曲轴加工

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曲轴加工范文第1篇

关键词：无芯磨床；主轴径磨削；加工棱圆；机械产品质量；通磨法 文献标识码：A

中图分类号：TG581 文章编号：1009-2374（2016）02-0026-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.02.012

无芯磨床是一种较为特殊的磨床，它不需要采用工件的轴心也可以进行磨削。无芯磨床由三个部分组成，分别是磨削砂轮、调整轮和工作支架。无芯的磨削最常用的办法是纵磨的方法，又叫贯穿法或者叫通磨法。因这种方法的生产效率相比有芯磨床有非常大的提高，加工的精度更高，更加容易实现强力磨削和磨削过程自动化等优点而被广泛应用。三个部分都起着不同的作用，磨削砂轮的工作是磨削；调整轮起着控制工件旋转的作用，并且使工件发生进刀速度；工作支架的作用则是在磨削过程中支撑着工作。这三个部分有着不同的几种配合的方法，但是除了研磨之外，几种方法的工作原理都基本相同。我们现在用的摆动跟踪磨床可以担任曲轴加工的各项磨削的任务。这样就可以在一次加工中主轴劲和连杆的轴劲磨削，也可以将淬火的圆角进行磨削。另外，这种无芯磨床在工艺上还可以与其他的工作相结合。在工作的时候，根据机床类型的组合，借助高速运行的机床也可以对轴颈、凸缘和曲轴进行磨削。

1 无芯磨床的部分组成

磨削过程中的工件的定位由三部分组成，即砂轮、导轮和托板。轴承套圈的中心位置随着工作在转动，在径向的平面内是不固定的。对于无芯磨床轴承圈具有一定的要求，其中包括对材料的选择。

1.1 砂轮的选择

对于材料的选择，磨抗张强度的材料较高时，选用的磨料则要求韧性比较大。在使用磨硬度较低，延伸率较大的材料时，选用较为脆薄的磨料。选用磨硬度较高的材料时，则可以选用硬度高的磨料。在粒度的选择方面，则用粗粒砂轮磨削较为合适，这样生产率较高，但这时的工件比较粗糙。用细粒度砂轮磨削的时候，生产的效率较低，但是这样磨出的工件比较精良。

对于工件尺寸的选择。由切削力和内应力所引起的变化也比较大。磨削的余量也应该取得大一些。在注意工件形状较为复杂或者技术的要求较高的零件也应选择较为大的磨削的余量。在轴承的套圈进行磨削加工的过程中，高精度的套圈磨削余的量也要增加一些。

在硬度上的选择。在磨削软材料时要选择较硬的砂轮。磨削硬材料的时候则要选择软砂轮。端面磨就比圆周磨削的时候，砂轮的硬度要软些。刚性较差的工件，磨硝的余量也就大些。

1.2 侧导板的选择

对于侧导板，侧导板则是定位装置设备当中延长的部分，这样就直接影响到了工件进入和离开磨削区域时导向是否正确。当前后的侧导板工作方向不平行时，将直接影响到工件的圆柱度的大小。

1.3 固定支架型托架

现在较新的固定支座托架结构，左支座用螺钉固定则连接在托架体上。用调整螺钉的方式可以来固定右边的支架。这样的托架刚性比较强，适用于宽砂轮强力磨削。托架体的底部定位和中间4个螺钉固定在工作台上。托架的前后两端分别放在左支座和连接右支架上，其上面分别固定进出砂轮的左的导板和右边的导板。

固定支座型托架主要有以下优点：（1）托架体通过平台和支座连接，刚性较强，托架体用6个螺钉固定且集中在磨削区，设计比较合理，固定牢靠；（2）左边的支座用螺钉固定在托架体上，连接可靠，底面有导向键可调整位置。右支架为销轴连接，通过两个螺钉同时紧固，顶紧点位于右支架宽度中间，受力较合理，定位好；（3）托板较长，压紧均匀牢固，适宜强力磨削。导板较长，右导板加厚，与右支架采用螺钉连接，刚性能够增强。

2 无芯磨床的工作原理

用无芯磨削的方法来磨削工作的旋转表面的磨床，一般情况下指的是外圆磨床。在无芯的外圆磨床上，工件是不必用顶尖定心和支承的。在工作的时候，将工件放在砂轮与导轮之间，这样就由托板和导轮支承。砂轮放在主轴端部，宽度较大，无芯的外圆磨床则装在主轴的中部，砂轮的最大宽度可到900mm。砂轮和导轮同时运行，不过砂轮的运行速度比较快，而导轮的速度比较慢，这样就带动了旋转来估圆周的运行。在磨削的过程中，调整导轮轴线导致的倾斜会实现轴向进给，这种情况适用于圆柱形工件、无中心孔的工作中。在开始使用磨削的时候，可以用导轮或砂轮架的移动来实现径向进给，这样适用于磨削或凸台的工作以及圆锥件等其他形状的工作。无芯的磨床的生产效率比较高，加上各种装料更易于自动化，在生活中获得了大量应用，因为这种方法操作简单，所以可以由技术不太熟练的工人来操作。无芯的磨床的精度有几个等级，一般为：圆度2微米，尺寸精度4微米，高精度无芯磨床可分别达到0.5微米和2微米。这里还有无芯的内圆磨床和无芯的螺纹磨床等。一般情况下，这种磨床的生产方式具有非常高的精度，主要原因是机床不必以非常小的增量来运行，这样就可以有效地控制公差的尺寸。无芯磨削和其他的方法一个非常重要的差别是不受机械的限制。外圆的磨床是将工作夹持在顶尖之中，使工作能够对砂轮进行旋转。相比之下，无芯磨床则没有任何的中心点。这种方法依赖于三个关键的元件之间的相互配合，而这三个元件则是砂轮、调节轮和工件叶板。在无芯磨床工作中，工件的叶板则用于固定工件的外径。工件叶板被安装在砂轮和调节轮之间。为了使工件能够达到削磨的目的，工件叶板上必须安装在一个合适的位置上。最好的方法就是将工件的中心线设置在砂轮和调节轮的中心线上。

