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关键词:管道接口膨胀水泥石膏刚性接口
在管道刚性接口材料中,膨胀水泥是一种最常用的接口材料,操作简单,应用广泛,但在使用过程中也存在一些问题,本文试图从理论和实践两方面对这种接口材料作一介绍和分析。
1膨胀水泥接口的优越性管道膨胀水泥接口主要是指水泥、石膏粉、氯化钙按一定比例混合加水后拌合配制而成的接口填料(本文所涉及的膨胀水泥接口均指这种接口)。和石棉水泥接口相比,膨胀水泥接口的施工大大减轻了操作人员的劳动强度,这种接口在操作中只需捣实、抹平,无需反复捻打。由于接口材料中添加了速凝剂氯化钙,使接口强度增长很快,抹口后几小时即可通水。在一定条件下可以在抢修断管时采用,替代价格昂贵和对水质有污染的铅接口。
20世纪70年代,中铁一局集团给排水工程总公司曾与兰州铁道学院协作对这种接口做了一系列试验,这里简述如下。
1.1冲击试验
将一组DN150膨胀水泥接口的管道试件(长5m,膨胀水泥接口6个)平行铁路轨道置于正线与到发线中间,让其承受火车行驶时的侧压及动荷载。试件放置后,用手压泵加压至1MPa,检查接口的严密性;而后覆土回填(覆土深度为管顶以上0.2m)。经过16d,90次列车行驶的考验后,再次试压1MPa,保持10min,压力未见降低,接口无洇水及渗漏现象。
将另一组DN150长10m膨胀水泥接口的管道试件铺设在沟槽中,试压检验接口泵压1MPa,无渗漏现象后,管顶以上回填虚土0.5m厚,然后用H7-120型内燃夯(夯重120kg,夯起高度30~40cm,夯足直径250mm),反复夯打6遍,虚土夯实后土层厚度减为0.34m。之后,管段再次加压至1MPa,保持10min,压力未见降低,接口无洇水及渗漏现象。
1.2对比试验
用铅、石棉水泥及膨胀水泥3种接口材料作接口,分别制作3组试验管段,强度达到规定值后,将三组试件放置在距地面0.5m高的砖支墩上,试压检查各接口完好后,同时抽去中间各支墩,利用管身自重(包括管内水重)下沉,测其下沉量。下沉完毕后,继续加压,观察各试验管道接口渗漏情况及减压情况。此时,铅接口已完全破坏,而石棉水泥接口及膨胀水泥接口均无明显变形。紧接着,在石棉水泥接口试件中部加载385kg,在膨胀水泥接口试件中部加载372kg,继续观察下沉量,3min后卸载,再进行观察。做完以上试验后,将已破坏的铅接口试件恢复,又分别将3组试件推落至地面(距地高度0.5m),并进行试压及接口检查。此时铅接口又一次破坏,其它两组试件基本正常。紧接着又由10人以脚为动力将石棉水泥接口和膨胀水泥接口以及铅接口试件向前滚动10m又折回5m后试压,膨胀水泥接口和石棉水泥接口情况均良好,而铅接口没有经得住考验,首先出现了裂缝。
以上试验数据充分说明,膨胀水泥接口完全可以替代石棉水泥接口。膨胀水泥接口甚至可以替代价格昂贵且对环境有污染的铅接口
中铁一局集团给排水工程总公司从20世纪70年代以来,在铸铁管自应力水泥管给水及排水管道刚性接头中大量使用膨胀水泥接头,其中青藏铁路(克哈段)、梅七铁路、西候铁路、京秦铁路及兰新铁路复线给排水工程的管道铺设中采用膨胀水泥接口累计距离近百公里,安全使用至今。
2问题的提出
一些施工单位反映,膨胀水泥接口相对于石棉水泥接口而言,的确减轻了操作者的劳动强度,但是接口硬化以后,也有可能将管口胀裂。
国内一些施工单位的确也发生过这种事故。例如某铁路车站铺设10余kmDN600铸铁管道,采用膨胀水泥接口。施工后接口普遍胀裂漏水,由于修复比较难,建设单位采用其他接口,重新铺设了一条管道。还有一些单位反映,膨胀水泥接口产生的膨胀破坏有时还可能在管道交付使用后1~2年产生。
再这样下去,蒂安完全可能会沦为街头的乞丐,她发誓要在钱花光之前找到一条出路。4月25日那天,蒂安落魄地行走在威斯敏斯特大教堂外,看到人们都在抢占马路边的位置。蒂安好奇地向周围人打听后,才知道威廉王子将在4月29日大婚这件事情。那些市民在威斯敏斯特大教堂外抢位置,是为了占一个观看婚礼的最佳视角。
人们纷纷拥向这里,抢到位置的人都不愿意离开,否则自己的位置就会被别人抢走,他们纷纷席地而坐。看着这情形,蒂安忍不住想,他们在这里要待上好几天,风餐露宿真的很辛苦,如果向他们兜售帐篷会怎么样呢?
蒂安似乎感觉到了某种商机,但此刻她的口袋里只剩下300英镑了,不能太草率地做任何风险投资。于是便随意地问一对占着位置的老夫妇:“如果有人向你们兜售帐篷,你们会接受吗?”那对老夫妇相互看了一眼,兴奋地说:“如果是这样,我不仅会接受,而且会很感激!”
