汽車尾氣處理技術(shù)研究

1、 江西科技學(xué)院自考本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 第1章 緒 論1.1.汽車尾氣汽車尾氣主要是指柴油、汽油等機(jī)動車燃料因含有添加劑和雜質(zhì)，在不完全燃燒時，所排出的一些有害物質(zhì)。汽車尾氣中有一部分毒性物質(zhì)在燃料不完全燃燒或燃?xì)鉁囟容^低時產(chǎn)生較多。尤其是在次序起動、噴油器噴霧不良、超負(fù)荷工作運(yùn)行時，燃油不能很好地與氧化合燃燒。另一部分有毒物質(zhì)，是由于燃燒室內(nèi)的高溫、高壓而形成的。汽車尾氣中含有上千種化學(xué)物質(zhì)，除空氣中的氮、氧和水蒸汽為無害成份外，其余均為有害成份。這些有害物質(zhì)可分為氣體和顆粒物兩大類。氣體包括：一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、碳?xì)浠衔?、硫氧化合物、揮發(fā)性有機(jī)物和臭氧等。顆粒物包括：碳黑、

2、焦油和重金屬等。1.2 汽車尾氣主要成分及危害概述1.2.1一氧化碳汽車發(fā)動機(jī)若進(jìn)氣不足或燃油噴射時間過長，使得氣缸內(nèi)燃油不能完全燃燒，則汽車尾氣中將產(chǎn)生CO。CO與血紅蛋白結(jié)合的速度比氧氣快250倍。CO經(jīng)呼吸道進(jìn)入血液循環(huán)，與血紅蛋白親合后生成碳氧血紅蛋白，從而削弱血液向各組織輸送氧的功能，導(dǎo)致人體缺氧，危害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成人的感覺、反應(yīng)、理解、記憶力等機(jī)能障礙，引起頭暈、頭痛、嘔吐等中毒癥。重者危害血液循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致生命危險。即使是微量吸入CO，也可能給人造成可怕的缺氧性傷害。交通高峰時段常常出現(xiàn)CO的污染峰值，汽車內(nèi)濃度有時比車外更高。1.2.2氮氧化物氮氧化合物主要是指一氧化氮和二

3、氧化氮，它是發(fā)動機(jī)大負(fù)荷工作時，在燃燒室高溫富氧的環(huán)境中產(chǎn)生的一種褐色且有臭味的氣體。氮氧化合物吸入肺部后能形成亞硝酸和硝酸，對肺組織產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激和傷害，以致引起肺部病變。當(dāng)空氣中氮氧化合物含量達(dá)1020ppm時，可刺激鼻粘膜、咽喂、氣管、眼角膜等，引起呼吸道干澀不適，流淚及紅眼病等病癥;當(dāng)?shù)趸衔锍^500ppm時，幾分鐘內(nèi)就可使人出現(xiàn)肺氣腫而死亡。在二氧化氮濃度為9.4mg/m3的空氣中暴露10 min，即可造成人的呼吸系統(tǒng)功能失調(diào)。此外，氮氧化物還會導(dǎo)致酸雨和光化學(xué)煙霧污染，在水系中的沉降會造成富營養(yǎng)化。1.2.3碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔锸遣煌耆紵呐欧盼铮ㄎ慈己臀赐耆紵娜加秃?/p>

4、機(jī)油蒸汽，氣態(tài)時是VOC，固態(tài)則為顆粒物。單獨(dú)的碳?xì)浠衔镏挥性跐舛认喈?dāng)高的情況下，才對人體產(chǎn)生傷害，一般影響不大。但碳?xì)浠衔锖偷趸衔镌陉柟庾贤饩€照射下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成光化學(xué)煙霧。當(dāng)光化學(xué)煙霧中的化學(xué)氧化劑超過一定濃度時，即對人體產(chǎn)生較強(qiáng)刺激性，人體吸人后可明顯感覺到呼吸系統(tǒng)不適，引起急性喘息癥。1.2.4硫氧化物主要是指SO2，它是形成酸雨的主要成分，嚴(yán)重污染河流、湖泊等水系，殃及野生動植物的生存安全，破壞生態(tài)系統(tǒng)的自然酸堿平衡，并嚴(yán)重腐蝕建筑物。對人類會造成氣管壁繃緊，使呼吸道疾病加重，患有心肺疾病和哮喘病的人尤其敏感。汽車尾氣中SO2主要來源于柴油車的排放。1.2.5揮發(fā)性有機(jī)物

5、 包括多環(huán)芳烴(PAH)、苯系物、烯烴等，是光化學(xué)煙霧形成的前體物。苯已被證明是致癌物質(zhì)，WHO(世界衛(wèi)生組織)認(rèn)為即使微量的苯，對人體健康也是有害的。除尾氣排放外，汽車燃油箱和加油過程中也會排放揮發(fā)性有機(jī)物。1.2.6臭氧光化學(xué)煙霧主要的生成物是臭氧，具有強(qiáng)氧化性，可使空氣能見度降低，橡膠制品開裂損壞，植物受害。臭氧刺激呼吸系統(tǒng)的黏膜，導(dǎo)致咳嗽、呼吸困難，削弱肺功能，對室外鍛煉的人特別有害。臭氧還引起一些常見癥狀，如頭疼、眼鼻喉刺癢、深呼吸時胸部不適等。臭氧會增加人對過敏源如花粉的敏感性，也降低人體對細(xì)菌和病毒的抵抗力，如易引起感冒、肺炎等。1.2.7鉛鉛是有毒的重金屬元素，為了改善燃油的抗

6、爆性，人們在汽油中添加含鉛物質(zhì)四乙基鉛或甲基鉛，導(dǎo)致汽車尾氣排放時產(chǎn)生含鉛化合物。城市大氣中的鉛60%以上來自汽車含鉛汽油的燃燒。鉛化合物以顆粒狀排人大氣中，是污染大氣的有害物質(zhì)。人體長期吸入含鉛顆粒濃度較高的空氣后，鉛會逐漸在體內(nèi)積累。當(dāng)達(dá)到一定程度時，鉛阻礙血液中紅血球的生長，致使人體正常造血功能降低，血液、心肺器官等發(fā)生病變。而鉛對腦細(xì)胞和中樞神經(jīng)的損害更是不可逆轉(zhuǎn)的，鉛侵入人體大腦時會引起頭疼、精神恍惚，嚴(yán)重時甚至?xí)霈F(xiàn)昏迷、驚厥等鉛中毒癥狀。由于鉛塵比重大，通常積聚在1m左右高度的空氣中，因此對兒童的威脅最大，直接影響兒童的智力發(fā)育。1.2.8碳煙微粒指柴油發(fā)動機(jī)燃燒不完全所排出的黑

7、色煙霧狀的炭煙顆粒。炭煙微粒能影響大氣、道路的能見度，并含有少量帶有特殊臭味的乙醛，吸入后使人感到惡心和頭暈。微粒表面吸附的可溶性有機(jī)物對人的呼吸道也有較大傷害。固體懸浮顆粒的成分很復(fù)雜，并具有較強(qiáng)的吸附能力，可以吸附各種金屬粉塵、強(qiáng)致癌物苯并芘和病原微生物等。固體懸浮顆粒隨呼吸進(jìn)入人體肺部，以碰撞、擴(kuò)散、沉積等方式滯留在呼吸道的不同部位，引起呼吸系統(tǒng)疾病。當(dāng)懸浮顆粒積累到臨界濃度時，便會激發(fā)形成惡性腫瘤。此外，懸浮顆粒物還能直接接觸皮膚和眼睛，阻塞皮膚的毛囊和汗腺.引起皮膚炎和眼結(jié)膜炎，甚至造成角膜損傷。第2章 汽車尾氣處理技術(shù)2.1我國汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)與國外先進(jìn)國家相比而言，我國汽車尾氣排

