1、山西电网通信电源蓄电池在线监测系统技术方案杭州高特电子设备有限公司2011年11月目录1项目背景11.1系统建设意义11.2系统建设目标22总体方案32.1系统网络结构32.2系统功能结构33系统组成53.1系统主机53.2蓄电池监护模块53.3恒流放电模块54系统功能64.1功能特点64.2系统功能描述75系统技术特点105.1整体功能105.2全面的蓄电池维护105.3灵活性与可扩展性115.4可靠性与安全性115.5系统经济效益116系统管理分析软件111 项目背景山西省全省通信电源系统现有1000多个站点，已能够满足贵局的日常运作、生产，但是由于没有完善的监控管理系统，使得变电站变得分
2、散，难以管理。在变电站中，蓄电池作为备用电源在系统中起着极其重要的作用，面对随时会因交流市电或其他事故状态，蓄电池是负荷的唯一能源供给者，一旦出现问题，供电系统将面临瘫痪，造成设备停运及其它重大运行事故。所以建立统一的、实时的智能变电站蓄电池在线监测管理系统组网是保证系统运行安全的首选。目前各个行业广泛使用到的阀控式铅酸蓄电池（VRLA）俗称“免维护”蓄电池，它的应用大大减少了开口式铅酸蓄电池繁琐复杂的维护工作，然而，其“免维护”的优点，正是运行管理的缺点和难点。除了正常的使用寿命周期外，由于电池本身的质量如材料、结构、工艺的缺陷及使用不当等问题导致一些蓄电池早期失效的现象时有发生。所谓“免维
3、护”仅仅指无需加水、加酸、换液等维护，而日常维护仍是必不可少的，开口式铅酸蓄电池运行检测维护方法已不再适用于阀控式铅酸蓄电池，这就对蓄电池测试设备提出了新的要求。因此在提高蓄电池性能、减少维护工作量的同时，如何快捷有效地检测出早期失效电池、预测蓄电池性能变化趋势已成为蓄电池运行管理的重中之重，这对无人值守变电站、通信机房中尤为重要。1.1 系统建设意义 为蓄电池组现场维护方法提供了最为全面、综合的解决方案，为贵公司后续开展蓄电池组监测维护标准的建立提供了参考依据。 通过智能变电站蓄电池在线监测管理系统的实施，为巡检人员提供了一个能够随时随地获取蓄电池组的运行状态的强大工具，以往只能通过看、听、
4、摸或通过万用表逐个测量电压的手段来对蓄电池状况进行感观判断，现在则可以随时查阅电池的电压、电流、均差（电池离散度）、温度等，必要时还可以通过动态放电测试蓄电池组的内阻数据，有效了解蓄电池运行状况。 安装在现场的恒流负载模块（220KV以上变电站）可直接进行远程核对性容量测试，省略了以往核容试验时烦琐的接线工作（约12个工时），不仅降低了工作人员的劳动强度，同时大大的提高了工作效率和工作安全性。 把连续的、相互关联的各种蓄电池信息（浮充电压、核对性放电测试数据、充电曲线等），通过概率统计学、模糊数学和人工神经网络等数学方法，形成了完整的、综合的电池失效数学分析模型，提前预知电池性能和失效状态。
5、通过内部均衡回路，对失效电池进行定期活化，调整整组电池一致性，增加电池使用寿命。随着系统的长期运用可逐渐将平时工作中蓄电池定期检修转变为状态检修、主动检修，降低检修风险和检修成本，为提高蓄电池的日常维护做好准备。1.2 系统建设目标（1）实现各蓄电池组的智能网络化集中监控与管理：n 蓄电池维护与管理的智能化、信息化、网络化；n 为蓄电池的维护工作带来良好的管理监测手段；n 实现了省局、市局相关部门对蓄电池运行状况的及时掌握，便于采取维护措施；n 采用先进的检测技术，采集精度高；同时，实现蓄电池测试过程中的自动化，节约人力物力；n 建立良好蓄电池的运行维护机制，同时对蓄电池的性能健康状态进行及时
6、诊断，以发现蓄电池劣化、失效的趋势。（2）蓄电池失效判断数学模型的建立n 蓄电池失效判断数学模型将给蓄电池维护带来新的高效的维护手段，大大节约维护时间；n 维护人员能预知蓄电池性能的变化趋势，提前作出维护处理，从而能够避免重大事故的发生，为电力系统的安全运行提供有效的管理手段。（3）建立多元化的蓄电池维护方案n 为蓄电池维护人员带来丰富的维护手段，从不同角度判断蓄电池的性能；n 为提前判断蓄电池终止寿命和蓄电池的更换提供科学依据。2 总体方案2.1 系统网络结构图 系统网络连接拓扑图2.2 系统功能结构本次通信电源智能蓄电池组监测系统主要分为变电站现场监测层，传输网络层，市局应用平台，省局应用
