高层建筑岩土工程勘察评价内容研究

工业余热回收利用与节能减排魏秀秀(大连华宝环境污染治理与综合利用工程研究中心有限公司㊀１１６１００)作者简介:魏秀秀,女,本科,热能与动力工程(助工)专业:热能与动力工程,祖籍:山东省曲阜市,单位:大连华宝环境污染治理与综合利用工程研究中心有限公司.㊀㊀摘要:能源是制约我国国民经济发展的一个重要因素,余热回收的目标主要依靠工业领域.本文从余热回收利用方法角度,论述目前国内常用的热量交换设备类型,分析余热回收利用中存在的问题,论证需进一步推广余热锅炉及换热器的必要性.关键词:余热回收利用;节能减排;热交换引言我国是一个资源匮乏的国家,能源的利用率低,经济效益低,仍处在以环境换取经济发展的阶段,工业是主要耗能领域,也是污染物的主要排放源,能源没有得到充分利用是能耗高的重要原因,我国能源利用率仅为３３％,比发达国家低了１０％左右,至少５０％的工业耗能以各种形式的余热被排放掉[１－２],有专家认为应该将 节能 当作煤㊁油㊁气和水之后的第五种能源,余热回收利用技术尤为关键.煤炭㊁石油㊁天然气等化石燃料在许多工业过程中大都是通过直接燃烧而加以利用的,也就是首先将燃料的化学能转化成烟气携带的热能,再通过各式各样的转换装置将烟气中的热能转换为动力或者传递给其他热媒供生产㊁生活之用,然后排入大气,由表１－１可见可回收利用的余热占企业耗能很大一部分比例.表１－１㊀耗能较高行业的理论排烟温度与排烟温度行业理论烟气温度(ħ)排烟温度(ħ)钢铁冶金工业２０３８２２０~２４０１４２７１５０~２００水泥加工１８００１２０~１３０燃煤发电１３００~１６００２００燃气锅炉１３００~１６００１２０以上一㊁工业余热的种类与特征余热资源属于再利用能源,按照温度品位,工业余热一般分为６００ħ以上的高温余热,３００~６００ħ的中温余热和３００ħ以下的低温余热三种;按照来源,工业余热又可被分为:烟气余热,冷却介质余热,废汽废水余热,化学反应热,高温产品和炉渣余热,以及可燃废气废料余热[３],本文主要就烟气余热回收进行论述.烟气余热量大,占工业余热资源总量的５０％以上,余热资源一般具有以下特点:余热量不稳定;余热介质性质恶劣;系统或设备运行环境相对恶劣.因此要求有宽且稳定的运行范围,能适应多变的生产工艺要求,设备部件可靠性高,初期投入成本低,需要结合工艺生产进行系统整体的设计布置,以提高余热利用系统设备的效率.二㊁余热回收技术余热回收应优先用于自身系统设备,降低一次能源消耗,因此工业中常常通过空气预热器㊁回热器等换热器回收余热加热助燃空气㊁燃料等,提高热效率,减少烟气排放;或将高温烟气通过余热锅炉生成蒸汽㊁热水用于工艺流程,这一类技术设备统称为热交换器,这是回收工业余热最直接效率较高的经济方法.２．１间壁式换热器工业用的换热器按照换热原理基本分为间壁式换热器㊁混合式换热器和蓄热式换热器,其中间壁式和蓄热式是工业余热回收的常用设备.间壁式换热器主要有管式㊁板式换热器,管式换热器热效率低,平均在２６％~３０％,紧凑性差,金属耗材大,但它具有结构坚固适用弹性大和材料范围广的特点,是工业余热回收中应用最广泛的热交换设备.板式换热器传热系数约为管壳式的二倍,传热效率高,结构紧凑,节省材料等,热回收率平均在２８％~３５％[４],由于板式换热器使用温度压力比管式换热器的限制大,应用范围受到限制.２．２蓄热式换热器蓄热式热交换设备是冷热流体交替流过蓄热元件进行热量交换,属于间歇操作的换热设备,适宜回收间歇排放的余热,多用于高温气体介质间的热交换.由于设备储能密度低㊁体积庞大㊁蓄热不能恒温等缺点,在工业余热回收中具有局限性.２．３热管换热器图１－１热管的工作原理热管是一种高效的导热元件,通过在全封闭真空管内工质的蒸发和凝结的相变过程和二次间壁换热来传递热量,图１－１是热管的工作原理,热管导热性优良,等温性良好㊁热量输送能力强㊁冷热两侧的传热面积可任意改变㊁可远距离传热等优点.