高海拔高寒地区

高海拔高寒地区（共11篇）

高海拔高寒地区 篇1

1 前言

近年来由于矿产资源需求持续旺盛,加之边远地区交通运输、供电、供水等建设条件得到改善,许多地处边远地区的矿山得以开发,而高海拔高寒地区的矿山又占有相当一部分。主要分布在青藏高原,云贵高原、四川等地区。本文结合笔者近几年在高海拔高寒地区所做的矿山总图设计工程实例,提出几点设计中需考虑的问题,对遇到的问题进行分析,并提出相应的技术方法。可供工程设计者做高海拔高寒地区矿山总图设计时参考。

2 高海拔高寒地区的界定

按照国际通行的海拔划分标准:1 500~3 500m为高海拔;3 500~5 500m为超高海拔;5 500m以上为极高海拔。高寒地区一般指高海拔、高纬度地区,气温偏低,全年日平均温度大于或等于10℃,积温1 800~2 000℃。高寒地区可分成3种类型:高海拔河谷地区和高纬度地带的平原地区,如雅鲁藏布江和黑龙江北部地区;高原盆地,如藏北高原、柴达木盆地等;高山山地。

本文所谈高海拔高寒地区泛指其工业场地的设计控制标高在3 000m以上的地区。这些地方自然条件恶劣,往往给总图设计带来较大的困难。

3 高海拔高寒地区矿山建设特点

(1)低压缺氧。气压的高低主要决定于海拔的高低,随着海拔的增加大气压会降低。氧气分压也是如此,高原地区大气压低,大气中的含氧量和氧分压也较低,从而引起如人体各器官组织供氧不足,产生功能或器质性变化,进而出现缺氧症状。

(2)寒冷、干燥及强风。在自由大气中,气温随着海拔高度的升高而降低,一般每升高1 000m,气温下降约1℃,有的地区甚至每升高150m可下降约1℃。高海拔高寒地区冬季较为寒冷,无霜期很短,昼夜温差大,气候垂直差异明显,年降雨量少,冻土深度大,有的属多年冻土地区。另外,海拔高度对风的形成影响明显,海拔高的地区会受到高层空气动量下传的影响而造成地面强风、大风。

(3)高海拔高寒地区自然条件恶劣,生态环境脆弱,部分地区水资源匮乏,靠少量雨水和冰川融水补给。如青海某多金属选矿厂海拔3 700m,场地荒芜,几乎无植被覆盖。

(4)周边工业基础薄弱,协作条件很差。矿区交通条件差,物料运输困难,多以汽车运输为主。

(5)总图设计不仅要符合当地的工业规划,做到经济适用,安全合理;而且要重视生态环境保护,使其不至于破坏与恶化,提高环境效益。

另外,这些矿山多数位于幼年期高山地形区。其特点是山势陡峭险峻、岩石风化强烈、山谷比高,山体滑坡、坍塌、泥石流时常有发生。这样给矿山的工业场地、生活区以及道路的布置与修建带来不少的困难。

4 高海拔高寒地区矿山总图设计要点

结合高海拔高寒地区矿山建设的自然条件、社会协作条件及笔者在做这类矿山总图设计时遇到的问题,笔者认为高海拔高寒地区矿山总图设计应该在场地选择、建筑物朝向、排土场设计、矿山道路等方面给予足够重视。

4.1 重视场地选择

冶金矿山企业一般由各主要工业场地、辅助工业场地、废料堆放场、生活区组成,各个场地的选择与布置以及其相互之间的联系是总图设计的核心。不仅涉及的范围广,而且对企业的技术经济效益、社会效益有着直接的影响。且建成后不易改变其位置关系。在做高海拔高寒地区矿山总图设计时,其工业场地的选择除遵循现行总图设计规范的一般原则外,还应特别注意以下几点。

(1)工业场地尽可能集中布置。在高海拔高寒地区的低压缺氧环境下,工人的劳动强度比低海拔地区明显增强。而工业场地集中布置具有缩短工艺连接及运输线路,能充分发挥机械化设施的潜在能力;可以有效节省用地,加快建设进度与降低投资,降低工人劳动强度。如川滇高原地区某金矿在以汽车运输公路开拓的前提下,结合尾矿库的建设条件,以集中布置的原则,指导采选工业场地位置选择。将采选工业场地集中布置,并尽量靠近矿山,保证尾矿浆自流至尾矿库。

(2)重视辅助工业场地的选择。辅助工业场地主要包括变电所、水源地、炸药库、油库及加油站等。除了要考虑地形与用地面积是否满足需求,还应重视安全、防护距离是否能满足。水源地的选择应避开可能受到泥石流、滑坡、排土场等危害或污染的区域。在高海拔高寒地区,冶金矿山企业周边社会协作条件差,企业一般都设有自己的油库、加油站,选址除了要与主要用户联系方便外,还应满足其内、外部安全距离要求。炸药库的外部防护距离一般比较大,应首选山间低洼的封闭地形,尽可能的利用有利自然地形增强安全防护,高海拔高寒地区一般没有大的居民点,注意不要忽略零散住户的安全防护。

(3)生活区的布置应重视人员的生存环境。生活区的选址除了要有足够的占地面积,适宜的地形坡度,与采矿场和采选工业场地有方便的交通和足够的卫生防护距离外,其人员的生存环境也应足够的重视。高海拔高寒地区山高风大,注意不要将居住区和工业场地布置在排土场、露天矿山等粉尘污染源的主导风向下风侧,并应避开“风口”。在实践过程中笔者对这点有深刻的体会,如青海某多金属矿山,在设计之初生活区初步考虑放在一处开阔山谷,此处占地面积、地形坡度、内外部联系、朝向等都具备较大的优势,但恰是布置在“风口”上。设计人员在现场踏勘时,厂区山高风大,在大风的作用下人都难以站稳,故在设计中将生活区调整到靠山坡的避风处。四川某矿山建设之初甲方就将物资转运站建在一处平缓山谷中,表面山看是降低了施工成本,加快了施工进度,但恰巧就建在“风口”上,在使用过程中饱受其害。

另外,应尽量将生活区选择在山脚下海拔较低处,植被覆盖较好的地方。随着海拔的增加,大气压降低,大气中的含氧量和氧分压也会降低,从而导致高山缺氧症。通常氧气分压和大气压力的关系为:

式中:P′——氧分压;

V′——氧气在空气中所占体积,取0.21;

P——大气压力。

在标准状况下,氧分压为0.21MPa时,人体血红蛋白的氧饱和度维持在正常的95%~97%。在3 000m高度,氧分压下降到0.14MPa,人体血红蛋白的氧饱和度下降到84%以下,就可引起头昏、心悸、喘息等缺氧症。因此,在条件允许时,应尽量降低生活区海拔高度,靠近植被覆盖较好的地方,以保证生活区附近大气中有较高的含氧量和氧分压。川滇高原地区某金矿就是在不砍伐树木的情况下,将生活区穿插布置在山脚下残存的原始树林中,与同类矿山比较,职工的生存条件很好。

4.2 注意方位朝向及满足通风采光

厂区方位的确定与建筑物、场地和地形利用、铁路接轨方向等因素有关。厂区的方位确定要为建筑朝向创造有利条件,而这又与场地选择关系密切,应在场地选择时一并考虑。在保证各车间的生产性质、操作和使用等要求的同时,应使车间纵轴尽量与场地地形等高线平行布置,且主要建筑物应争取有较好的朝向。朝向问题在高海拔高寒地区应是总图设计着重考虑的一点。这些地方大多寒冷、干燥及强风,应保证主要建筑物有较好的自然通风、采光和日照条件,一般应为南向或南东向布置。特别注意避开寒风袭击的朝向。

在高海拔高寒地区有个显著的特点,由于海拔高空气稀薄,大气吸收地面逆辐射相对低海拔地区少,大气保存热量和传递热量的能力也随海拔增加而降低,人在太阳照射到的地方会觉得暖和,在照不到的地方会明显感到阴冷。因此,保证主要建筑物有较好的朝向,不仅可以保证车间有较好的自然采光条件,而且可以降低车间的人工采暖量,也是积极响应节能减排政策的体现。

4.3 排土场设计

露天矿排土场占地面积平均占矿山用地的30%~50%,排土场占地之多是十分惊人的。高海拔高寒地区荒无人烟,矿区周围一般无建筑物。从直观上看,企业用地似乎不受限制,但在设计中也应执行节约用地这一基本国策,对企业用地加以严格控制。高海拔高寒地区矿山企业排土场设计除应遵守各相关规范的一般原则外,考虑其自然生态环境、区域经济等特点。相应问题也应予足够重视。

由于矿区大多属原始未开发地区,生态环境脆弱。虽然国家规定对排土场必须进行复垦,但因这些地区自然条件限制,复垦较难见效。应本着以减少生态破坏为主,以修复生态为辅的原则。尽量减少对自然植被的破坏,使其自然生态环境不予过度恶化,便于治理与恢复和其工程量为最少。故排土场场址选择在条件允许时,应尽可能采用将采空区或塌陷区开辟为排土场,将剥离物用作充填料,选择沟谷提高堆置高度等方法,以减少新征用地,降低排土场占地面积,减少环境破坏。在开辟外部排土场时应尽量靠近矿山,缩短废石运输线路长度,其所处地形坡度应不大于24°为宜(当有足够的安全措施保证时可大于该坡度)。在占地多时,则宜一次规划,分期征用或租用。初期征用时大型矿山不宜小于10年的容量,中型矿山不宜小于7年的容量,小型矿山不宜小于5年的容量。

高海拔高寒地区排土场防护治理措施,应以不发生危及人民生命财产安全事故为前提,其防护治理应侧重于若意外失稳后对自然环境的破坏减少到最低限度。有些矿区地处江河上游,应重视对水体、河流的防护。山坡排土场应采用合宜的安全防护距离,必要时可设置落石坑及挡渣墙予以防护,如四川某金矿为防止废石滚人下部河流造成堵塞和污染,排土场在留有一定安全距离的基础上,另设挡渣墙,防止其对沟谷下部河流的影响与危害。另外,根据各矿山实际情况必要时排土场应做防水、防渗处理,加设雨淋水处理系统,对含有有毒有害物质的废石雨淋水加以处理,使其排放指标达到国家规定标准。

4.4 道路

矿山道路运输条件的好坏直接影响到矿山的生产。在高海拔高寒地区自然条件恶劣,道路的选线除了满足露天开拓、原矿和废石的运输要求外,还要通过调查、分析、权衡利弊确定合理的路线方案。路线应尽量避免穿过滑坡、崩塌、泥石流、冻土等严重不良地质地段和特殊地区。必须穿过时,应选择合适的位置,尽量缩小超越范围,并应采取必要的工程措施。道路展线应尽量避免在阴坡进行,这些地段往往冰雪覆盖时间长,不易消融,道路运输条件差。在高海拔高寒地区一般植被较差,侵蚀严重,山坡碎石在雨水作用下容易堵塞涵管,可以采用以桥代涵的措施,以减少淤积和便于清理。对于冻土路段可采用倾填片石筑通风路堤,倾填片石要求粒径在200~400mm,或者采用加筋路堤等方法提高路基稳定性。

海拔高3 000m以上时,由于空气中氧气含量降低,汽车动力下降。矿山道路的最大纵坡值,应在《厂矿道路设计规范》GBJ-22-87中规定的矿山各级道路最大纵坡值上按表1折减,以保证汽油、柴油运输设备的正常工作。炸药库区内道路可采用最大纵坡值应按《民用爆破器材工程设计安全规范》GB50089-2007规定选用,并按表1进行相应的折减。

注:对于厂外道路折减后的最大纵坡值如小于4%时,应采用4%;对于露天矿山道路折减后的最大纵坡值如小于4.5%时,应采用4.5%。

5 设计实例

青海某选矿厂,选厂所在地海拔为3 690~3 750m。区内气候干旱、寒冷、多风、少雨、冰冻期长。年平均气温2.3℃,最低气温-30℃。平均风速3m/s,最大风速25.9m/s。冰冻期始于当年9月至次年5月,冻土深度2.01m。选矿厂所在区域无农业和固定居民点,区内工业极不发达,矿区劳动力及生产生活物资依赖外地供应。

本选厂由多个矿山供应矿石,在厂址选择阶段除了考虑原矿运输、尾矿运输、供水、供电等建厂条件外,还适当调高了场地坡向、公用福利设施等因素在厂址评价因数中的权值,最终将一处南向山坡作为推荐方案。实践证明,南向厂址解冻早,可以提前进场施工,对于冬季漫长的高海拔高寒地区来说,可以争取较长施工时间。同时,因其有较好的采光条件,也改善了生产条件与人员所处的环境。

另外,厂区外部协作条件差,生活福利设施、机修、加油站等均考虑自建。

为了保证选厂能全年生产,该选厂建有锅炉房供生活及生产采暖;为了解决冬季尾矿输送管道冻结、回水困难等问题,尾矿采取脱水后干排,用汽车运至尾矿库,基本可以保证冬季正常生产。

6 结语

矿山总图设计是一个复杂的系统工程,尤其是在高海拔高寒地区,面对恶劣的自然环境,需要考虑的因素随之增加,使得总图设计变的更为复杂。高海拔高寒地区总图设计除了遵循总图设计的一般要求外,应该在场地选择、建筑物朝向、排土场设计、矿山道路等方面,多考虑一些高海拔高寒地区总图设计的特殊要求。本文仅是笔者工程实践中的一点认识,望广大工程设计人员能在设计中不断总结经验,为总图设计工作多积累一些基础资料。

参考文献

[1]雷明.工业企业总平面设计[M].西安:陕西科学技术出版社,1998.