3 消除曲轴棱圆的方法

很多原因造成磨床加工的曲轴起棱，所以在施工时要尝试先修整砂轮和导轮，看支板是不是磨损过大，如果是就用平面磨床把支板磨平（45。），不要磨成月牙形，尽量平整，支板过高，导轮速度过快也会使产品出现菱形。这些都不能解决的话就要调整导轮的角度了，还有现在无芯磨床普遍存在的共震问题也是产品出现菱形的原因。

首先调好前面和后面的导板角度，也就是说的导板和导轮的平行，不要角度调扭曲了，调好后就进刀磨削工件，看磨削的状态，再调试磨削区域，磨削区域不应调试很前面，也不应调试在最后面。最好的磨削区域状态是工件离出料区1厘米左右，导轮的倾斜角度的大小只和磨削速度有关，倾斜角度大磨削速度就快，相反就慢（在变不到速的情况下才调导轮倾斜角度，有变速齿轮或是无极变速的情况下就不用）。这种情况可能是导板角度没调试好，磨削区域没调好，导轮的修正角度一般在2。～2.5。这个区间，然后调好导板和磨削的区域。在磨削的过程中需要削止推轴和两个止推面，还包括两个成型的圆角。这种情况下，即使使用窄砂轮来进行强力的冷却，也很难避免出现磨削烧伤。对于这种情况，一种解决方案就是成形磨削。主要含义是：在成形磨削时，产生烧伤的主要原因是热量大量积累，冷却液就无法进入而造成退火烧伤，严重影响发动机的运行稳定性。根据烧伤所形成的原因，我们可以从选择合适的砂轮、选择合理的磨削余量和改善冷却条件三个方面着手。

砂轮修整质量的好坏关系到磨床加工零件质量的好坏，因为CBN涂层造价昂贵，其修整不能按普通砂轮一样进行大切削量的修整，因此大部分先进的CBN磨床都采用超声波监控、微量修整的方式，每次的修整量为0.015mm，可根据需求的零件形状调整砂轮修整的形状，如锥度、凹凸状等。磨削技术之所以发展得很快，是因为它在机械制造中起非常重要的作用。通过以上的介绍，我们也知道了很多有关无芯磨床工作原理和消除曲轴棱圆的方法，这些都是值得借鉴的方法和经验。正是因为这种优点，使得无芯磨床在实际生产中广泛应用，除了我们介绍的内容外，在有关厂家的生产中，精确加工的工序也全部采用了这种方法。一条无芯磨床完整的生产线应用到了机床的60%以上。当然，无芯磨床的技术也不是完美的，还需要进一步提高这种技术。从目前的情况来看，无芯磨床的砂轮、侧导板和托架都有提高的空间。比如在材料方面，在材料符合的条件下，可以进一步降低材料的成本，从而使无芯磨床的技术获得更加广泛的推广。另外，我国的磨床技术还不够先进和完善，无芯磨床的发明也是一个较好的发展阶段。从这个角度来看，磨床削尖的技术还需要进一步提高。

4 结语

当前工业发展前景广阔，但是磨床削尖技术不够完善，不足以应对市场的需求，所以作为工程人员要不断推进技术创新，不断取得技术突破，设计出更加精密的仪器，因为只有那些能够取得高精度和高质量的工作才能符合时代的发展，在竞争激烈的市场环境下免遭淘汰。在曲轴精密外圆磨床中，现代先进的曲轴磨床集合了多种先进的设计与工艺，不但提高了加工精度，而且大幅度提高了磨床的加工效率。本文以无芯磨床的加工方式为例，进行研究探讨，总结了磨床的高效加工

方法。

目前，国际上主流的曲轴外圆高速磨床大多采用带测头自动补偿功能的CBN随动磨床，随着CBN材料刀具的逐步使用以及加工逻辑的优化与提升，曲轴高速磨削不再是梦想，因此多种高速磨削的设计原理及逻辑结构是值得深入学习和研究的。现代优化设计的摆跟踪为曲轴的加工形成了多种解决的方案，我们可以根据加工的方式和要求的产量以及每一种型号的无芯磨床的设计来安装各种各样的平台和砂轮架。通过解析及研究不难发现，新型磨床大胆采用的采样技术及逻辑，让高速切削磨床从众多磨床生产模式中脱颖而出，成为磨床技术的转折点。从夹具、控制逻辑到反馈信号的使用，让整台机床的功能更完整，使运行更精密、更高效。

参考文献

[1] 晏初宏.机械设备修理工艺学[M].北京：机械工业出版社，1999.

