地铁工程可行性研究篇1
关键词:地铁;地下结构;土-结构动力相互作用;地震反应;抗震设计
引言
随着城市化的发展，城市交通状况及环境条件日趋恶化，交通的拥挤和效率低下成为各大城市的通病，人们逐渐认识到发展以地下铁道为骨干的大运量快速公共交通系统是解决问题的重要途径[1]。实践证明，地铁以其快速、高效、清洁的特点，在世界上大多数经济发达地区大城市的客运交通中发挥着不可替代的作用，比如东京、莫斯科、伦敦等[1]。近年来，我国的地铁建设也得到了迅猛的发展。以北京为例，目前地铁线路总长114km(包括地面轨道线路)，按照《北京奥运行动规划》，到2008年运营里程将达到202km，长远规划总里程超过600km。另外，上海、广州、深圳、南京、杭州、沈阳等大城市也正在或者即将建设地铁或轻轨。可以说，我国已经进入了地铁工程建设的黄金时代。
地铁工程是生命线工程的重要组成部分，其抗震问题已经成为城市工程抗震和防灾减灾研究的重要组成部分。美国、日本等国家都曾经对地铁等地下结构的抗震设计理论进行了研究，提出了一些实用的抗震设计方法[2-5]。但我国在这一领域的研究相对滞后[5-6]。迄今为止，我国还没有独立的地下结构抗震设计规范，GB50157—92《地下铁道设计规范》和GB50157—2003《地铁设计规范》对地铁的抗震设计都只给出了极为笼统的规定，其原因主要是研究工作开展不够，对地下结构抗震设计方法缺乏系统研究。长期以来，地铁结构的抗震设计基本是参照GBJ111—87《铁路工程抗震设计规范》中有关隧道部分的条文和GB50011—2001《建筑抗震设计规范》，采用地震系数法进行的。地震系数法用于地下结构抗震计算时具有明显的缺陷，比如按照地震系数法，作用在地下结构的水平惯性力随埋深的增加而增加，这与实际情况明显不符。出现这一局面的原因与人们对地下结构震害的认识不无关系。客观地讲，地下结构由于受到地层的约束，加之城市隧道大多采用抗震性能较好的整体现浇钢筋混凝土结构及能够适应地层变形的装配式圆形结构，震害明显低于地上结构[6]。高烈度地震区内的城市地铁大规模建设是在近20多年才出现的，大多数还没有经过大地震的检验，因此灾难性的震害记录不多，于是人们普遍认为地下结构在地震作用下所受破坏程度远比地上结构轻。但在1995年日本阪神大地震中，神户市地铁车站及区间隧道遭到严重破坏的事实给这种传统观念带来了巨大的冲击，引起了众多地震工作者的极大重视[7-9]。阪神地震清楚地表明，在地层可能发生较大变形和位移的部位，地铁等地下结构可能会出现严重的震害，因此对其抗震问题应给予高度重视。
目前研究地下结构抗震性能的主要途径有:原型观测、模型试验和数值模拟。由于问题的极其复杂性，目前还没有哪一种手段能够完全实现对地下结构动力反应进行全面而真实的解释和模拟。一般是通过原型观测和模型试验结果来部分的或定性的再现实际现象、解释物理机制、推断变化过程、总结特性规律和分析灾变后果，在此基础上建立合理的能够反映实际动力相互作用规律的数理分析模型，发展相应的数值分析方法;再通过模型试验和原型观测结果加以验证。然后对不同抗震设计方案进行计算分析，尽可能地再现和模拟其实际动力反应，研究其抗震性能，提出相应的抗震对策。这是研究和评价地下结构抗震性能的较为合理的有效途径。
阪神地震后，我国对地铁等地下结构的抗震问题进行了一系列的研究[10-23]，但仍然缺少实质性进展。为改变目前我国在这一研究领域中的落后局面，需要在理论分析、数值模拟和模型试验等方面开展更为深入的工作，系统地研究地铁车站及区间隧道等的地震反应，以图在抗震分析及设计方法与理论基础方面有实质性的突破。目前我国地铁抗震分析及设计中存在诸多问题尚待深入研究，其中目前迫切需要解决的关键问题主要体现在以下5个方面。
1土-结构动力相互作用分析模型
强地震作用下，地下结构与地基介质可能呈现明显的非线性、弹塑性状态，地下结构与地基之间的接触面还可能出现局部滑移、脱离等非连续变形现象，除此之外，地铁地下结构-地基动力相互作用分析模型还应该合理考虑地基半无限性的影响。因此，一个合理的地下结构分析模型既要考虑对半无限地基的模拟，还必须全面考虑4种非线性因素:结构材料非线性、结构-地基动态接触非线性、近场地基非线性与远场地基非线性。目前对包括钢筋混凝土等在内的结构材料非线性性质的研究相对成熟;结构-地基动态接触非线性的研究也已经取得较大进展[24-25];针对地基半无限性及远场地基特性的模拟问题已经发展了多种动力人工边界[26-29];关于土的非线性问题(尤其是动力非线性问题)的研究更是发展出几十种动力非线性本构模型[30]，目前虽然没有任何一个模型具有广泛的适用性，但针对具体的问题也不乏有合理而实用的选择。上述问题的研究已经取得了相当丰富的成果，但是如何根据这些研究成果构造合理的地铁地下结构地震反应分析模型还需要进行深入的研究和探讨。
对地铁车站及区间隧道等地下结构来说，周围地基特性对结构地震反应及破坏特征的影响显著。在地震反应过程中，周围地基尤其是上覆土层的重力效应对结构地震反应会产生不容忽视的影响。如何合理地反映地基的静力效应及地基半无限性的影响是一个比较重要的问题。这一问题的解决涉及到动力人工边界及静力人工边界的合理确定和设置。由于目前已有的动力人工边界一般不适用于地下结构-地基系统的静力分析，因而普遍的解决办法是针对静力问题和动力问题采用不同的人工边界。对于静力问题，采用固定人工边界或其他静力边界(边界元或无穷元)，而动力问题则采用动力人工边界，这导致形成了两个不同的分析模型。针对不同模型，首先分析静力问题，然后基于静力分析结果进行动力分析，最后将两种分析结果进行组合。这种做法不仅麻烦，也不能很好地反映地下结构周围地基的重力效应对非线性结构地震反应的影响。因而有必要发展一种对静力分析和动力分析均能适用的静-动力统一人工边界，并提出直接在静-动力统一人工边界上实现地震波场的输入方法。基于静-动力统一人工边界建立一个可考虑上覆土层的重力效应、实现强地震动有效输入、合理反映结构材料非线性、结构-地基动接触非线性、近场地基非线性与远场地基非线性等影响因素的理论分析模型是完善地下结构静力分析及地震反应分析的合理途径。
2土-结构动力相互作用分析的快速高效算法
求解土-结构动力相互作用问题的方法可以分为解析法、半解析法和数值法等[2，31]。由于地下结构的复杂性，解析法和半解析法的使用受到限制，而数值方法的使用最为广泛。在众多数值方法中，有限元法由于具有灵活方便、适应性强的优点，得到了广泛的应用。当采用有限元法结合人工边界对强地震作用下的土-结构开放系统进行整体分析时，由于系统非线性的影响，必需采用时域逐步积分算法完成计算，当所研究问题的尺度大、力学模型的自由度多时，其分析计算工作量巨大。地铁地下结构构造复杂，往往又处在一个复杂的地震动场中，虽然目前由于分析手段的限制或出于简单满足工程设计目的考虑，常常采用切片的二维计算模型进行抗震分析，但为更深入研究和了解地铁地下结构的地震反应规律、分析不同地震动场的综合影响，采用地铁地下结构三维整体模型进行研究还是必需的。
有限元离散模型中单元尺寸的大小与地震波及传播介质的性质有关。对于位于土中，特别是软土中的地下结构进行地震反应分析时，为对土中地震波的传播有足够的模拟精度，往往需要采用尺寸足够小的单元，导致离散模型单元数目很多。地铁地下车站的长度一般超过100m，甚至达200m，因而地铁车站-地基系统计算分析模型尺度很大，尤其是需要同时研究地铁车站与区间隧道连接处等震害易发生部位的地震反应及破坏规律时，计算模型的尺度将更大。在强地震作用下，地铁地下结构-地基系统的非线性动力行为不可避免。虽然通过引入人工边界可以选取相对较小的计算区域，但是三维非线性动力分析模型(模型尺寸取决于地下结构的尺寸)的采用仍然决定了巨大的计算工作量。因而进一步发展快速高效的计算方法以更有效地降低计算工作量，成为地铁地下结构-地基系统非线性动力相互作用分析模型的推广应用所需要解决的关键问题之一。
3地铁地下结构地震破坏模式和抗震性能的评估方法
动力时程分析方法作为一种可靠的分析手段适用于深入研究地铁等地下结构抗震理论，而对于评估地下结构承载力极限状态和进行常规的地铁地下工程抗震设计，还需要发展简便和实用的分析方法。借鉴目前建筑结构的抗震设计方法，发展新的评估地铁地下结构地震破坏模式及抗震性能的方法是很有意义的。我国GB50011—2001《建筑抗震设计规范》规定建筑抗震设计需要进行大震作用下结构的弹塑性变形验算，对于地铁地下结构尤其是地铁车站结构来说，大震作用下的弹塑性变形验算无疑也是必要的。目前常用的弹塑性分析方法包括静力增量分析法、动力时程分析法和静力弹塑性分析方法(push-over方法)。静力增量分析法相对简单，但没有考虑到地震作用与结构自振特性之间的密切关系。动力时程分析法由于能够计算地震反应过程中各时刻结构的内力和变形状态，给出结构开裂和屈服的顺序，发现应力和塑性变形集中的部位，从而可以判明结构的屈服机制、薄弱环节及可能的破坏类型，结果也较为准确，但其计算工作量大，计算结果受地震波选取的影响，用于常规的抗震设计还有一定的困难。相对上述两种方法来说，push-over分析方法是一种新的结构抗震分析方法，这种方法既比较简单，又可以比较准确地评估地震作用下结构的反应情况，因而得到了广泛的研究和应用[32-35]。由于地下结构与地上结构地震反应规律和特点并不完全相同，因此到目前为止，适用于建筑结构抗震分析的push-over方法还无法应用于地铁车站等地下结构的抗震设计。另外，由于受到周围地基约束，地下结构的变形形式不同于地上结构。相对地上结构来说，地下结构在整体发生较小变形时局部的内力可能会很大，因此也不能简单地套用地上结构变形的极限值推算地下结构在中震或大震作用下的极限状态，必须进行深入的理论分析和试验研究，了解地铁车站等地下结构的内力-变形规律及破坏模式，并在此基础上提出地铁地下结构抗震性能定量化评价指标体系。因此需要发展一种能够适应于地铁地下结构的push-over分析方法，考虑地下结构受周围地基约束的特点，提出地下结构基于位移的抗震分析及设计方法，以突破现有承载力设计方法的限制，从而使地铁车站等地下结构的抗震设计更为合理和简便。
