防护设计

防护设计（精选十篇）

防护设计 篇1

虽然增加线间距可以同时减少相邻互连线间的互容和互感,以此达到同时减少近端串扰噪声和远端串扰噪声的效果,但对于如今高速电路板的高密度和小尺寸趋势,增加线间距的方法在实际PCB设计中受到了诸多限制。防护布线作为显著减少串扰的重要方式,但有在合理设计和端接的情况下才能达到显著地串扰抑制效果,否则防护布线会成为一个潜在的噪声源,加强对受害线的干扰[1,2]。通常,防护布线的设计中要求短路过孔数量与上升时间的空间延伸有关,但随着芯片工作速率的不断提高,防护布线上的短路过孔数量越来越多,更多的通孔限制了多层板背面的布线空间。文献[3~4]从远端串扰与模态速度的角度出发,应用蛇形线替代传统的防护布线,不用大量的过孔就能使串扰抑制效果大幅提高,并通过实验实测证明了该方法可降低44%远端串扰电压峰值和40%的时序抖动。然而蛇形线具有自身特征,如何利用其特征引起的串扰变化规律并设计出远端串扰抑制效果较佳的蛇形防护布线是本文研究的重点。

1 蛇形线特征

蛇形线早已在实际PCB设计中广泛应用,其主要应用是为了调节信号的时序,故意延长信号的传输时延,让一组信号能够同步抵达接收端,保证它们时序的一致,避免信号相位错位,以使数字信号被接收端准确接收并判别。对于小尺寸设计来说,蛇形走线还能在更小的空间内完成更长数据线的既定目标[5]。然而,蛇形线本身会对信号的传输造成影响[6],引发信号完整性问题。当蛇形线作为防护布线时,结构如图2所示,蛇形线本身特征变化将改变耦合参数,进而引起串扰噪声变化。

其中,Ws为蛇形线宽度;Hs为蛇形线高度;Ls为蛇形线长度;此三者均为蛇形线特征,共同决定了蛇形线的物理结构;W表示互连线线宽;S1表示防护布线与互连线的最小线间距;S2表示防护布线与互连线的最大线间距,此三者之和为3倍线宽;H表示FR4材料厚度;t表示铜厚;Len表示互连线耦合长度。

蛇形线由平行于信号原本传输方向的平行区域和垂直于信号原本传输方向的垂直区域组成,然而当蛇形线作为防护布线时,其垂直区域并不存在磁场耦合,那么蛇形防护布线的存在相比传统防护布线仅增加了攻击线与受害线之间的互容,从而减少了受害线上的远端串扰噪声。即使对于非平行的耦合互连线而言,非平行部分减少蛇形线长度也能有效减少远端串扰噪声[7]。

蛇形线宽度、高度和长度的变化均会改变蛇形防护布线的物理结构,从而在一定程度上影响受害线上远端串扰噪声。

2 实验分析

全波电磁求解器[8]建立如图2所示模型,并采用介电常数为4.4的FR4材料作为介质材料。假设互连线宽为10 mil(1 mil=0.025 4 mm),耦合长度为1 in(1 in=25.4 mm),攻击线与受害线之间的间距为3W,即30 mil。依次单独变化蛇形线宽度、高度和长度,并观测远端串扰噪声曲线对应的变化规律。

图3给出了在保持蛇形线高度和长度不变的条件下,蛇形线线宽Ws分别为4 mil、6 mil和8 mil时对应的远端串扰噪声曲线。从中可知,频率在1 GHz以下时,远端串扰噪声不随蛇形线宽度发生变化。而当频率高于1 GHz后,随着蛇形线宽的增加,远端串扰噪声越来越大,这就意味着更小的线宽能带来更佳的远端串扰抑制效果。

图4给出了在保持蛇形线宽度和长度不变的条件下,蛇形线高度Hs分别为16 mil、20 mil和24 mil时对应的远端串扰噪声曲线。从中可知,在1 GHz以下时,远端串扰噪声不随蛇形线高度发生变化。而当频率高于1 GHz后,随着蛇形线高度的增加,远端串扰噪声越来越小,这就意味着更高的蛇形线线高能够带来更好的远端串扰抑制效果。

图5给出了在保持蛇形线宽度和高度不变的条件下,蛇形线长度Ls分别为50 mil、100 mil和125 mil时对应的远端串扰噪声曲线。从中可知,在1 GHz以下时,远端串扰噪声不随蛇形线长度发生变化。而当频率高于1 GHz后,忽略考虑3~4 GHz上蛇形线长度为125 mil时发生的谐振,那么随着蛇形线长度的增加,远端串扰噪声曲线整体表现越来越大,这就意味着更短的蛇形线长度能够提供蛇形防护布线更好的串扰抑制效果。

传统防护布线存在3种端接策略:开路,匹配和短路。对于蛇形防护布线而言,也存在3种端接策略,图6给出了不同端接策略下蛇形防护布线的串扰抑制效果。蛇形防护布线与传统防护布线相同,均在短路的端接策略下才能发挥防护布线的最大串扰抑制效果,这是由于短路策略的防护布线使得防护布线上的后向电压在短路处发生的负反射,并不断与向近端传播的后向电压相抵消,从而减少了防护布线上的噪声。

综上所述,短路策略始终作为蛇形防护布线的最佳策略,当信号边沿变化较慢时,不用注重蛇形防护布线的具体设计,设计均能达到相同的串扰抑制效果;但当信号边沿变化较快时,为使蛇形防护布线达到更优的远端串扰抑制效果,应采用线宽小、高度高和长度短的蛇形线。

3 结束语

面对高速电路的发展趋势,传统的防护布线限制越来越多,蛇形防护布线曾被提出作为传统防护布线的完美解决方案。本文基于蛇形线的基本特征,研究蛇形防护布线的合理设计方案。短路作为蛇形防护布线的最佳端接策略,且在信号边沿变化较低的情况下,蛇形防护布线的设计不用刻意考虑,而在信号边沿变化较快的情况下,应采用线宽小、高度高和长度短的蛇形线。

摘要：高速电路中蛇形线可作为传统防护布线的替代方案,但其提出过程未曾考虑如何进行合理的设计。文中基于蛇形防护布线的外形特征影响耦合参数的原理,通过全波求解器建立蛇形防护布线模型,分析了其端接策略以及特征变化对应的远端串扰变化规律,得出了蛇形防护布线的合理设计方法。结果表明,短路策略作为最佳策略,且在信号边沿变化较快的情况下,应采用线宽小、高度高和长度短的蛇形线作为防护布线。

关键词：防护布线,蛇形线,远端串扰

参考文献

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[5]倪涛.高速数字电路信号完整性分析与仿真[D].西安:西安电子科技大学,2010.

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[7]虞菊花,曹群生,Y inchao Chen.蛇形防护线降低非平行传输线中串扰的研究[J].微波学报,2010,26(6):78-80.

河堤防护施工组织设计 篇2

一、工程条件

（一）概况

池河农田防护工程是喜河水电站库区淹没配套工程，池河是喜河水库中部一条较大支流，流域面积1030km2。

池河农田防护工程位于上起康家坝桥，下至池河一号大桥。该段河流长3.14km，农田防护工程分为堤防工程、排涝泵站工程两部分，堤防工程共分三段，分部在河道左右两岸，全长4032.5m，A段全长1776.1m，B段全长738.2m，D段全长1518.2m，堤防设计为护坡式，堤路结合，堤顶为机耕路路宽4m，工程建成后可保护农田690亩。

（二）水文

池河农田防护工程防洪标准为：喜河水库5年一遇回水与池河5年一遇（750m3/s）洪水相遇时，回水将淹没两岸农田，为了减少损失需对池河两岸河堤和部分农田进行工程防护和加固。

（三）地质条件

池河为汉江喜河水电站库区段最大的支流，河口段河谷较窄，河口上游2.5km以上地形开阔，局部形成高漫滩和Ⅰ、Ⅱ级阶地。为石泉县较大的产粮区、蔬菜种植区和居民聚集区。

防护区位于池河河口上游约3km处，地形，地势平坦，形成有高漫滩和Ⅰ级阶地，防护区河底高程为369.8—362.7m，河道比降i＝2.26‰。

防护区内第四系冲、洪积物厚度一般为7.5—13m，有大致可分为二层：上层为厚约1—3m的粉细砂土，壤土及耕植土层；下层为厚度约5.2—10m的砂砾石层，局部有厚度约2.8m黄褐色含砾中细砂透镜体。砾石成分主要为石英岩、闪长岩、板岩等，次棱角一次磨圆状，基岩主要为板岩。

池河防护区地势较平坦，地层较为稳定，各地层的物理力学参照分析，堤防以砂砾石层作为基础，对于上部土层厚度不大的地段，可以选择基岩作为挡墙基础。上部粉细砂及耕植土存在渗透变形可能，其允许水力比降采用Jcv＝0.15。

（四）施工条件

本标段施工区内地形开阔，地势平坦，堤防工程与安石二级公路大致平行。河堤距公路约70—150m，对外交通较为方便，为了满足工程施工需要，从安石二级公路至施工区需修建二条临时施工道路长150m，宽4.5m，施工用电需架设施工低压线路，一条长500m。施工

用水可在河道直接取用，施工仓库及工棚需临时搭建，修筑料场和砂浆拌和场。

二、施工导流

（一）施工导流平面布置及施工方法

本堤防工程护坡基础约在河流水面以下，所以基础开挖前必须进行施工导流，根据5年一遇洪水位资料及现场实际情况导流平面布置及施工方法如下：

1、导流平面布置

本段河堤基础与河流水面较近，全段河面宽较窄均无漫滩，河堤紧靠主流平行而过，按河堤基础施工要求，在河堤基础外侧开挖线外沿修筑一条施工导流围堰，围堰长650m，采用草土围堰，围堰高度根据5年一遇防洪标准，本段河流回水位高1.22m—2.3m，确定围堰高度为2m，堰顶宽1m，底宽5m，围堰两侧为1∶1边坡。

2、围堰施工方法

先将捆扎好的稻草沿围堰两侧向前进占摆放，然后用黄土砂砾石填筑在稻草中间厚度0.5m，两侧一层草一层砂石、压实，围堰两侧采用砂砾石收坡成堤坝。采取分段施工，每段长100m。

（二）导流及基坑排水

本段施工导流及基坑排水根据实际地形条件和冬季枯水期施工，河道水位较低，导流水量小，施工导流及基坑采取同时进行。

1、排水设备配置计划

计划分段修筑围堰，每段长100m，围堰修筑从本段起止桩向中间方向进行施工，两个工作面同时进行，围堰修筑好后结合基坑开挖计划进行排水，根据河道同类工程排水经验计结算排水量，每段排水设备配置4台6寸离心水泵配套12马力柴油机，6寸钢丝胶管8根，3台4寸潜水泵，每段计划配置7台水泵，其中备用两台。相应的备足排水机械燃油和其它配套设施。

2、排水进度计划

每段施工导流及基坑进度计划，依据配置的全部排水设施和设备，每段长100m，施工导流及基坑施工排水，计划排水工期7天完成，1天完成围堰内水量，2天完成开挖基坑内水量，4天完成基础砌筑及浆砌体养护水量，计划两个工作面同时施工，每7天内完成施工导流及基坑施工排水长200m，本段全长722.1m，计划排水总工期25天完成。

3、导流及基坑施工排水保证措施

在导流及基坑施工排水过程中，难免因围堰缺口、机械故障、基础地质变化等不利因素，导致排水施工前功尽弃，造成一定的经济损失，为此在排水过程中要采取安全防范及保证措施。第一根据配置的排水

设备情况每台水泵配备1—2人机械管理及维修人员，加强机械维修和养护工作，保证排水设备正常持续运行。第二配置应急的备用设施4台（包括自备发电机2台，20kw）。第三储备一定数量的砂袋和石料、树枝，防止围堰塌陷，抢险应急之用。第四配备一定的机械备件备品储备足够的机械燃料，保证排水施工顺利完成。

三、主体工程施工方案和方法

（一）主体工程施工方案

本标段堤防工程全长722.1m，其主体工程项目为：

1、基础开挖12327.4m3；

2、河堤基础M7.5浆砌石1444.2m3；

3、护基础铅丝笼装块石85.8m3；

4、护坡背填筑砂粒料13319.2m3；

5、护坡砂垫层填筑2474.9m3；

6、护坡及路肩墙M7.5浆砌石4171.32m3；

7、伸缩缝560.1m2。以上共七项主体工程施工方案为基础开挖采用1m3挖掘机；护坡背填筑工程采用3m3装载机装料，8T自卸汽车运输6台，填筑碾压采用履带式拖拉机碾压，人工修整边坡、清理基坑等。河堤M7.5浆砌石、护基铅丝笼、伸缩缝采用人工施工。浆砌休、砂浆拌和及运输采用机械施工。护坡砂垫层采用机械运输，人工铺筑和夯实。浆砌石所用砂石料自行开采场两个，8辆8T自卸汽车运输砂石料。

（二）主体工程项目施工程序

第一步进行河堤基础开挖，基础M7.5浆砌石、护基础铅丝笼工程；第二步进行护坡后背填筑，高度路肩墙底部，护坡背砂垫层工程；第

三步进行护坡及路肩墙M7.5浆砌石、伸缩缝制作工程；第四步进行路肩墙内填筑夯实。护坡和路肩墙砌体外表勾缝或抹面，伸缩缝填料处理。

（三）主体工程施工方法

1、主要项目施工工艺：①浆砌石施工工艺：测量放线—开挖或填筑—清基—砌筑—抹面或勾缝—养护。②护坡背填筑施工工艺：测量放线—按设计要求铺筑—碾压—修整边坡。③护坡砂垫层施工工艺：测量放线—铺筑—夯实—修整边坡。④护基铅丝笼装块石施工工艺：测量放线—挖基—清基—按设计编制铅丝笼—安装到位—装块石—封顶锁口。⑤浆砌石、伸缩缝施工工艺：测量放线—隔离体制作—安装—缝内填料处理。