7、平台，通过四个层面上的功能开发和集成，完成对用户通信电源蓄电池监控以及实现山西省省局对各市局数据的实时查询分析的实际需求。 现场监测层：主要实现蓄电池组在线监测设备数据的采集，整理，分析，各类在线监测系统采用总线式的分层分布式结构，这种结构有良好的抗干扰性、可扩展性和整体性能。在线监测设备主要实现被监测设备信息参数的采集、信号调理、模数转换和数据的预处理功能。 传输网络层：传统变电站设备信息数据采集，大都采用独立数据网络通信通道，或现场采用RTU方式，设备数据先由现场RTU进行数据解释，然后再由RTU整合其他设备信息后利用同一网络通道实现数据远程传输，最后由计算机软件提取各类设备信息，进行独立
8、的数据发布。而在本系统中采用的控制主机自带通讯协议，可以直接进行数据的传输，控制主机将在线自动监测到的单体电池电压，电池组端电压，充放电电流，温度等各项参数，实时显示数据并存贮，同时将电池信息通过以太网传输实时上传数据到远程监控计算机，通过配套的管理分析软件对数据进行分析，并进行WEB发布。 市局应用平台：市局应用平台包括【数据采集分析平台】和【数据发布应用平台】。服务器数据采集分析平台通过配套数据采集软件通过以太网发送通讯命令，服务器采集平台接收和处理回送的设备运行状态信息数据，进行数据规约解释、分析，并将处理后的设备信息数据送入实时数据库。数据发布应用平台对存入数据库的各类设备数据提供详细
9、的分类处理、WEB查询、监测管理等功能，实现分析数据的处理、显示和WEB发布，等待信息处理单元查询，或供其它系统调用，并提供故障报警和友好的人机交互管理界面。工程维护人员和专业技术人员通过客户端IE浏览器即可查看各直流电源系统各设备的实时运行状态和历史运行数据，实现对设备状态的网络化远程监测管理。 省局应用平台：省局应用平台可通过WEB访问的形式对各市局的数据进行查询和分析。3 系统组成3.1 系统主机构架：数据处理器 + 下行串口通道 + 大屏幕LCD全中文显示器 + 上行串口通道。下行串口通道通过RS485向下访问各蓄电池监测模块，进行数据（电压、电流、内阻）采集，同时对模块进行管理。数据
10、处理器对数据进行解压、存储管理、数值计算、性能分析及报警处理，处理后的数据一部分送往LCD显示屏进行显示，另一部分由上行串口通道发送至协议处理器进行处理。图： 监控主机3.2 蓄电池监护模块采集模块组：由蓄电池组监护模块组成，紧凑合理，各模块前后采用隔离技术绝缘性能好，可靠性、安全性高。每一个模块可对27节电池进行电压采集，可连接一路电流传感器和一路温度传感器，电压采集模块之间及与监控主机之间采用RS485连接。3.3 恒流放电模块本次通信电源220KV以上的变电站需实现远程放电功能，故配备恒流放电模块，以0.1C10放电电流核对性放电，测试电池容量。采用强制风冷的方式，无明火，安全可靠，出现
11、单体电池电压低于设定值，放电时间、容量到达设定值，交流失电等情况之一，设备自动停止放电。4 系统功能4.1 功能特点本系统集电池测量、电子、计算机控制等多项技术的综合成果。具有如下特点：（1） 系统组成：监控主机、蓄电池组监护模块、放电模块、服务器。（2） 在线自动监测单体电池的内阻、电压，蓄电池组组端电压、充放电电流和温度，数据采集快速准确，可记录蓄电池充放电过程每一瞬间的变化，保证对蓄电池性能的准确判别。（3） 远程核对性放电，测量蓄电池组容量，放电过程各项参数、曲线全程显示。（4） 采用“四线制”内阻测试法，准确可靠。（5） 可在线实现对单体电池电压均衡调节功能，对单体电池进行充放电活化
12、维护，延长蓄电池的使用寿命。（6） 放电保护：出现单体电池电压低于设定值，放电时间、容量到达设定值，交流失电等情况之一，设备自动停止放电。（7） 多种故障报警功能：内阻超限、电压超限、温度超限、电压均差值超限等，报警阀值自由设定。（8） 自动存储报警信息及单体电池内阻、电压、充放电电流、温度、核对性放电数据等。（9） 系统具有自检功能，当系统出现故障时，除给出故障信号报警提示外，不影响直流系统的正常运行，保证系统的可靠性。（10） 支持多种程序升级方式：远程升级、现场USB升级等。（11） 模块化构架，组合模式灵活，可满足对任意数量蓄电池监控的要求。（12） 设备安装、调试、维护简便，各蓄电池
