后压浆技术在高层建筑桩基中的应用
张贤兵
（南通苏中建设有限公司，江苏 南通 226600）
摘要：近年来，钢筋混凝土灌注桩技术在各类建筑工程中得到广泛运用。文章以广西建筑科学研究设计院建科苑工程为例，采用钻孔灌注抗压后压浆技术来提高单桩承载力，要求采用后压浆技术后，主楼基桩单桩承载力特征值不小于4800kN，取得了良好的效果。
关键词：灌柱桩；后压浆技术；承载力；注浆；高层建筑桩基施工
中图分类号：TU974 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）33-0079-02
近年来，钢筋混凝土灌注桩在各类建筑工程中的
应用越来越广泛，但由于钻孔灌注桩施工过程中泥浆
护壁及清孔不彻底，常在桩周及桩底形成软弱层，使
得钻孔灌注桩摩擦力及端阻力不能有效地发挥，造成
钻孔灌注桩承载力偏低，桩材没有充分利用。国内外
的试验研究和工程实践表明，对钻孔桩进行后压力灌
浆加固，能够有效地提高桩的承载力。本文以广西建
筑科学研究设计院建科苑工程为例，采用钻孔灌注桩
工艺，基础持力层为圆砾，取得了显著的效益。
表 1 岩性特征表
地层编号年代
成因
岩性分析
最大揭露厚
度
①Q4ml 杂填土①：杂色等，部分地段顶部有厚约0.2~0.3m
的砼，往下为粘性土、碎石、砂砾和腐殖质等混杂，
局部存在旧基础，土质不均匀，堆填时间在20年
左右。湿~饱和，松散状态。场地内均有分布。
0.3～5.5m
②
Q3al
粘土②：棕黄、黄色等为主，夹灰白色，以粘土
为主，近底部相变为粉质粘土，含少量黑色铁锰质。
粘土切面光滑，干强度高，韧性高，无摇震反应。
稍湿，硬塑状态为主。场地内大部分地段有分布。
1.2～5.8m
③粘土③：褐黄、灰黄色等，局部相变为粉质粘土，
切面光滑，干强度高，韧性高，无摇震反应。湿，
可塑状态为主。场地内大部分地段有分布。
1.6～9.0m
④粉土④：灰、灰褐色，局部混细砂，切面无光泽，
干强度低，韧性低，摇震反应中等。湿~饱和，
稍密状态为主。场地内均有分布。
1.3～15.2m
⑤中砂⑤-1：灰、浅灰色，中砂为主，局部相变为
细砂，砂粒矿物成份以石英为主。饱和，稍密~
中密状态。呈透镜体状分布于场地的圆砾层中，
场地内部分地段有分布。
0.5～6.4m
⑥圆砾⑤：灰白、褐、褐黑色，含砾60%左右，石
英、硅质岩为主要成份，粒径多在10~20mm之间，
磨圆度良好，充填大小不等的砂粒。饱和，稍密
~中密状态。场地内均有分布。
5.5～17.5m
⑦
E 强风化泥岩⑥：灰、灰褐夹灰黄色，泥岩为主，
间夹少量砂岩，强风化。泥岩岩芯多呈柱状，表
现为硬塑~坚硬状态的粉质粘土、粘土状，砂岩
水钻无岩芯，岩粉随回水流出孔口。场地内均有
分布。
0.4～5.7m
⑧中风化泥岩⑦：灰、灰褐，泥岩为主，间夹少量砂岩，
中风化。泥岩岩芯多呈柱状，表现为坚硬状态的
粉质粘土、粘土状，砂岩水钻无岩芯，岩粉随回
水流出孔口。场地内均有分布。
6.2～10.3m
一、工程概述
广西建筑科学研究设计院建科苑工程位于南宁市
北大南路与北际路交汇处西南侧，共4栋住宅楼，各
主楼高均为33层，长约35m，宽约20m，主楼南北间距
最小28m，东西间距最小13m，主楼之间均设2层地下
室并向外延8m左右，框剪结构，建筑面积95548㎡。
本工程桩基础采用钻孔灌注桩工艺，基础持力层
为圆砾，要求桩基全截面进入持力层4500mm，且控制
最小桩长8～9m，本工程桩为端承摩擦型桩。
二、工程地质
根据现场钻探揭露及室内土工试验结果，场地
内分布的地层为杂填土（Q4ml）及第四系上更新统
（Q3al）河流冲积形成的粘土、粉质粘土、粉土、中
砂、圆砾等，下伏基岩为第三系湖相沉积的渐新统南
湖组（E）泥岩等组成。现将各地层主要岩性特征自
上而下分述如表1所示。
三、基础方案
（一）钻孔灌注桩后压浆技术
钻孔灌注桩后压浆技术是一项可以减少建筑物沉
降并且提高桩基承载力的灌注桩后处理技术，这项技
术的基本原理是在成桩一定的时间内，事先通过埋在
钢筋笼上的注浆阀和注浆管，将一定量的水泥浆压向
桩底，使之在桩底形成扩大头，然后使浆液对桩底附
近以及桩周土层渗透、压密、填充和固结，然后再对
桩底和桩侧一定范围的土体渗入粗粒土、裂缝中加入
细粒土、非饱和松散土进行压密，最后再注浆用以最
后加固，从而从根本上增强了桩端阻力和桩侧阻力，
提高单位面积的桩承载力，从而减少沉降。桩端中压
入浆液后首先会和桩端的沉渣、“干碴石”以及离析
2011.1179
的“虚尖”相结合，增强这部分的紧密程度，从而提高桩的承载力，随后浆液会沿着桩身和土层的结合层上返，这样既消除了泥皮，又提高了桩侧的阻力，并且浆液横向渗透到土层中在一定程度上也起到了加大桩径的作用
（二）桩基工程设计参数
工程桩径φ800、φ1000、φ1200、φ1500有效桩长8～11m。桩端以⑤层圆砾层作为持力层，桩身砼C30，钢筋的保护层为50mm。单桩竖向抗压承载力特征值分别为（1950、2750、3550、4800）kN。
（三）质量保证措施
为确保单桩承载力采用后注浆工艺，通过较高压力将液状的浆液注（压）入圆砾层内部，浆液均匀注入地底空隙、板下基层以充填、渗透、挤密等方式赶走地基、基层裂隙中的积水和空气后占据其位置，经人工控制一段时间后，浆液将原来的松散颗粒或裂隙胶结为整体，形成一个良好的结石体。压密注浆水灰比0.5、注浆压力控制在2～3MPa（水泥用量2000kg/根），水泥42.5标号。
1．灌浆设备及灌浆管的安装。灌浆设备由配置筛网的贮浆斗，高压灌浆泵，高压胶管及预埋在桩中的灌浆管组成。施工中主要控制压力，排量，压注时间三个重要参数。
预埋在桩中的灌浆管为二根DN25的钢管，管间用管箍连结，要求在管接头处承压条件下不允许渗水渗浆。注浆管上部不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头（俗称花管），在该部分采用钻头均匀钻出4排（每排4个），间距3cm，直径8mm的压浆孔作为压浆喷头；用塑胶胶布将压浆孔堵严，使压浆喷头形成一个简易的单向装置：当注浆时压浆管中压力胶带迸裂，水泥浆通过注浆孔的孔隙压入土层中，而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。注浆管布置贴紧在钢筋笼内侧，与钢筋笼固定。注浆管在桩底设置灌浆腔，只许浆腔外喷，不许杂物进入。地上设置止浆阀与高压胶管连接，高压胶管两端分别与泵及灌浆管连接。
2．浆液。采用普通42.5级水泥与水搅拌制成水泥浆液，水灰比1︰0.6，闭盘最大压力控制在2～4MPa，注浆流量不超过75L/min，单桩注浆水泥用量为2T。
3．开塞。注浆前，为了使整个灌浆路线畅通，应先用压力水开塞，开塞的时机为桩身混凝土初凝后，终凝前，用高压水冲开出浆口的密封装置及桩侧混凝土。开塞应采用逐步升压法，当压力骤降，流量突增时，表明通道已开通，立即停机，防止大量水涌入地下。
4．灌浆。灌浆应连接进行，压力遵循由小到大逐级增加的原则。
四、基桩检测及经济分析
在对基桩灌注以及压浆完成一个月后，相关检测部门对主楼的4组试验桩进行了抗压载荷试验，试验结果表明：这4组实验桩最大沉降量为10.45～13.27mm，单桩横向抗压承载力为1600kN，单桩竖向抗压承载力特征值5800kN，超过设计值1000kN，承载力完全达到了设计要求。
根据该地的地址报告我们可以看出，如果要使得普通的灌注桩达到与后压浆桩相同的承载能力，那么普通的灌注桩桩长需要16米，而后压浆技术使用后，桩长只需10.6米，四栋高楼共布桩580根，按照目前广西地区的市场价，扣除后压浆的费用后，该项工程共可节约投资一百多万元。并且后压浆可与成桩交叉进行，实施中由于大幅缩短了桩长，也会大大缩短成孔时间，桩基部分的工期会大大提前。如果工程在实施过程中还考虑减薄基础底板厚度和降低底板配筋，那么最终节省的费用将更为可观。
五、结语
后压浆技术可以大大提高灌注桩的承载力，减少桩的长度，从而减小沉降量，尤其是当桩的长度范围中有砂层时承载力改变的效果更为明显。目前我国针对后压浆技术根据不同土质，对侧阻以及端阻能够提高的幅度并没有统一的规范。根据广西建筑科学研究设计院的经验，通过普通灌注桩的承载力来预估压浆后的承载力，可以得出结论最终桩的承载力取值应由载荷试验确定。
参考文献
[1] 张广兴，林廷松．持力层桩端注浆优化效果分析 [J]．山西
建筑，2008，（25）．
[2] 叶峰，陈帝江，刘小飞．关于桩端注浆提高桩基承载力试
验效果的研究[J]．山西建筑，2008，（23）．
[3] 刘耀东，卢立海，徐金华．钻孔灌注桩桩端后注浆施工技
术研究 [J]．混凝土，2010，（7）．
[4] 王磊．对钻孔灌注桩后注浆施工技术的探讨[J]．四川建材，
2009，（5）．
[5] 王春江．钻孔灌注桩桩端桩侧后压浆技术与应用 [J]．山
西建筑，2010，（24）．
[6] 申鑫．钻孔灌注桩后压力注浆施工工艺应用实例[J]．中
国科技信息，2005，（21）．
[7] 许冰，石雄伟．钻孔灌注桩桩端后注浆施工技术 [J]．中国
商界（上半月），2009，（8）．
（责任编辑：赵秀娟）
2011.11 80
金属材料热处理节能新技术的应用
葛 欣
（金牛股份有限公司，陕西 西安 710043）
摘要：对金属材料的热处理能耗高，污染大，如何降低能耗，实现节能减排、增效，是机械工业面临的课题。在管理和技术方面，热处理技术的节能潜力巨大，挖掘材料的性能潜力，加强热处理节能新技术开发及应用研究，从而在节能基础上提高材料的性能水平和使用寿命，对于实现企业的可持续发展意义重大。
关键词：金属材料；热处理节能技术；技能增效；超硬涂层技术；薄层渗入技术