[2]《有色冶金企业总图运输设计参考资料》编写组.有色冶金企业总图运输设计参考资料[M].北京:冶金工业出版社,1981.

[3]中华人民共和国建设部.工业企业总平面设计规范[M].北京:中国计划出版社,1993.

[4]雷明.厂址选择[M].北京:科学技术文献出版社,1992.

高海拔高寒地区 篇2

朱祖培 天津水泥工业设计研究院,天津300400 赵乃仁 南京水泥工业设计研究院,南京210029 我国疆域辽阔，地形变化幅度很大。如西部地区的海拔高度就较大，与东部平原相比有明显差别。西部高原海拔一般在1000ｍ以上，青藏高原更高达3000ｍ～5000ｍ。高海拔地区空气稀薄，这一自然条件对新型干法水泥窑烧成系统的影响不容忽视。设计时，考虑不周就会影响设备能力的发挥，不能达产达标；考虑过多又会过多地增加投资，降低企业的经济效益。关于大气压力变化对新型干法水泥厂烧成系统内“三传一反”的综合影响，目前还缺乏全面的分析资料，本文仅按现有资料对新型干法水泥窑烧成系统内各局部效益的影响作一初步分析，不当之处欢迎读者批评指正。１ 高海拔地区大气压力的计算

由于地心引力的作用，地球表面大气层的分子密度随海拔高度而变化,高度愈高,空气密度愈稀,大气压力也就愈小,工程上常以当地大气压力的读数来确定海拔高度。但是由于大气湿度的变化,要精确地确定大气压力与海拔高度之间的关系是不可能的。举例来说,在室内悬挂一气压计,尽管周围空气保持平静,在数小时内它的读数仍将变化（2～3）mmHg（１mmHg＝133.322pa），这就相当于海拔高度数十米的差异。因此,用计算的方法来确定海拔高度只能是近似的。A.C.伊利伊切夫

PＨ＝ＰＯ(1－H/44340)

〔5.256〕

［1］

推荐用下式计算高海拔地区的大气压力：



（１）

５Pa式中： PＨ——海拔高度为Ｈ处的大气压力，～10

ＰＯ——海平面处的大气压力，～10

Ｈ——海拔高度，ｍ。

５Pa

；

；

根据式(1)可计算不同海拔高度处的大气压力。由于空气压力、温度和密度服从理想气体的状态方程，因此在一定温度下，大气压力与其密度成正比，即：

P/r＝ＲＴ

（２） 式中：Ｐ——大气压力，～10Ｐａ；

ｒ——空气密度，ｋｇ／ｍ；

Ｔ——绝对温度，Ｋ；

３

５Ｒ——气体常数，对于干空气Ｒ＝0.08206 表１列出按式(１)和(２)计算的不同海拔高度处的大气压力和空气密度。

从表１可以看出,在海拔1000ｍ的地方,大气压力比海平面处降低10%以上,而在海拔为3000ｍ的高地上，大气压力将降低1/3。２ 高海拔对料气性能的影响

２．１ 对水泥窑内生料水分汽化反应的影响

尽管在高海拔地区水的沸点降低，但水的汽化总热耗却变化不大。水的沸点与大气压力的关系可用Ｃｌａｕｓｉｕｓ－Ｃｌａｐｅｒｏｎ方程式来计算。表2列出了不同海拔高度处水的沸点和汽化总热耗的数据。

从表2中可以看出，在海拔2000ｍ处，水的沸点降低到93.5℃。它的汽化显热虽然也因沸点降低而减少，但是同时大气压力降低时需要较多的热量来克服水分子间的内能，因此水的汽化潜热却随海拔高度的上升而增加，因而汽化总热耗只略有减少，以致可以忽略不计。２．２ 对碳酸盐分解反应的影响

Ｇ.马丁［2］在他的关于水泥回转窑的专著中，报导了丁.约翰斯登对碳酸盐的蒸汽压与分解温度关系的研究成果。他得出以下经验公式(公式(3)～(6)及表3中有非标单位，如mmHg.cal等，若要变动单位，公式将要重新推导——编者注)

lgP＝－9340/T＋1.1lgＴ－0.0012Ｔ＋8.882

（3） 式中：Ｐ——二氧化碳的蒸汽压，ｍｍＨｇ；

Ｔ——绝对温度，Ｋ。

马丁将上式换算成自然对数的形式，变成：

dlnP/dT=21505/T＋1.1l/T －0.002763

（4）

为了计算分解热，马丁又将它改写成Ｃｌａｕ[1]ｓｉｕｓ－Ｃｌａｐｅｒｏｎ方程式的形式，即

dlnP/dT＝－Q/RT

（5）

此处，Ｒ＝1.985ｇ·ｃａｌ／Ｋ，由此可得出碳酸盐分解热与温度的关系式为

Ｑ＝42700＋2.183Ｔ－0.005484

（6） 式中：Ｑ——每100ｇ碳酸盐(ＣａＣＯ３)的分解热，ｇ·ｃａｌ。

如果在式(3)中用不同海拔高度处的大气压力(mmHg)代入Ｐ，即可求出高海拔处碳酸钙的分解温度和分解热，计算结果见表3。

从表3数据可以看出，在海拔4000ｍ处，碳酸钙分解温度降低36℃，分解热提高不足1％。因此，和水的汽化热一样，海拔高度对碳酸盐分解反应的影响也是可以忽略不计的。２．３ 对物料颗粒浮送速度的影响

空气密度不同，对同样大小和重量的物料颗粒来说，要求的浮送速度也不一样。前苏联C.U.赫沃斯琴可夫［3］2 2 提出，物料颗粒的浮送速度一般可以按下列关系式来考虑：

ｓ

ν式中：νｓ＝Ｋ(ｄｐrm/rn)

（７）

1/2——物料颗粒的浮送速度，ｍ／ｓ；

３３

ｄｐ——物料颗粒的直径，ｍ；

ｒｍ——物料的密度，ｋｇ／ｍ；

ｒａ——空气的密度，ｋｇ／ｍ；

ｋ——比例常数。

这就是说物料颗粒的浮送速度与空气密度的平方根成反比。２．４ 对空气比热的影响

以重量单位来表示的空气比热（kJ·kg·℃）,随空气密度的变化很小0℃ 时, 大气压力由 １×105 Pa 加大到 100×105 Pa, 空气比热仅由

0.237×4018kJ/(kg·℃)加大到0.258×4.18kJ/(kg·℃)，加大不到10％。但以容积单位来表示时将有较大变化，应注意修正。３ 高海拔对回转窑的影响 ３．１ 对窑内气流速度的影响

早在60年代朱祖培［5］

1-1

［4］

。例如，在空气温度为 10在《地区海拔高度对水泥厂设计的影响》一文中，除分析了高海拔对空气压缩机类型的设计造成的影响外，还分析了海拔高度对湿法回转窑的影响。由于回转窑内的飞灰与窑内的风速有关，而相同质量流量下风速的大小又与当地大气压力成反比变化。从大同、永登和昆明三厂湿法水泥窑实际生产情况对比(见表４)可以看出，永登和昆明二厂(大气压大约为大同厂的86％～90％)的产量要比大同低10％左右。

需要指出，表４列出的生产数据是50年代末窑的潜力充分发挥时的生产数据。对于湿法回转窑来说，在制约生产能力的各种因素中，窑内风速是突出因素，表现为大量飞灰外逸，提高了料耗和热耗，从而限制了窑的生产能力。Ｗ.居查［6］

曾报道南美洲秘鲁首都利马附近、被认为是世界海拔最高(海拔高度为3900ｍ)的水泥厂的生产情况，该厂有一台Φ3.2ｍ×90ｍ的湿法短窑，通常产量可以达到350t/d，实际标定生产能力只有250t/d，降低了约30％。

新型干法烧成系统和湿法烧成系统有相当大的区别,表５列出了新型干法回转窑在一般海拔情况下的窑内风速。从表5可以看出,目前带分解炉的NSP窑风速最高的是上海水泥厂2000t/d的3.75ｍ窑，但其窑尾风速仅为6.1m/s。国内ＳＰ窑的窑尾风速也低于9m/s。远低于当年大同水泥厂窑内分解带的风速(1200℃下为14.2m/s)，也低于ＫＨＤ公司提出的10m/s风速。从理论上分析，新型干法回转窑排出粉尘对窑生产的影响并非全是负影响，ＦＬＳ公司就曾经采用增加粉尘出窑又经预热器收回入窑的循环来提高生料入窑分解率，这和湿法窑粉尘排放全是负影响不同。因此窑内风速不应该成为高海拔地区对窑径的制约因素，不能照搬窑的产量正比于地区气压的关系。而应该在当地条件下对窑内风速进行核算是否超过允许值，再确定是否变更窑径。３．２ 对窑内燃烧的影响

窑内燃烧低质煤时，虽然煤粉提供的总热量与高质煤相同，但在着火时间、燃烧速度、燃烧温度和熟料煅烧热耗上仍有不同。高海拔造成的空气稀薄对燃烧的影响和低质煤有类同之处，必须加以考虑。空气稀薄，O2浓度下降，会影响燃料的着火时间、燃烧速度以及燃烧温度。为保证有足够的燃烧时间，使煤粉完成燃烧，就要保证窑有足够的长度。但即使如此，燃烧温度偏低仍会影响熟料质量，且燃烧温度是对燃烧速度影响最大的因素，因此必须强化燃烧强度来提高燃烧温度。提高燃烧强度从二个方面进行：一是采用先进的燃烧器和高压风机使喷出燃烧器的气流有更大的动量Ｅ(Ｅ＝ｍＶ)，在质量流量ｍ一定的情况下，要有足够高的喷出速度Ｖ，则必须有高的压头；二可采用先进的冷却机，保证有较高的熟料热回收，以获得尽可能高的助燃空气温度。这两方面的结合就有可能得到良好的燃烧状况，减少空气稀薄造成的不利影响。

３．３ 对窑内传热的影响

窑内传热以辐射为主，窑内的高温火焰中含有大量粉尘，所以具有很高的辐射系数ξ，且由于窑内风速不高，尤其是窑外分解窑的风速更低，故在质量流量不变的情况下，空气稀薄对窑内传热不会有明显的影响。

