复合通道(精选4篇)
复合通道 篇1
摘要:在国内外的TBM隧道中, 由于始发或过站等原因, 掘进机的平移作业时有出现, 但是难度极大。通过设备研发和工艺创新, 并通过多次试验和现场实践, 实现了在长距离、小曲线半径的隧道中的复合式TBM的空推平移作业, 突破了此前的技术桎梏, 满足了安全快速施工的要求, 取得了良好的成效。
关键词:复合式TBM就位,步进技术,小半径平洞,施工工艺
0前言
重庆市会展中心市政交通工程位于重庆市北部。其中礼嘉站-平场站区间和平场站-黄茅坪站区间为复合式TBM区间, 由1、2、3、4四台复合式TBM需从平场站两端始发, 分别向礼嘉站和黄茅坪站方向开始掘进。平洞与正线隧道的TBM始发端钻爆段施工完成后, 即可进行复合式TBM的平移作业。其中TBM步进通道的最小转弯半径为150 m, 坡度为30‰, 属于小半径平洞。
重达数百吨的复合式TBM主机及后配套设备长距离平移通过步进通道时, 易出现地面塌陷、摩擦力过大导致步进困难等一系列问题;同时在通道的转弯段, 复合式TBM在平移过程中, 易出现设备倾斜、卡机等事故。因此, 制定合理可行的TBM的步进方案, 成了本工程亟待研究解决的问题。
1 平移方法分析比选
本工程两条复合式TBM步进通道分别长200多m, 曲线半径150 m, 在转弯半径如此小的隧道中完成复合式TBM的平移, 在国内尚属首次, 因此, 平移方法的选择非常关键。
通过对复合式TBM各种平移方法的特点分析和比选, 并结合国内外TBM工程的类比分析和经验总结, 本工程最终确定采用钢轨直推法的步进方案:步进小车和复合式TBM主机直接放置在钢轨上, 再配合反力装置及辅助工具, 在液压油缸的推力作用下向前移动至始发位置。本方案的施工重点, 是如何防止在步进施工时出现设备倾斜、地面塌陷、由于摩擦力过大无法步进等事故。施工过程中应结合这些问题, 对施工工艺进行针对性的优化研究。
2 空推步进技术方案
2.1 步进施工力学计算
1) TBM主机顶升力计算。根据TBM初步设计参数, 全部组装好的主机总重约300 t, 外加步进小车及钢板约20t, 需要顶升的总重量取G=320 t。施工时选用4根100 t液压油缸。根据施工要求, 在平移换步作业底部钢板向前移动时, 顶升油缸的伸缩量取300 mm。
2) TBM主机前进推力计算。在油缸推力作用下向前移动的部件包括TBM主机和步进小车, 其总重量G=320 t。
步进的阻力主要考虑步进小车在底部钢板上的滑动摩擦力:
式中:f为理论滑动摩擦力;μ为动摩擦因数, 钢与钢之间的摩擦系数取0.15;G为TBM主机与步进小车总重量;θ为坡度夹角, 本方案中取tanθ=0.002。
为保证油缸提供的推力能够满足要求, 进行设备配置时按安全系数2.0考虑, 即推进总阻力为48.25×2.0=96.5 t。选择2根液压油缸进行推进作业, 每根油缸最低的推力为96.5 t/2=48.25 t。实际施工时选用2根60 t的液压油缸。本工程步进通道的曲线半径较小, TBM主机和步进小车在前进中的调向操作难度高。因液压油缸的最大行程越大, 对调向操作越有利, 故选择伸缩量为2 000 mm的液压油缸。
2.2 主机步进前准备工作
1) 制作步进小车。步进小车根据线路高程和线路走向参照始发架进行设计制造, 并在底座焊接δ20钢板, 以便保证步进小车与钢轨的接触面积和滑动顺畅。步进小车的结构如图1所示。
2) 洞内底板的准备。洞内底板的准备工作包括:平整洞内底板和铺设钢轨、钢板。为便于钢板的移动, 在平洞或正洞内安装一台卷扬机;为了便于底部钢板的移动, 在平洞内右侧靠底板处多处设置牵引转向点, 在TBM主机步进之前安装好卷扬机。小车底部钢板为δ20钢板, 钢板上每隔500 mm焊一块反力座底板。
3) TBM主机洞外组装。待人员、场地和材料准备完毕后, 开展复合式TBM的进场和组装工作。主机组装前将步进小车直接放置于铺设好的钢轨上, 然后按顺序进行组装。组装时后配套与主机之间的所有管线均不连接, 待TBM主机定好位及后配套到位后再进行连接和调试。