2、施工方法 ① 施工放线

根据业主及监理单位提供的平面控制点坐标及高程控制开挖点，各段标准横断几何尺寸，采用全站仪设立施工平面控制网和高程控制网。根据各段地形放出开挖边线和横断面几何尺寸及高程进行施工控制。② 浆砌石基础开挖

采用1m3反铲挖掘机开挖，人工按设计几何尺寸进行清理基坑及修整断面。

③ 浆砌石体砌筑

按设计要求分段进行砌筑，预留伸缩缝和隔离体，开始砌筑时，先铺筑砂浆后砌块石，石块应分层卧砌，上下错缝，内外搭砌，砂浆振捣密实，灰缝饱满，护坡按设计预留排水孔，砌体外表作清缝处理，预留2—3cm缝深。④ 护坡背填筑工程

按设计要求砂砾料回填碾压至设计堤高。碾压回填必须分层夯实，其相对密度不小于0.6；每层厚度不大于30cm，堤顶部50cm厚范围粒径不大于10cm，前后坡按设计坡比采用人工修整边坡。⑤ 护坡砌体后砂垫层

按护坡设计坡比及厚度，砂砾料粒径3—60mm，采用人工铺筑和夯实。⑥ 护基铅丝笼

按设计要求进行编制铅丝笼，安装到位后笼内填砌块石，填砌石料要求卧砌或立砌，填砌密实封顶平整，锁口坚固。

四、施工总体布置（附平面布置图及说明）

根据设计和现场条件，将本标段分为两个工作面0＋000～0＋370之间长370m为第一工作面，0＋370～0＋722.1之间，长352.1m为第二工作面，两个工作面同时施工。

（一）临时生产、生活区布置

根据工程所在的自然条件，为了便于工程施工、生产、生活管理，将两个工作的生产、生活区布置在堤防工程内河滩地里。在工作面中间地段，距堤防10m，为了保证工程进度，经计算最大工作极限，高峰期日上劳人数200余人，两个生产、生活区占地面积1280m2，其中水泥两座50m2，施工临时工棚310m2，材料堆放及砂浆拌和场900m2，厕所20m2。

（二）施工用电、用水的布置

工地的生产、生活用电从当地低压电网接头，至工地施工区，需架设低压线路两条长500m，采用三相四线制，为保证施工期正常用电，自备20kw柴油发电机两台。生产用水利用水泵直接在池河取水，生活用水在生活区打井，修建蓄水池，自行抽取，经消毒处理可满足生活用水需求。

（三）施工导流及基坑施工排水布置

本工程的施工导流及基坑施工排水，采用分段围堰法，从本段起止端向中间前进，每段围堰长100m，导流标准根据池河五年一遇洪水，全段长722.1m，围堰采用草土围堰，中间黄土心墙，两侧为草砂石固坡。为提供干地施工，每100长配置4台6寸离心水泵，3台4寸潜水泵排水。

（四）施工道路及石料场布置

本标段河堤工程纵向与安石二级公路基本平行，施工区距二级公路约150m，工程所需水泥、砂石料全部从二级公路运到工地，为了解决对外交通，从安石二级公路到施工区需修建二条施工道路，长300m，占地1350m2，路面宽4.5m，砂石路面。施工区内沿河堤内侧顺堤方向修建一条砂石料运输便道，便道宽5m，长650m，占地3250m2，顺便道外侧沿线可堆放块石。

（五）环境保护布置

保护环境已是社会文明的象征，工地人员要严格遵守国家环境保护法，对施工区域的所有植被全力维护，控制有害物质的生产、排放，对于弃渣按指定区域堆放，不可随意乱拉乱倒，生活、施工区内布置固定厕所，防止影响下游行洪和工地生态环境，工程完工后及时对生产、生活区域弃渣、垃圾进行清理，在指定的地点掩埋或焚烧，应做到来去环境依旧。

五、施工总进度（附进度计划表和说明）

（一）施工总进度计划安排

本工程中标承接后我公司立即成立施工管理机构和施工管理制度，积极组织劳力和各种施工机械，计划于2005年12月1日动工，于2006年4月30日前完成本标段的建设任务。

（二）分项工程计划工期

1、生产、生活营地建设：计划8天，时间2005年12月1日—8日。

2、施工道路、用电线路架设：计划7天，时间2005年12月3日—10日。

3、施工导流：计划12天，时间2005年12月3日—15日。

4、基础开挖：计划25天，时间2005年12月15日—2006年1月10日。

5、基础浆砌石：计划37天，时间2005年12月18日—2006年1月25日。

6、护脚铅丝笼：计划5天，时间2006年1月25日—30日。

7、护坡背填筑：计划15天，时间2006年1月30日—2月25日。

8、护坡砂垫层：计划10天，时间2006年2月15日—25日。

9、护坡、路肩墙浆砌石：计划65天，时间2006年2月25日—4月30日。

10、砌体、伸缩缝：计划65天，时间2006年2月25日—4月30日。

六、技术供应

根据本工程施工规模和技术要求，我公司承包本工程计划投入一批对同类工程施工管理的能力强、业务技术过硬，施工管理经验丰富的施工技术管理人员。同时配备精良测量仪器和质量检测设备，其计划投入技术管理人员及技术设备如下：

（一）计划投入本工程的主要技术人员 管理人员：2名，有项目经理资格证书； 技术负责人：1名，有工程师资格证书； 施 工 员：1名，有工程师资格证书； 质 检 员：1名，有助理工程师资格证书； 试 验 员：1名，有助理工程师资格证书； 材 料 员：1名，有助理工程师资格证书； 安 全 员：1名，有助理工程师资格证书。

（二）计划投入本工程的主要技术设备

1、HTS—352全站仪一台；

2、J2型经纬仪一台；

3、S6水准仪一台；

4、砂浆试模一套；

5、砂砾料碾压干密度测试模具一套。

七、质量和进度保证措施

（一）施工质量保证措施

1、施工质量目标

我公司为确保该工程施工质量，拟成立池河农田防护工程三标段施工项目经理部，针对工程工期紧，施工量大的特点制定施工质量目标为：单元工程合格率100％，分部工程优良率85％以上，单位工程质量等级保证合格，争创优良工程。

2、施工质量管理机构及保证体系 质量管理保证体系图

为了确保工程质量达到奋斗目标，严格按照施工质量规定程序来操作，实行全面质量管理，各级岗位职责如下：

（1）项目经理：作为该工程项目的全权代表，为项目工程的质量第一负责人，负责建立该工程项目质量体系，审批质量文件。①抓好职工思想教育，抓质量、安全意识，提高职工的个人素质。②落实劳力、资金，保证工程施工正常运行。

③负责财务审批，严格控制工程成本。④加强对外联系，搞好经营工作。⑤关心职工生活，狠抓组织纪律。（2）项目总工程师：

①负责施工方案及进度计划编制，做到方案合理，计划切实可行。②狠抓工程质量，提出保证措施，确保质量工作稳中有升。③积极钻研施工中的技术难题，保证工程施工前有措施，施工中抓落实，施工后有总结。

④做好技术交底工作，交底工作包括质量、安全、施工技术、质量保证措施等。

⑤配合项目经理搞好日常生产及经营工作。（3）项目质检工程师：

作出每月的质量、安全计划及月报表。②按规定进行配合比试验及各种常规试验。

③按时按要求完成各种资料整编工作，做到认真详细。

④每月进行质量安全检查评比，在生产例会上对质量安全进行布置。

⑤协助项目总工程师进行技术检查及指导工作，把好质量关，具有质量否决权及结算监督权。

3、强化管理，严格执行施工工序操作规程，加强过程质量控制。

9、质量控制的程序

施工过程中质量检验始终与施工同步，并及时检查验收施工工序，进行评比评点，以便总结经验，确保工程质量。（2）施工过程控制要点

9、按照施工组织设计和工艺设计进行施工。

②施工方案或施工参数的改变，必须进行充分的论证并报监理工程师批准。

③严禁不合格的原材料进入工程实体。

④严格杜绝不合格工程发生，若发现不合格的工程项目应立即返工，必须经监理工程师复验合格后，否则不得进行下道工序。

⑤对出现的质量事故必须做到原因查清，责任者受罚教育，事故必须得到处理。

⑥所有的检查均应填写记录，以便留查和存档，检查内容和所用表格按有关规定标准进行。

（3）坚持三级质量检查验收制度

各单项工程施工过程中严格实行质量检查验收制度，必须做到施工班组自检互检，检测合格后通知项目部专职质量员复检，复检合格后通知项目质检工程师终检，终检合格以后书面形式通知监理工程师做最后一次检查，保证每道工序质量检查的完整性，全部合格后现场签字，资料归档。

（4）施工质量过程控制措施

9、原材料的质量控制

水泥：选用硅酸盐水泥，水泥强度等级为32.5Mpa，石泉县水泥厂生产，有产品合格证书和化验单。

砂子：选用由建设单位指定的砂场购运，并严格质量控制。块石：选用由建设单位指定的石料场自行开采或购运，对块石的材质、块度，级配进行质量控制。（2）主体项目的施工质量控制

9、砂浆质量控制：严格按照设计的不同标号砂浆配合比进行施工，采用机械拌和，砂浆拌和必须达到一定的搅拌时间，一次拌料在初凝前全部用完，必须经过抽样检查试验，施工砂浆标号保证设计标号。

③浆砌石质量控制：在砌筑前按设计尺寸挂线，清洗石料，浆砌石采用坐浆法砌筑，砌筑时石块分层卧砌，上下层错缝，内外搭接砌，砌体稳定，砌体砂浆填缝饱满，插捣密实，使浆砌体质量坚固，表面几何尺寸棱廓清晰整洁，初凝后定期洒水养护。水下基础砌体初凝后24小时内保持排水，严防地下水进入砌体。

③护坡填筑砂砾料质量控制：原地面以上采用河床开挖，砂砾料回填碾压至设计堤顶高，分层回填夯实碾压，每层厚度不大于30cm，碾压干密度合格率不小于60％，堤顶部50cm，碾压回填厚度范围粒径不大于10cm，原地面表层耕植土层清除，背坡1∶1坡比碾压回填至后堤后高程，背坡用耕植土覆盖，表层植草皮。

④浆砌体表面勾缝质量控制：勾缝前必须清除砌体表面浮渣及污垢，用水冲洗干净并保持湿润，砂浆分次向缝内填塞密实，勾缝砂浆标号应高于砌筑砂浆。保持砂浆贴结紧密，外表缝宽一致，厚度2cm，缝外砂浆清除后，保持砌体平整清洁，定期洒水保养。

（二）施工进度保证措施

9、根据本工程的地形条件和近期阴雨天气多等因素，成立精干的施工组织机构，制定施工进度总体计划、月计划、周计划，强化施工组织管理，加大施工力度，以确保工程总工期要求。

2、制定切实可行的施工方案，合理安排，精心组织，确保工程进度，根据工期计划和日上劳强度要求，上足各类施工人员和施工机械设备，实行昼夜三班制施工。

3、组织一定的工程底垫资金，加强后勤保障及材料供应，积极购运工程所用材料和施工器材。

4、实行工效挂钩，按月实行奖先罚后，积极调动全体施工人员的工作效率和责任心，施工过程注意抓质量、安全生产的同时，抢时间、抢工程进度。

5、在施工过程中尽量提高机械化施工程度和工作效率，压缩辅助工作时间及工序间的衔接时间，减少工序内交叉和干扰，杜绝质量事故的发生，避免造成返工延期，确保本工程按期完成。

八、安全、环保、文明施工体系及保证措施

9、施工安全体系及保证措施

9、建立“三级”安全管理机构，进行安全生产管理、项目部经理、专职安全员、各班组安全员负责安全生产管理工作，建立健全各种施工安全管理制度，做到有章可循。将安全意识贯彻到生产全过程中，使安全生产正常化、制度化。

2、坚持预防为主的方针，加强劳动保护，不断提高安全管理水平，改善劳动条件，注意劳逸结合，消除隐患，防患于未然。

3、严格执行专业管理同群众性的安全活动相结合的管理制度，做到有章必循，遵章必严，违章必究，奖惩分明。

4、搞好安全生产管理工作的关健是领导重视，安全管理机构坚决贯彻党和国家的安全生产方针和政策，开工前依据《建筑安装工程安全技术操作规程》制定本工程的安全技术措施和安全操作规程，并组织全体施工人员进行学习。做好岗前培训和安全操作考核，合格者才允许上岗。在施工过程中安检人员定期进行安全检查、抽查、总结和评比，交流经验。

5、对本工程涉及水下施工石料开采项目的特点，要做好爆破火工器，安全管理和使用的重点落实专人管理，层层落实责任，对防洪、防盗、防火、用电安全进行全面管理。

6、坚持安全生产检查制度，由项目经理牵头，专职安全员、各班组安全员对工地施工的每个环节采取定期大检查，主要查违章操作行为，查纪律、查现场、查隐患，平时开展巡回检查，发现问题及时处理，杜绝不安全的事故发生。