实际应用于工业余热回收的热管使用温度在５０~４００ħ之间,用于干燥炉固化炉和烘炉等的热回收或废蒸汽的回收,以及锅炉或炉窑的空气预热器[５].２．４余热锅炉余热锅炉中不发生燃烧过程,余热锅炉回收余热是提高能源利用率的重要手段,生产高中压或低压蒸汽或热水,用于工艺流程或进入管网供热.实际应用中,余热锅炉属于低温炉,效率较低由于余热烟气含尘量大,含有较多腐蚀性物质,更易造成锅炉积灰腐蚀磨损等问题,因此进一步提高锅炉传热效果热利用率㊁防积灰磨损是设计余热锅炉的关键.三㊁结语节能减排㊁提高能源利用率是我国能源发展战略的重要内容,我国工业余热资源丰富,回收利用工业余热是节能减排工作的重点.因此,推进工业节能减排工作,要进一步推广普及余热利用技术工艺节能相结合,从整个工艺系统分析能源的供给需求,避免能量的浪费.参考文献[１]王维兴．钢铁工业的节能潜力分析[J ]．冶金能源,２００２,(３)．[２]李洪福,温燕明,孙德民．钢铁企业用电自给可行性探讨[J ]．钢铁,２０１０,(１)[３]赵宗燠．余热利用与锅炉节能[M ]．银川:宁夏人民出版社,１９８４．[４]张凤起,金岩,王凤荣,吕英华,邱玉林．我国钢铁工业余热资源及利用状况[J ]．钢铁,１９９０,(４)[５]赵斌,王子兵．热管及其换热器在钢铁工业余热回收中的应用[J ]．冶金动力,２００５,(３)．高层建筑岩土工程勘察评价内容研究张学英(辽宁省第十一地质大队㊀１２５０００)㊀㊀摘要:结合岩土勘察实例,论述了高层建筑勘察所需采取的勘察方法,并通过多种原位测试法㊁计算法对地基土承载力进行综合评价.关键词:岩土工程勘察;高层建筑;岩土工程评价一㊁前言随着我国经济的快速发展,城市建设中的高层建筑数量不断增多,建筑规模越来越大,建筑高度越来越高,建筑物普遍具有上部荷载大,基础埋置深,抗倾斜要求严格等特点.因此,高层建筑岩土工程勘察应当根据岩土工程勘察各类规范㊁规程,进行野外钻探㊁原位测试㊁土工试验等项工作,通过多种原位测试手段,多种评价方法相结合,对建筑场地的工程地质条件进行综合评价,为设计者提供高精度㊁准确可靠的岩土工程参数.以海天银座为例,探讨当前高层建筑岩土工程勘察应当进行的实际工作评价内容.本工程采用冲击㊁回转钻探方法;现场原位测试采用标准贯入试验,重型动力触探㊁波速试验等;室内试验项目包括土常规试验,剪切试验,固结试验,砂类土的颗粒分析,水质分析试验等,提供的土工试验数据准确㊁可靠.二㊁拟建工程概况及场地条件该拟建工程位于葫芦岛市龙湾大街东侧,建筑物为地上２４层,地下一层,拟采用框架剪力墙结构.场地地势平坦,地形地貌较简单,在地貌上属冲积阶地.地面标高８．９８－９．５５m ,高差０．５７m .地层结构及岩性特征８８㊀㊀２０１５年１月(上)㊀第１期机电工程如下:粉质粘土①Q４al＋p l:黄褐色,可塑;刀切面光滑,中等干强度,韧性中等,摇震反应慢,含少量铁锰质结核及砂粒.砾砂②Q４al＋p l:黄褐色,以中密－密实状态为主,湿－饱和,颗粒级配较好,分选性较差,磨园较差,呈次棱角状.中砂②１Q４al＋p l:黄褐色,中密－密实,湿－饱和,颗粒级配较好,分选性较差,磨圆较差,呈次棱角状.粉质粘土②２Q４al＋p l:黄褐色,可塑,刀切面光滑,稍有光泽,中等干强度,韧性中等,摇震反应慢.中砂②３Q４al＋p l:黄褐色,中密－密实,湿－饱和,颗粒级配较好,分选性较差,磨圆较差,呈次棱角状.卵石③Q４al＋p l:青灰色,中密－密实.强风化花岗岩④Ar:黄褐色,岩芯呈砂土－碎块状,中粗粒结构,块状构造,裂隙发育,冲击钻进困难,回转钻进进尺快.主要矿物成分为长石㊁石英,长石部分风化成高岭土,基岩面起伏不大.中风化花岗岩⑤Ar:黄褐－肉红色,中粗粒结构,块状构造,岩芯呈柱状,节理裂隙较发育,锤击不易碎.场地地下水主要赋存于砾砂②层中,为孔隙潜水,由于受临近建筑场地降水影响,地下水位变化较大,水位埋藏较深.