括导向钻进、定向钻进、冲击矛、夯管、水平顶管及螺旋钻等。我国首都机场跑道下采用这种方法完成一次顶进�273 mm、壁厚8 mm、长110 m作为安装通讯电缆用的钢管。我国最长铺管长度可达500 m,最大铺管直径800 mm,铺设设备达到国际先进水平。 冻结法 地层冻结法是采用人工制冷固结不稳定松散砂土地层或软岩地层,并隔断地下水的施工方法。在拟开凿的地下工程周围钻凿一定数量的冻结孔,通过冻结管中的供液管,循环由制冷设备提供的低温盐水,使地层局部形成不透水且有一定强度能抵抗地压的冻结壁,并在其保护下进行开挖施工,工程完工后,冻结壁融化,地层岩土恢复原状。此法适用于松散含水地层,已在煤矿广泛采用。上海地铁1#线、2#线的联结通道及泵站、上海杨树浦水厂泵站基坑、北京地铁大北窑区间隧道等复杂高难地段,均用此法获得成功,并首次试成水平冻结技术及液氮快速冻结技术。 沉管(箱)法 沉管(箱)法是采用将事先预制的钢筋混凝土结构,焊封头部钢板、然后放水浮运沉入到设计的位置来建造水下岩土工程的方法。国外及我国煤矿均有大量施工实例。广州珠江隧道采用了这种方法。适于修建过江、过海隧道的水中部分及浅表土层中的竖井施工。 钻井法 钻井法是一种用途广泛、技术先进的岩土井、孔施工方法,其全部开挖工程在地面操作,工人不需“入地”,劳动强度小,它是通过专门的大直径钻机(我国最大钻井直径 m)驱动钻杆及钻头钻进,泥浆护壁,压气排渣,井壁漂浮下沉,壁后充填固井等工序,一次超前钻进,分级扩孔成井。我国煤矿已成功采用此法完成47个深井井筒。此外还有由下而上施工的反井钻进技术。钻井法在我国矿山、铁路、交通、国防、水电等复杂及水下岩土工程中得到成功应用。 注浆法 注浆法指的是通过注浆设备以选定的注浆工艺利用钻孔进行岩土加固的一种施工技术。它早就被广泛应用。根据注浆材料不同有单液和双液注浆,水泥注浆、粘土水泥和化学材料注浆;根据注浆机具不同有重力注浆和压力注浆,有渗透注浆和喷射注浆等。 近年来发展起来的高压喷射注浆法,在岩土工程的加固和治水中更是发挥了独特作用,例如高压旋喷桩法、高压定喷墙法以及水平旋喷法。三重管高压旋喷桩法在上海地铁1#线的施工中,对淤泥地层进行帷幕堵水、防渗加固,效果十分理想。高压旋喷桩与灌注桩结合法在高层建筑地基基坑护坡工程中更是得到广泛应用。 4 城市地下岩土工程中的开挖影响及环境保护 城市地下岩土工程中的开挖影响指的是开挖引起的围岩移动与地面沉降,不包括其它扰民影响。地下开挖必然会在其周围岩土体中引起位移与变形。由于开挖深度小,其影响必然要波及到地面上,但由于开挖宽度有限,其影响也是可以控制的。影响的程度与范围,取决于众多因素。对于浅理、超浅埋隧道式开挖工程,主要取决于开挖方式、断面跨度、导坑形式、机具、支护方式与时机、构件刚度、回填、地面载荷(动、静载)、岩土体性质及地下水抽排等。 据实测研究,隧道式开挖引起的地面沉降,其横剖面一般呈盆状,大体上用可概率积分曲线来描述。 对于浅埋和超浅埋隧道式开挖引起的地面沉降,其最大下沉值大致由开挖空间支护前的下沉、地下水抽排引起的下沉以及开挖空间支护后的下沉等构成。这些下沉可通过采取一定的减沉措施减少到最小程度。从北京、上海和广州等城市的地铁施工实例结果看,北京地铁“复—八线”两侧高大建筑物累计下沉量最大仅为 mm,北京地铁西单车站正上方累计地表最大下沉量也未超过30 mm;广州地铁有一段隧道横穿市区主干道天河路,隧道顶距路面7 m,地层为饱含水细砂层,地下密布有供水管、污水管及电缆线,地面昼夜车流量约12万辆,还有载重30~60 t大型集装箱运输车快速通过。开挖后,据对128个测点观测,最大下沉为 mm,低于国际上地面沉降控制标准。 根据国内外浅埋开挖实践,地面减沉的措施有: (1)围岩预加固。