（二）环保保证措施

9、施工前的环保措施

9、进驻前对宿营地进行卫生大扫除，做好清理和消毒工作，并制定详细的卫生值日表，修建排污生活垃圾处理设施。

②拟定工地现场布置方案时，充分考虑土地的合理利用和资源保护。③施工作业前开挖排污、排水沟及污水净化地，建立有效的排水、排污处理系统。

④、现场实地调查确定合适的弃料场，并制定弃料处理方案，报请监理工程师批准。

⑤做好疾病防治工作，拟安排医务人员到施工现场为全体施工人员进行定期常规体检和常规医治。

⑥建立施工现场医务室，购买一些常用药品及预防药物，施工防护器具等。

2、施工过程中的环保措施

9、在施工准备中，对施工场地清理的废渣、废料进行定点堆放，及时用自卸汽车运到监理工程师指定的地点弃料，以利施工有序进行。②对施工过程中产生的废弃土料进行清理，配备装载机，自卸汽车运到监理工程师指定的地点弃料。

③对施工中的废弃砂、石等原材料进行清理，定点弃料，水泥袋及杂物进行清理。

④严格控制油料使用，杜绝油料泄漏事故，防止环境及下游染污。在施工区内通信电缆、排水设施及其它隐蔽的地下设施应予以保护。

3、完工后环保措施

9、施工过程中埋入的要求永久保留的钢筋、木桩及其它设施均应清除，经批准可切割与建筑或地面平齐。

②各项目作业废料、废渣、围堰、工作平台等均应清除，并清运至指定地点。

③有毒的污水须经处理后排放，有毒物质须按监理工程师要求进行处理，并埋入指定地点，防止环境污染。

④施工中的临时道路、生活营地、材料堆放场占地全进行清理，一切废弃物均全部清除，保证占地继续复耕，对损毁的植被应进行恢复，保持原貌。

（三）文明施工保证措施

9、强化内容管理，提高凝聚力和战斗力。

2、教育引导施工人员严格按照技术要求和操作规程作业，树立质量责任重于一切的思想，视质量如生命，不投机取巧，以强烈的责任心和良好的职业道德对待自己的工作。

3、统一着装，持证上岗，戴好安全帽，用颜色明显标识管理人员和操作人员，加大工作过程中的监督与管理力度。

4、加强对外联系，协调对外部关系。

5、优化资源配置，合理控制成本，提高经济效益。

6、诚实守信，树立良好的社会信誉，注意施工单位的整体形象。

7、施工场地保持干净、整洁，机械设备洗净，各种材料堆放整齐，做到工完料尽。

8、做好各项保护及安全教育工作，使全体施工人员遵纪守法，礼貌待人，树立安全第一思想，严格按照有关操作规定作业，做到安全生产，文明施工。

9、制定严格的安全管理办法，配备专职安全检查员随时对施工现场进行安全检查，发现问题及时解决和处理，树立警示牌，时刻提醒施工人员注意安全。副本

XXX池河农田防护工程施工 投 标 文 件

（合同编号：FHGC/2005/SQCH－04－3）第二卷 技术文件 投标人：XXX第二XXXX 二○○五年十一月十八日

目录

一、工程条件¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨1

二、施工导流¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨3

三、主体工程施工方案和方法¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨5

四、施工总体布置（附平面布置图和施工说明）¨¨¨¨7

五、施工总进度（附进度计划表和说明）¨¨¨¨¨¨¨9

六、技术供应¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨10

七、质量和进度保证措施¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨11

公路工程边坡防护设计新理念 篇3

关键字：防护设计；设计原则；安全；和谐；生态人文

2004年9月，全国公路勘察设计会议提出了"六个坚持，六个树立"的公路勘察设计新理念：一是坚持以人为本，树立安全至上的理念；二是坚持人与自然相和谐，树立尊重自然、保护环境的理念；三是坚持可持续发展，树立节约资源的理念；四是坚持质量第一，树立让公众满意的理念；五是坚持合理选用技术指标，树立设计创作的理念；六是坚持系统论的思想，树立全寿命周期成本的理念。其核心紧紧围绕科学发展观的要求，通过采用灵活设计和创新设计，实现"安全、环境优美、节约资源、质量可靠、系统最优"的目标。坚持系统论的思想，树立全寿命周期成本的理念。公路工程是几何线型与自然结合的细节艺术，必须注重公路景观的建设。

1、工程防护与生态防护相结合，刚性防护和柔性防护相结合。

在自然环境中，高大的圬工混凝土或浆砌工程尤显突兀，应尽量避免。在岩土结构稳定，满足安全要求的前提下，以选择刚性结构与柔性结构相结合，多层防护与生态植被防护相结合的方法进行边坡治理最优。

1.1、工程防护

工程防护，目前常采用的工程防护措施主要有护面墙、护坡、喷浆防护、锚杆挂网喷浆防护等。工程结构防护应侧重考虑结构的尺度、比例、材质、选择合适的结构防护形式。防护工程的尺度、比例、材质对公路景观具有很大的影响。总结以前工程实践，喷浆防护盒锚杆挂网喷浆防护对环境破坏最大。近年来，主动防护网越来越多地应用于边坡防护，以防止边坡岩体的局部碎落。经过若干年的自然恢复，裸露的边坡将自然地融入周围环境中。挡墙和桩既起加固作用，也起防护作用，在景观设计中应和边坡的其他防护措施一并考虑，也因考虑尺度、比例、材质、色彩等因素对景观的影响，与周围环境相协调。比如形式多样的矮、隐挡墙和桩，挡墙（护面墙）墙顶线条可处理成一系列水平台阶，或一系列连续的曲线和直线尽可能与路面纵断面协调，台阶设计成长条形，避免形成顶线层次不齐或成锯齿形的外观等等。不同的材质和色彩使人产生不同的视觉感受，国外往往通过在墙面上贴各种材质的饰面材料，或构筑不同形式面板的加筋土挡墙来改善墙体的视觉质量。上边坡切忌采用高挡墙、护面墙进行大段落防护。路基防护应以边坡稳定为前提，主要稳定，有利于生态植被绿化，都应尽量绿化防护。在防护方案选择时，需要考虑到边坡岩土性质，环境气候条件，排水条件等诸多因素的影响，选择合适的防护措施。

1.2生态防护

人类从自然中来，在人门的潜意识中，始终存在着"返璞归真"的愿望，人们厌恶在"钢筋混凝土森林"中。注重景观设计生态型防护是今后公路边坡设计发展的必然，一是因为人类生态保护意识的加强，开始减少因为人为的施工项目造成生态环境破坏的行为，重视公路施工地区生态系统的保护，二是生态型的防护坡，还可以保护边坡表面免受雨水冲刷，减缓软弱岩土表面的破坏速度，保持边坡的整体稳定性。目前常采用的植被防护措施有直接喷播绿化防护、挖沟绿化防护、三维网喷播绿化防护、厚层有机材喷播绿化防护、植生袋绿化防护、土工格室绿化防护等。

1.3、工程防护与生态防护相结合，刚柔兼顾。

工程防護与植被防护结合，可达到加固与防护兼顾、刚柔并济的效果。实现工程防护与生态防护结合，工程防护本身的稳定是前提。刚性防护结构具有更高的安全性、通用性和实用性。柔性结构主要包含植草植树等。一方面对环境起到了有利保护， 另一方面为公路的美观性提供了优势。在边坡防护设计的实践过程中，既不能忽视刚性结构的稳固作用，也不可抛弃柔性结构的美观和环保作用，需充分结合刚柔并进的设计理念，提高边坡防护设计的经济实用性，设计出符合社会发展趋势和人类需求的边坡防护方案。其形式主要有：植被混凝土防护、骨架植被防护等。

2、发展生态性防护，注入景观人文气息

随着公路施工技术的发展，人们对公路的审美开始逐渐关注起来，在现代的公路设计中，公路的景观设计已经成为整个公路设计蓝图中重要的一部分，许多地区的公路景观成了地区标志性的风景，成为地区文化内涵的承载体。因此，对公路边坡的防护设计而言，加强对边坡的美化，是边坡防护设计中重要的环节。

2.1景观理念

在公路工程边坡防护中，经常伴有大量的开挖土石方，而这些土石方开挖破坏了原有植被，造成大量的裸露边坡，导致严重的水土流失和生态环境失衡。这些工程所形成的边坡靠自然界自身的力量恢复生态平衡往往需要较长的时间，甚至基本无法恢复。因而需要采取工程措施，对边坡进行工程防护与生态绿化处理，以防止边坡破坏、水土流失，并涵养水源、净化空气、美化环境，是减少生态灾害，保护环境的需要。边坡绿化要因地制宜，根据当地的地形、土质、气候等自然地理环境，并结合本地区草木的生长情况以及边坡的坡度、坡面的岩石性质等情况确定边坡绿化的施工工艺，从而达到在设计上景观理念的创新。从环保景观协调方面考虑，边坡防护要考虑到公路沿线的山岭、坡地、河流等构成的美丽风景，千变万化的植被体现出一种自然美。公路工程的边坡防护作为一种构造物，在设计上既要满足保障车辆通行安全的基本要求，又要达到自然景观与再造景观的和谐统一。同时还能有利于节约资源和社会的协调发展。

2.2 人文理念

随着社会的发展，公路被赋予的很多附属功能，已不仅仅要满足交通功能，还成为一个展现当地地域文化、民俗风情的窗口。在边坡工程防护设计中，充分考虑地域因素和人文因素，在注重安全的基础上，体现出人文关怀和人文理念。一条宽阔通达的公路，在确保交通诱导、行车防眩、边坡防护和环境保护等基本要求的前提下，防护绿化边坡上的绿化和保护，实现坡面柔化平顺、棱角弧化，贴近自然，可以进一步改善道路行车条件，提高生态环境质量，降低噪音和尾气污染，减轻驾驶疲劳，这些都体现了人文关怀。

3、结束语

边坡是公路工程中最常见的形式，对边坡防护的设计是整个公路设计不可或缺的一部分，对公路边坡防护设计的重视就是对整个公路建设的重视。在边坡的防护设计上，要求讲究一定的原则，才能保证边坡的防护是安全，而且是行之有效的。护坡设计的过程中，对表面雨水冲刷的破坏性与预防性做出合理评估，有效融入绿色环保的概念，充分发挥各类环保材料和工具的作用，减少成本的浪费，提高公路的经济性和远期应用价值。注重公路工程的人文景观设计，公路建设在硬朗的外表下更增添生机和艺术感。能够创造出经济性、实用性、美观性为一体的现代公路，是公路行业工程师们的终极目标。

参考文献：

[1]新理念公路设计指南 [M].人民交通出版社.2005.11

[2]王毅.多极小平台防护技术在黄土公路边坡中的应用[J].公路交通科技（应用技术版）. 2011（08）

[3]黄仁麟.山区公路边坡防护技术应用探讨[J].中国公路.2005（23）

[4]王亚利.公路边坡养护中生物防护与工程防护的结合应用[J].民营科技.2011（08）

防护设计 篇4

1 跌倒的防护标识及防护方案

1.1 防护标识的设计

设计制作跌倒提示、跌倒防护标识牌及标识卡: (1) 在楼道里放置用硬质塑料板制作25 cm×65 cm规格的标识牌, 两块对立而放, 正面均为黄底黑字, 书写“防止滑倒或小心地滑”字样, 提醒患者走路要小心, 尤其在楼道刚清洁之后; (2) 在各个楼道的入口处墙上钉挂长90 cm×60 cm规格的标识牌, 白底黑字, 内容为“预防跌倒十知道”, 将预防跌倒的内容总结为简洁的十条内容, 方便患者阅读, 并起到警示作用; (3) 在病房卫生间粘贴pp材质的19 cm×19 cm规格的标识牌, 白底黑字, 书写“谨防滑倒”字样, 提醒患者上卫生间要注意安全; (4) 用pvc材料制作80 mm×100 mm规格的标识牌, 书写“跌倒提示及防滑标识”字样, 字的下方正中有一小长方形格子, 用于竖向插入防滑标识条, 距顶边约0.5 cm有两个小孔, 便于系绳挂于患者床尾, 防滑标识条上书写患者的姓名、年龄、性别、、诊断、护理级别, 跌倒风险评估级别。

1.2 跌倒的风险评估及方案制订

1.2.1 跌倒风险评估

首先对所有入院老年患者进行详细的跌倒风险评估, 评估内容包括:年龄≥65岁、视听力情况、意识状态、行动自理能力、肢体情况、睡眠形态、身体是否虚弱、有无心理因素[1];有无头晕、疼痛、发热、步态不稳、活动障碍、局限性遗忘、老年痴呆、跌倒史、中风病史、血压异常史;是否应用精神类药物 (抗抑郁药、抗焦虑药、催眠药、抗惊厥药、镇静剂) [2];是否应用心血管药物 (降压药、利尿剂、血管扩张剂) , 降血糖药物;排尿或排便是否需要他人协助、衣着因素等。只要存在上述条件之一, 即被列为跌倒高风险患者。在床头插入防跌倒标识卡以提醒患者、陪护、医护人员及所有来访人员关注。对有跌倒风险的患者, 责任护士每天对患者跌倒风险因子及预防措施落实情况进行再评估, 以确保患者住院期间的安全。

1.2.2 跌倒的防护方案制订 (见表1)

