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关键词:配管;低温管材;冷脆;韧性
1低温对金属材料的影响
低温脆性是金属材料的一个重要特性,当温度降低时,金属材料会出现由韧变脆的冷脆现象。并非所有金属在低温下都会发生冷脆,这与金属的晶格类型密切相关,金属晶格有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格等3种类型(见图1.1),其中体心立方晶格材料(钨、铬、钼及常温铁)和密排六方晶格(锌、镁、钛)金属材料随着温度的下降,强度指标增加,塑性和韧性指标下降,材料出现脆性。面心立方晶格(铜、银、金、镍、铝及合金)在低温下强度指标增加,但韧性和塑性指标不变或稍有增加。
面心立方晶格(FCC) 体心立方晶格(BCC) 密排六方晶(HCP)
图1.1 3种常见晶格类型
根据错位理论,结构的错位能力体现材料韧性的高低。体心立方和密排六方晶格晶面原子少,滑移阻力较大,变形困难,表现出脆性。相反面心立方晶格晶面原子多,滑移阻力较小,易于变形,从而表现出良好的韧性。
2提高金属低温韧性的途径
不同的金属组织具有不同的强度、韧性及塑性等力学特性(见表2.1)。通过改变金属的组织形式可以提高材料塑性降低材料的脆性。例如在化学成分中合理控制碳(C)元素的含量,尽量减少金属中有害杂质磷、硫(P、S)元素的含量。这是因为碳能固溶于铁,形成铁素体和奥氏体固溶体,它们都具有良好的塑性。而过量的碳与铁会形成渗碳体(Fe3C),渗碳体会降低铁的塑性。金属组织中各相的大小、分布形式对材料的韧性也有很大影响,通过改变多相组织中韧性较差相的分布形式,可以减少其对材料整体塑性的影响。
表2.1 金属组织的存在形式与力学特性
在金属力学特性中,塑性和强度往往是一种矛盾,通过加入适量的合金元素,可以有效平衡力学特性,得到既满足强度要求又具有足够塑性的优质合金钢。例如加入适量的锰(Mn)镍(Ni)元素可以有效提高钢的韧性同时保证钢具有一定的强度,同时镍元素能固溶于铁素体基体中,且均匀存在,可进一步提高材料的韧性。
此外,在一定体积内,金属晶粒的数量越多,能参与到滑移的晶粒也就越多,可以将形变均匀地发散到各晶粒,由此产生的应力集中也较小,因此促进钢的晶粒细化也是提高金属塑性的有效措施。在生产过程中通过加入钼(Mo)元素可以有效促进钢的晶粒细化。
3常用低温管道材料
API Spec 5L是管道工程中常用的管线钢制造标准。该规范规定对PSL2等级的钢管可通过夏比V型缺口冲击试验来判定钢管在特定冲击功值下的脆性转变温度。我国输送钢管技术标准GB/9711中的系列钢管也可以通过该试验对钢管的低温适用性进行判定,所得到的温度值一般在-45℃以上。
此外国家质量监督检验检疫总局于2003年3月3日了GB/T 18984-2003《低温管道用无缝钢管》规范。其中对-45℃~-100℃范围内的5种管道用牌号钢的化学成分和力学性能进行了规定,国外工程建设中,ASTM A333/A333M(SA-333/SA-333M)《低温用无缝和焊接公称钢管》标准是较为常用的低温管道标准。其中包含了9个级别的低温钢管,并规定了各级别化学成分和冲击试验温度值
奥氏体不锈钢为面心立方晶格,同时具有较高的Ni含量,抗脆断能力强,具有很好的低温韧性。根据ASME SA312/SA312M《无缝和焊接不锈钢公称管》标准,在-200℃以上使用时,TP304、TP304L、TP316、TP316L等级别的奥氏体不锈钢管可不进行低温冲击试验。这几种常用奥氏体不锈钢管化学成分和力学特性见表3.1和表3.2。
表3.1常用奥氏体不锈钢管化学组分
表3.6常用奥氏体不锈钢管力学性能
通过表3.1、表3.3和表3.5中低温钢管的化学组分可以看出,低温钢管的C含量一般都不超过0.3%,其中的P、S杂质也尽可能的得到去除,同时适量加入了Ni、Mn、Mo等元素,这些都有效的提高了金属的低温韧性。
4结论
在站场的设计中,正确计算管道的设计温度是配管设计人员合理选择管材的前提,管道的设计温度应高于力学性能的试验温度。由于管道的计算壁厚与管道屈服强度成反比,在相同设计压力下,管道屈服强度越高得到的计算管道壁厚越薄,结合采购单价可以对不同材质钢管的单位输送成本进行对比。对冻土层以上管道也可通过保温和电伴热措施消除环境低温对管道的影响。
在管材的选用中,除了满足强度和低温适用性要求,还需要综合考虑管材的线膨胀系数、可焊性及防腐性能等其他指标。
参考文献
[1]李红英,浅论低温对金属材料性能的影响.