8、放法規(guī)起步較晚、水平較低，根據(jù)我國的國情出發(fā)，從八十年代初期伊始采取先易后難分階段實(shí)施的具體方案，具體實(shí)施至今主要分為三個階段。2.1.1第一階段1983年我國頒布了第一批機(jī)動車尾氣污染控制排放標(biāo)準(zhǔn)，這一批標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施，標(biāo)志著我國汽車尾氣法規(guī)從無到有，并逐步走向法制治理汽車尾氣污染的道路，在這批標(biāo)準(zhǔn)中，包括了汽油車怠速污染排放標(biāo)準(zhǔn)、柴油車自由加速煙度排放標(biāo)準(zhǔn)、汽車柴油機(jī)全負(fù)荷煙度排放標(biāo)準(zhǔn)三個限值標(biāo)準(zhǔn)和汽油車怠速污染物測量方法、柴油車自由加速煙度測量方法、汽車柴油機(jī)全負(fù)荷煙度測量方法三個測量方法標(biāo)準(zhǔn)。 2.1.2第二階段 在1983年我國頒布第一批機(jī)動車尾氣污染控制排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，我國在1

9、989年至1993年又相繼頒布了輕型汽車排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、車用汽油機(jī)排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)二個限值標(biāo)準(zhǔn)和輕型汽車排氣污染物測量方法、車用汽油機(jī)排氣污染物測量方法二個工況法測量方法標(biāo)準(zhǔn)，至此，我國已形成了一套較為完態(tài)的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)體系;值得一提的是，我國93年頒布的輕型汽車排氣污染物測量方法采用了ECER15-04的測量方法，而測量限值輕型汽車排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)則采用了ECER15-03限值標(biāo)準(zhǔn)，該限值標(biāo)準(zhǔn)只相當(dāng)于歐洲七十年代來的水平(歐洲在1979年實(shí)施ECER15-03標(biāo)準(zhǔn))。2.1.3第三階段以北京市DB11/105-1998輕型汽車排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的出臺和實(shí)施，拉開了我國新一輪尾氣排

10、放法規(guī)制訂和實(shí)施的序曲，從1999年起北京實(shí)施DB11/105-1998地方法規(guī)，2000年起全國實(shí)施GB14961-1999汽車排放污染物限值及測試方法(等效于91/441/1EEC標(biāo)準(zhǔn))，同時壓燃式發(fā)動機(jī)和裝用壓燃式發(fā)動機(jī)的車輛排氣污染物限值及測試方法也制訂出臺;與此同時，北京、上海、福建等省市還參照ISO3929中雙怠速排放測量方法分別制訂了汽油車雙怠速污染物排放標(biāo)準(zhǔn)地方法規(guī)，這一條例標(biāo)準(zhǔn)的制訂和出臺，使我國汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國外九十年代初的水平。 2.2機(jī)內(nèi)尾氣處理技術(shù) 機(jī)內(nèi)治理技術(shù)是通過對發(fā)動機(jī)的調(diào)整和改造，改善燃燒過程，以防止或減少有害污染物在機(jī)內(nèi)生成。機(jī)內(nèi)凈化的主要方式是改進(jìn)發(fā)

11、動機(jī)的燃燒方法，即利用所謂稀薄燃燒方式來接近理想燃燒方式，以在較好的條件下使混合氣體燃燒，減少污染物的發(fā)生量。由于一氧化碳的生成主要取決于空燃比，氮氧化物的生成主要取決于燃?xì)獾淖罡邷囟取⒃诟邷叵峦Ａ魰r間和燃?xì)庵械暮趿?，根?jù)他們生成的特點(diǎn)，科學(xué)家有針對性地進(jìn)行了治理技術(shù)研究。其措施有：一是改進(jìn)燃燒室結(jié)構(gòu)，如采用復(fù)合渦流控制燃燒，MCA-JET三門發(fā)動機(jī);二是改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng)，如在化油器上設(shè)置斷油裝置和稀混合氣供給裝置，采用延遲點(diǎn)火裝置和晶體管點(diǎn)火裝置等。 目前國外已運(yùn)用的機(jī)內(nèi)凈化方法有：延遲點(diǎn)火法、廢氣再循環(huán)裝置(EGR)、控制燃燒裝置(CCS)、清潔空氣裝置(CAP)、電子控制汽油噴射系統(tǒng)裝置等

12、，都能有效的降低一氧化碳、碳?xì)浠衔锏呐欧帕?，抑制氮氧化物的生成?.3機(jī)外尾氣處理技術(shù)機(jī)內(nèi)凈化能減少有害氣體的生成，但不能除去已生成的有害氣體。通常人們更關(guān)注的是機(jī)外凈化。催化凈化是目前研究與應(yīng)用最多的機(jī)外凈化方式。70 年代以來，許多國家都進(jìn)行了汽車尾氣凈化催化劑的研究。目前已投入使用的催化劑主要有貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑兩種。2.3.1貴金屬催化劑1978年美國某公司首先推出了同時有效地處理汽車尾氣中的CO、HC和NO三種氣體的貴金屬三效催化劑TWC。80年代中期，TWC的制備和應(yīng)用已趨成熟，它以蜂窩狀堇青石為第一載體，以-Al2O3為第二載體，Pt、Pd和Rh為活性組分，Ce、La

13、等稀土元素作為助劑。貴金屬催化劑TWC具有機(jī)械強(qiáng)度高，比表面積大，氣阻小和活性高等優(yōu)點(diǎn)，在105r/h的高速和300650條件下對3種污染物的轉(zhuǎn)化率均高于80%，且行車10104km無明顯失活，但它也有自身的不足。首先，它的轉(zhuǎn)化率受空燃比(A/F)影響較大。只有在發(fā)動機(jī)A/F達(dá)14.6的條件下操作時，催化劑對HC、CO及NO的凈化才可同時達(dá)到最佳值。因此，2等發(fā)達(dá)國家的汽車排氣管中普遍安裝了具有氧探頭的燃料噴射電子控制系統(tǒng)，以控制A/F比在理想的狀態(tài)。其次，Pt、Rh、Pd等貴金屬價格昂貴，資源有限，且抗SO2和Pb中毒性能差，限制了它的普遍使用。因此，國內(nèi)外科研工作者開始致力于非貴金屬催化劑

14、方面的探索。2.3.2非貴金屬催化劑近年來，過渡金屬和稀土元素的氧化物型和復(fù)合氧化物型催化劑一直受到人們的重視。已有一些過渡金屬氧化物型、鈣鈦礦型的催化劑研制成功并投入使用。對于稀土資源豐富的我國來說，開發(fā)非貴金屬催化劑具有廣闊的前景。 譚宇新等以稀土元素La、Ce 和過渡元素Cu、Ca、Mn 為主添加少量Pd作為活性組分，研制出La-Co-Cu-Mn-Ce-Pd等稀土催化劑具有高活性，高熱穩(wěn)定性和和低起燃溫度，操作彈性好等特點(diǎn)。 有的研究者以Fe2O3為載體，經(jīng)高溫焙燒制成一種新型復(fù)合金屬氧化物催化劑，WCX-1(Re-Ni-Co-Cu-Ox/Fe2O3)，該催化劑具有較好的高溫活性及很強(qiáng)的

15、抗SO2中毒和抗積炭性能。2.4 其他尾氣處理技術(shù)2.4.1采用無鉛汽油。首先應(yīng)抓汽車油的改用。以無鉛汽油代替四乙基鉛汽油。這種汽油是用甲荃樹丁醚作滲合劑，它不僅不鉛，而且汽車尾氣排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳?xì)浠衔锞鶗p少。目前，我國為了減少汽車尾氣排放量，改善城區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量，國家規(guī)定從1999年7月1日起在全國范圍內(nèi)根本上使用含鉛汽油。2000年7月1日起，市場根本上出售有鉛汽油。因有鉛汽油中，它加入了一種抗爆劑四乙基鉛，它具有很高的揮發(fā)性，甚至在0攝氏度時就開始揮發(fā)，而揮發(fā)出的鉛粉末，以蒸氣及煙的動工存在空氣中。但鉛的污染程度與交通密度（每小時通過的車輛數(shù)）以及汽油中鉛的含量有密切關(guān)