防护方案分4级, 每级由适用对象、目标、防护措施3项组成, 级别不同, 其内容也不相同, 以表格形式做出来, 与患者的护理记录单放在一起, 便于随时指导。

2 使用方法及效果

入院时, 对60例患者实施跌倒风险评估及防护措施, 即:将防护标识卡挂于床尾, 并应用跌倒的风险评估防护方案, 护士根据评估结果给患者实施相应的护理措施, 对比分析应用该标识卡及防护方案前后患者跌倒发生情况, 结果显示应用后无一例跌倒事件发生, 护士的跌倒防范意识也明显提高。

3 总结

(1) 标识卡的优点和作用:标识卡感官刺激强, 用途明确易懂;挂于床尾便于随时查看;风险评估与护理级别分级一致, 护士也容易理解并快速掌握, 同时标识卡也时刻提醒了患者、家属及医生, 起到互相监督执行作用。使护理人员自觉建立起安全理念, 建立起主动服务的意识, 对高危患者给予更多的关心和照顾。

(2) 方案的优势:内容完整, 定性和定量相结合, 且实施与患者的防范措施具有连续性和全面性, 对护理人员起到了很好的指导作用, 使患者真正体会到医院的温馨, 降低了患者跌倒事件的发生, 使患者及其家属真正体会到“安全住院”的意义。

4 体会

跌倒属于突发事件, 状况各种各样, 无固定模式和固定地点, 但只要有了防范意识, 就可预先提示和预防[3]。建立跌倒防护标识卡, 并做好防护措施是有效降低跌倒发生率的措施。护理人员向每一位高危患者及家属说明预防跌倒发生的一般知识, 交待药物的作用及副作用, 使老年患者了解自身存在的问题并能加强遵医行为。对存在跌倒风险因素的患者重点加强教育和指导, 提高老年患者对跌倒危险因素的认知, 主动预警, 有效防范, 不仅降低了跌倒的发生率, 也减轻了患者对医院的恐惧感, 维护了老年人的身体健康, 提高了老年人的生活质量。

摘要：目的 提高老年人的自我防范意识, 减少跌倒的危险因素, 有效预防跌倒。方法 制作醒目的 跌倒防护标识并制订系统的防护方案。结果 对60例患者实施了跌倒的风险评估及防护措施, 结果应用后无一例跌倒事件发生。结论 跌倒防护标识及防护方案的设计及应用, 增强了护士家属及陪护的跌倒防护意识, 有利于护理人员时刻掌握患者的行动, 准确实施相应方案, 从而有效提高了跌倒的防护水平, 对有效地降低住院老年患者跌倒的发生率, 提高老年人的生活质量有重要意义。

关键词：老年患者,跌倒,防护标识及防护方案,安全管理

参考文献

[1]王瑞红.预防跌倒护理评估表在临床住院病人中的应用[J].护理研究, 2004, 18 (11) :2047.

[2]朱莉.住院老年患者跌倒的防范护理及展望[J].中华现代临床护理学杂志, 2006, 9:771~772.

防护设计 篇5

要求GB/T8196-2003

防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求 GB/T8196-2003 1 范围

本标准规定了主要用于保护人员免受机械性危险伤害的防护装置的设计和制造的一般要求。

本标准主要适用于本标准发布后制造的机器。

要注意使用防护装置以使非机械性危险减至最小。

本标准的要求适用于固定式和活动式防护装置。本标准不适用于防护装置中致动联锁装置的那些部件。联锁装置由GB/T 18831规定。

本标准没有对有移动和提升物料能力的专用系统，如滚翻防护结构（ROPS）和坠落物防护结构（FOPS）提出要求。

规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 5226.1 机械安全 工业机械电气设备 第1部分：通用技术条件（eqv IEC 204-1:1992）

GB 12265.1 机械安全 防止上肢触及危险区的安全距离

GB 12265.2 机械安全 防止下肢触及危险区的安全距离

GB 12265.3 机械安全 避免人体各部位挤压的最小间距

GB/T 15706.1-1995 机械安全 基本概念与设计通则 第1部分：基本术语、方法学（eqv ISO/TR 12100-1:1992）

GB/T 15706.2-1995 机械安全 基本概论与设计通则 第2部分：技术原则与规范（eqv ISO/TR 12100-2:1992）

GB/T 16856 机械安全 风险评价的原则

GB/T 18831-2002 机械安全 带防护装置的联锁装置 设计和选择原则（ISO 14119,MOD）

ISO 14123-1 机械安全 减少由机器排放的危害物质引起的健康风险 第1部分：用于机器制造商的原则和规范

EN 292-2:1991/A1:1995 机械安全 基本概念与设计通则 第2部分：技术原则与规范

EN 1127-1爆炸性气体 爆炸的预防和防护 第1部分：基本概念和方法

EN 1672-2 食品加工机械 基本概念 第2部分：卫生学要求

注：其他信息由参考文献中给出。

术语和定义

下列术语和定义适用于本标准，其中部分术语和定义由GB/T 15706.1确立。

3.1

防护装置 guard

通过物体障碍方式专门用于提供防护的机器部分。根据其结构，防护装置可以是壳、罩、屏、门、封闭式防护装置等。

注1：防护装置的作用可以是：

——单独作用：只有当它关闭时才是有效的；

——与有或无防护锁定的联锁装置联合作用，在这种情况下，防护装置无论在任何位置都能保证防护作用（见3.5）。

注2：“关闭”对固定式防护装置来说是“保持在应有的位置”。

〔GB/T 15706.1-1995，3.22〕

3.2

固定式防护装置 fixed guard

按以下方式保持在应有位置（即关闭）的防护装置；

——永久固定（如焊接的等）；

——或借助紧固件（螺钉、螺栓等）固定，不用工具不可能拆除或打开。

〔GB/T 15706.1-1995，3.22.1〕

3.2.1

封闭式防护装置 enclosing guard

防止从各个方向进入危险区的防护装置（见图1）。

图1 完全防止进入传动机械的封闭式防护装置示例

3.2.2

距离防护装置 distance guard

一种不完全封闭危险区的防护装置，但它能靠其尺寸的功能和其与危险区的距离防止或减少进入危险区，如周围栅栏或通道式防护装置（见图2和图3）。

图2 距离防护装置示例

图3 距离防护装置示例：在机器的进料或排料区提供保护的通道式防护装置

3.3

活动式防护装置 movable guard

一般通过机械方法（如铰链、滑道）与机器构架或邻近的固定元件相连接并且不用工具就可打开的防护装置。

〔GB/T 15706.1-1995,3.22.2〕

3.3.1

动力操作式防护装置 power operated guard

借助非人力或重力的动力源进行操作的活动式防护装置。

3.2.2

自关闭式防护装置 self closing guard

靠机器零件（如移动台）或工件或机器夹具部件操作的活动式防护装置，以便让工件（和夹具）通过，当工件一离开让其通过的开口，就自动恢复到（借助重力、弹簧、其他外部动力等）关闭位置（见图4）。

图4 自关闭式防护装置示例

3.3.3

可控防护装置 control guard

具有联锁装置（有或无防护锁定）的防护装置（见GB/T 15706.1-1995,3.23.1），由此：

——在防护装置关闭前，被其“抑制”的危险的机器功能不能执行；

——关闭防护装置，危险机器功能开始运行。

〔GB/T 15706.1-1995,3.22.6〕

注：可控防护装置的使用应符合一定的条件，见本标准的5.4.9。

3.4

可调式防护装置 adjustable guard

整个装置可调或带有可调部分的固定式或活动式防护装置。在特定操作期间调整件保持固定（见图5）。

〔GB/T 15706.1-1995,3.22.3〕

3.5

联锁防护装置 inter locking guard

与联锁装置（见GB/T 15706.1-1995,3.23.1和GB/T 18831）联用的防护装置，由此：

——在防护装置关闭前被其“抑制”的危险机器功能不能执行；

——当危险机器功能在执行时，如果防护装置被打开，就给出停机指令；

——当防护装置关闭时，被其“抑制”的危险机器功能可以执行，但防护装置关闭的自身不能启动它们的运行（见图

6、图7）。

〔GB/T 15706.1-1995,3.22.4〕

3.6

带防护锁定的联锁防护装置 interlocking guard with guard locking

具有联锁装置（见GB/T 15706.1-1995,3.23.1、图8和GB/T 18831）和防护锁紧装置的防护装置，由此：

——在防护装置关闭和锁定前，被其“抑制”的危险机器功能不能执行；

——防护装置在危险机器功能伤害风险通过前，一直保持关闭和锁定；

——当防护装置关闭和锁定时，被其“抑制”的危险机器功能可以执行，但防护装置关闭和锁定的自身不能启动它们的运行。

〔GB/T 15706.1-1995,3.22.5〕

3.7

防护装置的关闭状态 guard closed pos ition

防护装置执行其功能时处于关闭状态，设计这些功能是为了预防或减少进入危险区和（或）减少暴露于一些危险，如噪声、辐射等。

3.8

防护装置的打开 guard open

当防护装置不关闭时，它是打开的。

3.9

工具 tool

为进行紧固操作而设计的器具，如钥匙或扳手。临时性器具如硬币或尖锉不能被认为是工具。

3.10

工具的使用 use of a tool

工具要由被受权的人在已知和预定的情况下作为工作的安全系统的一部分使用。

3.11

进入频次 frequency of access

单位时间内要求的或可预见的进入防护区域的次数。

防护装置为伸缩式以快速调整工作表面，其它装为铰链结合以便接近主轴更换钻头。

图5 摇臂钻床或台式钻床上的可调式防护装置示例

图6 铰链型联锁防护装置示例；当关闭时，危险区被封闭

图7 滑动型联锁防护装置示例

a 联锁防护装置在打开状态；

b 防护装置的锁定装置示例。

图8 使用带防护锁定的联锁防护装置和固定式防护装置的钻床安全防护示例 风险评价

在为特定的机器选择和设计合适的防护装置类型时，对存在于该类机器的各种危险带来的风险以及可预见的人员所承受风险类型（见GB/T 15706.1-1995第6章和GB/T 16856）进行评价是非常重要的。

防护装置的设计与制造一般要求

5.1 机器方面

5.1.1 通则

在设计和应用防护装置时，应适当考虑在机器整个预期寿命期间的运行和可预见的机器环境方面的因素。对这些方面的考虑不当可能导致不安全或机器不能运行，以致人为的使防护装置失效，从而使人员暴露在更大的风险中。

5.1.2 危险区的进入

为尽可能减少进入危险区，防护装置和机器的设计应使其能不用打开或拆卸防护装置就可进行例行的调整、润滑和维护。

在要求进入的防护区域，应尽可能方便及无障碍地进入。下面是进入的原因举例：

——加载或卸载；

——刀具更换和调整；

——测量，校准和采样；

——过程观察；

——维护和修理；

——润滑；

——废料清除（例如：废屑、切屑、溅出物等）；

——排除障碍；

——清洁和卫生。

5.1.3 射出零部件的容纳

当存在可预见的由机器射出零部件（如，破裂的刀具、工件）的风险时，防护装置的设计应尽可能选择适当的材料制造以容纳这些射出零部件。

5.1.4 危险物质的容纳

当存在可预见的由机器排出的危害性物质（如，冷却剂、蒸汽、气体、切屑、火花、热的或熔融材料，粉尘）的风险时，防护装置应设计成能尽可能容纳这些物质且需要适当的抽取设备（见ISO 14123-1）。

如果防护装置构成抽取系统的一部分，应在防护装置的设计，材料选择、制造和安装时考虑这种功能。

5.1.5 噪声

在要求减少机器的噪声时，防护装置的设计和制造应使其不仅能防护机器存在的其他危险（见“参考文献”中CEN/TC 211的参考文件），而且还应给出要求的降噪量。作为隔声罩的防护装置应正确密封连接，以减少发出的噪声。

5.1.6 辐射

当存在可预见的危害性辐射的风险时，应正确设计防护装置和选择材料，使其保护人员不受这类危险的伤害。例如使用暗色玻璃以防护电焊弧光或消除激光器周围防护装置中的缝隙。

5.1.7 爆炸

当存在可预见的爆炸风险时，防护装置的设计应使其能以安全的方式和方向（如，通过使用“爆炸释放”屏）容纳或耗散所释放的能量（见EN 1127-1）。

5.2 人员方面

5.2.1 通则

在设计和制造防护装置时，应对可预见的人员与机器的相互作用（如加载、维护或润滑）给予适当地考虑。

5.2.2 安全距离

用于防止进入危险区的防护装置，其设计，制造和安装应能防止身体的各部位触及危险区（见GB 12265.1和GB12265.3）。

5.2.3 进入危险区的控制

活动式防护装置的设计、安装应尽可能防止在正常运转期间当人员留在危险区内时防护装置关闭。如果做不到这一点，则应采取其他措施以防止处于危险区的人员不被发现。

5.2.4 观察

防护装置的设计和制造应使其有对工艺过程进行适当地观察措施，以使移除防护装置的需要减至最小。

5.2.5 人类工效学方面

防护装置的设计和制造应考虑人类工效学的大原理（见GB/T 15706.2-1995,3.6.1和3.6.2）。

5.2.5.1 尺寸和质量

防护装置的可移除部分应设计得具有合适的尺寸和质量以易于装卸。不易用手移动和搬运的防护装置应装有或能安装适于由升降设备运送的辅助装置。这些辅助装置或结构可以是：

——具有吊环、吊钩、吊环螺栓的标准吊装附件，或供安装这种附件的简易螺栓孔；

——当不能由地面可靠吊起时，应有带起吊钩的自动卡紧装置；

——与防护装置一体的起吊机构和装置；

——标识，在防护装置本身和它的一些可移除部件上或在使用说明书中标明防护装置的质量，单位，千克（kg）。

5.2.5.2 操作力

活动式防护装置或其中可移除部分应设计得便于操作。

在防护装置的设计中遵循人类工效学的原则，通过减少操作者的紧张和体力消耗有助于提高安全性。这样会改善操作的效能和可靠性，从而减少机器使用的各个阶段的操作错误的概率（见GB/T 15706.1-1995，3.11）。

