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防護設計

時間:2022-12-17 21:21:09

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇防護設計,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

防護設計

第1篇

關鍵詞城市綠地系統規劃;防護綠地;城市公園;生態設計;骨干植物

在我國快速城市化的進程中,原有城市綠地系統規劃的防護綠地隨著城市擴張,其周邊用地性質會發生改變,其綠地的防護功能會相應轉變為其他綠地功能,如公園綠地、生產綠地、附屬綠地等[1]。其中最主要的是改建為公園綠地,從而增加城市公園綠地面積、人均公園面積等指標,使城市綠地更好地服務于城市居民[2]。

城市綠地系統規劃的防護綠地一般為單一樹種林,如楊樹、柳樹、槐樹等,在公園改建過程中,主要面臨著低成本、快速成型、如何利用現狀、整體建設的可實施性等特殊問題。在公園設計的行業規范中,城市公園中,建筑占地不超過5%,道路廣場不超過10%,綠地不小于65%等。在防護林中,因其特殊性,大多數是臨主干道、河流、鐵路等區域。因此,改建的費用主要是地形和植物,地形和植物的設計在防護林改建中占主要的地位。

1城市防護綠地改造的作用與意義

1.1提升城市綠地系統的效率

在城市化的進程中,原有城市綠地系統規劃的防護綠地會隨著城市擴張而改建為公園綠地、附屬綠地等。因此,新的城市綠地系統規劃的空間布局、結構會在新的城市總體規劃下進行更合理的布置、構筑,從而使其更有效、更合理地服務于城市居民。

1.2提升城市綠化水平

由于城市防護綠地改為公園綠地等,這樣增加了城市公園綠地面積,擴大了公園服務半徑范圍,提升了人均公園綠地面積。

1.3美化城市景觀

改建中增加樹木的種類和品種,有各種觀賞樹木和花草的組合,形成美麗的景觀,在美化城市景觀上作用顯著。

1.4提升周邊價值

在當今城市土地資源愈加稀缺的情況下,公園綠地的價值無疑更加寶貴。一定面積的公園綠地可以改善居住和投資環境,使公園周邊的不動產升值。

2城市防護綠地改造的設計原則

根據城市園林設計理論,城市防護綠地改造為公園綠地的設計,必須從公園的綜合功能要求、環境質量要求和游人活動休憩要求出發,既要保證良好的環境生態效益,又要達到人工藝術美與天然美的和諧統一[3]。其設計原則主要為:

2.1低碳經濟和節能可持續的思路

在低碳經濟、可持續經濟發展的背景下,可持續和低成本的園林是未來的趨勢,作為城市基礎設施的城市綠地更應采用生態節能、可持續發展的設計,符合時展的要求。

2.2符合生態園林的思路

隨著科技的飛速發展,人們日益面臨著工業化和城市化所帶來的生存環境危機,客觀上要求公園設計必須符合生態園林的思路。

2.3滿足人們休憩游樂的需要

城市公園作為城市公共綠地的重要組成部分,其主要功能之一就是滿足市民休憩游樂的需要。

2.4符合園林美學原理

城市公園的景觀設計必須同園林美學相一致,園林美主要包括單體美和群體美2個方面。

3北京順義新城中心公園景觀設計分析

3.1公園入口景觀設計

公園的入口包括主要入口和次要入口,北京順義新城中心公園南鄰順義減河,北鄰順義新城政府行政中心,東臨潮白河森林公園,西臨過境鐵路。在設計中,入口采用與周邊環境無縫對接的方式,采用主入口和多次入口組合的方式來滿足城市居民不同層次的需求。主入口分布在人流量大的順安路兩側和區政府行政中心南側;其他的為次入口,與周邊的道路和場地無縫對接。主入口景觀設計采用大地藝術、景觀雕塑、花鏡和軸線等設計方式和手法,彰顯順義蓬勃向上、與時俱進的發展精神風貌;次入口主要起輔助作用,便于附近居民和小批量游人入園,這類入口的景觀營造以高大的喬木為主,配以美麗的觀花、觀葉灌木和花卉,營造出一個郁密、優雅的小環境,給游人清新、幽靜之感[4]。

3.2園路景觀設計

園路是公園的重要組成部分之一,承擔著引導游人和連接各區等方面的功能。按其作用及性質的不同,分為主要道路、次要道路和散步小道3種類型:

主要道路是公園道路系統的主干,依地形和地勢的不同而做不同形式的布置。北京順義新城中心公園以活力環道為主園路,園路寬4m,兼消防通道。

次要道路是主路的一級分支,聯接主路,是各分區內的主要道路,一般寬2~3m。次要道路的布置既要利于便捷地聯系各分區,沿路又要有一定的景色供觀賞。

散步小道是最能細膩體現公園風景變化的園路,分布于全園各處,一般寬1.5m左右。散步小道或沿湖布置,或蜿蜒入密林,或穿過開闊草坪。

3.3生態與節能設計

地形設計是公園設計的基底,合理的地形是形成公園內部空間結構、經濟合理、美學提升、生態性的重要基礎。北京順義新城中心公園在分析原地形排水、積水等問題的基礎上,通過計算機模擬分析設計地形,使其場地內達到無積水、土方平衡、土方量最低等,從而實現低成本建設和運營,體現生態、節能的設計理念。

3.4骨干植物設計

城市公園設計中,骨干植物是園林樹木的喬木部分,是公園的核心和空間骨架,是景觀生態棲息地。如杭州花港觀魚設計中,大草坪中的雪松及周邊喬木是公園的骨干植物,是組成場地空間的主要構成元素。

園林綠化觀賞效果和藝術水平的高低,在很大程度上取決于園林植物的選擇和配置。因此,要搞好園林植物造景設計,必須合理地進行園林植物配置,這是建設好園林綠地的關鍵。

北京順義新城中心公園在骨干植物空間處理設計上,采用正負形空間處理手法,公園西側是由現有防護林改建而成的,因此將在現有密閉的林下空間改造成開放、半開放的多功能空間體系;而公園東側由骨干植物圍合出各種不同類型的空間,如大草坪、觀賞植物專類園、運動場地、休閑廣場等空間。各類空間主要有骨干植物圍合和分割,這樣方便分期建設,公園前期完成對骨干植物的施工,其整體性的效果就可以顯現;后期分區進行各項功能性空間建設,其主體結構由骨干樹種定型,從而解決了公園效果快速成型、整體建設的可實施性等問題。

4參考文獻

[1] 朱祥明,孫琴.英國郊野公園的特點和設計要則[J].中國園林,2009(6):1-5.

[2] 陽慧.開放式公園景觀設計——以杭州市錢江新城市民公園為例[J].河北農業科學,2009(6):70-73,75.

第2篇

關鍵詞:路基防護,坡面防護,路堤防護,地基加固

1路基防護的重要性

根據中國交通年鑒統計數據,公路線路年末里程從2000年的135萬公里增長到到2010年的400萬公里,公路建設更是呈幾何倍的增長。公路建設中的主體就是路基的建設,路基擔負了公路路面自重和施加在上面的載荷,還決定了公路的承壓能力和使用壽命。路基不僅需要滿足日常承載要求,還需要承受著不同自然因素對其不利的作用,如:低溫、干燥、雨雪,這都加劇了路基的損耗。所以加強公路路基防護設計,是很重要的一個環節,應當給予足夠的重視。而合理地對公路路基進行加固,不僅能夠保證公路的運輸能力和使用年限,同時還能節省材料和工期,起到一定的經濟效益。

由于公路貫穿全國各地,各種地貌和惡劣環境下都有可能進行公路建設,所以根據路基所在位置,靈活運用各種方法,加強對公路路基的防護,對公路路基防護設計提出了更高的要求。對公路路基的影響和破壞較大的因素,主要為:自然因素和人為因素。自然因素如暴雨沖刷,再加上排水不暢,會使土壤較軟的地區發生山體滑坡,路基錯位,或者路基沉陷;溫差變化大的地區,冬夏交替使得路基中含有的水份結冰、融化,這個過程中水的體積會反復變化,導致路基結構變化,承載能力下降。人為因素主要是施工過程中,缺乏對當地環境的充分認識,路基防護設計考慮不周全,沒有選擇適用于當地環境的防護措施。本文從坡面防護、路堤防護、路基加固三方面,就如何靈活運用各種防護措施,減少自然環境的影響,加強對公路路基的防護進行闡述。

2邊坡坡面防護

為了保證路基的穩定,在路基兩側做成的具有一定坡度的坡面。坡面的穩定性影響著路基的穩定,在施工過程中,主要依靠自然的方式和人工的方式兩種方法,對坡面進行加固。

2.1植被防護

植被防護是在是在穩定、的路基邊坡上,通過一定的工程措施,使邊坡達到種植草或灌木的條件,形成人造植被[1]。植被的根系能有效的固定土壤,減少表面沙土流失,防止雨水直接沖刷公路路基的邊坡,并且減小暴雨供水的沖刷力度。同時,植被能吸收土壤中的水分,穩定土壤的黏結性能,降低由于內部滲水導致的公路沉降或變形,以達到保護公路路基的目的。

植被防護施工簡單,費用低,后期維護成本小,能有效的保護環境。對于植被的選取,應符合易成活,易維護,易管理的原則,個別地區選取的植被應有耐寒耐旱的要求。對于邊坡比較大、土壤不穩定的地段,可以采用植被與框格狀骨架、防護網等其他措施相結合的方法,多種手段綜合運用,共同實現防護路基的目的。

2.2工程防護

工程防護是采用水泥土護坡、護面墻、防護網等措施,減少公路路基的破壞。由于需要節省用地,或其他原因,公路路基的邊坡比會很大,并不是所有的地區都能夠種植植被,所以必須采用工程防護。工程防護能有效的防止路基邊坡坡面的巖石剝落,減少掉落石塊的現象。但是我國西部地區,如貴州、甘肅各省,山體滑坡、泥石流、山洪等自然地質災害常見報端。對于這些地勢陡峭,巖土松軟,降水頻繁,環境脆弱的地區,僅僅用單一的工程防護,如水泥土護坡、噴射混凝土防護等,滿足不了發展西部的要求。邊坡防護網作為一種新的防護措施,在公路沿線已逐漸得到了廣泛使用,其可以進行覆蓋或包裹斜坡巖石的主動防護,或攔截斜坡上的滾落石的被動防護;并且防護網可以和其他工程防護和植被防護相結合,能有效的對公路路基進行防護。

3河岸路堤防護

公路在建設過程中,難免會經過山腳或河流,這些地方是水流的必經之處,公路路基也頻頻遭受水流的沖刷。

3.1直接防護

直接防護是直接加固路基的岸坡,如采用植被、鋪石、拋石、石籠等措施[2]。主要準對路基和水流的而結合處,提高路基在結合處的抗沖刷能力,目前,高強土工格柵開始逐漸代替鐵絲石籠。

3.2間接防護

間接防護是通過設置導流結構,如丁壩、順壩,或改移河道,來間接對路基進行防護[3]。主要對水流入手,減小水流的沖刷速度和強度,甚至直接改變水流的流經方向。

4地基加固防護

除了對公路路基的邊坡和路堤進行防護外,還應該直接對路基的地基進行加固。地基的堅固程度直接決定了道路的抗壓水平,地基的壓實的緊密程度直接決定路面的平整度。這些都關系著公路的通行能力,所以加固公路路基的地基是很有必要的。

4.1物理承壓加固

物理承壓加固,是借助于外力以及其他的材料,通過反復加壓,增加地基的強度。碾壓法、夯實法直接利用外力,對地基進行加固;換土法、土工格柵加筋法在受外力壓實的過程中,通過改變土壤的組成比例,改善壓實的效果。本質上都是依據力學原理,依靠反復施加的外力,提高土壤的承載能力,減少空隙,降低沉降量,對路基進行加固。目前,這是最常用的施工方法,許多國產的壓路機、打夯機在物理承壓加固過程中得到了廣泛的應用。