16、系。雖然我國城市的交通密度比發(fā)達(dá)國家的密度低，但有鉛汽油燃燒帶來的鉛的污染程度不可忽視。因鉛是一種蓄積毒物，它通過人的呼吸、飲水、食物等途徑進(jìn)入人體。對人體的毒性作用是侵蝕造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)以及賢臟等。諸如對血管系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)以及癌致畸等毒性作用也可能發(fā)生。2.4.2摻入添加劑。汽油中摻入15%以下的甲醇燃料，或者采用含10%水份的水汽油燃料，都能在一定程度上減少或者消除CO、NOx、HC和鉛塵的污染效果。若采用“甲醇燃料”，即采用甲醇和其它醇類同汽油混合所制成的燃料。當(dāng)甲醇占比例30%40%，汽車尾氣排出的污染物可基本上消除。2.4.3選用恰當(dāng)?shù)臐櫥瑒Ｔ跈C(jī)油中添加一定量（比例為3%5%）石

17、墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯粉末等固體添加劑，加入到引擎的機(jī)油箱中，可節(jié)約發(fā)動機(jī)燃油5%左右。市面上添加劑品種多樣，納米技術(shù)制備的添加劑很多，效果也是良莠不齊，慎重選擇。此外，采用上述固體潤滑劑可使汽車發(fā)動機(jī)汽缸密封性能大大改善，汽缸壓力增加，燃燒完全。尾氣排放中，CO和碳?xì)浜侩S之下降，可減輕對大氣環(huán)境的污染。2.4.4采用綠色燃料。據(jù)美國的俄亥俄州某研究所用豆油與甲醇、燒堿混合，然后去除其中的甘油，從而可獲得“大豆柴油”。用“大豆柴油”，以37的比例摻入到普通柴油中，可供柴油汽車之用。它可大大減少發(fā)動機(jī)工作時排放的硫化物、碳?xì)浠衔?、一氧化碳和煙塵。故譽(yù)作綠色燃料。2.4.5用多種燃料作為汽車

18、燃料。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，確保環(huán)境保護(hù)法規(guī)的實(shí)施和節(jié)能措施：汽車中可廣泛使用新的配方汽油、電力、壓縮的天然氣體、太陽能以及生態(tài)燃料的蓄電池等等。然而在這種汽車上裝上電腦，不斷在行駛中早先調(diào)撥組合，以使汽車發(fā)揮最佳性能。采用計算機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)，以便對發(fā)動機(jī)的不同工況作出快速反應(yīng)，可取得最佳燃料經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動機(jī)動力性能，可減少尾氣對大氣的污染。2.4.6節(jié)約能源。根據(jù)有關(guān)專家指出，開發(fā)乙醇代替汽油，即節(jié)約能源，又可消化陳糧，使汽車排出的有害汽體減少，是一項有利于保護(hù)環(huán)境和資源的新課題。第3章 汽車尾氣處理技術(shù)發(fā)展趨勢3.1車用汽油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù) 所謂機(jī)內(nèi)凈化就是從有害排放物的生成機(jī)

19、理及影響因素出發(fā)，以改進(jìn)發(fā)動機(jī)燃燒過程為核心，達(dá)到減少和抑制污染物生成的各種技術(shù)。簡單說就是降低污染物生成量的技術(shù)，如改進(jìn)發(fā)動機(jī)的燃燒室結(jié)構(gòu)、改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng)、改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)、采用電控汽油噴射、采用廢氣再循環(huán)技術(shù)等。機(jī)內(nèi)凈化被公認(rèn)為是治理車用汽油機(jī)排氣污染的治本措施。3.1.1采用電控發(fā)動機(jī) 發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)是根據(jù)相應(yīng)傳感器的信號由汽車電腦精確的控制噴油和點(diǎn)火，使發(fā)動機(jī)處于最佳狀態(tài)下工作，不僅使汽車的動力性得到了提高，從而也大大提高了汽車的排放性。3.1.2曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計 把從汽缸竄人曲軸箱的汽油與空氣的混合氣通過該系統(tǒng)再循環(huán)進(jìn)人進(jìn)氣歧管，使其再次燃燒，改變了過去將其直接排人大氣所造成的

20、污染。3.1.3廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計 發(fā)動機(jī)排氣口用控制閥與進(jìn)氣歧管相連接，使排出的氣體經(jīng)過再次循環(huán)，將部分的廢氣引人進(jìn)氣歧管，和新鮮的混合氣一起進(jìn)人汽缸，降低了燃燒室的最高溫度，從而降低氮氧化物的排放量。利用廢氣再循環(huán)降低NOX的排放，需要與電子控制結(jié)合，根據(jù)汽油機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、冷卻水溫度傳感器及啟動開關(guān)信號，由ECU對廢氣再循環(huán)率隨機(jī)進(jìn)行控制，保證在對汽油機(jī)性能影響不大的條件下，降低NOX的排放。3.1.4蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的設(shè)計 燃油箱中的燃油隨時都在蒸發(fā)汽化，當(dāng)發(fā)動機(jī)停機(jī)時，燃油蒸汽將逸人大氣，造成對環(huán)境的污染，蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)就是將燃油箱中的燃油蒸氣收集和儲存在炭罐內(nèi)，在發(fā)動機(jī)工作時再將

21、其送人汽缸燒掉，可大大減少污染物的排放。3.2 車用汽油機(jī)后處理凈化3.2.1三效催化劑三效催化劑是全世界普遍采用的汽油機(jī)排放控制后處理產(chǎn)品。在理論當(dāng)量空燃比下，該產(chǎn)品可同時去除汽油車尾氣中CO、HC和Nox。其進(jìn)一步的發(fā)展趨勢是降低貴金屬用量，在高性能稀土儲氧材、耐高溫高比表面材料、貴金屬及助劑的負(fù)載和耐久性涂層的制備等技術(shù)上取得突破性進(jìn)展?？焖儆行У靥幚砝淦饎与A段的污染物是歐以后汽油車催化劑發(fā)展的主要方向。冷起動過程HC處理技術(shù)分為兩類：一類是加速催化轉(zhuǎn)化器活化，主要措施有推遲發(fā)動機(jī)點(diǎn)火、采用雙層排氣管、使用“薄壁式”催化劑載體、使用緊耦合氧化催化劑（COC）、使用電加熱催化器（EHC）、

22、使用燃油加熱催化劑（EGC）、歧管催化劑等；另一類是在三效催化轉(zhuǎn)化器前置HC吸附器，目前HC從吸附層脫離起始溫度要比催化層的活性溫度低，脫離初期對HC凈化有一定困難，有待于今后通過材質(zhì)改良、結(jié)構(gòu)及溫升特性的改進(jìn)來進(jìn)一步提高其凈化性能。 3.2.2熱反應(yīng)器 汽油機(jī)工作過程中的不完全燃燒產(chǎn)物CO和HC在排氣過程中可以繼續(xù)氧化，但必須有足夠的空氣和溫度以保證其高的氧化速率，熱反應(yīng)器為此提供必要的溫度條件。在排氣道出口處安裝用耐熱材料制造的熱反應(yīng)器，使尾氣中未燃的碳?xì)浠衔锖鸵谎趸荚跓岱磻?yīng)器中保持高溫并停留一段時間，使之得到充分氧化從而降低其排放量。3.2.3空氣噴射空氣噴射就是將新鮮空氣噴射到排氣

23、門的后面，使尾氣中的HC化合物和CO在排氣管內(nèi)與空氣混合，繼續(xù)進(jìn)行氧化的方法，又稱二次空氣法。當(dāng)噴射的新鮮空氣與尾氣結(jié)合時，空氣中的氧和HC化合物反應(yīng)生成水，并成蒸汽狀；而氧和CO反應(yīng)生成CO2。3.3稀薄燃燒技術(shù)為了降低溫室氣體的排放，汽油機(jī)下一個發(fā)展趨勢是稀薄燃燒汽油機(jī)的研發(fā)，而稀薄燃燒的最大難題是汽車排氣污染后處理問題，也就是富氧條件下（稀燃）的NO凈化問題。主要處理技術(shù)有兩種：一是選擇催化還原，由于選擇還原催化劑在富氧條件下處理的NO時，催化轉(zhuǎn)化率較低、耐水及熱穩(wěn)定性差，應(yīng)用受到限制；二是吸附還原催化劑，吸附還原催化轉(zhuǎn)化劑在較寬的溫度范圍內(nèi)具有高的NO凈化率（大于80），不過對燃油中的