中图分类号：X322 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）33-0081-02
现代制造技术重视对金属材料，特别是钢铁材料的热处理，以及对制造的可持续性以及制造技术的发展，比如材料冶炼、铸造、锻轧成型等。对金属材料的热处理能耗高，污染大，怎样降低能耗，实现节能减排、增效，是机械工业面临的课题。在管理和技术方面，热处理技术的节能潜力巨大，挖掘材料的性能潜力，加强热处理节能新技术开发及应用研究，从而在节能基础上提高材料的性能水平和使用寿命，对于实现企业的可持续发展意义重大。
一、我国金属材料热处理生产的现状
目前，我国的机械制造业发展迅速，直接带动了热处理行业的快速发展，目前各类热处理专业厂、热处理设备制造厂、热处理工艺材料生产厂等如雨后春笋般纷纷出现在各个地区。据有关资料统计表明热处理分厂、车间约近15000家，员工总数约37万人。这样的生产规模是非常可观的，但同时我们也看到了这个产业的能耗也是惊人的，而且热处理行业的能源利用消耗大，浪费较严重。以热处理设备平均利用率为30%计算行业的能耗，我国目前热处理的能耗需要耗电100亿度，热处理营业额资金近320亿元。为国家缴纳税收近40亿元。由此可见，热处理技术在国民经济中所处位置及作用的重要性。但是我国金属材料热处理节能技术及应用不广泛，行业依然处于粗放式管理的情况，其中造成能耗过大的原因有多种，但主要是硬件问题，企业中的设备不精良，比如设备负荷率低，装炉量不足，加热设备落后，生产损耗大等。技术改造对于热处理行业来说非常紧迫，通过热处理的节能技术及应用，实现企业节能增效和可持续发展。二、我国金属材料热处理技术的应用
（一）化学热处理薄层渗入技术
热处理是材料性能的保证，目前，我国化学热处
理薄层渗入技术应用较为广泛，该项技术的应用打破
了传统认为化学元素渗入金属表层不影响材料性能的
观念，在技术领域实现了突破。以往的热处理技术由
于加热时间很长，导致耗电增加，污染严重。在这种
情况下，采用化学热处理薄层渗入技术对金属材料进
行热处理是很好的节能途径，如果渗碳层减少，那
么同等条件下可节电33%。我国是自行车大国，钢球
的用量巨大，钢球生产中就广泛地采用了薄层渗碳技术，这样可以比传统技术提高生产效率，同时实现节
电30%以上，在此期间也使甲醇和煤油的消耗大幅减少，可达52%以上，钢球的使用寿命提高2倍，节能又
环保，减少了成本支出。
（二）热处理的超硬涂层技术
在机械制造业中，需要加工大量的工具零件，在
加工过程中采用超硬涂层技术，实现节能的目标。生
产中通过离子轰击化学热处理的方法，在刀具和模
具的加工中进行表面沉积硬化，然后再经溅射处理
2μmTiN，实践证明产品的使用寿命得到了延长。特
别是生产过程自动化的情况下，一些高新设备在热处
理行业中的应用，热处理全程实现了自动电脑监控，
整个处理环节时间减少，但是产品的质量提高，加热
源发生根本变化是这项技术的关键，实现了高效、优质、节能、环保的生产目标，因此而广泛应用。
（三）热处理的振动时效处理技术
对于一些金属制件，目前较为普遍采用的节能技
术是振动时效处理，目的是为消除金属制件的残余应
2011.1181
力，保证产品的尺寸合格，不开裂、不变形。这种技术改变了传统的时效工艺炉低温长时间加热而导致的成本高、时间长、能耗大的恶性循环，而且污染大。粗放型的经济增长方式是我国目前制造业的特点，比如，利用不同频率产生的多谐波共振原理制造的电脑控制设备，由于采用了此种技术使电能消耗大幅度地降低了。利用这种技术，较之传统技术相比而言，可节能40%，极大地提高了企业的利润空间，同时金属韧性可提高35%，提高了产品的质量。
（四）热处理的CAD技术
热处理总体来说是资源消费密集型行业，在节能技术中，CAD技术应用也较为广泛，其技术原理是应用计算机模拟技术，进行研究和设计热处理的工艺流程。该项技术主要在喷淋、喷雾冷却等环节中使用，对于淬火剂和淬火方法的正确选择也是一项重要的方法，加快渗碳过程，从而减少废气排放量，实现环保和节能的生产目标。这是热处理智能CAD技术得到普遍认可的原因，也是绿色生产的重要标志。在此期间，用三维温度场计算的方法进行节能设计，充分进行热处理余热的回收与利用等节能方法，是减少能耗的有效措施。
（五）真空热处理技术的应用
机械制造过程，特别是热加工过程，真空热处理工艺成为一项颇受信赖的新型节能技术，该项技术的优点是使用无氧处理介质，所以称为真空热处理技术，该项技术的处理渗碳零件不会发生内氧化的现象。此技术的渗碳温度极高，产品的生产周期很短，是节能减排的最优选择。真空热处理废气的排放量大幅减少，减少了一些设备的应用，不用连续保持炉的温度，也是减少电能消耗的重要因素，可使设备达到最大利用率。在炉膛内真空状态下，反冲入惰性气体，借助搅拌风扇，使用对流的传热方式，是未来的发展方向，开发新型真空气淬炉，推广高压气 淬技术。
（六）激光热处理技术
能耗高、资源消费大、污染环境严重，是热处理行业的特点，节能技术激光热处理，就是一项值得推广的新技术，核心是利用高功率密度的激光束对金属表面进行硬化和合金化处理，改变金属表面的特性，在激光作用的过程中产生用其它表面淬火达不到的表面性能的变化。该项技术充分利用激光的穿透力强的特性，而且能够在短时间内把金属表面加热到熔化的临界点，与此同时迅速奥氏体化后急速淬火，需要处理的金属表面迅速硬化。而且金属形成的新的特性具有一般处理不易获得的组织细密、硬度高、耐磨性，能好等优点，采用该项技术处理后的金属表面可获得大于400kgf/mm2的残余压应力，对于产品的性能提高具有很好的保证作用。该项技术适合对管孔、深沟、微区、夹角和刀具刃口等局部区域的热处理，弥补了其他方法不能胜任的疑难部位的硬化处理。特别是计算机技术的大量应用在热处理工艺过程中，自动化程度更高，节能效果更明显。
制造技术的先进性决定商品的竞争能力，通过热处理，赋予材料以形体，是产品竞争能力的保证，而热处理技术的先进程度则赋予材料以高品质成型。金属材料的热处理技术及热处理水平是保证机械产品质量的关键因素。我国经济保持持续快速增长，这期间机械制造业的发展对于促进经济的发展发挥了重要的作用。热处理工艺技术有相当长的历史，我国已经成为世界的钢铁大国，每年进行的热处理钢铁材料占钢材总量的40%以上，是机械制造大国。热处理技术的节能减排是非常值得探讨的永恒课题。
参考文献
[1] 廖波，肖福仁．热处理节能与环保技术进展[J]．金属热
处理，2009，（1）．
[2] 江利，闫非，汪剑，戚琴花．我国热处理能源结构分析[J]．
热处理，2008，（6）．
[3] 王瑾．绿色制造技术在机械工业中的应用研究[J]．商场
现代化，2008，（23）．
[4] 黄春峰．金属热处理节能技术及其研究进展[J]．航空制
造技术，2008，（5）．
作者简介：葛欣（1964-），女，陕西定边人，供职于金牛股份有限公司，研究方向：金属材料及热处理。
（责任编辑：赵秀娟）
2011.11 82
2011.11
83
浅谈GPRS 自动气象站的应用
李银生
（江西省井冈山市气象局，江西 吉安 343600）
摘要：
GPRS 通讯方式因其具有高速、永远在线、轻松方便等优点，正在成为气象探测的一种主要手段，特别是在间断、突发性的或频繁、少量的气象数据传输中表现出良好的性能，能较好地满足中尺度自动气象站网气象资料采集和传输的需要。文章根据GPRS 的发展前景，探讨了该业务未来在气象部门的应用。
关键词：
GPRS ；自动气象站；气象探测；网络设计方案；封包传输中图分类号：
TN929 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）33-0083-02一、GPRS 简述
GPRS（General Packet Radio Service），中文表达为“通用分组无线业务”，它是一种以全球手机系统（GSM）为基础的数据传输技术。简单来说，GPRS技术的主要作用是高速处理数据，并以“分组”的形式把资料传送给用户。目前来看，解决移动通讯信息服务最完美的手段即GPRS，它具有覆盖广、速率快、费用低、使用维护方便等优点。GPRS的发展和应用为很多行业和用户提供了便利，给气象部门带来的变化尤其明显。
我国是一个自然灾害多发的国家，各种气象灾害的频繁发生给广大人民群众造成很大的生命财产损失，因此我们应积极利用各种技术手段为气象部门服务，提高气象预测水平。原来的气象局和气象站主要是通过X.25和PSTN组网，省中心带宽为64kbps，地县带宽仅为9.6kbps，覆盖面小，传输速率较低，不能完全满足各种数据资料的快速传输，以及站与站（尤其是小站）之间的交互传输。而这些不足都可以利用GPRS来克服。本文基于此探讨了GPRS自动气象站的应用，以期提高气象站的监测预报能力，发挥好服务功能。
二、系统原理
无线数据传输系统由气象分站与气象总站组成，可分为数据采集系统、信息通讯系统和数据处理显示
系统等。系统组成结构如图1所示：
图 1 系统的组成结构 图 2 GPRS-100的原理图
气象分站主要是完成对现场信号的采集和存储，当接收到气象总站的遥控指令时，将采集到的气象数据通过GPRS模块发到气象总站，从而完成气象的实时监控。气象总站的主要任务是发送遥控指令、接收分站的数据信息、进行数据处理等。（一）系统的硬件结构
本系统对硬件无特殊要求，在自动气象站I、II 型站和无人自动气象站上直接安装即可。GPRS-100终端卡一套（用户手册、电源、数据连接线、天线），中心站软件。
（二）GPRS-100原理框图
GPRS-100采用了先进的GPRS模块和嵌入式网络处理CPU。它的原理框图如图2所示。
三、气象信息系统应用GPRS 解决方案与