4.2化學膠結加固

化學加固法是利用化學粘膠劑或溶液,通過化學反應生成膠凝物質或使土顆粒表面活化,使土壤顆粒粘結在一起。化學加固法比較常見的方式有注漿法和深層攪拌法。當公路路基土壤粘結力差,無法壓實時,而外運沙土成本較高,為了保證公路有較強的承載能力,一般采用化學加固處理。2008年的廣西百色—隆林臘仁公路路基的修復,就采用了化學注漿法。由于原公路處在降水豐富的地區,原有的土壤性能不能滿足要求。所以通過注入化學漿液,改變原有的土體結構,形成新的地質體,有效的改善滲水的問題,提高了路基的強度和穩定性。

4.3特殊環境加固

對于不同的典型環境,公路路基加固措施也有不同的方式,這些都是需要摸索總結,因地制宜。

針對沼澤、淤泥等特殊的土質可采用排水固結法,如珠江三角洲的公路軟基處理中,就采用了排水固結法。這種方法充分利用了三角洲地區的土壤特性,能夠將里面的水分排出,使地基迅速固結,加快了施工進度。

2012年新疆建設的三岔口至喀什的高速公路,采用的是風積沙灑水混合碾壓法。其本質原理還是物理承壓加固,先用灑水車聚集沙子,然后再用壓路機壓實。此法充分利用新疆地區的風積沙作為工程的原材料,通過加濕碾壓的方法,在保證工程質量的同時,還能有效地節省成本。

5結束語

公路路基防護設計,不僅關系著工程質量和進度,還關系著建設費用和施工成本。在以后的公路路基防護設計中,根據公路路段所處的環境,合理的選擇防護措施,有效的利用當地的資源,都是設計人員需要進行充分考慮的因素。對設計人員制定全面綜合性的路基防護措施,提出了更高的要求。

參考文獻

[1]黃鎮南.淺淡路基邊坡植被防護技術及應用[J].鐵道建筑,2004.11

第3篇

關鍵詞:巖質邊坡;綜合防護

中圖分類號:U213.1+3 文獻標識碼:A 文章編號:

由于巖質邊坡直接受各因素不利組合的影響,會使邊坡出現剝離、掉塊、溝槽、碎落,嚴重時可造成邊坡失穩,影響行車安全。

1巖質邊坡綜合防護系統的設計理念

1)巖質邊坡防護應按照設計、施工和養護相結合的原則,根據以上不利因素的影響程度和當地的材料供應情況,本著因地制宜、就地取材的原則,有針對性地選取合理的硬防護、柔性防護或兩者相結合的綜合防護系統;

2)對風化破碎的軟質巖質路塹邊坡,開挖后應及時進行防護,防止進一步風化;

3)應結合公路等級、投資規模和工程的重要程度,養護的難易程度,綜合考慮確定防護措施;

4)坡面防護一般不考慮邊坡地層的上壓力,邊坡應具有足夠的穩定性;穩定性較差時應根據情況采用擋墻或錨索、錨桿等進行支擋。

2巖質邊坡綜合防護形式

2.1硬防護

l)漿砌片石護坡(護面墻或擋墻)防護

一般情況,硬質巖邊坡路段開挖出的塊片石可以作為砌體材料,既能夠就地取材,又能減少棄方,少占耕地,故在傳統設計中采用較多。這種結構形式的優點是適用范圍廣,適用于風化嚴重的泥巖、砂巖、頁巖及其他軟質巖石,以及坡面風化破碎的硬質巖,并能防止較為嚴重的坡面變形和小型塌方。缺點:一方面是人工挖方痕跡太重,未能與自然環境和諧統一,且大量的巖石視覺效果非常差,也不利于吸收陽光和汽車尾氣,另一方面在軟質巖路段還需遠運優質的砌筑材料,使其造價增高。

綜合其優缺點,這種防護形式還應該保留,特別是在硬質巖表層風化破碎路段,在第一級邊坡還應該推廣使用。

2)噴射混凝土防護和錨桿鐵絲網噴射混凝土防護

噴射混凝土適用于易風化但尚未遭受嚴重風化的軟質巖、裂隙和節理發育的硬質巖邊坡,對坡面有滲水時嚴禁采用,對嚴重風化的軟質粘土巖邊坡也不宜采用;當坡面破碎較嚴重,而噴射混凝土不能有效發揮作用時,為加強坡面防護,可采用錨桿加鐵絲網加固。其優點是能防止巖石進一步風化、剝落和碎落石;其缺點與護面墻相同,且造價也較高。另外,從已建公路的使用效果上來看,由于長時間的日曬雨淋,雨水滲人其內,造成大面積混凝土層剝落。根據使用情況及與現有防護設計理念,這種防護形式不宜再采用。

2.2柔性防護

柔性防護系統的防護理念是可靠性和經濟性、柔性和整體性、良好的地形適應性、美觀與環保、施工快速方便、施工干擾小、標準化與定型化、結構均衡性及防腐與維護。柔性防護技術對地貌和植被具有良好的保護性,使得具備植物生長條件的邊坡能夠實現自然生長發育,同時也保持了進行后期人工綠化的既有條件。柔性防護技術輕型化帶來了結構小型性及開放式結構帶來了視覺通透性。

1)植草防護

巖質邊坡上直接采用植草防護有較大限制,無論從技術上還是經濟上都有一定困難,須采用固定網將種植土固定才能實施,其可行性較低。

2)三維植被網植草防護

三維植被網植草防護是將一種帶有凸出網包的多層聚合物固定在邊坡上,在網包中敷土植草從而達到綠化邊坡的方法。由于其與原坡面的聯結不夠緊密,故其適用范圍較小,只適用于邊坡坡率較緩(大于1:1)的強風化泥頁巖邊坡。

本防護形式宜與漿砌片石護面墻(擋墻)綜合使用,用于軟質巖和硬質巖相間的邊坡。

3)錨桿菱形鍍鋅鐵絲網加植草袋防護

錨桿菱形鍍鋅鐵絲網加植草袋防護是采用錨桿和鐵絲網固定在邊坡上,起到防止落石、穩定表層破碎層的作用.并在鐵絲網與巖層之間坑槽處預置植草袋以綠化邊坡。其適用于表層風化破碎的弱風化、節理裂隙發育較少的硬質巖邊坡,對于強風化和節理裂隙發育的硬質巖,需加大錨桿的長度,投資增加較大,應多方比較后選用;軟質巖邊坡嚴禁采用。本防護形式也宜與漿砌片石護面墻(擋墻)綜合使用,用于硬質巖邊坡。

4)噴混植草防護

噴混植草防護是指將含有草根的有機質混凝土噴在巖石坡面,并用鐵絲網和錨桿固定,使草種在巖面上萌芽、生長,從而綠化邊坡的方法,是現在風頭正健的一種新型防護技術,其適用于各種巖質邊坡,但造價較大,且施工工藝還不夠完善。

本防護形式可用于城鎮近郊,投資寬松,以美化環境和路容為主的路段,且宜與漿砌片石護面墻(擋墻)綜合使用。

2.3生態防護

巖質邊坡坡面的淺層破壞主要是在降雨或水流作用下所產生的坡面沖蝕及淺層溜塌。坡面水流的強弱和坡面土粒之間結合力的大小,共同決定了坡面侵蝕強度。坡面水流的侵蝕力,也與降雨強度、降雨時間、邊坡高度等一系列因素有關。生態植被的莖葉能攔截雨滴,使其擊打坡面的機會大大降低,減小了擊濺侵蝕強度。此外,生態植被根系具有很好的固土能力,增強了淺層土的抗剪強度,具有淺層加固作用。當植被通過根部吸收及蒸發作用改變了斜坡水文條件時,它的根和莖就增加了土體斜坡的穩定性,在雨季中土的抗剪強度可提高(30-65)%。

(1)液壓噴播法

液壓噴播法主要是利用流體原理把草坪種子混入裝有一定比例的水、木纖維、泥炭、粘合劑、保水劑、肥料、土壤等所組成的基材的容器內,利用離心泵把混合料通入軟管輸送到待噴播的坪床上,形成均勻的覆蓋物保護下的草種層,多余的水滲入土中。纖維、膠體形成半透明的保濕表層大大減少水分的蒸發,給種子發芽提供水分、養分和遮蔭條件。纖維膠體和土體表面粘合,使種子遇風、陳雨、澆水不會沖失,具有良好的固種保苗作用。

(2)OH液植草護坡技術

現在國外新開發了一項邊坡化學植草防護措施,稱OH液植草護坡技術。它主要是通過專用機械設備,將其專用的新型化工產品HYCEL一OH液用水按一定比例稀釋后和草籽一起噴灑于坡面,使之在極短時間內硬化,而將邊坡表面土固結成彈性固體薄膜,達到植草初期邊坡防護目的,3一6個月后其彈性固體薄膜開始逐漸分解,此時草種已發芽,生長成熟。盡管OH液植草具有理想的邊坡防

護功能,但OH液的價格卻比較的昂貴,只有京九線個別工點進行了嘗試性試驗。

(3)土工網植草護坡

土工網植草護坡的主要過程是先在平整過的邊坡上鋪設土工網,然后在其中攤鋪松土,再在其上人工播種或進行液壓噴播,然后在其上覆蓋上一定厚度的砂土。該技術的主要特點在于應用一種經特殊工藝進行加工生產的三維土工網,這種土工網不僅具有加固邊坡的功能,在播種初期還起到防止沖刷、保持土壤以利草籽萌芽、生長的作用。隨著植物生長、成熟,坡面逐漸被植物覆蓋,這樣植物與土工網就共同對邊坡起到了長期防護、綠化作用。土工網植草護坡能承受4m/s以上流速的水流沖刷,在一定條件下可替代漿(干)砌片石護坡。目前,國內土工網植草護坡在公路、堤壩邊坡防護工程中使用較多,而在鐵路公程僅在京九線等鐵路的個別防護工點使用。但是土工網植護坡技術主要是對于土質邊坡而進行的一種生態護坡技術,對于巖質邊坡,它很難與坡面穩定的結合,存在先天上的不足。

(4)蜂巢式網格植草護坡

蜂巢式網格植草護坡技術是一種將生物的建巢特性應用于植草護坡之上,類似于干砌片石護坡的邊坡防護技術,是在修整好的邊坡坡面上拼鋪正六邊形混凝土框磚形成蜂巢式網格后,在網格內鋪填種植土,再在磚框內栽草或種草的一項邊坡防護新措施。該技術所用的框磚可在預制場批量生產,其受力結構合理,拼鋪張邊坡上能有效地分散直坡面雨水的徑流,減緩水流速度,防止坡面沖刷,保護草皮生長。這種護坡施工簡單,外觀齊整,具有邊坡防護、綠化雙重效果,工程造價適中。

結語

巖質邊坡防護一直是公路建設的重點之一,傳統的防護理念存在人工痕跡太重、與自然環境不夠協調等問題,采用植物和綠色防護一方面工程實踐較少,施工方法還在探索階段,而且其作用機理及作用效果的定量分析方面還有待進一步深化;另一方面其前期投資較大,有一定的局限性。因此,巖質邊坡防護宜因地制宜、就地取材,有針對性地采用硬防護和柔性防護相結合的綜合防護系統。

參考文獻:

第4篇

關鍵詞:公路;路基;設計;坡面

中圖分類號:U213.1 文獻標識碼:A 文章編號:

1 植物加固和防護設計

通過在坡面上進行植物種植的形式來對邊坡進行穩固處理,一方面,物根系能夠對邊坡表土起到固結的作用;另一方面,植物根系能夠對坡體的濕溫起到調節作用,從而對邊坡穩定起到作用,同時還能起到保護環境以及綠化道路的效果。所以,假如路基邊坡非常適合植物生長的話,可以通過鋪草皮、植樹、種草等形式對邊坡進行防護。

在選擇種草的形式來加固邊坡之時,路基邊坡的坡度必須很小,并且坡面徑流的速度非常緩慢。在進行草種的選擇之時,應綜合考慮施工季節、土質、氣候、防護目的等眾多因素。如果防護的目的僅在于避免坡面侵蝕,可以選擇根系發達、易成活、莖葉矮茂、生長快的耐旱草種;如果是為了融入周圍環境,可以選擇鄉土草種。在進行草種的撒播之時,應采取多種草籽混合播種的形式,從而使其具備非常好的覆蓋性。當路基邊坡的土質不適宜草類生長之時,應先在坡面上鋪一層種植土,然后再進行播種或者栽植;在暴風雨嚴重的地方,需鋪設植生袋在坡面上,然后把土、廢料和草籽加以拌和,同時將其裹進土工織物中。