24、含硫量要求較高。綜合國內(nèi)外的情況可以看出，只有稀燃NO催化劑取得突破性進(jìn)展并滿足嚴(yán)格的排放法規(guī)后，稀燃汽油機(jī)才能得到推廣應(yīng)用。3.3.1 GDI系統(tǒng)缸內(nèi)直噴技術(shù)（GDI）是燃油以細(xì)微滴狀的薄霧方式進(jìn)入汽缸，而不是以蒸汽的方式。這也就意味著當(dāng)燃油霧滴吸收熱量變?yōu)榭扇颊羝麜r，實(shí)際上對發(fā)動機(jī)的汽缸起到了冷卻的作用。這種冷卻作用降低了發(fā)動機(jī)對辛烷的需要，所以其壓縮比可以有所增加。而且正如柴油一樣，采用較高的壓縮比可以提高燃料的效率。采用GDI技術(shù)的另一個優(yōu)點(diǎn)是它能夠加快油氣混合氣體的燃燒速度，這使得GDI發(fā)動機(jī)和傳統(tǒng)的化油器噴射發(fā)動機(jī)相比，可以很好地適應(yīng)廢氣再循環(huán)工藝。中小負(fù)荷時，在壓縮行程后期開始噴

25、油，通過與燃燒系統(tǒng)的合理配合，在火花塞附近形成較濃的可燃混合氣，在遠(yuǎn)離火花塞的區(qū)域，形成稀薄分層混合氣;大負(fù)荷及全負(fù)荷時，在早期進(jìn)氣行程中將燃油噴入氣缸，使燃油有足夠時間與空氣混合，形成完全的均質(zhì)化學(xué)計量比進(jìn)行燃燒。另外，也有采用分段噴油技術(shù)分層混合氣，即在進(jìn)氣早期開始噴油，使燃油在氣缸中均勻分布，在進(jìn)氣后期再次噴油，最終在火花塞附近形成較濃的可燃混合氣，這種將一個循環(huán)中的噴油量分兩次噴入氣缸可以很好的實(shí)現(xiàn)混合氣的分層。 進(jìn)入90年代，三菱汽車公司研制出來的缸內(nèi)直噴技術(shù)使稀燃技術(shù)又進(jìn)了一步。目前，各大公司都擁有自己的稀燃技術(shù)，其共同點(diǎn)都是利用缸內(nèi)渦流運(yùn)動，使聚集在火花塞附近的混合氣最濃，先被點(diǎn)

26、燃后迅速向外層推進(jìn)燃燒，并有較高的壓縮比。比較著名的三菱缸內(nèi)噴注汽油機(jī)（GDI），可令混合比達(dá)到40:1。它采用立式吸氣口方式，從氣缸蓋的上方吸氣的獨(dú)特方式產(chǎn)生強(qiáng)大的下沉氣流。這種下沉氣流在彎曲頂面活塞附近得到加強(qiáng)并在氣缸內(nèi)形成縱向渦旋轉(zhuǎn)流。在高壓旋轉(zhuǎn)噴注器的作用下，壓縮過程后期被直接噴注進(jìn)氣缸內(nèi)的燃料形成濃密的噴霧，噴霧在彎曲頂面活塞的頂面空間中不是擴(kuò)散而是氣化。這種混和氣被縱向渦旋轉(zhuǎn)流帶到火花塞附近，在火花塞四周形成較濃的層狀混和狀態(tài)。這種混合狀態(tài)雖從燃燒室整體來看十分稀薄，但由于呈現(xiàn)從濃厚到稀薄的層狀分布，因此能保證點(diǎn)火并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。 大眾的直噴汽油發(fā)動機(jī)（FSI），則是采用了一個高壓

27、泵，汽油通過一個分流軌道（共軌）到達(dá)電磁控制的高壓噴射氣門。它的特點(diǎn)是在進(jìn)氣道中已經(jīng)產(chǎn)生可變渦流，使進(jìn)氣流形成最佳的渦流形態(tài)進(jìn)入燃燒室內(nèi)，以分層填充的方式推動，使混合氣體集中在位于燃燒室中央的火花塞周圍。 本田最新的VTEC發(fā)動機(jī)也將采用稀燃技術(shù)。這款取名為VTECi2.0升發(fā)動機(jī)將比一般本田發(fā)動機(jī)省油20%，其特點(diǎn)是將VTEC技術(shù)與稀燃技術(shù)相結(jié)合，也是當(dāng)?shù)娃D(zhuǎn)速時令其中一組進(jìn)氣門關(guān)閉，在燃燒室內(nèi)形成一道稀薄的混合氣體渦流，層狀分布集結(jié)在火花塞周圍作點(diǎn)燃引爆，從而起到稀薄燃燒作用。3.3.2 PFI系統(tǒng) 進(jìn)氣道噴射稀燃系統(tǒng)（PFI）普通汽油機(jī)工作時保證可靠點(diǎn)火所對應(yīng)的空燃比為10:220:1，與

28、此相比，稀燃汽油機(jī)的空燃比要大得多。為了保證可靠點(diǎn)火，點(diǎn)燃式稀燃汽油機(jī)在點(diǎn)火瞬間火花塞周圍必須形成易于點(diǎn)燃的空燃比為12:113.5:1的混合氣。這就要求混合氣在氣缸內(nèi)非均質(zhì)分布。而要實(shí)現(xiàn)混合氣的非均質(zhì)分布，必須使混合氣在氣缸內(nèi)分層。混合氣分層主要依靠氣流的運(yùn)動結(jié)合適時的噴油實(shí)現(xiàn)。使缸內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦流運(yùn)動。在進(jìn)氣沖程初期，隨著活塞向下運(yùn)動，缸內(nèi)形成較強(qiáng)的渦流。通過控制噴油時刻使噴油器在進(jìn)氣后期噴油，進(jìn)入氣缸的燃油大部分就保持在氣缸的上部，氣缸內(nèi)的強(qiáng)渦流起到維持混合氣分層的作用，氣缸內(nèi)將形成上濃下稀的分層效果，火花塞周圍有較濃的混合氣。這樣形成的渦流在壓縮后期雖然隨著活塞的上行逐漸衰減，但渦流的

29、分層效果仍可大體一直保持到壓縮上止點(diǎn)，有利于點(diǎn)火燃燒。滾流分層多用于進(jìn)氣道對稱布置的多氣門發(fā)動機(jī)，當(dāng)進(jìn)氣門升程較小時，進(jìn)氣流在缸內(nèi)的流動紊亂，有規(guī)律的流動不明顯。此時存在兩個旋轉(zhuǎn)軸相互平行而垂直于氣缸軸線的渦團(tuán)，一個在進(jìn)氣門下方靠近進(jìn)氣道一側(cè)，另一個在進(jìn)氣道對側(cè)，大致位于排氣門下方，此為非滾流期。當(dāng)氣門升程加大時，位于進(jìn)氣道對側(cè)的渦團(tuán)突然加強(qiáng)，進(jìn)而占據(jù)整個燃燒室，與此同時另一個渦團(tuán)逐漸消失，此為滾流產(chǎn)生期。隨著氣門升程的加大和活塞下移，滾流不斷加強(qiáng)。在進(jìn)氣行程下止點(diǎn)附近滾流達(dá)到最強(qiáng)，此為滾流發(fā)展期。3.3.3 HCCI系統(tǒng)HCCI意即均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃。早在20世紀(jì)30年代,人們就認(rèn)識到在汽油機(jī)