特点
气象部门由气象部门与政府部门双重领导，既承担着一定的社会行政管理职能，又履行着公共服务职责，因此气象部门必须满足特殊安全性和可靠性的要求。气象信息系统总体上依照业务与网络分层构建、逐层保护的原则进行网络构建。GPRS出现以前，一般是利用宽带IP（DDN专线）＋GPRS无线网络技术，其所采用的设备以及网络构架都具有良好可扩展性，GPRS引进应用之后，在不改变现有组网方案的情况下，通过增加GPRS DTU设备，实现了远程无线数据传输功能。
（一）GPRS 气象信息采集系统网络的一般解决方案
GPRS气象信息采集系统的网络设计一般采用星型结构（图3）。以江西省为例，具体布置如下：
1．在省局中心、地、州（市）级气象局和气象
站分别设立核心节点。其中省局中心是整个信息系统
2011.11
84
的核心，承载着气象重要数据，关系到全省气象数据的正常传输，并承担着与其他政府部门的交换功能，因此需确保省局中心的数据稳定，需要设立两台核心
服务器，一主一备，以应对意外情况。
图 3 气象信息网络星型布局图
2．地市级通过SDH2M接入省气象中心的通信网络系统。各采集点采用GPRS DTU设备接入，将采集到的各种气象数据通过GPRS网络及时地送到地市级气象中心，实现快速、稳定、可靠的网络构建。气象部门的网络设计总是把安全性和可靠性放在首位，因此在网络设计中，市局节点到各采集点除选用APN专线作为主用外，还选用了ADSL/ISDN网作为备份链路。（二）应用GPRS 系统网络的特点
以上设计方案既实现了全省气象系统的信息化办公，也实现了安全高效的信息共享和指挥调度，提升了服务水平。该方案的特点主要有：
1．高安全性和可靠性。在整个网络设计中，都首先从安全可靠的原则出发选择了高可靠性设计的网络设备，各采集点均采用GPRS设备，减少了设备故障率，保证了可靠性。与以往的资料采集手段相比，应用GPRS技术的自动站设备提高了采集和信息传输的效率和安全可靠性，尤其在恶劣天气情况下这一优势更加明显。例如在雷电发生时，GPRS通讯阻断了雷电袭击的主要通道，免去了雷击风险，保证了在灾害天气时气象资料的安全采集和传输。再者，ADSL/ISDN网作为备份链路的备份设计进一步保证了数据的稳定和安全。
2．传输速率高。GPRS可提供高达115kbit/s的传输速率（最高值为171.2kbit/s，不包括FEC）。传输速率还依赖于信道编码。GPRS的信道是动态分配的，这一特点大大节约了调取检测资料的时间。举例来讲，以往采用电话拨号方式调取一个自动气象站的资料大约一分钟的时间，而现在仅需要大约一秒种，极大提高了资料传输速率。气象局由此加大了气象资料调取的频率，提高了时效性。需要注意的是，虽然GPRS理论上的最高传输速率可以达到171.2kbit/s，但是由于实际使用中受到SIM终端和编码的限制，各地实际的使用速度会出现差异。
3．永远在线。GPRS的信道分配遵循“多个用户共享，按需动态分配”的原则，用户可以时时保持在线状态，也就是各个自动气象站和中心采集站即使没有数据传送的任务，也随时与移动网络保持联系。在进行下一次的数据传输时，自动站无需重新连接网络即可进行传输。另外，由于应用了控制软件，即使采集中心发生故障，DTU也能确保在线。在采集中心恢复工作后，能够第一时间把资料传送到采集中心。
4．费用合理。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包的方式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，虽然时时在线，但是并没有使用其整个频道，按照实际发送和接收的数据包进行收费，理论上较为便宜。以自动气象站为例，即使增加了资料的观测和传输密度，每个月单站的数据通讯量也仅仅为10MB左右，月通讯维持支出在100元/站的水平。此外，GPRS的收费有很多具体的套餐和方案，各用户可以按照自己的实际情况加以选择。
此外，应用GPRS的系统网络还具有快捷登录，监控方便等优点，本文不再一一阐述。
四、结语
在同等保障维护的前提下，自动气象站网的数据收集和传输采用GPRS技术之后，具有明显优势，既节省了经费，又提高了传输效率，提高了服务水平。但是使用过程中也经常会遇到一些问题，例如，数据传输软件的版本升级问题，气象站电源的稳定性问题，GPRS的掉线问题等，整个系统的稳定性还不能完全保证。GPRS技术仍是一项发展中的技术，还有很多细节需要完善，仍有很大的发展空间。作为气象部门，我们在应用这一技术的过程中，也应当不断开拓创新，提升应用能力和水平，以取得更大的社会效益和经济效益。
参考文献
[1] 基于GPRS 网络气象信息采集系统应用方案http://
https://www.doczj.com/doc/a018153773.html,/tech/fangan/528535.html.
[2] 黄宇红，
孙少陵．通用分组无线业务（GPRS）[J]．电信科 学，2000，（5）．
[3] 吴松．
GPRS 数据系统传输速率的研究[J]．中国数据通信，2002，（11）
作者简介：李银生（1965-），男，江西井冈山人，江西省井冈山市气象局副局长，工程师,研究方向：大气探测和公共气象服务。
（责任编辑：赵秀娟）
超前水平钻探技术在隧道地质勘探中的应用
刘东恒 李日喜 杨 勇
（山东黄金有限责任公司，山东 招远 265400）
摘要：文章以某隧道工程地质勘探为例，介绍了改善超前钻探预报的必要性以超前水平钻探方法，对实际隧道工程的超前水平钻探勘探进行了分析，总结了隧道的地质情况，提出了施工建议及钻探质量控制措施，以确保施工安全以及施工质量。
关键词：超前水平钻探；隧道工程；地质勘探；钻孔质量保证措施
中图分类号：P634 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）33-0085-02
一、概述
随着我国国民经济发展迅速，高速铁路、高速公路、城市轨道交通等工程大规模地建设，长大隧道数量也越来越多。作为隐蔽工程的公路隧道、铁路隧道、矿山隧道、输水隧道等在施工过程中，由于前方地质情况不明，经常会因遇到断层、破碎带、暗河、高地应力等不良地质体而导致塌方、泥石流、涌水、岩爆冒顶等地质灾害发生。这些灾害的出现往往会影响施工进度，造成人员伤亡，给施工单位、国家和人民带来严重的经济损失。有些隧道不仅延伸很长，而且深埋于山体中。对于这些埋藏很深的长隧道，由于其前期的地勘工作受到技术水平和经费的限制，因而在施工前不可能查清隧道围岩的地质情况。随着隧道工程施工的逐步深入，其安全隐患会一一暴露出来。这时需要在施工过程中采取有效方法，对前方不良地质灾害进行准确的超前预报，以便及时地修正开挖和支护设计方案，避免施工事故发生。
二、超前水平钻探方法
超前水平钻探方法是在隧洞内安放水平钻机进行水平钻进，根据钻孔资料来推断隧洞前方的地质情况。钻孔数量、角度及钻孔深度可人为设计和控制。根据钻进速度的变化、钻孔取芯鉴定、钻孔冲洗液颜色、气味、岩粉及遇到的其他情况来预报。由于超前钻孔能够最直接地揭示掌子面前方的地质特征，所以准确率较高，也是地质超前预报一种必不可少的手段。
超前水平钻探方法的优点：（1）预报准确度较高，可以反映掌子面前方一定距离的地层岩性、岩体完整程度、裂隙度、溶洞大小、有没有水以及可测水压高低等；（2）煤系地层可进行孔内煤与瓦斯参数测定，以便采取适宜防范措施，防止煤与瓦斯突出；（3）与物探方法相比，它具有直观性、客观性，不
存在物探手段经常发生的多解性、不确定性，且得到
的资料可信度高。
超前水平钻探方法的缺点：（1）在复杂地质条
件下预报效果较差，很难预测到正洞掌子面前方的小
断层和贯穿性大节理，特别是与隧道轴线平行的结构面，其预报无效；（2）在破碎岩体中会卡钻，钻进困难，速度不高；（3）需占用较长的施工作业时间，费
用较高；（4）一孔之见，较难形成面的概念。
三、工程实例
某分离式隧道，左幅全长1568m，右幅全长165m。设计路面标高1165.61147m，隧道左线最大埋
深约227m右线最大埋深约232m。为确保隧道施工安全
和施工质量，并为隧道开挖、支护提供依据，对该隧
道进行了地质超前预报。超前地质钻探是利用钻机在
隧道开挖工作面进行钻探获取地质信息的一种超前地
质预报方法。D1K711+030—D1K710+960段位于冲沟段，为查明地质、确保安全，采用φ75超前探孔进行
验证。本段超前地质钻探采用回转取芯钻。钻探孔位置：隧道里程124m；钻孔深度：20.10m。
各孔段主要水文工程地质特征：0.0～2.90m岩芯
完整呈长柱状，采芯率100%；2.90～6.30m岩层间较
破碎呈碎块状、短柱状，2.90～3.10m，5.60～5.80m
见裂隙，有溶蚀现象，溶孔发育，采芯率80%；
6.30～15.60m，岩芯完整呈长柱状、线柱状，采芯
率95%；15.60～16.20m，见溶蚀裂隙，裂面上见黄
色泥质侵染，具构造岩溶溶蚀裂隙的特征，采芯率70%，岩芯呈块状。16.20～19.50m岩芯完整呈长柱状，其中，17.80～18.20m有溶蚀现象，采芯率90%。19.5～20.10m，岩芯较破碎，采芯率100%；该隧道从
2011.1185
124m掌子面钻探揭露的20.10m长度内，地层岩性为灰色中厚层状隐晶质结构灰岩，岩质较坚硬，无大的断裂构造通过，未见地下暗河或突水、涌水现象。但在隧道里程126.50～130m段，143～144.10m段，岩芯比较破碎，应注意冒顶做好维护工作，131～132m段，140～143m段，见溶蚀现象，应对溶蚀突水、涌水做好预防工作。