有了这个答案,蒂安放心了。她连忙带着那仅有的300英镑来到一个帐篷制造商那里,她用最便宜的价格从制造商那里以每个30英镑买来了10个帐篷,然后她很快回到威斯敏斯特大教堂,她甚至还没有开始兜售,就以每个70英镑的价格被人抢购一空。
蒂安兴奋极了,300英镑转眼变成了700英镑。她立刻返回到制造商那里,虽然他们不知道蒂安究竟把帐篷卖到了哪儿,但见她卖得如此快,就决定给予更大的帮助。他们给蒂安配了一辆小货车,考虑到她的本钱不够,还给了她先供货后收钱的优惠。就这样,蒂安驾着制造商供应的车子拉着帐篷来到威斯敏斯特大教堂以及白金汉宫到威斯敏斯特大教堂的路上。她的帐篷对于这些站在太阳下干巴巴苦熬傻等的市民来说,无疑是一个“雪中送炭”的稀缺品,车上的300个帐篷很快被销售一空。短短半天时间,蒂安就来回跑了三趟,卖出了1000个帐篷!教堂外面,大路两边,到处都是五颜六色的帐篷,更是增浓了王子婚礼喜庆气氛。
在天色将黑的时候,甚至还有一百来个“位置”没能抢购到帐篷,蒂安连晚饭也顾不上吃,连夜赶回制造商那里取来帐篷满足了最后一百来个“位置”的需求。他们可以在里面安心睡觉,而不用担心观看王子婚礼的最佳位置被人抢走了!
关键词:流动性膨胀;宏观经济困境;人民币国际化;虚拟经济
中图分类号:F822 文献标识码:A 文章编号:1003-7217(2008)04-0014-06
目前中国宏观经济面临两个难题:一是国内流动性膨胀,各类资产价格以及居民消费价格指数(CPI)持续走高;二是国际上人民币汇率的升值压力越来越大。国内当前宏观政策目标主要是调节国内CPI,防止经济过热,对人民币升值压力则缺乏有效措施。笔者认为境内流动性膨胀和境外人民币升值压力的持续都根源于当前美元本位的国际货币体系安排和全球经济的失衡,所以,解决国内的宏观经济困境须从国际货币体系和世界经济格局的大局出发,才能找到正确有效的解决办法。
一、国际流动性膨胀和国内流动性膨胀的根源与机制
由于中国的强制结汇措施,外汇储备变动能够有效影响央行基础货币的变动,是影响国内货币供给的重要渠道。表1反映了我国中央银行通过外汇占款渠道投放的基础货币逐年增加,如果不是对冲票据的影响,从2006年底我国的基础货币完全是由外汇占款引起的。基础货币的被动大幅度投放,再经过货币乘数的放大,导致了我国货币供应量的快速增加(见表1中货币供应量M2及其增速)。
考虑到庞大的外汇占款是由中国持续的双顺差累计导致,追溯到国内持续的双顺差必然涉及到中国的经济增长模式以及目前全球经济的失衡0和美元本位的国际货币体系。在此重点探讨在美元本位的国际货币体系下全球流动性膨胀的机制。认识流动性膨胀的机制至关重要,它不但可以显示出流动性膨胀的真实规模,还可以帮助人们认识当代世界经济运行的新规则。国内由外汇占款引致的流动性膨胀只是标,而美元本位国际货币体系和全球经济失衡导致的国际流动性膨胀才是本。全球流动性膨胀完全是美元本位货币体系引起的,欧元的崛起加剧了全球流动性膨胀。
1973年,当尼克松总统宣布美元停止兑换黄金之后,世界经济开始了一个新的时代。当时的人们并没有意识到它可能在三十多年后引起的严重后果。黄金的非货币化虽然保住了美元的霸主地位,世界货币体系的基础却发生了根本性的变化。在布雷顿森林体系中,美元承诺兑换黄金。各国商人将持有的美元兑换成本国货币,集中在官方的外汇机构或央行手中,然后由官方外汇机构向美国联邦储备兑换黄金。这个时期,美元的支柱就是它的黄金储备。美元外流意味着美国的黄金储备外流,黄金储备就构成了美国对外提供美元的约束力量。当美元不再承诺兑换黄金之后,各国央行持有的美元储备便不能在美国兑换黄金,而只能购买美国财政部发行的债券和其他金融资产。债券和其他金融资产替代黄金成了支撑美元国际货币的支柱,美元不再需要黄金储备作支撑,只要有足够的债券、股票以及其他金融资产,就足可以替代黄金以应付来自境外美元回流的压力。境外美元的支柱从黄金储备改为债券和其他金融资产之后,境外美元的支柱虚拟化了,美元流往境外也就不再有约束。失去了约束,美元流往境外的速度加快,规模也越来越大。美国经常项目逆差从1982年的55亿美元,迅速扩大,到2006年已经达到8115多亿美元,24年间增长了大约148倍,任何国家的GDP和实际资产都不会有这样的增长速度。
美国经常项目逆差基本上表现为用美元支付进口的货款减去经常项目收入后的净支出余额,再考虑到美国的外汇储备基本没有变化,故美国经常项目逆差基本上可以看作是美元现金的外流。因此,当中国出口1000亿美元的商品到美国的时候,商品流入美国,相应也会有1000亿美元流入中国。如果中国顺差1000亿美元而且全部结汇,按汇率1美元兑换7元人民币计算,国内将会增加7000亿人民币。一般情况下,央行会为对冲流动性而发行央行票据,假定为4000亿人民币,于是中国就多了4000亿人民币的央行票据和3000亿人民币的现金。美元兑换成人民币之后,美元现汇便会流到外汇储备局。当外汇管理局购买美元债券的时候,美元现汇流回美国,替代现汇的是外汇储备局手中持有的国债和联邦机构债券等等。于是中国的流动性价值就获得了双重存在。在上述的例子中,一是1000亿美元的外汇资产,二是按当时汇率增加的同价值量的人民币现金和央行票据(即3000亿元人民币现金和4000亿元人民币央行票据)。至此,1单位的境外美元已经创造出了2美元的广义流动性。