[2] 周泽华.金属切削原理[M].上海：上海科学技术出版社，1996.

曲轴加工范文第2篇

关键词：柴油机机体;曲轴孔;直线度补偿

引 言

曲轴孔是柴油机的关键部位，是整个发动机的动力输出部位，其加工精度直接影响曲轴及整个柴油发动机在工作时的运行状况。同时曲轴孔直线度要求非常苛刻，国外专业柴油机制造商设计中速机的曲轴孔直线度必须符合曲轴挠度来运行，因此其直线度的补偿规律就非常困难。目前曲轴孔的加工方法已经成熟，但是对于中速机曲轴孔的直线度补偿，仍然是一个需要研究的难题，本文依据某6缸中速直列柴油机机体的加工，按其直线度要求通过多次试验分析验证曲轴孔直线度补偿结果。

1.曲轴孔直线度补偿分析验证

1.1 样件试切曲轴孔加工工艺

柴油机机体曲轴孔加工一般经过以下几个工序：粗加工曲轴孔-装配轴承盖-精加工曲轴孔-激光检测曲轴孔直线度，在曲轴孔粗加工阶段，粗铣曲轴孔半圆弧面，单边余量1～2mm，机体装配轴承盖后，曲轴孔带轴承盖一起加工精加工，该6缸柴油机机体长度为3800mm，曲轴孔的直线度从第一号位到最后一档位在Z方向需要按0到0.06再回到0的圆弧规律补偿。

加工该中速柴油机的曲轴孔时，加工工艺为从1号曲轴孔到最后一位曲轴孔的加工顺序，由于柴油机体第1号位与第2号位间距过小，我们将加工顺序定为2-8号位，然后翻转机床附件，找正已加工的3号曲轴孔中心，再加工1号位。

通过以上工艺加工出来的曲轴孔，可以得到良好的直线度，因此，我们在此基础上，对每档位的曲轴孔在Z方向进行相应的补偿，来满足曲轴孔直线度曲率。

曲轴孔半精加工按如下值进行程序补偿：1号位：0、2号位：0.03、3号位：0.05、4号位：0.06、5号位：0.05、6号位：0.04、7号位：0.03、8号位：0。加工完成后，对曲轴孔进行激光检测直线度，发现实际测量结果与预期结果偏差很大，直线度呈波浪形的数值分布，测量结果具体如下：

1号位：0.02、2号位：-0.005、3号位：0.02、4号位：0.05、5号位：0.06、6号位：0.05、7号位：0.03、8号位：0。

可以看出，该补偿值的基本趋势与要求一致，但是在2号曲轴孔发生反方向跳动，我们分别从程序和工艺对结果进行分析：

1-8号曲轴孔的程序补偿值在4号达到峰值，但是从测量结果得出，在5号位曲轴孔的中心位置最低，并且1号位的补偿值为0，而实际的值却为0.02，我们可以得出，实际曲轴孔中心直线度曲率并未按照补偿数值的规律而变化。

于是我们将加工工艺作为分析对象，目前的加工方法为2-8号位先加工完，根据已经加工过的3号曲轴孔中心，再反过来加工1好位，这样的加工方法，使得1号曲轴孔与3号曲轴孔的位置一致，正如测量结果曲线图中所示，因此，该工艺影响曲轴孔的加工结果。

1.2 改进加工工艺

为了得到一个从零点持续下降至最低点又开始持续上升的曲线，我们需要更改加工工艺，我们将曲轴的加工顺序改为：先加工1号位，跳过2号位，再按顺序加工其余的3号到8号位，这样就可以保证1号位的补偿值始终为0，而3号位与2号位的值接近，在此工艺基础上，我们对曲轴孔进行精加工试切，得到如下结果：1号位：0、2号位：0.04、3号位：0.04、4号位：0.02、5号位：0.01、6号位：0.01、7号位：0、8号位：0。

这次的测量结果较第一次有所改善，但是仍然不够理想，曲线不够平滑，且2号和3号，5号和6号，7号和8号曲轴孔中心位置相同。

1.3 改进加工程序

为了得到更加理想的结果，将补偿值进一步优化，按照改进后的加工工艺，我们将曲轴孔的精加工余量减小，降低切削力及振动，提高精加工后直线度数据的稳定性。同时对程序补偿值进行修正，保证曲线的最低点在中间档位附近，且在峰值两侧始终有下降和上升的趋势，最终，我们将优化后的补偿值写入程序，通过激光测量得到以下结果：

1号位：0、2号位：0.03、3号位：0.03、4号位：0.035、5号位：0.04、6号位：0.02、7号位：0.01、8号位：0。 我们将三组数据进行对比（见图1）：

图1 曲轴孔直线度激光测量数据

可见，工艺及程序改进后的曲轴孔直线度规律达到了理想结果，无论是直线度偏移量还是变化趋势都符合要求。

2.结论

通过对某中速直列柴油机的曲轴孔进行试验，分析其曲轴孔的直线度变化规律，对加工工艺及程序分别优化改进，最终达到了该中速机曲轴孔直线度补偿要求，得出曲轴孔的直线度与加工顺序、切削量以及程序补偿方法都有关系，为以后研究不同类型的中速机曲轴孔加工直线度补偿规律奠定基础。

参考文献：

[1]罗静，肖铁忠，龚文均，苑春迎. 发动机缸体双金属曲轴孔半精镗及精镗加工工艺[J]. 制造技术与机床. 2013（08） .