根据现场钻孔资料分析，预测段岩溶、裂隙较为发育，建议采取超前小导管注浆进行预先处理，同时在此段隧道施工过程中，应密切注意沿泥化夹层、溶洞和节理的失稳破坏，同时在可能发育溶槽或溶洞区域，可能突泥和水，故开挖后应及早支护并采取相应的措施，防止麻痹大意思想，并加强监测。
四、超前地质钻探要求
（一）超前地质钻探技术要求
1．孔数：超前水平钻孔每个断面为5个孔，拱部3个孔，边墙脚各1个孔。
2．孔深：连续钻探每循环孔深为30米，并且前后两循环钻孔重叠5米，即25米一循环。
3．孔径：钻孔直径为φ75，其满足钻探取芯、取样和孔内测试的要求。
（二）超前地质钻探工作要求
1．超前钻探过程中应在现场做好钻探记录，包括钻孔位置、开孔时间、终孔时间、孔深、钻进压力、钻进速度随钻孔深度变化情况、冲洗液颜色和流量变化等。
2．超前钻探过程中应及时鉴定岩芯、岩粉，判定岩石名称，并选择代表性岩芯整理保存。
3．加强钻进设备的维修与保养，使钻机处于良好状态；强化协调和管理，各方面应积极配合，减少和缩短施钻时间。
五、钻孔质量保证措施
为提高工作效率，减少地质超前钻探占用开挖工作面的时间，可采用冲击钻与回钻取芯钻相结合的方式。根据地质调绘与物探法结合判断出的围岩危险区域决定是采用冲击钻还是采用回转取芯钻。冲击钻速度快，但是无法取出岩芯，只能通过一些可接指标判断隧道工作面前方的围岩变化情况，加大了对围岩分析的难度；回转取芯钻速度慢，占用施工时间太多，但是能准确直接地对前方围岩进行分析研究。如何选择钻探方法还需根据实际情况专门研究决定。长距离地质超前钻探应按照标准操作要求进行，对钻探质量控制宜采取下列措施：
（一）采用系统的钻探程序
1．测量布孔：施钻前按孔位设计图设计的位置用全站仪或经纬仪准确测量放线，将开孔孔位用红油漆标注在开挖工作面上。
2．设备就位：孔位布好后，设备就位，接通各动力电源和供风、供水管路。安装电路要由专业电工操作，确保安全，供风管路要连接紧密，无漏气现象。
3．对正孔位，固定钻机：将钻具前端对准开挖工作面上的孔位，调整钻机方位，将钻机固定牢固。
4．开孔、安装孔口管：孔口管必须安设牢固。
5．成孔验收：施钻满足设计要求，经现场技术人员确认签收后方可停钻终孔。
（二）控制钻进方向
1．钻机定位完毕后，对钻机进行机座加固，使钻机在钻进过程中位置不偏移，做到钻孔完毕钻机位置不变。在钻进过程中应定期检查机器的松动情况，及时调整固定。
2．对钻具的导向装置尽可能加长，并且选用刚度较强的钻杆，从而提高钻具的刚度，减少钻具的下沉量，达到技术的要求。不得使用弯曲钻具。
3．当岩层由软变硬时应采用慢速、轻压钻进一定深度后，改用硬岩层的钻进参数。钻进中应减少换径次数。
4．本循环钻孔完毕后，根据测量结果总结出钻具的下沉量，下一循环钻探时通过调整孔深、仰俯角等措施控制下沉量在设计要求的范围内，达到技术要求的精度。
5．对于100m以上的超长钻孔，应综合工作面岩性、隧道坡度、前进方向、钻杆自重等因素进行钻孔定向综合设计，计算出合理钻进角度。
六、结语
随着隧道工程施工的逐步深入，需要在施工过程中采取有效方法，对前方不良地质灾害进行准确的超前预报，以便及时地修正开挖和支护设计方案，避免施工事故发生。超前钻孔作为直接地揭示掌子面前方的地质特征且较高准确率，是地质超前预报一种必不可少的手段，通过结合工程实例，提出超前地质钻探工作要求以及相应的技术措施，为同类工程提供参考借鉴。
参考文献
[1] 张庆欣．齐岳山隧道超前钻探施工技术[J]．铁道标准设计，
2008，16（5）.
[2] 段双喜．超前钻探在超前地质预测预报施工中的应用
[J]．科技情报开发与经济，2008，（10）.
[3] 何成，江登洪，陈欣梅．特殊不良地质隧道的超前钻探法
预报技术探讨[J]．西南公路，2010，（11）.
（责任编辑：赵秀娟）
2011.11 86
2011.11
87
球罐柱腿角焊缝裂纹分析
费东辉
（宁波市特种设备检验研究院，浙江 宁波 315020）
摘要：
随着石油化工行业的发展，作为大型储存容器的球罐得到大规模的使用，而在日常使用中，柱腿角焊缝经常发现裂纹，从而影响球罐的安全使用。对于球罐柱腿角焊缝裂纹多发的现象，文章通过有限元应力分析，从制造方面的内因以及介质环境方面的外因对柱腿角焊缝裂纹进行了系统的分析。
关键词：
球罐应力；柱腿角焊缝；裂纹；有限元分析；介质环境；热处理中图分类号：
TG115 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）33-0087-02球罐作为一种大型储存容器，广泛应用于石油、化工、冶金、能源、气体等领域，随着使用时间的增加，球罐会出现各种失效情况，一旦球罐出现失效情况，轻者会影响球罐的正常使用，重者引发安全事故，导致灾难性后果。而球罐柱腿角焊缝出现裂纹是一种常见的失效形式，研究柱腿角焊缝裂纹产生的原因和机理，进而在制造过程中和日常使用中减少柱腿角焊缝裂纹的产生。
一、球罐应力分析
国内多名学者对球罐进行过有限元应力分析，发现球罐的最大应力一般发生在球罐柱腿的角焊缝位置。以一台典型的球罐为例，对其进行有限元分析，球罐的参数见表1：
表 1 球罐参数表
设计压力／MPa 2.16球罐内径／
mm 18000设计温度／℃50球罐容积/m 33054工作压力／MPa 2球壳厚度／
mm 54工作温度／℃50支柱数12腐蚀裕量／mm 3装量系数0.9焊接接头系数1物料密度Kg/
cm 3
0.5球壳材料15MnNbR 支柱内径／
mm 630支柱材料16MnR 支柱厚度／
mm 10水压试验压力／
MPa
2.7
支柱长度／m
10.6
根据球罐整体结构和载荷的对称性以及柱腿的数量，选取整体结构的1/24。网格模型采用壳单元和梁单元，分别是SHELL93和PIPE16，如图1所示。施加载荷为工作压力、球罐自重和液体静压力，壳两
边采用对称约束，支座底部全约束。分析结果如图2所示，柱腿角焊缝处薄膜应力+弯曲应力值最大值为
341MPa，是球壳膜应力（180MPa）的1.9倍。
图
1 网格模型
图 2 施加载荷后应力分布图
一般来说，应力是产生裂纹的必要条件，应力越大，产生裂纹的可能性越大。而球罐柱腿角焊缝的局部高应力是柱腿角焊缝裂纹多发的主要原因之一。
二、制造方面的影响
影响球罐柱腿角焊缝裂纹发生的因素还包括：焊接质量、运输吊装过程、球罐热处理等。（一）焊接质量
球罐柱腿与球罐的焊接是在球壳板制造厂内完成
技术交流
T
echnical Exchange
的，并与球壳板一起运输到使用现场进行组装。而柱腿角焊缝的焊接质量对使用中是否产生裂纹有重要影响。球罐柱腿与球壳板的连接采用角接焊接结构，受结构的影响，只能在柱腿侧开V型坡口，无法开X型坡口，因此只能采用单面焊接双面成形的焊接工艺，这就对焊工的焊接技术提出了较高的要求，在施焊过程中一旦疏忽，就容易在背面形成未熔合、成形不良等缺陷，在焊缝内部形成气孔、夹渣等缺陷。同时，受结构影响，在焊接完成后，角焊缝进行埋藏缺陷探伤难度较大，国家相关标准也未提出埋藏缺陷的探伤要求，这就给埋藏缺陷的存在提供了生存条件。一般认为，球罐柱腿角焊缝裂纹主要由其角焊缝中存在的夹渣等埋藏缺陷引起的。
（二）运输吊装
单个球瓣片的形状是比较规则的，运输和保存比较方便，但在球瓣片上安装柱腿后，会造成球瓣片形状凸起，给运输和保存带来不便。在运输、保存和吊装过程中，受重力、汽车抖动等因素的影响，凸起的柱腿不可避免的与相邻的球瓣片、柱腿、车厢以及其它物体发生碰撞，而一旦发生碰撞，会在角焊缝附近局部产生拉应力、弯曲应力等，对角焊缝造成损伤，甚至产生裂纹。
（三）球罐热处理
球罐在制造完成后，需要进行整体热处理。在热处理过程中，由于热胀冷缩，加热时球罐体积膨胀，而柱腿随着球罐沿径向移动，由于地面摩擦力的存在，限制了柱腿的移动，由于变形量的不同，不可避免地会在球罐和柱腿内部产生应力，而柱腿角焊缝由于结构突变，导致内应力集中。冷却时，柱腿随着球罐沿径向回移，同样受到地面摩擦力的作用，会在球罐和柱腿内部产生应力，集中在柱腿角焊缝。同时由于热处理过程中，球罐体积发生变化，柱腿角焊缝的外形和长度也随之发生改变，但是由于球罐与柱腿温度的不一致以及材料的差异，都会导致球罐与柱腿变形量不同，从而在柱腿角焊缝处产生内应力，甚至产生裂纹。
三、介质环境方面的影响
（一）存在循环疲劳
球罐在使用过程中，由于介质的不断充装和使用以及风载荷作用，容易使球罐材料产生疲劳。特别是在沿海地区、平原地区，风诱导使球罐整体产生振动，作用球罐的柱腿上，使柱腿角焊缝承受交变载荷。由于角焊缝内部存在气孔、夹渣、未熔合、未焊透等埋藏缺陷，在交变载荷的作用下，会在这些埋藏缺陷的尖端处形成微裂纹，随着载荷的作用以及时间的推移，微裂纹不断扩展，演变成裂纹的萌发源，并可能在一段时间内急剧扩展成宏观可见的裂纹。可见，该因素也是实际使用过程中柱腿角焊缝上的裂纹多发的原因之一。
（二）基础沉降
球罐在使用过程中，随着内部介质的使用和充装，球罐整体的质量不断发生变化，球罐随着柱腿会发生一定的沉降，不同的柱腿之间由于基础的不均匀性，相应的沉降量也不同。特别是使用多年的球罐，充液状态柱腿之间的沉降差一般都大于充液前或者放液后的沉降差，并且随着充液量的增加，相邻柱腿之间的沉降差逐渐增大。沉降差的存在，会引起柱腿承载不均，基础沉降少的柱腿将长期承载较大载荷，承受较大应力，容易产生裂纹。
球罐是一种使用广泛、危险性相对较高的压力容器，研究球罐裂纹的产生原因和机理，特别是研究经常发现的裂纹的产生原因和机理，能够有效的提高球罐的安全性能，降低事故率。受时间、篇幅和作者水平影响，本文未进行深入的研究，难免有不足和错误的地方，作者会在以后的日子里，对其进行广泛和深入的研究。
参考文献
[1] 宋鹏．大型液化气球形储罐有限元分析设计[D]．大连：
大连理工大学，2009.