13、组监护模块前后采用隔离技术，安全性、可靠性程度高。（13） 具有多种通讯方式：LAN、RS232、RS485等，以适合不同系统的通讯要求。（14） 配备完善的计算机管理分析监控软件，具有强大的数据处理功能，采用先进的蓄电池专家诊断数学模型，对蓄电池的多项测量结果进行综合计算分析，准确判别蓄电池性能。（15） 实时数据查询功能、历史数据查询功能、报警数据查询功能、运行参数设置功能。（16） 用户可自由设定月报、季报、年报时间间隔。输出报表格式包括：数据表格方式（分类显示电压、内阻）、曲线方式、柱状图方式等。4.2 系统功能描述1) 在线监测功能系统通过现场设备实现对单体电池电压、内阻、核对性容量
14、测试值、电池组组端电压、充、放电电流、环境温度等各项数据的采集。现场或后台同时显示、超标报警、存贮及后台通讯。实现在线自动监测每节电池电压，电池组端电压、充放电电流、环境温度等各项参数,实时存储数据。2) 蓄电池内阻在线测试独有的四线制方式在线测试电池内阻，保证了测量精度，减少了人工测试的误差。四线制方式：即对同一节蓄电池，采用电压采样线（2根）与放电线（2根）分开的方式，从而避免了放电过程中因电流较大产生的线压降影响到内阻测试的精度。测试过程在线、自动进行，无需脱离系统，测试周期自由可设。由于在VRLA蓄电池组监护模块电路中采用了软硬件的滤波措施，可有效的滤除充电机纹波对内阻测试的影响，保证
15、了蓄电池在线内阻测试的准确性、一致性和重复性。3) 蓄电池在线均衡维护功能均衡技术采用间歇式优先充电的双闭环控制模型，内部采用固态开关而非触点继电器，无拉弧、无明火、寿命长。每个模块分散并联安装在每节蓄电池上，实现长期在线动态均衡，利用开关电源技术，以能量转移方式将高电压电池的电量转移到低电压电池，电量转移是双向并行进行，即任何一节高电压电池的电量，都可以同时并行转移到任何一节低电压电池，从而达到电池电压均衡。原理如下图：电压均衡维护的原理4) 蓄电池组容量测试功能系统通过现场配置的专用放电模块，采用行业标准DL/T 7242000，对蓄电池进行0.1C10核对性放电，测试电池组的实际容量。同
16、时该模块可实现对电池电压动态放电测量每节电池负载能力，瞬间判断电池特性。5) 蓄电池失效判断数学模型判断电池性能变化趋势大量的电池运行数据统计表明，电池电压的变化与电池性能变化有相关性。经验告诉我们，随着电池使用时间的增加，电池性能不断劣化，电池容量不断下降，而此时电池电压的离散性也会变得愈来愈大。这是不容置疑的，也是有理论依据的。找出其中规律，并以一种可用的数学模型表达，即可成为可用的电池测试分析手段。基于以上经验，我们对大量的电池组运行数据进行了长时间的跟踪分析，证明了这一规律的存在，并在此基础上我们建立了分析的数学模型。电池失效数学模型的判定依据有以下几点：1) 伴随着电池性能的劣化，该
17、电池相对于自身的电池电压离散度将逐步变大；2) 伴随着电池性能的劣化，该电池相对于整组电池的电池电压离散度将逐步变大；3) 伴随着电池性能的劣化，该电池相对于自身的内阻值将逐步变大；4) 伴随着电池性能的劣化，该电池的充放电曲线电压之差相对于电池组其它电池的值将逐步变大。显然，面对不断采集到的大量电池电压数据，要快速分析这些数据，理出有用的信息是非常复杂的，并非可以通过简单的函数关系计算所能得到。在电池失效分析数学模型中，我们采用了模糊数学和人工神经网络的诊断原理，以一种非线性处理方式，以某种拓扑结构对各种数据进行关联，并得出判断结论。其最大特点就是它的自适应功能，网络权值可以通过学习算法不断