30、上存在均質(zhì)混合氣壓縮自燃的燃燒方式,HCCI燃燒方式的出現(xiàn),有效地解決了傳統(tǒng)均質(zhì)稀薄點(diǎn)燃燃燒速度慢的缺點(diǎn),是有別于傳統(tǒng)汽油機(jī)的均質(zhì)點(diǎn)燃預(yù)混燃燒、柴油機(jī)的非均質(zhì)壓縮擴(kuò)散燃燒和GDI發(fā)動機(jī)的分層稀薄燃燒的第四種燃燒方式，HCCI發(fā)動機(jī)利用的是均質(zhì)混合氣,通過提高壓縮比,采用廢氣再循環(huán)、進(jìn)氣加溫和增壓等手段,提高氣缸內(nèi)混合氣的溫度和壓力,促使混合氣進(jìn)行壓縮自燃,在氣缸內(nèi)形成多點(diǎn)火核,有效維持了著火的穩(wěn)定性,并減少了火焰?zhèn)鞑サ木嚯x。在HCCI技術(shù)的研發(fā)上，奔馳和GM走在了前列，以奔馳的07年的F700概念車為例，其DiseOtto1.8T直4CGI直噴發(fā)動機(jī)在采用HCCI技術(shù)后（如圖5-5），輸出功率

31、達(dá)到238hp，最大扭矩達(dá)到400Nm，完全就是一臺3.5LV6的水平，難得的是它的油耗僅為6L/100km，二氧化碳排放僅127g/100km。采用HCCI技術(shù)的GMOPELVectra和SaturnAura2.2LL4汽油機(jī)的油耗也僅為4.3L/100km，比常規(guī)技術(shù)降低15以上。相信隨著技術(shù)難關(guān)的不斷攻克，HCCI技術(shù)將會快速普及到大眾當(dāng)中，作為一種新的節(jié)能增效技術(shù)，為地球的藍(lán)天作一份貢獻(xiàn)梅賽德斯-奔馳近日發(fā)布了其全球首創(chuàng)的“DiesOtto”汽油發(fā)動機(jī)技術(shù)。戴姆勒-克萊斯勒公司首席環(huán)保官兼車身和動力傳動系工程技術(shù)和研究負(fù)責(zé)人HerbertKohler教授說：“讓汽油機(jī)與柴油機(jī)一樣具有經(jīng)

32、濟(jì)性，是我們致力于可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)目標(biāo)之一。DiesOtto概念發(fā)動機(jī)融合了汽油機(jī)與柴油機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)，具備實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的條件?！睋?jù)了解，由汽油機(jī)與柴油機(jī)“聯(lián)姻”產(chǎn)生的DiesOtto概念發(fā)動機(jī)，涵蓋了可控點(diǎn)火系統(tǒng)、汽油直噴和可變壓縮比等眾多先進(jìn)技術(shù)。其中，可控自動點(diǎn)火系統(tǒng)（controlledautoignition）體現(xiàn)了DiesOtto技術(shù)的核心：發(fā)動機(jī)啟動和全速運(yùn)轉(zhuǎn)，將使用傳統(tǒng)火花塞的點(diǎn)火方式；而在中低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，發(fā)動機(jī)將自動采用可控點(diǎn)火技術(shù)，實(shí)現(xiàn)類似柴油發(fā)動機(jī)的高效燃燒過程，從而極大降低汽油機(jī)的氮氧排放，在帶來高扭矩的同時，大幅提高燃油經(jīng)濟(jì)性。DiesOtto使用普通汽油，不需任何合

33、成燃料。梅賽德斯-奔馳在一款四缸發(fā)動機(jī)上展示了DiesOtto技術(shù)的優(yōu)越性。雖然排量僅為1.8L，但輸出功率卻達(dá)到175kW/238hp，最大扭矩為400Nm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通1.8L排量的汽油發(fā)動機(jī)，而搭載這款發(fā)動機(jī)的車輛百公里油耗還不到6L。這款發(fā)動機(jī)的性能足以為與梅賽德斯-奔馳S級相當(dāng)?shù)暮廊A轎車提供充足動力。第4章 總 結(jié) 汽車尾氣的排放是大氣環(huán)境污染的一個重要組成部分，有效地控制汽車尾氣排放，對改善城市日益惡化的大氣質(zhì)量意義十分重大。防治和減少汽車尾氣污染是一個復(fù)雜的技術(shù)問題和廣泛的社會問題，它需要從提高燃油質(zhì)量、尾氣治理、定期保養(yǎng)和維修、研制新型發(fā)動機(jī)、完善相關(guān)政策等諸多方面綜合考慮，全

34、面治理。對于汽車的環(huán)保問題，應(yīng)該引起社會各界的重視，也需要社會各界的共同努力?？刂破囄矚馕廴镜膶Σ吆芏?，為了更好地控制污染，改善城市的大氣質(zhì)量，各地區(qū)、各城市應(yīng)結(jié)合自身的實(shí)際情況，選擇合適的控制對策，走綜合治理的道路。參考文獻(xiàn)1 龔金科.汽車排放及控制技術(shù)【M.北京:人民交通出版社，2007.9.2 華愛紅,李麗,丁國良.淺談汽車尾氣污染的危害及防治措施J.科技資訊.2007.(04).3 吳國正.馬麗萍,賀克雕.汽車尾氣的污染與防治J.廣東化工.2007.(05).4 武喜懷.汽車尾氣對人體健康的危害J.內(nèi)蒙古石油化工.2007.(05).5 張建民,李國彥,王同建.汽車尾氣排放對人體健康

35、及環(huán)境的影響J.天津科技.2007,(04).6 蔣德明.陳長佑.高等車用內(nèi)燃機(jī)原理M.西安:西安交通大學(xué)出版社.20057 賈海亭滿瑞林.稀燃發(fā)動機(jī)尾氣凈化催化技術(shù)進(jìn)展J.汽車科技.2004(3).8 李岳林.土生昌.交通運(yùn)輸環(huán)境污染與控制M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.20039 饒里.張穎.汽油機(jī)節(jié)能和排放的研究進(jìn)展J.內(nèi)燃機(jī).2004(4)附錄資料：不需要的可以自行刪除地下連續(xù)墻施工工藝標(biāo)準(zhǔn)1、范圍本工藝適用于工業(yè)與民用建筑地下連續(xù)墻基坑工程。地下連續(xù)墻是在地面上采用一種挖槽機(jī)械，沿著深開挖工程的周邊軸線，在泥漿護(hù)壁條件下，開挖出一條狹長的深槽，清槽后，在槽內(nèi)吊放鋼筋籠，然后用導(dǎo)管法灌筑水下

36、混凝土筑成一個單元槽段，如此逐段進(jìn)行，在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁，作為截水、防滲、承重、擋水結(jié)構(gòu)。本法特點(diǎn)是：施工振動小，墻體剛度大，整體性好，施工速度快，可省土石方，可用于密集建筑群中建造深基坑支護(hù)及進(jìn)行逆作法施工，可用于各種地質(zhì)條件下，包括砂性土層、粒徑50mm以下的砂礫層中施工等。適用于建造建筑物的地下室、地下商場、停車場、地下油庫、擋土墻、高層建筑的深基礎(chǔ)、逆作法施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)，工業(yè)建筑的深池、坑；豎井等。2、施工準(zhǔn)備2.1材料要求2.1.1水泥用32.5號或42.5號普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，要求新鮮無結(jié)塊。2.1.2砂宜用粒度良好的中、粗砂，含泥量小于5%。2.1.3石

37、子宜采用卵石，如使用碎石，應(yīng)適當(dāng)增加水泥用量及砂率，以保證坍落度及和易性的要求。其最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的16和鋼筋最小間距的14，且不大于40mm。含泥量小于2%。2.1.4外加劑可根據(jù)需要摻加減水劑、緩凝劑等外加劑，摻入量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。2.1.5鋼筋按設(shè)計要求選用，應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書或試驗(yàn)報告單，并應(yīng)取試樣作機(jī)械性能試驗(yàn)，合格后方可使用。2.1.6泥漿材料泥漿系由土料、水和摻合物組成。拌制泥漿使用膨潤土，細(xì)度應(yīng)為200250目，膨潤率510倍，使用前應(yīng)取樣進(jìn)行泥漿配合比試驗(yàn)。如采取粘土制漿時，應(yīng)進(jìn)行物理、化學(xué)分析和礦物鑒定，其粘粒含量應(yīng)大于50%，塑性指數(shù)大于20，含砂量小于5%，二氧