[2] 杨国义，梅林涛，寿比南．10000m3丁烷球罐应力分析与
评定[J]．设计计算，2003，20（11）.
[3] 卢峰，赵石军．大型球罐有限元应力分析设计技术[J].设
计与计算，2010，（2）.
[4] 钢制球形储罐（GB12337-1998）[S].
[5] 球形储罐施工及验收规范（GB50094-98）[S].
[6] 卫景义，单洪祥．400m3球罐支柱与球壳连接处角焊缝裂
纹产生原因及处理办法[J]．化工施工技术，1998，20（3）.
[7] 谢伟．球罐支柱基础沉降差对稳定性的影响[J]．设计与
结构，2001，18（3）．
作者简介：费东辉（1981-），男，浙江宁波人，宁波市特种设备检验研究院工程师，压力容器注册检验师，压力管道注册检验师，硕士，研究方向：承压特种设备。
（责任编辑：赵秀娟）
2011.11 88
锅炉防磨防爆经验总结
郭启云
（郑州新力电力有限公司，河南 郑州 450007）
摘要：锅炉是火力发电厂锅炉的重要设备之一。锅炉一旦发生“四管”泄漏就只有采取强迫停炉，进行抢修的办法，严重影响了火力发电厂的正常生产，造成巨大的经济损失，火力发电厂锅炉“四管”爆漏是长期困扰火力电厂安全生产的一大难题。文章总结了郑州新力电力有限公司自投产以来，在防治锅炉四管爆漏方面存在的问题以及采取的措施，以供参考。
关键词：锅炉防磨防爆；四管池漏；爆漏原因；锅炉安全管理；压力容器检测
中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）33-0089-03
一、设备简介及现状
郑新公司目前有5台200MW机组，其中1、2机组为新扩建机组，分别于2006、2007年投产；#3、#4、#5机组分别于1992、1993及1995年投产。锅炉全部为武汉锅炉厂生产的WGZ-670/13.7-Ⅱ型单汽包、一次中间再热、自然循环煤粉炉。
（一）漏泄次数统计
由于#1、#2机组为新扩建机组，投产还不足一年。运行以来#2炉在2007年7月低过发生一次爆管，爆管原因为焊口存在安装缺陷。以下统计主要为#3～#5炉投产以来所发生的爆管情况：
表 1 锅炉“四管”爆漏情况统计表
（二）爆漏原因分析
锅炉“四管”漏泄原因较复杂，但主要可分为磨损、过热、应力拉伤、焊接等。以下是郑州新力电力有限公司四管爆漏的原因，见下图：
纵观公司十几年来锅炉“四管”爆漏的原因，我们可以把它分为以下三个阶段：
第一阶段：1993～2001年，在这期间，锅炉爆管
以过热爆管为主，约占爆管次数的60%，同时安装时
焊接质量、应力、磨损基本均等。
第二阶段：2002～2005年7月，锅炉爆管以磨损
和应力拉伤管子爆管为主，其各占爆管次数的45%。
特别是2004～2005年上半年，由于煤质差，锅炉爆管
次数分别达到8次和9次。
第三阶段：2005年8月至今，爆管1次。#4炉低再
磨损爆管。爆管次数明显下降。
二、设备治理方面的工作
为了抑制锅炉“四管”爆漏频发的局面，公司各
级领导从始至终高度重视此项工作。每次爆管后及时
组织相关技术人员分析爆管原因，总结爆管经验，提
出解决办法。同时公司持续不断的投入财力、物力、
人力来治理锅炉“四管”爆漏问题。
1．公司针对炉内高过、后屏、高再受热面由于
超温爆管频繁的问题，采取更换高等级管材的办法，
将原来材质刚研102更换为TP347。公司从1998年开始，陆续投入资金对＃3、＃4、＃5炉高过、后屏、
高再容易超温管排进行了局部更换，2001年基本对这
3台炉改造完毕。从改造后至今，这些部位没有发生
过爆管，基本上解决了由于超温爆管的问题。
2．对炉外高过引出管胀粗超标的管子进行有步骤的
更换。如今已经完成＃3、4炉内1、内2圈的更换工作，5
炉已全部更换完毕，解决了此处存在的爆管隐患。
3．对＃3、＃4、＃5炉炉外小管、低再疏水小集箱、水冷壁下联箱排污管座.加热管座等进行综合治理，解决了这些部位由于膨胀不畅造成的管子以及焊
2011.1189
口拉裂的问题。
4．持续投入资金对受热面进行不断的、合理有效的防磨。随着近年来煤炭市场紧张，煤的总体品质下降，煤中灰份增加，对受热面管子的磨损更加厉害，公司采用防磨涂料及金属喷涂两种方式，利用大、小修机会对磨损严重的部位进行防磨处理，有效阻止了管子的磨损趋势，减少了爆管次数。
5．在防磨防爆检查中，坚持“严查重换”的方针。在每次大小修以及临停期间，除了组织公司级的防磨防爆检查外，还另外组织一个主要由车间、班组成员构成的防磨防爆检查小组，主要职责就是日夜不停的检查各个受热面超标管子，监督换管小组的换管情况。我们形象地称这个小组为“工兵连”。
自2005年9月份成立以来，防磨小组共查出超标管子1201根，更换689根，为近两年降低锅炉“四管”爆漏做出了重要贡献。
三、设备存在的问题
通过以上设备治理，我公司“四管”爆漏这两年成下降趋势。但随着老机组运行时间的增长，启停次数的增加，锅炉已呈现老龄化现象，个别受热面整体磨损严重，金相监督检查其力学性能、组织已明显发生变化；同时，随着新机组的投产，各个受热面安装时的隐蔽缺陷还没有得到充分的爆漏，易磨损部位急需处理。这都对我们以后的防磨防爆工作提出了巨大的挑战。目前设备存在的问题主要有以下几点：1．主烟道省煤器受热面磨损严重。现＃3～＃5炉省煤器管子磨损大量超标，基本上每吊开一排，就能发现其相邻管排磨损超标。省煤器磨损管排更换工作量大，不可能依靠一两次的大小修就能把它处理完。省煤器在我公司还没发生过爆管，但是如果一开始出现爆管情况，就会接二连三的出现，对公司的安全生产是个严重的隐患。
2．部分受热面及集箱性能监测结果超标。如高再炉外引出管其组织球化已达到5级，属于必须更换范畴；其力学性能已明显低于其标准下限，现检测其管子抗拉强度只有440MPa，已低于其下限标准460MPa的要求。同时检测到其高再出口集箱组织球化已达到4级。
3．新机设备刚刚投产，许多地方急需处理。如炉内受热面各个易磨损部位，还没有防磨措施，防磨工作量大。另外，需对炉子各个膨胀部位进行仔细查找，对膨胀不畅的地方尽早处理。
四、防磨防爆的措施及经验
锅炉“四管”防磨防爆工作是个系统全面、长期复杂的工作。说它是系统全面的工作主要是指它涉及的专业领域宽，它包含运行专业、检修专业、化学专业、金相监督专业、焊接专业等各个方面，同时涉及的点非常多，只要是承压部件，每一点都不能放松管理；说它是长期复杂的工作主要是指它持续性和困难性，要想做好此项工作必须从一开始就抓，不能丝毫的放松；构成锅炉爆管的原因很多，需要我们认真分析每次爆管的原因，并加以总结。为此，公司从一开始就认识到此项工作的重要性，从制度的制定、各个专业的管理、具体的实施等都有一个明确的规定。
1．强化管理、细化责任，高度重视防磨防爆检查及管理工作。建立健全防磨防爆体系，保证防磨防爆体系真正有效地运转。公司设立以生产副总经理为组长的防磨防爆领导小组，下设公司级防磨防爆检查小组，为防磨防爆领导小组提供决策依据。同时公司根据多年防磨防爆检查的经验，在组织机构上大胆创新，又决定成立了队级防磨防爆检查小组。其具体职责就是利用一切停炉机会，对各个受热面进行不间断检查，只要炉子不启动，检查就不停止。同时还检查督促超标管子的处理情况。由于组织结构合理、分工明确、职责清晰，发现并处理了大量超标管子，为公司降低四管爆漏做出了重大贡献。
2．认真执行规章制度，加大奖惩力度，充分调动员工的积极性。公司制定了切合实际的《防止锅炉四管爆破管理考核办法》等规章制度，同时对制度进行了必要的修改和补充，并认真执行。据统计只是2006、2007这两个年度，公司就兑现防磨防爆奖励金额近20多万元，充分调动了各级员工的积极性。
3．加强设备治理力度，重视技术改造。如前所述，采取更换高等级管材，有效抑制了超温爆管现象；对膨胀不畅地方进行综合改造，控制了由于应力拉伤引起的爆管；对易磨损部位进行防磨处理，使磨损爆管的次数明显减少。
4．加强技术管理，认真分析爆管原因，总结爆管规律，坚持“举一反三”。从某种意义上讲，认真分析出爆管原因比抢修爆管本身更为重要。这些年，我们坚持用这种思路处理爆管，治理锅炉爆管，举一反三，坚决避免头疼医头，脚疼医脚。对每次爆管的原因都由锅炉监察工程师、锅炉专工会同金属专工共同分析，写出分析报告并存档备案，在年底对一年爆管的情况作出总结分析，为下一年指出工作重点方向，并对每次处理后的地方进行长期的跟踪观察，利用每一次的停炉机会重点检查，直至最终认可处理方案。
5．加强检修质量管理，严格执行检修工艺，重视
2011.11 90
检修过程的每一环节。在锅炉受热面检修中严格执行三级验收制度，确实把好检修质量关，检修中每一环节都要重视。如换管前，管子的光谱检查，对口时严格按规程要求进行，禁止强力对口，焊接工作结束，焊口经100%探伤检查。对四管爆漏的缺陷及受热面的检查结果要进行详细记录，填写详实的检修台账，并长期保存。公司要求在记录时执行以下规定：对每次“四管”爆漏的部位要有清晰准确的图示，记录内容包括：停炉日期、停炉原因、泄漏原因、泄漏处理方法、处理结果，金相检查结果，简要分析等内容。