４ 高海拔对冷却系统的影响 ４．１ 对篦式冷却机的影响

对于篦式冷却机，气流垂直通过填充床，其雷诺数为：

Rep＝ dpuρ/μ (８) 式中：dp——熟料粒径

ｕ——气体垂直通过填充床的表观风速

ρ——气体的密度

μ——气体的粘度。

根据尔根方程７：

ff＝150(1-ζ)/Rep＋1.75 (９)

↓

↓

粘性流损失 湍流损失 式中：ξ——床层空隙率；

ff——阻力系数。

再根据篦式冷却机条件，可求得雷诺数ff＞100，属于湍流。阻力系数ff不随雷诺数有明显改变。因此根据流体流动的阻力公式hj＝ζu/2g×γ，阻力系数ff即ζ为常数，当篦式冷却机工作气压改变时，流体阻力只和流速u及气体的重度γ有关。

在高海拔地区,篦式冷却机工作气压下降,气体体积流量增加。如何适应这一变化，有三种方案： ４．１．１ 方案一

22维持原有规格不变，这时，需保持通过单位篦板面积的空气质量流量不变, 气体流速ｕ 将遵循公式

uH＝u0(P0/PH), 即随气压的下降, 气体流速ｕ 将上升。气体的重度将遵循公式 γH=γ0(PH/P0)，即随气压的下降而下降。

因此气体通过篦式冷却机的流体阻力损失HH 如下式：

HH =（uH·γH）/（u0·γ0）

=[（u0· P0/PH）·γ0·PH /P0·]/u0·γ0=P0/PH（10）式中：HH——地区海拔为Ｈ的流体阻力损失；

H0——海平面地区的流体阻力损失。

加上流量增加量 QH/Q0 也为 P0/PH，因此篦冷机篦下鼓风机的鼓风功率的增加量为 2

222NH/N0=（P0/PH）2，功率的增加很大。

式中：QH——地区海拔为Ｈ的气体流量；

Q0——海平面地区的气体流量；

NH——地区海拔为Ｈ的鼓风机需要的轴功率；

N0——海平面地区鼓风机需要的轴功率。在传热方面，固定床中流体向颗粒传热的关系式如下：

hdp/k＝CRe p Pr (11)式中：ｈ——传热系数

ｋ——导热系数；

dp——粒径；

Pr——普兰特数，Pr＝Cpμ/K。

从(11)式可以看出，当雷诺数Ｒｅ不变时，传热系数不变。因此此种方案的热交换不会改变。４．１．２ 方案二

适当加大篦冷机的规格，保持气流通过篦冷机的流体阻力不变。前文提到气流通过篦床的流动属于湍流。阻力系数不因流速的改变而改变。因此在流体阻力不变时，下列等式成立。

u0 ·γ0 =uH ·γH

uH＝ｕｏ(γ要。

此时流体阻力虽然没有增加，由于鼓风机的鼓风量仍以P0/PH增加，所以鼓风机的轴功率仍以(P0/PH)增加。

这种方案在传热方面的影响如何呢?

根据式(11)，在同样的条件下，dp、ｋ、Cp和μ不变，此时传热系数ｈ为：

ｈ＝Ｃ1·Re p 而：

Rep＝dpuρ/μ

式中：dp、μ不变，但uH＝ｕｏ(P0/PH)，而

ReH＝Re0 ·(PH/P0)式中：ReH——海拔为Ｈ时的雷诺数；

Re0——海拔为海平面时的雷诺数。由于Re数下降，造成传热系数下降。

hＨ＝h0 · 〔(PH/P0)〕＝h0(PH/P0)(14) 式中：hＨ——海拔为Ｈ时的传热系数；

ｈ0——海拔为海平面时的传热系数。1/

21.6

0.8

1/2

1/2

1/21.61/3220/γH)1/2 =ｕｏ(P0/PH)(13)

1/2

1/2

由于气体流量增加的倍数为P0/PH，因此篦冷机的篦床面积也应该提高(P0/PH)才能满足风量增加的需1.6

同时由于规格放大，传热面积增加了(P0/PH)，因此传热量的影响应是二者之乘积： QH=Q0 ·(PH/P0)(P0/PH)0.8

0.5

1/2

=Q0(PH/P0)(15)

0.8式中：QH——海拔为Ｈ时的传热量；

Q0 ——海拔为海平面时的传热量。

可以看到，该方案对传热量将会有一些不利影响，二、三次风的温度也会有一些下降。４．１．３ 方案三

增加篦冷机的规格,保持气流通过篦冷机时鼓风机的功率不变。前文提到气流通过篦床的流动属于湍流。阻力系数不因流速的改变而改变。因此在鼓风机的功率不变时,由于鼓风量已增加P0/PH ,所以流体阻力必须下降为：

HH = H0(γH/γ0)

此时必须ｕH＝ｕ0，才能满足要求，篦冷机的规格必须同因海拔增加而增加的气体量等量增加。

该方案在传热方面的影响和方案二相似。同样ｄｐ、ｋ、Ｃｐ和μ不变，此时传热系数 ｈ＝Ｃ1·Re p1.6。由于速度ｕ不变，因此有：ｈＨ＝ｈｏ·(PH/P0)1.6，而传热面积的增加仅为 P0/PH。此时传热量的变化将为：

QH /Q0 =(PH/P0)(16)

采用这种方案后，篦冷机规格(面积)虽然放大很多，但传热量和二、三次风的温度却有明显下降。

因此可以考虑，在海拔1000ｍ左右的地方，可以采用方案一；在海拔更高的地方应加大篦冷机的规格。４．２ 对筒式冷却机的影响

篦冷机气体流量与鼓风机的风量有关。而筒式冷却机内气流与物料呈逆流运动，其流量的大小与窑头负压有关。当质量流量不变时，其流速将随气压的下降而增加，流体阻力将随流速增加而成正比增加。因此对于筒式冷却机来说，为保持足够的质量流量，只有二个方法可行：其一是提高窑头负压，但是窑头负压由烧成系统的主排风机决定，易受旋风预热器系统、分解炉及窑的漏风干扰，不容易得到保证；其二是扩大冷却机的直径，保持流体阻力不变，这就必须加大冷却机的规格。而篦冷机通过提高鼓风压力可以保持料面以上为零压。不会对烧成系统燃烧所需要的空气供应造成不利影响。５ 高海拔对窑尾系统的影响

(１)新型干法生产线烧成系统利用气力进行悬浮操作，大气压力的变化对系统中动量传递将有较大影响。旋风预热器各级之间的连接管道是热气流向生料颗粒进行传热的主要部位，据估计该处的传热量占旋风预热器总传热量的80%；而且传热作用主要发生在管道内物料开始被气流带起的加速阶段，即物料开始悬浮，受气流的牵引力最大处，直至气流和物料间的温度达到平衡。大气压力的降低，将降低气流对物料的牵引力(悬浮力)，在同样的管道风速下，物料在该区段的停留时间将更长，从而在一定程度上有利于物料的悬浮受热。此外，大气压力降低还将改变旋风筒内的流场分布，影响旋风筒的分离效率。同样对分解炉内的喷腾作用和旋流作用也将产生影响，在一定范围内有利于提高分解炉内的无因次量τm/τg，从而有利于提高燃料的燃烬率和生料的分解率，但降低到一定限度时将破坏分解炉的稳定操作。

(２)分解炉内燃烧的基本情况和窑内的燃烧相同，空气稀薄,Ｏ２浓度下降同样会影响燃烧速度以及燃烧温度，而且分解炉内的燃烧温度远低于窑内的燃烧温度，所以燃烧温度对煤粉的燃烧彻底程度的影响甚至比窑内影响还大。为保证在分解炉内煤粉得到完全燃烬，就应该保证煤粉在分解炉内有比正常海拔地区更多的燃烧时间和足够的燃烧强度。因此在高海拔地区要选择炉温较高、燃烧强度也较高的炉型和喷出动量较高的燃烧器。

(３)高海拔对预热器系统中气流运动的影响与篦冷机非常相似，如果把低海拔地区的预热器系统不改变规格直接套用，则海拔升高造成的气体体积膨胀就会使气体在系统中阻力增加，此阻力损失的增加量和气压的减小成正比△Ｐ＝P0/PH。所以，系统内气流的流量和流体阻力的增量都与海拔的升高量成正比，因此系统主排风机功率将以平方关系增加。此外，由于预热器进出口风速过高，会使预热器收尘效率明显下[8]0.6降，系统热效率下降。

如果按照一般合理的风速确定预热器系统各部分的规格，可以得到比较经济的运行效果，但是设备和土建的投资都会明显增加。其中预热器的规格将对窑尾塔架的大小起决定性的影响。因此我们建议，对于海拔高度在1000ｍ左右的地区，可以不增加预热器的规格，对于海拔更高的地区应加大预热器系统的规格，但为了适当降低投资，在选择正常的预热器进出口风速和管道风速的同时，预热器的截面风速可选偏高值，以缩小预热器的规格，避免过大地增加窑尾框架。同时应优化预热器的结构，尽可能少地增加系统的阻力。

６ 对风机选型及其它用气设备的影响 ６．１ 对风机选型的影响

高海拔地区新型干法烧成系统操作的根本要求是:必须保证系统的气体质量流量G(kg/h或mh)与海平面相同。这就需要提高系统的气体体积流量。同时由于系统内的流动阻力也发生变化，因此系统内的主排风机(ＩＤＦ)以及用于篦冷机的鼓、排风机绝对不能照搬海平面的机型。必须根据需要的风量和风压重新选型，或加大规格，或在原有机型上加快转速。需要注意的是，如果在原有机型上加快转速，除风量以一次方成正比增加外，还会增加风压和功率。一般风机速度和风量、风压以及功率的关系式如下： n1/n2=Q1/Q2=(P1/P2)=(N1/N2)(17)

因此在高海拔地区，如果要求同一台风机达到和海平面相同的质量流量，我们只需按气体密度变化的比例来加快风机转速。但由于随气体密度的下降风压和风量都将成正比增加，所以风机功率与风机转速都将以二次方增加。

６．２ 对其它用气设备的影响

从上面的所有讨论可以看到，气体在高海拔地区会增加一些麻烦，因此能够不用气体的地方就尽可能不用。例如采用气力提升泵送生料入预热器系统，在高海拔地区除了自身需要加大规格增加动力消耗外，还会增加窑尾主排风机和电收尘器的负荷，应该慎重考虑。７ 结语

(１)海拔高度的增加，对入窑生料中水的汽化潜热及CaCO3的分解影响轻微，可忽略不计；物料浮送速度将有所下降；空气比热以重量来表示时，随空气密度的变化很小，但以容积来表示时变化较大，需修正。

(２)海拔高度升高，在要求相同质量流量条件下，窑内气流速度将成正比例地增加，对湿法窑产量影响较大，但对新型干法窑的影响则应考虑具体情况。

(３)空气稀薄，Ｏ２浓度下降，对燃料的着火时间、燃烧速度及温度有影响。采用先进的燃烧器、高压风机、冷却机，可有效地补偿这一不利影响。

(４)当海拔高度在1000ｍ以下时，勿需扩大篦冷机规格，当海拔高度进一步增加时，应扩大篦冷机规格。对单筒冷却机来说，可采用提高窑头负压及扩径来克服气压降低、流体阻力增加带来的不利影响。(５)随海拔高度的增加，预热器出口风速将增加，会降低预热器除尘效率及热效率。但从经济方面考虑，当海拔高度在1000ｍ以下时，不需扩大预热器规格，对更高地区应适当加大预热器规格，同时应优化其结构。

(６)为达到与海平面相同的空气质量流量，高海拔地区在选用风机时应按空气密度变化比例增加其转速。此外，应避免使用用气设备。

(７)大气压降低，有利于预热器内物料的悬浮受热，有利于提高燃料的燃烬率和物料的分解率，但会影响旋风筒的分离效率及分解炉的稳定操作。为保证煤粉在分解炉内完全燃尽，高海拔地区应选择炉温较高的炉型及喷出动量高的燃烧器。1/2