18、地调整，从而不断提高判断的精度。一般通过3-6个月的数据积累，模型即可给出分析结果，随着时间增加和测试结果的反馈，模型将不断学习改进，分析精度也会得到提高。在本系统软件中，集成了电池失效分析数学模型，因而为电池的失效预测和电池容量估算提供了有效手段。较之现在单一的测试电导或测试电压，而相互数据没有关联，模型提供的分析更完善，更有效，更准确。6) 完善的软件功能现场设备将电池信息（数据）通过以太网传输方式，实时上送数据到远程监控计算机，实时监控蓄电池组的运行状态及任意时刻电池的各项参数、曲线；通过配套的管理分析软件和蓄电池失效判断数学模型对数据进行分析、处理，判断电池现有性能以及性能的变化趋势；
19、丰富的报表服务功能，可生成Excel和Word等文档格式的报表；友好的人机交互管理界面，运行维护人员通过IE浏览器即可察看各变电站蓄电池组的实时运行信息及历史运行数据，实现对现场直流系统蓄电池组的远程在线监测管理。7) 多种故障报警功能电压超限、温度超限、电压均差值超限等，报警阀值自由设定；系统支持声光报警，故障报警可采用短信息提示提示用户等功能。8) 远程核对性放电功能（选配）通过远程核对性放电系统，减少现场接线工作，节省人力物力，大大提高作业安全。放电模块可配合远程动态放电控制器使用，在现场无人但需要远程控制放电时，后台发送放电命令给放电模块，放电模块输出电压启动远程动态放电控制器（目的在
20、于断开控制母线HM+到蓄电池组正极的流向，但是蓄电池组正极到控制母线HM+的流向仍然接通）然后放电模块才开始启动远程放电。如果放电过程中发生控制母线失电，电池会迅速通过远程动态放电控制器给负荷供电，保证系统安全。远程核对性放电接线示意图：5 系统技术特点5.1 整体功能系统实现对各变电站直流系统设备信息的采集，分析，并通过统一发布平台进行发布。 在局域网内实现对蓄电池组数据（组端电压、各单体电压、组电流、温度、核对性放电容量数据、内阻测试等）的采集； 在线自动定期测试蓄电池内阻，可设测试周期； 蓄电池性能分析专家诊断模型具有自主知识产权并获得专利证书，通过模型诊断分析，输出各电池的容量、寿命预
21、估，准确判断电池性能，并给出各电池的维护建议； 数据发布基于IE浏览器，采用B/S构架，支持多用户同时访问； 数据采集基于SQL SRVER数据库，采用C/S构架。5.2 全面的蓄电池维护u 实时以表格、曲线、柱状图等形式显示电池电压、电流、温度、容量，平均电压、内阻等；u 实现蓄电池组就地核对性容量测试功能；u 实现根据平时蓄电池组浮充电压、内阻、电池均差、及离散性参数建立电池组性能评判的智能分析模型，并实时分析各单体电池的性能状况；5.3 灵活性与可扩展性产品设计模块化，使整个系统连接非常方便，且可灵活调整、扩展，可监管不同种厂家的蓄电池。既减少了安装调试的工作量，又大大提高了系统的安全性
22、和可靠性。系统组合模式非常灵活，可以实现大数量电池的数据监测（如，二组240节电池组），同时由于各模块已实现同步采集，实现了电池电压采集的高速和同步。5.4 可靠性与安全性l 硬件系统平台具有可行的高可靠性方案；l 具有系统冗余再备份方案；l 应用软件具有高可靠性方案；l 系统具有完整的数据、主机、网络、应用、管理的安全设计方案；l 自动停止放电保护：当单节电池电压低于设定值、到达设定的放电时间或容量、交流失电等，设备自动停止放电；l 多种故障报警功能：电压超限、温度超限、电压均差值超限等，报警值自由设定。5.5 系统经济效益本系统可以根据用户要求，增加采集模块和放电模块，即使增加电池数量和电
23、池容量，而增加的费用也只是少量模块的费用，从而有效的降低了系统的投入成本，且易于系统升级改进。6 系统管理分析软件通过智能蓄电池组在线管理系统对电池组的各项参数进行采集，采用以太网传输手段，将数据实时上送，集中存储到远端数据接收服务器中，通过应用程序进行数据分析统计、故障报警，并提供友好的人机交互管理界面，运行维护人员通过IE浏览器即可察看各变电站蓄电池组的实时运行信息及历史运行数据，实现对现场直流系统蓄电池组的远程在线监测管理。后台管理界面举例：（1） 系统登陆：（2） 现场蓄电池状态信息界面：蓄电池状态信息界面（3） 蓄电池运行监测界面：蓄电池运行监测界面上图为蓄电池组实时运行状态的曲线和