相比于種草,鋪草皮能起到快速防護的效果,通常情況下,會在坡面沖刷比較嚴重并且邊坡非常陡的地方使用。它的形式主要包括方格鋪、平鋪、疊鋪等,具體來說,在進行形式的選擇之時,還應綜合考慮草皮來源、水流速度、邊坡坡度等因素。在坡度小于1:1 之時,可以選擇疊鋪草皮的形式,草皮尺寸最好在20cm×40cm,但通常情況下,為了施工方便會采用水平疊置的形式。在選擇平鋪草皮這一形式之時,鋪設方向為從坡角往上鋪,同時用竹木尖樁對皮草進行固定;在坡度小于1:1.15 之時,不對皮草進行釘樁處理也可以。在路塹邊坡鋪置草皮之時,應鋪至截水溝或鋪過坡頂1m;如果是路堤邊坡,則應鋪過坡頂20cm。所謂的方格鋪是指將草皮平鋪成和路線方程45°斜角的方格狀,在坡角和坡頂分鋪幾條水平帶狀,然后再在方格內撒草籽或栽草。此種鋪法相對來說要經濟一些,但是它的堅固度就比不上前面兩種形式了,通常都是在草皮供應有限制的場合中使用。

在坡面坡度小于1:1.5 的土質邊坡以及風化嚴重的巖石邊坡中可以采取植樹的形式對路基坡面進行加固處理。植樹不但能使路基穩定性得以增強,同時還能避免路基受到風雪雨沙等的侵蝕,此外它還能起到調節氣候、改善路容的效果。進行邊坡植樹之時,最好選擇那些能在當地氣候和土質條件下良好生長,并且比較低矮的灌木類樹種。在進行形式布置之時,可以選擇方格和梅花形的布置形式,將樹木栽成連續式或帶狀,具體哪種形式還需根據防護要求來決定。為保障行車安全,不能在一級公路、彎道內側、高速公路的邊坡上栽植一些大型樹木。在采取植物防護措施之時,最好在濕度較大并且氣候溫暖的季節進行施工。在完成植物的鋪、種之時,還應當對其進行一定的施肥和雜草清除養護舉措,直至植物長到將坡面覆蓋滿為止。

2 灰漿加固和防護設計

所謂的灰漿防護是指使用拌制而成的石灰、水泥等對邊坡實行填縫和封面處理,從而避免巖土表面再一次出現剝落、破碎等情況,從而避免對坡體產生侵蝕作用,同時還能使邊坡整體性得以增強,通常情況下,此種防護形式會在不適合采取植物進行防護的坡面中使用。封面防護的形式包括:噴射混凝土、噴漿、捶面、抹面等。

抹面防護適合在表面完整而易被分化的軟質巖石邊坡中使用,通常抹面材料會選擇水泥石灰砂漿或石灰爐渣灰漿。為避免抹面出現開裂的情況,同時增強抹面的抗沖蝕能力,應在抹面上面涂一層瀝青保護層。

在坡度小于1:0.5 的易風化和易沖蝕邊坡適合采用捶面防護的形式。捶面材料選擇石灰爐渣四合土或三合土、水泥爐渣的混合料。

在坡面不平整和易風化的巖石邊坡可以采用噴射混凝土和噴漿的防護形式。噴漿混凝土使用強度大于C15、骨料粒徑大于15mm 的混凝土,它的厚度最好在10cm,如果氣候條件太過惡劣或者巖土表面出現明顯凹凸之時,尤其是在坡面巖土出現破碎之時,需在混凝土中設置高強度的土工格柵或菱形金屬網并用將其固定于邊坡之上,這便是所謂的錨噴混凝土防護。錨噴混凝土噴護適合在封面防護耐久性和穩定性比較高的地方使用。

考慮到排水的需要,在進行封面防護之時,應每隔2~3m 設置一泄水孔。當封面范圍比較大之時,應對其進行伸縮縫的設置。對易風化的新開挖封面要進行及時封面處理,從而避免出現剝落狀況的產生。

填縫包括灌縫和分溝縫兩種,適于在不易分化較堅硬的巖石邊坡使用,以此避免水分滲進巖土縫隙。在巖體節理裂縫比較細和多的情況下,可以選擇勾縫形式把水泥砂漿灌入縫隙當中。在巖體裂縫比較深并且大的情況下,可以用水泥砂漿進行灌縫處理;在縫隙既深又寬的情況下,用混凝土進行灌縫處理。

3 砌體加固和防護設計

在自然環境的影響之下,對容易出現坡面變形的邊坡,可以選擇護墻、護坡、框格等形式進行防護加固處理。

可以使用載砌卵石、漿砌片石、混凝土砌石等作框格防護的骨架,并在框格內使用一系列的輔助措施對邊坡進行防護處理。骨架能對各種其他防護和邊坡表層起到一定的穩固作用,同時還能避免邊坡受到雨水的侵蝕。在降雨量比較大和集中的地方,可以把骨架做成溝狀,從而使坡面水得以被分流排除,避免邊坡受到沖蝕。在不適合使用封面防護和植物防護邊坡以及易風化的邊坡,可以采用框格對其進行防護處理;對風化較為嚴重的巖石邊坡以及比較高陡的挖方邊坡,可以使用現澆混凝土和漿砌片石來做骨架,同時針對邊坡的具體情況,在框格交點處進行錨固鋼筋或固定樁的設置。

在易受水流沖蝕的土質邊坡以及剝落情況嚴重的軟巖石邊坡可以采用砌石進行護坡處理。在邊坡比較緩或者常有少許地下水滲出坡面適宜使用干砌片石進行護坡處理。在邊坡坡度小于1:1 的坡面采取干砌片石進行防護可能效果不佳,此時便可使用漿砌片石進行護坡處理,但對凍害比較嚴重或者濕軟的土質邊坡,可以先對其進行一定的排水處理,在其沉實之后再施工,從而避免護坡被破壞。砌石護坡坡角的埋置深度通常是砌石厚度的1.5 倍。在干砌片石護坡基礎和邊坡相連之時,可以用漿砌片石進行鋪筑。進行砌筑所用的砂漿強度不能比M5 小,在比較冷的地方為M7.5。在用漿砌片石進行護坡處理之時,要每隔世道15m 設置一處2cm 寬的伸縮縫,同時留置泄水孔。

用水泥混凝土進行護坡處理,不僅施工方便,并且還可以拼成各式各樣的圖案,常常會在需要進行美化的地段或者石料欠缺的地方使用。護面墻適合在坡面坡度小于1:0.5,并且坡面易風化以及容易受到侵蝕作用的情況下使用。由于護墻不會承受墻后的坡體側壓力,所以防護邊坡坡度要在極限穩定邊坡要求范圍之內。通常情況下,墻體會使用漿砌片石,當然在石料欠缺的地區,也可以使用預制或現澆混凝土的結構形式。在布置泄水孔和沉降伸縮縫之時,要和漿砌片石護坡的設置相同。為使護墻穩定性增強,在進行松散夾層的防護之時,需在夾層的底部位置,留出平臺,同時進行一定的加固處理。

第5篇

關鍵字:防護設計;設計原則;安全;和諧;生態人文

2004年9月,全國公路勘察設計會議提出了"六個堅持,六個樹立"的公路勘察設計新理念:一是堅持以人為本,樹立安全至上的理念;二是堅持人與自然相和諧,樹立尊重自然、保護環境的理念;三是堅持可持續發展,樹立節約資源的理念;四是堅持質量第一,樹立讓公眾滿意的理念;五是堅持合理選用技術指標,樹立設計創作的理念;六是堅持系統論的思想,樹立全壽命周期成本的理念。其核心緊緊圍繞科學發展觀的要求,通過采用靈活設計和創新設計,實現"安全、環境優美、節約資源、質量可靠、系統最優"的目標。堅持系統論的思想,樹立全壽命周期成本的理念。公路工程是幾何線型與自然結合的細節藝術,必須注重公路景觀的建設。

1、工程防護與生態防護相結合,剛性防護和柔性防護相結合。

在自然環境中,高大的圬工混凝土或漿砌工程尤顯突兀,應盡量避免。在巖土結構穩定,滿足安全要求的前提下,以選擇剛性結構與柔性結構相結合,多層防護與生態植被防護相結合的方法進行邊坡治理最優。

1.1、工程防護

工程防護,目前常采用的工程防護措施主要有護面墻、護坡、噴漿防護、錨桿掛網噴漿防護等。工程結構防護應側重考慮結構的尺度、比例、材質、選擇合適的結構防護形式。防護工程的尺度、比例、材質對公路景觀具有很大的影響。總結以前工程實踐,噴漿防護盒錨桿掛網噴漿防護對環境破壞最大。近年來,主動防護網越來越多地應用于邊坡防護,以防止邊坡巖體的局部碎落。經過若干年的自然恢復,的邊坡將自然地融入周圍環境中。擋墻和樁既起加固作用,也起防護作用,在景觀設計中應和邊坡的其他防護措施一并考慮,也因考慮尺度、比例、材質、色彩等因素對景觀的影響,與周圍環境相協調。比如形式多樣的矮、隱擋墻和樁,擋墻(護面墻)墻頂線條可處理成一系列水平臺階,或一系列連續的曲線和直線盡可能與路面縱斷面協調,臺階設計成長條形,避免形成頂線層次不齊或成鋸齒形的外觀等等。不同的材質和色彩使人產生不同的視覺感受,國外往往通過在墻面上貼各種材質的飾面材料,或構筑不同形式面板的加筋土擋墻來改善墻體的視覺質量。上邊坡切忌采用高擋墻、護面墻進行大段落防護。路基防護應以邊坡穩定為前提,主要穩定,有利于生態植被綠化,都應盡量綠化防護。在防護方案選擇時,需要考慮到邊坡巖土性質,環境氣候條件,排水條件等諸多因素的影響,選擇合適的防護措施。

1.2生態防護

人類從自然中來,在人門的潛意識中,始終存在著"返璞歸真"的愿望,人們厭惡在"鋼筋混凝土森林"中。注重景觀設計生態型防護是今后公路邊坡設計發展的必然,一是因為人類生態保護意識的加強,開始減少因為人為的施工項目造成生態環境破壞的行為,重視公路施工地區生態系統的保護,二是生態型的防護坡,還可以保護邊坡表面免受雨水沖刷,減緩軟弱巖土表面的破壞速度,保持邊坡的整體穩定性。目前常采用的植被防護措施有直接噴播綠化防護、挖溝綠化防護、三維網噴播綠化防護、厚層有機材噴播綠化防護、植生袋綠化防護、土工格室綠化防護等。

1.3、工程防護與生態防護相結合,剛柔兼顧。

工程防護與植被防護結合,可達到加固與防護兼顧、剛柔并濟的效果。實現工程防護與生態防護結合,工程防護本身的穩定是前提。剛性防護結構具有更高的安全性、通用性和實用性。柔性結構主要包含植草植樹等。一方面對環境起到了有利保護, 另一方面為公路的美觀性提供了優勢。在邊坡防護設計的實踐過程中,既不能忽視剛性結構的穩固作用,也不可拋棄柔性結構的美觀和環保作用,需充分結合剛柔并進的設計理念,提高邊坡防護設計的經濟實用性,設計出符合社會發展趨勢和人類需求的邊坡防護方案。其形式主要有:植被混凝土防護、骨架植被防護等。

2、發展生態性防護,注入景觀人文氣息

隨著公路施工技術的發展,人們對公路的審美開始逐漸關注起來,在現代的公路設計中,公路的景觀設計已經成為整個公路設計藍圖中重要的一部分,許多地區的公路景觀成了地區標志性的風景,成為地區文化內涵的承載體。因此,對公路邊坡的防護設計而言,加強對邊坡的美化,是邊坡防護設計中重要的環節。