1/3

高海拔地区居住可预防肥胖 篇3

美国研究人员对驻扎在美国各地不同海拔的超重军人进行6年的研究后发现，在高海拔地区生活的士兵从超重发展为肥胖的几率降低41%。

这项研究的调查对象是近10万名服役期至少为两年的美国陆军和空军士兵，其中一些军人生活在高海拔地区（海拔1900米或更高），另一些人则生活在低海拔地区（海拔966米或更低）。他们发现，当超重的美国军人被派驻到高海拔地区后，其患肥胖的几率会降低41%。

此前，一项美国最瘦及最胖城市的名单已于近期公布，该名单在某种程度上为上述发现提供了支持。盖洛普咨询公司的调查数据显示，“美国最瘦城市”科罗拉多州博尔德市的海拔约为1700米；“最胖城市”西弗吉尼亚州亨廷顿市的海拔仅为172米。

美国空军航天医学院顾问、研究报告第一作者詹姆森·沃斯博士在《纽约时报》健康专栏博客上写道：“这些结果表明移居高海拔地区将使超重人群免患肥胖症。”

当整个身体或身体某部分缺乏充足氧气时（即在缺氧状态下），瘦素的水平会上升。瘦素是一种抑制食欲并控制新陈代谢的激素。

高海拔高寒地区 篇4

关键词：高海拔高寒,露天煤矿、总图设计

高海拔高寒露天煤矿, 一般指的是1500m及以上、纬度高、昼夜温差大、以露天开采为主要开采形式的煤矿。这类露天煤矿一般分布于青藏高原, 云贵高原等, 煤矿开采难度大, 并且周围的自然环境大都处于原始状态, 同时我国经济发展对能源的需求越来越大, 为了建设环境友好型和经济节约型社会, 解决资源开发与环境保护的矛盾, 需要从总图设计着手, 在露天煤矿建立的初期, 就开展合理的设计。

1 高海拔高寒地区露天煤矿总图设计难点

1.1生存环境恶劣

高海拔地区的氧气较为稀薄, 在超高海拔地区, 由于人体供氧不足, 而影响到建设和开采人员的身体健康, “急性高山病”、 “高原肺水肿”等“高山病”、“高原反应”, 严重威胁建设和开采人员健康, 从而间接影响到露天煤矿的建设。同时高寒地区昼夜温差大, 矿区冻土现象严重, 在自由大气中, 气温随着海拔高度的升高而降低, 一般每升高1000m, 气温下降约1℃, 有的地区甚至每升高150m可下降约1℃, 强风、寒冷、干燥, 都直接或者间接地影响到煤矿建设和采掘工作。总之, 高海拔高寒地区要进行露天煤矿的建设与开采工作, 需应对恶劣自然环境的挑战。

1.2地质环境复杂

高海拔高寒地区煤矿煤层, 大多位于地壳活动频繁, 地质灾害多发地区, 地质地貌结构呈现出山势陡峭险峻、岩石风化强烈、山谷比高, 山体滑坡、坍塌、泥石流时常有发生。这样给矿山的工业场地、生活区以及道路的布置与修建带来不少的困难。另外, 从露天煤矿开采角度来看, 地质活动频繁, 在开采到一定深度和广度时, 对地质结构把握不准确, 对底层矿产组分不清晰, 容易引发人为的地质灾害。

1.3物资供应困难

高寒高海拔地区, 由于生存环境恶劣, 因而周围鲜有人口群落和物料供应厂商。首先, 煤矿建设和开采人员的基本生活得不到保障, 不利于稳定员工情绪;其次, 煤矿建设当中需要的钢筋、水泥建设材料, 建设工具器械运输困难, 运输过来后, 高寒使很多机械设备的工作效率下降, 并且可能存在机械损坏等严重后果, 严重影响到了建设进度;最后, 矿区周围无生活区, 基本生活物资需要从别的地方调运过来, 从而提高了露天煤矿开采的成本, 从经济角度来讲并不合算。

1.4工作场地布置困难

高寒高海拔地区的露天煤矿建设, 由于处于尚未开发的状态, 场地平整、生物群落和区块布置都没有现成的参考。需要考虑生活区、生产区、运输区的相互关系, 生活区的基础设施建设和安全保障, 生产区的作业环境, 作业副产品物的回收与处置, 运输区的装卸效率等。尤其是要考虑到露天煤矿的生产对于周围自然环境的影响程度, 以及矿区的未来发展与配套服务设置的构架等, 都为露天煤矿总图设计提出了新的挑战。

2 高海拔高寒地区露天煤矿总图设计要点

2.1设计原则

2.1.1经济效益为核心

高海拔高寒地区露天煤矿, 在建设成本上有所提高, 准确估计矿产的总价值与投入, 始终以经济效益为核心, 这就要求在总图设计上, 协调好生活区, 生产区和运输区的因地制宜程度, 以及对潜在风险和潜在成本的挖掘, 将高海拔高寒地区露天煤矿的经济效益拉到最大化。

2.1.2生态保护为原则

发达国家的发展历史, 给了我们很好的启发。以牺牲环境为代价赢得经济利益, 虽然在短期内是能够取得一定的经济效益, 但是需要花费更多的资金去治理破坏的环境, 同时也是对子孙后代不负责任的表现。尤其是党的十八大提出我国的经济建设要注重“生态保护”, 让煤矿开采工作对环境的影响尽量降低能耗, 降低对环境的破坏, 从优选开采方式, 合理进行场区规划出发, 做好总图设计。

2.1.3安全生产为重点

当前我国的经济建设都是为了全面小康社会和中华民族伟大复兴而开展的, 根据马斯洛需求理论来看, 基本物质生活保证之后, 人身安全成为了首要任务, 当前我国的煤矿安全生产形势严峻, 并且在粉尘、毒气和噪声等环境下工作的员工容易出现多种职业病, 危害人的身体健康, 违背我国小康社会和科学发展观的基本精神理念。

2.1.4处理好近、中、远期的生产关系

高海拔高寒地区露天煤矿的生产和开采, 对于产量大, 经济效益好的地区, 可以逐步建设类似油田生活区等来实现生活成本的降低, 并且也承担一定的社会责任, 对于小产量的露天煤矿而言, 就不必要进行长远的规划, 通过短期大量开采, 完成直接经济效益。总之, 要处理好近期、中期、远期的生产关系, 尤其是在总图设计时, 要考虑设备安装, 拆卸, 扩建等因素, 防止二次设计和搬迁。

2.2设计要点

2.2.1场地布置需紧凑

高海拔高寒地区的自然环境恶劣, 人体在高强度作业之后, 需要尽快休息和补充体力, 才能够迅速的投入到下一时段的工作当中。同时, 这些地区自然环境多变, 遇到极端天气时, 需要紧急撤离到安全地区。如川滇高原地区某金矿在以汽车运输公路开拓的前提下, 结合尾矿库的建设条件, 以集中布置的原则, 指导采选工业场地位置选择。将采选工业场地集中布置, 并尽量靠近矿山, 保证尾矿浆自流至尾矿库。

2.2.2注重区块精细化建设

由于高海拔高寒地区露天煤矿需要场地布置更加紧凑, 导致了每个区块需要进行精细化的建设, 建筑的稳定性和可靠性, 空间的利用程度和自然风向的考究等, 让每个区块能够承载更多的人员和物资, 减少对环境的破坏, 提高效率。例如, 炸药库的外部防护距离一般比较大, 应首选山间低洼的封闭地形, 尽可能利用有利自然地形增强安全防护, 高海拔高寒地区一般没有大的居民点, 注意不要忽略零散住户的安全防护。

2.2.3加强生态保护措施的落实

锅炉烟气要经过多重处理, 才能够排放到空气当中, 避免对野生保护动物的伤害;粉尘的收集和埋地处理;矿场中的污水净化与循环处理;高海拔高寒地区的能源供应困难, 要注重节约用水, 节约用电;对噪声的控制和隔离, 通过个体防护和采用植物屏障来减少影响。煤矸石, 锅炉灰渣, 生活垃圾等需要专门处理, 不可以随意丢弃在大自然当中。四川某矿山建设之初甲方就将物资转运站建在一处平缓山谷中, 表面上看是降低了施工成本, 加快了施工进度, 但恰巧就建在“风口”上, 在使用过程中饱受其害。

2.2.4其他应当注意事项

厂区方位的确定与建筑物、场地和地形利用、铁路接轨方向等因素有关。厂区的方位确定要为建筑朝向创造有利条件, 而这又与场地选择关系密切, 应在场地选择时一并考虑;应本着以减少生态破坏为主, 以修复生态为辅的原则。尽量减少对自然植被的破坏, 使其自然生态环境不予过度恶化, 便于治理与恢复和其工程量为最少。在高海拔高寒地区自然条件恶劣, 道路的选线除了满足露天开拓、原矿和废石的运输要求外, 还要通过调查、分析、权衡利弊确定合理的路线方案。路线应尽量避免穿过滑坡、崩塌、泥石流、冻土等严重不良地质地段和特殊地区。

3 结束语

新时期我国的煤矿生产要从总图设计开始注重对生态、人员的保护, 让煤矿生产真正的成为利国利民的支柱产业。

参考文献

[1]胡军锋.高海拔高寒地区矿山总图设计探析[J].中国矿山工程, 2010, 06.

高海拔地区玉米覆膜高效栽培技术 篇5

【关键词】高海拔地区；玉米；地膜覆盖栽培技术

1 地膜栽培的优点

玉米地膜覆盖栽培技术是指利用地膜覆盖地面种植玉米的一项技术。地膜覆盖后，玉米生长环境有了很大改善，密度可适当增加。采用宽窄行栽培还可增加复种指数和提高单位效益。采用地膜覆盖栽培，前期可提升地温，可提前播种，使玉米生育期提前7～15d，可提高结实率、产量和品质，确保生产优质、高产、高效。

2 地膜栽培技术要点

玉米覆膜移栽可采用育苗移栽和直播。采用宽窄行栽培，覆盖窄行，覆盖率低，可大大降低地膜用量，宽行通风透光性强，变幅较大，间套作种植增大，可大大提高种植效益。

2.1 玉米营养球育苗地膜移栽

2.1.1 育苗

苗床比为1∶30～40，床宽1.2m，长度不超过15m，每667㎡大田需要苗床15～17㎡。播种前20d进行营养泥堆积发酵，用本土泥600kg、腐熟农家肥200㎏或沼渣100㎏、普通过磷酸钙8～10㎏、氯化钾2～3㎏、硫酸锌1㎏，将其混合或分层堆积，再覆盖薄膜即可。

2.1.2 播种

播种时间3月中下旬。播种前一天先将营养泥欠细，用清水浇透（水分含量60%，以用手捏成团、落地即散为宜）。制作营养球时，用手将营养泥捏成拳头大小的球，单个重0.25㎏左右，整齐摆放在做好的苗床内，用木棍在营养球顶部打一个1.5㎝深的孔，每孔播1粒筛选好的种子，然后覆盖1㎝厚的过筛细土，起拱盖膜。

2.1.3 苗床管理

若发现苗床土发白，要揭膜浇水保湿，浇后盖严，幼苗期保持膜内温度22～25℃，超过30℃的白天则揭开两端通风，傍晚盖严，2叶期至3叶期逐步揭膜炼苗。

2.1.4 大田移栽

玉米3叶1心到4叶1心即可移栽（4月上中旬），移栽前先将大田深翻、耙细，按宽行1～1.2m、窄行60～70㎝分厢，毎667㎡用腐熟有机肥1000～1100㎏或沼渣500～600㎏、缓释肥或复混肥50㎏、普钙50㎏、氯化钾5㎏、硫酸锌1㎏，混合撒施于窄行作基肥，再起垄（垄高15㎝、宽50㎝），平整垄面，选用0.005～0.008㎜的抗拉性强、宽度应在70～80㎝的地膜覆盖，膜四周用土压实。移栽时用木棒在盖膜的厢面交叉打穴，栽2行玉米（行距50㎝，窝距20～22㎝），每667㎡栽植3200株以上，浇足定根水，用土将膜口封严。