6．加强金属监督，重视焊工管理。严格执行《火力发电厂金属技术监督规程》及《电力工业锅炉压力容器检验规程》，加强锅炉受热面焊接管理和焊工培训工作，严格坚持焊工持证上岗，实际操作与合格证合格项目相一致的制度，禁止越级、越类焊接，焊工制取焊样，焊样合格后，方可进行炉内管子的焊接工作，不合格的焊工不能进行锅炉承压部件的焊接工作。对于重要部位，异种钢管道的焊接，必须编写焊接方案，制订安全可靠的焊接、热处理工艺措施，并严格实施。
7．加强化学监督，防止受热面管材因腐蚀和结垢超标引起爆漏。在大小修中按照有关规定进行割管检查，检查各受热面管内壁结垢腐蚀情况，为锅炉受热面检修提供依据。在运行中定期监测汽、水品质。
五、今后工作的重点
锅炉防磨防爆工作是电厂各项工作中的一个重要环节，同时它也是一个动态变化的过程。要想把这项工作做好，我们必须先充分认识到这项工作的特性。因为在每个时期、每个阶段工作的侧重点可能会不同。我们只有准确把握设备的现状，才能从根本上解决锅炉“四管”爆漏问题；只有不断的探索创新，才能更有效的降低锅炉“四管”爆漏率。我们在多年的设备治理中取得了一定的成绩，但是与防磨防爆的要求相比还远远不够，这需要我们不断的总结。既要把亮点保存持续下来，又要不断加以创新和改变。以下是我们今后一段时期工作努力的方向：
1．统一思想，加强认识，在防磨防爆工作中要“严查”、“重防”、“轻换”。现我们在防磨防爆工作中主要坚持“严查重换”的方针，发现了大量超标的管子，也组织了充足的人力日夜不停的更换管子，可以说取得了不错的成果。但是随着超标管子的不断增加，我们根本不可能在一两次的停炉中完成更换工作。锅炉爆不爆管，一个是看我们查出多少管子，另外一个是看我们防了多少管子。
“严查”——可以说不但是我们以前执行的一项重
点工作，同时也是今后还要继续坚持的一项重点工作。
“重防”——防的方式有很多，比如说换管、防磨、更换高等级管材、对设备进行技术改造等。在执
行中，我们要始终坚持科学的方针，以可靠的技术理
论和现场实际为指导，针对不同的情况，区别对待。
“轻换”——不是说不换管，而是在技术有保障
的情况下尽可能的少换管。比如说低再和高再磨损。
我们现在执行的标准都是磨损超过30%，即管子剩余
壁厚小于2.4mm就要更换管子。而从理论计算壁厚我
们看出低再的理论计算壁厚只有0.86mm，高再的理论
计算壁厚为1.92mm。在实际检修中，我们也确实发现
过低再壁厚达0.92还没有爆管的情况。所以我们可以
完全把现在执行的标准再降低一些，然后采取必要的
防磨措施保证不再磨损，而不是非得换管。这样能够
腾出精力去干别的工作，另外还可以避免由于换管致
使管排凌乱、出列的情况。
2．加强技术管理，记录好台账，为受热面换型
改造或大面积更换提供重要信息。锅炉受热面防磨防
爆是一项长期持续的工作，我们要加强技术管理，特
别是对台账的管理工作，因为它是最基础、最基本的
工作。只有台账清晰、记录完整才能为我们的决策提
供重要依据。
3．充分突出金相监督的重要性，为锅炉的安全
运行提高强有力保障。金相监督工作是我们公司历来
都非常重视的一项工作，在这么多年的防磨防爆工作
中发挥了重要的作用。伴随着机组运行时间的增长，
各个受热面、集箱及其附件在组织内部已经发生了较
大的变化，在这期间，金相监督的作用显得更加突出。因为只有及早发现这些微观变化，才能避免受热
面因剩余寿命不足而可能造成爆漏的隐患，才能为锅
炉受热面安全运行提供保障，才能为受热面的改造和
预防性更换提供依据。
4．加强交流，探讨新技术、新工艺在防止四管爆
漏的可能性。在防磨防爆工作中，还应当加大交流力度，借鉴同类电厂的教训与治理经验，少走弯路，相互
交流，共同提高。如在班组设置中设置防磨防爆班，
如天津军粮城电厂，设置后防磨防爆工作成果显著，在2005年考察期间，了解到他们4台200MW机组，两年时间
内发生爆管才有2次。同时关注新技术、新工艺，探讨
新技术、新工艺防止四管爆漏的可能性。
（责任编辑：赵秀娟）
2011.1191
新前场I场127#道岔30秒不停机故障的分析
万平强
（中铁二十四局集团上海电务电化有限公司南昌分公司，江西 南昌 330002）
摘要：文章对新前场I场127#道岔30秒不停机故障进行了严密的分析，并提出了设计改进方案，通过对厦深线全线进行排查，认真核对和试验，确保厦深线联锁试验正确，保证厦深线信号工程优质、安全、正点开通。关键词：道岔；不停机故障；厦深线联锁试验；厦深线信号工程
中图分类号：TM925 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）33-0092-02
为满足厦深铁路引入厦门枢纽，厦门枢纽范围内的鹰厦线需进行五次转线过渡施工，转线过渡方案编制依据为永临结合方式，其中第四次转线施工将原前场站废弃，按正式工程完成新前场I场的施工，因新前场I场处在厦深客运专线和鹰厦普速线路交汇地段，具有特殊性和复杂性，给信号施工单位、设计单位增加了一定的难度。在新前场I场开通前，施工单位进行全站道岔室内外联调联试过程中，发现127#号道岔（类型为：直流电动转辙机ZD6-E+J+J型）不具备30秒停机的功能。下面就此故障现象及改进方案进行逐步分析。
一、新前场I场信号平面图
如图1所示。
二、127#道岔故障现象
2011年7月26日技术人员在进行新前场I场联锁试验时发现：127#道岔在定位，排列SI-6至XYF发车进路时，127#道岔尖轨J1反位卡石头，30秒后127#道岔尖轨J1直流电机一直在空转，不能自动停机，道岔动作电路一直没有被切断，后需人工切断道岔启动电路，127#道岔尖轨J1直流电机才停止工作。经过技术人员多次试验发现上述现象是由施工配线错误和设计原理错误所造成。三、127#道岔故障施工配线错误的分析及处理
当127#道岔定位往反位操动时，尖轨J1、J2、J3传递启动动作电路，当尖轨J1卡阻后J1直流电机一直空转，尖轨J2、J3无卡阻能正常转换到位，经过30秒后，尖轨J2、J3直流电机能自动停机，而127#道岔尖轨J1直流电机仍处于空转，不能自动切断启动电路。经过技术人员查找，发现该道岔的QDJ继电器平时在吸起，而QDJF继电器在落下（正常情况也应吸起）。来回操动127#道岔时，QDJ继电器一直在吸起，而QDJF继电器仍能没有吸起（一直在落下），将QDJF 拔出后，来回操动127#道岔，该道岔还是操不动。而后对QDJF继电器的内部配线图和QDJF继电器（类型为JWJXC-135/135）背面的接点插片进行核对，发现QDJF继电器的内部配线错误（如图2），造成QDJF继电器一直没有吸起，施工人员把127#道岔尖轨J1、J2、J3的1DQJ继电器1-2线圈串联至QDJF继电器的前接点的错误配到QDJF继电器后接点，所以才出现127#道岔尖轨J1卡石头30秒后，127#道岔尖轨J1的1DQJ 继电器1-2线圈自闭电路不能切断，造成127#道岔J1直流电机一直空转，127#道岔不能操动的现象。经过现场技术人员反复核对全站QDFJ继电器的内部配线
（如图3），确定内部配线错误。技术人员按设计正
图 1
2011.11
92
2011.11
93
确的图纸进行重新配线，完成配线后再次进行同样的试验，发现127#道岔J1卡阻后仍不能在30秒后自动停机。而后技术人员进一步对设计原理图进行分析，经过仔细认真科学的分析，分析出127#道岔尖轨J1卡阻30秒
后仍不能满足自动停机功能，存在设计缺陷。
图2 现场QDJF 错误
配线图照片
图 3 QDJF 继电器
正确配线图
四、127#道岔故障设计问题的分析
当127#道岔尖轨J1直流电机启动时，1DQJ↑→ 1DQJF↑→ZBHJ↑→QDJ↑→QDJF↑（如图5）接通道岔启动电路，室外道岔进行转换，当尖轨J 2、J3道岔转换到位，1DQJ、1DQJF均↓启动电路被切断电机停机。由于127#道岔尖轨J1直流电机在转换过程中出现卡阻，所以在30秒后TJ↑（如图4）→1DQJF↓→ZBHJ↓（如图6）→切断QDJ砺磁与自闭电路，因QDJ具有阻容缓放功能，QDJF仍保持吸起状态，没有切断127#道岔尖轨J1启动电路，127#道岔尖轨J1直流电机没有自动停机。造成127#道岔直流电机30秒后不停机的现象主要原因是TJ↑、1DQJF↓后没
有切断QDJ砺磁电路。
图 4 TJ
继电器电路
图 5 QDJF
砺磁电路
图 6 ZBHJ
继电器电路
图 7 QDJ 继电器电路
五、127#道岔故障设计问题的处理
技术人员对127#道岔尖轨J2、J3直流电机做同样的试验，发现：127#道岔尖轨J2、J3直流电机及全站其它同样类型的道岔卡阻30秒后也不会自动停机。经过对127#道岔分析和试验，要解决此问题需在QDJ电路中进行修改，将127#道岔尖轨JI、J2、J3电路中的TJ继电器第四组节点串接到QDJ励磁电路中（如图8），致使当127#道岔尖轨J1、J2、J3任一直流电机卡阻，其它的直流电机转换到位时，都能将QDJ的砺磁电路切断，然后切断QDJF砺磁电路，最终切断道岔启动电路，使电机在30秒后能自动停机，且能反操回