4) TBM主机固定。用钢板将TBM主机壳体之间相对有活动部分焊接成一体, 再用A3钢板 (300 mm×300 mm×30 mm) 每隔一定距离按一定角度把TBM主机与始发台焊接成整体。
5) 主机步进准备。在步进小车尾部焊接两个步进支承座, 在场地铺设的钢板上安装步进反力座, 同时准备一级2×60 t的油缸以用于TBM主机步进。在TBM主机两侧焊接4个100 t油缸支撑座, 分别把4个油缸连接在支撑座上, 在需要时把TBM主机顶升抬起。推顶主机前进的液压泵站放置在盾尾内或步进油缸与盾尾之间, 同时准备8根足够长的高压油管。准备φ80 mm, 长500 mm的圆钢以便于TBM步进过程中的调向。
2.3 主机步进施工
1) 钢板的放置。TBM主机步进之前需先在步进小车底部安放钢板。将4个100 t液压千斤顶的油管及泵站电源接好, 把单个顶升液压千斤顶油缸伸出至支撑面, 计录泵站压力, 并参考此值为将其余油缸伸出。待全部油缸调整好后, 同时操作4个油缸慢慢顶升TBM主机。
2) 步进作业。首先将2个60 t的步进油缸及反力座安装好, 再将泵站、油管及油缸连接好并安装到位。课题组自主研发了一种利用钢轨及辅助构件提供反力的装置。该反力装置的使用原理是, 在已经铺设好的轨道上再重叠放置一根钢轨, 利用专门设计的固定板和中间夹板将上、下两条钢轨临时固定成一个整体。步进小车连同TBM主机在下部钢轨上滑行, 千斤顶支撑在上部钢轨的端头, 从而由上部钢轨提供步进反力, 并将该反力通过固定板和中间夹板传递至下部钢轨。待设备安装就绪, 进行TBM主机步进。
(1) 启动泵站开启两边的步进油缸, 使油缸伸出顶紧步进小车上的步进挡板, 保持步进油缸压力一致, 同时开动两边的步进油缸, 推动TBM主机前进, 直至步进油缸伸至满足技术要求的位置, 如图2所示。
(2) 将油缸缩回, 松开钢轨上面固定板处的固定螺栓, 将上部钢轨向前移至合适位置, 重新用固定板和固定螺栓将上部钢轨安装好。根据固定板与油缸距离增设或调整中间夹板, 使夹板间距保持为约1 000 mm并左右对称。
(3) 重复 (1) ~ (2) 步, 使主机和步进小车前移至尽可能靠近底部钢板前端的位置。
(4) 换步作业。按照放置底部钢板时的操作方法, 用顶升油缸将TBM主机及步进小车缓慢顶起, 使其脱离底部钢板约1 cm。然后用卷扬机或手动葫芦把钢板前拖, 直至步进小车尽量靠近钢板尾部且满足步进油缸工作要求的位置。在拖动钢板纵向位置到位后, 调整钢板的横向位置, 然后收起千斤顶, 使TBM主机连同步进小车落到钢板上。
通过步骤 (1) ~ (4) 的循环, 即可使TBM不断前移直至到达始发位置, 作业现场实景见图3。
3) TBM的步进调向与纠偏。平移过程中, 步进小车必须随步进通道的转弯而调向, 同时由于施工误差, TBM和步进小车在前进时偏离预计中心线也是不可避免的, 此时需及时采取有效措施, 调整主机和步进小车的前进方向。经广泛的资料调研和施工现场进行的多次实验, 总结出三种行之有效的调向与纠偏方法如下。
(1) 利用单边的步进油缸在步进过程中进行调向。此时根据调整方向, 选择单边油缸动作, 另一边油缸停止或慢伸, 使步进小车在不平衡水平力作用下实现转弯。
(2) 利用滚轴进行调向。滚轴的安放方法与安放钢板的方法相同, 先用顶升油缸顶起步进小车, 改变滚轴的方向, 使每一根滚轴都正对着拟转弯的方向, 然后再收回顶升油缸, 用单边步进油缸缓缓推进, 并随时调整方向。
(3) 在TBM主机侧面用千斤顶进行调向。利用边墙提供反力, 在TBM主机侧面用千斤顶推动步进小车进行调向, 此时步进小车底部的钢板也要作相应移动。
在这三种方法中, 方法 (1) 适合转弯角度较小的情况, 方法 (2) 适合转弯角度较大的情况, 一般情况下可用方法 (1) 和 (2) 相结合使用以解决问题。如果 (1) 、 (2) 方法达不到作业要求, 采用方法 (3) 。
2.4 主机始发定位