为了加固软弱和松散岩、土体,一般采取导坑或全断面预注浆。对于软弱或破碎岩体,采用单液或双液压力预注浆;对于松散土体,采用单液或双液高压旋喷预注浆。 (2)强力支护。包括预支护、提高支护构件刚度及壁后充填等。预支护有管棚和插板两种方法。管棚钻孔深度受导坑尺寸限制,可兼作注浆管,适用条件广泛。插板需用千斤顶顶进,具有防水效果,但不能用于卵石地层。及时支护可以有效减少支护前的下沉。锁脚锚管是用于分步支护构件基础的稳定,为下部开挖与支护安装创造良好条件,减少上部支护构件的沉降。提高支护构件刚度可以减少支护后的下沉。壁后充填是减少支护构造与岩土体之间空隙的有效措施,在一次支护和二次支护后采用小导管注浆法进行充填。 (3)分步开挖,及时支护。实践证明,分步开挖、及时支护可以有效地减少围岩及地面下沉。例如北京长安街过街道,跨度大(开挖跨度 m)、超浅埋(表土厚度仅~ m)、有动载、地下管线多,为了减少地面下沉,采用“中洞法”分步施工,地面下沉减到24 mm,效果良好。 (4)降水—回灌技术,是治理地下水和减少地面下沉的有效方法,已在北京地铁施工中推广应用。一般是“浅抽深灌”或“前抽后灌”。据北京地铁“复—八线”实测,采用此法后其两侧高大建筑物下沉未超过 mm。 值得研究的是,近年来我国试验成功的“高水速凝材料”,具有快速固结含水砂层的性能。如能在地下工程中进行试验,对于阻隔地下水渗入施工空间,将具有良好的应用前景。 5 国外地下岩土工程开挖技术的新进展 (1)全过程机械化。从护坡、土方开挖、结构施工,包括暗挖法施工的拱架安装、喷射混凝土、泥浆配制和处理等工序的机械化,同时采用计算机技术进行监控,从而保证了施工安全、快速施工和优良的工程质量。 (2)盾构法得到较大发展。近30年内英、美、法、日等国大量采用盾构施工技术,日本已生产盾构近万台,用于地铁、铁路、公路,水工及管网施工,已出现双联、三联、四联盾构,能完成三跨地铁车站,开挖宽度达17 m。日本正设想设计直径80 m的盾构,在地下建造人造太阳和住宅区。 (3)微型盾构和非开挖技术已广泛应用。主要用于建造各种直径的雨、污水、自来水管道和电缆管道。微型盾构就是直径2 m以下的盾构。刀盘掘进,遥控和卫星定位控制方向和坡度,然后安装管片。非开挖技术就是采用微型钻机,通过切割轮成孔,退回钻杆后安装管线或电缆。 (4)预砌块法施工技术。拱圈是在土方开挖后采用拼装机安装,管片上留有注浆孔,衬砌拼装完成后,由注浆孔向壁后注浆,堵塞空隙,增强围岩与衬砌的共同作用。法国用此法施工的最大单拱跨度达 m。 (5)预切槽法施工技术。意、法等国制造了一种地层预切槽机,采用链条沿拱圈将地层切割出一条宽15 cm,长4~5 m的槽缝,然后向槽缝内喷射混凝土,并在其保护下开挖土方,做防水层及二次衬砌,形成隧道。 (6)顶管大管棚法。修建地铁车站时,在顶管内灌混凝土,形成大管棚,再在其保护下进行暗挖施工。 (7)微气压暗挖法。就是在具有1个大气压以下的压缩空气环境下,按照“新奥法”原理进行施工。优点是可以排出地下水,保证工作面干燥;由于气压存在,可减少地面沉降;还可降低衬砌成本。 (8)数字化掘进,又称计算机化掘进(Data drilling,Computerised drilling),应用于硬岩工程的开挖。在数字化掘进时,钻杆的推进是程序化的,从一个洞到另一个洞也是自动的。掘进机手可以同时管理3套钻杆,其作用是监督钻杆的运动,必要时予以调整。孔位、孔深和掘进序列预先已在掘进机的计算机软件中安排,掘进方向由激光束控制,实现了孔的严格定位,从而可以实现掘进工艺的最优化以及曲线隧道的掘进。数字化掘进的优点是:控制隧道掘进的超挖;实现掘进方案的优化;消除了工作面上的人工测量。 