曲轴加工范文第3篇

一、曲轴加工技术设备现状

目前，国内较陈旧的曲轴生产线多数由普通机床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备一般采用多刀车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈，工序质量稳定性差，容易产生较大的加工应力，难以达到合理的加工余量。精加工普遍采用MQ8260等普通曲轴磨床进行粗磨、半精磨、精磨、抛光，通常靠人工操作，加工质量不稳，尺寸一致性差。

而当今的汽车发动机曲轴制造业面临的却是以下几个问题：1.多品种、小批量生产；2.交货期大大缩短；3.降低生产成本；4.难切削材料的出现使加工难度明显增加，加工中提出了许多需要解决的课题，如硬切削；5.为保护环境，要求少用或不用切削液，即实现干式切削或准干式切削。

正是基于以上情况，进入21世纪以来，高速、高精、高效的复合加工技术及装备在汽车曲轴制造业中得到了迅速的应用，生产效率得到了很大提高，因此发动机曲轴生产线中生产设备数量得以减少。笔者曾在某一轿车发动机曲轴生产线看到，全线设备（包括热处理、表面强化）只有13台设备左右，产品周转线短、加工效率高、易于质量控制管理。

二、曲轴复合加工技术的发展

20世纪80年代后期，德国BOEHRINGER公司和HELLER公司开发出了完善的曲轴车-车拉机床，该加工工艺是将曲轴车削工艺与曲轴车拉工艺完美结合，生产效率高、加工精度好、柔性强、自动化程度高、换刀时间短，特别适合有沉割槽曲轴的加工，加工后曲轴可直接进行精磨，省去粗磨工序。因此，曲轴车-车拉加工工艺是目前国际上曲轴粗加工中流行的加工工艺之一。

20世纪90年代中期出现的新型CNC高速曲轴外铣机床使曲轴粗加工工艺又上了一个新台阶。CNC曲轴内铣与CNC高速曲轴外铣对比，内铣存在以下缺点：不容易对刀、切削速度较低（通常不大于160m/min）、非切削时间较长、机床投资较多、工序循环时间较长。而CNC高速曲轴外铣具有以下优点：切削速度高（可高达350m/min）、切削时间较短、工序循环时间较短、切削力较小、工件温升较低、刀具寿命高、换刀次数少，加工精度更高、柔性更好。因此，CNC高速曲轴外铣将是曲轴粗加工的发展方向。

笔者在江苏南亚自动车有限公司菲亚特轿车曲轴生产线见到德国BOEHRINGER公司两台设备，其中1台为数孔曲轴车-车拉机床，另外1台为CNC高速曲轴外铣，亲身体验了一次“削铁如泥”的感觉。据专家介绍，曲轴车-车拉机床特别适合于轴颈有沉割槽、平衡块侧面不用加工的曲轴；而高速外铣则不能加工轴向有沉割槽的曲轴。该铣床为德国BOEHRINGER公司的VDF 315 OM-4高速随动外铣床，它是德国BOEHRINGER公司专为汽车发动机曲轴设计制造的柔性数控铣床，该设备应用工件回转和铣刀进给伺服连动控制技术，可以一次装夹不改变曲轴回转中心，并随动跟踪铣削曲轴的连杆轴颈。VDF 315 OM-4高速随动外铣采用复合材料一体化结构床身，工件两端电子同步旋转驱动，具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特点；该铣床使用SIEMENS 840D CNC控制系统，通过输入零件的基本参数即可自动生成加工程序，可以加工长度在450～700mm、回转直径在380mm以内的各种曲轴，连杆轴颈直径误差为±0.02mm。

由上可以看出，曲轴粗加工比较流行的工艺是：主轴颈采用车拉工艺和高速外铣，连杆颈采用高速外铣，而且倾向于高速随动外铣，全部采用干式切削。由于国外此类设备价格昂贵，产品加工成本很高，国内一些机床生产厂家（如青海第二机床制造有限责任公司）相继开发出了数控曲轴车床、数控高速曲轴铣床，数控曲轴车拉机床等专用机床。