2.1景觀理念

在公路工程邊坡防護中,經常伴有大量的開挖土石方,而這些土石方開挖破壞了原有植被,造成大量的邊坡,導致嚴重的水土流失和生態環境失衡。這些工程所形成的邊坡靠自然界自身的力量恢復生態平衡往往需要較長的時間,甚至基本無法恢復。因而需要采取工程措施,對邊坡進行工程防護與生態綠化處理,以防止邊坡破壞、水土流失,并涵養水源、凈化空氣、美化環境,是減少生態災害,保護環境的需要。邊坡綠化要因地制宜,根據當地的地形、土質、氣候等自然地理環境,并結合本地區草木的生長情況以及邊坡的坡度、坡面的巖石性質等情況確定邊坡綠化的施工工藝,從而達到在設計上景觀理念的創新。從環保景觀協調方面考慮,邊坡防護要考慮到公路沿線的山嶺、坡地、河流等構成的美麗風景,千變萬化的植被體現出一種自然美。公路工程的邊坡防護作為一種構造物,在設計上既要滿足保障車輛通行安全的基本要求,又要達到自然景觀與再造景觀的和諧統一。同時還能有利于節約資源和社會的協調發展。

2.2 人文理念

隨著社會的發展,公路被賦予的很多附屬功能,已不僅僅要滿通功能,還成為一個展現當地地域文化、民俗風情的窗口。在邊坡工程防護設計中,充分考慮地域因素和人文因素,在注重安全的基礎上,體現出人文關懷和人文理念。一條寬闊通達的公路,在確保交通誘導、行車防眩、邊坡防護和環境保護等基本要求的前提下,防護綠化邊坡上的綠化和保護,實現坡面柔化平順、棱角弧化,貼近自然,可以進一步改善道路行車條件,提高生態環境質量,降低噪音和尾氣污染,減輕駕駛疲勞,這些都體現了人文關懷。

3、結束語

邊坡是公路工程中最常見的形式,對邊坡防護的設計是整個公路設計不可或缺的一部分,對公路邊坡防護設計的重視就是對整個公路建設的重視。在邊坡的防護設計上,要求講究一定的原則,才能保證邊坡的防護是安全,而且是行之有效的。護坡設計的過程中,對表面雨水沖刷的破壞性與預防性做出合理評估,有效融入綠色環保的概念,充分發揮各類環保材料和工具的作用,減少成本的浪費,提高公路的經濟性和遠期應用價值。注重公路工程的人文景觀設計,公路建設在硬朗的外表下更增添生機和藝術感。能夠創造出經濟性、實用性、美觀性為一體的現代公路,是公路行業工程師們的終極目標。

參考文獻:

[1]新理念公路設計指南 [M].人民交通出版社.2005.11

[2].多極小平臺防護技術在黃土公路邊坡中的應用[J].公路交通科技(應用技術版). 2011(08)

[3]黃仁麟.山區公路邊坡防護技術應用探討[J].中國公路.2005(23)

第6篇

關鍵詞:公路路基防護 設計

Abstract: highway subgrade maintenance is necessary, also be must, however, because of the roadbed loss factor is diverse, so the roadbed maintenance measures should also has diversity. From road embankment maintenance, the necessity of subgrade the influencing factors and damage forms to the subgrade maintenance methods of design are discussed, and improve the state of the subgrade approach. The author thinks that the surface runoff constitute the main factors of roadbed damage, the interior of the groundwater in the destruction of the role of road surface, slope of damage and roadbed of great harm a roadbed disease.

Keywords: highway roadbed protection design

中圖分類號:R142 文獻標識碼:A文章編號:

路基保養的重要性自不必多說,它是保障公路暢通無阻的需要,是保護生態環境的需要,同時作為一個城市的重要的交通要道,它也是城市市容市貌的一個很重要的形象和標志。因而無論從哪一個角度而言,都應該對城市路基的養護和設計給與高度的重視,不僅如此,作為路基的破壞源的不同也應該有針對性的采取不同的措施,比如水文地質災害,氣象災害。產生災害等等,需要根據不同的破壞因素,采取不容的防護工程。

一,路基防護的必要性分析

總體而言,我們要做好路基防護工程,最為根本點就是具體問題具體分析,具體而言就是要因地制宜,對癥下藥。而且要從整體上來看待路基防護的問題,所以從這樣的一個角度而言,就需要從施工的整個過程進行考量,從圖紙的設計到依圖施工,從嚴格施工到短期的保養,從及時的養護到養用結合等等,這可以是我們考慮問題的一種思路。

路基一旦長時間受到雨水的浸泡,土地就容易松軟,強度就會下降,風化作用的影響,加劇了路基中巖體的性能惡化。即使不考慮雨水的影響,溫差的變化也容易導致熱脹冷縮的發生,從而導致土壤強度的減弱。隨著經濟水平的迅速的提高,物流的發展也是十分的迅猛,車輛量的急劇增加,加大了對路基的要求,同時它也構成了安全行駛的最為基本的環境,提升了城市的形象。

二,路基破壞的影響因素及其表現形式

根據路基破壞的不同的機理,可以將破壞的影響因素及其表現形式作出不同的分類,因為對事物分類是研究它的基本的前提和方法,也是展開深入的探究的必行之道。一般來說,路基的破壞主要由以下的幾個方面引起的:

其一,地表徑流構成路基破壞的主要的因素,而且進一步的引發其他的危害,如降水后形成地下水等等都對地基構成沖刷,同時下滲的雨水也容易導致局部地區的潛水量的增加,進一步的加大了路基表層土壤的容重。此外從土壤的構成的角度而言,有些土壤天然就有著較好的隔水性能,如果遇到雨量大,形成的地表徑流大,容易導致土壤的飽和,多余的水分無法排放,直接的結果就是原有的平衡狀態被打破。此外由于新修的道路由于各項保護措施都還沒來得及完善,就更加容易受到雨水的沖刷和破壞。正如有些學者分析的那樣,一旦路基的坡面形成沖溝,而且在大量的降水后得不到及時的治理,就容易產生路面的沉降,甚至是崩塌的現象。

其二,地下水的內部的作用導致路面的破壞。我們知道水體的循環運動的規律,地下水也是有著十分顯著的運動狀態的,如果在短時間內發生大幅度的升降或者飽和等都容易導致水位發生變化,從而導致水壓的變化,這些變化都容易對路基形成一定程度上的沖擊作用。通常情況下我們可以從兩各方面來分析水流的沖刷作用,首先就是徑流沖刷坡面,導致泥沙的松動,最終將穩固路基的泥沙帶走,其次是坡腳的變動,使得整個路基失去平衡,最終影響路基的穩定狀態。

其三,路基邊坡的損害是一種十分常見,也是危害極大的一種路基病害。而不難發現其中的原因也是由于流水的侵蝕和搬遷的作用。其中以路基的整體的崩塌最為嚴重。還有一點較為常見,但是也是應該引起重視的就是,往來車輛的超載容易導致路面的損害,從而破壞路基。這其中的規律和道理自然的及其的簡單,但是可以供我們考慮的解決措施確實有一定難度的,所以在路基的防護的工作上,我們首先需要將主要的問題和矛盾認識清楚,當然這也是解決問題的關鍵所在。

三,防護措施和設計方法的探討

防路基的重點在于防溫度和水分,而其中更為關鍵的是防水,從筆者的實際的經驗來看,可以毫不夸張的說水構成了路基的最為重要的威脅。但是在戰略上,我們認為還是應該貫徹因地制宜的方針。即是具體條件具體分析,采取正確的防護形式,綜合治理,各個擊破才能最終達到保護路基的目的。

首先是較為常見的防護方式,分為植物防護和框格防護兩種。其中植物防護就是在邊坡上種植合適的植物,主要目的是防止雨水的沖刷,調整土壤中水分的容量,維持土壤水分的平衡,最終達到防止土壤的龜裂的問題。實際上筆者認為植物的防護方式道理較為簡單,容易理解,但是重點在于植物的選擇上,即是何地適合選擇何種植物,比如說在我國的新疆寧夏等地,就選擇了對環境有很強適應能力的沙拐棗,這種植物的耐寒性極強,很符合我國半荒漠荒漠地帶的氣候特征對植物的需求。具體來說,可以種植草籽,草皮植樹等等方式。一般而言,草籽的選種,適合種在邊坡上,坡度的比例為一比一點二五較為合適,而草皮的坡度比例適合一比一,而且草皮的鋪種可以采取多種形式,方格,平鋪都是較為常見的鋪種方式。樹木的種植適合地區為巖土較多的地帶,這些地帶往往不適合種植草籽和鋪草皮,坡度也在一比一點五之間,尤其是在高速公路一級公路上都是很好的選擇。框格的防護可以說基本上都是屬于人工的選擇,它的優點在與堅固性較強,缺點在于造價較高而且周期相對的較強。

其次在路基的沖刷防護方面,也有直接和間接防護之分。直接防護就是石頭片和水泥的混合,而間接防護就是用堤壩等來引導水流的方向,緩解水流沖刷的壓力,在采用直接的防護工作上,重點在于避免大量的平面鋪置,石塊之間應該錯落有致,但是又能保證整體上的牢固,在間接防護上應該認真研究引導水流工程的方向和結構,制定合理的實施方案,并且嚴格的實施,避免構筑物產生負面的作用和影響。

再次,在采取防護措施前,我們需要考慮的是,盡可能的做到優化設計。重視環境的保護和道路景觀的美化。此是從整體的環境和外觀上來維護道路路基的措施,避免大量的混凝土工程對地面造成不必要的影響。做好防護形式和其它不同的建筑物的結合問題。例如說要處理好路基的防護工作與橋梁涵洞的銜接的問題,要處理好路基的防護與隧道兩端的設計的問題,要處理好路基的保護與路面基礎設施的構建工作,處理好的保護與路面城市的綠化工作等等,這是著眼于整個城市系統的維護的,所以綜合而言,它有著無可比擬的優越性。

總之,路基的防護工作需要從多角度來展開探究,綜合的采取多樣化的措施,這是路基防護工作的必由之路。在采取綜合措施的同時,也要注重具體問題具體分析,因地制宜,就地取材,做到資源的節約與環境的保護協調的發展。

參考文獻

[1]張亞瑯 鐘奎 《淺議公路路基防護技術》載《中國高新技術企業》2009年第22期

[2]吳勝坤 《淺談公路路基防護安全設計》載《交通科技》2005年第6期

第7篇

關鍵詞:公路路基邊坡;防護;排水

Abstract: in recent years, China's highway construction get rapid development, highway subgrade slope protection and drainage design for road use fixed number of year and using effect, appear increasingly important. This article first put forward slope protection and drainage design principle, from the subjective and objective factors after factors on the highway subgrade slope failure causes the summary of five aspects, and puts forward slope protection and drainage design method.

Keywords: highway subgrade slope; Protective; drainage

中圖分類號:U213.1文獻標識碼:A 文章編號:

近年來,我國的公路建設得到迅猛發展,通車里程逐年增加,公路路基邊坡數量也隨之上升。公路建設穿越了沿海軟土地區、平原的微丘區、山嶺重丘區、沙漠地帶等不同的地域空間,為使得公路路基設計滿足規范性要求,深路塹、高路堤地段確保路面和路基的安全性、穩定性和耐久性,協調好路基的橫斷面設計挖方、填方的要求,保證公路的使用年限,有必要加強路基邊坡的防護及排水研究。公路路基邊坡的的防護,需在設計、施工過程中按照設計對象的水文、地質、氣候等自然條件的特點,采取有效靈活的防護方式,同時在維護生態、保障邊坡安全的前提下,建設生態型公路。

1.邊坡防護及排水的設計原則

公路路基邊坡的設計,應當遵循 “恢復自然、綠色安全、保持水土、處理環保”原則[1]。對公路沿線的地質水文情況進行綜合地考慮,在保證交通運輸安全的同時,注意保持生態的平衡,并處理好公路建設和周邊自然環境的協調性。沿公路兩邊分布的路基邊坡具有范圍廣的特點,對于自然環境造成的破壞范圍較大。在防護同時,注意進行環境保護并創造環境,采取適宜的綠化防護辦法,則有助于提升公路的安全、美觀、舒適、和周邊環境相互協調,也將帶來可觀的社會效益、經濟效益、生態效益。在排水設計上,則應進行統籌規劃和合理布局,在充分保護環境的前提下,結合路段所經地區的排灌系統綜合設計,使得排水設施能夠形成一個排水能力強、功能齊全的排水系統,以保障公路的使用壽命和使用功能。