操作力的减少可通过使用如弹簧、平衡块或气体支撑等装置来实现。

当防护装置由动力操作时，防护装置不应由诸如接触压力、力、速度、锐边引起的伤害。当防护装置装有能自动启动防护装置再打开的保护机构时，防止防护装置关闭的力不应大于150N，防护装置的动能不应大于10J。在没有安装这种保护机构的情况下，这些值应分别减少到75N和4J。

5.2.6 预期的使用

防护装置的设计应尽可能考虑可预见的使用，适当考虑可预见的误用（见GB/T 15706.1-1995，3.12）。

5.3 防护装置的设计方面

5.3.1 通则

所有防护装置的可预见操作的各方面都应在设计阶段给予适当的考虑，以保证防护装置的设计和制造本身不产生进一步的危险。

5.3.2 挤压区

防护装置的设计应使其不能与机器或其他防护装置的零、部件构成危险的挤压区（见GB 12265.3）。

5.3.3 耐久性

防护装置的设计应保证在机器的整个可预见的使用寿命期内能良好地执行其功能或能够更换性能下降的零、部件。

5.3.4 卫生

防护装置的设计应尽可能使其通过装存物质或材料（如食品颗粒、污液）的方式不产生卫生方面的危险（见EN 1672-2）。

5.3.5 清洗

在某些应用场合，尤其是在食品和药品加工中使用的防护装置的设计，应使其不仅使用安全而且便于清洗。

5.3.6 排污

在某些有工艺要求的场合，诸如食品、药品、电子及相关工业中，防护装置的设计应使其能排出加工过程中的污物。

5.4 防护装置的制造方面

在确定防护装置的制造方法时应考虑以下方面的问题。

5.4.1 锐边等危险突出物

防护装置的制造不应使其暴露锐边和尖角或其他的危险突出物。

5.4.2 连接的牢固性

焊接、粘接或机械式紧固连接应有足够的强度，以承受正常的可预见的载荷。在使用粘接剂的场合，应使其与所采用的工艺和使用的材料相匹配。在使用机械紧固件的场合，其强度、数量和位置应足以保证防护装置的稳定性和刚度。

5.4.3 只能用工具拆卸

防护装置的可拆卸部件应只能借助工具才可以拆卸（见3.9和3.10）。

5.4.4可拆卸防护装置的可靠定位

在可能的情况下，未安装定位件时可拆卸防护装置不应保持在应有位置。

5.4.5 活动式防护装置的可靠关闭

活动式防护装置的关闭位置应可靠确定。防护装置应借助于重力、弹簧、卡扣、防护锁定或其他的方法保持在限定的位置。

5.4.6 自关闭防护装置

自关闭防护装置的开口应限制在不大于工件的通道要求的尺寸。它不应使防护装置被锁定在打开位置。这些防护装置可与固定式距离防护装置联合使用。

5.4.7 可调式防护装置

可调的部件应使其开口在与物料通道相匹配的前提下，被限制得最小，且不使用工具也能方便地调整。

5.4.8 活动式防护装置

活动式防护装置的打开应要求确定的操作，而且在可能的情况下，活动式防护装置应借助铰链或滑道与机器或相邻的固定零件相连接，以使其即使在打开时也能被保持在某一位置，上述连接只有借助工具才可拆卸。（见3.9和3.10）。

5.4.9 可控防护装置

可控防护装置（见3.3.3和GB/T 15706.2-1995的4.2.2.5）只有在满足下列全部条件时才可以作用：

——在防护装置关闭时，操作者或其身体的某一部位不可能处于危险区或危险区与防护装置之间；

——机器的尺寸和形状允许操作者或任何人员到达机器上以环视整个机器和（或）加工过程；

——进入危险区的唯一方式是打开可控防护装置或联锁防护装置；

——与可控防护装置相连的联锁装置具有能达到的最高的可靠性（其失效可导致非预期和（或）非预见的起动）；

——在由可控防护装置启动机器是机器的可能控制模式之一的场合，模式的选择应确保符合EN 292-2：1991/A1:1995，附录A，1.2.5的要求。

注：上面考虑的危险区是由可控防护装置的关闭就会启动危险元件运行的任何区域。

5.5 材料的选择

5.5.1 通则

在选择制造防护装置合适的材料时应考虑以下几个方面的特性。在防护装置的整个预期的寿命期内，材料应始终保持这些特性。

5.5.2 抗冲击性

防护装置的设计应使其能正常地承受可预见的来自机器部件、工件、破碎的刀具、喷射的固体或流体物质的冲击，以及由操作者引起的冲击等。在防护装置装有观察板的场合，应对这些观察板的材料选择及其装配方法予以特别地关注。这些材料的选择应使其具有适合承受喷射的物体或材料的质量和速度的特性。

5.5.3 刚性

支柱、防护装置的框架和填充材料的选择和装配应具有刚性和稳定的结构，以抵抗变形。这一点在材料的变形会危及到保持安全距离时尤为重要。

5.5.4 可靠的固定

防护装置或其部件应借助具备适当强度、间隔及数量的安装点固定，以使其在可预见的载荷下保持可靠的定位。安装固定借助于机械紧固件或夹紧件，焊接件、粘接件或其他适用的方法。

5.5.5 活动部件的可靠性

活动部件如铰链、滑轨、手柄、卡扣的选择应确保其在可预见的使用和工作环境下可靠的工作。

5.6 密封性

正常可预见的有害的物质，如：流体、切屑、粉尘、烟气应能借助合适的不渗透的材料密封在防护装置内。

5.7 抗腐蚀

选择的材料应能抗可预见的来自产品、工艺或环境因素的氧化和腐蚀，如来自机器运行中的切削液或在食品加工机械中的清洗剂和消毒剂。这种性能可借助采用适当的保护层来实现。

5.8 抗微生物

在存在可预见的来自细菌和毒菌生长影响健康的风险的场合，如食品、药品及相关的工业中，选择用于制造防护装置的材料应能抑制细菌和霉菌生长，同时当需要杀菌时，要易于清洗。

5.9 无毒

使用的材料和涂层在所有可预见的使用状态下应是无毒的，且应与所涉及的工业，尤其是食品、药品和相关的工业中所涉及的工艺相匹配。

5.10 机器的观察

在要求通过防护装置观察机器运行的场合，选择的材料应具备适当的特性，如，若采用穿孔材料或金属网，其宜有大小合适的开口和适当的颜色以便于观察。若穿孔材料的颜色比要观察的区域暗，则会增强观察的效果。

5.11 透明性

为便于观察机器运行状况，应尽可能选择那些随着使用和老化仍能保持其透明性的材料。防护装置的设计应使其能更换失效材料。

在有些应用场合，可能要求选择某些特殊材料或复合材料，这些材料应能耐磨，抗化学腐蚀，抗紫外线辐射引起的老化、抗静电荷吸收粉尘或抗由于液体引起的表面潮湿，这些因素均可破坏透明性。

5.12 频闪影响

在存在可预见的来自频闪影响的危险的场合，选择的材料应能使这种影响减至最小。

5.13 静电特性

在有些应用场合，可能要求选择的材料要具有不保持静电荷的特性，以避免由于突然放电引起的火灾或爆炸产生的风险以及粉尘和微粒积聚。

防护装置要能接地，以避免静电荷积累达到危险水平（见GB/T 5226.1）。

5.14 热稳定性

应选择性能不易老化的材料，如，当其暴露在可预见的温度变化范围中或温度突然改变时不易脆裂、过度变形或释放有毒气体或可燃气体。

选择的材料在可预见的气候和工作场所的条件下，应能保持其性能不变。

5.15 可燃性

在存在可预见的火灾风险的场合，选择的材料应具有抗火花和阻燃特性，而且不应吸收或释放可燃液体、气体等。

5.16 降低噪声与振动

在有要求的场合，应选择能降低噪声和振动的材料。这可通过隔声（在噪声的传播途径上设置声屏障）和（或）吸声（用适当的吸声材料作为防护装置的内衬）或上述两者联合使用。防护装置的壁板也要具备适当阻尼特性以使共振效应减到最小，这种共振可传递或放大噪声（见“参考文献”中CEN/TC 211和CEN/TC 231的参考文件）。

5.17 防辐射

在某些应用场合，如焊接或应用激光时，选择的材料应保护人员不受辐射的伤害。

在焊接的场合，可借助适当的有色透明屏板作为防护装置的材料，这样既可以观察又能消除有害的辐射（见“参考文献”中CEN/TC 123、CEN/TC 169的参考文件和IEC关于激光防护的标准）。

防护装置类型的选择

6.1通则

根据GB/T 15706.1-1995和GB 15706.2-1995中的要求：机器的设计者在考虑安全防护技术之前应识别机器存在的危险，进行风险评价并通过设计来降低风险。

风险评价之后，如果确定需要防护装置，则应按以下各条及附录B（见GB/T 15706.2-1995，4.1）进行选择。

在选择适当的防护装置时应考虑机器寿命（如GB/T 15706.1-1995，3.11中的定义）的相应阶段。

最重要的选择准则是：

——由风险评价得出的任何伤害的概率及可预见的严重程度；

——GB/T 15706.1-1995，3.12中定义的机器的预定使用；

——机器存在的危险（见GB/T 15706.1-1995第4章和本标准的第5章）；

——进入的性质及频次。

6.2 不同类型的防护装置的组合或防护装置与其他装置的组合 有时使用不同类型的防护装置的组合是适当的。例如：如果机器有若干危险区域，且在运行阶段内需要进入其中的一个，则防护装置可以由一个固定式防护装置与一个带联锁的活动式防护装置组成。

同样，有时也要求将保护装置和防护装置组合使用。例如：用于将工件送人机器的送料装置与一固定式防护装置连接时（因而消除了进入危险区域的需要），需要一个自动停机装置（见GB/T 15706.1-1995，3.23.5），以防止机器的进给装置和固定式防护装置之间发生再次夹住或剪切危险（见图9和图10）。

6.3 根据危险的数量和位置选择防护装置

防护装置宜按下面给出的优先顺序进行选择：

a)如果需防护的危险区域的数量少，可采用局部防护装置封闭单个危险区。这样遗留的风险可以接受，并允许接近机器的无危险部件，以便于维修和调整等；

b)如果危险区的范围大或数量多，可采用防护装置封闭所有危险区。这种情况下，调整和维修点宜位于防护区域之外；

c)如果封闭式防护装置不可行，且需防护的危险区的数量少，可采用局部距离防护装置；

d)如果封闭式防护装置不可行，且危险区的范围大或数量多，可采用全环绕距离防护装置。

附录C给出了说明此方法的流程图。

将防护区划分为不同的部分，使得在某一部分进行的操作（例如检查、调整）不影响另一部分机器的运转，这样对生产过程很有益处。在这种情况下，对每一部分的防护都应符合本标准的全部要求。

6.4 根据要求进入的性质和频次选择防护装置

根据要求进入的性质和频次选择防护装置的一般原则见附录B。

6.4.1 运动传递部件

对运动传递部件，如皮带轮、皮带、齿轮、导轨、齿杆、传动轴产生的危险的防护，应采用固定式防护装置（见图1）或活动式联锁防护装置。

a 光电防护帘；

b 联锁防护装置；

c 电气柜；

d 仅允许部分进入的内部栅栏；

e压敏垫；

f 双手操纵装置；

g 复位致动器；

h 距离防护装置。

图9 不同类型的防护装置的组合及防护装置与其他保护装置组合示例1

6.4.2 使用期间不要求进入的场合

基于简易性和可靠性，宜采用固定式防护装置。

6.4.3 使用期间要求进入的场合 宜采用下列形式的防护装置：

a)如果可预见的进入频次高（例如每班超过一次），或拆卸和更换固定式防护装置很困难，则采用活动式防护装置。活动式防护装置应与联锁装置或带防护锁定的联锁装置（见GB/T 18831）组合使用：

b)只有当可预见的进入频次低，且防护装置容易更换，拆卸和更换均可在工作的安全系统下进行时，才能采用固定式防护装置。

6.4.3.2 在工作周期内要求进入的场合 宜采用下列类型的防护装置：

a)带有联锁装置或带有防护锁定的联锁装置的活动式防护装置（见GB/T 18831），如果在很短的工作周期内要求进入时，最好采用动力操作的活动式防护装置；

b)特殊条件下采用可控防护装置以满足使用要求（见5.4.9）。

a 插入式钥匙系统；

b 双手操纵装置；

c 两个位置之间的屏；

d 联锁防护装置；

e 防护装置锁紧装置；

f 压敏边。

图10 不同类型的防护装置的组合及防护装置与其他保护装置组合示例2

6.4.3.3 由于操作性质，不能完全禁止进入危险区

刀具如锯片需要部分地暴露时，下列防护装置较为合适：

a)自关闭式防护装置（见5.4.6）；

b)可调式防护装置（见5.4.7和GB/T 15706.2-1995，4.2.2.4）。

其他设计与制造方面的考虑

7.1 攀登

在设计上应尽可能做到禁止攀登到防护装置上，在制造和选择材料及形状时，对这种可能性应给予考虑。例如：消除水平结构件，防护装置的外表面采用网眼结构的水平部件，使其更难以攀登。