曲轴精加工采用国内数控磨床磨削情况已相当普遍，产品加工精度已有相当程度的提高。为满足曲轴日益提高的加工要求，对曲轴磨床提出了很高的要求。现代曲轴磨床除了要有很高的静态、动态刚度和很高的加工精度外，还要求有很高的磨削效率和更多的柔性。近年来，更要求曲轴磨床具有稳定的加工精度，为此，对曲轴磨床的工序能力系数规定了Cp≥1.67，这意味着要求曲轴磨床的实际加工公差要比曲轴给定的公差小一半。随着现代驱动和控制技术、测量控制、CBN（立方氮化硼）砂轮和先进的机床部件的应用，为曲轴磨床的高精度、高效磨削加工创造了条件。一种称之为连杆颈随动磨削的工艺。正是体现了这些新技术综合应用的具体成果。这种随动磨削工艺可显著地提高曲轴连杆颈的磨削效率、加工精度和加工柔性。在对连杆颈进行随动磨削时，曲轴以主轴颈为轴线进行旋转，并在一次装夹下磨削所有连杆颈。在磨削过程中，磨头实现往复摆动进给，跟踪着偏心回转的连杆颈进行磨削加工。要实现随动磨削，X轴除了必须具有高的动态性能外，还必须具有足够的跟踪精度，以确保连杆颈所要求的形状公差。CBN砂轮的应用是实现连杆颈随动磨削的重要条件。由于CBN砂轮耐磨性高，在磨削过程中砂轮的直径几乎是不变的，一次修整可磨削600～800条曲轴。CBN砂轮还可以采用很高的磨削速度，在曲轴磨床上一般可采用高达120～140m/s的磨削速度，磨削效率很高。

曲轴加工范文第4篇

关键词：矿区地表水地下水供水评价

中图分类号：U492.6+4文献标识码： A 文章编号：

水资源是生命的支持系统和社会经济发展的物质保证〔1〕。综合利用水资源，有助于水资源的保护。贵州省织金县区内矿产资源丰富，储量大，其中优质无烟煤储量占贵州省总储量的2%以上，区内煤矿较多，矿区水资源相对紧缺，主要属于工程性缺水，故进行矿区供水评价，对矿区总体开发规划是评价的重中之重。本文主要对贵州省织金县某矿区为例，阐述矿区供水评价的分析方法，为矿区供水提供科学的参考依据。

1矿区概况

贵州省织金县某矿区中心直距织金县城30km。本区属低中山地区，以剥蚀地貌为主。地貌可分为两个单元：一是西部的溶蚀-侵蚀地貌，峰丛、洼地、沟谷同时存在 地势较缓，多被第四系坡积物覆盖；二是东部的峰丛—洼地地貌，其落水洞、溶洞、溶斗等岩溶微地貌较发肓。地势西高东低, 最高点在高家箐附近，海拔1561.80m，最低点在底那河附近，海拔1183.76m，相对高差378.04m。矿区属乌江水系，附近河流主要有底那河，紧邻矿区东南角，最终汇入六冲河。河流两岸冲沟发育，呈树枝状，冲沟水受季节性控制，大多旱季干涸，雨季成溪流，但流程较短。区内发育一溪沟，溪沟水主要为相邻矿区东部实强煤矿矿井水及以那镇居民生活污水，在本区内以落水洞形式消失于地表。

2矿区地下水类型及含水岩组的富水性

区内有永宁镇组灰岩含水层、飞仙关组第二、三段灰岩含水层及长兴组含水层，富水性中等至强的岩溶裂隙含水层，该层为一个相对独立的含水系统；飞仙关组一段、五、六段及峨眉山玄武岩组为裂隙水，富水性弱为相对隔水层；区内龙潭组为含矿地层，属基岩裂隙水，其富水性弱，本层中基岩裂隙水将成为矿井开采时的直接充水水源。

3矿区及邻近生产矿井供水现状

矿区地形地貌条件有利于地表水、地下水排泄而不利于储存。矿区中西部泉点较为发育，但流量均不大，且季节性变化较大，泉点出露较多的主要为飞仙关组二段灰岩含岩溶裂隙水，流量一般为20.77m3/h，水化学类型为HCO3－Ca型，PH值为7.43，总硬度、永久硬度、暂时硬度分别为7.91、1.56、6.35德国度，固溶物210.50 mg/L。矿区东部较为缺水，属工程性缺水，主要依靠调水，距调水水源点直线距离约3km。区内无老窑及生产矿井；位于临近矿区西部的实强煤矿，矿井设计年产量3万吨，服务年限为6年，富水性中等的长兴组溶蚀裂隙水为该矿供水水源；据动态水文地质观测资料，流量变幅较大；水化学类型为HCO3•SO4- Ca型，PH值为7.41，以CaCO3计，总硬度、永久硬度、暂时硬度分别为240.640 mg/L 、112.212 mg/L、128.428mg/L；可溶SiO2 15 mg/L，游离CO2 0.88 mg/L，固溶物366.50 mg/L。

4矿区供水评价

区内及周边的地表水体有底那河、水库及溪沟，均常年有水。据区域水文地质特征知：区内富水性较强的含水层有永宁镇组第一段灰岩、飞仙关第二、三四段灰岩、长兴组灰岩，岩溶发育，地下水露头分布较广，泉水（暗河）流量变幅较大。

4.1表水体

底那河：相邻矿区东南部，未流经本区；枯季流量一般为2646m3/h，河水流量变化较明显，主要受大气降水影响（见图1底那河流量与降水量关系曲线）。水质特征为：水化学类型为HCO3－Ca型，PH值为7.68，以CaCO3计，总硬度、永久硬度、暂时硬度分别为192.392 mg/L 、60.16 mg/L、132.232mg/L；游离CO2 0.44mg/L，固溶物228.00mg/L。底那河河水补给源主要为大气降水及上游生产煤矿矿井水以及以那镇居民生活污水，因河水污染物超过了河水自净能力，故该河水不能直接作为今后本矿区生活用水。为解决矿区今后用水，可将该河水做相应的工艺处理，达到生活生产用水指标后以作为该矿生活生产用水。

