水下切割即在水中對工件進行的切割。水下切割主要用在海難救撈和核污染結構件的水中解體。水下切割按切割原理可分為水下熱切割、水下爆炸切割和水下機械切割3類。
水下熱切割:水中施工使用最廣泛的一種切割技術,約占水下切割總量的90%以上。水下熱切割方法有4種。
1、火焰切割:水中火焰切割采用氫氣作為可燃氣體。乙炔在水深15米左右的壓力下就要分解而導致爆炸,所以未被推廣應用。
2、電弧-氧切割:借助空心割條產生的電弧把工件熔化,并用空心割條中噴射出的氧氣把熔化金屬吹開,形成割口。空心割條用鋼管或碳化硅等陶瓷管,外涂穩弧劑并覆以防水漆或環氧樹脂。切割氧氣壓力應比水深壓力高0.5~0.7兆帕。電弧-氧切割速度比火焰切割高,技術要求低,設備簡單,是水中解體最常用的方法。
3、熔化極水噴射電弧切割:借助高壓噴射水把由電弧熔化的金屬吹開。這種切割割口表面清潔,背面掛渣少。熔化極連續送進,切割電流大,切割速度高,又不需要氧氣,是一種很有發展的水下快速切割方法。
4、等離子弧切割:由于水壓對等離子弧的壓縮和冷卻作用,水下等離子弧的切割電源的空載電壓要求高達180伏以上,一般采用遙控切割以確保安全。主要用于核污染結構件的水中解體。
對水庫淤積問題的認識:水庫區水流形態主要有變水流態和均勻流態兩種。均勻流態的抉沙特征與一般天然河道相同,稱為均勻明流輸沙流態,這種流態挾帶的泥沙數量沿程不變。當來沙量與水流可以挾帶的沙量不一致時,就會發生沿程淤積或沿程沖刷。在壅水流態下,庫區可以發生以下3種輸沙流態:①渾水進入庫區壅水段后,泥沙擴散到水流全斷面,由于壅水,流速沿程遞減,水流能挾帶的泥沙數量也沿程遞減;②入庫渾水含沙較濃且細顆粒較多,則渾水進入壅水段后,不與庫內清水發生全局性摻混,而潛到清水下面沿庫底向下游運動,則形成所謂的異重流輸沙流態;③異重流抵達壩前而不能排出庫外時,異重流渾水在壩前清水水面以下滯蓄而形成渾水水庫。在望水明流輸沙流態時,如泄流量很小,庫區壅水程度較大,流速極小而來沙較多較細時,也會形成渾水水庫輸沙。綜上所述,庫區不同的水流形態有著與之相應的輸沙流態。而不同的輸沙流態,又產生不同的淤積形態。
水庫清淤的必要性:水庫的功能是防洪、灌溉、供水和發電,但淤積卻會給水庫帶來一系列危害:①水庫的有效庫容減少,導致水位抬高,削弱了原有的防洪能力;②有效庫容減少,可用于灌溉供水和發電的水量減小;③壩前的淤積,阻礙水流進入發電機,并增加進入發電機的泥沙,從而磨損渦輪機葉片和閘門座槽;④由于淤積高過取水口,引進黃泥水,嚴重影響供水質量,如彎肚坑水庫是一宗集防洪 灌溉供水的多功能水庫,年飲用取水口常抽出黃泥水,年底由于干旱露出庫區河床,庫區河床淤積zui大厚度近,取水口兩側淤泥高出取水口約 ,需挖一條引水渠才能取水,該庫泥沙淤積占 用有效庫容約,嚴重影響其使用壽命。
由于水庫的淤積,對周圍環境引起一些影響:①水庫淤積將使水庫回水區的河道水位升高,相應抬高周圍地區的地下水位,這樣就可能導致這些地區土地的鹽漬化現象,或加劇其鹽堿化;②泥沙淤積會改變水庫以及庫尾以上河道的地形,從而改變水生生物的生存環境,可能引起水庫及庫區以上河道內水流的富營養化,從而使下泄的清水缺乏必要的養份;③由于淤積,加大了水庫的坡降,使庫內水位不斷抬高,因而使因水和它引起的再淤積不斷上延,引起新的淹沒與浸沒。水庫的淤積帶來的經濟問題如下:①如果要維持現有的供水發電能力,損失庫容的機會成本表現為新建庫容的重置成本;②直接損失表現為水電發電量、灌區作物產量和洪水控制能力的削減;③被淤滿的水庫,沒有任何收益來維持其正常運行,這對水庫管理單位而言是一筆債務,也可能會成為一個潛在的危險;④被淤滿的水庫可能會被拆除,這會產生直接或間接的費用。氧氣膠管使用前應當用1.5倍工作壓力的蒸汽或水進行清洗,膠管內外不得粘有油脂。供電電纜必須檢驗其絕緣性能。熱切割的供氣膠管和電纜每0.5m間距應捆扎牢固。
2、潛水焊割工應備有無線通信工具,以便隨時同水面上的支持人員取得聯系,不允許在沒有任何通訊聯絡的情況下進行水下焊割作業。潛水焊割工人入水后,在其作業點的水面上半徑相當于水深的區域內,禁止進行其他作業。
3、水下焊割前應查明作業區的周圍環境,熟悉作業水深、水文、氣象和被焊割物件的結構形式等情況。應當給潛水焊割工一個合適的工作位置,禁止在懸浮狀態下進行焊接操作。一般潛水焊割工應停留在構件上或事先設置的操作平臺上。
4、在水下焊割開始操作前應仔細檢查、整理供氣膠管、電纜、設備、工具及信號繩等,在任何情況下,都不得使這些裝備和焊割工本身處于熔渣濺落和流動的路線上。應當移去操作點周圍的障礙物,將自身置于有利的安全位置上,然后同水面人員聯系并取得同意后方可施焊。
5、水下作業點所處的水流速度超過0.1~0.3m/s,水面風力超過6級時,禁止水下作業。
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