原位，达到安全保护直流电机的目的。
图 8 QDJ 继电器修改后电路
综上所述，新前场I场127#道岔出现卡阻30秒后不停机现象，主要是因为施工配线错误和设计原理错误两个问题同时出现造成的，反映了技术人员在施工时没有认真核对施工图纸，没有深刻领会设计意图，设计人员也未深刻理会直流电动转辙机ZD6-E+J+J型道岔原理。为此，施工单位与设计单位共同对上述两问题举一反三，对厦深线全线进行排查，认真核对，仔细查找，反复试验，确保厦深线联锁试验正确，保证厦深线信号工程优质、安全、正点开通。
作者简介：万平强（1975-），男，中铁二十四局集团上海电务电化有限公司南昌分公司工程师，研究方向：计算机科学与技术。
（责任编辑：赵秀娟）
关于改造工程卫生间防渗漏施工方法的探讨
何 勇
（江苏省建设集团公司，江苏 南京 210008）
摘要：卫生间防水一直是建设者们十分关注的热点问题。目前也有很多关于如何做好防水的论述，其前提都是在施工质量能得到完全保证的基础上才能实现。文章结合某综合楼改造工程的实际情况，阐述了改造工程卫生间防水的实际操作要点及出现渗漏后的处理措施。
关键词：卫生间防水；楔形口；防渗漏；排水；凿楔形口
中图分类号：TU761 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）33-0094-03
卫生间防水一直是建设者们十分关注的热点问题。目前也有很多关于如何做好防水的文章，这些文章阐述的观点前提都是在施工质量能得到完全保证的基础上才能实现。然而工程在建过程中，由于方方面面的原因，在防水施工过程中受其它不可预知因素的影响是不可避免的。这就难免会出现一些建筑卫生间等有防水要求的房间在使用过程中出现渗漏，特别是对于改造的建筑。在某综合楼改造工程，卫生间新的管道洞口与旧的管道洞口的位置不同，且原作法为卷材防水加细石混凝土，改造完成砖面层距楼板大约20cm左右。在改造过程中，需要先将老的管道洞口封堵，而新管道需重新开设洞口安装。原设计的防水施工方法比较笼统，在施工过程中和后期使用过程中，我们总结出了“合理疏导，预防为主，多道设防”的十二字方针。
一、综合处理原则
作为卫生间改造一项系统工程“合理疏导，预防为主，多道设防”这三方面既是独立的工序，也是相互依存的关系。所谓“合理疏导”就是疏导楼面的水，这是防水综合治理最直接有效的方法。合理疏导又可分为两方面：（1）截断水源，将水从地砖面层上截走，减少地砖面层水的下渗。这需要地砖铺贴时因利制导，使地漏位于房间的最低处，地表的水全部导入地漏。（2）排水，降水汇集于一处迅速排走，不使其聚积过深，以减小渗水压力和渗流量。“预防为主”就是对潜在的漏水点进行提前处理，采用注浆、嵌补等方法将楼板裂缝、空隙堵死，不让水有渗漏的地方。“多道设防”就是在关键部位分层设置多道防水措施。做好这三方面的工作，改造工程卫生间漏水就能得到有效的防治。
二、防水施工方法操作工艺
某综合楼改造的卫生间防水的设计做法比较笼统，根据工程实际情况，我们细化了施工做法，特别是明确了新老给排水管洞口的细部处理。
（一）
施工流程
图 1 防水施工流程
（二）具体操作要点
1．凿楔形口。原有楼板老给排水管道洞口和改造给排水管新开洞口吊模前应将其凿成楔口形，如图1所示。凿楔形口时要注意保护给排水管，洞口周边
应凿毛。
图 2 楔形口平面示意
2011.11 94
2．第一次浇筑细石混凝土时，应浇筑6cm左右，
当有给排水管时，注意扶正给排水管。如图3所示：图 3 第一次细石混凝土浇筑平面示意
3．待第一次细石混凝土密实后，剪掉铁丝，去掉模具后第二次浇筑细石混凝土，并留设圆型槽，如
图4所示：
图 4 第二次细石混凝土浇筑留设圆型槽示意
4．沿圆型槽做防水砂浆及密封处理。用劳亚尔防水剂与水泥按1:3搅拌成素水泥灰浆，沿圆槽涂刷一至两遍厚度2mm，待30分钟素水泥灰浆表干，此时在管口周围一圈打上密封胶（无给排水管洞口不需打密封胶），如图5所示。再在上面一层用劳亚尔防水剂与水泥、砂子按1:2:5.5搅拌成砂浆将圆槽做平防
水面，并沿管道做成倒圆弧状，如图6所示：
图 5 圆槽防水素水泥灰浆机密封胶做法示意
图 6 圆槽防水砂浆做法示意
5．在楼面层上做水泥砂浆防水找平层。
6．沿楼地面至套管间涂刷防水涂料。
7．蓄水试验，完毕后做一层砂浆保护层。
8．粘贴地砖面层。
三、出现局部渗漏的处理方法
以上的防水做法，是在完全理想状态下完成的，其防水效果绝对能达到要求。但在实际工程中，由于各方面的原因，特别是因工期问题而导致做防水的时间紧迫，比如在蓄水试验尚未完成就已经开始施工地
砖面层和楼层吊顶。这就导致发现问题不及时。这样
的话，渗漏问题就会在使用过程中暴露出来。在我们
发现渗漏问题时，房间已经在正常使用，地砖面层，
下层吊顶也全部都已经完工。如何在尽量少影响使用
者的情况下维修且达到良好的效果，是我们思考的
重点。
经过我们的探索，对于改造卫生间的渗漏的问题，处理方法如下：
1．首先检查一下是不是楼板存在裂缝，楼板要
是存在裂缝，就采用注浆的方法修补裂缝。
2．一般的渗漏点都是在给排水管口周围，在下
口将给排水管周围凿成楔形口，采用SCD高强型快速
堵漏剂与水的比例按1:0.3配制，搅拌均匀成腻子状
将其填充，并用劳亚尔防水砂浆做保护层。对于所有
的新老给排水管洞口均进行同样的处理，以做到“预
防为主”。具体做法参照图4、图5。
3．在上口，将给排水管道口处的地砖凿出，并
凿至混凝土基层，按本文前文叙述的方法做好防水，
在给排水管上戳出几个排水孔，以降低排水点的方
法对渗入地砖面层与楼板基层间的水进行“合理疏导”，在降水点处防水需加强。
4．对给排水管进行检查，特别是蹲便器尾冲接
口处，对这些潜在的水源点进行防水加强处理，以截
断水源。
5．恢复地砖面层，在戳有排水孔的给排水管周
围填充透水性极强的、不易流动的松散性材料，再贴
地砖。地砖面层完成后，采用劳亚尔素水泥浆进行勾
缝处理。并采用无毒，不燃烧，无刺激，渗透力可达
1.2～3mm的有机硅防水剂将整个地砖面层喷涂。这样就
使整个地砖面层构成一张不透水的“薄膜”，将地面水
在地面导入地漏或排水管，为防水增加了一道防护。
图 7 漏水管口处理示意
以上几点渗漏的处理方法相辅相成，充分体现了“合理疏导，预防为主，多道设防”的十二字方针。
相比完全返工，这种办法对使用者的影响也是比较小的，且能达到良好的效果。
2011.1195
钢轨曲线侧磨原因分析与探索
孙冠兵
（大秦铁路股份有限公司侯马北工务段，山西 临汾 043009）
摘要：文章对曲线钢轨侧磨的成因理论进行了系统的总结、分类和评述，并对影响因素和变化规律进行了进一步的探索。针对侯马北工务段管内侧磨线路的现状，提出了预防和整治曲线侧磨的措施。
关键词：钢轨；曲线侧磨；曲线钢轨；横向水平力
中图分类号：U213 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）33-0096-03
我段侯月上行线自2005年2月25日～5月18日（以后另行统计）为60kg/m无缝线路，自铺设以来，发生了多处钢轨擦伤，自铺设以来共发生擦伤36次计367处，大部分擦伤深度在2mm以上，直接造成钢轨重伤，严重处所擦伤深度达10mm之深，擦伤轨均发生在曲线、上坡地段，均为机车途停所致。我们分别采取插入短轨、焊补、打磨等办法进行了处理，并对擦伤处所用夹板进行了加固，每擦伤一处从加固、临时处理到永久处理需封锁线路两次，共需150分钟，消耗费用也很高，给原本紧张的运输生产带来很大影响。所以曲线钢轨侧磨不仅加大了工务维修量，还缩短了钢轨的使用寿命。
一、曲线侧磨的理论分析
由于存在曲线钢轨对列车车轮有导向作用，列车车轮与钢轨之间会产生黏着、蠕滑和滑动，车轮会与钢轨之间形成一定的冲击角，冲击钢轨，严重磨损钢轨。另一方面，当离心力和向心力得不到平衡而造成的内外轨偏载时，更加剧钢轨的侧磨。而横向水平力则是决定钢轨侧磨的主要因素之一。
横向水平力是指车轮轮缘作用于轨头侧面上的力，是由未被平衡的离心力、线路不平顺及车辆蛇形运动时摇摆的动力作用以及转向架、轮轴间相互作用所引起的力。在曲线地段，特别是在小半径曲线地段，横向水平力一般要大于普通地段好几倍。横向水平力的主要影响因素有：
1．列车在方向不平顺的轨道上运行时，由于车轮轮缘或车轮内侧面冲击钢轨而产生的。
2．列车通过有未被平衡外轨超高的曲线线路时，因离心力与向心力不能相互抵消引起的外轨或内轨的偏载。
3．列车通过曲线线路时，因车架或转向架转向，使车轮轮缘作用于钢轨侧面上，这是产生横向水平力的主要原因。
结合侯月线钢轨侧磨实际情况，基本总结为几个方面：