表2列出了世界官方外汇总储备的膨胀情况,官方外汇总储备已经从1999年的1.78万亿美元上升到了2007年12月末的6.4万亿美元,翻了近两番,正是占世界官方外汇储备90%的美元、欧元国际本位货币的高速增长导致了世界性的流动性膨胀。但流动性膨胀整个过程到此还没有结束。中国外汇管理局购买了美国债券之后,会导致同量美元流回美国,美国央行和政府也会采取对冲的方法,减少回流美元对实体经济的冲击,但是流动性不会减少,美国最终也只能靠增大国内虚拟经济的规模来占用大量回流的美元现金。最终流回美国的美元一部分会聚集到各类基金机构和银行中作为投资和贷款再次前往亚洲、拉美和美国境外的其他地方,另一部分会聚集到政府和美国居民手中通过消费全球产品和服务再次流出美国,全球流动性膨胀将继续进行。
通过美元流动机制可以看出:第一,在美元为本位的国际货币体系下,美国每一美元经常项目的逆差,将导致世界扩张大致2~3倍的流动性,这其中还不包括银行乘数扩大的货币量。这造成了国际性的流动性膨胀,直接导致了贸易顺差国(比如中国)通货的增加,增加了顺差国资产价格和物价水平的上涨,传统意义上的需求拉动型通胀已经转型。第二,在现代黄金非货币化条件下,虚拟化的货币没有自动的退出机制,发行票据等短期金融资产的方法来对冲流动性,本质上是创造出流动性较弱的虚拟资产来代替流动性最强的货币,这会使得广义虚拟资产进一步膨胀,因为票据和债券等虚拟资产不会凭空蒸发和消失,“流动性替代”不能解决根本性的问题。第三,在国内资本市场没有开放条件下,当外汇占款引致的流动性膨胀后,除非有相反的情况(国际收支逆差),人民币流动性膨胀是不可以避免的。
二、当前中国应对宏观经济困境措施的分析
由于我国流动性膨胀的根源在以美元为本位的国际货币体系,所以,目前从战略上来看在封闭我国资本市场,使其与外部隔开的思路下来解决流动性膨胀只能是短期策略,不能长久。目前国内应对宏观经济困境有如下政策:
1、采用“堵”的策略。海关、外汇监管局、银监会
联手控制热钱进入中国,企图从源头上减少流动性膨胀。由于人民币的升值预期和国内资产价格膨胀,加上最近国际本位货币美元汇率的不断下跌,全球膨胀的流动性越来越多地涌向中国。在此情况下,国内采取“堵”的策略控制投机性热钱进入的方向是对的,但是考虑到我国顺差主要是由经常项目顺差产生,根源于我国依据劳动力成本比较优势建立的加工制造业,与我国经济增长模式紧密相关,所以“堵”的策略只能少量减少我国顺差额度,并不能从根源上减少我国顺差的总规模。而且在人民币升值和国内资产价格上涨的双重利润刺激下,国际热钱会通过更加隐秘的方式进入国内。监控国际游资一直是一个很复杂的课题,目前除了健全监控网络还没有更好的办法。
2、采用“藏汇于民”和鼓励持有美元的企业和机构投资于境外国际市场的策略。在国内对于非官方持有的外汇来说,它也不过两种结果,一是通过金融机构贷款给从事进口或对外投资的企业和商人;二是购买外国的股票和债券等虚拟资产。但目前情况下如果中国资本市场不开放,民间就不会吸收太多的外汇头寸,因为外币不能在国内直接媒介交易,藏汇于民的规模肯定有限。在流动性膨胀的情形下,鼓励和引导境内资金流出的思路是正确的,但是目前政策思路中疏导的不是人民币,而是设法输出美元,这实际上是“推出美元”或“挡住美元流入”的政策,效果也极其有限。因为人民币汇率是由人民币的供求决定,现在设法向外输出的是美元,国际市场上投资者并没有看到人民币及人民币资产,不能缓解升值压力。
3、采用信贷紧缩的方式控制流动性。当前中国的流动性膨胀与1987~1989年和1995~1996年流动性膨胀是有重大区别的。以前中国的流动性膨胀是由于固定资产投资规模过大、政府主导的投资行为过热所致,这种流动性膨胀往往是伴随着央行通过再贷款进行货币投放和商业银行创造的货币存量上升带来的,中央银行的货币紧缩政策往往很有效,只要控制好财政和信贷规模就一定能够使得经济过热减缓甚至进入紧缩,遏制流动性;但是外汇占款导致的流动性膨胀则不同,因为其根源不是在国内而是在国际。计划调控信贷的政策在短期内会产生紧缩作用,但持续使用效用递减。而且传统的信贷紧缩调控是以整个经济受到压抑为代价。我国目前正处在产业结构升级时期,汽车、装备制造业、造船、太阳能、新兴材料等高端制造业正在迅速成长,它们是自主产权大幅度增加的希望。因此,如果不是从根源上消除流动性膨胀,而是从抑制国内信贷来解决问题,不但不会对人民币升值压力有任何帮助,还可能对新兴产业的初期形成金融压抑,延缓中国产业结构升级的进程。