见图1底那河流量与降水量关系曲线

水库：位于矿区西部，距矿区约1km，库容约3.5万m3。该水库主要作为当地农业灌溉，当地不以水库水作为饮用水。该水库不能直接作为本矿未来生活用水，但水库水量较为丰富，可将该水库水作简单的工艺处理便能达到生活饮用水标准，为解决本矿今后生产所需生活用水。

溪沟：流量一般为200m3/h，水量较丰富，与大气降水有密切关系。溪沟水主要为实强煤矿矿井水，部分居民生活污水。水化学类型为HCO3﹒SO4- Ca型，PH值为7.51，以CaCO3计，总硬度、永久硬度、暂时硬度分别为253.303 mg/L 、95.245 mg/L、158.058mg/L；可溶SiO2 7mg/L，游离CO2 0.44 mg/L，固溶物392.50 mg/L。溪沟水水量丰富，未来本矿建设可以结合需要作为生产用水

4.2地下水

泉点是矿区地下水出露的主要形式，分布面积较广，除二叠系上统龙潭组地层外，其他地层均有泉点出露；其中以永宁镇组第二段、永宁镇组第一段、飞仙关组第二段、二叠系上统长兴组灰岩地层分布较多，但矿区泉点流量均不大。

1号泉：该泉出露在高家箐附近飞仙关组第二段地层，据水文动态长期观测知：1号点流量均比其他地层泉点较高，一般在0～44 m3/h，流量大小随丰枯季节变化较为明显，与大气降水存在密切联。水化学类型为HCO3－Ca型，PH值为7.43，以CaCO3计，总硬度、永久硬度、暂时硬度分别为141.141 mg/L 、27.828 mg/L、113.313mg/L；可溶SiO2 10毫克/升，游离CO2 0.88毫克/升，固溶物210.50mg/L。该泉水质较好，主要供当地居民生活饮用水，部分农田灌溉，季节性变化较大，枯季流量较小，甚至会干枯，故该泉不能满足未来该矿生活用水，不能作为该矿供水水源。

2号泉：该泉在双洞又以落水洞形式消失于地表。据本次水文动态长期观测，2号泉点流量一般在0.7～16 m3/h。该泉水质较好，流量大小随丰枯季节变化较为明显，与大气降水存在密切联系。主要供当地居民农田灌溉，季节性变化较大，枯季流量小，该泉不能满足未来该矿生活用水，故而不能作为该矿供水水源。

5结论及建议

该矿区永宁镇组第二段、永宁镇组第一段、飞仙关组第二段、二叠系上统长兴组地层富水性均较强，故未来建矿可在永宁镇组第二段、永宁镇组第一段、飞仙关组第二段、长兴组地层找水。从水资源经济学角度出发，地下水开采相对比地表水开采成本高，笔者建议未来建矿供水取水水源以底那河、溪沟水、水库等地表水为主，地下水为辅，结合今后矿床开采生活及生产需要合理利用本区水资源。

参考文献：〔1〕潘懋，李铁锋.环境地质学〔M〕.北京：高等教育出版社，2003.

〔2〕贵州省煤田地质局地质勘察研究院. 贵州省织金县杨梅龙泰煤矿煤炭勘探报告〔R〕.2009.

曲轴加工范文第5篇

关键字：白云新城 工程地质分区 岩溶

Engineering Geological Division and Karst Stability Evaluation of New City Baiyun in GuangZhou

Jiang Shoujun

（Guangdong Geological survey, Guangzhou 510080）

Abstract: Based on the work of basic geology, New city Baiyun of Guangzhou in karst development area is divided to different engineering-geological areas, and engineeringgeological evaluation of each area is completed, division Stability evaluation according to the of the Karst problems is the key work.

Key words: New city Baiyun; Engineering geological partition; Karst.

中图分类号：P642.25文献标识码： A 文章编号：

1 概况

白云新城前身包括广州原白云机场及配套区和萧岗、江夏、陈田、柯子岭、三元里等5个城中村，东至白云山风景区绝对控制线，北至黄石路，南至北二环高架，西至机场路,面积共23.4平方公里。

20世纪90年代中期，考虑到白云机场受自身发展要求和城市建设影响将选址新建，便提出了开发建设白云新城的构想。广州原白云机场正式退休后，对旧白云机场及周边区域的改造工程提上日程。

白云新城位于白云山西端北东向断裂的上盘的沉陷区，以大面积的人工填土覆盖为主要表现特征，其下第四系多为山前冲洪积相晚更新世小市组，隐伏地层以晚古生代地层为主，各地层形成轴面北北东走向的褶皱，工作区主于褶皱核部与东翼，晚古生代地层内北东向顺层断裂发育，被后期东西向断裂切断，构造较为复杂。

2 岩土体工程地质分区

根据地貌类型、岩土体工程地质类型等因素，将工作区划分为：工程地质条件复杂地区（红层碎屑岩岩石亚区、碳酸盐岩岩石亚区）、工程地质条件中等复杂地区（碎屑岩岩石亚区）、工程地质条件简单地区（混合岩片麻岩岩石亚区）。