4地铁地下结构的抗震构造措施[36]
目前我国对地铁车站及区间隧道等地下结构抗震设计中结构构件应采用的抗震构造措施还缺乏统一认识。一种观点认为单建的地下结构由于受到地层的约束，地震时构件不大可能出现交变内力，无须特别考虑抗震构造措施;当地下结构与地面建、构筑物合建时，才需按地面结构的抗震要求考虑构造措施。另一种观点认为基本可以照搬地面民用建筑结构的要求，例如，抗震设防烈度7度的城市，即按8度采取相应构造措施，并将抗震等级提高一级。比较看来，这两种观点都有一定的片面性，前者完全忽视了地震对单建地下结构可能造成的破坏;后者又完全把地下结构等同于地上结构。实际上应该区别不同的围岩条件和施工方法，根据地下结构在地震作用下的受力和破坏特点有针对性地采取抗震措施。抗震构造措施是提高罕遇地震时结构整体抗震能力、保证其实现预期设防目标、延迟结构破坏的重要手段，它可以充分发掘结构的潜力，在一定条件下，比单纯依靠提高设防标准来增强抗震能力更为经济合理。这方面工作的重点应放在改善薄弱部件的受力和提高结构构件的延性及耗能能力上。有关地铁工程抗震构造方面存在的其他问题还很多，如抗震缝的设置原则和方法，后砌的内部承重结构和非承重隔墙的抗震构造要求等。
5地铁区间隧道穿越地震断层的设计方案及工程措施
目前GB50011—2001《建筑抗震设计规范》规定，建筑物选址应避开地震活断层，以防止地震时断层运动而引起的破坏。对于地上单建的建筑结构，这一方法是可行的。地铁地下车站作为地铁系统中的关键枢纽，也可以通过合理的选址方案，避开地震活断层。但是地铁线路走向基本上取决于交通功能的要求，因此地铁区间隧道穿越地震断层有时是不可避免的。目前对埋地管线等小断面地下管道跨越断层时的抗震设计方法已经有所研究[17，37-39]，但是地铁隧道无论是在结构尺寸上还是在结构构造和材料性质上与小断面地下管线均有所不同，目前对诸如地铁区间隧道等大断面隧道跨越地震断层的抗震问题还缺乏研究，虽然很多地铁隧道在跨越地震活断层时不得不采取特殊的设计方案和工程措施，但还缺乏针对这些设计方案和工程措施的系统理论分析。
我国在十五期间将投资27亿元人民币建设“中国数字地震观测网络”[40]，地震活断层探测系统是其中重要的组成部分。这表明目前我国对大城市地震断层问题已经给予了足够重视，很多重要城市已经针对地下断层开始了勘探和研究工作，其中对地震活断层可能引发的地震及可能造成的破坏是重点考虑和研究的对象。随着对北京等重大城市地下地震断层勘探工作的开展和对地震断层活动性的掌握，针对地铁区间隧道等地下隧道跨越地震活断层时的抗震设计及工程措施将是抗震工作者和工程设计人员不得不面对和需要解决的实际问题。
6结语
地铁地下结构是重要的生命线工程，造价高，使用周期长，一旦发生破坏，修复困难，直接和间接经济损失巨大。目前我国地铁建设已经进入高潮，其中很多地铁工程建设在高烈度地区，同时我国缺少完善的地铁地下结构抗震分析方法和有效的抗震构造措施，因而开展深入系统的理论分析、试验研究及数值模拟，发展合理而可靠的地下结构抗震设计理论和方法，完善地下结构抗震构造措施，确定优良的地下结构抗震体系，均具有重要的科学意义同时具有重要的工程应用价值。
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地铁工程可行性研究篇2
1地下水除铁技术
1.1自然氧化法除铁自然氧化法除铁一般以空气中的氧作为氧化剂，含铁地下水与空气接触后，空气中的氧迅速溶于水中，并发生下列反应：4Fe2＋＋o2＋10H2o＝4Fe（oH）3＋8H＋地下水中二价铁的氧化速度比较缓慢，与空气接触后，需要一段反应时间。另外，从上式可以看出，水中的pH值对氧化除铁过程有很大影响，氧化除铁过程只有在水中的pH值不低于7的条件下才能顺利进行。故加强水的曝气过程，可以使水中Co2充分逸散，从而提高水的pH值，这是提高二价铁氧化速度的重要措施。自然氧化除铁在实际运行中发现了诸多问题，首先对pH值要求比较高，即使采用了加强曝气强度并及时逸散产生的Co2，该工艺所需要的停留时间还是保持在2～3h［12］，而且增加了投药量和电耗；其次三价铁絮凝体很小，容易穿透滤层，有时除铁效果达不到饮用水要求。三是水中溶解性硅酸与三价铁氢氧化物形成硅铁络合物。使氢氧化铁胶体凝聚困难，影响氢氧化铁的絮凝，难以从水中分离。地下水碱度较低时，溶解性硅酸对除铁效果影响尤为显著。
1.2接触催化氧化法除铁接触氧化除铁机理是催化氧化反应。起催化作用的是滤料表面的铁质活性滤膜，水中的Fe2＋在吸附的氧气的参与下被催化氧化成高价态物质并截留于滤层中并附着于滤料表面上，不断更新活性氧化膜，大大加快氧化速度，具有不投药、简单曝气、流程短、出水水质好等优点。接触氧化除铁时，滤层中铁质活性滤膜首先是以离子交换方式吸附水中的二价铁离子，当水中有溶解氧时，活性滤膜催化被吸附的二价铁离子迅速氧化并水解，并使催化剂本身再生，因此，铁质活性滤膜接触氧化除铁是一个自催化过程［13］，有下列反应方程式：多年工程实践表明［14］，接触氧化法中铁质活性滤膜对容易氧化的铁具有良好的去除效果。故在地下水中只含有铁不含锰时可优先采用此工艺。但由于我国大部分地下水铁锰同时存在，因此，同时去除铁锰仍存在一些问题。
1.3生物氧化除铁pierremouchet［15］在低溶解氧（0～0．7mg／L）和低含铁量（0．75～1．1mg／L）的情况下发现生物在除铁过程中存在很大的作用，得出生物是铁去除的主要原因。CatherineVtremb－lay［16］也在低溶解氧含量下发现生物除铁作用的存在。虽有多名学者发现生物除铁作用的存在，但是在高铁含量情况下生物除铁作用效果还未有发现。原水含铁量、溶解氧含量、pH值、过滤周期的长短等这些参数对生物除铁的效果都有待继续研究。陈宇辉［2］采用两个内径188mm的有机玻璃滤柱、新石英砂滤料对比研究，一个滤柱每天用1％的HgCl2溶液浸泡滤层1～2h，另一个为对比柱，滤速为6m／h，进水溶解氧大于6mg／L，进水总铁的质量浓度大于15mg／L。实验中发现，运行不到十天，两个滤柱出水含铁量都已经完全达标，两者处理效果基本相同，说明高含铁量地下水中，生物作用对于铁的去除几乎没有影响。因此，该方法可于含铁量较低的地下水处理中。除铁工艺比较见表1。
2地下水除锰技术
2.1自然氧化法除锰自然氧化法除锰原理与自然氧化法除铁原理类似，但要求pH值大于9．5。仅靠曝气难以将地下水的pH值提高到此水平，需投加碱以提高pH值，使得工艺流程更加复杂，处理后的水pH值太高，需要酸化后才能正常使用，进一步增强了管理难度和运行费用，故这种方法不适合我国供水设施建设资金有限的现实国情。
2.2接触氧化除锰接触氧化除锰常采用曝气－反应沉淀－过滤处理工艺流程，在滤料表面形成的锰质滤料具有催化作用，水中的二价锰在锰质滤膜催化作用下，能迅速被溶解氧氧化从而得到去除，这种催化作用非常强，pH值在7．5左右就可以完成［17］。该工艺不投药，简单曝气，流程短出水水质良好稳定。铁和锰的化学性质很近，含锰的地下水中常常也含有铁。但铁的氧化还原电位比锰要低，对于高价态的锰，二价铁就成了还原剂，所以二价铁会大大阻碍二价锰的氧化。即只有在水中基本不存在二价铁的情况下，二价锰才能被氧化。所以，在地下水中铁、锰共存时，应该先除铁再除锰。有研究表明［18］，要获得比较好的除锰效果，二价铁的界限质量浓度大概为2mg／L。接触催化氧化法除锰在工程实践中发现了一些新的问题有待研究。一是地下水一般铁锰共存，为排除铁快速氧化对锰氧化的干扰，接触氧化法一般采用一级曝气、过滤除铁、二级曝气、过滤除锰的分级去除方法（见图1），工艺流程复杂且行费用偏高；二是锰难以氧化，在滤层中不能快速氧化为mno2，而成为附着于滤料上的锰质活性滤膜，除锰能力形成周期很长，且由于经常性反冲洗等外界因素的干扰，有效的锰质活性滤膜很难形成并保持稳定，除锰效果很不稳定。
2.3生物氧化法除锰我国在90年代提出了新的除锰理论即生物法除铁除锰理论［19］（工艺流程图见图2），并取得了一些成果。在自然曝气氧化法除铁除锰滤池中，检测出了多种铁细菌的存在。铁细菌具有特殊的酶，能使水中的溶解氧加速氧化二价铁和二价锰。生物除锰理论认为，附着在黑砂表面的锰质活性滤膜是锰的化合物和铁细菌的共生体，且在胞外酶的诱导作用下，除锰滤池中微生物氧化原水中的锰获得能量，并繁殖附着在滤料表面，同步氧化生成的mno2也沉积在滤料表面，两者形成一层锰质活性滤膜，就是接触氧化除锰工艺中出现的“黑膜”［20－22］。滤层成熟后，铁细菌利用水中的溶解氧将不断吸附在滤层上的mn2＋氧化为mno2•H2o并沉积在滤膜的表面，成为滤膜的一部分，使滤膜持续得到更新。试验表明［23］，将成熟的石英砂灭菌将会导致滤层的除锰能力急剧下降，且滤砂表层的黑膜亦逐渐脱落，这证实生物作用是锰去除的主要原因。近年来，生物除铁除锰工艺得到了广泛应用。国外对地表水中铁、锰的去除多采用2级生物过滤法，第1个滤池用于氧化除铁，第2个滤池用于去除剩余的铁和锰［26］；国内则以张杰院士为首创建了生物固锰除锰技术。生物除锰的工艺流程与接触氧化除锰工艺相同，曝气后直接过滤，流程简单，构筑物少，停留时间短。影响生物除锰滤池运行的因素很多，在培养初期，滤池反冲洗的强度不宜太大，一般宜为10～14L／（s•m2），生物除锰对pH值的要求较宽，6．0以上就有很好的除锰效果。除锰工艺比较见表2。目前，生物除锰存在许多无法解释的现象有待研究。例如，大家普遍认为，Fe2＋是铁细菌除锰的诱导因素，没有Fe2＋，铁细菌将无法降解水中的mn2＋，对于运行成熟的生物除锰滤层，如长时间不通入含Fe2＋水，滤层就会逐渐丧失除锰能力并发生漏锰现象，只有再通入一段时间含Fe2＋水后滤层才能逐渐恢复其除锰能力。但在实际运行中发现，Fe2＋往往在滤层上部10cm的滤层中就几乎全部被氧化为Fe3＋，下层Fe2＋的含量非常少。这就说明大部分mn2＋的去除是在几乎不含Fe2＋的滤层下部完成。这是生物除锰尚无法解释的现象。再例，在运行成熟的一级除铁除锰滤池中，除铁带和除锰带上下层分布，在滤层表面铁细菌的数量达到105数量级时，除锰能力才成熟，而检测除锰带却只有102～103数量级的铁细菌［2］，为什么除锰作用发生在铁细菌数量少的下层而不是上层？生物法的实际效果虽得到广泛的认可，但生物除锰的机理还处于较初级的实验研究阶段，铁细菌的筛选、驯化虽已获一定成功，但主要是依靠实验室筛选驯化菌种接种，这对于中型除铁除锰滤池，技术上可行，经济上不可行，因菌种培养费用巨大。故深入研究生物除铁除锰技术，培养高效实用的工程菌，探索出经济可行的生物过滤实现方法势在必行。另外，工程实践相对较少，缺乏一套规范化的运行调试方法，生物熟料的培养、反冲洗强度、时间等尚无确切的控制标准，离走向工程化还有一定距离。