综上,目前国内所有的政策实际上都是延续“堵住流动性”、“推出美元”或“挡住美元流入”的思路,都属于被动的减少或计划控制流动性的政策,对人民币升值压力根本不起作用。在这种思路下人民币境内贬值压力和境外升值压力持续加大的情况不会根本上得到改变,内外不协调的情况会越来越严重,所以,必须考虑长期和根本性的解决途径。
三、中国宏观经济困境的根本解决措施
目前情况下必须打开人民币流往境外的出口,增加人民币的国际供给,积极推进人民币的国际化,这样才是正确“疏导”的政策。这是因为:第一,只有向外输出人民币和人民币资产才可以减轻国内流动性不断膨胀的压力;第二,只有增加国际金融市场的人民币供给,才能大幅度缓解人民币汇率升值的压力;第三,只有这样才有可能通过资本项目的逆差来对冲中国经常项目的顺差,使得中国制造业和经济增长在不受太大冲击的前提下解决目前国内宏观经济面临的困境;第四,如果增加人民币对外供给量,人民币成为储备货币,世界货币体系也将因此增加一个更有实体经济作基础的硬通货,国际货币体系也将更加和谐和稳定。
(一)日本和德国的历史经验
目前中国双顺差导致外汇储备的急剧增加引致的流动性膨胀,与20世纪七八十年代日本和德国面临的情况类似。由于日本和德国两国政策选择的不同(日本采取的是“推挡”政策,而德国采取的是“疏导”政策),日本走上泡沫经济道路,而德国则平稳增长直到以马克为基础创造出新的国际硬通货“欧元”。这个经验对当前的中国是十分重要的。
日本和德国两者同时从战后崛起,都经历了战后经济的快速发展,经常项目持续顺差,本币都面临巨大的升值压力。但在应对本币升值压力和资本项目自由化的政策上,日本由于害怕完全放开日元资本项目后,日元汇率急剧波动可能引起对外收支恶化和日本经济的动荡,所以对日元国际化持消极态度,直到1980年才完全实施资本账户的自由化;而原西德早在1956年就在贸易顺差和经济增长的基础上实现了贸易自由化和资本账户的自由化。
德国由于较早地实现了资本账户的自由化,其充分利用了20世纪七八十年代经济高速增长的黄金时期,合理运用国外居民对马克的升值预期(表3数据显示马克兑美元汇率从1972年的3.22上升至1.79),同时西德将累计的外汇储备当作平准基金,主要目标是调节马克的汇率,从表3可以看出马克平稳升值,没有较大波动。这段时间德国采取“疏导”的政策,通过资本账户持续逆差向外输出马克,其通过资本账户持续逆差累计向外输出了近681亿美元的马克。德国通过有效向外输出马克通货,首先是有效地缓解了国内的通胀压力,1970~1980年德国CPI年均增长5%(较日本9%的增长率温和得多);同时,由于马克在国际货币市场上的供给大幅度增加,大大降低了马克升值压力,且用缓慢升值的马克购买外国资产会避免用正在贬值美元购买的损失。更重要的是,这个政策使得马克迅速成为国际储备货币,大规模向外输出马克通货后,马克成为了重要性仅次于美元的三大国际货币之一,其占世界外汇储备比重从1970年的2.1%上升至1980年的10.2%。
而在20世纪七八十年代经济黄金发展时期,日本采取的是“堵”和“推挡”政策,没有充分利用境外居民对日元合理的升值预期,对资本账户的控制限制了日元对境外的供给,错失了向境外输出日元积累日元储备的最佳时期。在1972~1980年,日本资本账户累计的逆差约为30亿美元(见表3),这意味着其对外输出日元的上限就是30亿美元,这么小的数量自然不会形成大规模的日元国际储备“堵”和“推挡”的政策使得当时日元在国际上的供应量偏少,没有压制住日元升值的趋势,而日元升值后严重打击日本的出口,导致日本国内实体经济衰退;同时日本国内资金充斥的状况因日元流出日本的数量不够而没有得到缓解,其物价水平和资产价格持续上涨,形成泡沫经济。
今天中国与日本、德国走到了同样的历史关口,两国应对本币升值压力和推进货币国际化的历史经验告诉我们,必须抓住中国经济增长和人民币汇率具有较强升值预期的这一段黄金时期,顺势开放中
国的资本账户,在政府和货币当局主导下积极推进人民币的向外流出,否则,中国经济有可能和日本一样,在本币不断升值压力的逼迫下,国内不断累积流动性,而又没有及时向外输出本币,最终导致国内经济进入泡沫化,承担泡沫经济破灭的苦果。积极推进人民币的国际化进程,增加人民币通货和人民币资产的向外输出量,将有效改变国内流动性不断膨胀的局面,缓解人民币升值压力。更重要的是改变中国经济总量世界第四,而人民币国际使用量为零的不对称情况。
(二)美元危机的发展和人民币国际化的历史性机遇