24、报表图，可以通过右边下拉菜单分别选择蓄电池组浮充电、核对性放电、内阻测试界面的信息，也可以通过左边的的选择项，分别选择电流、温度、容量、组端电压、平均电压、单体电池电压、均差电压的实时/历史曲线和柱状图，并在对应的界面打印数据表格或导出到Excel文档，便于用户分类管理和保存。蓄电池运行监测数据表格（4） 蓄电池充放电记录蓄电池放电记录曲线蓄电池放电记录表格（5） 蓄电池内阻分析蓄电池内阻查询可查询内阻报表和内阻的柱状图，如下图：蓄电池内阻测试结果查询界面（6） 蓄电池性能分析性能分析主要显示蓄电池失效判断数学模型中的分析结果，默认显示所有电池性能棒图，可通过单选按钮显示最近一次动态放电内阻榜
25、图，如下图：蓄电池性能分析图蓄电池内阻分析图点击上图中的任一节电池棒图可链接到该节电池的历次动态放电内阻图和最近一次核对性放电电压曲线图和预估容量值。界面如下图所示：蓄电池内阻分析与核对性放电曲线比较图（7） 远程内阻测试控制 该动能主要用于用户手动启用远程控制内阻测试，如下图：远程内阻测试控制界面（8） 历史报警记录查询蓄电池历史告警记录（9） 相关报表输出举例变电站蓄电池运行月报根据DL/T 724-2000要求，每月对蓄电池组可自动生成运行月报，为电池维护提供依据。核对性放电后，可通过如下界面查询放电曲线，并可生成WORD格式的放电报表，如下图所示：蓄电池放电测试报告点击下图中的“生成报
26、表”按钮，即可生成WORD格式的放电实验报告。蓄电池放电测试报表7.技术服务范围和程度7.1技术服务（1） 服务响应时间服务时间主要是针对设备或系统运行过程中发生故障时的响应时间。售后服务电话响应：每周七天，每天24小时；问题解答响应：电话由专人负责接听，对产品运行咨询和故障问题应立即给出分析和解答，并给出解决方案，对确有困难的，必须在1小时内给予明确的分析判断及解决方案的答复；派员处理响应：对确认需要派员服务的，白天在8小时内做出响应，晚上接到电话在12小时内做出响应，并给出明确的执行计划；故障处理时间：上门响应时间为24小时以内，48小时修复。（2） 长期技术支持1 本公司将长期为业主提供
27、免费的、详细的技术支持，以确保用户及时获得所需的增值服务。2 技术支持有以下几种形式：1）首先拔打本公司的售后服务热线：（0571）88864414，。然后提供以下信息：用户单位名称、联系电话、E-mail地址、需要的支持的项目和内容。2）如果本公司的工程师能够在第一时间内找到解决的方法，会立刻给用户以详细的回答。针对客户在系统运行中出现的故障，工程师认为通过电话热线无法解决问题，就会根据客户的要求提供现场技术支持服务。现场技术支持包括故障诊断、提交解决方案、系统参数恢复、重装系统等服务。3）用户可以通过E-mail给本公司的工程师提出技术的要求。本公司的技术支持的电子信箱是：supportc
28、hina-，请在E-mail的主题一栏中注明“技术支持”。4）如果厂家有新的产品或技术资料，本公司会通过最快的途径送达用户。5）本公司将定期为用户举办产品使用专题技术培训及其他技术交流会议。7.2培训服务承诺本公司提供对业主维修、操作等有关人员的培训。通过培训使受训的业主技术人员能够对蓄电池在线监测装置及蓄电池放电装置有效地进行操作和维护。因本公司原因导致培训不能按期完成，或原有的设计需要改变，业主有权要求重新进行培训，所有费用由本公司承担。1、 操作培训对用户的操作技术人员进行培训，通过培训，使受培训人员了解系统运行构成及功能，掌握蓄电池在线监测装置及蓄电池放电装置的各操作界面，能在日常和紧
29、急情况下有效地操作和使用设备，保证设备所有的测试功能在运行过程中一直处于良好状态。因此，学员应要求是未来的设备操作人员。2、 维护培训对用户的设备维护技术人员进行培训，通过培训，使受培训人员能够熟悉设备的构成和技术特点，掌握设备各类状态参数，掌握系统的特点、维护重点、技术难点、维修方法，了解设备的安装、调试和其中问题的处理，直接了解工程实施过程中的实际情况等。3、 现场培训本公司为业主的维护、操作等有关人员安排1次集中的现场培训。该培训内容主要包括正常操作程序、一般故障修复和紧急情况下的处理方法。现场培训由本公司人员负责。如授课时需用到常用教学设施，本公司将至少提前15天通知业主准备，而任何特