3除铁除锰未来研究方向
对于生物法除锰，生物所需营养物质、pH值、温度及溶解氧都会影响铁锰的去除效果。微生物所需要的最基本的营养元素有碳、氮、磷、钙、镁等。钙具有调节pH值、降低细胞膜透性的作用，镁是一些酶的重要辅助因子，pH值、温度、溶解氧直接影响微生物和酶的活性，是微生物繁殖生长的关键指标。沈阳建筑大学的张吉库［29］研究影响锰砂滤层去除铁锰效果的温度、溶解氧两个因素，得出Do在一定范围内变化对生物除铁除锰效果影响不大，考虑经济因素，Do维持在3mg／L左右，采用跌水曝气就可以满足要求。低温会降低铁锰的去除效果，微生物最适宜的温度在20℃。这些各项参数的取值范围对铁锰效果的影响，将是今后的研究方向。生物法除铁除锰的核心是微生物，近几年的研究主要是针对微生物的分离、纯化和鉴定，或者驯化高效的工程菌种以提高除铁除锰的效率。李惠珍等人利用特性培养基在管道堵塞物和水库水样中分离筛选出了铁锰氧化鞘细菌，其具有高效除铁除锰能力。并通过实验得到了该菌种的生长适宜条件，纯化培养得到两种菌株，通过菌落描述对比。得出两种菌株各自属于球衣菌属和纤发菌属。赵焱［31］等人在除铁除锰水厂的曝气池内利用贫营养基分离筛选获得mSB－4，并证实是一种高效除铁除锰菌株。但这方面的研究还比较少。高效工程菌的培养将仍是今后的研究重点。生物除铁除锰的动力学研究还处于初级阶段，目前的模型主要分为两类：以浓度与生物反应为限制步骤的模型和以传质过程为限制步骤的模型。Katsoyianne［32］认为在一定的条件下，铁锰氧化符合一级反应动力学，薛罡［19］则认为除铁仍符合传统接触氧化一级反应动力学规律，对于除锰，则与传统接触氧化一级反应动力学规律截然不同。除锰符合酶促反应中高基质浓度区的零级反应动力学规律。Stembal［33］等认为滤膜表面氧化过程要比传质过程快，生物氧化过程主要受质量传递过程限制。并建立了易于传质限制的动力学模型。但该模型并没有给出关键的影响因素。因此，生物除铁除锰动力学模型的建立，还需要进一步探讨。
4结语
地铁工程可行性研究篇3
关键词 香港,地铁,票价
0引言
香港作为全球人口最稠密的地区之一,须面对多项挑战。为了应付社区在经济、社会和康乐方面迅速增长的需要,必须持续提供安全、快捷和可靠的公共交通运输系统。把公共运输系统与土地用途规划互相结合,有助减低市民对路面交通工具的依赖,从而纾缓交通挤塞和对环境所造成的影响。香港地区的城市轨道交通包括地铁、机场快线、九广铁路。由于轨道交通是既环保又快捷的公共运输工具,所以在过去数十年间,政府在发展香港公共交通系统时,优先发展轨道交通。我们不但放眼将来,而且已制订好庞大的计划,扩展轨道交通网络,以应付直至2016年的交通需求。可以预期,届时轨道交通的客运市场占有率会由现时的35%上升至45%。换言之,在乘客使用公共交通工具往来各区的所有行程当中,会有接近一半是使用轨道交通系统。
路政署辖下的铁路拓展处负责管理铁路与城市轨道交通发展策略的实施和制订有关计划,以进一步发展铁路网络。此外,铁路拓展处除了协助环境运输及工务局制订铁路发展政策外,也是落实相关政策方针的执行部门,进行铁路研究,协调政府与两家铁路与城市轨道交通公司的技术要求,以及解决新轨道交通工程项目在实施上的各种问题。
为了进一步推行铁路发展规划,在1998年进行了第二次铁路发展研究,期间建立了一套十分精密的计算机化运输模型(铁路发展研究模型)。此模型并附设运输数据库。这套模型能按不同的土地规划用途和社会经济情况,预测各铁路网络未来的乘客量和营运收入。此模型对于决定在何时实施何等铁路工程项目以应付运输需要,扮演极其重要的角色。
影响轨道交通需求的因素之一是轨道交通和其他公共交通工具在票价水平和车程上的差距。因此,若能把轨道交通票价定于大部分乘客都接受的水平,而其他公共交通工具又能在公平的竞争环境下以商业原则的模式营运,便可提高轨道交通的使用率,以尽量善用轨道交通系统和其他社会资源。
本文阐释如何应用铁路发展研究模型研究香港地铁系统的票价弹性,以及探讨轨道交通票价调整对其他公共交通工具竞争对手(尤其是专营公共汽车和小公共汽车)有何影响。
1铁路发展研究模型概要
铁路发展研究模型是在1998年进行第二次轨道交通发展研究期间建立的一套十分精密的计算机化运输模型。该模型主要包括三个组件模型:四阶段运输需求模型、公共交通模型及详细铁路模型(见图1)。
(1)四阶段运输需求模型:包括行程产生、交通模式的选择、行程分布和行程分配等四个阶段。模拟的结果产生负载的道路网络和公共交通服务需求矩阵。
(2)公共交通模型:承接上游的模拟结果,公共交通模型会作更细致的模式选择分析。公共交通模型的结果包括整体轨道交通站至站的需求矩阵。
(3)详细轨道交通模型:具备更全面的轨道交通网络资料。承接从公共交通模型所得到的整体铁路站至站的需求矩阵,便可产生详细的轨道交通营运预测,作轨道交通规划和评估之用。
在应用铁路发展研究模型方面,采用了精密的分区系统。在四阶段运输需求模型中,香港被划分为320个区域(见图2)。而在公共交通模型中,香港更被划分为458个区域,以期使模型产生的分析结果更加准确。
多年来,每当有新轨道交通线投入服务,都会趁机验证铁路发展研究模型的效能表现,核对真实的轨道交通线流量、轨道交通站至站需求矩阵、轨道交通线上的主要瓶颈流量以及其他主要公共交通工具的乘客人次,与模型所得的结果互相比较。验证显示,铁路发展研究模型的预测与实际数字相符。
2票价弹性
价格会影响消费者的决定。轨道交通票价上调可能会导致乘客减少出行次数或改乘其他交通工具。票价敏感度以弹性计算,而弹性的定义是指票价调整1%(其他参数维持不变)所导致的需求增减百分率。弹性值高显示乘客量容易受票价影响。即是纵然票价调整幅度不大,亦会令乘客需求产生较大的变化。相反,弹性值低是指乘客量对票价调整的反应较小。除了考虑票价调整的直接影响外,考虑票价调整对其他交通工具的影响也很重要。因此,在衡量票价弹性时通常会同时使用“跨模式弹性值”。即是在铁路票价调整影响下,其他交通工具的乘客需求增减百分率。票价弹性的概念一直广泛应用于运输规划,以及预测交通费用的增减对乘客量和收入的影响。
国外曾进行多项有关不同公共交通工具的票价弹性研究(derus,1990;phametal.,1991;oumetal.,1992;goodwin,1992;hensher,1998;anddar-gay,hanly,1999)。其中大多集中研究欧洲国家的公共汽车票价弹性,甚少研究轨道交通票价弹性。在香港,各种公共交通工具之间竞争激烈,所有交通营办商都希望尽量争取乘客从而赚取最大的票价收益。因此,最近有研究人员因应香港公共交通服务的激烈竞争,研究公共交通营办商之间的票价竞争情况(laietal.,2000;andzhou2005)。表1显示世界各地的典型票价弹性值。
3个案研究
本项铁路发展研究模型的应用个案,使用2004年的地铁网络(见图3)、人口统计数据和社会经济情况,以进行香港地铁系统票价弹性的假设性研究。
香港地铁系统的策划和发展,要追溯至20世纪60年代。当时香港首次进行地铁系统研究。第一段观塘线(连接观塘及石硖尾)于1979年10月1日通车。自此,地铁系统便成为香港运输网络中最重要的交通工具之一。至今,地铁网络已增加了5条新的地铁线,包括:(1)观塘线南段(1980年),后来观塘线经东区海底隧道扩展至铡鱼涌(1989年5月);(2)荃湾线(1982年5月);(3)港岛线(1985年5月);(4)为市民提供两种服务的机场线(1998年7月)、东涌线和机场快线;(5)将军澳支线(2002年8月)。
香港地铁系统是全球使用率最高的轨道交通系统之一。现在,地铁在平常工作日每天载客人次超过200万。提供准确和舒适的地铁服务实在是一项艰巨的工作。因为既要满足与日俱增的乘客需求,也要切合不断提高的公众期望,尤其是在早上和傍晚繁忙时间的需求。例如在早上的繁忙时间,一列可载2500名乘客的8辆编组列车大约2min一班。单是荃湾线列车每小时每个方向的载客量已达75000人。
敏感度测试是透过提高或减低地铁票价进行的。表2显示铁路票价调整对地铁系统的乘客人次、地铁收入及非地铁乘客人次造成的影响。
4讨论
4.1轨道交通与公共汽车之间的竞争
