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工程技术创新论文:精细农业”发展与工程技术创新
摘 要 本文综述了目前国外“精细农业”实践的主要目标及其技术思想的内涵。着重围绕其主要支持技术发展,讨论了有关工程技术创新及推动我国开展试验研究的问题。目前国外对这一技术体系的研究与实践,主要仍集中在基于GPS和GIS技术应用的作物生产系统精细管理方面,因此本文提出用“精细农作”的译名来表达当前研究目标的内涵,希望引起学术界的讨论。进入21世纪,基于知识和信息的“精细农作”技术思想,必将扩展到大农业经营的各个领域,推动传统农业生产的信息化与知识化,即进一步发展到设施园艺、工厂化养殖、农产品精细加工及农业系统精细经营管理方面,逐步形成一个基于农业生物科学、电子信息技术及工程装备为主导的“精细农业”技术体系,为建立品质、高效和可持续发展的农业系统服务。
关键词:精细农业 精细农作 GPS和GIS 工程技术创新
引 言
近两年来,我国科技界在研究推进新的农业科技革命中,关于国外“精细农业”技术的发展,引起了广泛的关注。新闻媒体陆续有了一些报导,科技部在筛选“面向21世纪解决16亿人口食物安全的关键技术”项目、组织S - 863农业高技术领域发展计划研究以及农业部948引进项目立项中,也受到了重视。有的单位已开展了有关研究和试验示范工程准备工作, 加强了和国外的学术交流与合作联系,国内学术交流也开始活跃。国外有关产业界开始向我国推荐其技术产品,密切关注中国走向21世纪实现农业现代化、信息化中这一巨大的潜在技术市场。可以预言:“精细农业”技术体系的试验示范及其相关技术产品的开发研究,将在世纪之交成为推进我国新的农业科技革命中的重要研究课题。信息技术革命为农业生产现代化发展提供了新机遇,在开拓新的前沿科技应用研究领域中,发达国家和一些发展中国家的起跑线拉近了距离,时间上的差距在缩小。在某些重要领域实现技术发展上的跨越,将是机遇性的挑战。主席1998.9在安徽考察工作时的讲话中指出:“现在一些发达国家,已经把基因育种工程、电子信息互联网络、卫星地面定位系统等高新技术应用于农业。我们必需有紧迫感,尽快迎头赶上”。“精细农业”技术体系是? ┭А⑴┮倒こ獭⒌缱佑胄畔⒖萍嫉榷嘀盅Э浦兜淖樽凹桑溆τ醚芯糠⒄贡亟慌苯用嫦蚺┮瞪哂τ梅竦牡缱有畔⒏咝录际酰纾何佬嵌ㄎ幌低场⒌乩硇畔⑾低场⒁8屑际醯呐┮涤τ茫慌镄畔⒖焖俨杉瞧鳌⑴锔鳌⑼练使芾怼⑴┮├谩⑽廴究刂频仁视眉际鹾团┮倒こ套氨讣捌洳祷际醯难芯坑肟ⅲ酝贫夜谥逗托畔⒌拇撑┮迪执哂猩钤兜恼铰孕砸庖濉?nbsp;“精细农业”,即国际上已趋于共识的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”学术名词的中译。国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的理解。实际上,目前国外关于Precision Farming的研究,基本上仍是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术(DSS)为基础的面向大田作物生产的精细农作技术,即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。因此,作者认为采用“精细农作”译名来表达当前这一技术思想的内涵可能更为确切。“精细农作”是直接面向农业生产者服务的技术,这一技术体系的早期研究与实践,在发达国家始于八十年代初期从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫草害管理的农学家在进行作物生长模拟模型、栽培管理、测土配方施肥与植保专家? 低秤τ醚芯坑胧导薪徊浇沂镜呐锬谛∏魑锊亢蜕せ肪程跫拿飨允笨詹钜煨裕佣岢龆宰魑镌耘喙芾硎凳┒ㄎ弧葱璞淞客度耄虺啤按Ψ脚鳌倍⒄蛊鹄吹模辉谂┮倒こ塘煊颍云呤甏衅谖⒌缱蛹际跹杆偈涤没贫呐┮祷底氨傅幕缫惶寤⒅悄芑嗫丶际酰镄畔⒅悄芑杉氪砑际跹芯康姆⒄梗由习耸甏鞣⒋锕叶耘┮稻斜匦杓婀伺┮瞪Α⒆试础⒒肪澄侍獾墓惴汗厍泻陀行Ю门┮低度搿⒔谠汲杀尽⑻岣吲┮道蟆⑻岣吲┎肥谐【赫图跎倩肪澈蠊钠惹行枨螅熬概鳌奔际跆逑档男纬勺急噶颂跫:M逭秸驡PS技术的民用化,使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展,也推动了“精细农作”技术体系的广泛实践。使得近20年来,基于信息技术支持的作物科学、农艺学、土壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术等,在GPS、GIS空间信息科技支持下组装集成起来,形成和完善了一个新的精细农作技术体系和开展了试验实践。迄今支持“精细农作”示范应用的基本技术手段已逐步研究开发出来,在示范应用中预示了良好的发展前景。近五、六年来,已有数千计的研究成果,实验报告见诸于国际学术会议或学术刊? 铮幻磕甓季侔熳ㄌ狻肮示概┮笛跹刑只帷焙陀泄刈氨讣际醪氛故净幔辉谕蛭仙柚糜卸喔鲎ㄌ馔罚梢约笆辈檠接泄匮芯糠⒄剐畔ⅲ幻馈⒂ⅰ摹⒓拥裙恍笱枇⒘恕熬概┮怠毖芯恐行模枇擞泄夭┦俊⑺妒垦芯糠较蚣芭嘌悼纬蹋蝗铡⒑裙昀匆鸭涌炜寡芯抗ぷ鳎⒌玫搅苏棵藕拖喙仄笠档拇罅χС帧9噬隙哉庖患际跆逑档姆⒄骨绷坝τ们熬坝辛斯惴旱墓彩叮晌兰椭环⒄古┮蹈咝录际跤τ醚芯康闹匾翁狻?/P>
“精细农作”技术思想的内涵及其主要支持技术:
“精细农作”技术思想的核心,是获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等)实际存在的空间和时间差异性信息,分析影响小区产量差异的原因,采取技术上可行、经济上有效的调控措施,区别对待,按需实施定位调控的“处方农作”。正是信息技术革命为这一技术思想的实践,提供了先进的技术手段。 千百年来的作物生产,都是以地区或田块为基础,在区域或田块的尺度上,把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理,如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施,满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平,很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的环境后果。传统的农业技术推广模式,也是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测,通过地区试验积累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上,即使在同一农田内,地表上、下影响作物生长条件和产量的明显时空分布差异性,包括农田内作物病、虫、草害总是先以斑块形式在小区发生,再逐步按时空变化蔓延的特性,早已为人们所认识。几世纪前,农民把土地划分为小田块来耕作经营,正是受到对作物生长环境和产量空间变异的感性知识的影响。我国农民几千年来在小块土地上经过劳动密集的投入和积累的丰富生产管理经验而形成的“传统精耕细作”技术,也可以在小块农田内达到很好的经济产量,只是没有现代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规模的生产力。本世纪初期,科学家就研究报告过作物产量和田间土壤特性,如N、P、K、pH、SOM含量等在田间分布具有明显的差异性。1929年,Illinois大学C.M. Linsley和F.C.Bauer 发表文章劝告农户应绘制自己田区内的土壤酸度分布图和按小区需求使用石灰的建议。之后,一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来,关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理(Site Specific Crop Manag
ement)的技术研究受到广泛的重视。世界著名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机,已可以在收获过程中自动生成以12-15m2为单元组成的农田小区产量分布图。多年的试验实践表明,田区内小区平均产量的较大差异可以超过100%。由于作物生产还受到气候变异的影响,经连续多年对同一田区积累的数据表明,同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性,显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信? ⒓际醯姆⒄梗炕袢≌庑跋熳魑锷ひ蛩丶白钪帐粘傻目占洳钜煨孕畔ⅲ凳谥逗拖执萍嫉姆植际降骺兀锏教锴谧试辞绷Φ木饫煤突袢【】赡芨叩木貌砍晌赡堋M?是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为:带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据 通过计算机处理,生成作物产量分布图 根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图,作物生长发育模拟模型,投入、产出模拟模型,作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统,并在决策者的参与下生成作物管理处方图 根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细农作管理。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明,可以显著节约投入,获得良好的经济效益,受到农户的欢迎。“精细农作”是基于田间小区农作条件的空间差异性,为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究,对实现这一技术思想起着关键的作用。如:农田信息采集与处方农作的空间定位,需依靠卫星定位系统(GPS);地理空间信息管理和数据处理,需要应用地理信息系统(GIS);未来大量地理空间数据的更新,需要遥感技术(RS) 的支持;作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械,以及计算机数据处理和产量图自动生成技术;田区空间变量信息的快速实时采集,需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术;按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械;制定科学的农作处方需要计算机作物管理辅助决策支持系统的支持;作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。
迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史,部分支持技术手段还不十分成熟,有待不断研究完善,相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农作”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件,围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标,采用不同的技术组装方式,逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中,获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践精细农作的基础。有了小区产量分布图,农户既可以根据自己的经验知识,分析小区产量差异的原因,选择经济适用的对策,在现实可行条件下采取适当措施实施调控;也可以根据技术经济发展的条件,利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。建立一个完整的精细农作技术体系,需要有多种技术知识和先进技术装备的集成支持,这为农业工程师提供了进行技术创新的机遇。
3. “精细农作”技术发展与工程技术创新
3.1 3S技术农业应用研究:
“精细农作”中的定位信息采集与处方农作实施,需要采用全球卫星定位系统(GPS)。已经建成投入运行的有美国GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统。美国GPS系统包括在离地球约20,000 km 高空近似圆形轨道上运行的24颗地球卫星,其轨道参数和时钟,由设于世界各大洲的五个地面监测站和设于其本土的一个地面控制站进行监测和控制。使得在近地旷野的GPS接收机在昼夜任何时间、任何气象条件下最少能接受到4颗以上卫星的信号,通过测量每一卫星发出的信号到达接收机的传输时间,即可计算出接收机所在的地理空间位置。信号处理技术的发展,可使微弱的卫星信号为便携式或掌上型接收机的小型天线所接收。这是一个功能强大、对任何人、在全球任何地方都可以免费享用的空间信息资源。尽管美国政府对其GPS系统施加了“选择可用性政策”(SA)的影响和卫星信号在空间传输过程中发生的各种累积误差,但技术上可通过差分误差校正方式及信息处理技术使通用接收机的动态3维定位精度容易达到米级或分米级,测量型GPS接收机动态定位精度可达厘米级要求。近几年来,GPS产业技术发展迅速,若干大公司迅速涉足农业领域,提供了用于农田测量、定位信息采集和与智能化农业机械配套的DGPS产品。这类产品通常均具有12个可选择的卫星信号接收通道、动态条件下每秒能自动提供一个3维定位数据,动态定位精度一般可达分米和米级,并具有与计算机和农机智能监控装置的通用标准接口。如美国Trimble 公司Ag132 12 通道GPS接收机,可接收信标台的地区性差分校正信号免费服务或获得由近地卫星转发的广域差分收费校正信号服务,提供的分米级定位和0.1米/小时的速度测量精度。系统可用于农田面积和周边测量、引导田间变量信息定位采集、作物产量小区定位计量、变量作业农业机械实施定位处方施肥、播种、喷药、灌溉和提供农业机械田间导航信息等。配置这一系统需要考虑本地区可能提供的差分信号现有条件,或在缺乏上述服务条件下购置两台Ag132 和配套通信电台建立独立的自用差分GPS系统,另还可配置必要的专用可选件如:基站附件、导航附件、背负式田间信息采集附件、掌上型计算机及必要的联接信号电缆等。Ashtect 公司的Ag Navigator结构设计有些不同,但功能大体相当。DGPS技术的迅速发展,使得近几年来各国提供局域差分信号免费服务的信标站迅速建设起来,至1996年末,美国这类信标站的地区覆盖范围已接近国土的2/3。信标站差分信号服务半径约计300 km。我国在东南沿海原交通部也建立了近2 0个这类信标站。以近地卫星作为星载GPS广域差分信号服务系统在今后几年内也可望在我国部分地区相继建立。在竞争中谋求信息高新技术产品市场的商业利益,将是今后GPS技术发展竞争的总趋势。今年3月30日美国副总统戈尔在白宫新闻会上,宣布开放GPS卫星的L2频道并进一步开放L3频道民用服务,这将大大有利于进一步改善GPS卫星服务的精度和性,使用户获得性能价格比更好的定位、定时技术服务。GPS用户系统外观结构简单,小型化,操作方便,但技术含量高。现有国外农机厂商配套的GPS产品,大多采用OEM方式引进关键部件进行二次开发后嵌入于农业机械应用系统中,可使性能价格比显著改