2.2 直播

分先播种后盖膜和先盖膜后播种。

（1）先播种后盖膜是播种、施肥、起垄、盖膜一次性连续完成。从盖膜到引苗出膜期间，膜面采光好，不存在膜面遇雨结壳影响出苗。将大田翻犁、耙细、分厢、施足基肥、起垄，按种植密度打窝、播种。每窝播种2～3粒，保证全苗，再浇足水，蕹种、喷洒除草剂、盖膜。

破膜放苗。待玉米出苗50%左右、幼苗接触带地膜时，开始破膜放苗（用刀片将膜划成十字小口，）将苗放出，每窝留1株壮苗，用细土将膜口封严压实。放苗应坚持“阴天突击放、晴天避开中午、大风天不放苗”的原则。

（2）先盖膜后播种。一是提早增温、提墒、保墒；二是整地、施肥、盖膜和播种分开。缺点：膜孔容易结壳，影响出苗质量。

（3） 宽行种植2行黄豆，窝行距33㎝×26㎝，每窝3株，毎667㎡种9000株左右，以保证通风透光、提高种植产量和质量。

3 大田管理

3.1 施肥

栽后或出苗后7～10d，毎667㎡用有机肥1100㎏与尿素5㎏，混合施作提苗肥。大喇叭口期结合揭膜、中耕除草、培土蕹蔸，毎667㎡用尿素10㎏、氯化钾3kg作穗肥施用。抽穗灌浆期，可根据苗情，补施尿素或叶面喷施0.3%磷酸二氢钾或10%沼液作穗粒肥。

3.2 病虫害防治

坚持以“预防为主，综合防治”的方针。苗期防治地老虎、猝倒病、立枯病；移栽后至大喇叭口期防治纹枯病、大小斑病、玉米螟、黏虫；抽穗吐丝期防治丝黑穗病、纹枯病、大螟，并及时清除三边杂草，破坏病虫繁殖场所，进行药物防治。

4 适时收获

玉米一般在苞叶全部变黄干枯，茎叶变黄，籽粒完全硬化（指甲不易掐破），收获后及时清除秸秆，脱粒晾晒，保证产量和品质。

5 指标对比

通过田间观察记录和测产验收，玉米覆膜移栽与没有覆膜栽培的在相同条件下，成熟期早7～15d，叶片数多2片，株高高10～15㎝，秃顶减少0.4～0.6㎝，脱籽率高2.5～3个百分点，千粒重高3～4 个百分点，毎667㎡产增加7.4%，常常有好的收获天气，保障了品质和产量。同时，采用宽窄行栽培，增加复种指数，行间套作黄豆，每667㎡可产黄豆173㎏左右，增加经济收入1000余元，大大提高了经济效益，可通过调整作高效栽培示范推广。

高海拔高寒地区 篇6

久治四、五号隧道位于青海省久治县。隧道所在地区具有典型的高原大陆性气候特征,年平均气温0.1℃,其中低于-10℃的严寒期达到131天。同时由于受孟加拉湾季风的影响,隧址区降水充沛,地下水发育。

2 保温及防火设计

为了防止隧道冬季冻害,同时保证运营期间的消防安全[1],在隧道二衬表面设置了复合型的保温层和防火层[2]。保温层采用50mm厚酚醛树脂保温板,紧贴隧道二衬设置;防火层采用6mm厚硅酸钙防火板,加铺于保温层外表面。

保温板作为隧道衬砌的附加层,其安装施工质量一方面对高海拔严寒地区隧道的抗冻能力有着直接影响,另一方面对隧道的运营安全也有着重要影响。

3 施工工艺流程

利用国标建筑钢管及相应扣件、小直径万向滚轮搭建简易的可移动作业台车。利用简单的电动钻孔工具在隧道二衬上打孔安装大量的膨胀螺栓作为连墙件,再通过“U”型连接件将DC50×15×1.5(GB11981)型轻钢龙骨固定于隧道表面。以分布龙骨为骨架,安装固定保温板。最后用埋头自攻钉将硅酸钙防火板铆固于分布龙骨及保温板表面作为防火及装饰面层。

保温板的安装采用分段流水的方法组织施工。其每一分段的施工工艺流程图如下:

4工艺流程控制措施

4.1拼装作业车

台车主要用做作业平台,不堆放或少堆放物料[4]。台车用钢管搭成,纵向长9米,横向形成满堂支架,能满足人员在隧道内全断面作业的要求,下装万向滚轮便于移动。钢管采用φ48.3×3.6钢管,其材质为满足现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/T 12793规定的Q235普通钢管。

第二层以上作业平台四周用双层钢管搭设1.2米高护栏。

4.2 施工放样

根据设计间距,用墨线弹出“U”型卡点位。“U”型卡沿隧道纵向间距610mm,沿隧道环向间距405mm,成梅花状布置,如下图:

4.3 钻孔安装膨胀螺栓及“U”型卡

膨胀螺栓长度为120mm,“U”型卡卡槽宽度50mm,均为工厂制成品,使用前安装成套。钻孔采用电钻进行,钻头直径12mm,钻孔深度120mm。钻孔时严格按照放样时打的点位施钻,保证钻孔位置、间距、孔深满足要求,然后一一对应安装膨胀螺栓及“U”型卡。安装时应使膨胀螺栓充分伸入孔底,“U”型卡底面紧贴二衬混凝土表面,“U”型卡开口方向统一朝隧道纵向。

4.4 酚醛树脂泡沫保温板安装

保温板预先用切刀将边部修剪整齐,每块板尺寸为1200×600mm。安装时,按压保温板,使“U”型卡的金属翼片穿透保温板,起到临时固定的作用,保证保温板紧贴隧道衬砌混凝土表面[3]。相邻板之间留5mm缝隙。

4.5 型钢分布龙骨安装

龙骨采用DC50×15×1.5(GB11981)型轻钢龙骨。龙骨外形要平整,棱角清晰,切口无影响使用的毛刺和变形。安装时将龙骨开口向内置于“U”型卡的卡槽里,并用力挤压使其嵌入保温板内,龙骨底面与保温板表面平齐,从而进一步将保温板固定,使其紧贴于二衬混凝土表面。然后将每个“U”型卡的两片金属翼片对向弯折,互相交叉扣住轻钢分布龙骨,对其进行固定。

4.6 硅酸钙防火板安装

硅酸钙防火板安装前,先用电锯按照所需的形状切割成型。切割前先弹墨线,切割时严格按照墨线,保证板边整齐。安装时多人协作,先将板按照预定位置紧贴保温板表面,板边对齐,相邻板间留2-3mm变形缝。然后找准板下分布龙骨中线位置,并在板面弹墨线,沿墨线按照200mm间距打眼并拧入埋头自攻钉,将硅酸钙板固定于分布龙骨上。安装时相邻板沿隧道纵向的拼缝设置于分布龙骨中线,保证两块板距板边20mm各打一排自攻钉固定。硅酸钙防火板安装时,纵向每隔30米全断面设置一道25mm宽的伸缩缝。

4.7 接缝处理

硅酸钙防火板安装完成后,相邻板间的拼缝用专用腻子填实。拼缝表面用5cm宽网带和腻子做成梯形截面凸縫。

4.8 转移台车

当上一段的保温板、防火板施工完成,且经检测满足要求后,平移台车至下一段,按照相同的工艺流程进行施工。

5 结语

久治四、五号隧道位于青海省久治县智青松多镇,是成都至香日德公路大武至久治(省界)公路的重要组成部分,通车后允许危险化学品运输车通行。该隧道处高寒高海拔区,冬季多积雪、冰冻天气。如保温、防火板的施工失败,一方面将无法避免地使隧道产生冻害,严重时导致隧道报废不能正常服务;另一方面如有危险化学品车辆在洞中发生火灾,将可能造成重大安全事故。因此,该隧道的防火、保温板施工对隧道后期的运营安全有着重要影响。

随着国家交通事业的不断发展,高海拔、高寒地区的隧道施工也会越来越多,如何快速、高效、保质量保安全完成高海拔严寒地区的隧道保温板安装施工,直接关系到隧道能否按期交付使用,同时直接关系到隧道运营期间的安全。本工法为以后类似工程提供一些指导借鉴作用。

摘要：随着我国的公路、铁路建设重点不断西移,公路铁路隧道的建设逐年增加,高海拔地区由于特殊的自然地理环境,常规建设的隧道冻害现象极为突出。花久公路久治四、五号隧道所在地区具有典型的高原大陆性气候特征,在隧道二衬表面设置了复合型的保温层和防火层,采用隧道拱墙保温板安装快速施工方法,较好防止了隧道冬季冻害及运营期间的消防安全。

关键词：高海拔高寒,隧道,保温,施工工法

参考文献

[1]JTG F60-2009.公路隧道施工技术规范[S].中华人民共和国交通运输部,2009.

[2]杨宏华.高寒地区隧道冬期施工防寒保温技术措施[J].山西建筑,2002(5):59-60.

[3]李占奎.寒区隧道拱墙铺设防水保温层施工方法[J].隧道建设,2012(2):107-110.

高海拔高寒地区 篇7

西藏雪卡水电站工程位于西藏自治区林芝地区巴河上游,是西藏地区“十一五”规划中第1个国家重点建设项目。该水电站共安装了4台1万kW的立轴混流式水轮发电机组,年发电量为1.82亿kW·h,主要建筑物有首部枢纽、泄水建筑物、引水发电建筑物及电站厂房等。

雪卡电站挡水大坝为混凝土重力坝,正常蓄水位为3 346.50 m,总库容86万m3,坝顶高程3 347.30m,最大坝高19.6 m,坝顶长度196 m。电站上游防渗铺盖基础为砂卵砾石,铺盖全长175 m,设计标准块规格为10 m×10 m,采用10 cm厚M7.5砂浆垫层上浇筑40 cm厚C20、W6、F150的钢筋混凝土。铺盖永久缝采用W型铜止水,坝体永久缝采用两道止水(651型橡胶止水和F型铜止水);上游设2～4 m深齿槽;坝上0—115.00至坝上0—175.00处铺盖采用1m厚砂砾石压坡。

该水电站上游铺盖在钢筋混凝土浇筑施工过程中,隆起变形产生裂缝。原有结构缝接缝止水系统出现破坏,破坏部位有地下水渗出,渗水已对电站的正常施工产生影响,如不及时处理,不仅影响到工程进度,还会减少铺盖的有效渗径,降低铺盖的防渗性能,影响电站的安全运行。

2渗漏原因分析及处理方案

根据本次铺盖的整体结构,初步分析渗漏主要是因为施工砂卵砾石时没有碾压密实,形成局部空腔,致使在浇筑钢筋混凝土后产生不均匀沉降,导致铜止水剪切破坏、橡胶止水撕裂破坏,止水完全失效。根据处理部位的特殊性,考虑到铺盖部位的防渗性及铺盖接缝本身的变形特点,施工单位决定采用对缝内部先灌注聚氨酯灌浆材料、止水处理后再安装SR防渗止水体系进行双重止水处理,再在表面采用黏土和砂砾石进行覆盖的方案。具体处理工艺如下:

1)将变形超过10 cm且铜止水已损坏漏水的铺盖凿除,重新浇筑混凝土铺盖。

2)对首部枢纽上游铺盖变形隆起部位的伸缩缝进行化学灌浆处理,采用SR止水材料,形成8 cm的SR鼓包;对铺盖与坝体的接缝,采用SR止水材料,形成15 cm的SR鼓包,并在所有需处理接缝底部放置Φ12 mm橡胶棒;对SR表面止水与其他接缝的结合部位,采用止浆体进行止水。