表1显示,在欧美国家,其公共汽车车费的弹性值大约是轨道交通票价弹性值的2倍。换言之,轨道交通乘客比公共汽车乘客更能承受车费调整,主要是因为轨道交通列车通常比较准时可靠,而且速度较快。反之,道路公共交通工具在市区往往会遇上严重的堵塞,因此这些可供选择的交通工具不及轨道交通的吸引力。乘客因票价调整而改乘其他交通工具的意欲也受上述因素影响。然而,香港的轨道交通票价弹性值约为-0.4,比欧美国家的数值高。相对而言,香港的乘客需求较容易受轨道交通票价影响。这可能是因为轨道交通与其他变通工具之间存在激烈竞争所致。
现时,单是将军澳区铁路的竞争对手已包括25条专营公共汽车线、11条小公共汽车线和16条小区公共汽车线。此外,由于这些公共汽车和小公共汽车服务的可靠程度和服务质素(包括车速、准时、班次、覆盖地区和舒适程度)在过去数年间均有显著的改善,所以乘客在交通工具方面有许多选择。与其他国家比较,如果轨道交通票价上调,预计香港乘客更容易改乘其他交通工具。
假如乘客从上车地点乘坐地铁前往下车地点的行车时间与乘坐其他交通工具所需时间非常接近,则地铁乘客对票价调整将会非常敏感。
表3显示,在香港地区公共汽车与轨道交通往返所需时间相同。
模拟的出行目的包括从家里上班、上学,或往其他地方及社交和康乐等。此次研究为所有出行目的计算出地铁票价弹性值。下一步,亦应研究香港在繁忙及非繁忙时间、不同出行目的之票价弹性,以显示某一特定出行的票价弹性。例如:通常集中在繁忙时间的上班和上学出行的票价弹性等。相信这些出行的票价弹性值较小,因为这些出行的上、下车时间,不会如社交和康乐行程般具有弹性或可灵活调节。
4.2对九广东铁乘客人次和收入的影响
九广东铁连接九龙和新界,对公共交通运输来说是极具策略性的铁路。由九龙前往新界的乘客可乘坐道路交通工具,或乘坐地铁,然后在九龙塘转乘九广东铁。表2的结果显示,如果地铁的票价下调,九广铁路的乘客量亦会增加。这是因为部分本来并非乘坐轨道交通的乘客会改乘地铁系统,然后再转乘九广铁路往新界。在这种情况下,九广东铁的收入便会增加。
4.3跨模式弹性
虽然关于票价弹性的研究为数甚多,但有关跨模式弹性的研究却很少,其中一个原因是某一种交通工具调整票价可能只会对另一种交通工具造成轻微的影响,而现时并没有足够资料作这方面的详细分析。然而,hensher(1998)曾根据澳洲一个小城市newcastle的一项市民调查,在各种交通工具中找出一套跨模式弹性值。结果显示轨道交通票价上调10%只会令公共汽车乘客增加0.5%。因此,其跨模式弹性值是0.05,比香港地铁约0.1的跨模式弹性值低很多。这就再一次证明,与其他国家的轨道交通比较,香港地铁乘客对票价调整会敏感很多。
在上海,道路在繁忙时间都非常拥挤。一项研究(上海社科院经济研究所,2005)发现,即使轨道交通票价上调,也只有很少乘客会改乘道路公共交通工具,可见跨模式弹性非常低。中国的铁路系统在春运期间亦出现同样情况。因为在这段时间铁路的乘客需求十分大,即使铁路票价上调,亦只会令少数乘客改乘其他交通工具。
4.4轨道交通票价上调/下调的弹性
现时,可证明票价弹性并非对称的证据十分有限。hensher和bullock(1979)在其研究中发现,悉尼的票价弹性与票价的上调和下调并非对称。然而,webster和bly(1980)却提出,乘客对票价下调的反应与票价上升的反应相同。在一项有关美国多个城市23项票价调整的调查(maywormetal.1980)中,所得的结论是:无论票价上调或下调,票价弹性模式相同。此次研究也有相同结果。
4.5对收入的影响
一般来说,票价上升,乘客量便会下降。收入的增减有否受票价上调影响,须视票价与乘客量之间的互相影响。此项研究的结果显示,虽然地铁票价上调令地铁乘客量减少,但票价升幅足以弥补收入上的相应损失,因此地铁总收入将有增无减。这正好符合现时的研究结果,就是公共交通工具的票价通常甚少弹性(绝对弹性值少于1.0),因此票价上调反而令净收入增加。然而,这个关系模式未必会长久不变,因为票价弹性会随时间而增加。这现象亦与微观经济学理论中需求法则的第二定律吻合。根据该定律,票价弹性在短时期内不及在长时期大。换言之,经过一段较长的时间作为调节期,消费者可找到更多替代交通工具。此外,在进行有关研究以计算票价弹性时,假定只有地铁提高票价而其他因素维持不变。但在现实当中,竞争对手很可能会调整票价和服务,借着满足乘客需求以抢占市场更有利的位置。这些因素都会影响地铁的长远票价弹性。
4.6对经济效益的影响
分析成本效益的经济评估是从整体社会的角度计算任何轨道交通工程项目的成本和利益。轨道交通发展研究模型所得出的结果能为轨道交通工程项目计算以下经济效益:节省公共交通工具使用者的时间;节省道路使用者的时间;节省公共交通营办机构的营运成本;以及节省交通意外的埙失。
可以推断,地铁票价上调会令收入增加,并且会提高轨道交通线在财务上的回报率。但是,放弃乘坐轨道交通的乘客,会为其他公共交通工具带来额外需求,令道路网络的交通挤塞问题恶化。此外,乘客放弃使用效率较高的轨道交通系统而改乘效率较低的道路交通工具,不但会削弱经济效益,而且会对环境造成负面影响。为了回应广大市民的利益,轨道交通运营机构在进行运输网络的整体策划时,不应以尽量增加轨道交通收入为惟一的考虑因素,因为尚有其他社会和环境因素应予考虑。
5结语
此次研究所得的结果是:
(1)与欧美国家相比,香港地区的轨道交通票价弹性值较高,原因可能是轨道交通与其他公共交通工具(尤其是专营公共汽车和小公共汽车)竞争激烈。
(2)票价上调和下调的票价弹性模式相同。
(3)无论是外国或本港研究人员进行研究后计算所得的票价弹性值,都不能直接作出比较。由于不同国家的运输和社会经济环境各有不同,所以没有可用作评估票价弹性值的通用方程式。
(4)在跨模式弹性方面,这次研究得出的地铁跨模式弹性值约为0.1。这再一次显示,与其他国家的轨道交通乘客相比,香港地区的地铁乘客对票价调整的敏感度高得多。由于制定运输政策须运用有关跨模式弹性的资料,以评估对其他交通工具的影响,所以跨模式弹性值的预测对运输规划非常有用。
(5)如果有关交通工具的票价弹性少于1,则票价上调会令净收入增加。然而,这种模式并非长久不变,因为票价弹性会随时间而增加。
(6)轨道交通票价上调会为其他公共交通工具的服务带来额外需求,令道路网络的交通挤塞问题恶化,从而削弱经济效益和影响环境。票价弹性值可应用于运输规划的多个范畴,例如可用以预测不同票价水平的调整会令乘客需求和收入产生什么变化。此外,也可以利用有关乘客改乘其他交通工具的数据,研究道路网络能否应付额外的交通量。这些资料有助于制定整个运输系统的票价策略。
“票价弹性值”不但可方便衡量乘客需求对票价调整的反应,而且又能把所得结果量化。在测试乘客对票价调整的反应方面,这方法能作出迅速的预测。鉴于一般使用的票价弹性值是以10~40年前的海外研究为基础,未必适用于香港的运输和社会环境,因此须进行更多有关香港公共交通服务票价弹性的研究。
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地铁工程可行性研究篇4
关键词：地铁，安全风险，可拓理论，评价方法
abstract:Chinaisintheperiodofcitysubwayconstruction,themarkethasbecometheworld'slargestcitysubwayconstruction.However,inthelikearagingfireofcitysubwayconstruction,subwayaccidenteachcityalltypesoffrequentoccurrence.theextensionevaluationmethodandtheestablishmentofasubwayconstructionsitesafetyriskassessmentmodel,andmakeanempiricalstudyontheuseofmachineryandequipment.theresultsshowthat,theevaluationmethodcanbetterreflecttheactualsituationofengineering,guidingsignificancetosecurityriskmanagementofsubwayproject.
Keywords:subway,safetyrisk,extensiontheory,theevaluationmethod
中图分类号：U231+.2文献标识码：a文章编号：2095-2104(2013)
1研究背景与文献综述
目前，中国经济的不断发展，城市地铁建设正逐步进入稳步、有序和快速的发展阶段。尤其是近年来，国家政策的正确引导和相关城市对规划建设地铁的积极努力，全国已开通地铁的城市有北京、上海、天津、广州、长春、大连、重庆、武汉、深圳、南京等10多个城市，近几十条线路。未来五年，全国特大城市的地铁和轻轨通车里程将达2000公里，投资将约6000亿元。总规划里程超过5000公里，总投资估算超过8000亿元。我国目前正处于城市地铁建设高潮期，已经成为世界上最大的城市地铁建设市场。
在如火如荼的进行城市地铁建设的同时，各个城市各种类型的地铁事故频繁发生。如2007年3月28日的北京市海淀南路地铁10号线苏州街车站发生坍塌事故，造成6名工人死亡；2008年11月15日杭州地铁1号线湘湖站工程中，风情大道地铁施工工地发生大面积地面塌陷事故，造成17人死亡4人失踪，17人受伤的特大安全事故。地铁工程的建设具有其特殊性：地理位置特殊、质量和安全要求高、涉及工程专业多、工程量巨大、地下和露天作业多、工程和周边环境关系密切、生产的流动性、生产的单件性、生产的周期长。以上的特殊性决定了地铁工程建设中的不确定因素较多，可能引发的事故种类繁多，并且一旦发生地铁安全事故，其后果是相当严重的，往往是群死群伤。