目前中国经济状况与全球经济格局密切相关,而美国对世界经济状况具有重大影响。近24年来,美国通过经常项目逆差将美元输往世界各地,然后通过资本项目输出美元债券等虚拟资产回收流出美国的美元通货,最终世界各国机构持有美元债券等储备资产。黄金非货币化之后,任何信用货币都缺乏长期的退出机制,大量美元(现在还有欧元)进入经济领域之后,短期可以靠各种对冲办法减少流动性,中期可以靠流往国外减少国内膨胀的流动性(仅对国际化程度相当高的货币),但从长期来讲,如果实体经济不够强大,长期累计起来的流动性的唯一解决途径就是贬值。截至2006年底,非美国居民持有美元金融资产的存量已经达到16.3万亿美元,而2006年美国GDP不过13.2万亿美元。美国通过债务经济不断消费世界各地的产品和资源,而各国得到的仅仅是美元和美元资产储备。“世界上没有免费午餐”如果还是正确的话,美国就一定会为此付出代价,美元危机因此不可避免。
这种危机一方面来自美元和美元资产的大量充斥,另一方面是美元实际购买力的大幅度下降。美元的购买力最终是用其在美国能够买到的商品和劳务来决定的,用单位货币能买到多少吨小麦、汽车以及技术等等实际财富的数量来决定的。货币的购买力是不能用能买到多少张股票、债券等虚拟资产来决定的,因为货币的价值只能用非价值的单位来衡量(物量指标),也就是不能用价值指标(债券类虚拟资产)来为货币定价。战后,美国GDP从占世界总量的50%下降到现在的近25%(当然这仍然是一个不小的比例)。但是美国制造业GDP占其总量GDP的比例却从战后50年代的25%下降到现在的12%左右,而其地产、金融等服务占比却从50年代的10%左右上升到现在的21%。显然,支撑美元最终购买力的美国实体经济正在不断被削弱。现在正常条件下,美国境外大量美元储备的对应物不仅仅是美国的实体经济和虚拟经济,而且也是各国在国际间提供的商品和劳务以及美国提供的大量国际性虚拟资产。但是如果有一天,某种投机活动引起的某种事件突然使得人们对美元丧失信心,就会形成抛售美元金融资产的狂潮,这时美元的购买力就必须用美国自己的实体经济来衡量和支撑。美元的根本风险就在这里。
黄金非货币化后,美元的信用已经不再是建立在美国的实体经济之上,而是建立在其虚拟经济之上,特别是国际投资基金对美元及美元虚拟资产的售心上,一旦投资者对美元及美元虚拟资产发生信任危机,就可能引发全面危机。目前全球官方外汇管理机构控制的财富基金大约为1.9万亿美元。如果在金融动荡、汇率波动加大的时候,这些政府投资建立的基金为了自保就一定要参与投机活动。因为许多国家和地区官方持有的外汇储备数额巨大,它们是用本国资源(如石油和天然气)和劳动者血汗换来的,一般都要进行保值性的操作。越是金融危机,官方就越是难于替货币大国背负损失。当美元金融资产持续下跌的时候,这些金融机构都必然会为“自保”而参与投机,一定会抛售弱势货币美元及其资产,其会成为远远大于对冲基金的超级金融大鳄,加剧国际货币体系的动荡性。
目前正在发生的美国次贷危机就是美元危机的一个导火索,它会将美元金融资产的危机引向更大规模。次贷危机的根本原因是流动性膨胀而不是流动性的短缺,因为按照信贷资金放出的顺序,风险小、收益最安全稳定的最优先获得贷款,依次是信用级别逐渐降低,风险不断增高,当次级贷款市场发展起来的时候,恰好表明美国的流动性膨胀已经到了最低收入阶层都可以获得大量贷款的地步,显然,美国次级信贷市场的发展已经是流动性充分膨胀的最终结果。现在美联储除去注入美元流动性之外没有任何其他办法可想,而从根源上来讲次贷危机不是美元流动性过少,而是人们不再信任美元资产,并对美元未来逐步丧失信心所致。美国人靠自己根本不可能度过这次危机。可以预见,美元的全面危机即将爆发。
一旦美元危机深入发展,美国自身将不会有任何办法来支撑对美元的信任。美国没有足够的实体经济和外汇储备,更没有足够的黄金来支持美元汇率。唯一的支撑就是各种金融资产,现在,之所以这些资产尚有吸引力,是因为它们中有一部分与高增长的地区经济以及高增长的行业有关。但是当美元资产持续下跌,美元汇率持续下跌的时候,这些资产是挡不住这个巨大的风潮的。唯一的办法是寻求欧洲、亚洲实体经济强大的国家用本国货币购买美元,购买美元资产以便支撑美元汇率。这件事发生不过是时间问题,到时经过谈判,一定会有国家出来支持美元。因为美元完全崩溃将导致全世界减少8000亿美元的需求,而中国这样的劳动密集型国家每100亿美元的就业人数大大高于发达国家,损失外部需求,中国经济也会进入衰退,而中国目前是承受不了经济增长下降以及就业率的下滑。在此情况下,美国和中国都面临巨大的困境,也面临巨大的历史机遇,中美可以谈判和合作一起来解决问题,中国将美元外汇储备作为支撑人民币国际化和保持人民币汇率稳定的力量,适当输出人民币及人民币资产来支撑美元资产及美元汇率,这将缓解目前美国面临的最大危险,同时这也将保持中国制造业的平稳增长和缓解国内高涨的流动性,取得双赢。