主机步进到位后, 利用2个200 t和2个300 t油缸将主机及步进小车抬升, 抽出底部钢轨及轨枕, 并根据测量技术交底对小车及主机进行定位。
2.5 后配套步进施工
后配套设备采用有轨运输方式完成平移, 由电机车提供平移动力。用于主机步进的轨枕尺寸满足后配套的步进要求, 因此无需为后配套拖车另行铺设钢轨, 只需移铺外侧钢轨放入电机车轨线位置即可。
根据隧道设计要求, 且为了便于施工, 始发位置与后配套拖车处于同一水平面, 但根据复合式TBM施工要求, 后配套拖车水平面与始发架位置有一定高度差, 故此时需将后配套拖车抬高到要求位置。根据高差要求, 同时为了实现快速施工并降低成本, 选用型钢加工字钢结构, 按一定坡度进行铺设调整, 直至第1节拖车前端行走钢轨达到设备设计高差要求。
轨道铺设完成后, 在1#拖车上焊接加装一个横梁作为牵引设备的连接点, 利用电机车直接将1#拖车和设备桥牵引至设备桥前端安装位置, 利用支洞顶预埋点或盾尾上焊接的吊点将设备桥与主机连接, 再将其他后配套拖车牵引到位。由于步进通道转弯半径太小, 后配套拖车无法进行整体牵引, 因此分节进行牵引, 在三岔口将设备桥与1#拖车拼装到位再进行依次安装。
3 步进施工效果评价
1号和2号复合式TBM于2010年8月28日开始步进作业, 作业流程为首先完成2台主机的步进, 然后进行2套后配套拖车的步进。由于施工初期经验不足, 1、2号复合式TBM的步进作业时间较长, 总计耗时23 d。
3号和4号复合式TBM于2010年10月23日开始步进作业。在总结了1号和2号复合式TBM的步进经验后, 本次作业的顺序调整为首先完成单台主机与后配套拖车的步进, 再完成另一台TBM的步进作业。最终, 3号复合式TBM耗时14 d步进到位, 4号复合式TBM仅耗时12 d步进到位, 单日最大步进距离超过了100 m。
4 结论
通过设备研发和工艺创新, 并通过多次的试验和现场实践, 本工程在长距离、小曲线半径的隧道中顺利完成了复合式TBM的空推平移作业, 突破了此前的技术桎梏, 满足了安全快速施工的要求, 取得了良好的成效, 并可得出以下结论。
1) 通过工期、成本、技术要求等方面的综合研究和比较, 选择了合理的施工方法, 安全快速完成了复合式TBM在长距离小半径曲线平洞的步进, 最小转弯半径为150 m, 属国内首创。
2) 通过自主研发得出了一种结构简单、制作方便、安装简便的步进反力装置, 并在实际施工中取得了良好的使用效果。
3) 从步进作业的效果看, 本工程选用的步进方式安全合理, 很好地满足了工程施工需要, 为今后类似工程也提供了较有价值的参考经验。[ID:003175]
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复合通道 篇2
1 多通道数控系统
多通道数控系统当中具有多个运动以及PLC控制器,该系统的主轴可以在同一时间运动,一起完成一项任务。多个主轴的同时运动使得在工作的时候会存在争夺公共轴、工序以及时序的问题,所以,多通道数控系统在工作的时候需要对通道的重叠、并行、交换以及同步等问题进行协调。
通道指的是对零件程序的自动运行进行控制的最小单元。从功能的角度上讲,每个最小单元都可视作一个单通道的能独立运行NC程序的数控系统。多通道系统当中的每个通道是可以进行信息交流的,系统会分配给每个通道一个独立的XYZ轴以及几何轴。
从机械结构的角度上将,数控机床存在局限性,所以为全部的通道配置足够的机床轴是不现实的,因此,工作人员就需要考虑如何对公共资源进行分配的问题。由于系统中的通道之间存在这相互协作的关系,故各个通道之间是相互制约的,这就需要为系统为通告提供协调等待的性能。具体示意图见图1。
上面叙述的多通道数控系统的这些特性,不仅仅为系统节省了资源,还减少了系统完成一项工作所需要的时间,提高了数控产品的精确程度。
2 基于复合加工的数控系统多轴多通道控制技术