7.2 保留紧固件

防护装置紧固件应尽可能保留在与之连接的防护装置上，以减少丢失的可能及保证其不被代替。（见图11）。

图11 保留紧固件示例

7.3 抗振

防护装置的紧固件尽可能采用锁紧螺母、螺簧垫圈等，以保持其与防护装置的可靠连接。

7.4 警告标志

若操作者进入可暴露于遗留风险的防护区域，例如辐射，则应在进入点设置相应的警告标志。

7.5 颜色

可使用合适的颜色以引起对危险的注意，例如：如果防护装置与机器涂刷相同的颜色，而危险部件涂刷鲜明的对比颜色，当防护装置打开或卸下时，会引起对危险的注意。

7.6 美学

防护装置设计应尽可能使有害的心理影响降至最小。

防护装置安全要求的检验

8.1 通则

防护装置设计和制造的某些方面应通过测试、检查、试验或计算等方法进行检验，检验应尽可能在防护装置工作状态下进行。

注：对C类标准规定的某些机器，防护装置的型式试验是强制性的。有些情况下，试验可能需要远离机器进行，例如动力弹开防护装置和砂轮的防护装置的试验。

8.2 冲击强度

可要求对防护装置的抗冲击性进行检验，这种冲击来自人体、刀具碎片、高压流体等。在进行检验之前，应对防护装置承受的可预见的冲击危险（如来自人本低速冲击，来自刀具碎片的高速冲击以及高压流体的冲击）进行识别。

检验防护装置的冲击强度时应考虑制造防护装置时使用的材料特性，包括将防护装置连接在机器或其他结构上使用的连接件的强度，固定点的强度以及滑轨的强度等等。

在使用C类标准的场合，这些标准应规定采用的检验方法。

8.3 安全距离

对满足安全距离要求的防护装置应通过测量进行检验（见GB 12265.1和GB 12265.2）。

8.4 密封性

对设计用于容纳危险物质（见5.1.3）的防护装置，这种功能的特性应进行检验。对容易看见泄漏的场合，目视检查即可，对不易于看见的泄漏，如气体或蒸汽的泄漏，则应采用其他检验的方法，如气体采样（见ISO 14123-1）。

8.5 噪声

对设计用于降低噪声的防护装置，其声学特性应用噪声测量仪进行检验。

8.6 防护装置的操作力

防护装置正常使用时涉及到施加体力时，例如：打开活动式防护装置，拆卸固定式防护装置，应对这些力进行检验，使其不超过规定的值（见“参考文献”中pr EN 1005-3）。

8.7 可视性

在通过防护装置观察进行维护是防护装置的正常功能要求时，这种功能应能在机器正常运转时进行目测检验。

使用信息

9.1 通则

使用说明书应包含有关防护装置及其功能所要求的信息，包括安装和维修的信息（见GB/T 15706.2-1995，第5章）。

9.2 防护装置的危险

应提供与防护装置本身有关的危险的信息，例如：材料的可燃性。

9.3 安装

应提供正确安装防护装置及附属设备的说明。

9.4 操作

应向使用者提供指导其正确操作防护装置及其联锁装置等的使用说明，并应对可预见的误用给出警告（见GB/T 15706.1-1995，3.12）。

9.5 防护装置的拆卸

应给出说明在安全拆卸防护装置前应进行的全部操作的信息，如断开机器动力或释放储存的能量。

9.6 检查与维修

应给出要进行的检查和要求的维修的详细说明，如：

——防护装置任何部件的丢失或损坏，特别是导致安全性能下降的情况，例如玻璃材料上的划痕会导致耐冲击性降低；

——更换磨损的部件；

——正确使用联锁装置；

——连接点或固定点的性能下降；

——由腐蚀、温度变化或化学侵蚀引起的性能下降；

——若运动部件需要，应保持良好的运转和润滑；

——安全距离和孔眼尺寸的调整；

——若可能，检查声学特性的降低。

附录A

（资料性附录）

本标准与ISO 14120:2002的技术性差异及其原因

表A.1给出了本标准与ISO 14120：2002的技术性差异及其原因一览表。

防护设计 篇6

关键词：防护设计；设计原则；设计趋势

中图分类号：U417．2文献标识码：A文章编号：1000—8136(2009)24—0064-02

边坡是公路工程中一个重要的组成部分，对公路的安全使用，降低自然灾害对公路的威胁，减少公路交通事故等方面起着重要的作用，是一切公路工程设计中不可忽视的因素。现在人们的交通安全观念逐渐加强，公路边坡安全护防的设计与施工已经引起人们的高度重视。因此，在现代公路工程中，边坡防护的设计就显得尤为重要。要做好公路边坡的设计工作，就必须重视对公路边坡护防深入观察和研究，在依据一定原则设计，确保公路边坡在稳定、安全的前提下，还要对其他因素，如环境保护、景观设计等方面进行综合考虑。针对公路施工地的地质特征和环境等特点，在设计时根据实际需要采取相应的防护型式，保证公路边坡稳定和安全。

1公路边坡防护设计的主要原则

1．1安全第一．质量保证

公路边坡的防护直接影响到公路交通的安全，目前，我国公路的防护工作主要是由边坡起防护作用，对自然灾害和人为因素造成的公路塌方、陷落等起到很好的防护作用，对公路交通设施的安全顺畅运行，对车辆行使的安全，起着巨大的作用。因此，在设计公路边坡时，首先要考虑的是边坡的质量问题，要在保证边坡防护设施自身的质量过硬的情况下，考虑防护设施起到的安全作用，要以防护坡的安全系数为设计的首要考虑因素。要从设计上保证公路边坡防护设施的防护质量，以安全作为防护的第一要素，确保边坡的防护能在实际中起到防护的作用．为公路的安全使用、交通的顺畅起到应有的作用。

1．2考虑地理环境。因地制宜

随着我国公路交通设施的进一步完善，公路穿越范围越来越广，所处的地形地貌多种多样，各有特点，各不相似。因此，就给公路边坡防护的设置带来了许多复杂的问题，在不同的地方因为地质情况的差异、气候情况的不同、环境的差别等，公路边坡的建设情况也不一样。一般边坡崩塌所遇到的问题可以归为3类，即落石型、滑坡型、流动型，而这3种坍塌形式是由于不同的地质地理环境造成的。比如落石型一般是发生在较陡的岩石边坡，因为在一定的条件下岩石边坡的岩层会产生裂缝、渗水，经过长时间的风化和外力作用，裂缝会逐渐扩大，在雨水侵蚀下，裂缝中充满水，产生侧向静水压力作用，造成崩坍。在设计时，就必须注意对岩石裂缝产生进行控制，采取积极的防水措施。所以因为所面临的防护问题不一致，因此在设计边坡的防护设施时，必须因地制宜，在充分了解工程所在地区的地理和环境及气候等具体的情况下，对公路所面临的各种潜在隐患进行预测，进而根据防护的需要，设计出与该地区相匹配的防护手段。绝对不能教科书式的照搬照抄，就把其他地段的公路防护设计方案依葫芦画瓢的照搬过来，这样会造成该地段的公路边坡防护设施“防而不护”，边坡的防护没有起到实际的作用，严重的威胁公路交通的安全。

1．3多层防护相结合．防护措施相协调

由于地理环境的复杂，在公路穿行的同一区域内可能会在很小的范围内出现多种地质情况和地形差异，因此在相近的边坡上，或者在同一边坡上，就有可能处于各方面的考虑，采取多种防护措施。因此，在防护设计时，必须要考虑到这一情况，在设计上对多种防护措施在同一边坡上采用，或相邻边坡群采用不同的防护措施时，必须根据实际的环境和施工情况考虑防护措施间的协调。公路边坡的防护是一项复杂的工程，需要多种防护措施和手段的结合才能真正的对公路起到防护作用，因此在较近距离，不同的防护措施不能孤立存在，不考虑其他措施的存在，应该相互协调，比如在护面墙防护与植被防护间，就不能只看一面，而要两者相结合，才能设计出合理科学的防护措施来。

1．4统一规划．具体实施

在公路边坡的设计中，必须要注意边坡防护各方面的区别。毕竟一道坚固的边坡防护线是由许多部分组成的，所以必须要有统一的设计，把边坡的各方面联系起来，比如在设计时要把边坡的范围与具体的防护设施，如护面墙、矮墙等各部分统一设计。同时还要注意对边坡、上下坡设计的区分。因为当路基的下边坡为填土路堤时，边坡坡面就会受雨水的直接冲刷和因降雨造成的坡面径流的冲刷，而造成路基边坡沿坡面流水方向，因流水冲刷形成冲沟，冲沟的扩大则会致使路基发生破坏。此外受洪水及河道影响较大的路堤，会导致路堤坡脚被毁坏，进而导致边坡破坏。因此，在边坡设计时，根据这种情况必须对边坡的下边坡采取增强压实度的措施，以增强边坡耐冲刷能力。而公路上边坡通常是人工开挖的斜坡，边坡在降雨、冰冻等形式的外力风化作用下，会造成崩坍等危险。因此，应该根据具体的地质气候情况，制定出相应的计划，予以防治。

因此，在边坡防护设计时，必须从整体的防护出发，把各种防护设施统一联结起来规划，同时也要根据不同的坡面和防护设施的需要，进行有区分的设计，要具体问题具体分析，具体情况具体设计。

2公路边坡防护设计的主要发展趋势

2．1刚性结构与柔性结构相结合

传统的公路边坡防护设计主要是着重对钢性结构防护措施的设计，在设计上，主要是采用可以确保边坡稳定的砌石防护和架防护钢网的形式。钢性结构的边坡防护措施，对维护边坡的安全，起着有效的作用，是边坡防护设计中常用的一种，它即简单又有效，可以切实的起到公路边坡防护的作用。

然而，近年来随着社会对环保工作的重视，国家实施交通基础建设时，对自然生态环境予以了更多的关注，在建设交通设施时，把保护环境作为工程设计的重要环节。因此，这就对公路边坡的柔性防护提出了要求，在确保边坡稳定的前提下，适当的改变钢性砌石防护单一的模式，进一步采用柔性防护。通过植物防护，在进一步巩固边坡稳定性的同时，也起到了防护边坡的措施。植物防护一般包括在边坡上种草、植草皮、植树等。根据具体的地理和气候环境选择不同的方式，或者多种方式相结合，比如种植草皮与植树相结合，增强公路边坡的水土稳定性，可以有效的防雨水冲刷，限制泥石流和坡土坍塌的事故发生的机率。同时，柔性防护，对公路周围环境的保护和美化也起到了重要的作用，可以减少司机行车的疲劳。

在环保意识不断加强的今天，有必要把钢性结构与柔性结构的防护措施结合起来，在设计公路边坡的防护时，可以通过具体路段的实际情况，充分考虑两者的结合，设计出符合时代要求和趋势的防护设计方案。

2．2发展生态型防护．注重景观设计

生态型防护是今后公路边坡设计发展的必然，一是因为人类生态保护意识的加强，开始减少因为人为的施工项目造成生态环境破坏的行为，重视公路施工地区生态系统的保护，二是生态型的防护坡，还可以保护边坡表面免受雨水冲刷，减缓软弱岩土表面的破坏速度，保持边坡的整体稳定性。而且，随着公路施工技术的发展，人们对公路的审美开始逐渐关注起来，在现代的公路设计中，公路的景观设计已经成为整个公路设计蓝图中重要的一部分，许多地区的公路景观成了地区标志性的风景，成为地区文化内涵的承载体。因此，对公路边坡的防护设计而言，加强对边坡的美化，是边坡防护设计中重要的环节。因为公路的边坡景观是公路景观的主要组成部分，要建设具有审美情趣的公路，就必须在边坡的防护设施上进行美化，以此作为整条公路美化的基础。在防护设计上，从环境保护、美学观感上考虑防护措施的选择与调整，在可以保证防护坡安全有效的同时，优先考虑景观效果，力求设计出具有生态美感的防护设计方案，以协调自然为准则，充分考虑公路与沿线景观的和谐、防护措施与公路景观的和谐，是今后公路边坡防护设计的主导思想。

3结束语

高校校园边坡防护设计探讨 篇7

关键词：高校校园,边坡防护,美化设计

0 引言

高校作为培养高层次人才的高等学府, 校园规划和建设时一般都要划分为几个不同的功能片区, 如教学区、生活区、科研实验区、办公区、运动区等, 并且不同功能片区之间还要预留足够的道路和绿化用地。因此, 高校的校园占地面积往往都较大, 从几百亩到几千亩不等。对位于山区或丘陵地带 (如川渝地区) 的高校, 往往很难保证整个校区的地势都较为平坦, 尤其是随着学校的不断发展, 后期建设经常要伴随着山体的开挖。校园内的边坡又不同于公路边坡, 即使土体较为稳定, 也要进行一定的防护, 以满足安全和景观的需要。如何设计出安全、适用、耐久、美观的边坡防护, 力争与周边建筑和校园文化融为一体, 对设计师来说也是一个不小的考验。