2.1工程地质条件复杂地区

（1）红层碎屑岩岩石亚区

位于工作区西南侧瑶台村的剥蚀残丘、台地，局部发育冲积、洪积阶地。第四季覆盖层为单层结构的薄层粘性土，粘性土以可塑为主，靠近河涌位置有薄层淤泥，风化土厚度1-13m，为褐黄色、紫红色的粉质粘土、粘土，呈可-硬塑状态。基岩为白垩系的砂砾岩、粉细砂岩、砂岩、泥灰岩及泥岩等，局部夹石膏。砂岩呈厚-中厚层状，新鲜基岩出露较少，主要是覆盖型，岩石风化带厚度为14-32m，风化裂隙发育。

本区的工程地质问题具有隐蔽性，工程地质特征包括:1、红层碎屑岩的分布受控于分布区的区域断裂带,岩体结构破碎,水文网络发育,应注意渗流、蠕变等问题的潜在影响；2、由于砂岩、泥岩、页岩、等多种软硬岩层互层结构和工程活动等因素的影响,沿着软弱结构面易形成差异风化等地质问题。基岩中软硬不均匀，即夹有层状的基岩风化土，不但给施工带来困难，而且在风化层易产生塌方，冒顶；3、由于时代较新,岩土体的胶结性差,物理力学性能相对较差,岩石多属于软岩类别，易崩解软化，稳定性差，易发生地基不均匀沉降等问题。

工程地质评价：红层碎屑岩区的工程地质问题主要是因岩体本身破坏及水的作用造成。控制性因素是软弱夹层在水的作用下软化、泥化,形成“滑泥”。水的渗入是软弱夹层软化、泥化的必要条件,而岩体破碎具有良好的渗水通道是水渗入边坡使软弱夹层软化的前提条件。此外,岩体风化破坏也是重要因素。因此, 红层碎屑岩区的工程地质问题预防及治理必须从治水、防水以及防止岩层破坏着手。做好覆盖土或风化岩层的防渗。对透水性较好或风化严重、节理发育的岩土层,表面宜做铺砌封闭。下切较深的裂隙应灌浆封闭,防止地表水下渗。尽量采取防风化措施,减少基岩的暴露面和暴露时间,以免风化迅速发展造成更大的危害。本区粘性土可作为低、多层建筑天然基础持力层，高层或大荷载建（构）筑物应选用桩基础，如管桩、灌注桩。基坑支护可采用排桩止水，结合喷锚、放坡开挖，尽量避免深基坑。

（2）碳酸盐岩岩石亚区

位于规划的白云新城所处区域，工作区西北侧的小坪村、南航新村、棠溪村一带也有分布。区内地形平坦，属山前冲积平原地貌。第四季覆盖层厚度薄，埋藏浅，为冲洪积粘性土夹砂土，粘性土以硬-可塑为主，局部夹软塑态粘性土或稍密砂土。风化土厚度0.5-50.2m，为灰黄色、褐黄色、棕红色的粉质粘土、粘土，以硬塑为主，部分可塑、坚硬态，少量软塑态。下部基岩主要为石炭系壶天组、石蹬子组、二叠系栖霞组与三叠系大冶组的灰岩、白云质灰岩，局部夹有泥质灰岩、炭质灰岩、白云岩等。地面出露面积较小，主要是覆盖型，呈北东条带状分布。岩石致密坚硬，结构面主要为层理、节理、溶隙等，结构体主要为板体、块体，其中发育溶隙、溶洞。上部溶洞多为泥砂质充填，下部空洞较多。壶天组灰岩岩溶最为发育，其次为栖霞组灰岩。

工程地质特征:1、由于人类活动，使浅部土层，尤其是粉细砂层与溶洞贯通，产生水力联系，从而引发岩溶地面塌陷等地质灾害；2、岩体裂隙发育，岩层层面起伏巨大，建筑基础容易存在临空结构面而不完整，或溶洞顶板受荷超出岩体极限力学平衡状态，在竖向荷载作用下整体破坏，导致桩基失稳；3、岩面陡倾，管桩施工易出现断桩、滑桩等不良现象；4、岩溶孔洞发育，桩基施工容易出现漏浆、塌陷事故；5、在岩溶区的抽排水，引发“流砂”、管涌，导致地表沉陷，影响邻近市政设施和建筑物安全。

工程地质评价：1、 制定岩溶地下水开发利用规划，控制开采量和水位降深。2、 规避岩溶地面塌陷灾害风险的首要措施是尽量避免在隐伏岩溶区规划建设重要经济活动区和主要居民区，如工业区、房地产开发区等，从而最大限度避免岩溶地面塌陷的危害。已在隐伏岩溶区规划的工程建设，必须将岩土工程勘察的重点落实在查明浅部溶洞、土洞的分布和埋深，为施工技术方法的选择、基础的设计提供依据。3、根据不同地质条件，对已发生的塌陷应尽可能回填夯实，以防地表水下灌，再次引起塌陷。隐伏岩溶区工程治理的措施要根据场区工程勘查结果，据具体实际情况进行选择。4、本区粘性土可作为低、多层建筑天然基础持力层，高层或大荷载建（构）筑物应选用桩基础，如管桩或大直径嵌岩灌注桩。基坑支护可采用排桩止水，结合喷锚、放坡开挖，尽量避免深基坑。