就目前的形式而言,基于复合加工的数控系统多轴多通道控制技术已经成为当今数控行业发展的主要趋势,基于复合加工的数控系统多轴多通道控制技术是通过多通道多方式组的并发控制实现的。多轴多通道技术是指一项工序通过多个通道一起完成的过程,如果加工工序是不同的就需要多通道多轴进行复合加工。
2.1 复合加工的主要形式
复合加工主要有一下几种形式:第一,复合加工一个加工元件;第二,复合加工多个加工元件。
为在数控系统当中实现复合加工,需要对数控加工过程进行建模处理,通过上面叙述的两种复合加工方式,提出了复合加工集合的概念;复合加工集合不但可以并行进行,还可以独立进行。
2.2 数控系统当中的多通道协作控制的基本原理
数控系统需要各个通道之间可以独立的协同的完成所需要加工的工序,在多数通道同时工作的时候,需要确定哪个通道何时工作、何时等待等问题,因此,工作人员需要设置一个高效的、可行的通道之间的信息传递以及协作同步机制。
协作控制指的是在通过工作的时候有相应的约束条件,当某个通道工作到某个点的时候,需要等待其他某一通道完成相应的工序之后,才能占用资源继续工作。而同步控制指的是通道以及轴的同步,在不同的通道以及轴工作的时候存在时间差的时候,是需要通过信号传递机制实现多通道的同步控制。就图1而言,通道一的优先级别较高,也就是说通道一需要先独立的完成部分NC程序,在通道一的NC程序运行到一定点的时候,等待通道二开启并运行,通道一处于等待状态。
各个通道之间的信息传递是通过信号量的传递实现的,多通道数控系统当中的通道的地位是平等的,而各个通道是独立的实现自己的NC程序的。
通道之间在进行信号量传递的时候,信号量可以从一个通道直接传递到另外一个通道之中的,但是信号的转发以及信号的收集需要通过第三方来完成,这就不得不提通过管理器这个概念。
通道管理器的主要作用是对信号量进行收集以及发射,通常情况下,通道管理器包含信号发送缓冲区以及信号收集缓冲区这两个内存区域。在多个通道之间需要同步运行的时候,这就需要实现信号量的传递,每个通道都需要和通道管理器进行沟通,这时通道会向通道管理器发送一个等待信号,在所有需要同步运行的通道都向通道控制器发送了等待信号之后,通道管理器就会给所有需要同步运行发送同步信号。具体运行过程见图2。
2.2.1 数控系统当中的公共轴分配问题
因为数控系统会收到一定机械特性的限制,数控机床当中的轴的数量是一定的,这就表明在加工元件的时候,通多会对公共轴进行争夺。数控系统当中的公共资源的交换以及状态是通过通道管理器进行统一管理的。
基于先前学者的研究,本文提出了一种以信号量机制为基础的公共轴交换策略。公共轴有三种,分别是中性轴、PLC轴以及通道轴,这三种公共轴所处的状态分别是空闲状态、PLC控制状态与通道控制状态,不管在何种操作模式下,通道的状态都为终止状态、初始状态、中断状态、初始状态以及运行状态等的一种。在通多获取了公共轴运行加工工序的时候,这个通道就会被标记为激活状态,在通道完成工序的运行的时候,通道就会被标记为中断状态。
2.2.2 多通道之间的并行控制
先前的单通道的数控系统的NC程序的运行方式是串行方式,用户在输入了G代码之后,计算机会解释和解析数字控制单元,同时会对插补方式、刀位点以及刀具补偿等进行深入的分析,直到加工工序完成,所以说,先前的单通道数控系统并没有就通道提出建议。但是,当前的多通道数控系统的NC程序运行方式是并行的,用户需要对G代码文件进行输入,并对每个通道需要执行的NC程序进行分配。
图3当中的每个通道当中都配备一个插补器,由于每个通道的NC程序都是需要进行独立插补的。从多通道数控系统整个加工流程的角度上讲,在某一时间段,先前的单通道数控控制系统只可以实现对一个加工元件的NC程序的加工,执行程序的过程是串行执行的,这样不仅不能确保程序的加工精度,还损耗了大量的时间。多通道数控系统可看成多个单通道数控系统在同一个数控机床同时对多个或者一个加工元件的NC程序进行加工的过程。从OS的角度上讲,数控系统可以被认作为一个进程,那么多通道数控系统就可以被认为是一个线程,多通道控制功能可以实现对不同数控机床或者同一数控机床的多个部件或者不同设备的运行进行控制,对它们的控制不仅仅可以独立运行、还可以互相协调实现。