作者简介 刘天泉 教授,院士,1927年生,1958年毕业于波兰克拉科夫矿冶学院采矿系,获硕士学位,1959年起至今,在煤炭科学研究总院从事地下开挖影响理论与控制技术研究工作。地址:北京市和平里煤炭科学研究总院,邮码:100013。 作者单位:刘天泉(中国工程院院士,煤炭科学研究总院) 钱七虎(中国工程院院士,总参军事科学技术委员会) 参 考 文 献 1 城市地下空间开发利用设计与施工技术.中国建筑科学研究院,1998(8) 2 钱七虎.可持续城市化与地下空间开发利用.世界科技研究与发展,1998(10) 3 邵根大.北京地下铁路建设中最新的技术进步.北京地铁建设,1994(5) 4 侯景岩等.北京地铁工程降水—回灌技术研究.北京地铁建设,1996(4) 5 洪伯潜等.地下工程特殊施工技术.能源与矿业工程学部学术报告汇编,1998 6 傅同雷.从广州地铁施设中探求防止地面下沉的方法.北京地铁建设,1996(3) 这个很有权威性哦,对您有帮助么?

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疯*草莓

水泥混凝土和易性是,水泥混凝土混合料在施工过程中的流动性和不易离析、易于捣实等综合性质。 对于影响混凝土和易性的主要因素有: 一、水泥数量与稠度的影响 混凝土拌合物在自重或外界振动动力的作用下要产生流动,必须克服其内在的阻力,拌合物内在阻力主要来自两个方面,一为骨料间的摩擦力,一为水泥浆的粘聚力,骨料间摩擦力的大小主要取决于骨料颗粒表面水泥浆层的厚度,亦水泥浆的数量。水泥浆的粘聚力大小主要取决于浆的干稀程度,亦即水泥浆的稠度。 混凝土拌合物在保持水灰比不变的情况下,水泥浆用量越多,包裹在骨料颗粒表面的浆层就越厚,润滑作用越好,使骨料间摩擦力减小,混凝土拌合物易于流动,于是流动性就大。反之则小。但若水泥浆量过多,这时骨料用量必然减少,就会出现流浆及泌水现象,而且好多消耗水泥。若水泥浆量过少,致使不能填满骨料间的空隙或不够包裹所有骨料表面时,则拌合物会产生崩塌现象,粘聚性变差,由此可知,混凝土拌合物水泥浆用量不能太少,但也不能过多,应以满足拌合物流动性要求为度。 在保持混凝土水泥用量不变得情况下,减少拌合用水量,水泥浆变稠,水泥浆的粘聚力增大,使粘聚性和保水性良好,而流动性变小。增加用水量则情况相反。当混凝土加水过少时,即水灰比过低,不仅流动性太小,粘聚性也因混凝土发涩而变差,在一定施工条件下难以成型密实。但若加水过多,水灰比过大,水泥浆过稀,这时拌合物虽流动性大,但将产生严重的分层离析和泌水现象,并且严重影响混凝土的强度和耐久性。因此,绝不可以单纯以加水的方法来增加流动性。而应采取在保持水灰比不变的条件下,以增加水泥浆量的办法来调整拌合物的流动性。 以上讨论可以明确,无论是水泥数量的影响,还是水泥稠度的影响,实际都是水的影响。因此,影响混凝土拌合物和易性的决定性因素是其拌合用水量的多少。 二、砂率的影响 砂率是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分比。 砂率是表示混凝土中砂子与石子二者的组合关系,砂率的变动,会使骨料的总表面积空隙率发生很大的变化,因此对混凝土拌合物的和易性有显著的影响。当砂率过大时,骨料的总表面积和空隙率均增大,当混凝土中水泥浆量一定的情况下,骨料颗粒表面积将相对减薄,拌合物就显得干稠,流动性就变小,如果保持流动性不变,则需增加水泥浆,就要多耗水泥,反之,若砂率过小,拌合物中显得石子多而砂子过少,形成的砂浆量不足以包裹石子表面,并不能填满石子间空隙,在石子间没有足够砂浆润滑层时,不但会降低混凝土拌合物的流动性,而且会严重影响其粘聚性和保水性,使混凝土产生骨料离析、水泥浆流失,甚至出现崩散现象。 