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(陜西水利水電工程集團有限公司,渭南714000)
摘要院筆者將該道路工程路面設(shè)計分為兩個部分進行設(shè)計。本次設(shè)計道路工程的起點為外環(huán)西路,是已嚴重破壞的瀝青路面,筆者從該情況出發(fā),提出對該路段采用瀝青熱再生技術(shù)進行重新翻修使用,而非直接廢棄;農(nóng)田路面則進行傳統(tǒng)的路面設(shè)計。
關(guān)鍵詞 院道路工程;設(shè)計;熱再生
中圖分類號院U41 文獻標識碼院A 文章編號院1006-4311(2015)27-0109-03
0 引言
有資料顯示,我國每年約有12%的瀝青路面需要翻修,廢氣量達到每年220伊104t,并且以每年20%的速度在增長,如果對這些廢棄物料不加以合理利用的話,既會浪費大量的瀝青砂石等物料,同時又會引起嚴重的環(huán)境污染。瀝青路面現(xiàn)場熱再生技術(shù)是將需要翻修的舊瀝青路面進行處理,無需廢棄,再生使用。國外在上世紀四十年代就開始了對這種新技術(shù)的研究,并逐漸納入使用,而我國是在近幾十年才開始將該技術(shù)逐漸應(yīng)用到工程實踐中。該技術(shù)在本工程中也得到了運用。
1 工程概況
閻良區(qū)屬暖溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候,四季干、濕、冷、暖分明,年均氣溫為13.1益,極端最高氣溫41.9益,極端最低氣溫-17益,土壤最大凍深0.45m。年平均降水量530mm,多集中在在7、8、9 三月,夏季多雷雨,冬春兩季較干旱。
本次設(shè)計會展一路擬建場地位于石川河一級階地。石川河是閻良區(qū)境內(nèi)最大的河流,為渭河的一級支流,道路東南約3km 處有石川河直流———清河流過。該區(qū)域地表徑流穩(wěn)定,水量充足,含泥沙較少,水源補給主要為大氣降水。道路范圍地層主要由耕土、填土和黃土狀土等巖石組成。地下水埋深約為8.5~12.3m,相應(yīng)水位標高為372.46~370.50m,地下水類型屬孔隙潛水,由于其埋深較深,可不考慮對路基的影響。根據(jù)地質(zhì)勘察報告,道路擬建場地為濕陷性黃土場地,濕陷等級為玉級(輕微)耀域級(中等)。
本次設(shè)計道路工程起為外環(huán)西路,其現(xiàn)狀為一條鄉(xiāng)村道路,寬3耀4m,瀝青路面,路面已嚴重破壞,由東向西道路沿線均為農(nóng)田,在樁號K0+055 和K0+453 處分別有一條灌溉渠穿過。道路終點處與已建成的創(chuàng)新西路相接。道路沿線整體地勢很平坦,最大高差為1.5m。道路沿線除有兩條灌溉渠和少量井、電線桿需要拆除外,再無其他管線、桿線和建筑物需拆遷。
2 路基設(shè)計要點
2.1 填方設(shè)計
工程道路沿線場地均為農(nóng)田,路基施工嚴禁采用生活垃圾、腐殖質(zhì)土和其他不符要求的材料進行填方后施工。鑒于路基填方高度較小,應(yīng)考慮將路基表層40cm 范圍內(nèi)的腐殖質(zhì)土及其他雜物清除,并用優(yōu)質(zhì)黃土換填。路堤基底為松土?xí)r,應(yīng)作填前壓實處理。路基范圍內(nèi)樹木遷移后,路基深度1.5m 范圍內(nèi)的樹根必須進行清除,并按照規(guī)范要求分層回填壓實,對于路基范圍內(nèi)的水井、洞穴等,修筑路基之前必須采用符合規(guī)范要求的砂礫填筑并夯實。道路沿線的灌溉渠按廢棄處理,路基施工時需將水渠內(nèi)污泥全部挖出后用素土回填壓實處理。根據(jù)地質(zhì)勘察報告,道路場地為非自重濕陷性黃土場地,濕陷等級為玉級(輕微)耀域級(中等)。為了消除土基的濕陷性,保證路基穩(wěn)定,對于濕陷等級為玉級的路段(K0+140耀K1+235.3),施工時一定要嚴格控制進行碾壓處理;對于濕陷等級為域級的路段(K0+000耀K1+140),機動車道范圍內(nèi)表面腐蝕土消除之后,再將原地面土基向下翻30cm,并摻和6%的生石灰拌合碾壓處理。