多通道数控系统的并行控制技术能保证在多个NC程序在同一时间执行,另外,还可以保证正在执行的NC程序之间的信号处在交互和传递的状态。多通道控制系统当中的控制关系包含任务组、通道组以及机床组三种。
3 总结
在满足复合加工工艺的相关规定之下,本文希望能设计出一台装置确保多个任务的执行方式是并发式的。多通道控制功能可以实现对不同数控机床或者同一数控机床的多个部件或者不同设备的运行进行控制,对它们的控制不仅仅可以独立运行、还可以互相协调实现。
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复合通道 篇3
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取择期进行腹腔镜胆囊切除术患者80例, 男性55例, 女性25例, 年龄32~71岁, 体质量53~74kg。其中胆囊结石患者48例, 慢性非结石型胆囊炎患者24例, 急性胆囊炎患者5例, 胆囊隆起性病变患者3例, 排除严重心脑疾病、高血压、糖尿病、肝肾功能障碍以及不稳定心绞痛和精神疾病患者, 所有患者均无麻醉禁忌症, 同时采取ASA对患者进行麻醉分级, Ⅰ级54例, Ⅱ级26例, 均满足腹腔镜胆囊切除术的手术标准。采取随机数字表法将所有患者分为对照组与观察组各40例, 两组患者临床资料无显著差异性, 具有统计学意义。
1.2 方法
手术与麻醉方法:随机分组后, 两组患者进行相同规格的麻醉诱导, 在进行麻醉前30min, 肌内注射阿托品0.5~1.0mg, 并通过静脉以此注射诱导药物, 2.0~2.5mg氟哌利多, 3μg/kg芬太尼, 0.10~0.15mg/kg维库溴铵以及2.0mg/kg异丙酚, 之后采取气管插管, 进行机械通气, 控制潮气量8~10ml/kg, 呼吸频率为12次/min, 呼吸比为1∶2。麻醉诱导后采取对照麻醉方法, 对照组采取全凭静脉麻醉, 通过静脉泵微量输注异丙酚, 每小时5~8mg/kg, 根据患者麻醉情况, 合理加用维库溴铵与芬太尼, 使用时进行单次追加, 剂量分别在0.05mg/kg和1μg/kg, 取出患者胆囊后停止输注异丙酚;观察组则采取静吸复合快通道麻醉法, 在气管插管后, 吸入异氟醚1%~4%, 并且也需要根据患者麻醉情况合理加用芬太尼, 在取出胆囊后停止吸入异氟醚, 并且改用大量纯氧对患者肺部和气管进行冲洗, 以清除残留异氟醚。全程监测患者平均动脉压MAP和心率HR, 并通过调整麻醉深度, 将MAP与HR的波动幅度控制在25%以下, 呼吸末二氧化碳分压PETCO2在35~45mmHg之间。麻醉复苏方法:两组患者在术后均送入恢复室进行同种规格的术后复苏护理, 通过进行拔管诱导, 均依照相同的拔管指征进行, 并对患者进行心理护理与常规护理等。观察与评价方法:记录各个监测时间段两组患者的MAP、HR以及PETCO2的数据, 分别在气腹前、气腹5min、气腹20min、气腹30min以及放气后30min进行一次测量, 并计算患者气腹时间和插管至拔管的时间, 以及麻醉药剂异丙酚、维库溴铵和芬太尼的用量, 并在患者气腹后20min进行动脉血气分析, 记录相关数据。术后则通过与患者进行沟通, 记录术中是否存在知晓感、疼痛感, 以及观察患者术后不良反应。统计学方法:采用SPSS10.3统计学软件进行数据处理, P<0.05具有统计学意义。
2 结果
两组患者在采取对照麻醉后, 均有效完成手术, 成功率为100.0%。首先比较术中各个时段MAP、HR与PETCO2数值, 对照组与观察组之间无显著差异, P>0.05;但是进行组内对比发现, 气腹5min到放气后30min, 三种监测指标的数值均显著高于气腹前的数值, P<0.05具有统计学意义。见表1。
另外比较两组患者在气腹20min时进行的血气分析结果发现, 两组比较仍无显著差异, P>0.05, 不具有统计学意义。见表2。