自然,欧盟、日本也可以用大量本国货币购进美元支撑美元汇率,但是目前来看,欧洲内部由于政治上的不统一,且由于其经济已经过了高速增长期,考虑到其在国际本位货币的份额,其发展的空间已经有限;而日本由于经济复苏乏力,且日元在国际市场的疲软(升值潜力有限),我们暂时对日元也不必考虑太多。在美元危机中受害最大的将是美国和中国,所以,中国和美国本着互惠的原则是最有可能一起合作的,其相互合作将对国际货币体系的稳定和世界经济的持续稳定发展起到关键性的作用。
(三)放开资本项目向外输出人民币可能引发的冲击以及解决的基本原则和措施
目前完全放开资本项目向外输出人民币,可能引来的最大问题是:大量的国际投机资金涌入国内,导致中国的资产价格和物价水平CPI进一步提升,通胀进一步加剧。
对于投机热钱冲击问题,必须在深刻认识虚拟经济功能的基础上来考虑应对,从战略的高度认识虚拟资产国际化交易平台的建设与调控的重要性。虚拟经济的国际化交易平台将是防范外部热钱冲击
的一个重要屏障。在当代经济虚拟化的条件下,虚拟经济的重要功能之一就是其为流动性储备池,大量货币会滞留在虚拟经济系统中运行。而货币数量在虚拟经济与实体经济之间的分配,调节着资产价格和实体经济的物价水平。虚拟经济规模越大,股市、债市、外汇市场、房地产市场、大宗商品期货市场以及收藏业市场等就会滞留越多的资金。当流动性与虚拟经济一同膨胀的时候,就不会构成对实体经济的冲击,美国1997~2005年物价水平一直很低,而广义流动性却空前膨胀,除去其货币美元有国际出口外,其虚拟经济的发达是一个重要原因。所以,如果虚拟资产的国际化交易平台具有足够的规模和深度,大量投机资金就会进入平台,这个交易平台就会成为挡在外部冲击与本国实体经济(及人民生活)之间的缓冲器。
即使虚拟资产国际化交易平台的广度和深度足够,国内很多学者仍然认为放开资本项目后,投机热钱大量涌入然后撤资可能会引发中国金融危机。全世界各个国家都有过金融危机,唯独中国没有经历过。从金融危机爆发的机制来看,西方金融危机中最明显的表象是银行和金融机构倒闭,而倒闭的直接原因是呆坏账大幅度增加。从中国经济的发展历程来看,中国经济的长期高增长与呆坏账是并行的,中国并未发生过金融危机。因此,客观总结和认识处理呆坏账与经济发展之间的关系很有必要。在西方,呆坏账是通过金融危机,通过失业、经济紧缩和衰退的巨大代价才得以消除,恢复正常经济生活的。而中国则不是,中国剥离呆坏账,单独处理。在没有引起危机的情况下,消除了呆坏账,避免了危机。虽然存在“应该谁买单”等道德风险的争论,但是整个政策对预防和缓解金融危机的有效性是有目共睹的。现在美国和其他国家应对次级贷款危机时都在不同程度上采取了同样的措施。中国的经验虽然可以看作是计划经济调控的自然延伸,但是十分有效。这里想说明的是,在资本项目放开可能导致金融危机的问题上,中国实践经验累积的处理呆坏账方法实际上是最后一道防线,保持最后化解金融危机的最后屏障。
(四)搭建金融风险试验区作为资本项目完全开放的过渡措施――实现人民币和人民币虚拟资产的向外输出
推进人民币和人民币资产的向外供给是解决国内宏观经济困境的最优方案,但是放开资本项目推进人民币国际化,国内仍有很大争议。因此,在目前情况下,可以采取局部放开一尽快成立一个金融风险局部试验区(类似于经济特区的金融特区)来向外输出人民币和人民币虚拟资产,作为资本项目完全自由放开之前缓解宏观经济困境的过渡措施。
Analysis of mechanical behavior of tunnel supporting under swelling rock stratum
C. Xu
(China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd. Xian710043)
Abstract: The safety of tunnel supporting structure is influenced by swelling ratio, swelling force and distribution range. Under the background of Xining tunnel construction of Lanzhou-Xinjiang second track, an estimate and suggestion of tunnel lining safety are done based on the water physical properties analysis and the engineering characteristics of swelling rock. It can serve as a reference for similar engineering construction.