善。DGPS作为农业空间信息管理的基础设施,一旦建立起来,即不但可服务于“精细农作”,也可用于农村规划、土地测量、资源管理、环境监测、作业调度中的定位服务,其农业应用技术开发的前景广阔。 地理信息系统(GIS)作为用于存储、分析、处理和表达地理空间信息的计算机软件平台,技术上已经成熟。它在“精细农作”技术体系中主要用于建立农田土地管理,土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物产量的空间分布等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等,为分? 霾钜煨院褪凳┑骺靥峁Ψ叫畔ⅰK扇胱魑镌耘喙芾砀ㄖ霾咧С窒低常胱魑锷芾碛氤な圃げ饽D饽P汀⑼度氩龇治瞿D饽P秃椭悄芑髯蚁低骋黄穑⒃诰霾哒叩牟斡胂赂莶康目占洳钜煨裕治鲈颉⒆鞒稣锒稀⑻岢隹蒲ТΨ剑涫档紾IS支持下形成的田间作物管理处方图,指导科学的调控操作。由于农业活动涉及广阔的地理空间和各种管理信息都有明显的空间随机分布特征,GIS在农业中具有广泛的应用价值。在形成农业空间信息地理图形时,采样密度、采样成本与信息处理的方法如何能更反映参数的空间分布,仍然是尚待深入研究的课题。由于商用GIS系统的功能一般都照顾到各种类型用户的需要,针对农业资源信息管理和精细农业实践的需要和农村用户的特点,开发基于GIS设计规范的简单实用、易于向基层农村用户推广、界面友好的田间地理信息系统(FIS)已引起学术界的注意,值得我国农业工程师进行创新研究。遥感(RS)技术是未来精细农作技术体系中获得田间数据的重要来源。它可以提供大量的田间时空变化信息。近30多年来,RS技术在大面积作物产量预测,农情宏观预报等方面作出了重要贡献。由于卫星遥感数据目前尚达不到必要的空间分辨率和提供满足农作需要的实时性,目前还未用于作物生产的精细管理。然而,遥感技术领域积累起来的农田和作物多光谱图象信息处理及成像技术、传感技术和作物生产管理需求密切相关。RS获得的时间序列图象,可显示出由于农田土壤和作物特性的空间反射光谱变异性,提供农田作物生长的时空变异性的信息,在一季节中不同时间采集的图象,可用于确定作物长势和条件的变化。基于遥感产业界对“精细农作”的商业兴趣,一系列的地球观测卫星将在近几年内发射,到2005年,将有超过40个这类卫星提供服务。大部分这类卫星采集的全色图象,空间分辩率将达1~3米,多光谱图象分辩率预计可达3~15米,扫视区6~30km。由于采用卫星遥感比航空摄影的成本将低一半以上,卫星遥感技术可预期在近3~5年内,在“精细农作”技术体系中扮演重要角色。农业工程师应该涉足这一领域,了解有关的知识,参与应用研究,现在的RS软件已可装载在PC机上使用,性能价格比已可为普通用户所接受。
3.2 收获机械产量计量与产量分布图生成技术
作物产量是许多因素综合影响形成的结果和评价种植管理水平的基础。“精细农作”技术思想也正是从获得田间小区产量的差异性信息出发,分析原因,指导管理决策。在“精细农业”研究发展中,虽然也有关于甜菜、土豆、甘蔗、牧草、棉花、水果等收获机械产量计量及产量分布图自动生成的试验研究成果,但迄今已商品化的产品仍集中于谷类作物收获机械方面。据报导,美国目前约有20个制造商供应谷物联合收获机产量计量系统,1997年底,全国使用这一技术的联合收获机约17,000台,其中约有一半带GPS定位系统可支持产量分布图自动生成。一个主要生产厂商宣称,至2001年其生产的90%谷物联合收获机将装备产量监视器。迄今已进入商品化的这类产品主要是基于冲击式-力传感技术(如美国John Deree和Case IH)、容积式光电计量技术(如英国RDS产品)和γ射线流量传感技术(如Massey Ferguson产品)等。在谷物流量自动传感过程中,还可同时测量净粮含水量,在小区产量分布图基础上结合定位处方投入的成本分析直接显示小区经济效益分布图(Gross Margin Variability Map)。“精细农作”体系中的产量图自动生成技术,需要解决如下的科学技术问题:
流量传感器的计量精度、稳定性、通用性、标定简便性的进一步改善;
产量计量中同时获得收获机的实际割幅和前进速度信息;
生成产量分布图需要的空间分辨率不大于收获机械工作幅宽的DGPS定位系统;
针对不同收获机械建立谷物由割台至流量测量点的谷物运移过程模型,以校正产量分布信息的动态误差;
研究采集的定位数据和产量数据编码格式与快速存储传输方式。这些数据通常都是存储在软盘或IC智能卡中,能一次存储至少一个作业班内的全部数据,然后再传入PC机进行处理和生成产量分布图;
开发PC上进行产量分布图生成的软件,含文件结构、数据结构、误差校正、数据图形化、显示方式等;
上述技术都还需要继续完善。研究适于不同国家的农业机械装备、种植特点、适于不同作物和更为的上述各环节的智能化技术,仍然是农业工程师面临的挑战。谷物联合收获机电子装置,包括谷物产量自动计量和产量图自动生成技术,是当代农机研究的一个重要方向,也应是我国农机装备机电一体化、信息化研究的优先发展方向之一。对于改善易地收获、农机社会化服务,提高农机作业信息化意识,促进作物生产科学管理,都有十分重要的现实意义,应是世纪之交我国农机技术创新的重要课题。 3.3 田间变量信息采集与处理技术
快速、有效采集和描述影响作物生长环境的空间变量信息,是实践“精细农作”的重要基础。优先需予考虑的主要是土壤含水量、肥力、SOM、土壤压实、耕作层深度和作物病、虫、草害及作物苗情分布信息采集等。目前田间信息快速采集技术的研究仍大大落后于支持精细农作的其它技术发展,已成为国际上众多单位攻关研究的重要课题。现有的土壤信息采集方法是基于定点采样与实验室分析相结合,耗资费时、空间尺度大、难于较精细地描述这些信息的空间变异性。技术创新的方向是研究开发可快速操作,有利于提高采样密度,测量精度能满足实际生产要求的新传感技术和进一步改善空间分布信息的定量描述与近似处理方法。部分参数将可用扫描方式通过安装于作业机械上的传感器连续采集和进一步自动生成空间信息分布图。已经取得实用化或具有良好开发前景的成果,如:土壤含水量测量将在TDR成熟技术基础上,在开发经济实用的基于驻波比、频域法原理、近红外技术的快速测量仪方面拓宽研究领域。土壤主要肥力因素(N、P、K)测量仪器开发方面,基于传统化学分析技术基础上的快速肥力分析仪,目前国内已有实用化产品投入使用,其稳定性、操作性和测量精度虽然尚待改进,但对农田主要肥力因素的快速近似测量具有实用价值;一? 只诮焱饧际跬ü浣右睹娣瓷涔馄滋匦越信锏史柿λ娇焖倨拦酪瞧饕言谑匝槭褂茫胍8屑际醯呐┮涤τ妹芮邢喙兀梢韵嗷ソ杓喙丶际跹芯砍晒灰恢只诶胱友癯⌒в骞埽↖SFET)集成元件的土壤主要矿物元素含量测量技术的研究在国外已取得进展,将是值得关注的技术突破性研究方向。土壤耕作层深度对评价土壤持水能力和指导定位处方耕作,确定播种深度、施肥用量密切相关,在美、加、澳等已经开发出不接触式、基于电磁场测量土壤电导率用于评价土层深度分布图的仪器已试验使用,可对指导定位处方深耕取得良好的经济效益;关于SOM传感器,早在数年前已有报导,通过 NIR原理研制的可用于田间在线测量的多光谱SOM测量仪已有商品化产品。在作物生长有关变量信息的采集方面,田间杂草识别是“精细农业”支持技术中引起广泛关注的领域。在杂草识别的光谱响应特性方面已有许多研究成果及参考数据可供借鉴。其它田间作物变量传感与空间信息处理技术方面的研究,将围绕新的物理原理与数学方法的应用,如多光谱识别、NIR视角技术、图象模式识别、人工智能方法(ANN、Fuzzy 系统分析、ES应用)、状态空间分析、小波分析、卡尔曼滤波方法等。在实践“精细农作”方面,开发基于新的物? 碓淼慕瓶焖傩畔⒉杉际跤敫纳瓶占涞乩硇畔⒋矸椒ǎ匀皇强萍脊ぷ髡呙媪俚募杈奕挝瘛?/P>
3.4 智能型处方农作机械
七十年代中期微电子应用技术的迅速发展,使得工业化国家的农业机械进入到一个以迅速融合电子技术向机电一体化方向发展的新时期。农业机械的设计中,广泛引入了微电子监控技术用于作业工况监测和控制。八十年代后期起,其监控系统又迅速趋向智能化,由单元控制发展到分布式控制,由单机作业系统向与管理决策系统集成的方向发展。这新一代农业机械装备技术的发展,与过去十多年来基于信息技术的作物生产管理决策支持系统的迅速发展,都是近五年来“精细农作”技术得以进入日益广泛试验实践的重要条件。虽然,迄今支持“精细农作”的若干主要农机装备,除了如前述带产量图自动生成的谷物收获机以外,实施按处方图进行农田投入调控的智能化农业机械, 如安装有DGPS定位系统及处方图读入装置的,可自动选择作物品种(二选一)、可按处方图调节播量和播深的谷物精密播种机;可自动选择调控两种化肥配比的自动定位施肥机和自控喷药机;可分别控制喷水量的定位喷灌机均已有商品化产品,并在继续完善。拖拉机驾驶室已安装智能化显示器,在一个LED显示屏上,可随意调用各种图形化可视界面, 监控机器各部分的工况和显示处方作业和导航信息。现代带有多处理器的智能型农业机械,已经引用了工业部门中采? 玫目刂破骶植客芟呒际酰–AN),相互间采用光缆传输信息,建立了工业化设计标准。我国当今农业机械技术水平从总体上看与发达国家落后了不止20年,需要在某些领域推动高新技术的应用研究与实践。开发适于我国国情的先进技术。“精细农作”的示范试验研究有可能成为农业机械装备领域应用信息高新技术实现技术创新的切入点。 3.5 系统集成技术
“精细农业”技术体系是一个集成系统,它涉及到多种学科知识的支持,需要学习应用不同子系统已经形成的硬、软件设计规范、标准、数据格式与通信协议,应用已有的单项技术成果,研究建立某些支持技术的新标准。近几年来,国外研究实践中已经积累了一些进行“精细农业”技术体系集成组装的经验。我国科技工作者要研究这方面的进展,参与国际交流。作为工程师,要善于根据工程项目的整体目标,既能从具体技术角度去思考和研究问题,具有不断突破现有解决实际问题的观念与模式的创新意识;又能注意进行项目目标的整体评估,协调技术先进性与经济可行性的综合优化目标,提出推动技术进步的试验实践方案。
问题与思考
迄今,国际上关于“精细农业”的研究仍处于发展的幼年时期,支持技术产品也尚待不断深化研究。其革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践,发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔及时次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念,在地理信息学术界引起了广泛的反响,它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中,实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究,将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程,改变传统技术思想,追踪科技进步,有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中,也将可开发出一系列适用新技术产品,为支持当前的“科技兴农”服务。在发展研究中,个人认为需要重视如下问题: 4.1 加强对国际有关研究发展信息和经验的研究。九十年代以来,国外许多单位已经积累了一大批示范试验数据与支持技术产品开发研究成果。可以采取引进技术思想与部分装备技术和自主创新相结合。找准切入点,注重其支持技术产品的国产化及产业化开发。“精细农作”的技术思想在国际科技界共识的基础上有其特定的涵义,即认识农田内小区产量和影响作物生长条件的空间差异性,实施定位处方农作。它是适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展目标而提出的,在我国可先在规模化农场和农业高新技术综合开发试验区,力求在农田小区的尺度上进行研究与实践。我国广大农村农田经营规模小,生产手段仍较落后,实现广域的农田精细经营尚需有较长的发展过程,有条件的地区可先以村片、农田的尺度上对精细农作的技术思想进行示范试验研究,并应结合农业技术推广性试验和农业社会化服务方式创新中,开拓出新的服务领域。这样,既可以使我国的研究实践与国际上的研究发展趋势相接轨,又可以探索形成具有国情特色、有利于在农村推广的先进农作技术体系。 4.2 在“精细农作”试验研究与实践过程中,注意组装一批基于信息和知识的单项适用先进技术支持当前的“科技兴农”。如:GPS、GIS技术用于农田管理、节水灌溉、环境监测的实用技术;面向农业生产者应用的电子仪器、实用监控设备;农业装备信息化技术;精细测土配方施肥、病虫草害快速实用监测技术;智能化农业生产管理辅助决策支持系统的推广及支持农业社会化服务体系的先进装备技术与工具的开发等。 4.3 迄今国外进行的精细农业(Precision Agriculture)的实践,实际上是面向大田作物生产的精细农作(Precision Farming)系统。实现基于信息和知识的农业产业系统精细经营的技术思想,应该扩展到种、养、加,产前、产中、产后的整个过程,即过渡到建立“精细农业”的技术体系。实际上,“精细农业”的技术思想,早在七十年代后期开始,已优先在发达国家奶牛场根据奶牛产奶量定量配料系统中得到了广泛的推广应用。近十多年来,全自动化设施园艺业的发展和养殖业中动物生长预测模型与配料、环境调控自动化系统的结合,农产品产后储藏、保鲜、加工为达到高品质、高附加值产品的过程中,都已吸收了电子信息科技前沿的成就。“精细农业”的技术思想,尤应在设施园艺,集约养殖,农产品品质挑选、加工增值产业中先付诸实践与推广,这对我国目前处于传统农业的结构性调整时期和开始重视强调实现农业增产方式的转变中,依靠先进技术装备和农业精细经营技术的支持,对农业增产、农民增收,具有重要的现实意义。 4.4 在试验研究中加强多部门、多学科间的相互联系,协同攻关.发展学术讨论交流,加强国际合作,重视应用基础研究。在高等农业工程院系的学科建设与教学内容改革中,要逐步创造条件开设有关GPS、GIS、RS应用课程,加强必要的实验研究设施与课程建设等。
中国农业大学“精细农业研究中心“近二年多来已经启动了有关研究工作,内容涉及DGPS、GIS农业应用,田间信息采集传感技术,智能型农业机械监控技术,精细农作技术的系统集成与发展战略研究。与国外有关研究中心和企业界已建立了比较广泛的联系,积累了比较丰富的信息,我们愿意与国内有关单位、企业发展合作,共同为推动我国农业工程技术创新与“精细农业”技术在我国的应用示范与实践作出贡献。
工程技术创新论文:石油工程技术创新策略探讨
摘要:
近年来,我国的经济飞速增长,社会进步和发展迅速。人们的生活质量也显著提高。在这样的环境背景下,人们也对各个领域的生产工艺和技术水平提出了更好的要求。石油工程也不例外,其技术的有效创新不仅能够提高石油工程的技术质量,还能够有效提高工作的效率,凸显石油工程的社会现代化的建设程度,相关的人员必须对其给予足够的重视。鉴于此,本文主要针对石油工程技术创新策略进行相关浅析,仅供参考。
关键要:
石油工程;技术创新;策略;探索
前言
众所周知,石油工程是国民经济的重要基础,其对我国的经济发展和社会的进步起到了积极的促进作用。其能够在一定程度上,更好的保障国家的安全和社会的稳定,其在发展的过程中肩负着重要的责任和使命。但是其在实际的发展过程中,却存在很多的问题和阻碍,例如:很多技术已经不满足现在的生产要求。相关石油企业若想实现长期稳定的发展,就需要对其技术给予合理的优化和创新,进而提高其在市场上的竞争力。
一、石油工程进行技术创新的重要意义和必要性
石油工程的技术在石油工程的发展和建设过程中具有重要的意义和作用。其能够直接在一定程度上,对石油工程的竞争力造成了深远的影响,也会为石油工程的发展方向提供借鉴和参考。为此,我们就需要对此给予认真的研究和分析,提出有效的技术创新策略,进而促进石油工程企业能够在发展的过程中,得到质的提升。
(一)石油工程的特点需要
石油工程对技术的综合性和专业性提出的要求很高,技术上的创新和有效发展是保障石油工程能够长期发展的基本前提条件。为此,石油工程若想实现长期稳定的发展,就需要对相关的技术给予革新,不断的加强各种先进的科学技术的应用,这样才能更好的保障工作的运行,使得石油工程在激烈的市场竞争中获得长期的可持续发展。