而比较两组患者麻药使用剂量发现, 对照组在维库溴铵、芬太尼以及异丙酚的使用量上均显著高于观察组, P<0.05, 而且观察组患者拔管时间为 (75±8) min, 显著短于对照组 (98±11) min, 而且经过术后询问调查显示, 两组患者虽均无术中知晓感, 但对照组有5例不良反应, 包括3例术中疼痛, 2例术后呕吐, 占12.5%, 而观察组仅有2例患者在术中出现轻微疼痛感, 占5.0%, P<0.05具有统计学意义, 见表3。
3 讨论
腹腔镜胆囊切除术的麻醉方法相对较多, 临床上有硬膜外阻滞麻醉、硬膜外复合全麻醉以及全凭静脉麻醉和本组探究的静吸复合快通道麻醉法。而根据目前临床应用情况来看, 硬膜外阻滞和复合全麻醉的应用情况较少, 分析可能是由于该两种麻醉方法程序繁琐, 而且容易造成腹膜牵张、循环紊乱的问题, 对腹腔镜胆囊切除术影响较大[3,4]。因此主要选择静脉麻醉和静吸复合快通道麻醉。结合本组探究结果来看, 后者的临床效果更为显著, 笔者结合多年临床经验, 对本次探究进行如下总结。
本组探究中, 采取对照麻醉后, 结合临床监测控制MAP、HR以及PETCO2处于正常波动范围, 目的是为了确保两组用药情况和拔管时间的等因素比较, 因此进行的指标检测和血气分析显示, 两组不存在显著差异性[5,6]。不过在此条件下, 比较麻醉药的使用量, 可以发现对照组的用量显著多于观察组, 而且拔管时间也更长, 这些都是静吸复合快通道麻醉法的优点所在。它所使用的呼吸麻醉药物异氟醚, 可以发挥镇静遗忘疼痛的作用上, 松弛肌肉, 促进维库溴铵发挥药效, 进而减少其用量, 并且在术中通过控制异氟醚的吸入了来调节相关指标的变化幅度, 同时还能增加麻醉效果[7]。在术后复苏阶段, 异氟醚可以快速消除, 不会使患者出现嗜睡、烦躁的症状。而且由于观察组患者麻醉药物剂量使用较少, 因此拔管时间显著缩短, 与对照组比较, 临床价值显著, 值得推广。
摘要:目的 探究分析静吸复合快通道麻醉对腹腔镜胆囊切除术的临床价值, 为提高临床手术效果提供有效依据。方法 选取自2010年7月至2012年8月在我院进行腹腔镜胆囊切除术的患者80例, 将其随机分为对照组与观察组, 其中对照组患者采取静脉麻醉, 观察组患者采取静吸复合快通道麻醉, 全程记录所有患者动脉压、心率以及呼吸末二氧化碳分压数值, 并进行血气分析, 比较两组患者麻醉药使用量、拔管时间与术中术后不良反应等信息, 完善相关资料的记录工作。结果 比较两组患者的血气分析结果和平均动脉压等监测数值无显著差异, P>0.05;但观察组患者在麻醉药使用量、拔管时间 (75min±8min与98min±11min) 与术中术后不良反应 (2例与5例) 的比较上, 显著优于对照组, P<0.05具有统计学意义。结论 进行腹腔镜胆囊切除术时, 使用静吸复合快通道麻醉法能够显著提高手术疗效, 较之于静脉麻醉, 具有安全性、快捷性与时间短的优点, 值得临床推广。
关键词:腹腔镜胆囊切除术,静吸复合快通道麻醉,静脉麻醉,临床探究
参考文献
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复合通道 篇4
复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强, 或被置换, 或在天然地基中设置加筋材料, 加固区是由基体 (土体) 和增强体两部分组成的人工地基。复合地基相对于天然地基与桩基础而言, 其实质是考虑了桩、土共同分担荷载作用, 因而, 比仅仅认为荷载由桩体承担要经济和合理。组成复合地基的桩型很多, 如碎石桩、砂桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩、石灰桩、树根桩和CFG桩等[1]。
目前, 对建 (构) 筑物因不均匀沉降而引起的开裂等事故处理中一般采用的地基处理方法是单一的静压注浆或树根桩等加固和托换技术[2,3]。这种单一的地基处理方法会存在着几个方面的不足:
(1) 仅仅进行静压注浆形成的复合土体的承载力和沉降变形有时难以达到设计要求;