30、殊的工具和测试设备由本公司准备。地点施工现场，培训人员由业主根据需要确定。另外，在设备测试、调试过程中，本公司技术人员将随时对业主技术人员进行技术指导，解决技术疑问，并共享设备测试与维护经验。通过多年的努力，本公司在变电站设备状态监测和蓄电池监测技术领域已取得领先地位，为用户提供了完备可靠的维护方案，产品已在全国范围内得到了广泛的应用，其优良的性能和完善的服务体系一直为众多用户所认同。我们相信，我们的技术、产品和服务将使用户满意和受益。杭州高特电子设备有限公司电话：0571-88883356，13953118870邮箱：goldchina-网址：www.china-地址：杭州市西湖区益乐路22
31、3号银江科技产业园B座56楼邮编：310012附录资料：不需要的可以自行删除超宽超深地下连续墙施工工艺一、概述武林广场站位于杭州市中心广场武林广场东北角，是地铁1号线与3号线的换乘车站，车站长161.75m，标准段宽36.6 m,底板埋深约26.4m, 车站为地下三层四柱五跨三层结构，采用盖挖逆作法施工。车站围护结构采用1200mm厚地下连续墙，墙幅宽度为6.0m，深度为48m左右，十字钢板接头形式，单幅钢筋笼重约70t，设计要求进入中风化岩0.5m。二、工法特点地下连续墙工法问世以来，迅速的占有了广阔的市场，地下连续墙工法主要有以下几方面的优点。1、施工时振动小，噪声低，非常适于在城市施工；
32、2、墙体刚度大，用于基坑开挖时，极少发生地基沉降或塌方事故；3、防渗性能好；4、可以贴近施工，由于上述几项优点，我们可以紧贴原有建筑物施工；5、可用于逆作法施工；6、适用于多种地基条件；7、可用作刚性基础；8、占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益；9、功效高、工期短，质量可靠。当然，所有的事物都有两面性，地连墙工法也存在以下缺点：1、在一些特殊的地质条件下（如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等），施工难度很大；2、如果施工方法不当或地质条件特殊，可能出现相邻槽段不能对齐和漏水的问题。3、地下连续墙如果用作临时的挡土结构，比其他方法的费用高；4、在城市施工时
33、，废弃泥浆的处理比较麻烦。三、施工方法及操作控制要点1、施工优化控制的要点1.1 地下连续墙一般宽为6m，墙厚1.2m属于超宽地连墙，在施工技术方面还不是很成熟，机械方面相应的成槽机、反力箱、大型起重设备等的应用都是经过反复计算在经济安全的前提下确定的。1.2 在成槽过程中机械自身的垂直控制系统1.3 由于采用十字钢板对刷壁造成一定难度，在经过研究后采用在成槽机抓斗上安装侧铲进行刷壁然后再用钢刷刷壁器进行刷壁。1.4 在地连墙施作过程中要穿越承压水层，为防止开挖过程中承压水绕流，在地连墙内预埋注浆管，在地连墙全部达到强度后进行墙趾注浆1.5 本工程反力箱放置深度达到4352m，混凝土浇筑时间也
34、长达8小时左右，反力箱自重、混凝土的握裹力和土体的摩擦力极大，为顺利拔出反力箱在混凝土浇筑完34小时后，先用液压油顶对其进行松动，在混凝土初凝后在进行起拔。2、关键工序施工方法及控制要点2.1 道路硬化因地下连续墙施工过程中，成槽机械及吊运钢筋笼的大型履带式起重机需要在场地内来回行走，我单位根据以往的经验并结合本工程的实际情况，对结构内侧及导墙外侧1m的范围内浇筑30cm厚C20钢筋混凝土路面，配筋采用16的螺纹钢横向间距200 mm、纵向200mm，双层双向布置，并与导墙筑成一体。2.2 导墙的施工导墙采用钢筋混凝土结构，壁厚20cm，配筋为单层双向14200mm，导墙净宽1250mm，导墙
35、应和附近路面一体浇捣.导墙沟（放坡比为1:0.5）采用挖掘机开挖，人工配合修整清底，导墙开挖好一段后，在沟槽底按地连墙尺寸制作木模，架立模板，经测量检查位置符合规范偏差要求后，进行C20混凝土灌筑，泵送入仓。如果导墙施作过程中遇到障碍物、软弱地层或其它废弃管线导致开挖深度过大，则可把导墙加深以满足施工要求。导墙施工工艺流程图见下图。平整场地测量定位挖 槽绑扎钢筋浇 灌 砼支立模板拆 模设横支撑 导墙施工工艺流程图导墙施工注意要点A. 在导墙施工全过程中，保持导墙沟内不积水。B. 横贯或靠近导墙沟的废弃管道需封堵密实，以免成为漏浆通道。C. 导墙沟侧壁土体是导墙浇捣混凝土时的外侧土模，防止导墙沟