2.2 壓實度設(shè)計
為保證路基穩(wěn)定,路基壓實必須引起高度重視,壓實度(重型壓實)必須符合表1 的規(guī)定。
車行道路基頂面回彈模量應(yīng)躍30MPa;人行道路基采用輕型壓實標準,壓實度逸95%;土路肩采用輕型壓實標準,壓實度逸93%。
2.3 摻生石灰處理設(shè)計
由于本工程主要處于農(nóng)田段,工程范圍內(nèi)很可能存在含水量較大的路基土,在經(jīng)過充分晾曬而依然潮濕的路段,采用摻生石灰處理(僅限車行道路基)。采用摻灰處理時處理厚度及摻灰量可參考表2、表3,發(fā)生工程量則以現(xiàn)場計量為準。
2.4 施工要點
石灰粉應(yīng)攤鋪均勻,以保證石灰土拌和均勻,在素土路床上按照每平方米打上方格,計算用灰量并均勻攤鋪。生石灰處理濕軟土基,要用拌和機拌合兩遍,拌合完畢之后及時進行找平處理,生石灰與土拌合后需經(jīng)3h 后在上碾壓實,碾壓時先穩(wěn)壓后追密,先輕碾后重碾,應(yīng)做到當(dāng)天鋪灰當(dāng)天成活。
就地加灰的第一層灰土處理層,允許出現(xiàn)輕微軟彈推移,碾壓要適度。第二層壓實允許個別地方出現(xiàn)輕微軟彈,不允許過量碾壓,以免出現(xiàn)翻漿。
人行道宜根據(jù)施工季節(jié)選擇采用晾曬等辦法進行處理,暫不設(shè)計其他處理措施。新老路基銜接處,應(yīng)在老路基邊坡上開挖臺階,臺階寬度應(yīng)逸1m。
3 路面設(shè)計要點
3.1 瀝青路面現(xiàn)場熱再生
由于本次設(shè)計道路工程起為外環(huán)西路,其現(xiàn)狀為一條鄉(xiāng)村道路,寬3耀4m,瀝青路面,路面已嚴重破壞。為了節(jié)約瀝青與砂石材料,可以考慮針對該路段采用瀝青熱再生技術(shù)進行翻修,就地加熱舊路面、耙松、收集舊料,根據(jù)路面破損情況適當(dāng)增加新拌瀝青混合料與再生劑進行機內(nèi)熱攪拌,隨即攤鋪、熨平和碾壓。設(shè)計流程圖如圖2。
3.2 其余路面設(shè)計
車行道路面設(shè)計以雙輪組單軸載100kN(BZZ-100)為標準軸載。路面結(jié)構(gòu)采用瀝青路面,設(shè)計年限為15 年。
3.2.1 機動車道路面結(jié)構(gòu)組成
上面層:5cm 細粒式瀝青混凝土(AC-13);
乳化瀝青粘層油0.3kg/m2;
中面層:7cm 中粒式瀝青混凝土(AC-20)(添加0.4%抗車轍劑);
乳化瀝青稀漿封層0.5cm 和透油層1kg/m2;
基層:20cm 二灰碎石(重量比8:17:75);
底基層:30cm 石灰土(石灰含量10%重量比);
總厚度62.5cm。
3.2.2 非機動車道路面結(jié)構(gòu)組成
面層:5cm 細粒式瀝青混凝土(AC-13);
透油層1kg/m2;
基層:20cm 二灰碎石(重量比8:17:75);
底基層:20cm 石灰土(石灰含量10%重量比);
總厚度45cm。
瀝青采用90 號重焦瀝青,質(zhì)量必須滿足相關(guān)規(guī)范要求。
路面抗滑標準:車行道路面竣工驗收擺值逸45,構(gòu)造深度TD 為0.2~0.4mm,石料磨光值PSV逸35;機動車到了表設(shè)計彎沉值Ls=32.1(1/100mm),竣工驗收彎沉值:瀝青上面層頂面Ls臆27.6(1/100mm),路床頂面基層頂面Ls臆248.4(1/100mm)。
二灰碎石7d 抗壓強度逸0.7MPa,石灰土7d 抗壓強度逸0.6MPa。
壓實度要求:瀝青砼面層逸95%,基層二灰碎石逸97%,底基層石灰土逸95%。
3.2.3 人行道路面結(jié)構(gòu)組成
面層:6cm 厚C30 透水磚;
2cmM10 水泥砂漿。
基層:5cmC20 細粒式水泥混凝土。