Heinz介绍了地下空洞的三个类别的风险：功能、结构、合同，以及他们如何影响地下空洞的设计。正是由于其功能和结构的失败原因是多方面相关关联的，因此需要采用风险评估的方法。作者针对风险评估提出了多项建议，包括国际隧道工程协会的关于合同风险分担的建议[1]。nilsen等人的论文对复杂地层条件地区的海底隧道的风险进行相对深入地研究[2]。Reilly将地下结构工程中的主要风险分为4类：造成人员或伤亡、财产和经济损失的风险；造成项目造价增加的风险；造成工期延误的风险和造成不能满足设计、使用要求的风险[3]。mishac等人研究了在雅典地铁建设中，tBm隧道掘进法的超挖风险评估，其评估方法基于直觉，理论方法和实践经验。通过钻孔评价地质条件，以及确定基本危险因素。运用监测系统收集施工现场数据，然后运用数值分析技术对这些数据进行处理[4]。国内的一些专家学者对地下空间开发的安全风险也开展了应用研究，取得了一定的成果。范益群以可靠度理论为基础，提出了地下结构的抗风险设计概念，计算出基坑、隧道等地下结构风险发生的概率以及定性评价风险造成的损失，并提出改进的层次分析方法[5]。黄宏伟针对隧道及地下工程建设中的特点对风险的定义、风险发生的机理、目前国内外研究进展、当前实施风险管理中存在的主要问题、以及风险管理研究的发展等进行了讨论[6]。陈龙研究了软土地区盾构隧道施工期的风险分析与评估问题，提出了软土地区盾构隧道施工期风险与评价模型，对软土地区盾构隧道施工期风险概率的可能性分布规律，以及直接费用损失、工期损失、耐久性损失、环境影响损失的分布规律进行了归纳总结，进而为定量分析软土地区盾构隧道施工期风险提供了科学的理论依据[7]。
2研究方法和理论基础
可拓评价法是将可拓的方法应用于评价问题，建立多级指标的评价模型，并以定量的数值表示评定的结果，能较完整的反映待评对象的综合水平[8]。该方法的思想是：首先根据生产中积累的数据资料和已成功的试验数据等把评价水平分为若干等级，如在现场安全管理中，可分为三个等级安全、比较安全、危险，或者分为五个等级很安全、比较安全、一般安全、比较危险、很危险。由数据库或专家给出各等级的数据范围；再将待评对象的指标代入各等级的集合中进行多指标的评价；评价的结果按它与各等级集合的关联度大小进行比较，关联度越大，它与某等级集合的符合程度就越佳。一般评价步骤为[9]：（1）确定经典域与节域；（2）确定待评物元的具体数据；（3）确定各特征的权重系数；（4）首次评价；（5）确定待评物元关于各水平等级的关联度；（6）计算待评物元关于某一等级的关联度；（7）水平等级评定，与某等级j0的关联度最大，则该待评对象属于等级j0。
这三个指标均用0到100分值来表示，分值越高表示各项工作做得越符合安全要求。
3确定代评物元
对各个指标值的获取，本文采用专家评分的方法，由9名专家（项目经理、安全员、安全管理专家）组成的专家组进行打分，
4结论
我国目前正处于城市地铁建设高潮期，已经成为世界上最大的城市地铁建设市场。然而，在如火如荼的进行城市地铁建设的同时，各个城市各种类型的地铁事故频繁发生。可拓评价法是将可拓的方法应用于评价问题，建立多级指标的评价模型，并以定量的数值表示评定的结果，能较完整的反映待评对象的综合水平。论文利用可拓评价法建立了地铁施工现场安全风险评价的模型，并利用机械设备进行了实证研究：工地a安全等级是安全，工地B和工地C安全等级是非常安全，结果和专家组的意见相一致。结果表明，该评价方法能够较好的反映工程实际情况，对地铁项目的安全风险管理有指导意义。
参考文献
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地铁工程可行性研究篇5
关键词:降磷;铁矿石;技术现状
中图分类号:tB
文献标识码:a
文章编号:1672-3198(2010)15-0348-01
铁矿石中的磷主要以磷灰石或碳氟磷灰石形态与其它矿物共生,浸染于氧化铁矿物的颗粒边缘,嵌布于石英或碳酸盐矿物中,少量赋存于铁矿物的晶格中。且磷灰石晶体主要呈柱状、针状、集晶或散粒状嵌布于铁矿物及脉石矿物中,粒度较小,有时甚至是在2微米以下,不易分离,属于难选矿石。针对不同的矿石性质,近年来国内外进行了较为深入的铁矿石脱磷工艺研究。主要工艺有:反浮选、选择性聚团、酸浸、高梯度磁选、氧化焙烧一酸浸、微生物脱磷。
1高磷铁矿石提质降磷技术现状
1.1反浮选脱磷或磁选一反浮选联合工艺
随着新型高效浮选药剂的不断出现,反浮选仍然是目前最主要的铁矿石脱磷方法。为了降低反浮选成本或进一步降低含磷量,磁选一反浮选联合降磷已显示出优势。例如:长沙矿冶研究总院以Ra-3巧捕收剂,采用反浮选工艺,对美国toshi公司提供的tilden高磷铁矿综合样进行了实验室小型试验研究。以Cα2+为石英活化剂,淀粉为铁矿物抑制剂,Ra-3巧为捕收剂进行磷硅混合反浮选,取得了铁品位65.50%,含磷0.030%,铁回收率79.67%的闭路试验指标;梅山铁矿与马鞍山矿山研究院采用浮选(脱硫)一磁选一浮选(脱磷)工艺流程处理梅山铁矿高磷磁铁矿取得了较好的工业试验指标,可将磷降至0.25%以下。试验以H-907为捕收剂,水玻璃为抑制剂,浮磷作业铁回收率可达96.45%。
1.2选择性聚团分选
由于磷灰石等杂质矿物嵌布粒度极细,为使其单体解离,往往需要细磨,从而使常规方法捕集困难,回收率低。近年来,迅速发展起来的选择性聚团分选工艺为微细粒矿物分离提供了更为广阔的前景。选择性聚团分选工艺主要有:高分子絮凝分选、疏水聚团分选、磁团聚与磁种聚团分选以及复合聚团分选。自1964年开始,选择性聚团分选工艺曾用于加拿大斯奈克雷文矿床的高磷铁矿石脱磷研究。该矿床铁矿石储量达300亿吨,平均铁品位44.0%,含磷0.34%。该研究中的试样为铁品位54.6%。含磷0.39%的富矿,其主要工艺流程如图1.3所示。经过这样的两段聚团分选,得到含铁68.9%,二氧化硅5.3%、含硼低于0.02%的铁精矿,铁回收率为85%。
1.3酸浸
我国鄂西“宁乡式”鲡状赤铁矿资源丰富,约占全国铁矿储量的4%左右。但由于矿石性质复杂。含磷高(平均1%左右),难选难冶,至今尚未有效地开发利用。由于矿石性质复杂,用机械选矿方法脱磷,目前尚未完全过关。
卢尚文等采用解胶浸矿方法对宁乡式高磷铁矿石进行了较为深入的脱磷试验研究。通过浸出,可脱除胶磷鲡状铁矿石中40-50%磷,提高4-5个百分点的铁品位。
石原透等应用超声波酸浸脱磷工艺对美国内华达出产的高磷磁铁矿和赤铁矿进行了脱磷研究。试验中磁铁矿样含磷0.671%,粒度为-28目(0.589inln),超声波频率ZokHz,酸浓度5%,浸出时间巧han,最终结果为:使用硫酸时含磷0.07%(为机械搅拌酸浸的1/14),使用盐酸时含磷为0.06%(为机械搅拌酸浸的1/7),铁回收率为95%以上。
1.4高梯度磁选
新型高梯度磁选机的研制较大幅度地降低了有效分选粒度下限,较好地解决了堵塞与夹杂问题,为高磷铁矿石脱磷提供了一条新途径。
赣州有色冶金研究所与中南工业大学联合研制了S10n系列立环脉动高梯度湿式磁选机已用于工业生产。它的鼓膜脉动结果使高梯度磁选效率得到明显提高,有效分选粒度下限达10卜m。slon-1500立环脉动高梯度磁选机用于梅山铁矿精矿脱磷工业试验中的强磁选作业,取得了较好的试验结果。在原矿(二次溢流)含铁52.89%、含硫2.04%、含磷0.44%的条件下,获得铁精矿含铁58.31%、含硫0.223%、含磷0.2235%,铁的作业回收率为91.79%。不但较大幅度地降低了铁精矿中的磷、硫含量,而且降低了铁精矿粘性,为后续作业(运输、过滤等)通畅打下了基础。
1.5氯化焙烧―酸浸
该方法是将矿石与氯化钙混合后在900-1000℃条件下焙烧,然后用无机酸浸出磷。所用酸的种类不同,磷的浸出率各异,一般情况下,硝酸的浸出率最高,其次是盐酸,硫酸浸出率最低。
早在四五十年代,美国矿山局等单位对阿帕勒契恩区高磷红铁矿石脱磷进行了深入地研究。结果表明,包括浮选、焙烧磁选等在内的物理选矿不能有效地去除该矿区钙质红铁矿石中的磷。从技术上看,氯化焙烧一酸浸工艺从红铁矿中脱磷则较为成功,磷脱除率可达90%以上,但因成本高而无法应用。昆明理工大学工学硕士学位论文1.3.6微生物脱磷
近年来,利用微生物处理矿产资源的研究非常活跃,仅就溶磷方面而言,就已经发现很多种细菌、真菌、放线菌都具有溶磷作用。它们主要通过代谢产酸降低体系的pH值,使磷矿物溶解。同时,代谢产酸还会与ca2+、mg2+、川3+等离子形成络合物,从而促进磷矿物的溶解。研究表明,有的细菌具有过量摄磷的特性,这也是微生物脱磷的机理之一。氧化亚铁硫杆菌(tf)是应用最广泛,适应性最强的工业菌种,已成功地应用于处理贫、细、杂等难处理的硫化矿,该菌属于嗜酸性化能自氧菌,以CoZ为碳源,在低pH值条件下,利用氧化Fe2+,s等释放的能量生长,02为最终电子受体。中科院钟慧芳等的试验表明,氧化亚铁硫杆菌氧化黄铁矿产生硫酸,使体系的pH值降低到0.9,这为生产低成本酸性浸出液提供了有效途径。东北大学的何良菊等利用梅山铁矿矿石中含有部分黄铁矿,先用t噶氧化黄铁矿生产酸性浸出液,然后用浸出液进行浸出液矿脱磷。脱磷率可达76.89%,铁损率为3.87%,为高磷铁矿石脱磷提供了新途径。
2高磷铁矿石脱磷工艺研究方向
经过国内外学者的共同努力,高磷铁矿石脱磷工艺研究取得了突破性进展,特别是在反浮选脱磷方面,出现了一批新型高效分选药剂,并进行了较为系统深入的研究。但是,从整体情况看,高磷铁矿石脱磷工艺研究仍然存在脱磷率低,方法单一等缺点。随着科学技术水平的不断发展,相关领域学科不断交叉渗透,以及新理论、新材料和新试验测试方法的不断出现,铁矿石脱磷工艺研究将得到不断完善。
参考文献
[1]杨龙.铁精矿选矿降磷工艺优化研究[D].西安建筑科技大学,2003.