1 场平开挖与边坡防护的矛盾

在大多数高校的基本建设程序中, 场平工程属于前期工作, 一般在施工图设计之前, 即根据校园规划总平图确定的场地面积进行场平的设计和施工。而在这个阶段进行的边坡开挖, 多数情况下仅考虑了满足场地的使用面积, 边坡开挖的坡率也仅保证施工安全的需要, 甚至有施工单位为节省费用, 边坡施工坡率比设计坡率还要陡, 因为此时场地内没有建筑物和使用者, 不存在较大的安全隐患;在施工图设计阶段, 要根据地质情况确定防护形式, 往往要对边坡坡率进行重复的二次设计;在建筑物施工阶段, 边坡防护又属于附属工程, 给予的重视度自然在主体结构之后, 边坡防护施工又被人为地放在最后阶段。因为上述原因, 当进行到边坡防护施工时, 边坡往往已在自然中暴露了1年~2年甚至更久。对于土质不好的边坡, 经历多次雨季的冲刷, 坡面形状较原先已有了较大的变化, 轻者如局部滑塌造成的凹凸不平, 严重者甚至会出现滑坡等地质灾害, 这与边坡防护施工特别是校园景观对边坡美化提出的更高要求是相悖的。即使边坡防护与建筑物主体施工同时进行, 还存在场地受限、交叉作业及坡体上不安全因素对场地内作业人员安全造成威胁等不良影响。

鉴于此, 建议边坡防护设计与场平设计同时进行, 场平施工完毕后随即进行边坡防护施工。因为此时影响因素较少, 有利于后者的施工, 并且可以避免边坡暴露时间过长引起滑塌, 造成不必要的浪费。同时, 这也为建筑物的施工创造了有利的条件, 将作业区人员和机具的安全隐患降至最低。

2 校园边坡防护形式的选择

2.1 常见边坡防护形式及其适用范围

常见边坡防护形式可归纳为四大类:工程 (圬工) 防护、植物防护、柔性防护和综合防护[1,2], 各常见防护形式适用范围和优缺点比较如表1所示。

2.2 校园边坡防护与美化的原则

高校校园的边坡防护设计不应仅仅作为一项防护工程来看待, 更应作为校园景观设计的一部分, 因为优美的环境能够作为一个有利的外因, 促进学校培养人才。因此, 一个好的设计, 一般要遵循以下原则:1) 以安全、可持续性和耐久性为原则;2) 坚持经济性原则;3) 坚持美学原则。概括起来, 就是要同时满足安全、适用、耐久、经济、美观的需求。

2.3 对校园边坡防护设计的思考

1) 慎用圬工防护。从工程角度考虑, 圬工防护具有稳固、耐久性好的优点;但从美学观点来看, 该防护形式不容易绿化, 视觉效果欠佳。在必须采用的时候, 为满足校园景观需要, 可以因地制宜地增加一些景观元素, 比如在挡土墙或护面墙上增添一些浮雕或彩绘, 内容可结合学校特色或人文元素;在锚杆 (锚索) 框架梁适当位置设置一些雕塑, 并用鲜明的颜色对比来弱化灰色混凝土带给人视觉上的乏味, 框格内应尽量避免喷射混凝土封闭。2) 条件允许的情况下, 应优先采用植物防护和综合防护。为增强视觉效果, 可根据周边建筑物的颜色来选择植物, 既与周边建筑相协调, 又增加层次感。3) 对岩质边坡等不容易绿化的边坡, 可采用新型的生态混凝土喷播植被防护技术[3]取代传统的喷锚防护和柔性防护。4) 对于高大边坡更应重视景观设计, 必要时可由学校委托景观设计单位提前介入, 与结构专业设计人员充分沟通后确定设计方案。5) 应结合坡形在适当的位置预留养护通道, 以便于园丁进行花草后期的养护。

3 结语

1) 建议高校在基本建设程序中, 将边坡防护与场平工程进行一次设计, 场平施工完毕后随即进行边坡防护施工。

2) 高校校园边坡防护形式应优先选用植物防护和综合防护, 慎用圬工防护。

3) 高校校园边坡防护设计除满足安全、适用、耐久、经济性原则外, 更应重视美观的需求, 必要时学校应委托景观设计单位提前介入。

参考文献

[1]GB 50330—2013, 建筑边坡工程技术规范[S].

[2]赵明阶.边坡工程处治技术[M].北京:人民交通出版社, 2004.

城市防护林设计初探 篇8

随着各地城市化进程的发展,城市园林绿地建设逐渐被人们所重视。城市防护林是城市绿地系统的组成部分,也在城市绿地建设中发挥着越来越重要的作用,因此研究城市防护林设计对现代化城市绿地建设具有一定意义。本文结合乌鲁木齐多年防护林设计经验,从城市防护林类型、功用、设置几个方面,探讨城市的防护林设计。

城市防护林(City shelter forest)是以防御城市自然灾害、维护城市基础设施、改善城市环境、保护农田生产、维持城市生态平衡为主要目的,为保持水土、固沙防风、涵养水源、调节城市气候、减少城市污染所经营的天然林和人工林,是中国林种分类中的一个主要林种[1,2,3]。《森林法》中,城市防护林归属为生态公益林(地)。严格意义上,城市防护林是指城市、工业区或工厂周边,为防风沙、烟尘、噪声、毒热等有害因素起防护隔离作用的林带[4]。广义来讲,城市居民点、道路、厂矿企业、河渠、水库、农牧场周边等能起到卫生隔离、消减噪声、除尘吸尘、净化城市环境和改善城市小气候的作用的绿化林带也是城市防护林的范畴。本文以广义上的城市防护林设计为重点进行简述。

2 城市防护林类型

城市防护林管理和规划的基础是对其进行合理的分类。不同学者由于采用的分类方法、依据和原则不同,分类结果存在一定差异[5]。根据城市防护林的功能和设置位置不同,分为7类:水源涵养林、道路防护林带、固沙防风林带、水土保持林、农牧场防护林、护岸林带和其他防护林。根据城市防护林的定位划分,分为3类:生态防护林带、景观林带、游憩休闲林带[5~7]。

3 城市防护林功用

3.1 防护作用

城市防护林是城市绿地生态系统的重要组成部分,在功能上,和其他城市绿地类型相比较,主要是防护作用,基本体现在防风、防沙、吸烟滞尘、减少噪声等方面。新疆处于沙尘暴多发区,又是寒潮路径区,沙尘暴天气年年不断,对新疆社会经济发展和人民生活造成很大影响,营造大面积的防护林网是防治沙尘暴的有效途径之一[6,8]。防护林树形高大、枝叶繁茂,加之植物叶子表面的绒毛或分泌的油脂和树汁,城市防护林带对风沙烟尘、噪声等有明显的阻截、过滤和吸附作用,保护城市及城市周边农田免受破坏[9]。

3.2 生态效益

城市防护林在整个城市绿化建设中的生态上的效益十分明显,包括固碳释氧,维持氧碳平衡;吸收毒害气体,净化改善城市空气;通过光合及生理作用增湿降温、影响地面辐射和蒸发,改善城市小环境,调节城市小气候;林木根系固定,加上树冠及枯落叶截留吸收和土壤渗透作用,减少地表径流,起到保水土、涵水源、防洪补枯的作用;通过防护林带的生物排水作用,降低地下水位,减少无效蒸发,减慢土表层积盐速度,从而防止或减轻次生盐渍化,改良土壤作用[9]。

3.3 社会效益

防护林物种丰富,每个物种都有不同的观赏特性,植物形叶花果能为城市添色加彩,同时以防护林植物为基调,春夏秋冬各不同,为城市增添无尽的自然美。防护林植物形态各异的树冠、高低不同的林际线以及不同的块林片林轮廓线,是城市曲线美的典型代表。不同树木与建筑结合,能够软化建筑坚硬的线条,加上纹理色彩上的对比变化,相互映辉,使树木和建筑在城市环境中共同发挥作用,丰富城市景观。总的来说,城市防护林在给城市居民提供一个环境优美、宜人、美丽、舒适的人居环境方面起着不可或缺的作用。

3.4 经济效益

除防护、生态、社会效益外,城市防护林也有很好的经济效益。它能提供木材、薪材利用木材外,也可以提供植物纤维、染料、动物饲料、树脂等,还可以通过改善城市生活环境而带动周边房地产业的发展。不同模式城市防护林的建立,使得城市整体林业面积增加,加上城市周边种植业和旅游业的发展,城市整体生态环境得到极大改善,整个过程中,为城市周边村民提供就业机会,增加村民收入,促进社会稳定和谐,对城市周边农村发展起到积极推动作用[5]。

4 城市防护林设置

4.1 林带结构

林带结构直接影响到防护的效果,城市防护林以人工林为主,其经营方式决定结构方式。同时,不同功能和位置的防护林带结构不同。

4.1.1 通透结构

此类防护林由纯乔木或枝叶稀疏的乔灌组成,风来时,受林带阻挡而减弱,因林带树种差异,设置相应株行距。此形式防护林防风效果好,风速恢复慢,有效防护距离相当于树林高度的50倍,常在道路通过果园或农田时使用此形式,树种选择上以侧根或深根系发达的树种为主[4,7]。

4.1.2 半通透结构

此类防护林是指在乔木林带两侧种植灌木,林带上下透风,气流遇到林带时,一部分气流越过林带,一部分从林带通过。此形式林带能有效减低风速,防护距离相当于林带高度的40~45倍[7]。

4.1.3 紧密结构

此类防护林由落叶乔木、常绿乔木和灌木组成,林带密实度大,阻挡大风前行,风遇林带转向上部越林而过。此形式林带有效防护短,风速恢复快,遇大风产生湍流,利于有害气体扩散。有效防护距离相当于林带高度的5~10倍,一般在有风沙雪灾害地区使用[7]。

4.1.1复合结构

在有足够空间的防护区,将以上3种形式结合使用,形成复合结构。一般是在迎风面布设通透结构,中间用半通透结构,靠近城市区域设置紧密结构不透风林,形成完整的组合结构,充分发挥林带的防护效果[6]。

4.2 树种选择与植物配置

树种选择与植物配置是建设城市防护林的基础,应以植物学、园林树木学、植物生态学、园林植物栽培与养护、城市生态学、城市景观生态学和环境美学等为理论基础,依据植物自然分布规律和植物的生态学特性,结合城市不同立地条件,对不同类型的防护林选择不同的树种,并对其进行配置,使得树种与当地环境条件相适应,最大限度地发挥城市防护林的防护生态社会经济效益[5]。

4.2.1 树种选择

(1)适地适树,因地制宜。不同防护林的位置、立地条件和功能不同。在树种选择上,要考虑地形、土壤、水肥、光照、污染情况等立地条件,同时也要考虑植物种子种苗来源、栽培技术、后期管理等种苗条件,选择生长迅速、适应能力强、耐贫瘠、抗性好、病害虫害少的树种[5]。对于公路、铁路道路防护林带,需考虑道路驾驶人员和行人安全,应充分考虑视距安全区,不同区域选用不同高度植物,同时选择抗噪吸污能力强的树种,减少噪声、震动、油烟污染等对居民的影响。在厂矿企业周边污染较多的区域,根据当地污染物和受污染的情况,选择相应的抗污吸污能力好、净化能力强、生态阈值宽的树种。在城郊农田边缘地带,选择耐风蚀、耐沙埋、抗风抗沙能力强的树种;在河岸河堤水土流失大的地段,选择深根侧根发达、根孽性强、耐水湿的树种。

(2)利用乡土树种,突出本土特色。乡土树种在本地气候、水分、土壤等自然条件下,经过相当长一段时间的自然进化选择,相较于外来树种,生长良好、适应能力和抗虫抗病害能力强,不会造成生物入侵。在城市防护林建设中,优选乡土树种,能提高城市林带结构稳定性,丰富城市森林景观,体现本土文化,突出地方特色增加城市内涵。新疆地处干旱荒漠区,典型的大陆性干旱气候,干燥少雨,冬冷夏热,部分地区土壤有一定的盐碱性,在选择城市防护林用树种时,以耐旱、耐寒、耐盐碱、抗性强的树种为主,如白榆、天山云杉、新疆野苹果、沙棘、沙枣、小叶白蜡等[10,11]。

(3)兼顾近远期效果,长短期效益相结合。同一条件下的不同树种生长速度和生长情况不同。生长缓慢的慢生树命长,长远看防护效益好。生长迅速的速生树命短易衰,种植初期效益明显。在城市防护林种植设计时,应结合不同树种生长特性差异,慢生速生树混合配置,兼顾近远期效果,同时也能保证林带稳定、有效、长远地发挥作用[5]。

(4)生态效益与社会经济效益相结合。树种选择时,除了选择固沙防风、吸污抗尘等生态防护功能性强的树种外,也应考虑植物群落形态、色彩季节性变化等因素,选择枝、叶、花、果有一定观赏性的树种,丰富城市自然景观美;同时也可以考虑用材、果树类等有一定经济收益的树种,在重视生态作用的同时,兼顾社会和经济效益,使城市防护林向城市景观林、城市经济林方向发展,提高其在整个城市建设中的作用[5]。

4.2.2 植物配置

植物生长除受土壤水分气候环境等立体条件影响外,植物物种之间也会相互作用。不同的植物配置方式,会影响到整个植物群落的结构组成,同时也会影响植物组合景观的呈现。城市防护林建设的过程中,植物配置上,应注重整体布局,从城市整体绿地系统出发,统一布局,因地制宜,形式多样,落叶常绿搭配,乔灌草花及藤本植物复合配置的多种搭配混合使用,既考虑植物种内种间多样性的需要,又能形成树种丰富、多种层次、相对稳定的植物群落,发挥其生态、防护效益的同时,形成稳定多样而又协调统一的城市林业景观。