36、宽度超挖或土壁坍塌。D. 现浇导墙分段施工，水平钢筋应预留连接钢筋与邻接段导墙的水平钢筋相连接。E. 必须保证导墙的内净宽度尺寸与内壁面的垂直精度达。F. 导墙立模结束之后，应对导墙放样成果进行最终复核。G. 导墙混凝土强度达到50时，方可进行成槽作业，在此之前禁止车辆和起重机等重型机械靠近导墙。2.3泥浆制备与管理泥浆在地下连续墙成槽过程中起到护壁作用，泥浆护壁是地下连续墙施工的基础，其质量好坏直接影响到地下连续墙的质量与施工安全，泥浆系统工艺流程见下图。新鲜泥浆贮存施 工 槽 段新鲜泥浆配制加料拌制再生泥浆回收槽内泥浆净化泥浆劣化泥浆再生泥浆贮存振动筛分离泥浆沉淀池分离泥浆旋流器分离泥浆粗
37、筛分离泥浆劣化泥浆废弃处理净化泥浆性能测试泥浆系统工艺流程图A. 泥浆配合比根据地质条件，泥浆采用膨润土制备，泥浆配合比如下：（每立方米泥浆材料用量Kg）膨润土:80 纯碱:4 水:950 CMC:5上述配合比在施工中根据试验槽段及实际情况可进行适当调整。泥浆制备的性能指标如下泥浆性能新配制循环泥浆废弃泥浆检验方法比重（g/cm3）1.06-1.081.151.35比重法粘度（s）25-303560漏斗法含砂率（%）4711洗砂瓶PH值8-9814PH试纸泥浆配制的方法见下图“泥浆配制流程图”。原 料 试 验称 量 投 料CMC和纯碱加水搅拌5分钟膨润土加水冲拌5分钟混合搅拌3分钟泥浆性能指标
38、测定溶胀24小时后备用泥浆配制流程图B. 泥浆储存泥浆储存采用半埋式砖砌泥浆池储存。C. 泥浆循环泥浆循环采用3LM型泥浆泵输送，4PL型泥浆泵回收，由泥浆泵和软管组成泥浆循环管路。D. 泥浆的分离净化在地下墙施工过程中，因为泥浆要与地下水、泥土、砂石、混凝土接触，其中难免会混入细微的泥沙颗粒、水泥成分与有害离子，必然会使泥浆受到污染而变质。因此，泥浆使用一个循环之后，要对泥浆进行分离净化，提高泥浆的重复使用率。槽内回收泥浆的分离净化过程是：先经过土碴分离筛，把粒径大于10mm的泥土颗粒分出来，防止其堵塞旋流除碴器下泄口，然后依次经过沉淀池、旋流除碴器、双层振动筛多级分离净化，使泥浆的比重与含
39、砂量减小，如经第一循环分离后的泥浆比重仍大于1.15，含砂量仍大于4%，则用旋流除碴器和双层振动筛作第二、第三循规蹈矩环分离，直至泥浆比重小于1.15，含砂量小于4%为止。E. 泥浆池设计泥浆池容量设计（以成槽开挖宽度6m计）地下墙的标准槽段挖土量：V1=长6m深47m厚1.2m=339m3新浆储备量：V2=V180%=271m3泥浆循环再生处理池容量：V3=V11.5=509m3砼灌筑产生废浆量：V4=6m4m1.2m =29m3泥浆池总容量：VV3+V4=538m32.3 连续墙成槽施工成槽是地连续墙施工的关键工序，成槽约占地下连续墙工期的一半，因此提高成槽的效率是缩短工期的关键。同时，槽
40、壁形状决定墙体的外形，所以成槽的精度和质量是保证地下连续墙质量的关键，单元槽段之间的接头尽量避免设在转角处。A. 成槽施工连续墙施工采用跳槽法，施工根据槽段长度与成槽机的开口宽度，确定出首开幅和闭合幅，保证成槽机挖土时两侧邻界条件的均衡性，以确保槽壁垂直，部分槽段采取两钻一抓。成槽后用超声波检测仪检查成槽质量。在成槽过程中，严格控制抓斗的垂直度和平面位置，在开挖槽段时，操作手要仔细观察成槽机的监测系统，当X，Y轴任一方向偏差超过允许值时，立即进行纠偏，抓斗贴基坑侧导墙入槽，机械操作要平稳,抓斗出入导墙口时要轻放慢提，防止泥浆掀起波浪，影响导墙下面和后面的土层稳定,并及时补入泥浆，维持槽段中泥浆