2. 公路路基邊坡的破壞成因

2.1自然氣候原因

降水、氣溫、風向、風速及最大的凍土深度等,都是影響路基邊坡的氣候原因[2]。在大范圍的風化巖質或者土質坡面上,地表受溫差影響,加之坡面遭受雨水的直接沖刷,容易出現風化脫落,致使塹坡的水土大量的流失、坡面發生裂縫,從而出現淺層的溜方。

2.2地質原因

公路沿線的地質對邊坡的影響不可忽視,如巖石的成因、種類、風化程度、裂隙情況,巖石的傾角、走向、巖層厚度等。人工開挖后的巖質坡面,山體本身雖穩定,但由于長期遭受風吹雨打和曝曬,巖層表面風化較為嚴重,致使坡面剝落與零星的掉石流碴的現象經常出現。塹坡地段的層巖性質若為頁巖、變質巖、較軟的砂巖,并且風化、節理發育嚴重,或存在蓄水砂石層與粘性土層分層蘊藏,容易引發路塹滑坡。

2.3水流的因素

地表水的排泄,河流的洪水位及常水位,地表積水的大小及滯留時間,地下水的水位深淺和移動規律,層間水、泉水、裂隙水有無存在等因素,是為水流因素。若路基邊坡為土質,容易受到雨水的沖刷形成表層坑洼積水,地表滲透到裂縫從而向下浸泡邊坡。如果全封閉的邊坡的防護層材料水穩定性差,易引發不能及時疏導地下水,導致邊坡內存有積水或者邊坡結構性的排水不暢,引起淺層滑坡或局部溜方。

2.4土類性質因素

作為路基和邊坡建設的基本材料,土類性質差異使得工程的性質各不相同。如,粘性土強度構成以粘聚力為主,強度受密實程度影響變化大,且隨濕度增加而降低,砂粒土強度高,水的影響小,以內摩擦力為主。黃土質的砂粘土及其他的粘土質土,由于崩解性強、透水性弱,雨水的浸泡之下土體表層的含水量到飽和狀態后,容易導致邊坡失穩溜方;路堤的填料若不合格,且缺乏土質改良,則會導致邊坡的結構層斷裂。

2.5人為原因

邊坡設計欠缺合理,地質勘探資料不準確,施工方法有誤等,是為人為原因。例如,為了減少工程的成本投入,沒有根據公路所在地區的氣候原因進行設計,在少雨干燥區域、巖層的節理發育坡面未采取相應的保護措施,導致坡面風化剝落。此外,設計時邊坡的坡度不合理,坡度大于巖層本身能夠維持的休止角,且對于邊坡的穩定性驗算不準確,容易導致土體因重力作用沿著邊坡內某滑動面滑移。此外,如果邊坡土置的地下水位勘察未到位,容易引起邊坡溜方,勘察的土體數據不準確,則容易導致設計上出錯,從而引起坍塌滑坡。

3. 邊坡防護及排水的設計方法

3.1植被防護

利用植物的覆蓋進行邊坡防護,有助于保持土體溫濕狀況和防止水土流失,同時有利于美化環境,豐富司機的視覺緩解疲勞。鋪草皮防護,在坡面沖刷較為嚴重以及邊坡較為高陡的地方效果較好,可先進行水平疊置、平鋪,或坡面的的形狀設計,如方格、菱形等。在邊坡的坡度小于1:1的區域、地面不浸水或者浸水時間短且地表的徑流速度不超過0.6m/s土質的邊坡,適合進行種草防護或草灌噴播防護[3]。單級或多級邊坡最上一級土質挖方邊坡一般直接采用草灌噴播防護。對于邊坡高度大于12米及多級邊坡的下級邊坡,應采用漿砌片石骨架內草灌噴播(或鋪草皮)防護。

對于邊坡坡率緩于1:0.75的土夾石及風化巖石邊坡或高液限土質邊坡,采用掛三維網(或鍍鋅鐵絲網)客土噴播植草防護,對高液限土質邊坡,還應增加一層防水土工膜。

對于易發生中淺層滑塌或掉塊,巖體較破碎、存在不利于穩定的結構面組合、邊坡坡率緩于1:0.3的邊坡,宜采用錨桿或錨索鋼筋混凝土格梁防護。

種草或噴播植草時,在草的品種選擇上,宜選用根系發達,生命力強,葉子茂盛,根莖低矮,在春季和秋季都適合種植的多年生品種。植樹防護一般用于邊坡的坡度小于1:1.5的沙漠或者河岸區域,以阻止風沙侵襲或者防止水土流失,防止河水沖刷路基,降低河水流速。在樹木種類選擇上,應當根據當地的氣候條件和自然環境,選擇根系發達、生長速度快的樹種。

3.2工程防護

對于采用光面爆破施工后有潛在危巖落石的坡面,采用SNS主動防護網系統,以柔和性鋼絲繩網覆蓋坡面。

在巖石節理發育度偏高、易于風化、裂隙較多、平整度較差的巖石表面,宜采取噴水泥漿進行防護,將使用大量的水泥,多在重點防護的工程地段使用。噴水泥漿對于封閉邊坡巖體所存在的間隙,阻止水滲入巖層,防止由于巖體風化造成崩塌和巖體碎落,有著積極的作用。對于容易遭受風化、坡面比較陡的地區,可在噴漿前設置鋼筋網,通過錨桿固定在邊坡的深層巖石里,從而保證巖石和混凝土的一體性且防止因混凝土收縮產生的整塊剝落或者裂縫。

對于容易風化、表面完整的巖石,可采用四合土、三合土或者石灰爐渣的混合漿進行抹面防護。這一過程中,在施工前要事先進行將坡面浮土的清理及風化巖層的清潔,以使坡面巖石與混合漿抹面能很好地粘合。

在工程防護完成后,坡面無法作綠化時,可在邊坡平臺上設置花壇,種植爬山虎等藤類攀爬植物,以美化坡面景觀。

3.3優化防護設計

在實際設計當中,需要考慮減少路基占地面積以節約土地資源,或者根據公路沿線的地形地貌差異采取靈活且合理的進行組合。例如,當路基邊坡位置在沖溝或者河岸一側、路基占地過寬時,要考慮邊坡上部防止雨水沖蝕,下部防止水流沖刷,可設置護坡擋墻、漿砌片石護坡等。此外,若邊坡設計時可采取多種防護方法,則應當根據當地的資源以就地取材為原則進行類型選擇,缺乏片石地區應選用混凝土,片石多的地方則盡量少用混凝土,以減少工程造價。

3.4根據防護類型進行排水設計

為了保持路基的穩定,進行邊坡防護是主要手段之一,但進行排水設計同樣不可或缺。公路沿線的地形不同,路基水位狀況也各有差異。在地勢平坦的平原,地表容易積水,地下水位也相對高,應選擇水穩定性好的材料進行邊坡的防護。而在起伏大的山區和丘陵地帶,要注重路塹邊坡的排水設計。路基為土質時,要夯填邊坡的裂縫,將積水坑洼填平,進行不透水的土工纖維鋪設以隔截住地表水,防止地表水向下滲透。根據坡體實際地形、地質條件,合理布置坡面排水系統,如設置坡頂截水溝、急流槽、平臺排(截)水溝、坡面排水溝等排除地表水,利用深層導水管或支撐滲溝等引排地下水。在進行排水設計時,不管采取哪一種方法,都要保證路基排水通暢。

4.結語

總之,公路路基邊坡防護及其排水設計,是動態的設計,應根據施工過程中反饋的信息和監測資料完善設計,是一種客觀求實、準確安全的設計方法,適用于路基施工階段,是施工圖設計的延伸。在設計過程中,應當充分考慮實用性與經濟性,并爭取設計形式的多元化,使得公路建設外觀新穎。同時,還需考慮工程和環境的和諧性,實現人文景觀和自然景觀的完美契合。此外,公路路基邊坡的穩定性很大程度取決于公路所經地段的自然條件。我國國土遼闊,公路所經的地段自然環境各不相同,存在很大的差異性。從整體狀況到局部,從大區域到具體的線路,只有設計人員深入的進行調查研究,對公路沿線的自然情況了如指掌,掌握其中的自然規律及其對于路基邊坡的穩定性影響,方能做到因地制宜,設計出具有足夠的穩定性和耐久性的公路路基邊坡。公路路基邊坡防護及排水的設計方法眾多,不同的工程設計方法,所能獲取的防護效果也各不相同。因此,在實踐過程當中,設計人員應當對各項具體的設計進行精心設計,反復比較,確保工程項目技術合理,經濟實用。

參考文獻:

[1]吉晉榮.淺談路基邊坡穩定性分析及防治措施[J].科技傳播.2010

第8篇

電子通信產品在設計、生產等一系列的過程中不可避免地會出現靜電釋放現象。ESD現象對電子通信產品的正常、有效工作會帶來一定的影響,甚至還可能出現嚴重故障。因而,我們應該對電子通信產品的ESD防護設計引起足夠的重視。本文列舉了ESD帶來的具體危害,并根據現存的ESD防護方案存在的弊端提出了有關注意事項。

【關鍵詞】電子通信產品 ESD防護 設計

電子通信產品若是ESD靜電防護的設計不好,不僅會影響生產過程中企業的生產效率,增加企業各部門間的責任糾紛,而且還使得電子通信產品的使用在一定程度上受到影響,直接降低電子通信產品在市場上的價位。因而,電子通信產品中ESD靜電防護措施是產品設計和生產過程中非常重要的環節。

1 ESO所帶來的危害

ESD即靜電的釋放,靜電的釋放,是一種電荷快速中和的現象,它是靜電源所產生的電能,進人電子組件后得到感應而產生的快速放電現象。而ESD防護就是為了防止靜電積累所引起的爆炸、火災等危害事件,以及由于電子器件的損壞或失效而對生產產生的不良影響而采取的防護措施。防范的根本點是抑制靜電的產生或者采取措施加速靜電泄漏,靜電中和。

1.1 ESO對電子元器件的危害

在放電的過程中,靜電會產生電流,改變周圍的電磁場,電子元件所接收到的信號會發生錯誤,數字邏輯的電路發生異常的反應,造成電子元件發生開路或短路現象,從而導致電子產品產生死機現象,減低其工作能力。如果帶電體沒有較高的靜電位,即沒有足夠的靜電放電,那么電子元件將會失去效用,而且這種情況一般很難預防和檢測到。電子元器件若是發生過多次這樣的靜電放電現象,會完全失去其效用,給人們帶來的損失非常大。

1.2 ESD對電子產品產生的信息干擾

靜電釋放是脈沖干擾式,在對一些電子產品進行靜電放射后, 在電子通訊產品的內部幾個不確定的位置的檢測的幅度值比脈沖干擾大得多,最后可能導致邏輯電路的翻轉,使得設備出現故障。如果電子通訊產品敏感電路與脈沖相遇時,也會造成錯誤信息的出現,使電子通訊產品發生故障。

1.3 靜電吸附塵埃微粒

高壓靜電很容易吸附空氣中的塵埃微粒,使得PCB板和半導體芯片受到污染,降低它們的絕緣電阻率。這樣的話會在使得電子器件的工作效率受到很大的影響,甚至有可能導致電子器件失效。

2 現有的ESD防護設計存在的弊端

在現有的ESD防護設計方案中,普遍存著許多問題,綜合起來說可以歸納為兩類,電氣應力(EOS)和ESD區分問題和系統類型的識別問題。(1)EOS 和ESD 的區分問題:EOS (Electrical Over- Stress)是指通過電壓產生熱效應對電子元件的破壞。ESD應該屬于EOS特殊的一類,在設計ESD的防護方案時,由于兩者概念的模糊,使得兩者的性能指標混淆,從而最終導致裝置的ESD防護受到影響。(2)系統類型的識別問題:系統的識別對于ESD防護方案的設計也起著非常重要的作用。系統的類型不同,所采取的防護措施也不同。ESD的敏感類型包括對電壓敏感和對能量敏感。相對來說,對電壓敏感的要求程度要高于對系統敏感的情況。

3 ESD防護設計的要求和注意事項

靜電是無可避免的,因此在對靜電的防護設計方面應該予以重視,從電子通訊產品元件的設計、生產到銷售、使用都應該對做好防護措施,對靜電釋放進行檢測。電子通信產品靜電防護設計工作中我們應該注意以下事項:

3.1 必須明確確定 ESD防護方案執行等級

ESD的防護可以分為不同的等級。一般分為基本防護和全面防護。基本防護包括對相關人員的基本ESD培新,灌輸他們這方面的知識,增強他們的防護意識。主要是有傳導性的工作面需要接觸地面,人暴露在外面的皮膚可以通過傳到體接觸地面,聚乙烯保護包裝等等。而全面防護是指在基本的防護措施基礎之上的,增加一些ESD防護措施。如,在對電子通信產品進行包裝時,須采用雙層包裝,并在包裝的最外層可以貼上類似于金屬薄片的包裝紙,以防靜電。另外,不同的電子通信產品采用的包裝措施等級也不相同,一定要在包裝之前先了解電子通信產品元器件的ESD保護等級,從而針對性地采取不同的包裝,對靜電加以防范。

3.2 根據產品實際需求來制定ESD防護標準

各中產品的ESD防護在實際的應用中存在著很大差異,其標準和要求由于產品的實際用途也不盡相同。各個企業單位應該提供具體而詳細的ESD保護要求,根據各個產品的性質、用途、特性的不同制定不同的標準,采取不同的防范措施。在為電子通信產品的電路設計、ESD防護包裝等都應該提出具體的要求。另外,各單位應該加強管理和監控,增加ESD防護設施的花費,加強相關人員的培訓,將ESD防護落到實處。

3.3 有針對性地進行ESD防護

在電子通信產品的設計階段即要將ESD防護考量在內,這樣能夠避免電子通信產品在生產后所造成的靜電釋放帶來的不利影響。如果在電子通信產品的設計基本定型且不做大幅度修改的情況下才去考慮其ESD防護措施,將會使靜電防護效果大大降低,造成不必要的財力和人力損耗。另外,電子通信產品的生產企業應該有電子通信產品元器件的靜電釋放順序表,充分了解各電子元器件所釋放的靜電情況。

4 結語

總而言之,電子通信產品的ESD防護在產品的設計、生產到應用過程中是至關重要的。相關企業必須引起足夠的重視,加強ESD防護管理,制定相關標準和規定,在設計之處就把ESD防護放在重要位置,減少后期不必要的浪費和損失。

參考文獻

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[3]張華.關于電子通信產品三防設計的改進探討 [J].科技風,2011(10):48.

作者單位

楊媛媛(1984-),女,苗族,貴州省凱里市人。貴州大學碩士。現為貴州電子信息職業技術學院講師。研究方向為電子與通信工程。

第9篇

【關鍵詞】醫院影像機房 輻射防護設計 方案優化

【Abstract】According to the December 1, 2005implementation of the449th decree of the State Council “Radioisotope and ray devices safety and Protection Ordinance" and the Ministry of Health issued in October 23, 2001 NO.18 “Radiation protective equipment and the radioactive products health management approach" Will ray room construction for safety and radiation protection equipment application was made explicit. Ray room building protection standards in the operation of the medical staff annual effective dose equivalent of not more than 1mSv/a; this requires in construction design considered protective material selection, reasonable and optimum protection construction, as well as safety monitoring and emergency mechanism.

【Key words】Hospital imaging machine room; Radiation protection design; Scheme optimization

概 述

近年來醫院在我國得到蓬勃發展,尤其自2008年以來,大型綜合醫院、中西醫結合醫院、中醫院、精神病醫院、社區醫院、縣級鄉鎮中心衛生院、婦幼保健院(所)、疾病控制中心及各專科、特色醫院和民營醫院得到大力興建。我國也于2008年出臺了有關建筑標準,針對各種類型醫院醫技樓、影像中心機房也出臺相應建筑面積標準規范。隨著我國步入工業化社會,倡導環境友好型、構建和諧節約型社會。特別自2007年國家成立墻改辦,提倡節能降耗,綠色能源,強行在全國范圍內推廣新型建筑用材和新型環保節能磚。要求新建的建筑墻體不得使用粘土磚及必須采用新型水泥加氣磚及粉煤水泥磚等。這樣對新建醫院影像機房墻體防護提出更高的要求,如按傳統防護材料工藝設計施工,客觀造成施工成本大大提高,且不利環境友好和節約,尤其產生次生環境污染,影響醫患者身心健康。在此,我就醫院影像機房輻射防護設計方案優化談一點我的看法。

一.輻射防護介紹

A、輻射危害:電離輻射能引起細胞化學平衡的改變,某些改變會引起癌變;也能引起體內細胞中遺傳物質DNA的損傷,這種影響甚至可能傳到下一代,導致新生一代畸形,先天白血病——在大量輻射的照射下,能在幾小時或幾天內引起病變,或導致死亡。

B、輻射屏蔽:在電離輻射源和受其照射的某一區域工廠的,采用能減弱輻射的材料來降低此區域內的輻射水平。輻射屏蔽是一門綜合性學科。它涉及到核物理學的射線和物質的相互作用、保健物理學,材料科學和結構工程學,從具體的工作內容來看,它包括輻射特征的確定,屏蔽材料的選擇,輻射的減弱計算,屏蔽發熱、實驗屏蔽學,屏蔽結構的工藝設計以及最優化分析等方面。

C、輻射防護的基本措施:

縮短時間、增加距離及設置屏蔽是減少外來輻射照射(外照射)的基本輻射防護措施。

1、時間: 受到輻射照射的時間越短,身體所受的劑量越少。

2、距離: 距離輻射源越遠,所受劑量越少。

3、屏蔽: 鉛板、水泥墻、復合防護板或水都可以阻擋輻射或降低輻射強度。

X射線減弱曲線圖

附表1:幾種建筑材料在不同能量射線時的鉛當量(單位:mm)

4、輻射防護的原則:對于因進行任何活動,而增加了個人或群體的輻射照射,國際放射防護委員會(ICRP)在其1990年的建議書(第60號刊物)內,列出三項基本輻射防護原則:

①正當化原則:在任何包含電離輻射照射的應用實踐中,必須保證這種應用實踐對人群和環境產生的危害小于這種應用實踐給人群和環境帶來的利益,否則這種應用實踐是不應該實施的;

②最優化原則:避免一切不必要的輻射照射,任何包含電離輻射照射的應用實踐,在符合正當化原則的前提下,應保持在可以合理達到的最低輻射照射水平;

③限值化原則:在符合上述正當化與最優化原則的應用實踐中,應保證個人所受到的照射劑量當量不超過規定的相應限值。

5、輻射防護的目的: 輻射防護的出發點是要減低輻射對人類健康的危害。在制訂適當防護措施之前,我們要了解輻射對人體健康造成的效應。

第10篇

【關鍵詞】云資源池 VMware 無 入侵檢測系統 入侵防護系統

doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2016.20.018 中圖分類號:TP391 文獻標志碼:A 文章編號:1006-1010(2016)20-0092-05

1 引言

隨著云計算及虛擬化技術快速演進,大量的數據中心服務器工作負荷將實現虛擬化。通常的部署方式是在單一物理系統中運行多個虛擬機,從而使資源得到更高效的利用,這樣就可以大幅削減設備的資本支出、降低與電力和冷卻相關的能源成本以及節省物理空間。根據Gartner統計報告,到2016年為止80%的服務器將采用虛擬化部署。

虛擬環境下的服務器和虛擬桌面仍然會碰到與傳統物理計算機相同的安全性問題,如病毒、蠕蟲、木馬程序和惡意軟件的入侵。并且虛擬環境更加復雜,安全防護需要考慮虛擬機的密度、虛擬機的啟動間隙防護、虛擬機之間的攻擊、虛擬機的管理復雜性等。由于大量使用了虛擬化技術,使得過去常規的安全手段已經無法有效解決日益突出的安全問題,所以在虛擬環境下的服務器需要考慮如何有效地進行安全防范。

2 傳統安全防護存在的問題

傳統的針對病毒防護解決方案都是通過安裝程序(Agent)到虛擬主機的操作系統中,在服務器虛擬化后,要實現針對病毒的實時防護,同樣需要將防病毒客戶端即程序安裝在各個虛擬機中,但是服務器虛擬化的目的是整合資源,最大化地發揮服務器資源的利用率,而傳統的防病毒技術需要在每個虛擬主機中安裝程序,如1臺服務器虛擬5臺主機,傳統方法需要安裝5套,這樣在掃描時就需要消耗虛擬主機的計算資源,并且在病毒庫更新時帶來更多的網絡資源消耗。傳統的病毒防護解決方案如圖1所示:

當這些系統被遷移到虛擬環境時,眾多虛擬機同時更新病毒特征庫或進行按需全盤掃描可能使內存、存儲和CPU(Central Processing Unit,中央處理器)使用率出現尖峰,導致這些虛擬機在這段時間內都無法正常提供服務,這種情況通常稱為殺毒風暴。同時,由于殺毒風暴的存在,虛擬機的密度也不能太高,比如可以承載50臺虛擬機的服務器資源池只能建立30臺虛擬機。目前最常見的做法是使按需掃描調度隨機化,但這種做法也不理想。

3 VMware平臺安全架構介紹

VMware是一款眾所周知的虛擬化軟件,該軟件通過虛擬化服務器底層硬件以提供用戶可在服務器上同時運行不同的操作系統環境。目前虛擬化軟件以VMware為主,包括虛擬化軟件思杰的Citrix、華為的Fusion、微軟的Hyper-V、開源KVM(Kernel-based Virtual Machine,內核級虛擬化技術)等。

VMware在平臺的安全中,對外開放各種接口方式來實現第三方的安全控制。用戶的VMware ESXi主機需要統一接受一個vCenter中心管理,并通過vCenter中心對每臺主機分別自動部署vShield Endpoint和安全虛擬機,這些安全虛擬機將在每個物理主機上自動部署。在添加一臺物理主機后,當新加VMware ESXi物理主機接受vCenter管理平臺管理時,將自動生成部署安全虛擬機和vShield Endpoint。目前采用VMsafe API(Application Programming Interface,應用程序編程接口)和vShield Endpoint的接口,通過在ESXi上部署安全虛擬應用層來實現對虛擬機的安全防護;利用vShield Endpoint實現防病毒及防惡意軟件,利用VMsafe API實現網絡IDS(Intrusion Detection System,入侵檢測系統)/IPS(Intrusion Prevention System,入侵防護系統)。VMware平臺安全架構如圖2所示:

4 云資源池下的防護安全方案

通過上述分析可以看出,在云資源時代,目前以VMware為主的虛擬環境中,安全防護面臨的是從病毒防護、訪問控制到入侵檢測/防護的一系列問題,因此本文設計了一套完整的安全防護策略,如圖3所示:

4.1 無病毒防護設計

在虛擬化環境中,有的防病毒軟件存在嚴重的資源消耗問題,影響服務器的運行。目前可以采用無的方式來解決服務器資源問題,通過VMware的虛擬化層提供的API接口實現。無技術是指在每臺VMware ESXi物理服務器上部署一臺安全虛擬機,以一臺安全虛擬機方式運行而不需要在其它各個業務虛擬機安裝任何程序,通過該虛擬機來保護所有在VMware ESXi物理服務器上的虛擬主機。同時,當業務虛擬機任意啟用運行或者物理服務器切換到時,都不出現防護空檔,這一切是傳統解決方案無法完成的。

VMware虛擬系統通過開放VMsafe API和vShield Endpoint的接口,在虛擬化層VMware ESXi上部署安全虛擬機,實現虛擬系統和虛擬主機之間的安全防護,這樣避免了在虛擬主機的操作系統中安裝程序,以無方式實現了實時的惡意軟件的防護。防毒引擎掃描時不需要消耗網絡和處理器的資源,在最大化利用服務器資源的同時提供全面惡意軟件的實時防護。

4.2 無防火墻的設計

傳統的防火墻技術通常以硬件形式存在,用于訪問控制和安全區域間的劃分。計算資源虛擬化后導致邊界模糊,很多的信息交換在虛擬系統內部就實現了,而傳統防火墻在物理網絡層提供訪問控制,如何在虛擬系統內部實現訪問控制和病毒傳播抑制是虛擬系統面臨的最基本安全問題。

無的防火墻提供全面基于狀態檢測細粒度的訪問控制功能,可以實現針對虛擬交換機基于網口的訪問控制和虛擬系統之間的區域邏輯隔離;同時,支持各種泛洪攻擊的識別和攔截。通過與底層的緊密集合,以達到對上層虛擬機無的防護。