(二)我国石油工程发展现状对技术的创新提出了要求
我国自从加入了WTO之后以来,赢得了更多的发展机遇,但是企业面临着一定的挑战。市场上激烈的竞争对我国的石油工程的发展具有较强的冲击力,需要我们去建立完善的发展策略,保障发展目标的长远性和性。在此基础上,我们还需要对相关的技术给予革新,保障生产和服务的质量,这样才能够更好的应对社会竞争的挑战。但是纵观目前我国的石油工程发展现状,我们会发现,其中存在很大的缺陷和不足,很多企业缺少创新意识,也没有研究出合理的创新方法和创新策略,严重制约了我国石油工程的有效发展。为此,我们必须对相关的技术给予有效的创新,提高自身的竞争力,使石油工程在市场上站稳脚步。
(三)技术因素的需要
技术创新能够有效的提高产品的质量,也是相关的企业在生产和发展的过程中,赢得市场战胜竞争对手的有力武器。通过技术上的有效创新,我们能够实现更为稳定的发展。而且技术的创新会对技术资源的调配产生一定的影响,我们需要在技术方面加大投入力度,提高石油工程的发展能力。
二、石油工程技术创新存在的问题
(一)创新机制不够健全
纵观我国的石油工程的发展现状,我们不难发现,其还没有形成有效和完整的服务体系,相关的运营机制也较为落后,这就使得石油工程在发展过程中会遇到很多的阻碍。而我们究其根本,发现这主要是因为石油工程在技术创新的过程中,存在严重的局限性,很多技术创新仅仅局限于相关的研发部门内部,缺少完善的研究体系。仅仅局限于研发部门的内部,缺乏一个完整的高效的研究体系。再加上很多过度的技术改革,使得科研机构缺乏有效的活力和创新力,影响石油工程在市场上的竞争力。
(二)科技资源缺乏有效的整合
我国的石油工程的科技系统还是存在很大的机构性矛盾,受到很多已经存在的经济制度的限制,很多技术资源都被大量的重复使用,无法实现资源的共享,使得资源分散,降低其利用效率,严重的阻碍了创新能力的提高。而且,我国的科技创新人才在素质方面也存在很大的劣势缺陷,他们的文化水平结构和综合素质都比较低,对世界的科学前沿掌握的人才严重缺乏,使得人才呈现出集成性,无法实现技术上的创新和综合。
(三)在市场竞争中缺乏灵活性
我国的石油的发展水平与世界级的水平还是存在一定的差距。主要是由于我国缺少对高端技术的研发,在技术的学习过程中,仅仅模仿,无法实现有效的再创造。与此同时,我国很多技术缺乏创新的管理流程,这样也会造成很大的信息管理失误,降低了管理的效率。这种信息决策的滞后又很难对市场进行及时的反应和调整,大大的降低了灵活性。
(四)工程技术研发投入不足
我国对于石油工程的研发程度也在进一步的加深,无论是人力还是资金,都在不断的加大投入力度。但是我国对于石油工程的技术创新和研发程度相比较世界的石油行业还是存在很大的差距。这就使得其很难满足石油工程技术创新的要求。
(五)对新技术和新产品的推广不够
我国的石油工程在发展的过程中,对技术成果给予的重视程度不足,使得很多石油工程技术的成果的商业化产品化的水平并不高,这样就很难满足大规模的产业化需求。而且在诸多的技术成果之中,还有很多成果仅仅是阶段性的成果,很难为技术的创新塑造良好的市场环境和氛围。
三、石油工程技术创新策略
(一)建高素质的技术队伍
我们在石油工程的发展过程中,要想充分的实现对技术的创新,我们首先应该加强对技术人员队伍的建设,我们应该对科学技术创新队伍人员的综合素质给予关注,充分的发挥市场的主导作用,对相关的资源进行合理的配置和优化,提高科研人员的综合素质和业务能力,形成一种强大的市场竞争力。与此同时,我们还应该通过多种手段的综合应用,有效的提高企业的综合实力,突破行业的发展局限性。我们在对高素质的队伍和人员进行培养的过程中,离不开日常的培训和研究,为此,我们要为他们创建良好的学习和交流平台,有效提高其创新意识和创新能力。
(二)加大对技术创新的投入
为了实现对工程技术的创新,相关企业应该加强对科学技术的创新投入,包括政策投入,人力投入以及资金投入,我们要能够有效加强各种科学技术创新和管理体制的改革,不断的提高科技投入,我们还应该加强对风险的管理,拓展融资渠道,促进技术创新机制的多元化发展,为技术的发展创造更多积极的因素。
(三)建立和完善技术创新体制
企业应该建立健全技术创新体制,根据企业的实际情况,对相关的技术领域给予明确,从而增强石油工程在发展过程中的核心竞争力。首先,我们应该加强技术核心层的建设,建立以核心技术为核心的技术结构。然后,我们需要对主流技术给予优化,能够根据实际的情况,做到技术创新的与时俱进,充分将相关的前沿科学技术给予进一步的研究和推广,从而提高进一步达到创新能力的新高度。,我们还应该加强对石油工程技术的管理,使得相应的技术更加规范和有效。
(四)构建规范的人力资源管理制度
我们要想实现石油工程技术的创新,我们还需要建立完善的人力资源管理制度,实现对人力资源的合理配置。首先,我们应该对人力资本进行评估,制定合理的资源计划;其次,我们要加强对员工的培训,有效提高工作人员创新意识和责任意识;,我们还要对员工的工作环境和薪资待遇给予有效的完善,增强员工的安全感和归属感,提高其责任意识,促进石油工程技术创新工作更快更好的开展。
(五)建立企业内外部信息交流机制
我们在进行石油工程的技术创新工作中,还应该开展一些国内外的科技合作和交流活动。加强科研的开发性,促进各个部门之间的有效交流和合作,这样能够更好的提升技术成果的产品化和商品化。在此基础上,我们还应该在境外设立一些研发机构,对其进行有效的管理,提升技术开发的广泛性。
四、结语
综上所述,石油工程技术的有效创新能够提高石油工程的生产质量和生产效率,进一步提升石油工程技术的现代化发展和建设水平。为此,相关的人员应该充分的加强对石油工程技术的创新,对各个环节给予合理的完善和优化,促进石油工程更快更好的发展,也为社会经济的发展和建设提供积极的因素。
作者:张彦贵 单位:延长油田股份有限公司吴起采油厂
工程技术创新论文:石油工程技术创新探究
摘要:
近年来全球经济增速进一步放缓,受美元走势、欧债危机、中东国家政治动荡的诸多原因的影响,国际市场经济下行趋势概率较大。我国是国际市场的一员,一方面因为油气资源匮乏,市场需求迫使国家和企业不断加大尤其勘探开发力度;另一方面,全球性的油价低迷,造成下游的石油、石化企业的经营发展举步维艰。本文通过技术创新策略在石油工程的应用,分析研究油气企业走出低谷、促进发展的对策和办法。
关键词:
石油工程;技术创新;策略分析
当前,从国内外市场环境来看,传统的油气产品产能相对过剩,产品同质化现象严重,造成油价连续下跌,市场投资放缓。企业竞争日益激烈,如何在市场站稳脚跟,适应性常态,这就要求我国石油企业,瞄准国内石化市场高端产品紧缺,依赖进口,需求量大的有利空间,不断提高石油工程技术水平,深化改革,促进企业转型升级,创新发展。
1落后的工程技术现状与亟待解决的问题
(1)高科技的专业人力资源不足。石油企业是传统的能源工业的主要载体,在我国国企分量中占据很重要的比重,以中国石油天然气集团公司和中国石油化工集团公司为例,企业都是国家独资设立的国有企业,国家授权投资的机构和国家控股公司。两大国有企业都是由原来众多的油田管理局、勘探局等带有行政事业性质的单位,在市场经济条件下,通过转换经营机制,改头换面而来的企业,很大程度上按照计划经济体制的模式运行,企业工程技术资源的结构性矛盾十分突出。从大量工程技术人员的档案调查来看,初级、中级工程技术人员偏多,高科技水平的专业化人才稀少。
(2)运行机制落后创新体制不健全。目前,大多数石油企业工程的服务体系,还没有推向市场,运行机制落后。以中国石油化工集团公司为例,1983年由国务院下发《通知》成立后,1988年国务院会议决定,仍归国务院直属,1994年以石油化工研究所为依托建设炼油工艺和催化剂国家工程研究中心,2001年成立集团国际石油勘探公司,2014年石化集团通过了石化销售业务重组和混业经营的实施方案,无论是技术研发也好,经营也好,都是集团公通过内设机构来完成。与高效科学的市场研发体系无缘,缺乏资金支持和竞争机制,人力资源和投资环境,低效、重复、浪费严重。(3)市场信息管理不足,反应灵活性较低。我国的石油工业企业,在短短几十年里,取得了长足发展。以中石化为例,2011年收购OXY阿根廷资产成功交接;2012年收购美国Devon能源公司的5个页岩油气资产的1/3股份,不断开拓国际市场;但是在工程技术上,与发达国家的企业相比,还有相当大的差距。其主要原因是技术创新管理和研发流程不科学,市场信息管理有很大的不足,迟钝、闭塞等造成企业的市场的反应能力不强,管理低效。2解决问题的对策与建议(1)面向市场需求,加强从业人员的高新技术培训。全球经济一体化发展趋势,加速了我国石油企业国际化经营进度,在国际市场竞争日益激烈的情况下,石油企业的工程技术急需一支高素质的人才队伍。所以,要根据国内外市场的需求,加大优化人力资源配置的力度。一是严格岗位培训制度,提高现有从业人员的专业化水平;二是把人才聘用机制引入市场,实行凡进必考,优胜劣汰用人办法;三是石油企业与高校和科研院所携手,打造石油工程高新技术人才基地。
(2)多渠道筹措资金,加大科技创新的投入。不断地增加投入,是保障石油工程技术创新的物质基础,有了充足的经费,才能确保设备及时更新,提高国际市场的科研能力竞争水平。一方面国家要靠宏观调控的积极作用,为石油工程企业创造宽松的融资环境;另一方面石油工程企业要以自身的特色和优势,争取国际金融机构的支持,较大化提高市场融资水平;如中国石化股份公司2001年开始在上海证券交易所上市,当年就发行28亿股A股,募集资金108亿元。
(3)不断完善科技创新体制。创新是引领石油工程企业发展的及时动力,必须把创新摆在石油工程企业发展的核心位置;针对目前技术创新体制的弊端和不利因素,要深化改革,不断完善科技创新体制,构建以技术创新为目标的激励机制。抓住国家推进供给侧结构性改革的机遇,彻底解决石油工程企业实际存在的发展方式粗放、产业层不高、资源环境约束紧的迫切问题,使创新投入更多、转化更高效、模式多样化,大幅度增加石油工程企业的市场竞争力。
(4)打造国际化企业信息交流平台。随着石油工程企业的信息化程度越来越高,要在国家市场的竞争中立于不败之地,就要打造国际化企业信息交流平台,充分了解石油工程企业在市场的地位和技术能力,以利于取长补短和挖掘市场发展潜力。
结语
近年来,我国的石油工程企业受国际市场的影响,经营困难不断增加,这就需要增大投入,强化内功,以科技创新,增强市场竞争力,促进企业转型升级。
作者:吴蓓 刘莎莎 彭道平 单位:中国石油天然气有限责任公司华北油田分公司采油四厂
工程技术创新论文:石油工程技术创新研究
摘要:
我国是工业大国,而工业的发展离不开石油和其他重要能源的供应,因此,对于我国经济的发展,石油工程技术起着不容忽视的作用。近年来,各个行业的发展都需要丰富的石油资源来作为支撑,石油资源逐渐变得稀缺。在这种形势下,石油工程技术也必须不断的创新与发展,以满足当今倡导节约型社会的需求。本文主要对目前我国石油工程技术创新的现状和存在的问题作了相应的分析,并针对这些问题提出了一些策略,希望能为石油工程技术更好地创新发展提供一些参考。
关键词:
石油工程技术;创新策略;问题;措施
随着社会经济的发展,我国各个行业对于能源的需求量在不断增加,消耗了大量的石油资源。石油工业不仅能够有效促进经济的发展,对于国家和社会的稳定发展同样具有重要的作用。目前由于石油工程是通过长时期的发展,具有较长的历史,因此在技术上依然较为传统,这使石油工程技术无法跟上时代的发展,无法满足社会的发展需求。因此,要发展石油工业,并使石油支撑起社会各个行业的发展,必须要创新石油工程技术,改变传统的生产方式,提高企业的综合能力,促进社会发展。
1石油工程技术在创新中存在的问题
在社会不断发展、形势不断变换的今天,石油工程技术要满足时代的发展需求,必须要进行改革创新。目前石油工程技术在一定程度上有所改进,但总体来讲还存在很多的问题,这些问题主要表现如下:
1.1对石油工程的投资不够
我国在石油工程的投资商,相对于20世纪来说改善了不少,但依然不能满足如今科技研究的需求,对科技的发展和创新还有一定的制约作用。
1.2资源整合度较低
外部经济制度对于科技创新的资源影响较大,且科技投入资金或资源的利用具有重复性及封闭性,资源较为分散,利用率较低。在人力资源方面结构不平衡,中低层次的人才数量较多,但是高层次的人才十分缺乏,也限制了技术创新的高度。
1.3创新机制不够完善
从目前来看,我国石油工程的技术创新还没有实际意义上的创新,只是将责任放在技术开发部门,意在对技术改革进行调整,而不是真正的改革技术。这就意味着企业内没有形成真正有效的创新机制,影响着石油工程技术的革新。
1.4对市场敏感度不高
面对现在的瞬息万变的市场形势,石油工程对于技术创新的管理水平有限,在收集外部信息时,信息的性、性,对于市场变化的敏感度不高,影响到决策的合理性。
2石油工程技术的创新对策
创新石油工程技术,不仅可以为石油行业自身的开发与发展提供有效的支撑,还可以促进石油行业更好地为社会服务,满足社会的发展需求。因此,石油工程技术的创新具有极为重要的意义。在石油工程技术的创新上,具体可以采用以下措施:
2.1加大创新石油工程技术的投资
进行技术创新时需要消耗较多的人力物力等资源,因此需要提高对石油工程技术的相应投人,包括资金投人、政策支持、人力资源配置等。该措施的具体方式为先完善技术创新的投人体系、管理体制,保障投人的资源达到较大化的利用,发挥出较大的效益,并对风险进行管理,从各个方面丰富科技创新的融资方式并扩大融资范围,使其融资形式更加丰富,也在一定程度上降低了风险,技术创新即能够得到更多的资金支持及人力物力的配合,更好的实现技术创新。
2.2完善技术创新体制
在石油工程中,技术的创新是最为重要的部分之一,也是管理工作中的重点,因此,首先要完善相关的管理制度,才能为技术的创新提供有力的保障。具体表现为:先调查清楚企业内部因素的情况,如工程技术的水平、人员的配置、内部结构以及企业的财务状况等,然后根据调查的结果来制定相应的核心技术结构,找到侧重点,逐渐开发出新的技术,提高石油工程的技术水平。对现有的技术要进行优化,跟随时展的脚步,学习国外先进的技术,逐渐提高我国石油工程技术水平,促进石油工业和社会的发展。
2.3建立专业的技术团队
要创新技术,必然需要大量的专业技术人员,并保障资金的充足才能进行。技术人员的水平素质有着至关重要的作用。需要建立高素质的技术团队,并以市场需求作为指导方向,参考现代国际石油工程技术服务市场,将各类资源进行合理配置,优化资源整合,并通过定期进行培训、学习及组织交流活动及外派人才学习的方式使技术创新人员的技能水平、科研技术、服务质量、管理水平、创新能力等,有一个质的飞跃,并将其转化为经济创造力及综合竟争力。
3结束语
面对社会上众多的竞争和挑战,我国石油工业要在市场发展,必须要改革其技术,提高石油工程技术水平。由于石油工程技术的改革并非简单的一项技术改革,而是关系着整个社会的发展,因此需要采取一系列的措施来进行。无论是技术上,还是管理上,都需要进行创新,以开发更多先进的技术,最终满足石油市场和社会发展的需求,更好地服务于国家和社会。
作者:张翕 单位:长江大学
工程技术创新论文:石油工程技术创新探讨
摘要:
当前我国经济不断发展和进步,石油工程也随之取得到了快速的发展变化。如今,我国石油工程的发展是有目共睹的,石油是国家的重要能源,其重要性是不可言喻的,石油工程不仅能够促进经济的发展,更是国家安全和社会稳定的重要保障,对于国民经济的发展和社会的进步起到了积极的作用。所以必须要重视石油工程的技术创新问题,以便更好地促进这一行业的稳健发展。
关键词:
石油工程;技术创新;策略研究
1石油工程技术发展现状
1.1对各种科技资源欠缺有效的整合,人才供需矛盾逐渐加剧。
由于当前我国的石油工程在科技资源系统性完善上存在着较为突出的结构性矛盾,再加上原有的经济制度对其产生的影响,造成了石油工程方面科技资源被封闭使用和重复使用,其较为显著的影响就是资源逐渐分散,效率也显著下降,石油行业中技术服务的作用难以充分地发挥,也导致石油技术的创新能力无法显著提升。除此之外,由于在进行科技创新时在人才素质上存在着较多的劣势,人才主要层次还是处于初级和中级水平,高层次的创新人才十分匮乏,严重缺乏掌握世界前沿技术的专业性、高水准人才,最终造成石油工程技术缺乏综合性和创新性。