3)处理完成后,在铺盖表面铺设0.7 m厚黏土和1.3 m厚砂砾石压重。

3 堵漏材料选择

由于处理部位为混凝土结构缝,所选用的灌浆材料不仅要能起堵水效果,还要有一定的弹性变形能力,以满足结构缝的变形需求。本工程灌浆材料最终选用了杭州国电大坝安全工程有限公司生产的LW水溶性聚氨酯灌浆材料。该材料是一种快速高效的防渗堵漏化学灌浆材料,有良好的亲水性能,水既是稀释剂,又是固化剂,浆液遇水后先分散乳化,进而凝胶固结,可在潮湿或涌水情况下进行灌浆。该材料形成的固结体不仅具有一定的弹性变形能力,能够适应结构缝的变形,而且还能以水止水,当结构缝再次因为变形而渗漏时,固结体会利用渗进来的水再次膨胀,堵住渗漏通道。

由于原止水已完全破坏,考虑到施工的安全性及经济性,兼顾工程工期的要求,决定在接缝表面再做一道止水结构。电站蓄水运行后,铺盖层受自重及水荷载的作用,会产生压缩沉降及位移变化,而且电站位于高寒地区,因此要求接缝止水能满足钢筋混凝土垫层变形和气温变化引起的混凝土接缝变形。此工程选用的表面止水是SR防渗体系止水结构,该结构以SR止水材料为主体,主要用于面板坝周边缝及垂直缝接缝处理,能满足雪卡水电站铺盖混凝土的变形要求。该结构主要由SR塑性止水材料及SR防渗盖片等材料组成,其中SR塑性止水材料与混凝土能够粘结密实,保证粘结面不被水压力击穿,在混凝土面形成有效的防渗系统,并且此材料与混凝土面的粘结强度大于材料本身强度,保证了塑性止水材料能够在水压力下流进填充缝腔,从而实现变形缝的有效封缝止水。此外,材料本身还具有抗渗、施工简便、成本低等特性。SR塑性止水材料主要性能见表1。

SR混凝土防渗保护盖片作为塑性止水材料的保护膜,可以保护SR塑性止水材料免受外力破坏,能与止水材料充分粘结,有效传递水压力,也能与混凝土基面粘结,有效延长防渗渗径。该材料具有优良的耐老化性能,抗拉强度高,抗撕裂、抗冲击性能好。SR混凝土防渗保护盖片性能见表2。

4 施工工艺

4.1 化学灌浆处理

针对铺盖接缝等处出现的渗水,先采用化学灌浆进行堵水处理。根据渗水量大小的差异,分别采用骑缝和钻斜孔灌浆两种处理方法。具体工艺如下:

1)切槽:骑缝切4 cm×4 cm(B×H)的V形槽,并用清水对V形槽及两侧混凝土进行冲洗,要求V形槽跨缝准确;钻灌浆斜孔:沿接缝(裂缝)两侧5～8cm,向接缝(裂缝)方向钻斜孔,斜孔与混凝土底板约呈45°角,孔间距10～20 cm,要求斜孔穿透接缝(裂缝)。

2)埋管封缝:用快干水泥埋设灌浆管、封缝,保证灌浆时不漏浆。

3)灌浆:待封缝材料达到一定强度后再进行化学灌浆,灌浆材料为LW水溶性聚氨酯材料,根据进浆量调节灌浆压力,灌浆压力控制在0.3～0.5 MPa,从低端向高端进行,待邻孔出浆时,关闭并结扎管路,移至邻孔继续灌浆一直到整个缝面都灌满浆液为止,持续10 min不进浆即可结束灌浆。

4)表面修复处理:待LW浆液完全固化后,凿除灌浆管与封缝材料,清理基面,表面设置SR防渗止水体系。

4.2 SR防渗止水体系安装

溢流坝(包括坝体、冲砂闸)与上游铺盖接缝部位表面防水结构采用安装SR防渗盖片,同时在盖片下方充填15 cm高的SR塑性止水材料(铺盖底板接缝部位SR止水材料填充高度为8 cm),满足表面防水要求的同时,可在接缝变形时利用SR止水材料充填接缝内部,封闭渗水通道。图1为铺盖底板接缝处理剖面图,图2为铺盖与坝体接缝处理剖面图。

设置SR防渗止水体系的具体工艺如下:

1)清理基面:在抽水形成旱地施工条件后,高压水冲洗混凝土,直至露出新鲜混凝土基面。

2)凿槽:沿接缝一侧凿V形槽,规格约为4 cm×4cm(B×H)。

3)基面处理:对接缝两侧各30 cm范围内的混凝土进行打磨,要求露出干燥平整的基面,打磨后仍然潮湿的基面,用汽油喷灯进行烘干。

4)涂刷底胶:在干燥的混凝土基面,沿V形槽和接缝两侧混凝土部位,涂刷宽约50 cm的SR防渗底胶,要求涂刷均匀、不漏刷。

5)嵌SR止水材料:待底胶干燥后,在V形槽底部嵌Φ12 mm橡胶止水棒,上方再嵌入SR止水材料,要求在混凝土表面形成高15 cm的SR鼓包,与底板和坝面混凝土平顺连接,其中底板接缝SR止水材料填筑高度为8 cm。

6)粘贴SR盖片:在SR止水材料表面粘贴宽50cm的SR盖片,要求SR盖片与SR材料粘结密实,无空鼓。

7)封边:待盖片施工完成后,用铝合金压条固定SR盖片两侧,压条施工过程中用不锈钢膨胀螺栓固定,膨胀螺栓间隔约25 cm,然后在盖片两侧涂刷HK-961环氧封边剂。

4.3 止浆体设置

为防止渗漏水通过其他伸缩缝绕渗到SR表面止水下方,在竖向缝面处设置止浆体。止浆体施工方法同斜孔化灌处理方案,灌浆深度为25 cm左右,要求50 cm范围内缝面充满浆液,与下部铜止水可靠连接。

4.4 处理效果

为检查渗漏治理情况,采用钻孔压水的方式查看防渗效果。每100 m布设一个压水孔,共布设50个,压水结果均满足设计要求。从电站运行情况来看,该电站自2008年9月首台机组发电后,已投入运行近5年,铺盖原处理过的部位均未出现渗漏,说明处理效果达到了预期的目的。

5 结语

西藏雪卡电站地处高海拔高寒冷地区,本次工程的成功实施,表明化学灌浆加嵌填SR防渗止水体系的施工工艺对解决高寒高海拔地区水电站建筑物接缝渗漏问题是行之有效的,其经验对以后类似工程处理具有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]黄国兴,陈改新.水工混凝土建筑物修补技术及应用[M].北京:中国水利水电出版社,2002.

高寒高海拔隧道施工机械配套技术 篇8

关键词：高海拔,缺氧,低温,隧道施工,机械配套

1 工程概况

长拉山隧道出口段长1 080 m,起讫里程为K82+110～K83+190,位于青海省西南部的玉树藏族自治州杂多县境内,所在区域属于青南高原。隧道最大埋深为220 m,净宽10 m,净高5 m,设计行车速度为60 km/h,隧区最大冻土深度为2.98 m,洞口海拔高度为4 489 m,是目前世界上海拔最高的公路隧道。项目区深处内陆高原腹地,海拔高,属典型的高原大陆性半干旱气候类型,只有冷暖两季之别,冷季长达8个月～9个月,暖季只有3个月～4个月,极端最低气温-26.7 ℃。

2 高原低温缺氧环境对施工机械的影响

2.1 海拔高程对汽车动力的影响

借鉴青海省公路建设有关课题的成果,当海拔高度每升高1 000 m时,汽车动力损失约11%,隧道洞口地面高程为4 502.6 m,设备的动力损失约为52%,见图1。

2.2 低温对机械设备的影响

温度过低使设备的润滑油性能变差,发动机等燃烧不正常,易冻裂,蓄电设备易冻坏等,会导致设备负荷过高,甚至不能使用;同时,温度过低,设备启动困难,造成使用率低,施工效率低。

2.3 缺氧对机械设备的影响

由于大气密度和含氧量随着海拔高度的增高而降低,长拉山隧道地处长拉山山脚处,三面环山,海拔高度4 489 m,冬季氧气含量为平原的40%～50%,氧分压只有10.92 kPa(海平面上空气中的氧分压为21 kPa),造成内燃机械吸入空气(氧气量)减少,改变了空燃比,导致气缸内有效压力降低,发动机功率下降。柴油机带增压装置下降40%,非增压装置下降52%;而采取改良后的机械设备(高原型施工设备)各项性能指标(如动力性、经济性、热平衡性能、排放性能、低温启动性能等)均有较大的改观(见图2)。

3 高原施工机械设备配备要求及配套原则

3.1 高原施工机械设备要求

随着海拔的升高,大气压力、空气密度和含氧量随之减少,气温也随之下降。因此,高原施工机械需要风冷增压型发动机和多级滤清或湿式空气滤清器,配置更有效的低温启动装置,使用低温油料和防冻冷却液,并提高液力、液压系统的流动性和散热性;在使用高原型施工设备过程中,仍需采取发动机预热和保温、强化放电能力、加大进气量、增加发动机保养次数、改善启动时间、增加清洗次数等措施。

3.2 施工机械设备配套原则

在高原、低温、缺氧的条件下,隧道施工机械设备配套原则为:

1)多选风动、电动设备,少选内燃设备;2)选用大型设备,少选小型设备;3)选用增压设备,少用非增压设备;4)多用新设备,少用旧设备;5)选用进口、合资、国内组装的先进设备,不用故障率高的落后设备。

4 施工机械设备配套技术

针对低温、缺氧的高原特殊环境对机械设备的影响,长拉山隧道施工机械配套经过多方案的比较,配置适应低温、高海拔隧道施工开挖、锚喷支护、二次衬砌和施工保障四条机械化作业线;长拉山隧道出口段为单洞单口掘进,各循环作业线配备备用设备或配备双套设备进行施工。

4.1 开挖作业线机械配置

开挖钻孔过程中尽量减少单孔作业时间、控制使用钻孔用水,减少钻孔施工及钻孔液对冻土围岩温度场的扰动,防止施工废水对基底冻土的热融;出碴工序在开挖作业循环中,占用时间较长,提高出碴能力就意味着提高整体施工能力。

1)钻孔机械。

钻孔是施工爆破的关键环节,在整个施工循环中占用时间较长,根据高原低温环境特点,且隧道开挖断面较小,经过研讨比较后,隧道钻孔选用15套YT-28型凿岩机,耗风量3.5 m3/min,高原区耗风量5 m3/min,同时备用5套凿岩机。

2)装碴机械。

配备2台侧卸式装载机和2台挖掘机进行装碴、排险,1台装载机进行掌子面装碴,2 h～4 h可完成,1台装载机备用或吊运拱架、水泵等;挖掘机主要为挖装仰拱和中心沟爆破碴,其中1台备用。

3)运碴机械。

因隧道内滴渗水较多,采用25 t自卸车进行运碴,经计算每台自卸车可装运17 m3洞碴,每循环进尺按2 m计,共爆破洞碴天然方180 m3,堆积方180×1.4=252 m3,需运输15车,装车运输往返时间为45 min(平均运距较长1.5 km),5台车运输时间为135 min,考虑各种因素影响,则5台车3 h可运碴完成,其中1台备用。

4)弃碴场机械。

距隧道口1 km处设置弃碴场,配置1台ZLC40B侧卸式装载机进行平整,平碴时间在每次出碴完成后集中进行,需时1.5 h～2.5 h。

4.2 锚喷支护作业线机械配置

1)混凝土喷射机械:

隧道内设2台PZ-5(5 m3/h)干喷机从两侧边墙同时喷射混凝土,输料管长30 m～40 m,2台实际喷射方量8 m3/h,每循环混凝土量为25 m3左右,可在3 h～4 h喷射完成;喷射混凝土拌和为JS500强制拌和机进行拌和,农用运输车(5 m3)2辆运至洞内。

2)注浆机械:

配备注浆泵和压浆泵2套对超前导管和中空锚杆进行注浆。

3)拱架机械:

利用开挖台架(6 m)作为工作平台,人工拼装,台架用Ⅰ18a工字钢自制加工。

4.3 混凝土衬砌作业线机械配置

1)混凝土拌和机械。

自动计量拌合站设在距洞口400 m处,由混凝土拌合站距隧道洞内最长距离为1 400 m,混凝土搅拌运输车行驶速度为10 km/h,则混凝土运输时间最长为10 min以内,满足混凝土初凝时间要求;二衬台车长10.5 m,混凝土每模为119 m3,2台JS750拌和机25 min可拌和混凝土10 m3,则5 h可完成每模混凝土数量的拌和,能够满足施工需要,及时保证混凝土供应。

2)衬砌台车。

在长拉山隧道施工中,根据隧道平曲线半径,订做了10.5 m长轨行式液压台车,台车面板厚1.0 cm,龙门架为箱式钢板组装而成,行驶为电动自行方式。

3)混凝土运输设备。

已拌和混凝土采用混凝土搅拌运输车(12 m3)3辆运至洞内,能够满足施工需要。

4)混凝土灌注设备。

选用1台HTB60型混凝土输送泵进行混凝土水平和竖直提升,通过台车两侧的滑槽将混凝土灌入到衬砌台车内,另一台输送泵作为备用,防止设备发生意外混凝土出现冷缝。

4.4 施工保障机械设备配置

1)动力设备:

发电机组和空压机是隧道施工的必备设备。空压机:依据掌子面掘进凿岩机的数量和开挖方法,Ⅲ级围岩全断面开挖钻爆凿岩机需11台,每台用风量(考虑高原影响和距离风损失)为5 m3,则最大用风量为55 m3,需3台20 m3/min空压机同时工作,考虑备用品,隧道口共配置4台20 m3/min螺杆式空压机,螺杆式空压机结构简单,易损件少,能在大的压力差或压力比的工况下工作,排气温度低,对制冷剂中含有大量的润滑油不敏感,有良好的输气量调节特性,适合高海拔、缺氧地区隧道使用。发电机组:拌合站与隧道用电进行分离,单独配置1台发电机,隧道场地和洞内交叉施工用电总功率为640 kW,同时考虑发电机组全天工作,存在输出功率下降(按下降30%计),则需发电功率为914 kW,隧道口配备了2台沃尔沃HX500GF (550 kW)发电机组,同时备用1台沃尔沃HX400GF(400 kW),沃尔沃发电机组低温启动性能好,在高原缺氧的环境中功率损失小,工作可靠性高。

2)通风设备:

海拔高度4 500 m的隧道内空气稀薄,氧气含量比洞外更低,需不断往洞内输送新鲜空气,以保证氧分量,确保施工人员的身心健康。洞口配置1台SDF(A)型轴流通风机,供风量为750 m3/min～1 200 m3/min,保证了洞内排烟通风和空气的质量,同时,洞口设置保温棚,通过洞内火炉和热水箱保证洞内温度。

3)其他配属设备:

配置了两套制氧设备,配备医务室,保证高原反应人员能够得到及时救治;建成了强大的保暖、供暖系统(保温棚、水暖锅炉、地炕等),保障冬季施工和工人的日常生活。

5 高原低温隧道施工机械设备保养措施

易损易耗配件储备齐全,增加设备的保养次数、及时进行维修是保证设备正常运转的基础,高原、低温环境对维修和保养带来诸多困难,为此要采取有效措施进行弥补:

1)超前预测,备足配件。对特种润滑油、防冻液、燃油、三滤、斗齿、油缸油封、高压油管、加压设备等易损易耗件,根据消耗量及更换周期提前预测需用量,做好计划,储备充足。

2)采用按时保养、及时修理的三级保养制度。依据设备使用说明书,结合低温、缺氧的高原施工特点,督促和监督司机按制度、及时进行检查维修和保养,预防设备经常性故障的发生。

3)重视动力设备的维修和配置。a.配置备用设备,一旦发生故障,及时更换;b.成立专业的设备维修工班,及时保养检查,降低设备故障的发生率。

6 结语

在高海拔、高寒、缺氧的施工特殊环境条件下,通过对长拉山隧道工程施工及一系列的分析研究,对施工机械设备的选型和配套使用、维修、保养技术进行了初步的探讨,总结了一定的经验,为高原、缺氧地区隧道施工提供了一定的借鉴经验;同时,通过对设备的选型、配套、维修、保养,提高了高原地区设备的利用率,降低了机械设备的故障率,减少了劳动力的使用数量和强度,取得了较好的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]吴焕通.隧道施工及组织管理指南[M].北京:人民交通出版社,2008.

[2]戴强民.公路施工机械[M].北京:人民交通出版社,2007.

高海拔高寒地区 篇9

作为目前国内公路海拔最高的隧道, 该隧道施工中存在着软弱围岩大变形、突水涌水、围岩失稳等风险, 属高风险隧道。当地施工气候环境恶劣、高寒缺氧、空气稀薄, 冬季空气氧含量为内地的40% , 四季飘雪, 冬季施工期长达9 个月。项目所在地物资和机械匮乏, 后勤保障困难, 机电设备功率下降约50% 。施工人员经常出现严重高原反应, 施工非常困难。特别是长拉山隧道K80 +970 ~ K81 + 052 复杂地质段, 此段隧道处于高海拔、冻融地区、软弱岩层破碎集聚区, 断裂带明显, 破碎带宽度较大, 岩石岩溶、节理较为发育。从现场地貌来分析, 隧道轴线位于沟谷的边侧, 为四道山脊的汇集处, 容易聚集地表水和地下水后形成良好的储水带。2012 年7 月20 日, 隧道K80 + 970 ~ K81 + 052 段正位因季节消融, 冰雪融水, 地表水和构造裂隙水下渗, 该段隧道在施工过程中发生了涌 ( 突) 水。实测该段日均涌水量11 520 m3/ d, 突涌涌水量17 000 m3/ d, 远大于隧道设计最大涌水量 ( 雨季) 1 434 m3/ d, 对隧道施工造成较大影响。

该段隧道发生涌 ( 突) 水后, 施工单位先后邀请了多位隧道专家亲自到现场指导施工。通过现场实地查看和设计图研判, 根据地勘资料推测和专家论证, 专家一致认为: 长拉山隧道隧址区地处三江源地区, 地表水补给丰富, 加之隧道围岩处于中风化灰岩与中风化板岩的交接地带, 属于典型的汇水地质构造类型, 对隧道该段涌 ( 突) 水处理: 本着“以堵为主、堵排结合、稳扎稳打、确保安全”的处理原则, 采取主要措施如下:

1) 截断地表水补给, 主要是做好地表勘察, 将有可能对洞内涌 ( 突) 水进行补给的地表河流, 在进行疏通的基础上, 在河流底部铺设防水板, 隔绝地表水补给。

2) 洞内掌子面同步引水。洞内施作 ф15 cm超前引水孔, 长度30 m, 将掌子面前方汇水提前引出。在掌子面左侧, 沿隧道前进方向, 与隧道轴线成45°方向, 水平施作ф12 cm引水管, 单根引水管长度10 m, 将水提前从隧道轮廓线外引出, 减少轮廓线以内的涌水量, 引水管每5 m施作一排, 采用 ф160 mm HDPE波纹管引流至横向排水管排入中心管沟排出洞外, 其布设间距可根据实际情况调整。调整K80 + 982 ~ K81 + 022 段ф160 mm HDPE横向排水波纹管设置, 设置间距调整为3 m一道, 保障排水顺畅, 杜绝二次衬砌背后积水。

3) 对初期支护进行加固等处理措施。因涌水量较大, 为防止初期支护背后水压过大水流冲刷喷混凝土支护, 对支护的稳定性造成较大影响导致初支变形, 为保障安全, 需对已完支护进行加固处理后继续开挖。在洞身两侧布设 ф12 cm引水钢花管, 使初支背后不积水, 保证支护稳定。

4) 对隧道围岩破碎、洞内沉降、型钢变形较大等技术问题, 采取综合措施解决。加强涌水段支护参数, 将Ⅳ级深埋支护格栅拱架调整为Ⅰ20a工字钢, 系统锚杆调整为3. 0 m长 ф42 mm注浆钢花管锚杆, 按照100 cm × 100 cm梅花形布设, 安装完成后, 及时注浆, 对周边围岩进行封闭堵水, 其他支护参数不变, 保证支护的稳定。

5) 加强超前支护, 采用单排 ф42 mm注浆钢花管进行预加固, 钢花管长度3. 5 m, 每2 m施作1 排, 一方面保证围岩稳定, 另一方面对掌子面渗漏水提前封堵, 以便于开挖支护施工。每榀拱架增设4 根3. 5 m长 ф42 mm注浆钢花管锁脚锚杆, 减少拱架水平变形。

6) 对K80 + 982 ~ K81 + 022 涌水严重地段, 进行注浆封堵。注浆采用1∶ 1 水泥—水玻璃双浆液注浆。施工中严格控制注浆质量, 严格控制开挖循环进尺, 做好隧道监控量测作业, 杜绝安全事故发生。

经验与教训。在此段复杂地质段隧道施工过程中, 施工投入了大量生产资源, 特别是隧道K81+022~K81+052段围岩整体性极差, 属灰岩与板岩交接地段, 岩体多为中风化灰岩, 局部夹杂砂岩、板岩, 夹泥现象极为严重, 岩体破碎, 岩层走向变化频繁。虽然隧道施工严格按照施工方案进行, 及时调整支护参数, 严格控制开挖循环进尺, 但施工时局部坍塌掉块现象较为严重, 再有涌水冲刷作用, 给隧道施工带来了极大困难。特别是支护喷射混凝土过程中, 作业环境极为恶劣, 温度较低。洞身开挖面到处出水, 水流对喷混凝土料有冲刷, 喷混凝土料还未凝结就发生掉落, 使喷射混凝土支护时间大大延长, 喷射混凝土损失浪费也极为严重。隧道仰拱、中心管沟施工, 因出水量极大, 开挖坑槽成型后内部积满水, 仅靠抽水机直接抽水不能满足施工要求, 需在仰拱施工段落前面进行封堵, 并设置多个集水坑, 提前引排水, 方可达到施工排水要求。K80+970~K81+052整个复杂地质段, 施工时间长达6个多月, 隧道施工进度缓慢。但经过专家指导, 施工人员和技术人员共同努力, 克服了多种困难, 最终使该隧道复杂地质段施工顺利完成。

通过该隧道施工表明, 隧道施工前必须认真做好超前地质预报。综合应用地质雷达、远红外线探水等物化预报方法, 从不同方面发现异常、揭示异常。最直观、最准确的预报方式超前水平钻孔应在隧道全长采用。综合组成地质超前预报完整的技术体系, 并坚持将超前地质预报合理纳入工序进行组织管理。高海拔高寒隧道施工因施工环境恶劣, 施工困难因素较多, 必须有可靠的超前地质预报资料, 依据地质情况, 针对涌水、断裂带、围岩破碎等因素, 提前制定措施和应急方案, 必要时提前施作, 才能保证隧道施工安全、质量和进度。

摘要：结合青海长拉山隧道地处高海拔高寒的实际情况, 对隧道复杂地质段涌水封堵施工方法进行了介绍, 归纳总结了其施工要点, 从而保证了隧道施工安全、进度和质量, 为今后类似工程施工提供了参考借鉴。