Keywords: swelling rock,tunnel supporting,mechanical behavior
中图分类号:U451文献标识码:A文章编号:
作者通讯方式:西安市雁塔区西影路2号
作者简介: 徐冲(1984-),男,工程师,主要从事地下工程、岩土工程方面的研究.。
1. 引言
众所周知,膨胀岩是否会表现出其膨胀性受很多因素的制约,包括岩体的初始含水量、干密度、岩石结构等,甚至与相应工程的施工因素也密切相关,如膨胀岩在没有受到扰动时,其膨胀性是极其微弱的。本文根据岩盐(石膏岩)室内水理及力学试验,测定该类岩体膨胀率及膨胀力规模,依据《铁路工程特殊岩土勘察规程》(TB 10038-2001)确定西宁隧道围岩—盐岩(石膏岩)的膨胀性等级[1]。为保证隧道施工与结构的长期安全与稳定,采用荷载-结构模型法对西宁隧道典型的膨胀性围岩地段隧道结构分别在不考虑和考虑膨胀力的两种不同情况进行结构力学特性分析,以此评价衬砌结构的安全性与稳定性。
2. 项目简介
2.1 工程概况
西宁隧道位于青海省西宁市,西宁车站出站端,隧道总长5743m。隧道地质状况极其复杂,其中Ⅵ级围岩1310m,Ⅴ级围岩2740m、Ⅳ级围岩1650m。西宁隧道进口段1368m浅埋段位于西宁市区,洞身拱部基本位于黄土地层,边墙及仰拱位于细砂、卵砾石土或石膏岩、泥岩中,埋深约12~25m,下穿兰西高速公路、小北川河及多处民用建筑物,施工难度极大。
2.2 设计概况[2]
表 1 V级加强围岩初期支护参数表
图 1 膨胀岩地段V级加强双线复合式衬砌
岩盐(石膏岩)地段往往伴随易溶性、膨胀性、腐蚀性三大工程特性。膨胀性作用直接影响隧道结构的耐久性、安全。针对西宁隧道岩盐(石膏岩)强发育地段,采用V级加强双线隧道复合式衬砌结构,结构设计参数见表1。
3. 衬砌结构安全评价
3.1 围岩压力计算
根据《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)可知,计算深埋隧道衬砌时,围岩压力按松散压力考虑,其垂直及水平匀布压力的作用标准可按下列规定确定[3]。
(1)垂直匀布压力可按式(1)计算确定。
(1)
(2)
式中ω—宽度影响系数,
B—坑道宽度(m);
i—B每增减1m时的围岩压力增减率:;
q—围岩垂直匀布压力(kPa);
—围岩重度(kN/m3);
h—围岩压力计算高度(m);
s—围岩级别。
对于膨胀岩地段V级加强型双线隧道复合式衬砌,取γ=20kN/m3,s取5,取i=0.1,根据图1坑道宽度在考虑施工预留变形量和施工误差基础上取B=15.26m,则垂直匀布压力为q=20×(0.45×2(5-1))×(1+0.1×(15.26-5))=291.74kPa。针对膨胀性,检算时分两种工况,工况一:不考虑围岩的膨胀性,围岩压力取上述按照规范计算的结果。V级加强型的侧压力系数取0.5。工况二:考虑围岩的膨胀性,围岩压力在规范计算的结果(即工况一)基础上,加上膨胀力489kPa。
计算衬砌内力时,取初衬承担围岩压力的70%,二衬承担围岩压力的50%。具体如表2所示。
表 2 隧道衬砌计算荷载汇总
3.2 衬砌结构计算
在衬砌检算时,要对衬砌进行节点划分,将衬砌划分为40个单元,如图2所示。衬砌内力离散为有限杆单元采用弹性链杆法FORTRAN编程计算。
图 2 有限单元离散示意图
以下针对考虑膨胀力和不考虑膨胀力两种情况,对V级加强型衬砌结构断面进行计算复核,对比分析不同工况下结构工作性态,确定膨胀力对结构安全的影响程度。
弹性链杆法FORTRAN程序中初衬及二衬内力计算数据如表3所示。
表 3 V级加强型衬砌下初支及二衬计算参数
注:括号内数据表示工况二条件下取值
3.3 计算结果分析
图 3-a工况一初衬轴力图(kN)图 3-b工况一初衬轴力图(kN)
图 4-a工况二初衬弯矩图(kN)图 4-b工况二初衬弯矩图(kN)
上图3~4分别为初支结构的轴力和弯矩分布情况,其中,a图表示工况一不考虑膨胀力,b图表示考虑膨胀力。显而易见,工况一和工况二条件下衬砌的受力规律相同,这是因为本计算考虑为全断面施加膨胀压力的原因,并未分区块、分量级施加膨胀压力,与实际情况稍有区别;此外,从计算数据可知,工况二下衬砌明显负载较大,关键部位受力大小突出。在不调整衬砌参数的条件下会降低衬砌安全系数。限于篇幅,二衬受力情况与初支类似,不再累述。