38、化硅與三氧化鋁含量的比值宜為34。摻合物有分散劑、增粘劑(CMC)等。外加劑的選擇和配方需經(jīng)試驗(yàn)確定，制備泥漿用水應(yīng)不含雜質(zhì)，pH值為79。2.2主要機(jī)具設(shè)備2.2.1成槽設(shè)備有多頭鉆成槽機(jī)、抓斗式成槽機(jī)、沖擊鉆、砂泵或空氣吸泥機(jī)(包括空壓機(jī))、軌道轉(zhuǎn)盤等2.2.2混凝土澆灌機(jī)具有混凝土攪拌機(jī)、澆灌架(包括儲料斗、吊車或卷揚(yáng)機(jī))、金屬導(dǎo)管和運(yùn)輸設(shè)備等。2.2.3制漿機(jī)具有泥漿攪拌機(jī)、泥漿泵、空壓機(jī)、水泵、軟軸攪拌器、旋流器、振動篩、泥漿比重秤、漏斗粘度計、秒表、量筒或量杯、失水量儀、靜切力計、含砂量測定器、pH試紙等。2.2.4槽段接頭設(shè)備有金屬接頭管、履帶或輪胎式起重機(jī)、頂升架(包括支承架、

39、大行程千斤頂和油泵等)或振動拔管機(jī)等。2.2.5其他機(jī)具設(shè)備有鋼筋對焊機(jī)，彎曲機(jī)，切斷機(jī)，交、直流電焊機(jī)，大、小平鍬，各種扳手等。2.3作業(yè)條件、2.3.1在工程范圍內(nèi)鉆探，查明地質(zhì)、地層、土質(zhì)以及水文情況，為選擇挖槽機(jī)具、泥漿循環(huán)工藝、槽段長度等提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù).。同時進(jìn)行鉆探，摸清地下連續(xù)墻部位的地下障礙物情況。2.3.2按設(shè)計地面標(biāo)高進(jìn)行場地平整，拆遷施工區(qū)域內(nèi)的房屋、通訊、電力設(shè)施以及上下水管道等障礙物，挖除工程部位地面以下m內(nèi)的地下障礙物。施工場地周圍設(shè)置排水系統(tǒng)。2.3.3根據(jù)工程結(jié)構(gòu)、地質(zhì)情況及施工條件制定施工方案，選定并準(zhǔn)備機(jī)具設(shè)備，進(jìn)行施工部署、平面規(guī)劃、勞動配備及劃分槽段

40、；確定泥漿配合比、配制及處理方法，編制材料、施工機(jī)具需用量計劃及技術(shù)培訓(xùn)計劃，提出保證質(zhì)量、安全及節(jié)約等的技術(shù)措施。2.3.4按平面及工藝要求設(shè)置臨時設(shè)施，修筑道路，在施工區(qū)域設(shè)置導(dǎo)墻；安裝挖槽、泥漿制配、處理、鋼筋加工機(jī)具設(shè)備；安裝水電線路；進(jìn)行試通水、通電、試運(yùn)轉(zhuǎn)、試挖槽、混凝土試澆灌。3、操作工藝3.1工藝流程(圖3.1)圖3.1多頭鉆施工及泥漿循環(huán)工藝3.2導(dǎo)墻設(shè)置3.2.1在槽段開挖前，沿連續(xù)墻縱向軸線位置構(gòu)筑導(dǎo)墻，采用現(xiàn)澆混凝土或鋼筋混凝土澆3.2.2導(dǎo)墻深度一般為12m，其頂面略高于地面50100mm，以防止地表水流入導(dǎo)溝。導(dǎo)墻的厚度一般為100200mm，內(nèi)墻面應(yīng)垂直，內(nèi)壁凈距

41、應(yīng)為連續(xù)墻設(shè)計厚度加施工余量(一般為4060mm)。墻面與縱軸線距離的允許偏差為10mm，內(nèi)外導(dǎo)墻間距允許偏蓋5mm，導(dǎo)墻頂面應(yīng)保持水平。3.2.3導(dǎo)墻宜筑于密實(shí)的粘性土地基上。墻背宜以土壁代模，以防止槽外地表水滲入槽內(nèi)。如果墻背側(cè)需回填土?xí)r，應(yīng)用粘性土分層夯實(shí)，以免漏漿。每個槽段內(nèi)的導(dǎo)墻應(yīng)設(shè)一溢漿孔。3.2.4導(dǎo)墻頂面應(yīng)高出地下水位1m以上，以保證槽內(nèi)泥漿液面高于地下水位0.5m以上，且不低于導(dǎo)墻頂面0.3m。3.2.5導(dǎo)墻混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到70%以上方可拆模。拆模后，應(yīng)立即將導(dǎo)墻間加木支撐至槽段開挖拆除。嚴(yán)禁重型機(jī)械通過、停置或作業(yè)，以防導(dǎo)墻開裂或變形。3.3泥漿制備和使用3.3.1泥漿的性

42、能和技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)成槽方法和地質(zhì)情況而定，一般可按表3.3.1采用。泥漿性能指標(biāo)表3.3.1項目性能指標(biāo)檢查方法一般地層軟弱土層密度粘度膠體率穩(wěn)定性失水量pH值泥皮厚度靜切力(1min)含砂量1.041.25kgL1822s95%0.05gcm330mL30min101.53.0mm30min1020mgcm298%0.02gcm320mL30min891.01.5mm30min2050mgcm24%泥漿密度秤500700mL漏斗法100mL量杯法500mL量筒或穩(wěn)定計失水量儀pH試紙失水量儀靜切力計含砂量測定器注：1.密度：表中上限為新制泥漿，下限為循環(huán)泥漿。一般采用膨潤土泥漿時，新漿密度

43、控制在1.041.05；循環(huán)程中的泥漿控制在1.251.30；對于松散易坍地層，密度可適當(dāng)加大。澆灌混凝土前槽內(nèi)泥漿控制在1.151.25，視土質(zhì)情況而定；2.成槽時，泥漿主要起護(hù)壁作用，在一般情況下可只考慮密度、粘度、膠體率三項指標(biāo)；3.當(dāng)存在易塌方土層(如砂層或地下水位下的粉砂層等)或采用產(chǎn)生沖擊、沖刷的掘削機(jī)械時，應(yīng)適當(dāng)考慮，泥漿粘度，宜用2530s。3.3.2在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)檢查和控制泥漿的性能，定時對泥漿性能進(jìn)行測試，隨時調(diào)泥漿配合比，做好泥漿質(zhì)量檢測記錄。一般作法是：在新漿拌制后靜止24h，測一次全項(含砂量除外)；在成槽過程中，一般每進(jìn)尺15m或每4h測定一次泥漿密度和粘度。在

44、槽結(jié)束前測一次密度、粘度；澆灌混凝土前測一次密度。兩次取樣位置均應(yīng)在槽底以上200mm處。失水量和pH值，應(yīng)在每槽孔的中部和底部各測一次。含砂量可根據(jù)實(shí)際情況測定。穩(wěn)定性和膠體率一般在循環(huán)泥漿中不測定。3.3.3泥漿必須經(jīng)過充分?jǐn)嚢瑁Ｓ梅椒ㄓ校旱退倥P式攪拌機(jī)攪拌；螺旋槳式攪拌機(jī)攪拌；壓縮空氣攪拌；離心泵重復(fù)循環(huán)。泥漿攪拌后應(yīng)在儲漿池內(nèi)靜置24h以上，或加分散劑膨潤土或粘土充分水化后方可使用。3.3.4通過溝槽循環(huán)或混凝土換置排出的泥漿，如重復(fù)使用，必須進(jìn)行凈化再生處理。一般采用重力沉降處理，它是利用泥漿和土渣的密度差，使土渣沉淀，沉淀后的泥漿進(jìn)入貯漿池，貯漿池的容積一般為一個單元槽段挖掘量及