地铁工程可行性研究篇6
关键词：城市轨道交通；科研；试验；铁科院
0引言
铁路与城市轨道交通有着相互依存、相互延伸、相互促进、互为客源、资源整合的有机联系，铁路行业积极参与城市轨道交通建设，极大地促进了城市轨道交通事业的发展。铁道科学研究院（以下简称铁科院）于1965年开始参与城市轨道交通的建设,承担了北京地铁1号线的工程试验、施工难题攻关、轨道设计、车辆选型、调度指挥等工作，并建设了隧道1:1模型试验室，为北京地铁隧道结构的设计和施工提供了重要的试验依据。在北京地铁运营初期和运营过程中，参加了工务系统改造（如钢轨磨耗问题、减振降噪、轨检车研制等）、车辆改造（如转向架、制动、牵引系统）、调度系统升级等试验和研究工作，积累了经验，初步形成了轨道交通专业的专家队伍。
随着城市化进程的加快，国家更加重视城市轨道交通的发展。铁科院充分借鉴铁路行业的技术和管理，在城市轨道交通领域开展了全方位、系统化的专业服务。一是开展标准制定、试验检验、系统评估工作，承担先进管理理念推广、先进技术应用示范服务；二是开展技术交流、技术培训，促进城市轨道交通领域管理和技术水平的提高；三是研究开发与提供高技术含量、高可靠性、性价比优的城市轨道交通机电设备系统产品，为振兴装备制造业，落实国产化政策贡献力量。
1为城市轨道交通产业发展提供技术保障
1.1体现社会责任，做好城市轨道基础性工作
1.1.1积极参与城市轨道标准化工作，开展产品标准体系研究
针对城市轨道交通领域标准尚未形成体系，特别是由于车辆与机电设备产品缺乏技术标准，远不能适应城市轨道交通建设发展需要的现状，铁科院组织专家开展了“我国城市轨道交通车辆与机电设备产品标准体系”的研究。结合wto/tbt协议中技术方面的法规和标准划分，以及市场经济条件下新型自愿性标准的实施性特征，开展了城市轨道交通产品技术标准体系的研究与编制，重点包括城市轨道车辆、牵引供电、通信、信号、自动售检票、轨道及环控等技术门类。标准体系体现了设计、招投标、监造、检验、安装、调试、联调和运营维护等各层面的需求，有较强的可操作性和实施性。该标准体系的研究成果已被建设部编制的相应产品标准体系所引用和采纳。
1.1.2积极参与城市轨道交通机电设备发展战略与技术政策的研究与编制
城市轨道交通车辆与机电设备发展战略、发展规划与技术政策的研究与编制，体现了振兴装备制造业和落实装备国产化战略的基础性工作。铁科院依靠轨道行业装备系统的研发、检验、试验和人才专业齐全的综合优势，以及长期参与城市轨道交通领域技术咨询、工程监理、工程管理、系统集成和综合联调的实际经验，顺应国内、外城市轨道技术发展趋势，参与国家相关部门的决策，提出切实可行的发展战略，在管理与技术等方面发挥了积极的作用。
1.1.3充分利用东郊环行试验基地，承担城市轨道交通车辆与机电系统试验
铁科院东郊环行试验基地拥有亚洲惟一的环行铁道试验线，已建成大环试验线、内环线、内环复线、探伤试验线、站场线、入环线、联络线、三角线、展示线等试验线路40多km，承担铁路高速、提速、重载、货车可靠性、通信信号等各项试验。基地基本具备了a型车辆的型式试验能力，并于2006年初进行了国产化a型城轨车辆的型式试验。利用环行试验线进行机车车辆、铁道建筑、通信信号、铁道电气化设施、客货运输、特种运输等多专业的科学试验。主要试验有：国产电力、内燃机车的研制参数及性能鉴定的各种试验；进口电力、内燃机车的验收和性能试验；国产与进口车辆的制动和走行性能试验；线路结构和线路强度试验以及线路部件（包括钢轨、轨枕、弹性垫层、扣件等）性能试验；路基承载力和路基变形试验；轮轨关系的综合试验；有线及无线通信设备性能试验；各种接触网悬挂方式与其零部件性能试验；各种供电方式（at，bt，大同轴电缆及直接供电）的试验；货运重载列车牵引和制动性能试验；客运列车扩大编组的牵引和制动性能试验；组合列车遥控遥信同步操纵的试验；长、大、重及特种危险品的运送试验；准高速（160～180 km/h）机车车辆及线路试验等。为充分利用东郊环行试验基地的优势，铁科院承担了城市轨道车辆和通信信号的验收试验，车辆和信号系统、车辆与通信系统、车辆和供电系统的综合试验等工作。
1.2体现知识价值，创新咨询服务
以深圳地铁一期工程机电设备总监理服务为契机，铁科院开展了系统的、规模化的城市轨道交通领域的咨询服务，以“小业主、大社会”为原则，参与城市轨道交通建设项目管理的实践。
（1）创造市场。根据自身的优势和特长，为业主推荐、策划更高技术含量的服务项目，共同促进城市轨道交通领域技术和管理水平的提高，实现了项目的示范意义和服务的增值。
（2）满足用户需求。积极解决影响工程全局的紧急问题，以“工程利益第一、业主需要第一”为宗旨，为业主提供需求服务，满足业主的迫切需要。
（3）以科学的态度开展咨询服务。工程咨询不是简单的商业行为，需要强烈的社会责任感。不仅要诚信，还要为业主负责、为工程负责、为社会负责,以实事求是、一丝不苟和严谨的科学态度开展咨询服务。与此同时，通过专门聘请资深专家深入咨询服务，提供用户急需的技术支持和管理经验，弥补用户在经验和技术上的不足。
（4）提高工程咨询服务水平。在知识平台上搭建服务平台，建立咨询服务的项目经理层、专家层、管理专家层的服务保障体系，形成金字塔式的风险规避机制，保证工程咨询的服务水平。
1.3体现科研成果转化，提供高技术含量的机电系统产品
铁科院作为产业型科研院所，积极致力于科研成果的转化，一方面是智力服务的转化，另一方面是成果的转化。轨道交通领域技术和管理的互通，决定了铁路的许多科研成果能够满足城市轨道的具体需求，迅速地向用户提供具有竞争力的高技术含量的产品。目前，铁科院为城市轨道交通项目提供的产品主要包括:工务、机务检测设备（轨检车）、维修养护装备（架车机）、信号系统产品、基础制动产品等。另外，还积极开展具有自主知识产权的国产化列车自动运行系统（ato）产品研发和国产化直通式微机控制制动系统的装车试验工作。
2促进城市轨道交通可持续发展的主要措施
2.1发挥科研优势，加强城市轨道交通基础性研究
针对城市轨道交通建设和运营的难题，在安全技术、施工技术、新型材料、环境保护和节能技术等方面加强基础性研究，如轮轨关系、控制系统、检测技术、防水技术、减振降噪等方面的研究，为完善设计、施工规范和验收标准创造基础性条件。
2.2保障技术先进，实现城市轨道系统制式的适用化和多样化
近十几年来，城市轨道交通在系统制式上呈现了多样化的趋势，并有其独特的技术特点和合理的适用范围。铁科院通过研究和应用城市轨道交通的先进技术，为轨道交通系统制式的合理应用从经济、技术、运营和环境角度提供全面支持。
2.3利用有利资源，建立健全人才培训和交流机制
城市轨道交通行业和许多其他产业发展过程一样，都会遇到各类人才的缺乏，这是制约行业可持续发展的“瓶颈”之一。铁科院利用铁路高科技人才培训基地和资质，以及成熟规范的培训经验和条件，建立健全人才培训和培育的有效机制。在项目实践中，形成传、帮、带的机制；积极利用铁路高新教育基地和业内专家的有利资源，以研讨、考察、交流等方式，实现系统化培训，有效地形成城市轨道交通领域多层次、多渠道、多专业的培训和交流机制。
2.4振兴装备制造业，积极研发城市轨道交通机电设备原始创新与集成创新产品
国家装备制造业和城市轨道交通装备的技术政策对城市轨道交通机电设备的国产化提出越来越高的要求。积极研发城市轨道交通机电设备原始创新和集成创新产品，是铁路行业科技型企业应尽的责任。铁科院通过积极参与研制国产化城市轨道交通信号系统、车辆制动系统与应用、自动售检票关键装备和软件系统、城市轨道交通检测和维修养护装备，具备了实现高技术含量、专业化的原始创新与集成创新的能力和条件。在此基础上，形成系统的创新产品。
2.5保障系统安全，尽快建成国家城市轨道交通综合试验检验基地
面对我国城市轨道交通的迅猛发展，为了保证城市轨道车辆运行安全，提高城轨车辆国产化水平，规范我国城市轨道交通建设和运营管理，促进城市轨道装备制造业的可持续发展，参与国际竞争，尽快建成我国城市轨道交通系统综合试验检验基地是一项十分紧迫的任务。通过建立城市轨道交通系统验收试验中心、城市轨道交通系统产品质量检验中心和城市轨道交通系统应用基础试验研究中心，形成城市轨道交通系统自主试验检验体系，实现城市轨道车辆验收试验、通信信号验收试验、车辆和信号系统综合试验、车辆和通信系统综合试验、车辆和供电系统综合试验的功能，从而保障城市轨道交通系统的安全。
地铁工程可行性研究篇7
关键词：地铁；混凝土；裂缝；抗裂性能；控制措施
abstract:thispaperinthesubwayengineeringstructurebasedontheanalysisofthesystem,andexpoundstheconcretecracksonthesubwayengineeringearlytheharmandsubwayengineeringconcretecracksappearearlyreasons.putforwardthesubwayengineeringconcreteanti-crackingperformanceevaluationmethodandearlycrackcontrolmeasures.
Keywords:thesubway;Concrete;Crack;Crackresistance;Controlmeasures
中图分类号：tU37文献标识码：a文章编号：
1引言
目前我国许多城市都开展了地铁建设工作，混凝土结构是地铁工程中的主要结构形式，由于混凝土自身抗拉性能较差，因此混凝土工程较易出现裂缝。地铁工程混凝土出现裂缝，往往在施工期就产生裂缝，这时候往往没有荷载施加上去，裂缝主要与混凝土的原材料性能和施工工艺及施工和养护措施有关。已建的地铁工程都出现了程度不同的早期裂缝，地铁工程由于必须承受水的各种作用诸如静水压力、动水压力、渗流压力和水流冲刷等，因此地铁工程混凝土裂缝或细纹的存在不但有碍整体美观，而且有可能发展为结构构件损伤的薄弱层或是侵蚀介质向混凝土基体加速渗透、迁移的通道，从而影响其服役性能，另一方面由于早龄期裂缝引起的钢筋锈蚀使其耐久性急剧下降，由此带来的维修代价较大。因此，地铁工程混凝土的早期裂缝控制一直是困扰地铁工程施工和管理的难题之一，本文在分析地铁工程混凝土裂缝成因的基础上，提出地铁工程混凝土抗裂性能的评价方法，并结合地铁工程的特点，提出地铁工程混凝土裂缝控制措施。
2地铁工程混凝土裂缝成因
地铁工程混凝土裂缝成因主要是由于原材料选择自身特性、施工养护措施不到位和防裂措施采用不当等方面的原因。