5 结语

城市防护林建设是城市绿地生态系统的一部分,通过城市防护林建设加强城市生态系统的建设,更好地发挥城市的生态效益。城市防护林建设是城市生态环境建设重要的一环,也是一项与公众生活工作密切相关的公益性、社会性事业,通过对城市防护林类型、功能、设置的研究有助于城市建设健康、稳定有序的发展。

摘要：指出了城市防护林是城市绿地建设的重要组成部分。结合多年城市防护林设计经验,从城市防护林类型、功用、设置几方面简要探讨了城市防护林设计,以期对城市防护林设计提供参考。

小型燃气安全防护系统设计 篇9

关键词：燃气系统安全,单片机,热电偶,流量计

0 引言

随着我国工业的发展,燃气已经成为人们生活中不可缺少的能源。尽管科技水平在不断提高,但是由燃气系统故障造成的安全事故时有发生,事故发生的原因也总是出人意料[1]。所以,燃气系统的安全问题还需要我们去深入研究。现有的燃气系统安全设计主要对泄漏的可燃气体浓度和灶具的温度变化参数进行监测[2,3,4], 数据异常时关断燃气管道和打开排风扇或者及时发出报警信号。这种监控系统的缺点是设备启动时已经有一定浓度的燃气泄漏。

本系统通过采用热电偶和流量传感器实时采集系统的燃气流量和燃气燃烧时火焰的情况,实现了对燃气系统运行参数的直接采集和对燃气系统工作状态的判断[5,6],并且在软件设计中通过设计延时等待,消除有采集误差带来的系统误动,并且根据燃气系统的工作情况设置点火、电磁阀动作后再采集的延时等待时间。该系统具有稳定性好,抗干扰能强,实时性好,安装调试方便等优点,而且通用性强,易于扩展升级,有很好的应用前景。

1 总体方案设计

本设计通过罗茨燃气流量计和热电偶实时采集燃气系统燃气流量和火焰温度信息[7],然后通过由LM324芯片构成的放大电路,对采集到的毫安级信号放大200倍, 再送给具有双通道的ADC0832芯片进行转换,将采集到的两路模拟信号转换成数字信号,最后由AT89C52单片机对模拟信号进行运算处理,通过光电耦合来控制安全防护系统的执行单元,确保燃气系统的安全可靠运行。系统的总体框图如图1所示。

2 系统硬件电路设计

本系统以AT89C52为控制单元,流量传感器和温度传感器为采集单元,由电磁阀构成系统的执行单元, 形成典型的采集运算控制系统,确保燃气系统安全。其中采集单元和控制单元之间是通过信号处理电路和A/D转换电路来实现微小模拟量到数字量之间的转换,控制单元和执行单元之间通过光电耦合来提高系统的稳定性。

2.1 A/D 转换电路

ADC0832是两路A/D转换器,两路分别为CH1和CH0,将CH0作为流量的采集通道,将CH1作为温度的采集通道。其时钟信号是CLK,接到单片机的P2.1口,由单片机产生时钟信号,CS作为片选段,接到单片机的P2.0口,由单片机产生启动A/D芯片的信号,如图2所示。

VCC是参考电压,接到5 V电源端,作为输入的参考电压,DO和DI是数据的传输通道,需要接到单片机的数据读和写端口。因为AD0832数据的读和写,都是由时钟信号来控制的,且本次设计对其读和写是不同时进行的,所以本次设计将A/D转换芯片的读和写引脚同时接到单片机的同一个口——P2.2口。

2.2 电磁阀控制电路

电磁阀的工作电压为12 V,采用的是燃气专用的电磁阀,可以保证燃气系统安全可靠运行[3]。为了提高系统的抗干扰能力,将市电和5 V的系统工作电压分开,采用光电耦合来传输控制信号,这样可以很好地提高系统的稳定性。

如图3所示,当电磁阀控制端有电压时二极管发光,然后U5右下方的光敏二极管电流变大,继而继电器线圈带电,电磁阀动作。当线圈掉电,电阻R7起到泄流的作用。

2.3 热电偶测温及信号处理电路

热电偶产生的毫伏信号经放大电路处理后输出,输出的信号可作为A/D转换电路的模拟量输入信号。如图4所示,放大电路由LM324为核心的集成运放芯片构成。

第1级反相放大电路,根据运算放大器增益公式:

增益为10。

第2级反相放大电路,根据运算放大器增益公式:

增益为20。

总增益为200,由于选用的热电偶测温范围为0~500 ℃变化,热电动势0~25 m V对应放大电路的输出电压为0~5 V。

3 软件设计

软件设计主要是通过延时子程序和采集信号子程序以及按键扫描程序设计的。系统通过实时采集燃气流量和火焰温度信号,然后分别和它们的基准做比较, 确定燃气系统的运行情况,若存在安全隐患电磁阀动作,然后再采集流量信号,来确保燃气系统被成功保护。燃气流量基准和火焰温度基准是在校准的工作状态下通过采集产生的。在燃气安全防护系统的运行中设计了三种工作状态分别由三个发光二极管来显示,这三个状态分别为保护状态、失效状态、正常工作状态。

3.1 延时程序

系统的延时是通过单片机软件编程实现的,在本次设计中采用12 MHz的晶振,通过for循环嵌套来实现延时100 ms,具体程序如下:

3.2 采集子程序

采集温度和流量的子程序如下:

3.3 校准子程序

校准子程序如下:

3.4 主程序流程图

单片机上电复位后先扫描按键电路是否有校准信号,若有校准信号,就开始采集温度和流量作为判断是否有火焰或者有流量的基准,然后将这两个基准存储在单片机的数据存储器里。然后时时采集温度和流量,并和基准进行比较,判读是否存在安全隐患,刷新显示指示灯进行显示燃气系统工作状态,若存在安全隐患,延时采样进行比较以排除误判,然后动作。电磁阀动作后还要采集流量信号,来判断电磁阀是否成功切断燃气。 若成功切断则进入保护状态,等待复位。若还有流量信号则显示安全系统失效。主程序方框图如图5所示。

4 结语

射线防护铅箱的设计 篇10

1 射线防护铅箱

放射源由于其产生的射线危害大, 无色无味, 让人难以觉察, 一旦受到的放射剂量超标, γ射线较强的穿透能力容易引起外照射急性放射病[1], 严重时甚至会导致死亡。为了保护工作人员和公众的健康, 防止潜在照射 (事故) 的发生, 避免或减少辐射危害, 国家规定放射性工作人员连续5年平均有效剂量为20 m Sv, 并且任何一年不超过50 m Sv, 16~18岁学生一年有效剂量不超过6 m Sv, 公众一年不超过1 m Sv。

在控制受照射剂量的同时, 还要进行必要的防护。放射性物质进入人体方式主要有外照射和内照射两种。外照射指体外放射源对人体造成的照射, 主要由X、γ射线、中子束、高能带电子束和β射线所引起。而对这些电离辐射外照射防护的基本方法有4种:缩短受照时间———时间防护;延长与辐射源的距离——距离防护;在人体与辐射源之间设置防护屏障——屏蔽防护;控制放射源尽可能减少辐射量和照射面积———控源防护。

实际工作中, 由于条件所限, 不能用缩短时间或者增加距离进行防护, 也不能减少放射源的辐射量, 因此在人体与放射源之间设置防护屏障是常用的一种防护手段。铅箱就是根据射线通过某种物质时能够被减弱的原理, 在人体与放射源之间加一层足够屏蔽厚度的物质, 把照射剂量控制在国家规定的标准以下, 达到保护人体安全目的的一种箱体。

某单位需要1台铅箱, 用于放置γ射线放射源, 铅箱的内径尺寸为600 mm×500 mm×800 mm, 内部分3层隔板, 隔板可以拆卸。客户要求放入γ射线放射源后铅箱外部的放射剂量能达到公众水平。在GB 18871—2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准中, 公众的有效剂量为1 m Sv/a, 0.5μSv/h。

2 辐射防护屏蔽层的确定

通过沟通, 该γ射线放射源的减弱倍数K为5.0, γ射线的能量不超过0.5 Me V, 从“各向同性点源γ射线减弱倍数K所需的铅厚度”表中查询, 可以确定铅屏蔽层的厚度为10 mm[2]。

3 射线防护铅箱的结构形式

为了便于铅箱的去污清洁, 笔者考虑铅箱整体采用S30408材质的不锈钢板。从已知的屏蔽层厚度和铅箱的内径尺寸, 可以计算出铅屏蔽层的重量为283 kg。

为了解决铅屏蔽层容易变形, 刚性不好的问题, 笔者在铅屏蔽层的内部增加一个由δ=2.0 mm的S30408不锈钢板折成五面的壳体, 使铅屏蔽层包围在五面壳体上, 它们共同形成铅箱的内壳。

铅箱的骨架采用δ=3.0 mm的S30408材质不锈钢板折成槽钢和异形槽钢焊接而成。因为用钢板折成的槽钢与采购的型钢相比, 在满足强度要求的同时, 还具有分量轻和外形尺寸可以根据实际要求确定的特点。槽钢与异形槽钢焊接成五面框架, 在框架内侧与外侧均形成平面, 内侧的平面用于固定内壳, 外侧的平面用于覆盖面板。面板采用δ=1.5 mm的S30408材质的不锈钢板折成。

内壳在门框处有翻边, 内层不锈钢板与面板互相连接, 此处形成S弯, 与门扇的屏蔽层互相重叠, 屏蔽更加可靠。门扇与五面体由S30408材质的门轴连接。门轴内部装有钢珠, 减少阻力, 使分量较重的门扇启闭灵活。

在铅箱骨架的顶部焊有2个规格为M16的螺套, 上面装有S30408材质的M16不锈钢吊环螺钉, 用于铅箱的吊装使用。铅箱结构的确定, 可以估算出铅箱的重量约为500 kg。

为了确保放射源的安全存放, 在铅箱上安装了门锁。通过设计门扇的厚度使该锁安装时不会贯穿屏蔽层, 避免放射源泄漏, 使得屏蔽可靠。采取将门把手与门锁分别安装的方式, 防止门锁因经常拉拽而松动, 也保证了放射源的安全。

为了保证S30408材质的M16不锈钢吊环螺钉在铅箱的吊装过程中充分满足使用要求, 笔者将对吊环螺钉进行力学分析与强度计算。对吊环螺钉进行强度计算, 也就是确定其在不同起吊方式下的最大起吊量。吊环螺钉所受的载荷是静载荷。实践表明, 其失效形式主要是螺纹部分发生塑性变形和断裂, 最危险部位是螺纹部分与支撑面的结合处。吊环螺钉各部分的设计通常是按等强度原则确定的, 因此只需对危险部位进行强度计算就可以了。

4 力学分析与强度计算

4.1 力学分析

从图1可知, 吊环螺钉受到的力F可以分解为向上的拉力F1和侧面的剪切力F2, 根据标准GB825—88吊环螺钉的规定, F与X轴夹角不得小于45°。笔者取力F2的最大值计算, 即力F2与力F夹角为45°, 如果该值小于许用剪应力, 则说明选用的吊环螺钉可以满足铅箱在吊装过程中剪切力的要求。

4.2 强度计算

在GB/T 150.1~150.4—2011压力容器可以查得钢号为S30408棒料的许用应力为205 N/mm2。在《机械设计计算手册》中指出对于塑性材料, 剪应力和拉应力有对应的关系, 即[τ]= (0.5~0.7) [σ] (P133) [3], 对于材质为S30408棒料来说[τ]=102.5~143.5 N/mm2。

如果铅箱的吊环螺钉受到的拉应力小于规定的许用应力205 N/mm2, 则说明该吊环螺钉能满足拉力的使用要求, 如果吊环螺钉受到的剪切力小于剪应力[τ], 说明该吊环螺钉能满足剪切力的使用要求。在吊环螺钉同时满足上述两个条件的情况下, 说明该吊环螺钉能够满足铅箱的吊装使用要求。

吊装过程需增加安全余量, 重量应按照铅箱重量的3倍计算, 铅箱重量为500 kg, 三倍重量即为1 500 kg, 吊环螺钉受到的拉力 (F1) 为15 000 N。在GB/T 3098.6—2000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱的螺纹的应力截面积中查询, 可知M16的螺纹应力截面积为157 mm2。

吊环螺钉受到的拉应力为

从图1可知吊环螺钉受到的剪切力为

吊环螺钉受到的剪应力为

通过上述计算可知, 材质为S30408的M16吊环螺钉能够满足铅箱的吊装要求。

5 现场验证

为了验证计算结果, 笔者进行了现场吊装, 将铅箱起吊30 min, 经检验, 吊环螺钉螺纹部分没有发生塑性变形和断裂现象。现场验证表明, 吊环螺钉安全可靠, 满足吊装要求。

综上所述, 该铅箱采用内壳嵌套在骨架中, 外层铺面板的形式, 内壳与骨架形成一体, 将铅屏蔽层牢牢的固定在骨架与内层钢板之间, 内外表面均由S30408材质的不锈钢板折成。结构方面有钢骨架作为支撑, 坚固耐用。外形方面除铅屏蔽层外全部由不锈钢材料制作加工, 美观大方。铅箱的用途非常广泛, 可以用于核医学 (放射药物) 实验室、出入境检验检疫局、疾病预防控制中心、工业探伤射线防护等领域, 而且铅箱的外形尺寸、规格大小、屏蔽厚度等均可以根据客户要求进行定制, 市场前景广阔。

参考文献

[1]吴海霞.防高能辐射纳米铅复合材料研究[D].山东:山东师范大学, 2005.

[2]中国科学院工程力学研究所.γ射线屏蔽参数手册[M].北京:原子能出版社, 1976.