1.2针对市场的反应欠缺灵活性。
尽管在某种程度上,石油行业的发展促进了技术的更新,然而从整体角度上来看,整个石油行业中的技术与发达地区仍然存在着很大的差别,尤其是在高端技术上这种差别更加明显。在学习高端技术方面,仅仅局限于对技术的跟踪和模仿,无法形成对技术的彻底消化与吸收。所以也仅仅是拥有一些外观设计技术和技术含量非常低的实用型技术,无法对技术创新彻底加以有效把握。而且由于我国在石油工程技术创新中缺乏明晰的流程管理,在对信息的管理和决策上存在着较大的失误,这就造成了管理效率的地下,再加上信息决策的滞后性,无法对市场变化做出相应的调整与改变,因此存在着十分明显的低灵活性。
2石油工程技术要点研究
2.1油藏数值模拟技术。
该种技术主要是对油气田的开发以及油气藏的特征加以研究的一种技术,通过对其的分析研究,采取有效的措施对油气田的开采过程加以优化和调整,这对于有效提高油气藏的采收效率是极其有用的。
2.2采收率技术。
采收率主要反映了油气田的开采效果,采收率同时还是评价石油天然气资源能否得到有效利用的一个关键性指标。
2.3天然气开采技术。
由于天然气具有高效和清洁的性能,所以天然气的广泛使用可以改善我国当前的能源结构,对于生态环境的保护也有着非常显著的意义。当前随着天然气技术的不断发展与进步,其的广泛利用也逐渐受到了国家越来越多的关注与重视,当前随着天然气地区地质条件的复杂化以及开采深度的逐渐加深,而且正是由于目前天然气的开采深度不断加深、地质条件逐渐复杂,部分老区的挖掘难度也越来越大,所以开始在各个气田广泛推广使用低渗储层改造、复杂机构井、排液采气、增压开采等新技术。
2.4海上油气田开发技术。
我国针对海上油气田的勘探工作已经开始了很多年了,相较于陆地上的而言,我国的海上油气田开采率具有着十分广的发展前景,然而由于发展起步相对较晚,整体上的科研技术也较为落后,造成整个深水工程的技术能力仍然非常薄弱,没有核心技术做支持,对于外国技术又无法加以引进,因此在很大程度上与国外的发达地区相比差距一直较大。
3石油工程技术创新的策略探究
3.1气藏工程。
按照不同的地质特点和开采特征(如压力、产量、产油气水和气质情况等),可以把常规气藏气开采划分为无水气藏气井、有水气藏气井、低压气藏气井开采。
3.1.1无水气藏气井的开采。
天然气弹性能量是此种气藏的主要驱动方式,在开采过程中,除过会有少量的凝折水产生之外,气井基本上产纯气。
3.1.2运用大压差采气的优势来增加大小缝隙间的压差
将缝隙里的气排除出去,对于低渗透区的补给作用应当充分发挥,有效地降低低压层的作用,切实提升气藏的采气速度,充分满足生产的需要,对于井底应加以净化,改善井底的低渗透条件。
3.1.3采气速度应加以合理的确定。
在采气的早中期阶段,受到举升能力充足的影响,气井受到凝析液的作用并不是很大。确保合理的采气速度同时制定相应的开采制度,能够有效保障采气的安全平稳。有些气井由于渗滤条件不好加上井底遭受损害,就应当采用酸化压裂的方式加以预防。
3.2采气工程。
采气工程的整个系统较为复杂,它是以气藏工程的研究成果为基础的,每一个气田要进行开发和开采,都需要各个开采系统的紧密结合,系统之间相互作用、相互联系的过程也就是气藏进行开采和开发的过程。
3.3钻井工程。
这是落实石油勘探和开发目的的关键策略,也是实现油气生产、储量以及稳产的一大关键。石油钻井工程每取得一次进步,对于推动其的勘探和开发均有着积极的意义,而且钻井工程对于增加油气储量、降低成本消耗以及确保开发增产上均有着积极的促进作用。实现石油钻井,首先应落实好钻井前的准备工作,例如对井口的准备、各种设备的搬运、打基础以及对设备进行安装等;其次就是钻进,这一环的工序主要包括下钻、钻进、固井以及洗井测井等;灾后就是钻井的过程。在这一过程中,需要密切注意以下几点:当及时次开钻后,应当从地面钻出比较大的井眼,当达到一定的设计深度以后,再下表层套管。当第二次开钻后,停当从表层套管内用一些比较小的钻头加以继续钻进,结合底层的复杂情况再决定钻井的具体程度,当面临的地层复杂时,就应当继续下技术套管,当地层较为单一时,就可以钻到目的层后再下油层套管完井。第三次开钻时,要从技术套管内再用小一点的钻头往下钻进。直到钻到目的地层深度,下油层套管。
作者:柴利侠 单位:陕西省天然气股份有限公司
工程技术创新论文:岩土工程技术创新方法分析
摘要:
创新是一个民族的灵魂,岩土工程技术也需要创新,阐述了岩土工程技术的特点,根据其特点分析了岩土工程技术的现状,从创新技术的角度进行归纳总结,力求在技术创新的同时进行岩土工程的相关实践。
关键词:
岩土工程;技术创新;实践方法
我国岩土工程技术发展经历了70余年,近些年来,城市化步伐加快,高铁项目如火如荼,海底隧道终于实现,跨海大桥越来越多,这些都促使了岩土工程技术的迅速发展,使其逐渐发展成人类开天辟地、征服自然的不可或缺的技术手段。岩土工程的实践方法主要有理论分析和大量实验及实践,先进的现代化科学与技术为岩土工程创新提供了新的技术手段,但是无论如何发展,岩土工程技术与环境之间的矛盾永远存在,这一矛盾也是岩土技术的发展瓶颈,岩土技术的实施能够对环境造成影响;除此之外,自然环境、资源短缺等也会严重影响岩土工程技术的创新,如何解决这一矛盾,积极寻求可持续发展的岩土工程技术创新之路,寻求岩土工程技术与自然环境的平衡,值得我们深深的思考。
1岩土工程技术的特点
1.1施工地点和环节隐蔽。
岩土工程中有各种各样的施工技术,其中地下施工技术具有隐蔽性,这主要是指地下连续墙和桩基施工技术,在这两种施工技术中,不仅施工地点隐藏于地下,其中的施工环节和步骤也都具有隐蔽性。
1.2施工人员和环境复杂。
人为因素和环境因素是影响施工人员施工的主要原因,岩土工程工种比较多、施工人员在工地比较密集、施工前相关人员的准备工作量很大。因此,施工人员和施工环境比较复杂。例如:在施工现场,为了方便技术人员勘察、作业,减轻工作量,所有仪器设备都要尽量轻便灵活,以便于技术人员具体分析技术与桩型的匹配度。
1.3结构、材料、偏差控制严格。
严格性是岩土工程施工中必须体现的特点,以施工灌注柱为例,不仅要严格要求柱身材料强度,还要严格要求柱身结构,细致要求偏差,体现岩土工程施工的严格性。
2岩土工程技术的现状
2.1现浇混凝土管桩技术瓶颈。
现浇混凝土大直径管桩技术简称(PCC桩)技术,其是柔性桩技术,虽然造价低、易普及,但是桩身强度比较低,能够加固深度受限,施工后不易控制沉降。刚性桩桩身强度虽然高,加固深度也足够大,但是费用成本高,不易大面积推广。
2.2桩靴结构技术瓶颈。
预制桩尖和活瓣桩尖是沉管灌注桩桩尖的两种形式,反复使用性、经济性和施工方便是其主要特点,但活瓣桩靴程三角形分布,在施工中,三角形钢片应力集中,活瓣闭合不严,并且具有容易变形或者卡住、打开不及时等缺点,导致水或泥砂泄漏进入桩管,造成无法成柱和低质量成柱的风险。另外,在套管沉入地基之前,一般需要用铅丝或草绳将活瓣临时绑扎。预制桩靴能够有效地控制开闭问题,但是体积大、施工运输不便、造价高,不可重复利用,不宜推广。
2.3桩基抗液化排水困境。
现在施工技术采用的碎石桩技术,通过碎石桩的大空隙实现快速排水,从而减轻或者快速消散地震等因素产生的超净孔隙水压力对地基的破坏。碎石桩抗液化效果好,但是本身柔性大,桩基承载力有限,桩体容易变形,对于房屋等上体较大负荷的建筑而言不适合。房屋建筑普遍采用刚性地基,刚性桩变形小、承载力高几乎不能排水,无法保护地基,使地基在收到液化冲击时受到严重破坏。
2.4桥头跳车现象的困局。
高速公路桥头跳车不仅仅是我国岩土工程技术的难题,也是一个困扰世界的施工难题。造成桥头跳车的原因有两点:其一,地基土具有很大的压缩性、土质软、承载力差;其二,在对较高路堤填土时,会导致土重度很大。这两种现象造成的直接后果就是过大的施工后沉降。另外,桥梁由于采用桩基础,几乎没有沉降,桥与路之间不均匀地沉降,造成桥头跳车的困局。
3具体实践岩土工程技术创新的方法
3.1桩技术创新突破
3.1.1大直径混凝土空心桩技术。
桩端阻力和侧摩阻力是桩基承载力的主要来源,增加桩基的承载力可以通过增加桩管的侧面积和桩端的面积来实现。因此,创新研制大面积空心管桩,既可以减少混凝土的用量,又可以提高管桩的承载力,通过将柔性桩与刚性桩的优势进行互补来克服两种桩的缺陷,建造加固效果和控制沉降效果好、费用低的新型桩。新型复合空心桩基由7个部分组成,即混凝土分流器、防水活瓣桩靴、沉模装置、底盘、成模造浆器、加压振动头、塔架和卷扬机。大直径混凝土空心桩技术的创新性在于:大胆地采用两个固定同心,即环形桩基沉模装置有两个大直径钢管,成模造浆器设置在沉模装置底端和内侧外侧,目的是减少沉桩阻力。混凝土分流器安装在沉模装置上端,负责均匀浇筑混凝土,活瓣桩装置内外钢管之间的桩端底部,沉模装置下沉地基时,桩靴关闭,防止管腔进入泥水,上拔时打开。新型桩技术便操作,自动化程度高。
3.1.2石桩刚性抗液化桩基技术。
这种新型桩基技术既具有碎石桩的抗液化能力,又具有刚性桩承载能力,将强大的排水效果和高承载性能合二为一。其的创新思路建立在对刚性桩改进的基础之上,主要目的是让刚性桩基拥有排水能力,解决办法是在刚性桩中设置一条排水通道。排水通道是在刚性桩壁上打造出的一条凹槽,在凹槽内放置高性能排水材料,这样就实现了刚性管柱具有排水抗液化功能的设想。这种技术的创新亮点是刚柔桩基优缺点互补,在细致分析两种桩型优缺点之后,得到复合型桩基技术。
3.2桥头跳车装置创新技术。
目前,桥头跳车装置存在只能沉降、无法上升、精度难以控制的弊端,桥头跳车装置要求提出高精度、多方位的技术,通过此项技术可以针对桥面标高进行的降低或升高,从而消除桥头跳车的现象。此项技术创新运用了不同于平常的凹槽技术,让螺栓的底座和隔振垫连接,隔振垫又与螺栓上端的固定件连接,凹槽就设置在固定件下端面上,下端的凹槽与活动螺母上端的凹槽互相对应,形成圆圈状,活动滚珠被设置在两个凹槽咬合处。这样的改进设计明显增加了桥面标高的性,桥面能降能升,可使桥面标高适应路基沉降的变化,适用于各种地质条件下的桥梁结构,具有稳定的平衡性和协调性。
3.3GPS定位测量技术创新。
GPS定位测量技术主要是通过卫星群与地面接收站来完成信息的传达,这样的技术能够有效地提高施工效率。施工前,可以根据山地特征准备施工仪器与设备,制定合理的施工计划,这项技术同时能保障施工中所有设备的正常运转,保障拥有的勘探结果。
3.4计算机技术新应用。
CAD软件能够通过工程提供的数据在计算机上对地质和地形进行描绘,也能对相关数据进行采集、整理分析,因此这一功能被广泛采用。
4结束语
总之,随着社会经济的发展,岩土工程技术加大了创新力度,突破桩基技术难题,改进桥头装置技术,加强GPS定位测量技术的运用,增加计算机软件在岩土工程中的应用。除了这些技术,还有很多技术可以创新,本文就不一一列举了,希望以上建议能对岩土工程技术创新提供一定的帮助,为岩土工程技术创新提供有利的条件。
作者:张雪峰 杨建利 单位:辽宁省有色地质局一0一队
工程技术创新论文:建筑水电安装工程技术创新探索
1建筑工程水电安装现状及存在的问题
1.1管道的安装技术问题
在如今水电安装过程中,管道安装工作是至关重要的,其有很多问题亟待解决。首先,防水套环以及防水翼的制作工作与相关标准不相符,导致预埋管的水平程度不到位。其次,阀门的类型并未选择,阀门朝向存在问题,主干活接位置并未遵循规章,以及启闭安装灵活性差等问题。,排水横管方面,其坡度控制不到位,倒坡问题极为严重。
1.2卫生器具的安装技术问题
排水配件的质量是卫生器具安装中关键性的问题,同时,安装尺寸不符合规定的问题也在卫生器具与其他配件安装中普遍存在,而坐式大便器的排水口也并未按照规定进行安装。除此,电位联结卫生器具过程中,只是安装了PE接地线,而局部等电位联结并不完善,穿钢管敷设电位联结现象屡屡出现,电位联结在卫生间管道、穿楼板金属套管、管道金属支架等方面也并未体现。
1.3开关插座的安装技术问题
在安装开关、插座等部件时,其位置选定并没有根据用户的需要进行,并且其相关路线连接工作中,接错、误接等问题也屡见不鲜,这些都会很大程度上引起短路以及串联的问题出现,不但会埋下安全隐患,还会对人们的生命以及财产造成威胁。同时,安装强弱电平行布线时,其间隔距离与设计图不相符,300mm~500mm的终端间距无法保障,就使得弱点信号会被强电信号所干扰。
1.4消防安装技术的问题
在消防安装方面,自动喷淋、自动火灾报警、室内外消火栓、排烟送风这四部分是其主要系统,综合起来可以分为生活泵以及消防泵两种消防安装。其中,生活水泵在压力指示表设计施工中的智能程度达不到要求,导致其不能及时时间进行灭火与补水等工作。除此,风管漏风则是安装排烟风机过程中关键的问题,这就会导致管道井的阻力加强,进而使得排烟管失去作用,致使消防安装不健全。
1.5安全防护安装的技术问题
普及安全防护系统正在展开,一般情况下,业主的身份可以通过防盗报警的信号采集以及门磁开关传感器来进行确认,从而使得居民的人身财产安全得到有效保障,进一步提升安全水平。而在其安装时,求助报警信号往往由于其相关安全节点程序设计系统性不高、信号采集技术欠佳、信号处理系统敏高度不到位等问题而无法进行传达,也就丧失了及时报警的作用,无法达到保护人们人身财产安全的目的。
2建筑水电安装工程技术的新策略
2.1管道安装技术新策略
在核对建筑管道坡度过程中,一定要严格强化,可以通过相应加大建筑出口管道坡度的方式确保其坡度的更加均匀,同时,安装预埋地管道时,不能采用未经处理的松土,并且预检和常规管道试压工作必不可少,管道的1.5倍是其压力的大小。同时为了有效确保建筑给水质量水平,24h的游离氯消毒水滞留就要在建筑给水前进行。
2.2卫生器具安装技术新策略
为了防止建筑工程垃圾进入到各个排水口中而造成污染,就要在管道毛坯安装竣工后将各个管道开口处运用专用建筑橡皮塞进行封堵,并且保障坐便器、浴缸、地漏等卫生器具的排水口处已被封堵。同时,为了确保更加完善健全的卫生器具安装技术,在安装卫生器具与坡度施工过程中,管道通球试验也必不可少,管道直径的3/4是其实验中木球或皮球的直径大小,其试验要在木球或皮球通过管道且并未堵塞渗漏时才能停止。除此以外,电位联结卫生器具时,安全保护措施中,漏电保护器和电位联结是有所差异的,万万不可代替使用,并且,因为套管直接接触底板钢筋,所以即使其与管道间填充物都没有导电性,但是一旦人脚接触后,会使得电位差形成,鉴于此,电位联结工作亟待完善。
2.3开关插座安装技术新策略
有效掌控家电的标高、固定件的固定间距、墙距、高度等方面都是建筑水电安装过程中需要关注的。其中,不但要保障上下两层统一轴线误差的范围在50mm,同时,若是开关与插座处于同一居室内,就要控制器标高偏差在15mm以内,也要确保门后位置没有安装开关以及插座等部件。与此同时,水电安装开关的方向要统一,其标准是向下是开启,并且要保障箱盒内方木数量大于等于10cm时在进行开关、插座接线。
2.4消防安装技术新策略
为了有效监督水压以及子系统保压的工作,确保试水工作顺利进行,在建筑靠近户内管道的地方安装压力表必不可少。同时,消防栓和外墙的距离是安装消防栓时至关重要的内容,一定要确保其距离在5m~40m之间,并要求其与路边距离在2m之内。除此,根据双速风机控制理念,将自动与手动开关按键设置于控制箱上,地启、停高、低速的排风挡也要相应设计健全,从而使得火灾信号可以在其低速运转时能够被捕捉,促使高速排烟挡运转,并且为了使得消防安装更加有效,施工中的直流开关试验不可或缺。
2.5安全防护安装技术新策略
将安全防护的节点程序采用NeuronC语言编写,并运用NobeBuilder节点工具进行安全防护调试,LonWorks总线技术对智能建筑安全防护系统进行有效的设计。远程计算机监控工作的多路报警信号检测设置便可以由特定路由器开展。
3结语