41、液面稳定。成槽施工见下图“成槽施工图”。成槽施工图： B. 成槽注意事项及操作要领a根据设计图纸确定的地连墙位置，在导墙顶面上测量放线并按编号分段。b将抓斗就位，就位前要求场地平整坚实，以满足施工垂直度要求，吊车履带与导墙垂直，抓斗要对准导墙中心线,为减少抓斗施工的循环时间，提高功效，每台成槽机配置2台短驳车，将泥渣运至堆料场暂存。c成槽垂直度控制是关键，成槽施工中注意观察车载测斜仪器图形，发现偏斜随时采用纠偏导板来纠偏，遇到严重不均匀的地层，或纠偏困难的地层时，回填槽孔，重新挖掘。d边开挖边向导墙内泵送泥浆，保持液面在导墙顶面下30cm-50cm，挖槽过程中随着孔深的向下延伸，要随时向槽内补
42、浆，使泥浆面始终位于泥浆面标高，直至成槽完成。e灌筑砼前，要测定泥浆面下1m及槽底以上1m处泥浆比重和含砂量，若比重大于1.20，则采取置换泥浆清孔，成槽后沉淀30分钟，然后用抓斗直接捞渣清淤。f为避免对新浇槽段的混凝土产生扰动，开挖采取跳槽施工。g成槽过程中，导杆应垂直槽段，抓斗张开，照准标志徐徐入槽抓土，严禁迅速下斗，快速提升，以防破坏槽壁和坍塌，垂直度应控制在设计要求之内，抓斗挖出土直接卸到自卸车上，转运到堆土场。随着开挖深度增加，连续不断向槽内供给新鲜泥浆，保证泥浆高度，各项泥浆指标要符合技术要求，使泥浆起到良好的护壁作用，防止槽壁坍塌，在遇到含砂量较大的土层，槽壁易塌时，注意加大泥浆
43、比重，适当加入加重剂，当接近槽底时，放慢开挖速度，仔细测量槽深，防止超挖和欠挖。h挖槽机操作要领抓斗出入导墙口时要轻放慢提，防止泥浆掀起波浪，影响导墙下面、后面的土层稳定。不论使用何种机具挖槽，在挖槽机具挖土时，悬吊机具的钢索不能松驰，定要使钢索呈垂直张紧状态，这是保证挖槽垂直精度必需做好的关键动作。挖槽作业中，要时刻关注测斜仪器的动向，及时纠正垂直偏差。单元槽段成槽完毕或暂停作业时，即令挖槽机离开作业槽段。C. 成槽开挖精度槽段开挖精度表项目允许偏差检验方法槽段厚度10mm5m精密钢尺墙体垂直度L/300超声波测斜仪槽段长度50mm超声波测斜仪墙顶中心线允许偏差30mm全站仪2.5 刷壁施工
44、成槽完成后在相邻一幅已经完成地下墙的接头上必然有黏附的淤泥，如不及时清除会产生夹泥现象，造成基坑开挖过程中地下墙渗水，为此必须采取刷壁措施，首先采用成槽机上的侧铲进行清除，然后采用刷壁器，用吊车吊入槽内紧贴接头混凝土面上下刷2-3遍，认真仔细地清刷干净，清刷应在清槽换浆前进行，使新老混凝土接合处干净，确保砼密实。成槽完成后利用履带吊，起吊专用的刷壁器，在接头上上下反复清刷，确保接头干净，防止渗漏水现象的发生。十字钢板接头刷壁器及施工2.4 清底换浆清槽先采用泵吸反循环法清底，而后采用导管吸泥浆，循环清底，确保清槽质量，清底后槽底泥浆比重小应于1.20，沉渣厚度不大于100mm。 清槽结束后1h
45、，测定槽底沉淀物淤积厚度不大于10cm，槽底0.5-1.0cm处泥浆密度不大于1.2为合格。在清底换浆全过程中，控制好吸浆量和补浆量的平衡，不能让泥浆溢出槽外或让浆面落低到导墙顶面以下30厘米，清槽结束后，需请监理工程师检验槽深和泥浆比重，合格后方可下钢筋笼。2.5 钢筋笼施工钢筋笼根据地下连续墙墙体设计配筋和单元槽段的划分来制作。钢筋笼制作在专门搭设的加工平台上进行，拟搭设50m7.5m的一个加工平台，且保证平台面水平，四个角成直角，并在四个角点作好标志，以保证钢筋笼加工时钢筋能准确定位，钢筋间距符合规范和设计的要求。钢筋笼施工要点A.纵向钢筋的底端50cm范围内稍向内侧弯折以避免吊放钢筋笼
46、时擦伤槽壁，但向内侧弯折的程度不影响浇灌混凝土的导管插入。B.在密集的钢筋中预留出导管仓位置，以便于灌筑水下混凝土时插入导管，同时周围增设箍筋和连接筋进行加固。为防止横向钢筋有时会阻碍导管插入，钢筋笼制作时把主筋放在内侧，横向钢筋放在外侧，槽段的每幅预留两个砼浇注的导管通道口，两根导管相距23m，导管距两边11.5m，每个导管口设4根通长的16mm导向筋，以利于砼灌筑时导管上下顺利。A. 预埋件控制a钢板预埋件支撑在基坑开挖时架设在预埋钢板焊接后的钢牛腿上。支撑预埋钢板尺寸为1300mm1300mm和1000mm1000mm两种，壁厚20mm， b接驳器预埋件地下连续墙施工在连续墙钢筋笼加工时预埋连续墙与内衬墙连接钢筋，连续墙与混凝土围檩钢筋，钢筋接头均采用接驳器连接方式连接。由于接驳器及预埋筋位置要求精度高，在钢筋笼制作过程中，根据吊筋位置，测