依据《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)第11部分按照破损阶段法和容许应力法检算的相关规定,根据隧道衬砌结构所受不同的荷载组合,进行强度安全系数计算,其单元系数分布如下图5所示。
由图5可见,在考虑膨胀力条件下,无论是初支还是二衬,支护结构整体安全系数下降,初支平均安全系数由3.25变为1.28,二衬安全系数由9.15变为3.77。其中,断面拱脚单元28~31和37~40的安全系数在考虑膨胀力作用下已经不能满足规范要求,结构偏于不安全。
图 5-a 不同工况下初支安全系数分布图
图 5-b 不同工况下二衬安全系数分布图
综上所述,V级加强型衬砌在不考虑围岩的膨胀力作用时,基本上满足规范要求。当考虑围岩的膨胀力作用时,从整体上讲,衬砌结构不满足规范要求,其中初衬结构相对于二衬结构安全性更低,就结构部位而言,仰拱部分属于结构的最薄弱环节,在有膨胀力作用时要考虑加强。
考虑到西宁隧道及附近类似的盐岩(石膏岩)地段隧道大部分处于干燥状态,不具备产生膨胀力的条件,因此所设计的隧道结构在不考虑围岩膨胀力的条件下是基本可以满足工程需要的。但考虑到膨胀岩产生膨胀的必要条件——水之外,其膨胀性能还与施工扰动,尤其是施工造成的膨胀岩含水量的变化有很重要的关系。且施工中水会向隧道下部积聚,因此坑道底鼓是可能的主要变形特点与施工病害,故在膨胀岩地段开挖后应尽早进行坑道底部处理以及加强仰拱支护。
4. 结论
本文针对岩盐(石膏岩)地区隧道工程衬砌安全控制问题,从工程应用及指导施工角度出发,基于膨胀力实验、数值仿真技术,对该区隧道支护的主要设计原则及参数做出对比分析,得要以下有益结论:
(1)岩盐区隧道结构设计必须充分考虑膨胀岩膨胀率水平,膨胀力发育部位等关键参数影响,有必要结合数值技术进行相应断面参数优化;
(2)膨胀力作用条件下,隧道衬砌整体安全性降低,局部部位如仰拱、拱脚均为高风险部位,可通过加大仰拱刚度、改善拱脚仰拱曲率过渡及矢跨比等措施,提高衬砌整体安全性;
(3)岩盐(石膏岩)不但具有膨胀性,同时受其化学组分的影响,对衬砌结构具有腐蚀性,隧道衬砌设计中亦考虑因侵腐产生的结构弱化作用。
参考文献
[1] 《铁路工程特殊岩土勘察规程》(TB 10038-2001)[S]背景:中国铁道出版社。2001.
关键词:烟机膨胀节 疲劳断裂 铰链开焊
概况
我厂广泛应用的催化裂化装置中的波纹管膨胀节是影响催化裂化装置提升管反应器、烟机、高温取热炉等安全连续生产的关键部位。由于系统温度高(可达600-1100摄氏度)且常有变化,此次为催化装置烟机入口膨胀节在正常工况工作时膨胀节铰链板加强板焊口处开裂,下面对焊口开裂原因进行简要分析:
一、基本参数
烟机入口管线共设置五个膨胀节,靠近烟机部分的两个膨胀节为单式万向铰链式膨胀节,另外三个膨胀节为单式铰链型膨胀节,通径为DN1300、长度为1300mm、波节数为4、所使用的材料为0cr19ni9奥氏体不锈钢,其主要成分为镍为主的镍铬合金钢,在温度为1000℃以下可以保证强度基本不变。正常烟机入口的操作工况为压力0.13-0.3MP,温度为600~660℃。安装位置如下:
二、原因分析
烟机入口膨胀节为铰链型膨胀节,为承受烟机入口的角位移,2012年五月份检修后投入使用,于2013年3月铰链加强板焊口开裂,可能造成断裂的原因有:
1.作用在膨胀节铰链加强板上的拉应力过大。
2.材料本身缺陷,使用的钢板材质不达标,焊缝存在缺陷。
3.热应力过大,导致在膨胀节铰链板焊缝处存在应力集中。
4.焊口质量问题,焊缝存在焊接缺陷,气孔夹渣等,导致焊缝强度不足。
膨胀节拉杆处焊口断裂图如下:
从断口形式分析得出,膨胀节铰链板加强板焊口处角焊缝焊接强度不足造成,为了防止再次发生开焊的事故,新膨胀节对加强板的结构进行了重新设计,如图所示:
新结构改变了铰链板的受力状态,保证了足够的抗拉强度。
另外,新膨胀节出厂前的焊接及现场安装满足以下要求:
4.1焊接前的清理 焊接前必须将接头部位及临近区域(一般以15mm为限)的油脂,锈蚀等易污染焊缝接头的杂物清理干净。经等离子切割直边段的波纹管在环缝装焊前应进行打磨,以去除割口边缘氧化结渣,去除接管法兰甚至波纹管工件上的吸附浮尘是非常有益的,焊接过程中,工件上的浮尘会因震动而落到已清理的接头部位。
4.2装配与加紧 当焊接对接接头两个装配在一起的边缘时,这两个边必须紧密装在一起而没有间隙。良好的加紧作用可以保证在焊接前和焊接过程中接头的装配合适减少应力
4.3下表为典型的波纹管焊接规范
综上所述,此次造成烟机入口膨胀节铰链加强板焊口开裂的原因为焊缝强度不足,结构不合理。