[2]ASME B31.8 输气和配气管道系统.
[3] GB/T 18984-2003 低温管道用无缝钢管.
关键词:爆破地震波微差单段最大起爆药量爆破震动监测
中图分类号:P633.2文献标识码: A 文章编号:
工程概况
长沙大河西先导区雷梅片区地下配套交通一期工程土建施工一、二标段包含四站四区间,四处车站为梅溪湖西站及站前配线段、麓云路站、文化艺术中心站和梅溪湖东站,四处区间均采用盾构掘进施工。
梅溪湖西站站前配线段采用明挖法施工,为现浇钢筋混凝土单层矩形框架结构,全长304.3m,基坑开挖深度在16.4m左右,围护结构采用放坡网喷支护。四处车站为地下两层岛式车站,均采用明挖顺作法施工,围护结构方式为钻孔灌注桩+内支撑+桩间止水帷幕。
我部进场后立即对现场地形地质情况进行了细致的调查。梅溪湖西站站前配线段下穿新建龙王港河道,中、微风化板岩,岩质坚硬。本处地段位于梅溪湖开发区范围以内,南侧紧邻老龙王港河道,当前雨季水位较高,现场地形平坦开阔,施工车辆行人较多,施工过程必须确保安全。梅溪湖东站沿雷锋西大道南北向布置,车站主体净宽18.3米,埋深约18.5米。经我部现场开挖并核对地质资料,本车站基坑5米以下均为中、微风化板岩,岩质坚硬,由于车站西侧15层航发锦绣家园住宅楼距离基坑边约13m,车站东侧紧邻麓阳和景小区正在施工的高层建筑工地,安全隐患较多。
以上两处基坑岩层分布广,深度深,石质坚硬,经现场调查需采用爆破开挖方式施工。
由于地铁车站基坑一般位于市区,楼群林立,需保护的建(构)筑物较多,对周边安全防护要求严格,爆破产生的地震波对围护结构、止水帷幕及周围建筑均有影响,需对爆破引起的地震预做周密的防范,并制定相应的控制措施。梅溪湖西站配线段及梅溪湖东站基坑作业相应地有一定的代表性,基坑爆破开挖地震波控制技术在这方面有一定的指导意义。本文从爆破方案设计、延时爆破最大药量计算、地震波控制措施及震动监测等方面加以论述。
2、基坑石方爆破方案设计
2.1、梅溪湖西站配线段爆破方案
梅溪湖西站配线段按设计采用三级边坡放坡开挖,预留保护层采用光面爆破,边坡部分按光面爆破要求设计炮眼,浅孔爆破钻孔选用手持风钻钻孔。为减小爆破对边坡的振动破坏,也为了控制爆破大块率,便于装碴施工,现场根据小排距梅花型的布眼方法采用非电毫秒雷管进行毫秒微差爆破。爆破后大石块采用手持风钻钻眼,爆破改小。装碴选用pc320型挖掘机装16T自卸车运至指定弃渣场。
图2-1爆破作业顺序图a
开挖爆破顺序为1-2-3-4-5-6,其中3、5部分采用光面爆破,6部分机械配合人工修凿到底,避免对基底以及周边产生影响。
2.2、梅溪湖东站爆破方案
梅溪湖东站基坑石方开挖待分层形成台阶后,采用小孔径多排微差松动控制爆破方案,电爆网络与非电导爆管起爆系统相结合。爆破开挖时严防爆破震动造成围护结构破坏,绝不允许爆破动力直接损坏围护桩的桩脚,造成围护桩失稳,整体垮塌。为此,在开挖时距围护桩边0.5~1.5米钻凿多排防震孔实现卸压控爆,以保证围护结构安全稳定。为最大限度减小爆破对围护结构的震动影响,离围护桩1.5m范围内采用机械开凿作业。
图2-2爆破作业顺序图b
开挖爆破顺序为1-2-3-4-5-6,其中3、5、6部分采用机械开凿,避免对基底以及围护桩产生影响。
2.3、基坑石方控爆开挖除了基坑本身四周围护结构需防震外,为了使爆破震动强度降到最低限度,根据微差爆破震动强度主要决定于最大一段起爆药的原理,在基坑爆破开挖中采用多段微差起爆技术,以控制单段最大起爆药量。