高海拔高寒地区 篇10

一、栽培品种（菌株）

（一）低温型品种

SFV-9，SFV-44，菇体浅黄色，菌柄壮，不易开伞，适宜袋栽。

（二）中温型

V9，细密型，耐高温，子实体白色，不易开伞，产量高，菇柄较软。金针1号，菇柄较粗，淡黄色，不易开伞，产量高，出菇不够整齐。

二、菌种质量

接种时栽培种的菌龄不宜过长，菌丝发至底部后7～10d使用为宜。菌丝洁白，密集，尖端整齐，无或有气生菌丝，无或有少量粉孢子。

三、装料和接种

（一）培养料及其配方

1．棉籽壳83%、麸皮或米糠15%、碳酸钙1%、糖1%（或硫酸镁、磷酸二氢钾、维生素B1和B2混合物1%）。

2．棉籽壳63%、麸皮10%、木屑10%、玉米粉5%、糖1%、碳酸钙1%。

3．棉籽壳30%、啤酒糟30%、麸皮15%、木屑15.7%、玉米粉4%、黄豆粉2.5%、碳酸钙1.5%、糖1%、尿素0.3%。

（二）原材料准备

以生产1万袋金针菇为例，需棉籽壳（新货）4200kg，麸皮800kg，糖50kg，碳酸钙50kg，石灰40kg，筒膜55kg，地膜10kg，线或皮筋1kg，柴1500kg，菌种300瓶，中型灭菌灶1座，接种箱2只，接种室1间，甲醛2kg，高锰酸钾1kg，酒精2kg，新洁尔灭菌液1kg，菇房40m2，毛竹1000kg，铅丝5kg。

（三）塑料培养袋的制作与接种

1．堆制与拌料

提前24h将石膏粉棉籽壳拌匀，加水至底部无溢为止，堆成小圆堆，外盖膜。将糖、尿素等先溶化，再用麸皮、木屑、棉籽壳等拌匀，加足水量，调节pH值。

2．装料

袋栽，将低压聚乙稀（常压灭菌）或聚丙稀（高压灭菌）筒膜（折径18cm）截成38cm长，下端封口，上端剩余15cm，每袋装干料0.5kg左右，压实，紧贴料面扎口，折倒剩余部分筒袋。瓶（水果罐头瓶）栽，每瓶装干料0.15kg左右，压实，用低压聚乙稀（常压灭菌）或聚丙稀膜封口。

3．灭菌

料袋（瓶）在灭菌锅内分层竖放，旺火加温，常压灭菌的，100℃保持8h，或保持6h，闷4h，降温至85℃时开锅门；高压灭菌的，125℃、1.5kg/cm2保持2h。也可参照平菇土蒸锅灭菌方法。

4．接种

料温降至30℃左右时在无菌或无菌箱内接种，每瓶菌种扩接30袋或80瓶左右。

四、发菌

（一）菇棚的建造

在日光温室内，搭遮荫棚，扣黑膜拱棚。黑膜以高压聚乙稀为原料，另加5%碳黑制成。

（二）菌袋排列

黑膜小拱棚内设一床架，菌袋呈畦状排列。10月上、中旬接种的单层平放，10月下旬至11月上旬接种的多层叠放，菌丝铺满料面后改成单层平放。

（三）管理

创造适宜条件，以促进菌丝健壮旺发。培养料的温度最好保持在23℃左右，不能低于18℃。室内保持适当干燥，空气相对湿度以60%左右为宜，光线要暗，不定期的适度通风，每天开门窗通气（不能进光）1～2次，每次半小时，当菌丝伸入料内5cm左右时，解开袋口扎紧的线绳，以促进气体交换，满足菌丝对氧气的需要。

五、出菇管理

（一）开袋（瓶）

当菌丝发至料层4/5深度、菌块表面开始出现琥珀状水球或类似鱼子一般子实体原基时，是开袋口的最适期，打开袋（瓶）口将菌袋拉直成圆筒状排放。

（二）催蕾

菇房通气遮光，增加湿度，控温12～15℃，瓶口先盖一层湿纸，再铺一层地膜，如在床架上出菇，袋（瓶）底部另铺一层地膜，直至出菇结束。

（三）诱导菇柄伸长

现蕾时，理直袋口，菇蕾大量形成时，瓶口外另套高出瓶口18cm的薄膜筒，诱导菇柄向上伸长。

（四）合理喷水

金针菇在生长阶段不宜直接喷水，但要求室内的空气相对湿度达到85%以上。主要采取地面浇大水，墙壁、床喷水等措施提高湿度，以每天早晨观察到覆盖在袋口的薄膜里面有水珠为宜。遇到气温偏高，在夜间掀开薄膜通风，防止子实体因高温缺氧而死亡。

（五）转潮管理

瓶栽金针菇，头潮菇采收后，停水养菌3d，然后灌注营养液到原重。营养液种类有：1%葡萄糖水，0.3%磷酸二氢钾液，0.2%尿素液，0.2%硫酸镁液，10kg水淘1kg米的淘米水等。袋栽金针菇，第二潮菇进行调头出菇，即第一潮菇采收后，折倒袋口，剪破原袋底，调头竖放，待子实体长至1.5cm高时将袋筒拉高18cm左右，诱导菇柄伸长。第三、四潮菇，管理亦要停水养菌和灌注营养液，温、湿、气、光管理同头潮。

（六）卫生管理

每隔10d左右在菇房四周和空间喷施杀虫、杀菌剂，地面泼浇1%漂白粉液或石灰水。防止营养液滴漏地面。水质务必干净卫生，严禁用污水调制营养液。

（七）注意事项

1．开袋（瓶）时间不宜过早，以免开袋后引起杂菌污染。感染杂菌的栽培袋（瓶），应在开袋前予以清除，防止扩大侵染。

2．原基形成期遇低温天气，可适当加温，促使原基正常形成。

3．出菇期温、湿度管理要协调，气温超12℃时，空气相对湿度要降到85%以下，并要经常揭膜通气；气温低于12℃时，空气相对湿度保持在95%～98%为宜。

4．喷水时，防止水珠直接接触菇体，以免菇体变褐，降低质量。

5．子实体生长期间，同袋（瓶）菇中发现特长、特粗的个体，应及时拔除，促进群体生长。

6．菌丝未发至底部或杂菌感染的袋栽金针菇不宜调头出菇。

六、采收

当金针菇的子实体菌盖长至袋口、菌柄长度在10cm以上、菇盖三分开伞（菇盖边缘已离菇柄）时，应及时采收。采收时要紧挖基部，轻轻把菇整丛拔起，用小刀清除茎部菌料和小菇。采收后鲜菇应放置于阴暗地方，防止受阳光照射，引起变色、弯曲。如属鲜销，整理后，即装入塑料薄膜袋内，每袋0.25或0.5kg，封口抽气密封，低温保藏以供应市场。若菌盖平展或菌柄的1/2以上变褐色时再采收，菇的商品价值低，且严重影响下一潮菇的生长，产量也明显下降。

从10月上中旬接种至翌年3月下旬4月上旬四潮菇采收结束，瓶栽的约需177d，袋栽的约需187d；如果在11月上中旬接种生产至翌年3月中下旬三潮菇采收结束，瓶栽的约需148d，袋栽的约需160d。

高海拔地区大葱种植技术 篇11

一、种植区域及土地选择

海拔1 600~1 900m, 过高不利于大葱生长, 过低会影响产量;选择土层深厚、肥沃的沙土或沙壤土, 排灌方便的地块。

二、育苗

1. 时间

根据前季作物收获期和预计大葱的上市时间来决定, 春季在5月初、夏季8月中旬播种, 秋季在9月中旬播种。

2. 苗床

选择平坦、肥沃、靠近水源、排灌方便的地块。整畦前将育苗地浅耕细耙, 使土壤上松下实。亩施复合肥50kg做基肥, 同时亩施用肤喃丹2.5kg、多菌灵粉剂0.5kg杀灭地下害虫和病菌。畦长20~25m, 畦宽1m, 畦埂30cm, 畦面踩实搂平。

3. 播种

从畦内取出盖土后, 畦内灌足水, 水渗完后, 将种子与沙土拌匀, 均匀撒2~3遍, 均匀盖土1.5~2cm。用种量1.3kg/亩, 可移栽3~5亩大田。

4. 苗期管理

(1) 苗期春播8~12天出苗、夏播7天后出苗, 秋播做好保湿、增温工作。子叶未伸直前控制浇水, 以免土壤板结降低出苗率, 子叶伸直时浇第一次水。苗长至5cm以上后, 根据实际情况可适时用尿素提苗;在移栽前15天停止浇水, 进行蹲苗, 以利健壮生长。

(2) 肥水加强肥水管理, 分期适施尿素、复合肥等, 少则2次, 多则3次, 每次10~15kg, 并结合喷药施复合微肥2~3次;及时用药, 防止菌类疾病, 特别注意防治葱蛆、葱蓟马和潜叶蝇。

三、移栽定植

1. 选地

选择地势高、排灌方便、土壤肥沃的地块, 亩施农家肥5 000kg、磷肥100kg、尿素10kg、钾肥15kg做底肥, 翻耕晒土, 消灭病源、杂草, 按沟距80cm, 沟深、宽各25cm左右开沟。

2. 适时早栽

春栽一般在5月上旬至6月中旬移栽, 起苗前二天浇水一次。起苗要深刨根, 或成把提扯, 将土抖落, 平放, 淘汰伤残、病虫苗, 按苗的大小、高矮、粗细分级, 选用壮苗。随起苗、随分级、随移栽, 移栽株距以2~3cm为宜。

3. 定植方法

(1) 沟栽开沟后按株距3cm排列在沟壁一侧, 葱叶平靠沟壁, 随后培土, 深以不埋叶心为宜。栽后踩实, 及时浇一遍水。

(2) 厢栽厢面宽100cm, 沟宽80cm, 行距15cm, 株距3cm, 开小沟栽植。

四、定植后管理

田间管理是以促根、壮棵和培土软化, 加强肥水管理为主, 为葱白的形成创造适宜的环境条件, 提高产量和品质。在定植后要加强对农户的培训指导, 挖掘产量质量潜力;早培土、多次培土, 科学施肥, 力挣使葱白长。

1. 浇水

定植后, 应控制浇水, 雨后排水防涝, 防止烂根、黄叶和死苗;同时加强中耕, 促进根系生长。灌水应掌握轻浇、早晚浇水的原则。大葱进入旺盛生长期, 灌水应掌握勤浇、重浇的原则, 每隔4~6天浇一次水。大葱基本长成, 需水量减少, 要保持土壤湿润。收获前5~7天停止浇水, 利于收获运输。

2. 追肥

大葱在施足基肥的基础上还要分期追肥。每亩施腐熟农家肥1500~2 000kg、过磷酸钙20~25kg, 促进叶部生长。结合培土进行除草, 每次亩施复合肥15~20kg。

3. 培土培土是软化叶鞘、防止倒伏、提高葱白产量和品质的重要措施。

从栽植后到收获前, 一般培土3~4次, 前两次结合中耕, 除草。大葱每次培土高度为4~5cm, 将土培到最上叶片的出叶口, 不可埋没心叶, 防止叶片腐烂。

五、病虫害防治

1. 物理防治增施有机肥, 适时追肥, 增强抗病力;拔除病、虫株、人工除虫、诱杀除虫。

2. 化学防治

(1) 葱褐斑病可用50%多菌灵可湿性粉剂800倍液或70%甲基托布津可湿性粉剂1 000倍液, 加75%百菌清可湿性粉剂800倍液喷雾。一般情况, 每7~10天1次, 连喷2~3次。

(2) 黄矮病选用40%氧化乐果1000倍液喷雾。

(3) 大葱炭疽病采用70%甲基托布津1 000倍液喷施。

(4) 葱蝇成虫产卵期喷布40%乐果乳油600倍液或20%杀灭菌酯乳油2 000倍液杀灭成虫。

(5) 葱斑潜蝇80%敌敌畏2 000倍液喷洒, 幼虫危害期可喷洒25%喹硫磷乳油1 000倍液或20%速杀丁1 500倍液, 均能起到较好防治效果。发生量大时, 一般每7天用药1次。但在大葱收获前15天停用, 以防农药残留超过允许标准。

(6) 蓟马发生期每5~7天喷施40%乐果乳油600倍液1次, 连喷2~3次。