4.3 無入侵檢測/防護的設計

傳統環境下的網絡安全拓撲圖在網絡出口處部署網關防護設備,如防火墻、防毒墻等各類安全設備,用來隔離網絡之間的攻擊和病毒擴散問題,部署IDS監控對服務器的非法訪問行為,在服務器上部署防病毒軟件,保護核心服務器的安全運行。而在虛擬化環境下,一臺物理服務器平臺上將運行數個甚至數十個業務虛擬機,這些傳統的安全防護措施將不再有效。因此,針對虛擬化環境應該部署針對虛擬化環境的無解決方案。

在主機及網絡層面同時進行入侵檢測和防護,這在安全基礎設施建設是非常必要的,然而在云計算和虛擬化的環境中,由于傳統的入侵檢測工具需要在每臺虛擬機中安裝程序,當運行在虛擬化的網絡或系統中時,會出現和有防病毒軟件類似的問題。此外,在虛擬環境中,虛擬交換機不支持建立鏡像端口、禁止將數據流拷貝至IDS傳感器。面對虛擬網絡內部流量時,部署在傳統物理網區域中的IPS系統無法很好地集成到虛擬環境中,這樣會面對多種的技術問題,導致網絡入侵檢測很難實現。因此,與有運行惡意軟件一樣,基于主機的IDS系統會消耗共享的資源,導致運行資源風暴、密度不夠等問題。

無入侵檢測/防護在VMware的VMsafe接口可以允許虛擬交換機或端口組以混合模式運行時,虛擬的IDS傳感器可以檢測到同一虛擬段上的網絡流量。無IDS/IPS除了提供傳統IDS/IPS系統功能外,還提供虛擬環境中基于政策的監控和分析工具,確保虛擬網絡的安全性,如網絡行為的分析及精確的流量監控、分析、訪問控制等。通過無方式可以讓其在虛擬系統中占用更少的資源,避免過度消耗宿主機的硬件能力。

4.4 方案優點及問題

方案優點具體如下:

(1)簡化部署。采用無模式,管理員無需在模板機部署和更新程序,減少虛擬機的體積和管理工作量。

(2)避免病毒掃描風暴。在無模式下,運行于同一物理服務器上的多臺虛擬機的掃描工作統一進行調度,資源占用得到有效控制,避免了病毒掃描風暴的發生。

(3)減少資源占用。在無模式下,不占用主機的CPU、內存和磁盤資源。

(4)隨時保持最新。采用無模式,只要保證安全虛擬機隨時在線、及時更新,每臺虛擬機就不用更新病毒庫。

(5)更高的密度、更低的成本。由于無模式可以節省資源占用,消除病毒掃描風暴,因此可以提高部署密度和節省硬件采購成本。

當然,無安全防護方案也存在一些問題。目前該方案主要是針對采用VMware虛擬化軟件部署的云環境,因為VMware提供了相應的程序接口。同時,隨著VMware新版本的推出,相應的程序接口也在不斷地調整,無安全防護方案在各種VMware版本下開發設計也不同。此外,如果云環境采用其它虛擬化軟件部署,安全接口的標準化程度不如VMware,則設計架構需要調整,且實現難度較大。

5 性能測試對比分析

性能測試主要包括驗證與傳統方式下安全防護在性能和資源占用方面的對比,具體如下:

(1)CPU資源占用測試:說明此次測試CPU的性能消耗對比傳統掃描方式的測試結果。

(2)內存資源占用功能測試:說明此次測試內存的性能消耗對比傳統掃描方式的測試結果。

(3)磁盤I/O占用測試:說明此次測試磁盤I/O的性能消耗對比傳統掃描方式的測試結果。

(4)網絡占用測試:說明此次測試網絡消耗對比傳統掃描方式的測試結果。

本次測試開啟了10個Windows 7環境虛擬機,測試結果如表1和表2所示:

本次測試開啟了虛擬化安全所必需的虛擬機包括vShield、vCenter和廠家自己配置的負載安全的虛擬機,以及進行性能測試的10個Windows 7環境虛擬機,可以看到,對比CPU使用情況、內存消耗、磁盤讀取速度和掃描速度,無方案與傳統有防病毒方案的性能開銷差距越突出。而在用戶的實際工作和生產環境中,單個主機上能夠運行到50至100個虛擬機環境,這種環境下無方式在資源和防護方面的優勢更加明顯。也就是說,單個主機上運行的虛擬機越多,就越能體現無方式的優勢。而有方式進行掃描和更新時,虛擬機越多,主機資源負擔就會越重,在這種環境中會因為安全產品的運行而造成資源的浪費。

6 結束語

本文分析了傳統安全防護方案存在的問題,包括安全防護軟件的管理問題及性能問題,研究了云資源下的防護系統,給出了無病毒防護設計、無防火墻的設計、無入侵檢測/防護的設計等關鍵技術,并分析了無技術優點及問題。在實際性能測試中,對比傳統防病毒軟件和虛擬化安全無解決方案,當同時進行安全防護時,本文中的無方案的性能表現明顯優于傳統防護方案。

參考文獻:

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第11篇

關鍵詞:公路邊坡;防護設計;新理念

中圖分類號:X734文獻標識碼: A

1.公路邊坡防護的基本原則

1.1安全性原則

公路上每天行駛著數以萬計的車輛,行車安全極為重要,公路建設是否安全關系到社會的安定團結,也關系到交通是否通達。我國公路上的工程事故(如:塌方、沉陷等)主要原因就是邊坡防護不利造成的。因此公路邊坡的安全性是保障行車安全、加快道路通暢的重要因素。在設計中,要科學計算安全系數,控制安全值在合理范圍內。在施工中要進行科學管理,根據《公路路基設計規范》和邊坡防護的設計要求,對邊坡的穩定性檢測。當實際情況反映的地質問題和設計有出入時,及時通過書面上報,相關單位研究討論對設計做出修改補充,并建立專人負責制,出現問題落實到人。根據批復的設計方案進行施工時,要嚴格按照質量標準執行,違規建設要堅決查處,只有保證邊坡的質量過硬,才能為行車安全、交通順暢起到保障性作用。

1.2因地制宜原則

因地制宜原則,就是要求工程建設者根據不同的地形地貌、氣候水文等特征,制定切實可行的邊坡設計。公路建設不斷延伸,現在已經到達多年凍土的地區,不同地區的地形地貌特點多種多樣,氣候情況也各有不同,就使得引起邊坡崩坍的原因也是各異,為公路邊坡建設帶來各種各樣的難題。設計中把邊坡問題大體分為三類:落石型、流動型、滑坡型。例如,在巖石較為陡峭的邊坡易發生落石型問題,其主要原因在于公路的使用時間較長,巖石型邊坡內部巖層會在外部壓力下產生裂紋、滲水,加上自然條件下不斷侵蝕,裂紋進一步擴大,擴大的裂紋中在雨雪情況下會存水,壓力不斷增加引發崩坍。因此可見,邊坡要使用長久,就要根據實地特點設計,在落石型邊坡設計中就要格外注意對其防水性的處理。

1.3設計統一原則

邊坡防護不是單獨割裂的,中間可能要面對不同地貌特征,不同的土質情況,這就要求在設計方案上對所有因素綜合收集整合,形成一套切實可行的設計方案。在施工時,可根據實地情況適當對方案進行調整。舉例說明,邊坡的坡面因為雨水的沖刷以及坡面徑流沖刷,會形成路基邊坡面的流水沖溝。沖溝不斷地擴大就會使路基破壞。洪水和河道的長久侵蝕會使得路堤坡腳損壞。面對這樣的問題,就需要對下邊坡增加硬防護,以對抗水流的沖刷,工程的上邊坡又會因為風化等外力作用,產生崩坍隱患。由此可見,在邊坡的設計時,既要全局統籌又要注重細節,具體情況具體分析,以達到項目最優。

1.4環保原則

在環境問題日益嚴峻的今天,工程建設方面對環保的要求也越來越高,我們不能走先污染后治理的老路,在公路邊坡防護設計中,尤其要注意環保方面的科技創新,本著綠色環保的理念,在建筑材料,成本節約等方面把環保落到實處,大力使用綠色環保材料和循環利用,提高工程的經濟性。

2.公路邊坡防護新理念應用

2.1加強生態防護形式

植被防護技術是利用植物的根系來加固邊坡,防止水土流失。采取生態防護技術,擴大坡面的植被面積,可以有效地降低地表徑流量,并且可以從源頭上阻止路基水土流失的發生。植被的根系深入地表,并吸收大量的地表水,可以減緩地表水徑流量。但是對于沒有植被覆蓋的坡面,降水量直接沖刷地表,并且加上原來疏松的土質,直接會造成水土侵蝕以及沖刷。

(1)穴植技術的運用

穴植技術簡單來說就是指在坡面上挖掘種植穴或者是種植槽并在中間放置營養土,最后可以種樹或者種花等植物,但是這種技術主要用于土含量較高的坡面。比如說,黃榆高速公路的黃土路基邊坡的防護就是采用穴植技術,在路塹邊坡上方不是耕地的平臺上,栽種楊槐樹、油松、樟子松和馬尾松,邊緣種植懸垂植物;路基下邊坡有苜蓿、黑麥草(草本)、月季花、龍柏、紫穗槐(灌木)等。通常來講,位于下邊坡與上邊坡平臺上花草樹木生長狀況較好,對于處于邊緣區或者路基邊坡的草木很難成活,長勢也較差。

(2)客土噴播技術的運用

以西漢高速公路秦嶺一號隧道路段左側路塹強風化土石質上邊坡防護路段為例進行介紹,該路段路塹上邊坡坡度很陡,邊坡的坡比為1:0.75,邊坡平均高度11m,并且在該路段公路建設過程中,造成了山體地表植被的大量破壞,開挖后邊坡出黃褐色巖土層,同周圍的環境格格不入。為了解決這個問題,此地采用的是客土噴播技術,這門技術可以極大地降低對于坡面的沖刷,有效地降低水土流失,并可以幫助重建植被。客土噴播技術具體操作流程是先鋪設植被網在坡面上,并且用要牢牢的將其固定,然后利用高壓噴槍噴灑混合草種、土壤以及肥料等綠化基材混合物到植被網上,綠化基材混合物厚度d>8cm,草種應選用適宜當地自然氣候條件的優良品種,含草種的綠化基材混合物各成分含量宜根據野外工程試驗綜合確定。噴播綠化基材混合物后,需要將植被用無紡布覆蓋。噴播后前期應加強管理,適時適度噴水。當幼苗植株長到5~6cm或2~3片葉時,揭去無紡布。

2.2工程建設剛柔并濟

近年來,整個社會對環保已經開始重視起來,在公路等基礎設施的建設上,也要求對生態予以關注,要求把環境的保護工作作為工程建設的重要一環,在公路邊坡防護設計上,提出了剛柔并濟。挖方邊坡防護是邊坡防護的重點,在保證邊坡穩定的情況下,優先選擇植被防護,運用植被根系固土能力強的作用,減緩地表徑流、水土沖刷等自然作用,從而起到防止水土流失及阻止泥石流形成的功效。在植被的選擇上要根據項目地的實際地貌和氣候水文情況,選擇易成活、生長快且根系發達的常綠植物,對行車司機的舒適度及公路與自然的和諧有著十分重要的意義。

2.3發展生態性防護,注入景觀人文氣息

(1)景觀理念

在公路工程邊坡防護中,經常伴有大量的開挖土石方,而這些土石方開挖破壞了原有植被,造成大量的邊坡,導致嚴重的水土流失和生態環境失衡。這些工程所形成的邊坡靠自然界自身的力量恢復生態平衡往往需要較長的時間,甚至基本無法恢復。因而需要采取工程措施,對邊坡進行工程防護與生態綠化處理,以防止邊坡破壞、水土流失,并涵養水源、凈化空氣、美化環境,是減少生態災害,保護環境的需要。邊坡綠化要因地制宜,根據當地的地形、土質、氣候等自然地理環境,并結合本地區草木的生長情況以及邊坡的坡度、坡面的巖石性質等情況確定邊坡綠化的施工工藝,從而達到在設計上景觀理念的創新。從環保景觀協調方面考慮,邊坡防護要考慮到公路沿線的山嶺、坡地、河流等構成的美麗風景,千變萬化的植被體現出一種自然美。公路工程的邊坡防護作為一種構造物,在設計上既要滿足保障車輛通行安全的基本要求,又要達到自然景觀與再造景觀的和諧統一,同時還能有利于節約資源和社會的協調發展。

(2)人文理念

隨著社會的發展,公路被賦予的很多附屬功能,已不僅僅要滿通功能,還成為一個展現當地地域文化、民俗風情的窗口。在邊坡工程防護設計中,充分考慮地域因素和人文因素,在注重安全的基礎上,體現出人文關懷和人文理念。一條寬闊通達的公路,在確保交通誘導、行車防眩、邊坡防護和環境保護等基本要求的前提下,防護綠化邊坡上的綠化和保護,實現坡面柔化平順、棱角弧化,貼近自然,可以進一步改善道路行車條件,提高生態環境質量,降低噪音和尾氣污染,減輕駕駛疲勞,這些都體現了人文關懷。

結束語

由于我國地貌特點多樣,所以在進行邊坡防護設計時,要根據具體問題具體分析,遵循一定的原則,統籌全局,運用新理念,并落實在實際的設計中,從而建設優質的公路邊坡防護工程。

參考文獻:

[1]李妍,周建勇.基于環保理念的公路路基設計方法[J].交通世界(建養.機械),2013,12:134-135.