(2) 单独的树根桩设计只考虑了桩基的托换, 而忽略了对桩间土承载力的利用。
基于这种考虑, 本文在工程实例的基础上, 在地基加固区采用树根桩与静压注浆相结合进行加固, 并介绍了树根桩复合地基的方案设计和施工。该方案在某高速公路通道的地基加固处理中取得成功应用。实践证明, 适当运用复合地基进行地基处理能取得良好的加固效果, 且经济合理。
1 工程概况及工程地质条件
1.1 工程概况
该高速公路通道设计为1孔5×4m通道, 每隔6m设置一沉降缝, 基础采用1.2m厚整体现浇钢筋砼板, 通道设计上覆填土高为9.8m。该通道于2006年6月动工, 2006年9月初通道建成并开始回填上覆路基填土。同年9月下旬, 该通道北段涵节出现了不均匀沉降和侧移, 最大裂缝宽度约5cm, 出口端涵节向外侧挤出, 使设计预留的沉降缝被拉宽, 以致漏水漏土, 部分失去通道的作用, 且裂缝和侧移呈继续发展的趋势 (见图1和图2) 。为控制通道的继续沉降, 确保通道竣工后高速公路的正常、安全运营, 须对通道地基沉降区进行地基加固处理。
1.2 工程地质条件
该通道出现事故后, 经补充工程地质勘察查明通道地基土各土层的主要特征如下: (1) 碎石填筑土 (松散状) , (2) 亚粘土 (软塑) , (3) 强风化砂砾岩和 (4) 弱风化砂砾岩。 (1) 碎石填筑土和 (2) 亚粘土的厚度和物理力学性质指标见表l。
2 基础不均匀沉降原因分析
经分析计算查明该通道设计合理, 地基基础及上部结构设计均满足相关规范[4,5]。但该场地内 (1) 碎石填筑土为松散状的欠固结土, 呈软塑状的 (2) 亚粘土厚度变化大 (为1.2~8.6m) 。据此可知该通道基础的持力层为碎石填筑土和亚粘土, 其地基承载力和沉降量均不能满足设计要求, 从而导致地基出现不均匀沉降, 引起上部结构开裂。另外, 由于通道上覆回填路基土时的压实、震动, 加剧了地基不均匀沉降。
3 地基加固方案的选择
对既有建 (构) 筑物地基基础进行加固处理的常用方法有坑式静压桩法、静压注浆法、锚杆静压桩法、树根桩法、石灰桩法等。经分析比较, 该工程适合可采用树根桩与静压注浆复合地基相结合的加固技术, 即先通过静压注浆使土层强行固结, 形成承载力较高且均匀的加固体, 并可降低地基的不均匀沉降。同时采用树根桩加以分担部分上部荷载, 并采用静压注浆孔和树根桩相邻布置, 以提高地基承载力、控制沉降及涵身继续倾斜。
用树根桩与静压注浆复合地基相结合的加固方法具有以下优点:
(1) 不会对通道基础和地基土产生破坏和扰动, 且可以克服施工场地小、净空高度小 (见图3) 的困难;
(2) 将水泥浆液均匀注入地层中, 浆液以填充和渗透等方式, 把原来松散的碎石填筑土或土粒胶结为一整体, 形成一种力学性能良好的“人造石”, 从而起到维护通道和地基土的稳定作用, 提高了地基承载力, 沉降减少;
(3) 树根桩复合地基充分利用了原有地基的承载力。树根桩与静压注浆加固地基钻孔平面布置见图4。
4 地基加固方案设计、施工
4.1 静压注浆方案设计、施工[7]
对通道地基土采用静压注浆进行加固, 其主要的加固土层为松散~稍密状的 (1) 碎石填筑土, 分别在通道内和通道涵身外侧布置, 注浆孔共计35个, 注浆孔孔径为110 mm。注浆孔间距为1.0~1.25 m, 注浆孔平均深度为3.5m, 注浆压力为0.3~0.5MPa, 注浆材料为水灰比0.5~1.0的水泥浆液。
4.2 树根桩托换方案设计、施工[8]
4.2.1 树根桩托换方案设计
(1) 桩径d=150mm;
(2) 桩距s=1000~1250mm;
(3) 单桩承载力计算:
式中:fsp、Rk、f s分别为复合地基、单桩和桩间土承载力特征值;m为桩土面积置换率;pA为单桩桩身横截面积;1k为复合地基中桩承载力提高系数;k2为桩间土强度提高系数;λ1、λ2分别为复合地基破坏时, 桩体和桩间土发挥强度的比例, 一般为0.8~1.0。