45、泥漿槽總體積的2倍以上。沉淀池和貯漿池設(shè)在地上或地下均可，但要視現(xiàn)場條件和工藝要求合理配置。如采用原土造漿循環(huán)時，應(yīng)將高壓水通過導(dǎo)管從鉆頭孔射出，不得將水直接注入槽孔中。3.3.5在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層施工時，應(yīng)適當(dāng)提高泥漿粘度和增加儲備量，并備堵漏材料。如發(fā)生泥漿滲漏，應(yīng)及時補(bǔ)漿和堵漏，使槽內(nèi)泥漿保持正常。3.4槽段開挖3.4.1挖槽施工前應(yīng)預(yù)先將連續(xù)墻劃分為若干個單元槽段，其長度一般為47m。每個單元槽段由若干個開挖段組成。在導(dǎo)墻頂面劃好槽段的控制標(biāo)記，如有封閉槽段時，必須采用兩段式成槽，以免導(dǎo)致最后一個槽段無法鉆進(jìn)。3.4.2成槽前對鉆機(jī)進(jìn)行一次全面檢查，各部件必須連接可靠，特別是鉆頭

46、連接螺栓不得有松脫現(xiàn)象。3.4.3為保證機(jī)械運(yùn)行和工作平穩(wěn)，軌道鋪設(shè)應(yīng)牢固可靠，道碴應(yīng)鋪填密實(shí)。軌道寬度允許誤差為5mm，軌道標(biāo)高允許誤差10mm。連續(xù)墻鉆機(jī)就位后應(yīng)使機(jī)架平穩(wěn)，并使懸掛中心點(diǎn)和槽段中心一致。鉆機(jī)調(diào)好后，應(yīng)用夾軌器固定牢靠。3.4.4挖槽過程中，應(yīng)保持槽內(nèi)始終充滿泥漿，以保持槽壁穩(wěn)定。成槽時，依排渣和泥漿循環(huán)方式分為正循環(huán)和反循環(huán)。當(dāng)采用砂泵排渣時，依砂泵是否潛入泥漿中，又分為泵舉式和泵吸式。一般采用泵舉式反循環(huán)方式排渣，操作簡便，排泥效率高，但開始鉆進(jìn)須先用正循環(huán)方式，待潛水砂泵電機(jī)潛入泥漿中后，再改用反循環(huán)排泥。3.4.5當(dāng)遇到堅硬地層或遇到局部巖層無法鉆進(jìn)時，可輔以采用沖

47、擊鉆將其破碎，用空氣吸泥機(jī)或砂泵將土渣吸出地面。3.4.6成槽時要隨時掌握槽孔的垂直精度，應(yīng)利用鉆機(jī)的測斜裝置經(jīng)常觀測偏斜情況，不斷調(diào)整鉆機(jī)操作，并利用糾偏裝置來調(diào)整下鉆偏斜。3.4.7挖槽時應(yīng)加強(qiáng)觀測，如槽壁發(fā)生較嚴(yán)重的局部坍落時，應(yīng)及時回填并妥善處理。槽段開挖結(jié)束后，應(yīng)檢查槽位、槽深、槽寬及槽壁垂直度等項目，合格后方可進(jìn)行清槽換漿。在挖槽過程中應(yīng)作好施工記錄。3.5清槽3.5.1當(dāng)挖槽達(dá)到設(shè)計深度后，應(yīng)停止鉆進(jìn)，僅使鉆頭空轉(zhuǎn)而不進(jìn)尺，將槽底殘留的土打成小顆粒，然后開啟砂泵，利用反循環(huán)抽漿，持續(xù)吸渣1015min，將槽底鉆渣清除干凈。也可用空氣吸泥機(jī)進(jìn)行清槽。3.5.2當(dāng)采用正循環(huán)清槽時，將

48、鉆頭提高槽底100200mm，空轉(zhuǎn)并保持泥漿正常循環(huán)，以中速壓入泥漿，把槽孔內(nèi)的浮渣置換出來。3.5.3對采用原土造漿的槽孔，成槽后可使鉆頭空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺，同時射水，待排出泥漿密度降到1.1左右，即認(rèn)為清槽合格。但當(dāng)清槽后至澆灌混凝土間隔時間較長時，為防止泥漿沉淀和保證槽壁穩(wěn)定，應(yīng)用符合要求的新泥漿將槽孔的泥漿全部置換出來。3.5.4清理槽底和置換泥漿結(jié)束1h后，槽底沉渣厚度不得大于200mm；澆混凝土前槽底沉渣厚度不得大于300mm，槽內(nèi)泥漿密度為1.11.25、粘度為1822s、含砂量應(yīng)小于8%。3.6鋼筋籠制作及安放3.6.1鋼筋籠的加工制作，要求主筋凈保護(hù)層為7080mm。為防止在插入鋼筋

49、籠時擦傷槽面，并確保鋼筋保護(hù)層厚度，宜在鋼筋籠上設(shè)置定位鋼筋環(huán)、混凝土墊塊?？v向鋼筋底端距槽底的距離應(yīng)有100200mm，當(dāng)采用接頭管時，水平鋼筋的端部至接頭管或混凝土及接頭面應(yīng)留有100150mm間隙?？v向鋼筋應(yīng)布置在水平鋼筋的內(nèi)側(cè)。為便于插入槽內(nèi)，利鋼筋底端宜稍向內(nèi)彎折。鋼筋籠的內(nèi)空尺寸，應(yīng)比導(dǎo)管連接處的外徑大100mm以上。3.6.2為了保證鋼筋籠的幾何尺寸和相對位置準(zhǔn)確，鋼筋籠宜在制作平臺上成型。鋼筋籠每棱邊(橫向及豎向)鋼筋的交點(diǎn)處應(yīng)全部點(diǎn)焊，其余交點(diǎn)處采用交錯點(diǎn)焊。對成型時臨時扎結(jié)的鐵絲，宜將線頭彎向鋼筋籠內(nèi)側(cè)。為保證鋼筋籠在安裝過程中具有足夠的剛度，除結(jié)構(gòu)受力要求外，尚應(yīng)考慮增設(shè)

50、斜拉補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，將縱向鋼筋形成骨架并加適當(dāng)附加鋼筋。斜拉筋與附加鋼筋必須與設(shè)計主筋焊牢固。鋼筋籠的接頭當(dāng)采用搭接時，為使接頭能夠承受吊入時的下段鋼筋自重，部分接頭應(yīng)焊牢固。3.6.3鋼筋籠制作允許偏差值為：主筋間距l(xiāng)0mm；箍筋間距20mm；鋼筋籠厚度和寬目l0mm；鋼筋籠總長度50mm。3.6.4鋼筋籠吊放應(yīng)使用起吊架，采用雙索或四索起吊，以防起吊時因鋼索的收緊力而目起鋼筋籠變形。同時要注意在起吊時不得拖拉鋼筋籠，以免造成彎曲變形。為避免鋼筋吊起后在空中擺動，應(yīng)在鋼筋籠下端系上溜繩，用人力加以控制。3.6.5鋼筋籠需要分段吊入接長時，應(yīng)注意不得使鋼筋籠產(chǎn)生變形。下段鋼筋籠入槽后.臨時穿鋼管擱置