2.4、分层分段进行爆破开挖,每次爆破深度尽量不超过2m。随开挖随支护,梅溪湖东站基坑在爆破开挖至支撑标高以下0.5m时及时进行支撑的架设,同时爆破过程中注意对钢管支撑的防护。
2.5、爆破技术措施
为保护基坑周边岩石不受损害,考虑周边建筑安全等因素,经对比后,决定采用浅孔“V”型掏槽爆破,形成一定深度、长度的沟槽。有了侧向自由面后,再在槽两侧钻直孔进行小台阶松动爆破。由于基坑爆破深度较大,爆破需分层进行,爆破顺序为“掏槽-台阶”。
2.6、掏槽爆破
经现场多次实践,我部采用浅孔小孔径爆破法,形成V型槽,V型槽深度达到2.5m以上,一次爆破不到位,分层再次爆破。
(1)掏槽孔
1)孔径(Φ):Φ=40mm
2)孔倾角(θ):65~70度
3)孔深(垂直)(L):L=2.54m
4)孔距(a):a=0.5m
5)排距(b):b=1.0m(孔底距0.2m)
6)单耗(q):q=0.8~1.5kg/m3
7)单孔药量(Q):Q=qv=2.8kg
(2)扩槽孔
1)孔径(Φ):Φ=40mm
2)孔倾角(o):65~80度
3)孔深(垂直)(L):L=2.66m
4)孔距(a):a=0.5m
5)排距(距掏槽孔)(b):b=0.5~1.0m
6)单耗(q):q=0.5~1.0kg/m3
7)单孔药量(Q):Q=qv=2.1kg
掏槽孔、扩槽孔设置如图2-3所示。
图2-3掏槽、扩槽孔位示意图
(3)浅孔爆破起爆网路
基坑浅孔爆破按常规采用电爆网路,方式连接。雨季采用非电毫秒雷管网络,由起爆器起爆电雷管,电雷管引爆孔内非电雷管,最后不同段别的非电雷管起爆各自炸药包。爆破网路如图2-4所示。
图2-4起爆网路示意图
3、延时爆破最大药量计算及爆破地震控制措施
3. 1、 爆破地震
(1)爆破地震波安全校核
根据《爆破安全规程》(GB6722-2003),被保护的居民楼在地震波垂直振动速度不大于2cm/s的情况下安全。梅溪湖东站周围建筑物较多,根据《爆破安全规程》采用的安全允许振速为1.5 ~ 2 cm/s。本设计K值取200,地面允许垂直速度V取1.5cm/s,得:
= 1.43kg
V—保护对象地点振动速度,cm/s;
Q—最大微差段药量,kg;
R—爆破点距保护建筑物的距离,本处取最近点13米,m;
K—与爆破方式、距离、地质条件有关的系数;
α—与传播途径、距离、地质条件有关的指数。
为确保安全,本设计建议微差单段最大起爆药量不大于1.43kg。
表1不同岩性的K、a值
针对梅溪湖西站配线段现场无地面建筑物,仅在坡顶2米外已完成10米深旋喷桩止水帷幕的情况,根据《爆破安全规程》控制安全允许振速为7.0 ~ 12 cm/s。根据以上控制安全允许振速计算延时爆破最大一段起爆药量,现场做好装药量控制,不再赘述。
(2)爆破地震控制措施
乙方:县花木场
按照政府引导、镇村支持、企业投入、规范经营的原则,甲乙双方经友好协商,就扶持发展花木产业发展达成如下事项,特拟定此合同。
一、甲方把零号路南、镇西居与村边界沟西塌陷复垦地117亩(东西527.6米/516米;南北50.3米/249米)(后附草图)租给乙方发展花木产业,承租期为叁拾年,自6月30日起,至2038年6月30日止。承租期满,如乙方继续承租,甲方应优先承租给乙方。
二、为扶持花木产业发展,经村班子集体研究,土地租金为:前三年每亩陆百元,三年以后按照当年塌陷地赔偿标准支付甲方租金,其中租金支付日期为12月30日,以后每年的12月30日支付当年租金。