众所周知,在建筑工程中,其水电安装尤为重要,为了能够切实保障人们的生命财产安全,不但要对其相关问题进行处理,还要使得其水电安装技术不断完善,有所突破。也只有如此,人们的生活环境才能更加舒适温馨。
作者:吴昊 单位:山东方明建设集团有限公司
工程技术创新论文:石油工程技术创新措施
一、提高技术创新投入
进行技术创新时需要消耗较多的人力物力等资源,因此需要提高对石油工程技术的相应投入,包括资金投入、政策支持、人力资源配置等。该措施的具体方式为先完善技术创新的投入体系、管理体制,保障投入的资源达到较大化的利用,发挥出较大的效益,并对风险进行管理,从各个方面丰富科技创新的融资方式并扩大融资范围,使其融资形式更加丰富,也在一定程度上降低了风险,技术创新即能够得到更多的资金支持及人力物力的配合,更好的实现技术创新。
二、完善技术创新体制
技术创新作为石油工程的重要组成部分,其也属于管理工作中的重要内容,因此需要对管理体制进行完善与优化,保障技术创新的外部环境稳定。具体方法为先调查并掌握企业的各项因素,包括工程技术水平、内部组织结构、人员配置、财务状况等,组织专业人员构建技术创新的核心。根据企业调查分析的结果制定出核心技术的结构,确认技术创新的侧重点,循序渐进的开发新技术,提高主要技术水平,优化适用技术,紧跟现代技术发展的潮流,学习或者引进先进技术,逐步将创新技术、核心技术及特色的作用发挥出来,并以此为基础不断的将优势转化为企业的综合实力及强大的市场竞争力。
三、建立技术团队
技术的创新需要许多技术人员进行共同合作,投入大量物力后才能实现。技术人员的水平素质有着至关重要的作用。需要建立高素质的技术团队,并以市场需求作为指导方向,参考现代国际石油工程技术服务市场,将各类资源进行合理配置,优化资源整合,并通过定期进行培训、学习及组织交流活动及外派人才学习的方式使技术创新人员的技能水平、科研技术、服务质量、管理水平、创新能力等,有一个质的飞跃,并将其转化为经济创造力及综合竞争力。另外培训时,培训学习的内容除了技术方面的知识外,还需要加强思想认识教育,培养技术人员的创新意识及责任精神,使之具备较强的创新精神,积极的进行技术革新的研究工作并开拓创新思路。
四、完善人力资源管理制度
企业人力资源的管理的水平直接关系到人员的工作效率及是否能够较大化的将其能力发挥出来,对企业综合实力的影响巨大。因此需要对其予以高度的重视,完善人力资源的管理制度,对各个项目及工作岗位均实现优化资源配置。先对本企业的人力资本,包括人员的数量、学历、经验水平、技术特点及个人特征等,尽行的盘查,根据上述信息对人员配置进行合理的计划安排,是各个技术人员都能在合适的岗位上,发挥出自己的能力。在技术创新的外部环境方面,需要建立良好的科研环境,尊重知识,尊重人才,使之更有信任感、归属感,提高科研人员的待遇,调动起工作的积极性。
五、注重技术与商业价值的转换
加强对于外国先进科学技术的交流与学习,以开放的态度面对技术交流活动,并依此进行科学技术的研究。各个部门也需要相互合作、积极配合,保持良好的默契,将新型的科技转化为生产力,进行实际的生产,创造更多的经济效益,发挥出新型科技的实质意义及作用。
六、总结
在市场经济的冲击下,现代石油工业的竞争也十分激烈,石油的技术革命也在不断进行着。在面对国内市场的冲击或者国际市场的挑战中,中国的石油企业需要在工程技术上进行有效的创新与改革,而该项工程技术的改革是一个系统的工程,需要实施一系列的措施。包括技术层面、管理层面及制度上的各项措施,逐步开发出具有较强优势的技术,不断的提高市场竞争力,才能更好的把握发展机遇,更好的进行生产活动,服务于社会,在激烈的市场竞争中立于不败之地。
作者:刘辉 单位:吉林油田分公司长春采油厂
工程技术创新论文:化学工程技术创新在石化工业装置实践研究
摘要:化学工程技术是石油工业发展的重要基础,其技术的创新和发展对推动整个石化行业发展有着重要的意义。化学工程技术能有效解决石化工业装置建设中的问题,并且能对其进行改造,让石化工业得到更好的发展。本文主要通过讲述石化工业装置中关于工业炉的改造,以体现化学工程创新在其中的意义。
关键词:化学工程;技术创新;石化工业;装置建设
引言
化学工程是研究化学工业为代表的,是对石化工业的生产过程中有关化学过程与物理过程的原理和规律进行研究,并利用这些规律来解决工业装置的建设。随着石化工业的不断发展,石化工业所涉及的范围也越来越广,因此重视化学工程技术的创新,并在石化工业装置建设中得到实践与发展是非常必要的。而同时,随着石化工业装置建设的发展,化学工程技术创新提供了必要的条件。
一、石化工业装置建设中的主要改造的部分
在石化工业装置中,工业炉是整个生产工艺中的重点设备,无论是炼油、有机原料的炼成和合成树脂的工艺都需要借助不同工业炉完成。比如在炼油中,最为常见的石化工业装置有裂解炉、转化炉和加热炉等。它们能够按照不同的作用,不同的工艺要求,发挥不同的效果。但目前大多数的石化工业装置仍然是根据其外形将工业炉分为五类:
1.管式加热炉:按形状分为圆筒炉、立式炉、箱型炉。管式炉炉体一般由钢架及筒体(或箱体)组成,炉内衬有耐火材料和隔热材料,还有炉管系统、炉配件和烟囱等部分。根据其受热形式有纯辐射式和辐射-对流式。管式加热炉是石油化工行业最常用的炉型,以后各节主要围绕管式加热炉展开介绍。
2.立式反应炉:这类炉的炉体基本上是受压容器,如甲烷化炉、中(低)温变换炉、气化炉、二段转化炉等;另一部分类似平顶(底)或锥形顶(底)的常压容器,如沸腾炉、蓄热炉、煤气发生炉等,炉体多数均有复杂的内件和衬耐火材料,催化剂填料等。
3.卧式旋转反应炉:炉体呈卧式旋转筒体,内部装有螺旋输运器或加热炉管,外部有传动及减速装置,如HF旋转反应炉等。
4.带传动、升降投料装置的反应炉:这类炉设备类似容器,但外部有投料提升装置,炉内有内衬或砌筑耐火和隔热材料,如电热炉等。
5.其他工业炉:焚烧炉:用于废气、废液、废渣的焚烧。将其中有害物质经焚烧转化为无害物质排出。如污泥焚烧炉、硫磺回收装置焚烧炉。干燥炉:用于干燥工艺物料。热载体炉:塑料厂用的较多。当化学工程技术得到创新,石油化工装置也需要做出相应的改变,以发挥化学工程技术的作用,提升自我生产率。所以为了进一步提升我国石油工业事业的发展,并且配合化学工程技术的创新发展,石化工业装置的主体——工业炉也应该进行相应的改造。
二、化学工程技术创新在炼油方面的实践与进展
1.催化裂化技术
在炼油装置中的创新体现催化裂化是石油炼制过程之一,是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应,转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。催化裂化的主要工程需要在裂解炉中完成,裂解炉,主要以石油馏分为原料,进行热裂解生产烯烃,其结构特征为:立管加热裂解炉。裂解炉大多数为立式钢架结构炉体,将几种不同管径组合成一组,炉底有油气联合喷嘴;对流室在顶部,为卧式盘管,预热原料或燃料等。如今催化裂化技术已经成为石化工业装置建设中的核心技术,是石化工业炼油都需要用到的一种方式。在这项技术中就体现了许多化学工程技术的创新之处,如自动开发的高效雾化喷嘴,PV高效旋风分离器、油浆旋液除尘和烟气能量回收等。这些技术的创新与使用,很好的解决了炼油中长期存在的回收烟气压力、取出多余热量等难题。有效的提升了炼油的效率和环保性,让炼油取得了更好的经济效益。
2.炼油装置
炼油装置中的核心部分为常压装置,是处理炼油的重要装置。能有效提升其处理能力,降低能耗,提升拔除率。镇海炼化与SEI对炼油装置大型化开发应用了一系列化学工程创新技术,如在两段闪蒸、三级蒸馏节能型常压蒸馏技术应用其中,并使用真空技术来降低低压降、高减压的拔除率,是其研发出的炼油装置成为目前国内较大的长减压装置。经过实际的投入运用,该常减压设置的处理能力达到了102%,总拔除率达到了79.12%,整个装置的能耗量低至每吨11千克标油。
3.催化重整技术创新
在炼油装置中的体现催化重整是在催化剂的作用下,对油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程。石油在炼制的过程中需要在加热、氢压和催化剂发挥作用的共同环境中,让原油中蒸馏所得的轻汽油馏分转变成富含芳烃的高辛烷值汽油,并副产液化石油气和氢气的过程。催化重整中可以用作汽油调合组分,也可以使用芳烃抽提制取苯、甲苯和二甲苯,副产的氢气是炼油厂中重要的氢气来源。需要注意的是,制氢装置转化炉的结果与其他工业炉的结构不同,炉管里都装有催化剂,并在关于制氢反应过程是在炉管内完成的。炉内温度较高,达到1000°C,反应介质出口温度为800°C左右。而催化重整技术的创新主要是在其中应用了新型再生器催化剂分布器,能均匀的分布下料,有效提升反应器的利用率和催化剂的再生治疗。该技术在进气方式及气体分配流动技术也有所创新改进,通过改善气体的轴向及径向分流的均匀性及提升了气体在径向床成内的压力降和气体在轴向的压力分布情况。这些技术方面的创新都有助于提升整个催化重整技术的效果。
4.新型塔板、填料和冷换设备
在改进炼油中相关的化学工程技术中,选择合适的材料能有效保障创新技术的效果发挥,并能帮助炼油厂的合理成本管理。新型规整的填料或乱堆填料已经成为催化裂化中吸收稳定塔和常减压塔的主要材料。高效换热器也已经成为常减压装置的主要构件,其能很好的回收烟气热能,将热炉热效率提升到90%以上。此外,表面蒸发冷凝器、表面多孔管换热器也已经在炼油装置中得到广泛的应用与普及。
三、化学工程技术创新在有机原料方面
1.乙烯成套技术
自“九五”计划以来,我国乙烯事业就开始快速的发展,仅2000年中国石化集团公司的乙烯产量就达到287×104t,并且在乙烯成套技术方面有了很好的创新和发展。石化股份公司对裂解炉和分离工艺技术进行了创新改进,通过在文丘里管流量控制技术对裂解原料在众多的辐射段炉管中的流量实现了精密的均匀分布控制;应用“湿壁”模型解决了废热锅炉结焦的问题。此外,在底部供热和侧壁供热中是由辐射段,建立有效的供热模式系统,让供热更快、更为均匀。乙烯分离技术一直是化学工程技术集中度非常密集的一个范围,并且对于乙烯大型化节能效果与深冷条件都有着非常严苛的要求。通过对该技术的不断研究与创新,在通过多种考虑后,石化公司选择中型乙烯作为乙烯分离技术创新、改进的切入点。如今该项技术已经成功的在石油化工中得到使用。
2.甲苯歧化和烷基转移成套技术
甲苯歧化和烷基转移技术是芳烃技术中的一个重要组成单元,是满足石油化工对二甲苯需求的有效的措施之一。上海石油化工研究将HAT系列作为催化剂,并以此为基础研制出大型轴向固定床反应器和反应器进口气体分布器,以提升甲苯歧化反应的效率,并提升对二甲苯的回收率,满足了石油化工对二甲苯日渐增大的需求。如今一套甲苯歧化和烷基转移成套技术所使用的40×104t/a已经安全、稳定的使用了6年。
3.苯乙烯成套技术
在苯脱氢制成苯乙烯的成套技术中,乙苯脱氢轴径向反应器是该项技术的创新点。对反应器中的原料与反应物料流向进行更合理、更环保、更节约的改进,能降低对催化剂的使用量,并提升乙苯烯的制成率。华东理工大学在6×104t/a和10×4t/a的反应器中进行多次实验后,终于建立了两维气体的数学模型,并计算出反应器入口处轴向催化器的气封高度。另外,也有研究发现使用新型的高效静态混合器,是解决原有反应器入口处乙苯与水蒸气在高温和高速流动状态发生的质量偏离及乙苯脱氢转化率偏低的问题的好方式。
4.化工型MTBE合成及裂解一体化成套技术
化工型MTBE合成及裂解一体化技术为制出高纯度的聚合级异丁烯,上海石油化工研究院就以下两点进行了创新:(1)使用带有环柱形催化剂装填构件,以实现深液层塔盘的催化蒸馏技术的使用;(2)在预反应器中是由外循环工艺,改变床层抽出的位置。这两点的创新抓住了化工型MTBE合成及裂成一体化技术的关键所在,因此其所发生的效果也是颠覆性的。在MTBE裂解单元中使用固体酸裂解工艺技术,并适当的放大固定床反应器,并对裂解产物分离和精馏塔系进行合理的设计。目前该项技术已经得到很好的使用,以燕化公司为例,其所生产的高纯度异丁烯很好的与丁基橡胶合成。
结论
化学工程技术的创新对石化工业装置建设的发展发挥着重要的促进作用,但也正是因为石化工程装置建设要不断满足市场的需求,不断自我发展,自我突破,才为化学工程技术提供了良好创新环境。二者相辅相成,相互促进。所以只有不断注重化学工程技术的创新,重视合理的引进、吸收国外的经验,并根据本国的国情与条件进行合理的研究,是能有发现好的创新点,大大提升化学工程技术的效率。
作者:黄赞发 单位:九江检安石化工程有限公司
工程技术创新论文:铁路工程技术创新与管理体制
铁路工程项目是铁路行业技术创新的重要载体,主要分为三个层面:一是政府层面的项目,由铁路建设主管部门进行立项,并由申报项目的主体实施技术创新,这里的主体主要是指业主单位或设计单位牵头,施工单位和工程咨询单位参与;二是企业层面的项目,由参与铁路工程项目的企业内部立项并提供资金支持,主要包括设计单位、施工单位、材料供应商、设备供应商、工程咨询单位等,依托工程项目实施技术创新;三是项目层面,由铁路工程项目建设经费支持,通过铁路工程项目的各个实施主体,联合科研机构、高等院校等合作单位,共同实施技术创新。
联合攻关铁路工程项目技术创新过程具有多主体参与特性,不同主体在不同阶段所发挥的作用不同,业主参与技术创新全过程并发挥着主导作用(Lampel,Millertetal.1996)。因受工程项目建设周期的制约,铁路工程项目技术创新具有明确的时间约束性,其阶段划分与项目阶段的划分紧密相连。铁路工程项目的可行性研究阶段,主要由科研院所和高等院校参与技术创新,负责攻克在项目实施过程中可能遇到的技术创新难题,为项目正式立项、开工实施做好充足的技术准备;工程项目设计阶段主要由设计院进行技术创新活动,根据工程实际的需求选择合理的设计理念和方案;项目建设期是参与主体最多的阶段,各类承包商在同一时间不同空间共同完成项目,需要在各司其责的同时相互协作创新。
试验先行试验先行是指在铁路工程项目实施过程中,通过科研项目立项,研究铁路工程实施过程中亟待解决的技术问题,并通过现场试验等方式,检验科研成果的科学性和性。武广高速铁路联调联试内容涵盖主要专业领域,共完成17大项、400多个子项、4000多个参数项的测试工作。特别是进行了4种无砟轨道型式测试与验证、重联条件下的动车组持续高速运行、隧道内气动效应与隧道内列车空气动力学性能、弹性链接悬挂方式下的高速双弓受流、持续高速运行条件下列车关键受力件的安全性与性和我国研发的新型CTCS-3级列控系统的测试与验证。
成果共享由于当前铁路建设投资体制和管理体制的特点(孙永福,2004),铁路工程项目技术创新与行业层面的技术创新没有办法区分,工程项目上的技术创新成果,可能应用到其他的工程项目上;而其他工程项目上的技术创新成果也有可能为本项目所采用。
铁路工程项目技术创新模式
技术创新模式可以用多种不同的模型进行描述,如技术推动模型、需求拉动模型、交互模型等(吴贵生、,2009)。铁路工程项目技术创新是国家宏观需求与工程需求拉动的结果,是典型的需求拉动模型,如图1所示,包括创新构想产生、创新选题提炼、关键技术攻关、系列技术集成和科研成果应用等主要环节。铁路工程项目技术创新的阶段划分与工程项目的阶段划分并不一致,而是存在一定的交叉。同时,不同于工程项目的一次性过程,技术创新的过程是动态循环的过程。
(一)创新构想产生对于铁路工程项目来说,创新构想的产生最为集中地体现在项目的前期决策阶段。创新需求的产生,最初是从建设单位和设计院开始的,作为建设单位的铁道部和铁路局,从整个经济社会发展需求的考虑,考虑整体项目的技术标准和技术体系,设计院将建设单位的建设愿景转变为蓝图,在勘察设计过程中就必须考虑到如何实现的问题。当然,在项目决策和设计过程中,施工单位也可能作为参与单位提前介入。招投标阶段以后,施工单位会进一步细化施工组织设计,对设计图纸中提到的设计标准,考虑通过创新的施工工艺、材料、设备加以完成;在工程施工过程中,还可能发生一些计划外的情况,要求项目目标进行调整,这些都是技术创新构想产生的前提。