第12篇

摘要:文章指出了靜電的危害,并說明了靜電的防護機理,電路設計中的靜電防護措施,并探討了電子工廠生產過程中是如何進行有效的防靜電管理。

靜電防護就是通過有效的控制手段來預防靜電對靜電敏感元器件造成傷害,它需要從電路設計、元器件選擇、生產制造、搬運與存儲以及使用等等全過程的方方面面加以防護和控制,才能達到有效預防靜電對電子產品造成傷害。

一、靜電的危害

隨著科技的進步和工業的高速發展,一方面,許多高分子材料被迅速推廣應用,一些電阻率很高的高分子材料(如塑料、橡膠等)制品的廣泛應用以及現代生產過程的高速化,使得靜電能積累到很高的程度;另一方面,靜電敏感材料的生產和使用(如輕質油品、火藥、VMOS/CMOS電路芯片等),工礦企業受靜電的危害越來越突出,靜電危害造成了的后果和損失也就相當嚴重。

人們的日常活動即可產生高達幾萬伏的靜電,而人手的神經可感覺到靜電的最低電壓也在3000V以上,但卻只需要10V的靜電釋放就可毀壞某些對靜電極度敏感的電路芯片。如果不加以防護,電子產品即可在不知不覺的過程中就被靜電釋放造成傷害,釀成無法彌補的損失。據統計分析有 59%的電子元器件損壞是由于靜電釋放造成的,這種損壞有兩種形式,一種是災難性的損壞,它造成元器件功能喪失,這種情況約占靜電對元器件造成的總損壞的10%;另一種是潛在性損壞,這種損壞雖然沒有喪失元器件應有功能,但卻使元器件的性能下降,或降低元器件使用壽命,這種情況約占靜電對元器件造成的總損壞的90%。據統計美國電子工業一年的靜電損失就超過100億美元,日本超過80億美元,中國目前還沒有這方面的權威統計數據,估計會更高。因此,在電子制造行業內保護電子元器件免受靜電釋放的損壞是非常重要的。

二、靜電的防護機理

病毒對人體的感染必須具備三要素:感染源、感染途徑、易感人群。同樣地,靜電對電子元器件的損壞也必須具備三要素:靜電電勢、釋放途徑、敏感元器件,三者缺一不可。因此,我們在進行靜電防護時,只需要消除三個因素中的一個因素即可起到靜電防護的作用。但靜電無處不在,我們要想消除靜電電勢幾乎是不可能,唯一的辦法是削弱靜電電勢,靜電電勢與空氣濕度有關(如表1所示),空氣濕度越大,靜電電勢就越低,但我們又不能無限制地增加空氣濕度,因為空氣濕度越大,濕敏元器件就越容易受潮,元器件一旦受潮,通過高溫焊接就極易損壞元器件(這就是所謂的“爆米花”現象),因此,我們需要將環境濕度控制在一定的范圍內(一般在40%RH~70%RH)。

靜電產生的方法 靜電電壓(V)

10%RH 40%RH 55%RH

人在地毯上行走 35000 15000 7500

人在塑料地板上行走 12000 5000 3000

坐在椅子上的工人 12000 5000 3000

從包裝箱上拿出泡沫 26000 20000 7000

無接地措施時人體的運動 6000 800 400

穿著合適的腳帶在靜電地板上行走 <15

表1各種動作產生靜電電壓

其二,是保護靜電敏感元器件,部分電子元器件的靜電擊穿電壓如表2所示,我們在進行電路設計時,在這些容易被靜電擊穿的電子元器件設計一些保護電路,就可以起到保護靜電敏感元器件的作用。

再者,就是控制靜電釋放途徑,這是電子產品生產制造過程中普遍采取的措施,讓產生的靜電安全釋放。那么,在電子制造業究竟如何保護電子元器件才能使電子元器件免受靜電釋放的損壞呢?一提及該問題,人們往往只想到在生產制造過程中的靜電防護,常常會忽略如何在電路設計過程中通過設計一些保護電路來達到靜電防護的目的。本文就從電路設計和生產制造兩個方面來淺析靜電防護措施。

器材類型 ESD最小敏感電壓(V)

VMOS 30~1800

MOSFET 100~200

砷化鎵FET 100~300

EPROM 100以上

JFET 140~7000

SAW(聲表面濾波器) 150~500

運算放大器 190~2500

CMOS 250~3000

靜電對部分肖特基二極管的擊穿電壓 300~2500

SMD薄膜電阻器 300~3000

雙極性晶體管 380~7800

射極耦合邏輯電路 500~1500

可控硅 680~1000

肖特基TTL 100~2500

表2部分電子元器件的靜電擊穿電壓

三、電路設計中的靜電防護措施

在進行電路設計時,盡可能選用靜電敏感度電壓伏值高的電子元器件。特別是接口電路,應盡可能選用靜電敏感度為3級(靜電損傷閾值電壓大于4000V)或對靜電不敏感的電子元器件。否則應在輸入輸出接口電路上應采取保護措施。保護電路的放置位置,對于布置在PCB板周邊或靠近連接器的接口電路,其保護電路應緊靠地線或連接器放置,其余的保護電路應緊靠被保護的芯片放置。

對于容易受到靜電損傷的電子元器件,如NMOS、CMOS類電子器件或其它一些靜電敏感度為1、2級的電子元器件,應該盡量遠離易受靜電沖擊的區域,且每一個電路應盡可能緊靠。容易受到靜電干擾的信號線(如時鐘線、復位線等)應盡可能短而寬,多層板中的時鐘線、復位線應在兩地平面之間走線。

圖1基本控制電路

在PCB的電路周圍設置一個環形地,如圖1所示。環形地線寬應大于 3mm,分別鋪設于 PCB 板的兩個表層(頂層Toplayer 和底層Bottomlayer)上,內層上可以不鋪設環形地,并每間隔13mm 用過孔將各層的環形地連接在一起。兩個表層的環形地銅皮上不要覆蓋阻焊層(綠油),而采用裸銅或同焊盤一樣做噴錫處理,以保證兩個表層環形地表面良好的導電性能。環形地與PCB板內部線路應保證3mm 以上的間距,工作地匯聚后可最終與環形地相連,環形地可通過安裝孔用螺釘與金屬機殼相連。盡可能使用多層PCB,將電源層和地線層獨立鋪設在PCB板的內層,這樣可以有效減小信號線與地線之間共模阻抗和感性耦合,并且盡量地將每一個信號層都緊靠一個電源層或地線層。對于較復雜的電路板或高密度電路板,還可以考慮使用內層信號線層,但兩信號層之間應用電源層或底線層來隔開。對于雙面PCB來說,要采用緊密交織的電源和地柵格,電源線緊靠地線,在垂直和水平線或填充區之間,要盡可能多地連接。

CMOS器件及其它重要IC芯片所不用的輸入輸出引腳最好不要獨立懸空,應視引腳不同功能將其單獨或相連后分別接到地線、電源的Vcc、Vss、VDD上,CMOS器件的輸入端如果接的是高阻源,則應設計上拉或下拉電阻。兩塊或兩塊以上電路板的接地線通過連接器進行連接時,最好有多個插針接地,以保證靜電泄放地回路的通暢。電源輸入端應加入瞬態過壓抑制器件(TVS),PCB板上電源走線過長時,應每隔50mm 在電源線與地線之間安裝一個0.1uF的陶瓷濾波電容器。信號線過長時,應與信號線平行布一條地線。

安裝在印制板上或安裝在機殼與操作面板上容易被人體接觸的部件(如復位按鈕、撥碼開關、小面板、按鈕、鍵盤、旋鈕等)應采用絕緣物,如帶有金屬外殼,其金屬外殼應盡可能有良好的接地,優先接靜電保護地形環,如沒有設置靜電保護地形環,則接工作地。

四、電子工廠生產過程中如何進行有效的防靜電管理

1、 EPA區域的靜電防護等級確定

為了全面的產品靜電防護等級靜電防護小組應收集公司產品的類型、靜電敏感器件的類型、靜電敏感器件的防護等級、每種產品占總產品的比重;同時靜電防護小組應該關注不同客戶的需要確定EPA區域的靜電防護等級;第三,對于目前電子企業特別是國內企業領導層的意見往往起著關鍵作用,因為每個公司即使相同的器件,由于用途不一樣對于器件失效的比例接受度不一樣。領導層對于器件失效的比例接受度有很大的決定作用,因此充分了解領導層的期望是項目組在靜電防護區域等級分類確定時必須考慮的一個環節。

2、建立靜電防護規范體系

首先,為了便于電子企業能快速制定出靜電防護規范體系,并且規范出完全滿足電子產品生產的防靜電要求,項目經理應組織對相關國際、國內靜電防護標準學習特別是對于最新的國際標準。為了使靜電防護體系能夠有效運行在建立靜電防護體系基本框架結構之后,需要對各個過程及所涉及的相關活動進行描述。因此,應高度重視靜電防護體系規范文件編制這一環節。規范的內容應體現協調性、可操作性和可檢查性編制規范應特別注意保持完整性、系統性和層次性規范的內容應當具有完整性和可行性,因為靜電防護體系是有關人員從事靜電防護活動的依據所在。

3、靜電防護區域建設

首先是環境建設,要依照靜電防護區域的具體要求和防護等級制定相應防靜電環境。我們可以用魚骨圖分析法來定義靜電防護環境建設的影響因素,并從中挖掘出主要因素環境建設一般包含以下幾個方面:防靜電的標識、防靜電地板、環境的溫濕度、EPA區域接地、環境離子濃度、防靜電工作臺其次是設備控制,由于靜電敏感器件在生產過程中接觸最多的就是電子工廠的生產設備,因此設備的漏電將對靜電敏感器件造成巨大的影響,且這種影響是以批量單位計算的,因此,在EPA建設中設備的控制也是一項重要的環節。一般我們從設備中與靜電敏感器件接觸材料方面、設備的接地等方面來考慮設備控制問題找出引起器件失效的設備是設備控制的關鍵所在,我們還是可以采用魚骨圖分析法來進行設備控制分析。第三是人員控制主要應從人員的操作過程、人員的穿著以及人員靜電防護規范的遵守等方面來考慮。第四是材料控制主要從電子產品的使用環境以及靜電敏感器件的包裝方式入手。一般來說,直接接觸比間接接觸要求要高,靜電防護區域外部比靜電防護區域要求較高。

結束語

靜電防護是電子工業永恒的話題,也是電子設計與制造工程師們不斷探索和研究的課題。大量的事實告訴我們,在設計、制造以及使用電子產品時,必須高度關注靜電防護,只有加強了靜電防護,才能減少靜電對電子產品造成的傷害。

參考文獻

[1]許繆編.電機與電氣控制[M].機械工業出版社,2009(07):182.

[2]麥崇裔編著.電氣控制與技能練[M].電子工業出版社,2010(01):71.

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