由上可知,在配置混凝土时,砂率不能过大,也不能太小,因该选用合理的砂率值。 所谓合理砂率是指在用水量及水泥用量一定的情况下,能使混凝土拌合物获得最大的流动性,且能保持粘聚性及保水性能良好的砂率值。 三、组成材料性质的影响 (1)水泥品种的影响 在水泥用量和用水量一定的情况下,采用矿渣水泥或火山灰水泥拌制的混凝土拌合物,其流动性比用普通水泥时小,这是因为前者水泥的密度较小,所以在相同水泥用量时,它们的绝对体积较大,因此在相同用水量情况下,混凝土就显得较稠,若要二者达到相同的塌落度,前者每立方米混凝土的用水量必须增加一些,另外,矿渣水泥拌制的混凝土拌合物泌水性较大。 (2)骨料性质的影响 骨料性质指混凝土所用骨料的品种、级配、颗粒粗细及表面形状等。在混凝土骨料用量一定的情况下,采用卵石和河沙拌制的混凝土拌合物,其流动性比碎石和山砂拌制的好:用级配好的骨料拌制的混凝土拌合物和水性好,用细砂拌制的混凝土拌合物的流动性较差,但粘聚性和保水性好。 (3)外加剂的影响 混凝土拌合物掺入减水剂或引气剂,流动性明显提高,引气剂还可以有效的改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性,二者还分别对硬化混凝土的强度与耐久性起着十分有利的作用。 四、拌合物存放时间及环境温度的影响 搅拌拌制的混凝土拌合物,随着时间的延长会变得越来越干稠,塌落度将逐渐减小,这是由于拌合物中的一些水分逐渐被骨料吸收,一部分被蒸发,以及水泥的水化与凝聚结构的逐渐形成等作用所致。 混凝土拌合物的和易性还受温度的影响,随着环境温度的升高,混凝土的塌落度损失的更快,因为这时的水分蒸发及水泥的化学反应将进行的更快。 和易性。混凝土的主要性质是和易性。和易性是指混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能。影响和易性的因素主要有以下几方面。1)用水量;2)水灰比;3)砂率;4)其他影响因素:水泥品种、骨料条件、时间和温度、外加剂等。 (2)普通混凝土结构的力学性质。1)混凝土的抗压强度和强度等级。混凝土强度包括抗压、抗拉、抗弯和抗剪,其中以抗压强度为最高,所以混凝土主要用来抗压。2)普通混凝土受压破坏特点。混凝土受压破坏主要发生在水泥石与骨料的界面上。混凝土受荷载之前,粗骨料与水泥石界面上实际已存在细小裂缝。。3)影响混凝土强度的因素。影响混凝土强度的因素主要有: (A)水泥强度和水灰比。(B)龄期。(C)养护温度和湿度。(D)施工质量,施工质量是影响混凝土强度的基本因素。4)提高混凝土强度的措施。提高混凝土强度的措施有:采用高强度等级水泥、采用干硬性混凝土拌合物、采用湿热处理(蒸汽养护和蒸压养护)、改进施TT艺、加强搅拌和振捣(采用混凝 土拌合用水磁化、混凝土裹石搅拌法等新技术)、加入外加剂(如加入减水剂和早强剂等)。 (3)普通混凝土的变形性质。1)化学收缩。2)干湿变形。3)温度变形。4)荷载作用下的混凝土变形。混凝土变形分为弹性变形和塑性变形。徐变是指混凝土在持续荷载作用下,随时间增长的变形称为徐变。徐变变形,初期增长较快,然后逐渐减慢,一般持续2~3年才逐渐趋于稳定。 然而怎么提高混凝土和易性呢?一下有几种施工过程中经常用到的方法: 1。当塌落度值比设计要求值小或大时,在水灰比不变的情况下,增加或减少水泥浆量,或在保持砂率不变的情况下,按比例减少或增加粗细骨料用量。 2。选用最佳砂率。 3。改善砂石级配。 4。尽量减少较粗的砂石。 5。增加水泥浆量。 6。使用外加剂(减水剂、塑化剂)。 所以。。。。。 以上资料仅供参考,,,

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