(二)创新选题提炼创新选题的提炼,首先应为铁路行业持续、协调、快速发展提供技术支持,具有行业经验丰富水平,能够形成核心竞争力。同时,为重、难点铁路工程提供技术保障,能够显著提升工艺水平和施工能力,保障安全生产,具有明显的经济效益和社会效益。第三,新技术推广项目技术先进、成熟、适用,具有普遍推广意义,且推广应用后,能够形成示范效应。
(三)关键技术攻关关键技术攻关是指各个创新主体在明确各自技术创新任务的基础上,通过自身的技术创新子网络,对铁路工程项目技术创新的选题进行进一步细化,确定关键技术攻关的方向、技术路线,并依托项目,对关键技术进行研究,以使关键技术取得突破性进展的整个过程。关键技术攻关的主要任务是解决工程项目设计方案中尚未解决的技术难题,包括对施工工艺的试验与研究、新材料新设备的研发与试制等。关键技术攻关主要在勘察设计后期和施工的前期进行。
(四)系列技术集成系列技术集成是指按照一定的技术原理或功能目的,将两个或两个以上的单项技术通过重组而获得具有统一整体功能的新技术的创造方法(Tidd,Bessantetal.2005)。它往往可以实现单个技术实现不了的技术需求目的。铁路工程项目技术创新是一个复杂的系统工程,涉及多个技术领域,所涉及的技术问题具有跨学科与交叉学科的特点。铁路工程技术通常不能被分解为彼此独立的功能模块进行分别生产和组合,而必须依靠系列技术的有机集成才能够实现。
(五)科研成果应用科研成果应用是指以新建项目和技术改造项目为依托,将各方创新所形成的各项科研成果,在进行技术评审、试验研究、联调联试等多种手段,促进科研成果在工程中的应用,解决铁路建设与运营过程中的工程实际问题,提升技术集成能力,使得技术创新带来的新技术效应能够在工程项目中得到体现,同时对新技术的创新性、稳定性和经济性进行科学的评价,利于进行进一步优化的过程。科研成果应用主要是在施工阶段进行。
技术创新运行管理机制
为保障面向铁路工程项目的技术创新的顺利运行,需要建立决策科学、激励驱动、协同合作、动态反馈的良性运行管理机制。
(一)决策机制建立决策机制,首先在于明确铁路工程项目业主的法人实体地位,使之在技术创新决策中起主导和组织者、需求者的作用,铁道部代表国家进行宏观调控;同时,完善决策程序,建立制度化的决策体系,组建决策咨询机构,负责技术方案内部论证;第三,建立和完善外部评估制度,对于重大铁路工程项目,应在内部论证基础上由独立的第三方进行评估。
(二)激励机制首先建立优胜劣汰机制,体现在选择技术创新合作伙伴时,通过竞标等方式择挑选择合作单位。第二,建立过程奖励机制,在合作过程中业主不断对技术创新过程进行跟踪评价,对于完成阶段性目标的给予奖励,没有完成阶段性目标,查明原因并采取补救措施。第三,建立团队技术创新绩效与个人奖励挂钩机制,团队产生的创新成果不但奖励团队,还要奖励个人,激励个人充分融入团队进行协同创新。第四,重视精神奖励,注重加强创新文化建设,提倡相互协作、团队努力以及和谐共赢的文化风气。注重以人为本,注重对基层技术人员的培养与支持,关注他们的需求。
(三)协调机制首先,构建公平的利益分配机制,按照“利益均沾,风险均担”的原则,根据参与主体投入的资源和承担的风险来进行利益分配。第二,建立有效的磋商机制,通过有效磋商,合作各方可以取得效益贡献的平衡。第三,建立畅通的利益表达机制,利益表达重点关注参与者和独立要素的利益诉求,确保他们的利益诉求得到充分的尊重和理解(Maurer2010)。第四,建立合理的利益补偿机制,在合作中获益较多的伙伴给获益较少的伙伴以一定量的利益补偿,该利益补偿量可以预先确定。
(四)评价机制首先建立科学完善的评价体系,包括评价主体、评价客体、指标体系、评价标准、评价方法、评价程序等要素。第二,建立业主评审机制,科研任务下达后,业主应根据合同对技术创新的过程进行动态评价,以便调整针对性的激励和协调措施,科研任务完成后,应组织专家对技术创新成果进行审查论证和评估,确保科技试验的立论科学合理、方向正确、先进实用。第三,建立技术创新成果的第三方评审机制,构建若干个独立的第三方评审认证机构和检验检测机构,形成公开、公平、公正的市场竞争机制,确保认证机构的公正性。
结语
铁路工程项目作为技术创新的前沿阵地和应用载体,如何保障其创新的能力和效率,具有重要意义。面向铁路工程项目的技术创新管理模式,通过机制的运行,为铁路工程项目的顺利推进提供了坚实的保障。面向铁路工程项目的技术创新管理模式,是在实践中提炼出来的管理理论,在今后的技术创新实践中,应继续转变政府职能,完善运行机制,构建面向铁路工程项目的技术创新平台,不断创新面向铁路工程项目的技术创新管理模式。
作者:张镇森王孟钧陆洋单位:中南大学土木工程学院
工程技术创新论文:石油工程技术创新之我见
摘要:随着经济全球化的发展,世界各国的经济迅猛发展,石油资源的“存库”在慢慢的减少,这使中国在不可再生资源的方面面临着严峻的问题。所以我国应该在石油工程技术领域创新思维,充分重视石油资源的研发探究。
关键词:石油;工程技术;创新的新策略
我国是石油大国,经济的发展促使石油行业推动我国在国际经济上的地位,同时也比许看到我国石油资源在迅速的骤减。采用有效合理的提取石油方法对减少对石油资源的浪费越来越重要。在对提取石油方法的工程技术上,我国的工艺方法还较为陈旧,这就降低了提取石油资源的效率,我国必须要从提取石油资源方面的技术着手探究。
1石油工程技术发展存在的问题
我国对石油提取技术的开发领域存在若干问题。及时,我国政府在发展之初在对石油提取技术上的开发没有过多的重视,从而不能够满足国家对于石油的整体需求,所以就形成了生产力的严重滞后,也阻碍了石油方面的技术改革。第二,我国对提取石油的利用率构不成正比。客观上我国的石油资源的分布不够集中,零散在各处,一些油田的开采规模小,开采效率低。石油资源没有达到充分的利用。第三,对于石油工程的管理机制问题,有处于迟缓的状态。新型的技术和管理上的研发使用对于石油开发是至关重要的。如果石油开发在对内的管理制度上没有突破性的改革,就会使整个石油工程长时间的处于一个止步不前的状态,这对石油工程发展是不利的。第四,石油需求的盲目认知。社会对于石油需求程度的调查信息具有调查方向性的不明确性,信息资料的整体性缺失等等。这些问题会给石油工程的内部工作人员的判断带来迷失感。会使工作人员对市场的需求方向无从下手,从而影响了石油技术的发展。
2在石油研发中应注重的创新策略
(1)不断探索和建立石油创新发展体系
对于不同行业,不同技术的研发,创新的重要性显得尤其的重要,只有创新,才会有突破,只有创新才有新技术的出现。所以创新实在石油工程上的及时步,也是最主要的一步。我国的石油工程技术发展机遇与挑战并存。在发展战略选择上应以国家勘探开发总体目标和石油公司发展战略目标为核心,围绕勘探开发重点领域中的关键瓶颈和难题,加强核心装备研发与制造,培育占领技术制高点的战略性技术,提高油气勘探开发工程技术的保障能力和国际竞争力。
(2)建立一个全球化的多元化交流平台
在当今经济全球化的形势下,我国的石油工程技术需要有面向世界资源的更广泛的发展。这就需要紧密跟踪全世界在石油工程上的近期信息及需求问题,就需要建立一个国际性的含有多元化的信息交流的模式。这样能够的知道,石油在全球的市场地位及所需技术含量高低的近期消息。同时能够跟其他国进行管理和技术上的交流,能够取长补短。促进各国的石油发展。牢牢抓住国家发展的大机遇,使石油行业的发展得到更多的新技术,注入更多的新鲜血液。(3)在对石油工程技术的发展同时,提高相关人员全方面技能的培训在我国经济高速发展的同时,我国各个行业,尤其是石油工程方面的从业人员,需要有高素质,高技能的工作人员,这也是当前最急迫的问题。对于劳动力质量的提升问题成为了我国面对的重中之重对象。在某个程度上加强对石油工程研发团队的管理能力和针对优化人员要做好对人员上岗工作的培训问题,及从社会中实行众多取优的原则以及在教育机构上对石油工程未来人才的不间断培养。促进石油工程技术的发展进程。(4)工程技术的创新是行业发展创新的活力在众多创新领域中,工程技术的创新难度较大,同时也是对行业发展创新影响较大的一个重要方面。要积极引入世界新型技术到传统的石油勘探开采及炼制领域。如:新材料技术、信息及通讯技术、自动化及智能化技术以及环境友好技术和资源综合利用技术等。在未来石油工程技术中更好的体现跨行业技术的融合,进一步推动石油工程技术的变革。(5)加大对工程发展的人力、物力、财力投入力度在对石油工程等各方面的发展过程中,我国应在研发技术中投入更多的人力和资金,给石油工程的研发创造一个良好的环境。与此同时,政府对企业机构要有政策指导,使石油工程相关的部门能够有足量的资金去研发。有了足量的资金环境,石油工程技术研发团队才能及时的更新投入使用的设备。在其中石油企业内部对资金也要有个合理的管理,使我国石油工程技术得到更快的更新和提高。
3结语
结合上面所述,我们能够看出,对于我国的石油工程的发展还需要做出很多努力。我们应充分认识到为我国的石油工程得到更好的发展,就必须要坚持改革和创新。石油工业的发展关系到整个社会的经济发展,关系到我国在国际经济上的地位。所以发展我国的石油工程技术是刻不容缓的。不管是在石油技术的改革还是对于工程内部管理的提升都需要创新突破。
作者:王泽 单位:中石油辽河油田分公司冷家油田开发公司
工程技术创新论文:公路养护施工中工程技术创新
摘要:公路是现代城市的一个基础工程,其对城市的经济发展会造成直接影响,如何提升公路工程质量已经成为一个关键问题。公路养护是公路工程施工中的一项基本工作,因此,对公路养护施工技术进行创新研究已经成为公路养护施工过程中的一项必要工作。
关键词:公路养护;施工工程;技术创新公路工程是现代城市的一个重要构成部分,在不断发展过程中,对公路的外观、功能等各个方面都提出了更高的要求,为了使公路工程的质量可以达到要求标准,对公路进行养护是必要。公路养护施工具有综合性、专业性,对技术、人才等多个方面都有着严格要求,因此要想加强对该方面的分析。
1公路养护施工过程
1.1准备工作
公路养护施工中,前期准备工作会对后期产生一定程度的影响。前期准备工作的关键是要做好养护材料的选择与准备,同时也要做好相应组织工作。选择高质量的施工材料是确保养护质量能够得到要求的前提[1]。此外,在公路工程养护过程中,还要明确施工组织,包括完善设计方案、安全措施、有效监督制度等。只有明确施工人员的工作,将责任落实都每个施工人员身上,才能确保养护施工的顺利进行。
1.2施工期间养护工作
施工期间养护工作的重点内容主要有以下几点:①放样阶段的养护施工,施工期间,作为施工方不仅要依据公路的实际情况,对路基等部门进行放样,并且要加强管理与监督等各项工作,从而为后续工作的开展提供有利的支持。②恢复定线,该阶段会受到许多因素影响,包括检验、复制。③路基放样,高质量的路基是确保公路寿命能够达到要求的基础[2]。路基放样主要包括:路桩修筑、半挖路堤等多项内容。依据施工图纸对施工方案进行检测与标注,确保施工本身的性与合理性。
1.3公路施工阶段养护
对于已经投入使用的公路来说,虽然有先进的质量和技术作为较为的施工材料,但是在公路投入施工后,仍然需要良好的养护手段,提高工程质量,从而使公路在具体使用过程中可以发挥出应有的作用。公路在使用期间的养护需要具有针对性,依据公路上通过的车辆、承载能力等各项因素,进行针对性养护管理,延长公路寿命。公路工期做好相应的养护工作,降低安全事故的发
2公路养护施工技术创新
2.1雾封层公路养护施工技术创新
公路养护施工过程中需要考虑工程的经济价值,要确保公路养护施工具有现实意义。公路工程养护施工中,一方面要对养护的质量情况进行重点考虑,另一方面还要在条件允许的情况下,不断对施工方案进行优化,对成本进行优化,雾封层公路养护技术就是目前公路工程养护施工过程中比较常用的一项技术,将其合理的应用在公路养护施工中,可以使公路的质量得到大幅度提高[3]。具体实施期间,利用少量稀释后的乳化沥青喷洒在需要养护的公路表面,通过该方式,可以降低公路表面的摩擦系数,从而达到养护公路的目的。为了确保养护工作的顺利开展,应当对公路表面进行一系列的降温处理,养护工作好在相对干燥的环境下开展,尽量避开雷雨天气。公路养护应当从不同的技术角度出发,最终形成质量、成本、效果三者的协同效应,公路施工应当与养护工作两者紧密结合在一起,通过该方式,使公路养护技术水平能够得到进一步提升。在具体实施过程中,要保障每个环节的技术指标都合理,提高技术控制能力。
2.2废旧沥青混合料再生技术
废旧沥青混合料再生技术一方面可以使公路的养护成本得到合理控制,另一方面也可以减少公路养护施工过程中资源的使用量,从而达到保护生态环境的目的。对废旧沥青混合料在再生技术进行应用推广,经过对原沥青路面的层处理后,将沥青作为再生材料,依据一定比例,向废旧沥青中加入适量的添加剂和水,在自然环境下融合,通过该方式形成路面下面层[4]。从目前我国公路行业的发展情况来看,废旧沥青混合料再生技术可以长久实行下去,该技术在具体应用过程中,一方面可以变废为宝,另一方面可以降低公路工程对环境造成的破坏,持续下去,对于可持续发展来说有着重要意义。
2.3微表处理技术
公路养护期间,要注意提高公路的抗滑性,公路养护施工微表处理技术能使公路的抗滑性得到显著提高,并且该项技术可以实现对车辙的合理修复,从而延长公路的使用寿命。公路养护期间,要科学的应用养护微表处理技术,对细微处的缝隙进行合理修复,通过该方式养护自然环境以及公路上行驶的车辆对公路造成的各种伤害。需要注意的是,微表处理技术的应用与许多因素都是联合在一起的,气候就是其中最为关键的一项内容,因此在微表处理技术应用过程中,要从分结合的当地的气候环境开展,确保设施的合理性。此外,还选用依据实际情况,制定施工计划,做好现场监督与管理,明确各个部门职责。
2.4SUPERPAVE高性能沥青路面施工技术
SUPERPAVE高性能沥青路面施工技术是一项相对较为先进的沥青路面施工技术,该项技术得到了广泛应用的原因如下:同归对该项技术使路面具有良好的均匀性,并且可以使路面具有不错的抵抗水害能力[5]。SUPERPAVE高性能沥青路面使公路的耐久性及道路性能都得到了改善,同时也提高了道路的安全性能。
3公路养护施工工程技术创新发展前景
近几年,随着人们对公路养护施工重视程度的不断提升,我国在公路养护工作上的资金投入逐渐增加,这也是我国公路养护时代正式开始的一个重要标志,这也使现代许多施工企业始终秉持着“采用的技术进行公路养护”原则进行施工。这些企业在经营过程中集中在创新公路养护施工技术上,其目在于服务公路养护市场。技术的创新要有所依托,在具体创新期间,一方面可以对国外先进的技术进行合理借鉴,通过研究,最终形成自主知识产权新技术;另一方面,也可以依据公路养护过程中遇到各种不同类型的问题,依据具体实施方法对公路养护技术进行适当的改进、融合。在公路养护施工过程中,这些公司,在发展过程中,将会成为集设计、科研、施工等各项技术为一体的综合服务性企业。此外,还应当积极发展以技术、管理、品牌为中心的现代化养路公司。通过该方式,企业可以安排一定的人员,专门进行科研活动,不断对公路养护技术进行适当创新,最终使企业能够利于不败之地。
4结束语
公路养护施工技术不仅会对公路养护工作造成影响,同时也会影响公路的整体质量。公路养护是公路工程施工中的一项关键内容,但是从实际情况来看,在具体施工中容易被忽视,这主要是因为公路数量的增加,工作量较大。因此,为了可以在短时间内实现对公路工程的高效养护,就必须对现有的养护技术进行优化。
作者:杨明 单位:重庆市黔江区公路局
工程技术创新论文:建筑水电安装工程技术创新策略解析
摘要:随着建筑业的发展,建筑类型更趋于多样化、专业化、复杂化,因此所要求的建筑工程技术也亟待提高,以此来满足人们能日益增长的多样化审美需求。因此,建筑水电安装作为建筑设备施工的一部分,其技术要求也不能停滞不前,对比分析国内外的建筑设备安装技术,借鉴其经验来调整和发展自身的技术要求,以适应越来越复杂和专业化的建筑设计,能实现居民与建筑自身的和谐。
关键词:建筑水电;安装技术;问题;策略