三、项目开始动工前,甲方必须把动力电、照明电架设到项目地点,并确保电力正常供应及享受优惠农电价格。
四、项目动工前,甲方必须把土地上群众庄稼等物资在六月底前清理彻底,并与涉及农户达成一致意见。凡在项目实施及花木产业发展中遇到的各种群众矛盾、纠纷均由甲方全权负责处理解决,不得影响乙方正常管理生产,并确保乙方权益不受任何损害。
五、乙方有享受水利设施的优先权,凡因上级扶持发展或镇村建设水利工程配套设施,在乙方租地范围内的,甲方应优先给予配套建设。
六、甲方应确保在乙方租用期间,群众所有安葬事件另择地块,如属夫妻合葬,可以安排,有关损失由村负责协调。出现矛盾及问题由甲方全权出面处理解决。
七、因不可抗力的自然灾害,导致花木场损失,各级政府给予的政策性补贴及相关赔偿,均由乙方获得。
八、因矿占地或其他占地情况,产生的有关赔偿,土地部分赔偿归甲方所有,地面附着物赔偿归乙方所有。
九、合同签订后,花木场的用工应优先安排村一组及十一组群众,相关待遇由乙方决定,甲方群众无权提出异议。如群众对有关条件不认可,乙方有权在同样条件下,找其他地方的工人。用工联系人:
十、本合同约定事项,甲乙双方应严格遵守。如发现一方违约,由此造成的一切经济损失均由违约方负责。
十一、本合同一式三份,甲乙双方各持一份,见证方持一份。
甲方(盖章):乙方(盖章):
问:我的家政公司承包给一朋友,现发生了钟点工坠楼受伤的事,被裁定为工伤,要我们在60天内提起复议。请问我公司有责吗?那个承包者要负责任吗?
读者光平
答:本案中,你作为家政公司应当承担钟点工因工伤受到的全部损失。在你承担损失后有权向承包者追索损失。
2、这样的担保人要负责任吗?
问:我朋友盗用我的名义帮他自己写了一份担保书,并留下我的电话,且附有我的身份证复印件。现在他离开公司了,有些款没结清楚,他原公司人找到我。请问我要不要承担责任。读者李念
答:因为该保证书并非你亲笔所写,故该担保书无效,你不承担任何责任。
3、朋友借我的车把人撞伤了,我该赔偿吗?
问:朋友借我的车把人撞伤了,但他没钱付,人还跑掉了,对方要我赔偿,我该负责任吗?
读者钱明
答:根据《道路交通安全法》相关规定,你作为车主应当承担责任。但你在承担责任后有权向该驾驶员即你的朋友追偿。
4、如果父亲把名下房产遗赠给他的情人该怎么办?
问:10年前我父亲有外遇,最近父亲要和母亲分割房产后协议离婚,母亲不从。父亲放言,要把他名下房产遗嘱赠给情人。我想请教:如果我父亲去世以后,我父亲名下房产是不是一定归属他的情人?我有没有可能在法律上争取一定的权利?读者张平轻
答:我国《继承法》第十六条第三款规定:“公民可以立遗嘱将个人财产赠给国家、集体或者法定继承人以外的人。”故若你父亲生前将属于自己所拥有的房产份额遗赠给外人,则你们作为法定继承人是不能享有其遗产的。
5、 能否得到定金的双倍赔偿?
问:我付了一家转让的店铺的定金后,对方不转让了。当时协议上未指明违约责任,我是否能得到赔偿金? 我想得到定金的双倍赔偿,行吗?读者李子强
答:若你们交的是“定”金,而不是“订”金,则根据《合同法》中的定金法则店铺方应当双倍返还定金。
6、家养小狗咬伤人要如何赔偿?
问:我家养的一只狗把一个邻居的大腿咬破了点皮, 事后我带他到防疫站注射了狂犬病疫苗。现在此人到我家要求赔偿上千元精神损失费,请问在法律上这个精神损失费应该如何赔偿?读者刘明明
答:有关规定:因侵权致人精神损害,但未造成严重后果,受害人请求赔偿精神损害的,一般不予支持。
7、我可否向父亲要一部分生活补助费?