经实际测量,地下水勘察期间稳定水位埋深４．６~６．３米.抗浮水位为０．５米.三㊁评价的内容１㊁场地的稳定性与适宜性分析与评价１)场地的地震效应据波速测试结果,粉质粘土①层剪切波速Vs＝２０４m/s,场地土类型为中软土;砾砂②层Vs＝３００m/s,场地土类型为中硬土,卵石③层Vs＝３７６m/s,场地土类型为中硬土,强风化花岗岩④层Vs＝６３７m/s,场地土类型为岩石,中风化花岗岩⑤层Vs＝８１１m/s,场地土类型为岩石.本建筑场地覆盖层厚度以１８米计,土层的平均等效剪切波速计算值Vse＝２９５m/ s,依据«建筑抗震设计规范»(GB５００１１－２０１０)４．１．６条规定,判定建筑场地类别为Ⅱ类.查«建筑抗震设计规范»附录A可知,勘察场地抗震设防烈度为６度,设计基本地震加速度值为０．０５g,设计地震分组为第一组,特征周期０．３５S.２)地质构造及不良地质作用对场地稳定性的影响及其防治措施经勘察,本场地构造不发育,未见断裂构造.场区内未见其它如滑坡㊁崩塌㊁泥石流等影响工程稳定的不良地质作用,不存在地震引发的地基液化㊁震陷问题,也无发震断裂通过,故该场地稳定,适宜建筑.３)特殊岩土对场地稳定性的评价及建议场区内无特殊性岩土及地震液化土层,总体评价该场地稳定,适宜建筑.４)本场地各岩土层在水平及垂向上没有起伏,分布连续,为均匀地基土.５)根据场地地层分布特征及拟建建筑物性质,总体评价该场地为适宜建筑场地.２㊁岩土工程的分析与评价粉质粘土①:黄褐色,可塑,含少量铁锰质结核及砂粒,中等压缩性,标贯实测击数为６ ８击,C＝２４．９KPa,Φ＝９．３ʎ,E s＝４．６２MPa,地基承载力特征值fak＝１５０K p a,层厚不均匀,为一般的天然地基基础持力层.砾砂②:黄褐色,以中密－密实状态为主,湿－饱和.动探实测击数为３－２２击,其变形模量E０＝２６MPa,地基承载力特征值fak＝３５０K p a,为良好的天然地基基础持力层.中砂②１:黄褐色,以中密－密实为主,湿－饱和.动探实测击数为８－１８击,其变形模量E０＝２３MPa,地基承载力特征值fak＝２４０K p a.该层分布不连续,呈透镜体状,厚度变化大.不可做为建筑物基础持力层.粉质粘土②２:黄褐色,可塑.动力触探实测击数为２－３击,C＝２２KPa,Φ＝１０ʎ,E s＝４．５MPa,地基承载力特征值fak＝１００K p a.该层呈透镜体状分布,不可做为建筑物基础持力层.中砂②３:黄褐色,以中密－密实为主,湿－饱和.动探实测击数为８－１０击,其变形模量E０＝１７MPa,地基承载力特征值fak＝２００K p a.该层分布不连续,呈透镜体状,厚度变化大.不可做为建筑物基础持力层.卵石③:青灰色,中密－密实.动探实测击数为１３－２１击,其变形模量E０＝４５MPa,地基承载力特征值fak＝４００K p a.为良好的桩基桩端持力层.强风化花岗岩④:黄褐色,岩芯呈砂土－碎块状,为较软岩,岩体基本质量等级为V级,承载力特征值fak＝５００K p a,为良好的桩基桩端持力层.中风化花岗岩⑤:黄褐－肉红色,岩芯呈柱状,为较坚硬岩,岩体基本质量等级为Ⅳ级,承载力特征值fak＝１５００K p a,为良好的桩基桩端持力层.３㊁地下水腐蚀性评价据水质分析资料,地下水化学类型为HCO３－Cl－Ca型水,PH＝７．１１,矿化度为３４８m g/L,侵蚀性CO２含量１２．１m g/L,游离性CO２含量１７．６m g/L.根据«岩土工程勘察规范»(GB５００２１－２００１)(２００９年版)判定,场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性;对钢筋混凝土结构具微腐蚀性;对钢结构有弱腐蚀性.土对混凝土结构具有微腐蚀性,土对钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性.