高强混凝土的采用是地铁工程混凝土产生裂缝的原因之一。地铁工程中广泛采用高强混凝土，高强混凝土在地铁工程中广泛应用的经济效益和社会效益是不言而喻的。理论上高强、高性能混凝土自密实性好、抗渗能力强，较普通混凝土具有更高的耐久性，但实际工程中，大部分高强能混凝土在开始的几天内就会出现裂缝，有的还不到一天就有明显裂纹。高强混凝土的特点导致其在早龄期更容易开裂。早龄期通常指混凝土拌合后至7天龄期，此时混凝土经历了流体阶段、骨架形成阶段和硬化三个阶段。高强混凝土的组成与结构有以下特点：1)水泥强度等级偏高，掺入大量高细度矿物掺合料；2)水胶比小，水泥浆体体积的相对含量高；3)水泥水化快，水化结束得早；4)水泥石结构密实性高，孔隙率降低。高强混凝土的特点导致其体积稳定性与普通混凝土有着显著差别：1)自收缩大，并且主要发生在早期；2)湿度收缩大，湿度收缩出现的时间提前；3)干燥开始时间越早，实测的干燥收缩值越大。高性能混凝土早期强度发展迅速，弹性模量随之上升，因此早期少量的收缩变形受约束后会产生很大的弹性拉应力而又得不到徐变松弛缓解，因此即使抗拉强度伴随抗压强度提高，但混凝土的延伸性却往往随着抗压强度的提高而减小，开裂时间反而提前或开裂程度反而更严重。大量研究资料表明：高性能混凝土是对早龄期开裂非常敏感的材料，不仅是水化温升和温降造成的温度收缩问题，由于硬化前新拌混凝土表面水份蒸发而引起的塑性收缩和硬化过程自干燥作用产生的自收缩，也是重要原因。混凝土早期发生开裂往往是多种因素协同作用的结果，但80％以上的混凝土结构裂缝是由于体积变形作用导致的，另20％左右的裂缝是由体积变形和荷载为主共同作用引发的，体积变形大都发生在混凝土早龄期。
施工和养护措施不到位是地铁工程混凝土产生裂缝的原因之一。合理的施工措施对控制早期温度裂缝的有效性意义重大。通常情况下，我们所采用的混凝土的一些参数都是在标准试验状态下测得的，但混凝土的现场条件与标准状态是有本质区别的，在施工过程中混凝土的结构条件、几何条件、自然条件(包括气温、日照、风速等)、边界条件也不停的发生变化，如果计算中所选的相关参数未曾考虑上述因素的影响，那么计算的结果可能将大大地偏离实际情况。因此，必须考虑施工现场条件对混凝土热学参数的影响及其对混凝土温度开裂的影响。与施工现场相关的条件主要有：模板类型、表面保温材料、养护措施和外部环境条件等等。以往有研究者开展了施工措施对混凝土的影响研究，不过定性研究居多，尤其关于施工措施对混凝土温度场影响的研究更少，但是混凝土的表面热交换系数又是热传导方程计算中所必需的一个关键参数，影响表面热交换系数的因素很多，是受多变量影响的复杂函数，对其进行精确的数学描述是十分困难的，但是通过试验来确定不同环境条件下混凝土的表面热交换系数，是一种相对简单而又可靠的手段。因此，由于缺乏对施工现场各种施工措施进行试验研究与定量分析，从而不能获取不同施工条件下混凝土的边界散热特性，也不能准确地计算混凝土早龄期的热学、力学和变形参数及抗裂性能；施工单位也就无法采用合理可靠的施工和养护措施。
施工中采取的防裂措施针对性不强是地铁工程混凝土产生裂缝的另一个原因。地铁工程混凝土结构中存在以下典型的结构形式：厚大混凝土底板、超长混凝土侧墙、大面积混凝土和预制拼装混凝土结构。不同结构类型的混凝土产生裂缝的原因相差较大，目前采用的裂缝控制措施大都是借鉴大体积混凝土裂缝控制措施，但大体积混凝土裂缝控制措施不适当于超长混凝土结构和大面积混凝土结构，因为超长混凝土结构和大面积混凝土结构的裂缝受约束的影响更大。
3地铁工程混凝土裂缝抗裂性能评价方法
对材料的抗裂性能进行评价并以此作为设计单位设计方案选定、施工单位原材料选用以及检测单位验收评价的相关依据，已成为当今一些工业国家混凝土研究领域的热点。我国在这方面的研究还比较落后。关于混凝土开裂性能的测试方法主要有无约束条件下混凝土收缩测试方法以及约束条件下混凝土开裂性能测试方法，但是，目前国家标准中尚无评价混凝土材料在约束条件下开裂性能测试的统一标准方法。此外，混凝土抗裂性能的影响因素多且影响机理复杂，所以开裂评价的确有困难。长期以来，很多研究者在大量的研究与试验基础上也提出了很多混凝土抗裂性能评价指标，但是混凝土自身热学、力学性能参数的难以测定和预估，试验方法的局限性和计算结果试验数据的可利用性不高等，都限制了混凝土抗裂评价的发展。目前国内外广泛采用的混凝土抗裂性能评价方法有以下3种：
地铁工程可行性研究篇8
关键词：地铁深基坑施工风险管理现状展望
中图分类号：tU74文献标识码：a文章编号：
正文：
1.地铁深基坑工程的特点
地铁深基坑工程具有以下一些特点：①区域性：不同地区的深基坑，其工程地质和水文地质条件不同，基坑的特点有很大的不同。②综合性：地铁深基坑工程涉及到强度、变形和渗流等课题，又是岩土工程、结构工程及施工技术相互交叉的学科。③不确定性：土体参数的不确定性、荷载值的不确定性、与支护相关的不确定性、环境的不确定性等决定了地铁深基坑工程建设的不确定性。④动态性：随着地铁深基坑工程建设的进行，地铁深基坑工程中土层性质、施工条件等很多因素都会发生变化，影响基坑工程风险的主客观因素也会发生变化。⑤环境效应：深基坑的开挖，必将使周围地基中应力场发生变化，引起基坑周围地基土体的变形，若变形过大，将会对相邻建筑物产生严重影响。
2地铁深基坑工程动态风险管理的内容
综合动态风险管理的文献描述，笔者将地铁工程的风险管理过程分为风险辨识、风险分析和评价、风险应对和风险跟踪4个阶段，以下将分别介绍一般地铁深基坑工程项目风险管理过程中这4个阶段中采用的方法，并提出了应该注意的问题。
2.1风险辨识风险因素的辨识是风险管理的第一步，是进行地铁深基坑工程风险管理的前提和基础。风险因素的辨识就是对尚未发生的但是客观存在于项目中的各种风险根源或不确定因素按其产生的原因、表现形式或预期后果进行全面判断、系统归类，最后形成详细的风险因素统计表的过程。目前用于风险辨识的方法有很多，如头脑风暴法、德尔菲法、检查表法、流程图法、因果分析法、工作分解结构法等。这些方法各有优缺点及适用范围，应根据具体情况选择具体的方法。由于地铁深基坑工程的特殊性，在不同地区，深基坑有不同的特点，风险因素也不尽相同，应该针对具体的工程条件，全面而有针对性地分析该工程存在的风险因素。只有全面识别了风险因素，才能有效的进行风险管理。
2.2风险估计和评价工程风险评估是应用各种风险分析技术，包括定性、定量方法或两者相结合的方式估计和评价风险发生的概率、风险后果的严重程度及风险影响范围的大小等。它是风险识别和风险管理之间联系的纽带，是决策的基础。
2.3风险决策风险决策是针对上述风险分析和评价的结果，制定应对风险策略和削减措施的计划，采用经济合理的方式处理风险。其目的是在工程实施的过程中，对各部门风险管理工作内容、工作方向、策略选择起指导性作用。
风险应对可以从两个方面采取措施：①加强事前控制，从源头降低风险。工程常用的风险应对策略有风险规避、风险转移、风险缓解和风险自留，以及这些方法的组合。一般来说，风险应对策略需要根据工程的具体情况、风险管理者的风险偏好及抗风险能力来综合选择。②在施工过程中控制风险。在进行慎重的决策后，对风险有正确认识的基础上，应加强过程控制。通过在建设过程中的控制，可以有效减少风险发生的概率，提高深基坑施工的安全度，保证风险管理的效果。
2.4风险跟踪
风险跟踪是指对风险的发展情况进行跟踪观察，督促风险规避措施的实施，及时发现和处理尚未辨识的风险。风险跟踪是动态风险管理区别于常规风险管理最大的特点。通过地铁深基坑工程建设过程中的风险跟踪，对地铁深基坑工程的风险进行完善和调整，做出相应的评价，并及时采取措施，能够有效减少地铁深基坑工程中的风险事故，提高风险管理的效率，保证风险管理的效果。
3.地铁深基坑工程动态风险管理的现状和存在的问题
虽然地铁深基坑工程的风险研究得到了各国学者的高度关注，并取得了一些研究成果，但是仍然存在一些不足的地方和局限性，具体来说，有以下几个方面：
3.1缺乏真实的可借鉴的资料
地铁深基坑工程的风险管理大多参考己完成的相似工程进行。然而，由于工程事故资料一般不公开，风险研究很难在真实的资料上进行，风险因素和权重往往通过专家意见取得，缺乏针对性和可靠性。
3.2与真正的风险定量分析有一定距离
近年来，在风险定量分析方面做了许多工作，也取得了一些成果，但距离真正的定量分析还有一定的距离。目前的定量分析，都是建立在定性分析的基础之上，根据经验和专家调查得到定性分析结果，然后运用一些方法将结果定量化，这种处理方式与定性分析相比，有较高的可信度，但是与期望的结果还是有相当大的差距。
3.3对地铁深基坑工程动态风险管理的研究比较少
目前的研究大多是针对隧道工程，大多数的研究只是将风险管理的理论应用到隧道工程中，而结合地铁深基坑工程进行风险评估的研究比较少，深基坑动态风险评估的资料比较有限。且目前的风险管理大多在工程开工之前就完成，缺乏动态性，不能够准确地对深基坑的风险进行分析。
3.4缺乏完整的深基坑风险管理的体系
虽然国内已经了一些指导性文件，如建设部：《地铁及地下工程建设风险管理指南》[22]；铁道部：《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》[23]。但是目前国家对地铁深基坑工程项目建设的安全风险管理还没有合适的操作性较强的法规体系，风险管理在地铁深基坑工程项目建设中的地位没有明确，国内地铁深基坑工程的安全风险管理尚处于无序状态，表现为实施风险管理的内容和流程不完善、不规范。
3.5缺乏深基坑风险管理系统化平台由于现在没有系统的风险管理数据库，也没有形成系统的管理方法，一方面，不能够有效地存储风险管理的信息，以便借鉴和反馈，另一方面，风险管理不能方便地进行，大多数单位对风险管理持可有可无的态度，工程的风险管理往往流于形式，不能在建设过程中真正实施，也起不到预定的效果。因此，有必要对地铁深基坑工程的动态风险管理进行进一步的研究和完善。
4.展望
目前国内外对风险管理的研究越来越多，并逐渐应用到地铁深基坑工程中，但是仍然存在着很多的不足，有待进一步的完善。未来，应该更加重视地铁深基坑工程中的动态风险管理，并制定相关的法律法规和规范的风险管理体系，既要借鉴外国先进的风险管理理论和技术，同时也要结合我国自身的工程特点、管理水平和技术条件，使得风险管理合理可行。使得风险管理在地铁深基坑工程项目中变得合理可行，能够大大提高施工的安全性。
结语：
近年来，随着地铁建设在各个城市的发展，地铁深基坑工程越来越多，在地铁地铁深基坑工程的施工中出现了很多风险事故，给工程带来了严重的损失，同时也给人们留下了惨痛的教训。如果能够在整个深基坑施工之前，对地铁深基坑工程的风险进行识别和评价，提出在施工中应该注意的方面，在施工的过程中对风险进行及时的修正和完善，并采取相应的应对措施，使事故发生的概率降到最低，损失减到最小，就能有效地提高工程建设的效率，保证工程建设的质量，减少风险事故和损失，动态风险管理能够比较好地实现这一目标。
参考文献：
[1]黄宏伟，边亦海.深基坑工程施工中的风险管理[J].地下空
间与工程学报，2005（4）：611-614.