2.2工程地质条件中等复杂地区

位于规划的白云新城东西侧的冲积平原区，第四季覆盖层厚度薄，埋藏浅，为冲洪积粘性土夹砂土，粘性土以硬-可塑为主，局部夹软塑态粘性土或稍密砂土。风化土厚度1-33.3m，为灰黄色、褐黄色、棕红色的粉质粘土、粘土，呈可-硬塑状态。基岩以二叠系上统圣堂组、沙湖组、童子岩组与石炭系下统测水组煤系地层为主，岩性以细砂岩、页岩、泥岩、粉砂岩、砾岩、砂砾岩为主，夹炭质页岩、煤和灰岩透镜体、泥灰岩等。薄－中不等厚互层状，工程地质性质差别大，岩石力学强度高、低变化显著。一般是砂岩、砂砾岩、砾岩和石灰岩，力学强度高，属较坚硬－坚硬岩石。坚硬的粉细砂岩、中粗砂岩夹软的泥岩及煤层组成。砂岩呈厚-中厚层状，粉砂岩、细砂岩，岩石易风化破碎，节理裂隙一般较发育。此外还有少量石炭系下统曲江组、大赛坝组与二叠系上统孤峰组砂岩、粉砂岩与泥岩、粉砂质页岩互层，局部夹炭质页岩与灰岩。

工程地质特征:1、基岩埋藏浅，块状带发育，岩石破碎，层理发育，基岩中软硬相间；2、泥岩、炭质页岩和煤，节理和构造裂隙发育，易风化和软化，工程地质性质差，是工程地质层中的软弱夹层，工程建筑时易沿软弱面引发的工程基础滑移。

工程地质评价：在该区规划的工程建设，岩土工程勘察时应查明软弱夹层的产状组合关系、力学属性、延展及贯穿情况。为施工技术方法及基础的设计提供依据。本区粘性土可作为低、多层建筑天然基础持力层，高层或大荷载建（构）筑物应选用桩基础，如管桩、灌注桩。基坑支护可采用排桩止水，结合喷锚、放坡开挖，尽量避免深基坑。

2.3 工程地质条件简单地区

主要分布在白云新城东侧的白云山。基岩主要为云开岩群的变质含砾粗粒石英砂岩、石英岩、片岩等。工作区东南角马鞍山附近有少量为侏罗系金鸡组石英砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩互层，底部为砾岩，夹少量砂砾岩、砂岩，还有形成于中侏罗系的二长花岗岩。为基岩覆盖区和风景区，一般不宜作为工程建设场地。

工程地质特征: 岩石抗风化能力较花岗岩差，随着岩石风化程度由弱至强，岩石的抗压强度也逐渐降低。在断裂带附近花岗岩具片理化、角砾岩化、糜棱岩化，顺片理面易形成滑坡。

工程地质评价：风化土土质均匀，地势起伏大，易于坑道施工。地下水位埋藏深，岩石坚硬，稳定性良好。应尽量避免在断裂带附近规划建设工程。

3 岩溶地质问题及稳定性分区评价

根据碳酸盐岩类分布、岩溶发育程度，初步按区内碳酸盐岩类分布区岩溶地面塌陷灾害风险进行稳定性区划，将岩溶地面塌陷灾害稳定性区划分为4类，见白云新城岩溶地面塌陷灾害稳定性分区图(图1)。

图1白云新城岩溶地面塌陷灾害稳定性分区图

Ⅰ—一类区，Ⅱ—二类区，Ⅲ—三类区，Ⅳ—其他区域

一类区为高风险区。主要包括石炭系壶天组、石蹬子组与二叠系栖霞组等地层分布区。赋存于这些层位中的灰岩质纯，岩溶极为发育。此外，分布于断裂构造发育地区的白垩系大塱山组中灰质砾岩夹层的灰岩，因水动力条件好，岩溶也相当发育。在这些区段内，若覆盖在其上的第四系砂层厚、粘性土层较薄，同时断裂构造较发育，则发生岩溶地面塌陷等地质灾害的可能性最大，灾害风险也最大。在这种区域，适宜布设监测井，检测地下水的水位变化和地下水水化学成分的更改，监控人类活动对地下水系统的污染或者破坏程度，更有效保护地下水资源，同时也能更有效掌握地表工程建筑受地下水系统的影响，确定地表建筑的安全。

二类区为中等风险区。为有可溶岩夹层发育的地层分布区，较一类区岩溶发育程度稍差，发生岩溶地面塌陷等地质灾害的可能性较大，灾害风险中等。

三类区为可能含有少量可溶岩的地区，为相对安全区，但不排除有岩溶发育的可能性，发生岩溶地面塌陷等地质灾害的可能性小，灾害风险也小。

其他区域为非碳酸盐岩类分布区，基本可排除岩溶地面塌陷发生的可能。

参考文献:

[1] 广东省地质矿产局。广东省岩石地层[M]。武汉：中国地质大学出版社，1996．