1．线路状态（几何尺寸）差的侧磨比状态好的
四、结论
在改造工程中，卫生间渗漏问题一直是未能彻底根除的质量通病，是建筑渗漏的一个主要方面。本文阐述的“合理疏导，预防为主，多道设防”的十二字方针不仅适用改造工程的卫生间防水做法及防渗漏，对新建工程的卫生间防水做法及防漏渗也有一定的指导意义。
参考文献
[1] 地下建筑防水构造（02J301）[S]．
[2] 楼地面建筑构造（01J304\03J304）[S]．
[3] 建筑材料（第2版）[M]．中国建筑工业出版社．
[4] 屋面工程施工工艺标准（GB50207-2002）[S]．
[5] 地下工程防水技术规范（GB50108-2008）[S]．
作者简介：何勇（1972-），男，江苏南京人，江苏省建设集团公司工程师。
（责任编辑：赵秀娟）
2011.11 96
要严重，例如几何尺寸差、曲线不圆顺的地方侧磨都较严重。
2．同类机车牵引重量不同，所引起的曲线侧磨也不同（上行重车线，下行空车线），在上下行线同一曲线段侧磨程度就会不同。
3．曲线半径越小，侧磨愈严重。
4．超高设置过大或过小，侧磨现象就严重。二、影响曲线侧磨的因素
（一）几何尺寸方面
线路几何尺寸不达标是造成钢轨侧磨的主要原因。由于钢轨在线路上的位置有所偏移，使里外股钢轨受力不均匀，列车行车不平稳发生钢轨偏压，从而产生附加力冲击钢轨而对轨面发生侧磨。
1．外轨超高对侧磨的影响。通常根据列车通过曲线的平均速度来设置曲线外轨超高，并不是每条曲线的超高都设置的非常合适，多数列车通过曲线时不是出现欠超高就是出现过超高。超高过大，列车的重量偏载于里股钢轨，使里股钢轨的垂直磨耗加大，出现压溃现象，同时对外轨的侧磨也不利；超高过小，列车外轮紧贴外轨运行，对钢轨的侧磨也不利。
2．轨底坡对侧磨的影响。轨底坡对轮轨几何接触点的位置及轮轨之间的受力大小有明显的影响。只有当外轨的滚动半径大于内轨的滚动半径时，机车车辆的转向架才能顺利通过曲线钢轨，车轮在与钢轨的滑动摩擦距离得以减少。若把曲线里股钢轨轨底坡加大，把曲线外股轨底坡减小，将会减少轮对通过曲线时的轮轨滑动量，进而有利于减缓曲线钢轨侧磨。
3．曲线半径对侧磨的影响。曲线钢轨的侧磨主要由于轮缘与钢轨侧面之间的滑动摩擦造成。列车在通过曲线时，由于钢轨上下股的半径不同，列车内外轮的滚动长度不同，因此在外股钢轨的轮轨之间就会产生滑动摩擦。曲线半径越小，轮轨间冲击角越大，滑动长度也越大，侧磨也就会增大。
4．曲线圆顺度对侧磨的影响。曲线的不圆顺使得列车车轮对钢轨的运行状态发生改变，从而造成轮轨导向力和冲击角的变化。由于存在曲线的不圆顺，轮轨、转向架和车体在运行的过程中都产生了附加加速度，这样造成在曲线圆顺度的前半部分轮对横向加速度减小，后半部分轮轨横向加速度增加。在曲线圆顺度不良范围的后1/4段内（每条曲线的出曲线地段），其轮轨之间的导向力和冲角增大，从而导致钢轨侧磨增大。
5．轨距对侧磨的影响。轨距加宽，对于机车和车辆来讲，冲角是增大，导向力也要增大。在曲线轨距加宽的前提下适当减少轨距，可以改善机车车辆通
过曲线的舒适条件，使机车通过曲线时的轮轨导向力
和冲击角都相应减少，从而减轻侧磨。
（二）其他原因
1．钢轨材质对侧磨的影响。钢轨类型和材质集
中反映了轨道的等级水平，各国铁路均在增加钢轨重
量和提高钢轨技术性能两方面下功夫。列车轮对的强
度相比钢轨强度大，则钢轨磨损比较严重。采用比较
耐磨的钢轨，对于减缓曲线钢轨的侧磨是十分有效的，从而提高了钢轨的使用寿命，减少了日常的养护
维修工作量。
2．曲线上的防爬设备、轨枕、联结零配件的数
量减少或失效，钢轨在线路上不能稳定，也会使钢轨
发生侧磨。
3．曲线如果在坡道上，坡度不良，使机车车辆
在各种力的作用下对钢轨的侧磨也会加大。
4．线路上道床不洁，人工捣固不良等病害或线路
翻浆冒泥，线路质量变化，这些都会加速钢轨的侧磨。三、技术措施
（一）调整外轨超高
针对侯月线每条曲线，依据路局提供的限速条件，从2008年初就对侯月线曲线超高进行一次全新的
设定，由列车通过速度算出每条曲线的欠超高和过超高。充分考虑曲线现场的实际状况进行超高调整。设
置超高时，尽量比计算超高降低5%～10%来设置。对
侯月线上行K42+769—K43+960曲线，半径450m，超高
为95mm，我们在2007年9月集中修过后设置为90mm，
通过比较，设置前后换轨周期缩短1/3。
（二）调整轨底坡
我们采用偏斜胶垫改变曲线内股轨底坡，能
减缓钢轨侧磨，部分小半径曲线内股轨底坡改为
1/20或1/30。在侯月线下行K38+557——K39+333、
K39+477—K40+739这两个小半径曲线上进行设置，曲
线侧磨有所减缓。
（三）调整曲线半径和圆顺度
对曲线半径和圆顺度，我们用全站仪对每条曲线
进行测量，对曲线每隔5米设立一个测点，根据全站
仪的测量数据、曲线原始设计资料，制定相应的半径
及曲线各点拨量的调整方案。利用每次集中修大机捣
固时，对曲线半径和圆顺度进行调整，并且建立相应
的曲线要素台账，对曲线进行统一管理。
（四）调整曲线的轨距
从轮轨接触的受力分析，轨距愈小，越有利于机
车车辆在曲线上顺利通行，能减缓钢轨侧磨，而且能
2011.1197
使列车平稳地通过曲线。因此，我们也适当地减少轨距加宽值，对一些侧磨较轻的地点进行改道，调整曲线的轨距在《修规》规定的范围内。例如侯月线下行41K+78—42K+500曲线处，通过调整轨距，侧磨减缓的还是很明显的。
（五）加强对曲线道床的维修养护
对于道床污染、板结严重的曲线地段，普遍存在翻浆冒泥、接头坍塌、扣件松动、失效胶垫窜出、接头轨枕破裂等一系列病害。在我们段每次集中修大机清筛前，根据现场线路质量、石碴的破碎程度，制定了相应的清筛方案。对道床厚度严重不足，线路爬底的曲线地段进行补碴抬道，并相应的利用回填捣固期，对单根失效轨枕及失效胶垫进行更换。清筛以后的线路，立即进行补碴，保证清筛以后的线路石碴饱满，确保线路质量。
（六）更换耐磨钢轨
侯月线为单向重载铁路，上下行曲线、直线均使用同一类型，材质相同的钢轨，在侯月线上行运量比较大的曲线线路上会发现普通钢轨不适应我们运输要求，侧磨速率比较快。因此我们在小曲线侧磨地段将普通钢轨更换为高淬火PG-4型钢轨。对侯月线上行38K+550—39K+340小曲线进行观测，对比发现更换周期缩短了一半以上。
（七）及时更换失效的防爬设备及联结零配件
对个别曲线，加强曲线设备，增加横向道床阻力来提高曲线整体强度，防止曲线横移。安装足够的轨距拉杆。增加道床顶宽、曲线上股堆高碴肩，及时检查更换失效的联结零配件。巡道工在曲线地段加强检查，慢走细看，发现曲线设备问题，应立即报告工长。车间即组织更换。
（八）进行钢轨涂油
各车间据管辖内的曲线，分派线路工区，进行周期性的人工涂油，使曲线钢轨侧面保持润滑，可减小钢轨侧磨和延长钢轨使用寿命。
四、管理措施
分别给局行车调度、机务处、工务处提供建议，请求局做好协调工作；同时发函机务段，请司乘人员严格执行标准，规范操作，杜绝机车途停，防止造成钢轨擦伤，从根本上消除擦伤轨对运输造成的威胁和影响。同时对我段相关科室、各车间对加强擦伤钢轨的检查处理做出相应的规定：
1．巡道工要加强日常检查，慢走细看，发现钢轨擦伤及时汇报。工长及车间主任对已擦伤钢轨检查后要及时在“伤损变化情况登记表”中进行登记。
2．探伤车间周期性检查要重点检查擦伤钢轨，并对擦伤情况准确判定。对已擦伤的钢轨进行详细检查，查看擦伤轨的变化情况。
3．所有检查人员一旦发现危急行车安全的擦伤轨，必须采取先防护，后处理原则。
4．擦伤轨达到重伤的，当日打眼加固处理；达不到重伤的，工区要做好观察，随时掌握其变化情况。
5．发现擦伤轨，工长要及时到行车室查明造成擦伤的机车车次，同时上报段调度。段调度接通知后要及时与行车调度、安监室及段常驻太原调度取得联系，尽快查明责任机车。
6．工区、车间及段调度对擦伤轨要分别建立台账，做好记录，同时工区、车间要逐级上报到段调度。表格采用“无缝线路钢轨伤损加固登记表”。
7．线路科要随时掌握擦伤轨情况，及时安排对擦伤轨进行临时或永久性处理。
8．安全调度科要加大监督检查力度，进一步规范巡道工作，及时掌握侯月线钢轨严重插伤的状况，协调并及时组织焊补、更换、处置方面的整治。
五、效果
通过采取以上方法，擦伤轨的发生频率下降，管内侯月线的曲线钢轨侧磨有了一定的改观，减轻了线路维修工作强度，延长了曲线钢轨使用周期，在经济上也起到了增收节支的重要作用，确保了运输 安全。
参考文献
[1] 李东侠．曲线地段钢轨侧磨原因分析及防治措施[J]．甘
肃科技，2008，（11）．
[2] 唐钢．谈缓和曲线的病害成因及整治措施[J]．中国科技
信息，2005，（12）．
[3] 袁志平．曲线钢轨侧磨的原因及预防措施[J]．内蒙古科
技与经济，2008，（6）．
作者简介：孙冠兵（1982-），男，大秦铁路股份有限公司侯马北工务段助理工程师，研究方向：铁道工程。
（责任编辑：赵秀娟）
2011.11 98