(4) 因一部分上部荷载必须由树根桩承担, 该部分竖向荷载为∑N=6250kN, 通过设计计算, 单桩竖向承载力设计值为260kN。故布桩数:Np=∑N/fsp=6250kN/260kN=24.03根
考虑到基础尺寸及桩距等因素, 最后实际布桩数为25根。为确保通道基础的整体性, 桩位按1.0m×1.25m规格进行布置, 竖直桩, 桩身砼标号C25级, 主筋选用4Φ12mm, 钢筋长度不小于桩长的1/2, 箍筋为φ6mm@200全长设置, 桩身嵌入弱风化岩0.5m, 桩长6~7.5m。
4.2.2 树根桩托换方案施工
施工设备采用改装的XY-1型工程地质钻机。
(1) 成孔:对准孔位, 进行钻孔至设计要求的深度。
(2) 钢筋制安:钢筋笼每节长2~2.5m, 接头采用焊接。
(3) 从孔口缓慢灌入C25细石砼, 且每灌入1.50m高度后用长钢筋伸入孔内插捣, 保持砼的密实性。初次灌满后, 缓慢拔出108mm钢管, 并不断一边敲击钢管, 一边填补C25细石砼, 直至钢管拔出, 孔内砼灌满, 树根桩的施工即完成。施工完成后, 移至下一个桩位。
桩与通道基础联接处理采取方法为:在原基础底板的周围, 开500mm宽地槽至筏板底, 然后用风镐凿除基础筏板砼;凡因钻探切断的钢筋, 采用相同规格钢筋进行焊接, 然后把树根桩的Φ12mm钢筋弯成直角与基础筏板主筋网焊牢, 现浇C25砼, 并将钻孔处底板加厚100mm。
5 地基处理效果评价
在通道地基加固施工结束后, 在该通道涵身布设了4个观测点, 进行了6个月的沉降观测。沉降观测表明, 该通道在半年后, 其沉降量为4~5mm, 而且趋于稳定状态, 如图5所示 (见1号、4号观测点沉降曲线) 。这表明该通道通过基础托换加固后沉降均匀而且稳定, 达到了预期的效果, 地基加固工程是成功的。
6 结论
工程实践表明, 根据工程实际情况, 合理运用树根桩和静压注浆相结合形成的复合地基加固处理技术进行地基加固处理能取得良好的加固效果。树根桩通过桩身的摩擦、桩底的承载力和群桩作用, 具有较高的承载能力。本工程的成功应用, 对类似工程具有一定的指导意义。但同时考虑树根桩与静压注浆复合地基两种因素, 计算参数不易确定, 计算复杂。适当选取参数, 推导合理实用的计算公式, 同时进行静压注浆和树根桩复合地基计算有待进一步探索, 也是今后的工程实践中应该努力的方向。
摘要:复合地基是加固区由基体和增强体两部分组成的人工地基。本文结合工程实例, 分析了某高速公路既有通道开裂的原因, 提出了采用树根桩与静压注浆相结合进行地基加固的治理方案, 先通过静压注浆使土层强行固结, 形成承载力较高且均匀的加固体, 并可降低地基的不均匀沉降。同时采用树根桩加以分担部分上部荷载, 以提高地基承载力、控制沉降及涵身继续倾斜。并介绍了该复合地基的方案设计和施工。实践证明, 适当运用复合地基进行地基处理能取得良好的加固效果, 且经济合理。
关键词:地基加固,复合地基,树根桩,静压注浆
参考文献
[1]高大钊.地基加固新技术[M].北京:机械工业出版社, 211~222.
[2]张永钧, 叶书麟.既有建筑地基基础加固工程实例应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2002.
[3]《地基处理手册》 (第二版) 编写委员会.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1999.
[4]中华人民共和国行业标准.公路桥涵地基与基础设计规范 (JTJ024-85) [S].北京:人民交通出版社, 2004.
[5]顾克明, 苏清洪, 赵嘉行.公路桥涵设计手册-涵洞[M].北京:人民交通出版社, 1995.
[6]中华人民共和国行业标准.既有建筑地基基础加固技术规范 (JGJ123-2000) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2000.
[7]邝建政等.岩土注浆理论与工程实例[M].北京:科学出版社, 2001.