地铁工程可行性研究篇9
【关键词】地铁车站建设;风险分析;对策
0前言
随着我国城市化进程的大力推进，高层建筑如雨后春笋般纷纷涌现，地面车流量也在逐年递增，城市地面道路承受越来越大的交通压力。为了显著改善城市地面交通拥挤不堪的现状，充分满足人们安全出行的需求，我国正在大力建设地下轨道交通系统。但是在近年地铁的建设中，安全事故时有发生，特别是地铁车站的建设，其结构规模大、施工工序复杂，是地铁建设中风险较高的工程项目。因此，对地铁车站建设进行风险分析并提出相应的对策就显得尤为重要了。下面，笔者根据自身工作的实践经验，从以下几个方面对此问题谈谈自己的看法。
1地铁车站建设风险的分析
造成城市地铁车站建设的风险因素较多，如建设过程中的环境、地质以及施工措施风险等等，都会给地铁车站的建设带来风险（见表1）。
表1地铁车站建设风险分析一览表
2地铁车站建设过程中风险的防范与对策
以上笔者分析了城市地铁车站建设中存在风险并分析了造成风险的原因，下面笔者“对症下药”，从以下几个方面谈谈地铁车站建设过程中风险的防范与对策。
图1地铁车站建设风险管理示意图
2.1基坑工程中风险的防范及对策
在城市地铁车站建设施工中，深基坑施工是极为重要的部分，因此，在基坑施工控制、防范风险是保证地铁车站建设质量的前提。深基坑工程施工中主要的风险事故有：整体或者局部出现失稳甚至滑塌的现象;围护结构变形;基坑底部出现流砂、管涌等风险。对基坑工程中存在的风险，采取以下的对策：
对策一：设计合理的基坑围护结构。在地铁车站建设过程中，根据建设的具体情况选择基坑围护的结构并满足相应的规定要求。另外，在确定基坑围护结构时候，还需要根据车站建设周围的环境条件、建筑物等对基坑施工的要求，以及合适的造价情况等进行考虑。
对策二：优化设计方案。地铁车站基坑工程建设是是一个复杂而艰巨的工程。在建设的过程中需要解决很多技术上的难题，如如何加强土体的强度、加强土地的稳定性;如何处理土体的变形和确定围护结构;如何在建设过程中获得最大的经济效益等。为了解决这些问题，就需要在施工之前，对比、选择性价比最佳的设计方案，再对设计方案进行优化并确定细节。在对设计方案进行优化时，其依据是：技术的可靠性、先进性以及施工的可行性;建设过程的经济性等。
对策三：施工过程信息化。在地铁车站建设过程中，基坑工程中造成事故的主要原因是险情预报不准确或者出现监测不到位的情况。在基坑工程建设中，对环境进行信息化检查不仅是检验设计方案正确性的重要手段，同时也是及时指导施工、避免事故发生所需要采取的重要措施。因此，在基坑施工过程中，需要进行信息化监测，时刻关注施工周边的环境变化，一旦出现异样立即采取必要的对策，避免危险的发生，从而确保施工工程的安全。
2.2结构工程风险的防范和对策
地铁车站建设中造成混凝土的干缩、温差甚至是纵向不均匀沉降的原因是车站在建设过程中纵向内力以及横向裂缝的产生。这些因素都会产生弯曲拉应力，需要产生横向缝进行释放，这样就会使得缝与缝之间的混凝土干裂，从而导致车站竣工后的渗漏现象。因此，在结构工程施工过程中要避免风险，我们需要采取以下的对策：
对策一：车站顶板混凝土浇筑避免在夏天施工，并对其加强养护措施;低下连续墙底要进行注浆加固，避免由于连续墙底不均匀而导致其沉降。
对策二：单层侧墙车站，其地下连续墙间配置刚性防水接头，板墙连接处采用锥螺纹钢筋连接器，板边利用加强边梁进行加固处理。
3结束语
总而言之，地铁车站是地铁建设过程中难度最大、工程结构最复杂的一部分，因此，对其进行风险分析时极为必要的。在地铁车站建设过程中，及时进行风险分析，并采取相应的措施降低安全事故的发生，不仅是降低国家的经济损失更是保证人们的生命安全。因此，作为地铁施工单位，我们有责任和义务保证地铁车站建设的施工，从而不断提高我国地铁建设的水平。
【参考文献】
[1]徐红.地铁车站土建工程的风险与对策[J].铁道建筑技术，2012（8）.
[2]谢丽辉.地铁车站建设安全风险控制技术[J].城市建设理论研究：电子版，2013（6）.
[3]曲盛海.地铁车站施工的安全风险管理[J].城市建设理论研究，2014（9）.
[4]齐超.地铁车站建设风险分析及对策[J].城市轨道交通研究，2012，15（8）.
地铁工程可行性研究篇10
关键词：冶金工业，高速钢轧辊，研究现状
一、冶金工业的发展现状
（一）钢铁生产工艺流程逐步优化
20世纪90年代以来,世界钢铁工业在激烈的国际市场竞争中,由20世纪80年代以前的以扩大规模、增加产量为主转向降低消耗、降低成本、提高质量、增加品种和保护环境。博士论文，高速钢轧辊。钢铁工业技术进步的主流是缩短生产流程,减少工序,提高质量,降低消耗,提高效率。技术进步中有两大主要趋向:一是寻找可以替代传统工艺的新工艺流程的研究开发;二是现有工艺和技术装备的完善化。两大技术进步趋向互相竞争、相互渗透,促使钢铁工业不断提高钢材质量、减少消耗、降低成本、减轻对环境的污染,进一步走向集约化。
传统的钢铁生产工艺流程是一种“冷态”下间歇式生产的工艺流程。日本在20世纪60年代建设的10多个大型钢铁厂都是采用这种工艺流程。20世纪80年代以后,世界钢铁业已逐步将上述传统的钢铁生产工艺流程改造成为现代化“热态”连续生产工艺流程。这种工艺流程具有高效、连续、紧凑、智能等特点。20世纪80年代末期,德国、法国、日本、意大利、美国等钢铁工业发达国家开发成功接近最终钢材产品形状的连铸、连轧技术,如带钢、型钢的连铸连轧等。由于该技术具有工艺流程紧凑、生产周期短、物料消耗少、生产效率高等一系列优点,在近十多年来得到了快速发展。自从1989年世界第一条薄板坯连铸连轧生产线在美国纽柯公司克劳福兹维尔厂投产以来,经过10多年发展,到2002年底,世界上已有38个薄板坯连铸连轧生产厂共56条生产线,总生产能力已超过5500万吨。我国现已有5个钢铁企业建成8条薄板坯连铸连轧生产线,到目前为止又有5个钢铁企业正在建设厚板坯连铸连轧生产线,不久的将来总生产能力将达2000万吨,预计届时将占全世界同类生产线能力的1/4以上。博士论文，高速钢轧辊。2001年我国连铸比达到89.71%,已经超过了2000年的世界平均水平。2003年达到了96.96%,目前,全国重点大中型企业中,连铸比达到99%以上的企业已达41家。
带钢连铸连轧技术是世界主要钢铁生产国家正在积极开发应用的一项重大钢铁生产前沿技术,它将是21世纪钢铁生产技术的一个主要发展方向。
（二）钢铁产量不断增长
冶金行业的发展受到国内与国际宏观经济环境的共同影响。国内方面,国家采取的宏观调控措施初见成效,钢铁行业投资规模过大,低水平重复建设得到遏制,有效打击了“地条钢”等劣质产品冲击钢材市场的行为,进一步净化了市场,钢铁生产企业对市场更加理性化。消费结构的升级和城镇化速度加快为钢铁行业发展提供了基本的保障;西部大开发和振兴东北老工业基地的战略也为钢铁行业提供了新的发展机会。国际方面,世界经济仍保持总体向好的发展态势,全球钢铁需求持续增长。
二、冶金工业对轧辊的需求
钢铁工业的持续发展,为轧辊制造业提供了广阔的发展空间。博士论文，高速钢轧辊。一方面,随着钢产量的不断增加,轧辊需求量大幅增长。仅就国内而言,据统计,每年消耗的轧辊材料有50万吨以上,价值数十亿元。另一方面,随着轧钢技术和装备水平的不断提高,对轧辊的质量也提出了更高的要求。而国内轧辊生产厂家的制造水平还较落后。仅以宝钢为例,2000年,宝钢用于轧辊的采购资金超过2亿元,其中国内的只占30%,国外的占70%。因此,不断研究新型轧辊材质及制造工艺,为轧机配备高性能的轧辊已成为国内轧辊生产行业面临的重要课题。
三、轧辊材料的研究现状
为提高热轧辊的表面耐磨性,热轧辊材料不断地得到改进,其基本的发展过程是从冷硬铸铁到高铬铸铁到半高速钢和高速钢。高速钢材料用于轧辊制造,使轧辊性能显著提高,轧材质量明显改善。
（一）高速钢轧辊的特点
高速钢轧辊是用具有高硬度,尤其是具有很好的红硬性、耐磨性和淬透性的高速钢作为轧辊的工作层,用韧性满足要求的高强度灰铁、球铁、铸钢及锻钢作为轧辊的芯部材料,把工作层和芯部以冶金结合的方式结合起来的高性能轧辊。
1、高速钢轧辊的化学成分特点
(1)含有较多的C和V。C和V可以形成高硬度的mC型碳化物,提高轧辊耐磨性;
(2)有较高的Cr含量。Cr含量高,可在轧辊组织中形成一定数量的m7C3型碳化物,有利于降低轧制力并改善轧辊辊面的抗粗糙性;
(3)含有一定量的Co(≤10%)。Co可提高高速钢轧辊的红硬性,从而提高轧辊耐磨性;
(4)离心铸造高速钢轧辊中含有≤5%的nb。nb可降低轧辊组织中因合金元素密度差大而引起的偏析。
2、高速钢轧辊的组织特点
高速钢轧辊的性能取决于其微观组织结构特征:(1)碳化物的种类、形状、体积分数及分布;(2)马氏体基体的性能特点;(3)晶粒尺寸大小。轧辊用高速钢材料的微观组织结构与合金成分及工艺条件有关。因材料成分和工艺条件的不同,出现了各种不同的研究结果。同以往的高铬铸铁轧辊相比,高速钢轧辊中的碳化物类型较多,除含有mC型碳化物外,还含有m2C、m6C和m7C3型碳化物。
（二）高速钢轧辊的生产工艺及其特点
围绕着轧辊外层与芯部的结合问题,高速钢轧辊的制造技术不断发展。博士论文，高速钢轧辊。目前国外主要采用离心铸造法(CF)、连续浇铸复合法(CpC)和电渣熔铸法(eSR)制造,而热等静压法(Hip)和喷射成形法(osprey)仍在完善和发展中。CpC法制造轧辊装备复杂,我国仍无法生产;eSR法制造轧辊能耗高,仅适合于制造冷轧辊;用离心铸造法生产轧辊装备简单,工艺稳定,效率高,是制造高速钢轧辊的重要方法。博士论文，高速钢轧辊。离心铸造法生产高速钢轧辊尽管存在着合金元素容易产生偏析的问题,但由于其突出的优点,使它在相当长一段时间内仍处于高速钢轧辊生产的主导地位。博士论文，高速钢轧辊。
（三）高速钢轧辊的应用
自20世纪80年代以来,国外在热带钢连轧机上开始试用高速钢轧辊并取得良好效果。目前高速钢轧辊的比例不断提高,在某些机架上,甚至全部采用了高速钢轧辊。使用高速钢轧辊后,辊耗明显下降,换辊次数显著减少,轧辊研磨量减少,轧机能力提高,燃料和动力消耗降低,有助于降低轧制成本和提高带钢质量。
近年来我国也开展了铸造高速钢轧辊的研究,北京冶金设备研究院采用普通离心铸造方法生产了高速钢辊环,其成分(质量分数,%)为:2.0~2.4C,8~15w,2~3mo,4~7V,3~5Co;金相组织为:马氏体+共晶碳化物+二次碳化物+残余奥氏体;力学性能为:硬度60~65HRC,冲击韧性(5~10)J/cm,抗拉强度(400~600)mpa。
四、结语
随着轧机向自动化、连续化、重型化方向发展,对轧辊的几何尺寸、表面精度和力学性能提出了更高的要求。轧辊生产厂、研究机构和钢铁生产企业必须加强冶金轧辊材料的基础性研究、轧辊生产技术的研究、轧辊工艺装备的研究和轧辊使用技术的研究,不断提高我国轧辊制造业和钢铁产品的国际竞争力。
参考文献：
[1]符寒光.高速钢轧辊研究的现状及展望[J]钢铁,2000,(05).
[2]翁宇庆.我国冶金工业在新世纪最初几年的科技进步[J]钢铁,2004,(01).