前言:现如今,建筑水电的安装已经成为人们买房前最关注的一个问题。为了达到居民的要求,建筑水电安装要保障一定质量上的安全,能让居民拥有舒适的住房环境,不会有任何威胁居民生活的安全隐患。所以,每个居民都会想要拥有一个可以保障生命财产安全,提高自己生活品质的建筑,而智能创新型的水电安装技术为其提供了最为重要的技术支持。
1建筑水电安装现存的各种问题
1.1管道安装技术
作为水电安装的重点,管道安装技术最易出现三个问题。一是工人在安装防水套和防水翼时粗枝滥造,对于埋管水平程度不能进行有效的控制;二是阀门、朝向以及启闭、主干的活动接合部位在安装的时候没有严格按实际情况进行规范的选择安装;三是因排水横管安装不到位,致使严重倒坡。
1.2卫生器具安装技术
无论是家用还是公用的卫生器具,在安装过程中总会出现各种各样由于技术标准问题而造成的质量问题,进而影响卫生器具的使用寿命及其它问题。例如,在对马桶进行安装时,没有按工程技术规范标准施工,造成堵塞管道,下水道水溢出,给居民生活造成影响。同样对各个器具的电位连接时,没有注意各个部位的等电位连接,造成器具之间的电位差,加之靠近钢管铺设,形成电路回流,造成安全问题。
1.3开关插座安装技术
家用电器的线路布置是现在建筑设备安装中较容易出现问题的部分,主要表现在工程技术人员没有按照标准去布置电线管道,易造成强弱电线距离较近,严重影响弱电信号通过。在开关和插座的接线处,错接、乱接现象也经常出现,忽视了电路连接的基本规则,留下严重的安全隐患,轻则短路,重则威胁居民的生命财产安全。
1.4防雷安装技术
防雷安装在水电安装中起电气保护作用,有效保障居民的人身安全。在安装过程中,最易出现焊接问题,比如焊接技术差导致的焊接破漏,焊渣存留多。还有就是补偿器与预埋度的控制问题。
1.5消防安装技术
消防安装分为两个部分,生活泵部分和消防泵部分。生活泵包括自动喷淋和排烟送风系统;消防泵包括自动火灾报警和室内外消火栓系统。消防安装的常见问题是水泵的压力设置不合理不智能,致使无法及时补水灭火。排烟送风系统中的排烟风机由于安装不到位、漏风及管道井阻力较大的问题致使其无法运行。
1.6安全防护安装技术
现在,居民越来越重视建筑的安全性能,大多数人选择使用智能化的安全防护系统,安装可以识别业主身份的门磁开关传感器,使其能够及时防盗报警。但在安装此系统时通常会遇到信号处理系统不敏感或是节点设计不系统等技术问题,致使机器无法识别业主信息,无法发出求救报警信号,居民的人身安全得不到保障。
1.7空调安装技术
居民在装修住房时,空调是必不可少的家电,但是如何使空调的运行达到用户的要求是个很困难的问题,因为根据住房的大小需要选择合适功率的空调,还要符合用户提出的舒适温度要求,这就对技术人员产生了难以控制的标准,既要保持空间的合理利用,又要温湿适宜符合客户要求。而房屋本身的条件又会对空调产品产生不可预知的破坏,达不到正常运转的标准。
2 建筑水电安装技术提出的创新策略
2.1管道安装技术方面
工程中应严格按照标准程序对管道进行安装,必须要在经过处理过后的松土下安装预埋管,适当增大管道坡度以及控制排水横管坡度。严格控制预埋干管的压力是管道工作的1.5倍,还要保障建筑通水前,水必须经过24小时的游离氯消毒水消毒。
2.2卫生器具安装技术方面
在安装卫生器具的时候,为了防止水泥渣、木屑等落入浴缸、地漏、马桶等卫生器具的排水口堵塞排水口,应该在管道毛坯完成后,在管道的开口处,用专业的橡胶做的橡皮塞塞住洞口。卫生器具一般安装在卫生间里,所以卫生间的坡度也需要施工人员进行严格的检测,用管道直径3/4左右的皮球进行管道试验,如果皮球能够顺利通过管道没有任何阻塞渗漏,就算合格了。电位联结和漏电保护器是最重要的两个防电安全保护系统,两者相辅相成,不可替代。其中,电位联结更是要做到等电位联结,防止触电,引发危险事故。
2.3开关插座安装技术方面
在进行水电的设备施工时,要提前确定家用电器的具体高度,以及进行加固时距离墙面的宽度,若是多层电器,固定时先确定各层中心轴线的位置,误差不超过50毫米,然后进行安装施工。插座及开关,按同一个房间内的高度相差不超过15毫米。施工埋线时,严格按照标准安装,将开关和插座的接线并联,严禁出现交叉和串联的现象。区分好强电电线和弱电电线,并以间距300~500毫米进行埋设,以减少两电信号之间的相互干扰。需要注意的是,开关按照统一的标准向下开启,门后不得布置任何形式的开关和插座。
2.4防雷安装技术方面
在建筑的屋顶设置避雷针,形成避雷带,再通过大于D16的柱内混凝土电焊主筋再辅以镀锌导入地下的钢筋混凝土接地体。还可以通过均压环和引下主筋的焊接,防止电磁脉冲干扰,完善防雷安装技术,保障居民的用电安全。
2.5消防安装技术方面
对居住建筑进行供水管道的安装时,需要在近户端安装用于查看和监督的压力表,并测试确保压力表的正常工作。在距离建筑外墙5至40米距离内装设消防栓,消防栓距离道路外边缘不超过2米,以便消防车进行取水。对于居民楼中安装自动消防双速风机设备系统的,需要设置两种方式启动:自动和手动,假若出现未知火情,自动消防系统可以采用低速风机预警和位置锁定,高速风机进行烟雾的排出,来保障居民的生命财产安全不受到威胁,安装完成后要检验其都能正常工作。
2.6安全防护安装技术方面
安全防护程序推荐采用NeuronC语言软件编写,阶段调试可以采用NobeBuilder来创建节点来进行各个阶段的安全系统调试,并通过LonWorks集成总线来对智能防护系统进行方便高效的创建。报警系统需要通过信号探测、信息传递、系统分析来完成。所以,探测器可采用高灵敏度的菲涅尔透镜作为红外辐射的采集器来确定出发点的位置和动态监测。
2.7空调安装技术方面
为改善空调安装技术,我们可以把自动识别季节转换器安装在温度湿度调节器上,使其冷热源联合试运转8小时以上,即可让空调根据季节变化自动转换室内温度湿度,达到更加智能化的效果。
3总结
为了提高居民的生活水平,保障居民生命财产安全,为人们的居住环境提供良好的设备施工,实现居民与建筑自身的和谐,我们必须要认识到建筑水电安装技术的重要性,不断完善创新水电安装技术,才能给居民提供一个安全、稳定、舒适、和谐的生活环境。
工程技术创新论文:沿海重碱区水土保持绿化工程技术创新
摘 要:处于重碱区的大丰市川东港闸下移水土保持工程,创新采用“双改三助四防”的技术,解决了草坪绿化抗盐碱、抗海风、抗旱、抗冻及抗强湿等一系列问题,取得良好的效果,对沿海绿化工程设计施工,具有一定的借鉴价值。
关键词:沿海;重碱区;绿化;技术创新
1.工程概况
新建川东港闸堤防背水面框格护坡19000m2,设计采用草坪绿化进行水土保持,建坪标准为一级(草皮覆盖率达95%以上)。框格护坡均用预制空心六角块铺成,坡脚采用砼底格埂,坡顶采用砼排水沟,坡面设砼排水沟、斜格埂和腰埂,腰埂将坡面分为上、下两节。绿化范围:南堤内坡,长840m,坡比1:3,顶高程8.0,底埂高程2.0,腰埂顶高程5.0;北堤内坡,长630m,坡比1:3,顶高程8.0,腰埂顶高程6.0,腰埂以下为砼坡。
2.现场条件
该工程表层地质为粉砂性壤土,其稳定性较差。夏(冬)季,平均气温比内地高(低)3℃~5℃。汛期受季节性影响更加明显,内地小雨,这里就是中到大雨;内地中雨,这里就是大到暴雨;内地大到暴雨,这里就是大暴雨到特大暴雨。附:2011年汛期六角块坡面被雨水冲刷演变过程图(原南堤内坡六角块面留土面雨水冲刷露面局部损坏损毁,共塌陷540m ,损失严重)。
3.调研情况
为吸取上年教训,我们对本地区沿海类似工程的绿化情况,进行调研,同行现场介绍狗芽根、三叶草、高羊毛、碱茅、结缕草、麦冬等常规品种虽有其优点,但不足之处明显,如下图所示。
为实地验证和总结, 2012年4月4日采用以上草籽试种,5月13日发现多处无苗芽,7月25日,大部枯死。如下图所示。
4.实施纲要
本工程拟建草坪框格内填土,虽为内地调来的耕植性粘性壤土,但经2011年冬季和2012年初春的冻结和溶散,其坡下的盐碱早已上升,腰埂以上PH值在8.0~9.0之间,腰埂以下PH值在9.0以上;其土壤贫瘠,而且非常干燥;如下图所示。
因此,选用草籽要满足土质、天气、时间三大要素。按沿海地区植被生长特点要求满足:常年耐碱、夏季抗旱耐湿、冬季抗冻耐寒;按坡面防护时间要满足:发棵快、长势旺、密度高、遮雨效果好。最终达到工程绿化、汛期防雨水冲刷(不塌陷、不塌方、六角块不损坏)的双重作用。
4.技术创新
借鉴2004年淮河入海水道海口闸等工程的沿海绿化经验,谷源远同志于2006年6月主笔《沿海绿化工程的技术创新》,在“首届江苏省青年科学家年会”上得到行业专家的充分肯定,并被年会受录;此后,与国内一家绿化种植场合作,建立“基地”进行研究。对国内、国外草籽进行试验比较,进行混合改良,在自然环境下,进行四季野练,取得一定成效;在进行本工程绿化实施前,又得到建设单位的支持,与参建单位一起,对大丰市沿海绿化项目调研,并吸取当地村民农作物种植的经验;提出“双改三助四防”的技术创新,于2012年4月下旬播种,在6月下旬成功建坪,取得良好效果。
其主要工艺流程为:灌水改良化学改良坡面整理浸种参砂催牙盖草帘浇水保湿见苗芽后揭帘(使其幼苗在光合下成熟)浇水助长初建坪后撒稻草护根(保湿助长)除害(保护草坪生长)建坪
5.“双改”技术措施
“双改”就是对传统草籽进行技术改良,采用自行培植的综合型草籽进行种植;对土壤PH值,通过灌水压碱和化学改良进行土壤PH值控制,把土壤PH值控制在6.5-7.5之间,避免碱重烧苗。
5.1草籽改良
2006年以来,“基地”按照我公司指定的技术方案和实验计划,采用某国进口草籽进行混合改良,以多品种杂交,研制出适应沿海重碱区生长的综合型草籽。该品种是冷季型和暧季性的复合品种。具有冬季抗冻、耐寒;夏季耐高温;抗碱性较好、抗病虫害能力强等物点。一年四季常绿。对肥料反应明显,出苗迅速,建植非常快,夏季密度大,地面覆盖效果好。草籽质量无陈货、无虚皮、无虚壳、无胞衣、无参砂、无其它杂质,实际出芽率在85%以上。
5.2改良土壤PH值
5.2.1初期水利改良
实践证明:采用水利改良对土壤可起到淋盐防盐作用,有效地淋洗土壤中的盐分,降低土体特别是表层土壤中的盐分含量,为植物正常生长提供良好的土壤环境条件。在开工初期,我们采用可饮用水,对坡面灌水压碱3遍,润土深度达30~50cm,在汛前每天下午浇水助长1次,润土深度≥15cm。
5.2.2种前化学改良
播种前,采用化学改良防盐措施,可以有效地抑制土体中特别是表层土壤中的盐分含量,降低土壤PH值。而本工程土质有机质含量极低,种植时必须对种植范围内的土壤上足改良基料和基肥,并力求匀布。
传统改良方案:采用硫酸铝、硫酸亚铁、硫磺粉、硫酸亚铁(黑矾)等进行土壤改良,再采用硫酸甲型基肥助长。因此,化学改良料不具备基肥效果,基肥又不具备化学改良效果,且成本较高。
经比较分析,选用某国技术生产的复合肥(N-P2O5-K2O,16-16-16,48%)进行土壤化学改良,用量150kg/亩,将土壤PH值有效地控制在7.5 以下,以确保草籽出芽和生长。由于坡面灌溉用水,肥料极易流失,因此,在其生长期每隔15天,施肥一次(用量50kg/亩);在草皮反枯反黄时,及时补肥,用量因地置宜,以保障其良好的生长,使其草面和根茎能在汛期发挥良好的护坡作用。
5.2.3种后水利改良
在草苗出芽期、生长期,逐日洒水,淋洗表层土壤盐分,使土壤表层的PH值,在日常淋水中,不断下降,解决了碱重烧苗问题。在蒸降比较高的旱季,再根据土壤盐分动态状况,提高灌溉率,以保障有充分的水量淋洗压盐。灌水压盐过程中,避免大水漫灌,以免造成水量导致的复合肥料损失和土壤流失。
5.2.4 PH值变化分析
根据试验点的各期PH值观测原始记录,在水利改良和化学改良的双重作用下,土壤的PH值得到有效改善。附:各期PH值观测原始记录图。
经对各部位PH按各个时期统计分析,坡面腰埂以上PH值从8.83(南堤)和8.93(北堤)降至6.54(南堤)和6.68(北堤),下降值2.4;坡面腰埂以下PH值从灌水改良前现场简便测定,到灌水改良二遍后的8.88降至6.74(成果申报前的最小值),下降值2.27。这一效果的形成,为草坪的生长和后期管护,提供了良好的土质环境。附:各期PH值变化分析图。
6.“三助”工艺要求
“三助”就是种前浸种、参砂催牙、翻土播种并培土助长;种后盖草帘、浇水保湿助长,并适时揭帘;在高温季节再撒草护根助长。
针对“三助”特点,按主要技术要领归结为“八大流程”:浸种(约6小时)参砂催牙(12小时即露芽头,≤3mm前播种入土)翻土播种并培土助长(种入土深度,5.0cm≤h≤7.0cm)盖草帘浇水(小苗全天保湿,浇水要均匀要透彻,中午避免洒水)揭帘养护(小苗顶出草帘,但拉帘时苗不被拖夹损害为宜,此时出苗率约90%,浇水入土≥15cm)夏季撒草护根(撒匀不压苗,降低高温高蒸烧苗,也阻隔暴雨冲刷坡面表土)沟内注水保湿(要防溢满过度成淋沟伤坡)汛期备草帘防雨水冲刷塌坡。附流程照片。
在“八大流程”中,由于草坪水份受气候变化的蒸腾率和坡面的流失率影响明显,草坪保湿尤其重要。而海边无淡水区,我们的措施为:在育种、出芽期,采用洒水车运饮用水浇灌;在草坪生长期,采用洒水车、人工配合汽油型水泵,直接从闸内港道中抽取水浇灌、保湿、助长;值得注意的是,由于坡顶砼排水沟在日照下,干燥、高热,使坡顶向下1.5m范围内的草坪,正常处于旱、热状态,苗芽枯死现象严重,经研究,分别采用双层草帘和加厚稻草保湿,并对排水沟注水、溢水,使其外坡具有一定的湿度,取得良好效果。经现场观察表明:草坪保湿与不保湿具有明显差距。
非保湿区,在生长期出苗不齐,稀疏、秃斑、白皮较多,2012年6月13日尚不能建坪;8月8日基本建坪时,叶片长10-15cm,未见藤条,且枯黄、偏狭。附:现场观察照片。
保湿区,在生长期出苗茂盛,2012年6月13日已建坪,并具备护坡防汛条件,较非保湿区要提前33天;7月6日满坪时,叶片长度15-27 cm,藤条35-58cm,不仅将六角块覆盖,而且开始伸过斜格埂交叉覆盖。附:现场观察照片。
经对保湿区与非保湿区的干燥深度进行测定和统计分析,日常气候环境中,在2cm~5cm土层干燥区间,保湿环境土壤较大含水率从9.39%下降至6.38%,不保湿环境土壤最小含水率从6.34%下降至1.31% ;实验表明,在露天环境下,当土壤干燥至表层下5cm时,土壤含水率只有1.31%;稻草覆盖区的土壤含水率还在6.38%。如保湿区与非保湿区环境分析图。
7.“四防”养护要点
“四防”就是防虫害,防动物践踏,防缺肥,防灌浇水PH超标。
1)适时防害:雨季是防病虫害的关键,虫害一旦产生,草坪会出现枯黄、萎缩、死亡,拖过治疗期,想救也没有办法,因此,不能掉以轻心,应做好观察记录,早发现,早防治。
2)保育生长:生长期对杂草每月修剪1次,并要严防人为践踏或动物啃食。值得注意的是,立夏前后的小蟹群打洞、钳草,破坏性极强,要即时灭害。
3)适时追肥:除上文已介绍的复合肥外;期间用尿素追肥四次,每次≥20g/m2。
4)适时管水:由于绿化生长期用水是闸内港道水源,俗称阴阳水,它有上游来的淡水,又有开闸涨潮暗涌的海水,以及土壤内屯积的碱性物分解到港道水质中,如果洒浇的水质PH超出草坪生长要求,将会导致严重后果,因此,必须对浇洒用水坚持先测后用,确保PH值PH≤7.0。
8.技术总结
绿化工程技术要点概括如下:挑选草籽品种,确定种籽用量;坡面灌水压碱,巧用基肥改良;种前参砂催牙,种时控制深度;出苗揭开草帘,保育浇水助长;注意观察虫害,及时用药防治;旱时洒草保湿,时时测试水质;适时开展追肥,不忘按时修剪;维护不离现场,当防动物践踏;加土补缺过冬,来年又见绿坪。
9.实际效果
该新技术、新材料于2012年4月运用川东闸下移工程,目前草坪长势旺盛。它从培植草籽、加强管护、洒水和复合肥改良土壤PH值出发,切实解决了草坪抗盐碱、抗海风、抗旱、抗冻及抗强湿等一系列问题,对沿海绿化工程设计施工,具有一定的借鉴价值和推广应用价值。
工程技术创新论文:基于绿色理念下岩土工程技术创新方法与实践
【摘 要】我国经济呈飞速发展的趋势,各类工程建设的项目逐渐增多,通过相关人员进行调查发现,岩土工程技术在各个建筑工程项目中得到了广泛的应用。为了满足各个建筑工程项目的要求,岩土工程技术需要进行不断的创新,在创新过程中需要以现代科学技术的发展现状为主要依据。在基于绿色理念下,此篇文章对岩土工程技术创新方法和实践应用进行了分析和研究,希望对各个建筑工程项目施工过程提供一定的帮助。