４㊁基础方案分析根据场地岩土工程条件,并结合拟建建筑物特点,基础方案建议:(１)采用筏形基础,以砾砂②为天然地基,其地基承载力特征值fak＝３５０k p a.基坑开挖,粉质粘土及中砂㊁砾砂可按１:１．２５放坡.该层场地内同一开挖深度内有可能夹粉质粘土㊁中砂薄层,力学性质存在差异,建议有此情况时挖去软弱层,毛石混凝土换填处理.由于场地内地下水位较高,水量较大,基坑开挖过程中必须进行降水.施工中地下水位应保持在基坑底面下０．５－１．５m;应对可能影响的既有建筑物进行沉降监测,必要时,应采取防护措施.明排地下水易产生流砂,建议使用坑外管井降水方案.(２)采用桩基础,以卵石③或强风化花岗岩④为桩基桩端持力层,钻孔灌注桩㊁挖孔桩桩基参数土层名称桩侧摩阻力特征值q sa(KPa)桩端阻力特征值qp a(KPa)粉质粘土①２０中砂②１３０粉质粘土②２１０砾砂②６０２０００卵石③７０２３００强风化花岗岩④７０２６００㊀㊀５㊁基坑评价场地地基土为冲洪积成因,根据周边环境㊁破坏后果和严重程度,基坑深度,工程地质和地下水条件,依据«高层建筑岩土工程勘察规程»(JGJ７２－２００４)表８．７．２确定,该项工程基坑工程安全等级为二级.场地施工过程中,将进行基坑开挖,基坑开挖深度约为５米,由于受场地条件限制,东侧边坡采用挂网喷浆加固,西侧及南北两侧采取放坡措施.四㊁结束语通过以海天银座为例,论述了高层建筑勘察所需采取的勘察方法,以及通过多种原位测试法㊁计算法对岩土工程勘察评价内容进行了概括.关于市政工程项目施工技术优化方法的探讨赵橹１㊀李娜２(１㊁包头市城乡基本建设办公室㊀０１４０３０㊀２㊁包头城建集团股份有限公司㊀０１４０３０)㊀㊀摘要:市政工程施工技术是工程项目建设中不可缺少的专业技术条件,对整个市政工程的建设质量㊁工艺流程㊁资金投入等都有着重要的影响.随着我国社会经济不断的发展,科学技术不断的进步,工艺流程不断的更新,材料也有了新的变化,这就对于市政工程项目施工管理要求更加严格,同时也对工程项目技术提出了更高的要求.因此,市政工程在建设施工过程中,必须从工程项目实际情况出发,加强施工技术的探索与优化,依靠科学手段将新的工艺流程运用到具体施工过程中,实现施工过程中的技术优化方法.关键词:市政工程;建设项目;施工技术;优化管理引言近年来,随着我国经济的快速发展,市政工程已经不仅仅是一项简单的城市规划任务,在具体施工建设过程中还要经过前期详细㊁科学㊁系统的规划,因为市政工程施工技术管理和后期维护等工作较其他工程相比难度大.所以,我们必须要做好市政工程的早期规划工作,同时优化施工过程中的技术策略减少后期管理和维护成本.所以,为了加快城市建设步伐,高效开展市政工程建设施工就必须重视施工技术的优化.国家的发展㊁城市的繁荣,在创造巨大价值的同时,每时每刻的生产消耗十分巨大,我们如果想扩大生产,保持经济持续增长,就一定要做好施工技术的选择和规划.一㊁市政工程项目施工技术优化的重要性１．１施工技术优化是社会发展的客观要求随着科学技术的不断发展以及建筑行业的繁荣,各种新材料㊁新工艺不断涌现.这些新材料和新工艺在极大的促进建筑行业快速发展的同时,也给建筑施工企业带来了不小的挑战.一方面,施工企业要不断的学习新工艺的应用方法.另一方面,还要不断的改善自身的施工技能和施工技术的应用情况,以便适应更高的要求.另外,从施工人员的变化来讲,近年来,施工市场上出现了较多新的工种,加之新型施工技术在施工行业的应用,必然要求更高的施工技术优化水平,才能为工程项目的顺利完工提供技术保障.１．２施工技术优化可以推进国家发展㊁企业进步市政工程基础设施建设是城市现代化建设的重要内容之一,其在推动社会主义现代化建设过程中,有着十分重要的作用.要实现人们生活水平的进一步提高,国家经济发展配套设施的进一步完善,就需要从市政工程建设入手,不断强化施工优化工作的力度和绩效.９８机电工程㊀㊀２０１５年１月(上)㊀第１期。