问:我本人因患肝炎丧失劳动能力。病退工资每月500元,妻子下岗,女儿上高中,生活困难,我父亲每月工资3000元,我可否向父亲要一些生活补助费?读者
答:你是属于未完全丧失劳动能力等非因主观原因而无法维持正常生活的成年子女,有要求父母付给抚养费的权利,故你可以向你父亲主张生活补助费用。
8、逾期交房开发商该赔偿吗?
1、监管问题输电线路建设工程在监管方面存在的问题也十分突出,我国早在十几年前就实行监理制政策,但是在输电线路建设工程中却没有起到强大的监督作用,为什么这么说呢,原因是我国的输电线路建设工程都是在交工之后,由运营方进行检测,检测通过才算合格,这就造成了在施工过程中的监管空白,使施工建设过程中存在的问题不能被及时发现,等项目完成后检测出现问题时只能再进行返工,造成了成本浪费,劳民伤财。还有就是大多数监管人员的年龄比较大,面临退休,造成了人手不足,还有年轻的监管人员经验不足,对很多情况的监管问题把握不好,不能够独当一面,这也给监管带来了诸多问题。
2、占地补偿问题由于输电线路分布较广,大部分的输电线路都经过农村地区,在广大农村有很多输电线路建设工程,这就存在着占地的问题。自从实行家庭土地承包责任制以来,土地成为每个农民家庭的核心利益,所以农民反对输送电工程占用土地,农户和施工公司经常发生矛盾,小则发生口角,大则大动干戈,多地甚至发生农民聚众阻挠施工的情况,使建设步伐停顿,所以占地补偿的问题不可小视。
二、输电线路建设工程管理问题的解决办法
1、严把质量关
面对输电线路建设工程出现的质量问题,我们要从本质上分析,由于我国现在大部分输送电工程公司的人手紧张,正式员工数量不足,所以我们应该加大对合同员工的培训力度,让合同员工具备正式员工的业务水平,同时要千方百计的提高民工的整体素质,在施工之前对民营施工队进行教育,讲解施工注意事项和一些专业常识。尽量与一些有承建经验的施工队合作。在一些专业性较强的施工环节一定要由送变电建设公司亲自完成。派经验丰富的正式员工参与民营施工队的施工,监督并约束其偷工减料的行为。送变电工程公司一定要按照国家规定时间进行施工,不要为了速度而盲目缩短工期,必须以保证质量为首要目标。
2、加强施工过程的监管
在施工过程中加大监管力度,防患于未然。送变电工程公司应增派监理工程师对整个施工过程进行全方位的监管,对施工方的施工计划和各个施工步骤的方案进行可行性论证,对一些重要数据进行精确计算。在每一段分期工程结束时,进行严格的项目验收,对于不合格、不达标的工程要坚决予以惩罚,要求其重建直至合格。在施工过程中对施工方提供技术支持,安排经验丰富的工程师对施工队提出的问题予以解答指导,并对困难环节进行监督指导。对于监理工程师老龄化问题,输送电工程公司要加强对年轻工程师的培养,同时实行一带一,一帮一的政策,让每一个经验丰富的老工程师带一个年轻工程师,传授经验,答疑解惑,让年轻工程师快速成长起来,弥补监理工程师人员不足,经验不足的现状。从而加强施工过程的监管力度。
3、妥善解决占地补偿问题
由于占地损害了当地民户的利益,但是占地问题又不可避免,所以必须在占地之后对农户进行补偿,令农户满意,这才是解决占地问题的关键。如何令农户满意是摆在我们面前的问题,这就需要我们采取及时补偿和多种补偿途径相结合的办法,对占地给农户造成的损失进行评估,给予相应的现金补偿,并且补偿要及时,不可以故意拖延,或不兑现赔偿承诺,要阳光透明的给予农户补偿。当现金不足的情况下还可以采取其他补偿方式,比如解决农民就业,安排农户家里剩余劳动力参与施工建设,或者联系当地政府部门帮助解决农户其他生活方面的问题。从而妥善解决占地补偿问题,农户满意了,施工自然可以顺利进行。
三、结束语