【关键词】绿色理念 岩土工程 技术创新 方法研究
岩土工程施工过程能够将力学、工程学、工程地质学以及岩土力学等几个不同的科目进行有机的结合,进而保障建筑工程项目的质量符合国家相关规定的要求。但是随着科学技术的不断发展,传统的岩土施工技术已经不能满足建筑工程的要求,因此对岩土工程的施工技术进行创新和研究变得越来越重要。
1 对岩土工程技术相关内容进行介绍
岩土工程技术在我国的发展历史比较长,许多建设行业都用到了岩土工程技术,例如:高速公路铁路的建设、海底隧道的建设、地铁的建设以及大跨度桥梁的建设,随着岩土工程施工技术的广泛应用,对施工技术提出了更高的要求。在进行岩土工程建设时,其主要方法是:相关技术人员通过对建设工程项目进行详细的分析和研究,得到初步的参考数据,通过实践试验得出真实的数据,再进行岩土工程施工。
随着科学时代的到来,我国涌现出了许多的新式的施工材料和仪器设备,并且可以使用计算机对其施工全过程进行监控和管理,这种情况都加快了岩土工程技术的发展。岩土工程施工过程能够将力学、工程学、工程地质学以及岩土力学等几个不同的科目进行有机的结合,通过实际勘测和测量对岩土进行适当的改进,岩土工程的主要研究对象是岩体和土体,在地质发生变化时,岩体会呈现出不同的状态,因此在施工前需要对其进行相关数据的测定,与此同时,需要对岩体和土体的强度、抗变性能以及渗透性能进行测定,选择强度、抗变性能以及渗透性能较好的岩体和土体进行建筑项目的施工过程,从而保障建筑施工的质量。
岩土工程具有一定的特点,下面对其特点进行介绍。一方面,岩土工程施工技术比较复杂,岩土工程施工技术需要将各个学科的内容进行过综合运用,因此其具有一定的复杂性,在施工过程中施工质量会受许多因素的影响,例如:气候条件、天气情况、施工材料和机械设备等,因此在施工前施工人员需要对施工现场进行勘察以及对当地的气候条件进行调查等,从而制定的施工方案。另一方面,岩土施工具有一定的严格性。为了保障岩土的施工质量,施工部门必须派专业的管理人员对整个施工过程进行严格控制,体现了其施工的严格性。
2 岩土工程技术创新方法以及实际应用研究
2.1 浆固碎石桩技术
在进行高速公路和桥梁建筑过程中,对软土地基进行处理使用最多的方法是复合地基施工的方式。这种方法使用的碎石桩是比较松散体积较小的体桩,其桩身的强度较其他碎石桩的强度小很多,使用传统的加固方法只是对桩身进行简单的加固,不能对碎石桩之间的软土进行加固处理。
碎石桩复合地基技术具有施工过程简单、操作方法简便以及成本投入少的特点,因为其特点在处理软土地基时得到了广泛使用。但是碎石桩属于柔性桩的一种,如果在碎石桩上施加负载后,地基承受的沉降量会逐渐变大,此种方法不能应用在沉降量较大的建筑工程中。基桩后注灌浆技术可以弥补上述方法的缺点,但是其施工的对象主要是刚性桩。
浆固碎石桩技术将上述两种方法进行了有机的融合,待碎石桩施工过程完成后,利用施工前埋好的管线对碎石和周围的土体进行注浆施工,这样就形成了浆固碎石桩。此种碎石桩可以形成桩体、浆液加固提以及岩体和土体组成的加固区域,大大的提高了软土地基的承载能力,减少了地基沉降现象的出现。与此同时,施工过程使用的材料多数为碎石头、小砖块、钢渣等不要的施工材料,不仅保护了生态环境,并且降低了建筑单位投入的资金成本,为建筑单位带来了更多的利益。
2.2 PCC桩技术
我国在进行岩土施工时,许多施工工程都是在土质较软的地方进行,因此非常容易出现地基沉降的问题。为了能够有效的控制此问题,需要相关部门进行研究和分析,制定有效的解决方法和控制技术。通过专业人士的分析,桩基需要承受的力主要是桩基侧面部分产生的摩擦阻力和桩基上部边缘产生的阻力,在混凝土质量相同的情况下,对空心桩和实心桩的承载能力进行测试,结果发现,空心桩的承载能力超过了实心桩的承载能力,PCC桩以上述的试验结果为主要依据进行了一定的创新和改进。改进过后的PCC桩不仅可以减少混凝土的使用量,并且在一定程度上提高了桩基的承载力,有效的减少了地基沉降事件的发生。
PCC桩机的系统设备主要有:底座、机架、动力卷扬器、混凝土分流器以及沉模等,沉模装置由两个经过固定处理的钢管形成,其特点是直径比较大,在沉默装置的的下部边缘以及内侧和外侧安装成模造浆器,有效的减小了桩基的阻力;另外,在沉默装置的进料口处安装混凝土分流器,将混凝土进行搅匀,方便进行建筑施工。PCC桩机的可控制性比较强,使用的自动化设备较多,减少了人力,为建筑施工单位节约了成本。
2.3 钻探技术和坑探技术
这两种技术无需做太多的施工准备工作,可以直接对岩土层进行勘测,能够直观较快的获知建筑施工区域的地理特点以及岩体土体的性质。钻探技术指在地层类型和相关施工要求明确的情况下,通过钻探将处于不同深度的岩土挖掘出来,作为研究的样本,让专业人员使用相关技术仪器对岩土进行详细的分析和研究,从而选择的岩土工程施工技术。坑探技术是一种使用非常少的技术,一般情况下,在钻探技术不能确认岩土性质时才会使用坑探技术,并且其会浪费很多的资源,需要投入大量的成本,所以,建议岩土施工单位多多的使用钻探技术。
2.4 采用GPS进行定位的测量技术
此种技术在现阶段岩土施工过程中得到了广泛的使用,GPS定位技术能够对地势比较复杂的区域进行的勘测,并且减少了建筑单位投入的人力、物力和财力,但是在使用GPS定位技术施工前准备工作一定要做好,比如施工过程使用的采集设备、仪器装置和通讯设备等,在准备工作完成后,需要确定的采集时间,尽量选择在晴天的早晨进行勘测,这样使勘测结果的误差非常小。在岩土工程施工过程中使用GPS定位技术可以有效的提高施工的效率和质量,其主要原因是GPS定位技术使用了许多自动化的设备,能够自动的进行数据记录,对岩土工程的发展有一定的推动作用。
3 结语
上述文章对我国岩土的相关内容、技术创新以及实践应用进行了分析和研究,使岩土工程施工技术能够满足时展的需要,但是,我国岩土施工技术同国外发达国家相比仍然存在较大的差距,为此,我国应该适当的引进国外的先进技术,相关人员根据具体施工情况进行改进和完善,与此同时,我国需要对岩土技术施工人员和管理人员进行系统的培训,提高其素质和专业技术水平,进而保障岩土施工过程可以保质保量的完成,加快我国各个建设单位和经济的发展速度。
工程技术创新论文:沿海重碱区水土保持绿化工程技术创新
摘 要:处于重碱区的大丰市川东港闸下移水土保持工程,创新采用“双改三助四防”的技术,解决了草坪绿化抗盐碱、抗海风、抗旱、抗冻及抗强湿等一系列问题,取得良好的效果,对沿海绿化工程设计施工,具有一定的借鉴价值。
关键词:沿海;重碱区;绿化;技术创新
1.工程概况
新建川东港闸堤防背水面框格护坡19000m2,设计采用草坪绿化进行水土保持,建坪标准为一级(草皮覆盖率达95%以上)。框格护坡均用预制空心六角块铺成,坡脚采用砼底格埂,坡顶采用砼排水沟,坡面设砼排水沟、斜格埂和腰埂,腰埂将坡面分为上、下两节。绿化范围:南堤内坡,长840m,坡比1:3,顶高程8.0,底埂高程2.0,腰埂顶高程5.0;北堤内坡,长630m,坡比1:3,顶高程8.0,腰埂顶高程6.0,腰埂以下为砼坡。
2.现场条件
该工程表层地质为粉砂性壤土,其稳定性较差。夏(冬)季,平均气温比内地高(低)3℃~5℃。汛期受季节性影响更加明显,内地小雨,这里就是中到大雨;内地中雨,这里就是大到暴雨;内地大到暴雨,这里就是大暴雨到特大暴雨。附:2011年汛期六角块坡面被雨水冲刷演变过程图(原南堤内坡六角块面留土面雨水冲刷露面局部损坏损毁,共塌陷540m ,损失严重)。
3.调研情况
为吸取上年教训,我们对本地区沿海类似工程的绿化情况,进行调研,同行现场介绍狗芽根、三叶草、高羊毛、碱茅、结缕草、麦冬等常规品种虽有其优点,但不足之处明显,如下图所示。
为实地验证和总结, 2012年4月4日采用以上草籽试种,5月13日发现多处无苗芽,7月25日,大部枯死。如下图所示。
4.实施纲要
本工程拟建草坪框格内填土,虽为内地调来的耕植性粘性壤土,但经2011年冬季和2012年初春的冻结和溶散,其坡下的盐碱早已上升,腰埂以上PH值在8.0~9.0之间,腰埂以下PH值在9.0以上;其土壤贫瘠,而且非常干燥;如下图所示。
因此,选用草籽要满足土质、天气、时间三大要素。按沿海地区植被生长特点要求满足:常年耐碱、夏季抗旱耐湿、冬季抗冻耐寒;按坡面防护时间要满足:发棵快、长势旺、密度高、遮雨效果好。最终达到工程绿化、汛期防雨水冲刷(不塌陷、不塌方、六角块不损坏)的双重作用。
4.技术创新
借鉴2004年淮河入海水道海口闸等工程的沿海绿化经验,谷源远同志于2006年6月主笔《沿海绿化工程的技术创新》,在“首届江苏省青年科学家年会”上得到行业专家的充分肯定,并被年会受录;此后,与国内一家绿化种植场合作,建立“基地”进行研究。对国内、国外草籽进行试验比较,进行混合改良,在自然环境下,进行四季野练,取得一定成效;在进行本工程绿化实施前,又得到建设单位的支持,与参建单位一起,对大丰市沿海绿化项目调研,并吸取当地村民农作物种植的经验;提出“双改三助四防”的技术创新,于2012年4月下旬播种,在6月下旬成功建坪,取得良好效果。
其主要工艺流程为:灌水改良化学改良坡面整理浸种参砂催牙盖草帘浇水保湿见苗芽后揭帘(使其幼苗在光合下成熟)浇水助长初建坪后撒稻草护根(保湿助长)除害(保护草坪生长)建坪
5.“双改”技术措施
“双改”就是对传统草籽进行技术改良,采用自行培植的综合型草籽进行种植;对土壤PH值,通过灌水压碱和化学改良进行土壤PH值控制,把土壤PH值控制在6.5-7.5之间,避免碱重烧苗。
5.1草籽改良
2006年以来,“基地”按照我公司指定的技术方案和实验计划,采用某国进口草籽进行混合改良,以多品种杂交,研制出适应沿海重碱区生长的综合型草籽。该品种是冷季型和暧季性的复合品种。具有冬季抗冻、耐寒;夏季耐高温;抗碱性较好、抗病虫害能力强等物点。一年四季常绿。对肥料反应明显,出苗迅速,建植非常快,夏季密度大,地面覆盖效果好。草籽质量无陈货、无虚皮、无虚壳、无胞衣、无参砂、无其它杂质,实际出芽率在85%以上。
5.2改良土壤PH值
5.2.1初期水利改良
实践证明:采用水利改良对土壤可起到淋盐防盐作用,有效地淋洗土壤中的盐分,降低土体特别是表层土壤中的盐分含量,为植物正常生长提供良好的土壤环境条件。在开工初期,我们采用可饮用水,对坡面灌水压碱3遍,润土深度达30~50cm,在汛前每天下午浇水助长1次,润土深度≥15cm。
5.2.2种前化学改良
播种前,采用化学改良防盐措施,可以有效地抑制土体中特别是表层土壤中的盐分含量,降低土壤PH值。而本工程土质有机质含量极低,种植时必须对种植范围内的土壤上足改良基料和基肥,并力求匀布。
传统改良方案:采用硫酸铝、硫酸亚铁、硫磺粉、硫酸亚铁(黑矾)等进行土壤改良,再采用硫酸甲型基肥助长。因此,化学改良料不具备基肥效果,基肥又不具备化学改良效果,且成本较高。
经比较分析,选用某国技术生产的复合肥(N-P2O5-K2O,16-16-16,48%)进行土壤化学改良,用量150kg/亩,将土壤PH值有效地控制在7.5 以下,以确保草籽出芽和生长。由于坡面灌溉用水,肥料极易流失,因此,在其生长期每隔15天,施肥一次(用量50kg/亩);在草皮反枯反黄时,及时补肥,用量因地置宜,以保障其良好的生长,使其草面和根茎能在汛期发挥良好的护坡作用。
5.2.3种后水利改良
在草苗出芽期、生长期,逐日洒水,淋洗表层土壤盐分,使土壤表层的PH值,在日常淋水中,不断下降,解决了碱重烧苗问题。在蒸降比较高的旱季,再根据土壤盐分动态状况,提高灌溉率,以保障有充分的水量淋洗压盐。灌水压盐过程中,避免大水漫灌,以免造成水量导致的复合肥料损失和土壤流失。
5.2.4 PH值变化分析
根据试验点的各期PH值观测原始记录,在水利改良和化学改良的双重作用下,土壤的PH值得到有效改善。附:各期PH值观测原始记录图。
经对各部位PH按各个时期统计分析,坡面腰埂以上PH值从8.83(南堤)和8.93(北堤)降至6.54(南堤)和6.68(北堤),下降值2.4;坡面腰埂以下PH值从灌水改良前现场简便测定,到灌水改良二遍后的8.88降至6.74(成果申报前的最小值),下降值2.27。这一效果的形成,为草坪的生长和后期管护,提供了良好的土质环境。附:各期PH值变化分析图。
6.“三助”工艺要求
“三助”就是种前浸种、参砂催牙、翻土播种并培土助长;种后盖草帘、浇水保湿助长,并适时揭帘;在高温季节再撒草护根助长。
针对“三助”特点,按主要技术要领归结为“八大流程”:浸种(约6小时)参砂催牙(12小时即露芽头,≤3mm前播种入土)翻土播种并培土助长(种入土深度,5.0cm≤h≤7.0cm)盖草帘浇水(小苗全天保湿,浇水要均匀要透彻,中午避免洒水)揭帘养护(小苗顶出草帘,但拉帘时苗不被拖夹损害为宜,此时出苗率约90%,浇水入土≥15cm)夏季撒草护根(撒匀不压苗,降低高温高蒸烧苗,也阻隔暴雨冲刷坡面表土)沟内注水保湿(要防溢满过度成淋沟伤坡)汛期备草帘防雨水冲刷塌坡。附流程照片。
在“八大流程”中,由于草坪水份受气候变化的蒸腾率和坡面的流失率影响明显,草坪保湿尤其重要。而海边无淡水区,我们的措施为:在育种、出芽期,采用洒水车运饮用水浇灌;在草坪生长期,采用洒水车、人工配合汽油型水泵,直接从闸内港道中抽取水浇灌、保湿、助长;值得注意的是,由于坡顶砼排水沟在日照下,干燥、高热,使坡顶向下1.5m范围内的草坪,正常处于旱、热状态,苗芽枯死现象严重,经研究,分别采用双层草帘和加厚稻草保湿,并对排水沟注水、溢水,使其外坡具有一定的湿度,取得良好效果。经现场观察表明:草坪保湿与不保湿具有明显差距。
非保湿区,在生长期出苗不齐,稀疏、秃斑、白皮较多,2012年6月13日尚不能建坪;8月8日基本建坪时,叶片长10-15cm,未见藤条,且枯黄、偏狭。附:现场观察照片。
保湿区,在生长期出苗茂盛,2012年6月13日已建坪,并具备护坡防汛条件,较非保湿区要提前33天;7月6日满坪时,叶片长度15-27 cm,藤条35-58cm,不仅将六角块覆盖,而且开始伸过斜格埂交叉覆盖。附:现场观察照片。
经对保湿区与非保湿区的干燥深度进行测定和统计分析,日常气候环境中,在2cm~5cm土层干燥区间,保湿环境土壤较大含水率从9.39%下降至6.38%,不保湿环境土壤最小含水率从6.34%下降至1.31% ;实验表明,在露天环境下,当土壤干燥至表层下5cm时,土壤含水率只有1.31%;稻草覆盖区的土壤含水率还在6.38%。如保湿区与非保湿区环境分析图。
7.“四防”养护要点
“四防”就是防虫害,防动物践踏,防缺肥,防灌浇水PH超标。
1)适时防害:雨季是防病虫害的关键,虫害一旦产生,草坪会出现枯黄、萎缩、死亡,拖过治疗期,想救也没有办法,因此,不能掉以轻心,应做好观察记录,早发现,早防治。
2)保育生长:生长期对杂草每月修剪1次,并要严防人为践踏或动物啃食。值得注意的是,立夏前后的小蟹群打洞、钳草,破坏性极强,要即时灭害。
3)适时追肥:除上文已介绍的复合肥外;期间用尿素追肥四次,每次≥20g/m2。
4)适时管水:由于绿化生长期用水是闸内港道水源,俗称阴阳水,它有上游来的淡水,又有开闸涨潮暗涌的海水,以及土壤内屯积的碱性物分解到港道水质中,如果洒浇的水质PH超出草坪生长要求,将会导致严重后果,因此,必须对浇洒用水坚持先测后用,确保PH值PH≤7.0。
8.技术总结
绿化工程技术要点概括如下:挑选草籽品种,确定种籽用量;坡面灌水压碱,巧用基肥改良;种前参砂催牙,种时控制深度;出苗揭开草帘,保育浇水助长;注意观察虫害,及时用药防治;旱时洒草保湿,时时测试水质;适时开展追肥,不忘按时修剪;维护不离现场,当防动物践踏;加土补缺过冬,来年又见绿坪。
9.实际效果
该新技术、新材料于2012年4月运用川东闸下移工程,目前草坪长势旺盛。它从培植草籽、加强管护、洒水和复合肥改良土壤PH值出发,切实解决了草坪抗盐碱、抗海风、抗旱、抗冻及抗强湿等一系列问题,对沿海绿化工程设计施工,具有一定的借鉴价值和推广应用价值。