51、在導(dǎo)墻上，再焊接接長上段鋼筋籠。鋼筋籠吊入槽內(nèi)時，吊點(diǎn)中心必須對準(zhǔn)槽段中心，豎直緩慢放至設(shè)計標(biāo)高，再用吊筋穿管擱置在導(dǎo)墻上。如果鋼筋籠不能順利地攝入槽內(nèi)，應(yīng)重新吊出，查明原因，采取相應(yīng)措施加以解決，不得強(qiáng)行插入。3.6.6所有用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)連續(xù)的預(yù)埋件、預(yù)埋鋼筋等，應(yīng)與鋼筋籠焊牢固。3.7澆注水下混凝土。3.7.1混凝土配合比應(yīng)符合下列要求：混凝土的實(shí)際配制強(qiáng)度等級應(yīng)比設(shè)計強(qiáng)度等級高一級；水泥用量不宜少于370kgm3；水灰比不應(yīng)大于0.6；坍落度宜為1820cm，并應(yīng)有一定的流動度保持率；坍落度降低至15cm的時間，一般不宜小于lh；擴(kuò)散度宜為3438cm；凝土拌合物的含砂率不小于45%；混凝

52、土的初凝時間，應(yīng)能滿足混凝土澆灌和接頭施工工藝要求，一般不宜低于34h。3.7.2接頭管和鋼筋就位后，應(yīng)檢查沉渣厚度并在4h以內(nèi)澆灌混凝土。澆灌混凝土必使用導(dǎo)管，其內(nèi)徑一般選用250mm，每節(jié)長度一般為2.02.5m。導(dǎo)管要求連接牢靠，接頭用橡膠圈密封，防止漏水。導(dǎo)管接頭若用法蘭連接，應(yīng)設(shè)錐形法蘭罩，以防拔管時掛住鋼筋。導(dǎo)管在使用前要注意認(rèn)真檢查和清理，使用后要立即將粘附在導(dǎo)管上的混凝土清除干凈。3.7.3在單元槽段較長時，應(yīng)使用多根導(dǎo)管澆灌，導(dǎo)管內(nèi)徑與導(dǎo)管間距的關(guān)系一般是：導(dǎo)管內(nèi)徑為150mm，200mm，250mm時，其間距分別為2m、3m、34m，且距槽段端部均不得超過1.5m。為防止泥

53、漿卷入導(dǎo)管內(nèi)，導(dǎo)管在混凝土內(nèi)必須保持適宜的埋置深度，一般應(yīng)控制在24m為宜。在任何情況下，不得小于1.5m或大于6m。，3.7.4導(dǎo)管下口與槽底的間距，以能放出隔水栓和混凝土為度，一般比栓長100200mm。隔水栓應(yīng)放在泥漿液面上。為防止粗骨料卡住隔水栓，在澆注混凝土前宜先灌入適量的水泥砂漿。隔水栓用鐵絲吊住，待導(dǎo)管上口貯斗內(nèi)混凝土的存量滿足首次澆筑，導(dǎo)管底端能埋入混凝土中0.81.2m時，才能剪斷鐵絲，繼續(xù)澆筑。3.7.5混凝土澆灌應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，槽內(nèi)混凝土面上升速度一般不宜小于2mh，中途不得間歇。當(dāng)混凝土不能暢通時，應(yīng)將導(dǎo)管上下提動，慢提快放，但不宜超過300mm。導(dǎo)管不能作橫向移動。提升導(dǎo)

54、管應(yīng)避免碰掛鋼筋籠。3.7.6隨著混凝土的上升，要適時提升和拆卸導(dǎo)管，導(dǎo)管底端埋入混凝土面以下一般保持24m。不宜大于6m，并不小于1m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管底端提出混凝土上面。3.7.7在一個槽段內(nèi)同時使用兩根導(dǎo)管灌注混凝土?xí)r，其間距不應(yīng)大于3.0m，導(dǎo)管距槽段端頭不宜大于1.5m，混凝土應(yīng)均勻上升，各導(dǎo)管處的混凝土表面的高差不宜大于0.3m，混凝土澆筑完畢，終澆混凝土面高程應(yīng)高于設(shè)計要求0.30.5m，此部分浮漿層以后鑿去。3.7.8在澆灌過程中應(yīng)隨時掌握混凝土澆灌量，應(yīng)有專人每30min測量一次導(dǎo)管埋深和管外混凝土標(biāo)高。測定應(yīng)取三個以上測點(diǎn)，用平均值確定混凝土上升狀況，以決定導(dǎo)管的提拔長度。3.8

55、接頭施工3.8.1連續(xù)墻各單元槽段間的接頭型式，一般常用的為半圓形接頭型式。方法是在未開挖一側(cè)的槽段端部先放置接頭管，后放入鋼筋籠，澆灌混凝土，根據(jù)混凝土的凝結(jié)硬化速度，徐徐將接頭管拔出，最后在澆灌段的端面形成半圓形的接合面，在澆筑下段混凝土前，應(yīng)用特制的鋼絲刷子沿接頭處上下往復(fù)移動數(shù)次，刷去接頭處的殘留泥漿，以利新舊混凝土的結(jié)合。3.8.2接頭管一般用10mm厚鋼板卷成。槽孔較深時，做成分節(jié)拼裝式組合管，各單節(jié)長度為6m、4m、2m不等，便于根據(jù)槽深接成合適的長度。外徑比槽孔寬度小1020mm，直徑誤差在3mm以內(nèi)。接頭管表面要求平整光滑，連接緊密可靠，一般采用承插式銷接。各單節(jié)組裝好后，要

56、求上下垂直。3.8.3接頭管一般用起重機(jī)組裝、吊放。吊放時要緊貼單元槽段的端部和對準(zhǔn)槽段中心，保持接頭管垂直并緩慢地插入槽內(nèi)。下端放至槽底，上端固定在導(dǎo)墻或頂升架上。3.8.4提拔接頭管宜使用頂升架(或較大噸位吊車)，頂升架上安裝有大行程(12m)、起重量較大(50100t)的液壓千斤頂兩臺，配有專用高壓油泵。3.8.5提拔接頭管必須掌握好混凝土的澆灌時間、澆灌高度、混凝土的凝固硬化速度，不失時機(jī)地提動和拔出，不能過早、過快和過遲、過緩。如過早、過快，則會造成混凝土壁塌落；過遲、過緩，則由于混凝土強(qiáng)度增長，摩阻力增大，造成提拔不動和埋管事故。一般宜在混凝土開始澆灌后23h即開始提動接頭管，然后

57、使管子回落。以后每隔1520min提動一次，每次提起100200mm，使管子在自重下回落，說明混凝土尚處于塑性狀態(tài)。如管子不回落，管內(nèi)又沒有涌漿等異常現(xiàn)象，宜每隔2030mm拔出0.51.0m，如此重復(fù)。在混凝土澆灌結(jié)束后58h內(nèi)將接頭管全部拔出。4、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)4.1地下連續(xù)墻均應(yīng)設(shè)置導(dǎo)墻，導(dǎo)墻形式有預(yù)制及現(xiàn)澆兩種，現(xiàn)澆導(dǎo)墻形狀有“L”型或倒“L”型，可根據(jù)不同土質(zhì)選用。4.2地下墻施工前宜先試成槽，以檢驗(yàn)?zāi)酀{的配比、成槽機(jī)的選型并可復(fù)核地質(zhì)資料。4.3作為永久結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻，其抗?jié)B質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)地下防水工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50208執(zhí)行。4.4地下墻槽段間的連接接頭形式，應(yīng)根據(jù)地下墻的使用要求選用，且應(yīng)考慮施工單位的經(jīng)驗(yàn)，無論選用何種接頭，在澆注混凝土前，接頭處必須刷洗干凈，不留任何泥砂或污物。4.5地下墻與地下室結(jié)構(gòu)頂板、樓板、底板及梁之間連接可預(yù)埋鋼筋或接駁器(錐螺紋或直螺紋)，對接駁器也應(yīng)按原材料檢驗(yàn)要求，抽樣復(fù)驗(yàn)。數(shù)量每500套為一個檢驗(yàn)批，每批應(yīng)抽查3件，復(fù)驗(yàn)內(nèi)容為外觀、尺寸、抗拉試驗(yàn)等。4.6施工前應(yīng)檢驗(yàn)進(jìn)場的鋼材、電焊條。己完工的導(dǎo)墻應(yīng)檢查其凈空尺寸，墻面平整度與垂直度