底基層:15cm 石灰土(石灰含量8%重量比)。
總厚度28cm。
人行道灰土底基層壓實度(輕型壓實)逸95%,7d 無側(cè)限抗壓強度逸0.6 MPa。
人性道磚、盲道磚的抗壓強度逸CC40,抗折強度逸Cf4.0,防滑等級為R3,相應(yīng)防滑性能指標BPN逸65。
路緣石及平石抗折強度應(yīng)達到Cf5.0,曲線路緣石抗壓強度應(yīng)達到CC35。在1.5m 寬分隔帶內(nèi)設(shè)置樹池與硬化結(jié)構(gòu)相間隔,其中樹池長26m,硬化結(jié)構(gòu)長4m,硬化結(jié)構(gòu)采用透水磚鋪砌,具體結(jié)構(gòu)形式同人行道。
3.2.4 材料要求
瀝青混合料設(shè)計空隙率為3~5%,礦料級配要求見表4。
4 無障礙設(shè)計
根據(jù)《城市道路和建筑物無障礙設(shè)計規(guī)范》(JGJ50-2001)的有關(guān)規(guī)定,本次設(shè)計對沿線交叉口及單位大門口的出入均進行了無障礙設(shè)計,在人行道部分鋪設(shè)了導(dǎo)向盲道磚和緣石坡道,并在道路交叉處設(shè)置了導(dǎo)向塊、停步塊等處理方式。緣石坡道位置應(yīng)配合人行道的位置進行設(shè)置。
5 路面再生設(shè)計具體效果
上邊提到的瀝青路面現(xiàn)場熱再生這種方法具有很多傳統(tǒng)方法無可比擬的優(yōu)勢,如使路面建造速度大大加快、節(jié)約瀝青砂石等材料、廢物利用防止廢棄料對環(huán)境的污染等等,而且這種新工藝比傳統(tǒng)的“拆舊建新”具有更高的性能指標。具體性能指標見表5。
綜上,再生路面各檢測指標符合規(guī)范要求,路用性能更高。
關(guān)鍵詞:水利工程;電氣一次設(shè)計;思路探索
1 引言
隨著我國各項事業(yè)的發(fā)展,使得我國的能源也面臨著比較大的壓力。而在這種背景下,水利發(fā)電站則成為了我們非常好的一項選擇,并在我國得到了較為快速的發(fā)展。而在水利工程實際建設(shè)的過程中,也需要我們能夠做好電氣一次設(shè)計工作,從而能夠在節(jié)約投資的基礎(chǔ)上更好的使電站能夠在未來更為高效的運行。
2 電氣主接線設(shè)計
2.1 設(shè)計原則
對于電力能源的生產(chǎn)來說,其原則就是需要保證生產(chǎn)過程的安全與穩(wěn)定性。而對于電氣主接線來說,其非常重要的一點就是要保證供電能夠具有一定的穩(wěn)定性,因為對于電力工作來說,如果在實際運行的過程中出現(xiàn)了停電的情況,那么就會對社會造成非常大的損失。所以我們在對主接線進行判斷時,就需要能夠?qū)l(fā)電廠所具有的實際情況進行全面的考慮,而在主接線運行的過程中,如果實際情況需要進行調(diào)度,則也可以通過具有針對性的方式對其進行改變,從而更好的完成調(diào)度任務(wù)。
2.2 發(fā)電機出口斷路器配置
在電氣接線設(shè)計的方面,也需要對發(fā)電機斷路器出口進行良好的配置,并盡可能避免讓變壓器的高壓測線經(jīng)常性的對單元回路進行運行。而如果實際情況允許,我們也可以在發(fā)電機出口位置處去安裝發(fā)電機斷路器,從而便于發(fā)電機能夠更好的運行。同時,對于斷路器所具有的一個優(yōu)點就是如果實際情況需要對斷路器的參數(shù)進行設(shè)置,那么無論是在并網(wǎng)的發(fā)電階段還是啟動階段都可以在不需要對電源進行切斷的情況下就能夠保證發(fā)電機能夠以一種自由的方式進行調(diào)節(jié),從而以更為穩(wěn)定的方式運行。
2.3 發(fā)電機中性點變壓器設(shè)計
在電氣主接線方面,其設(shè)計的一個重要部分就是發(fā)電機變壓器方面的設(shè)計,其不但能夠有效的對由于接地電弧對電壓值進行限制,同時其也能夠在發(fā)電機出現(xiàn)單項故障時對相關(guān)的電流進行限制,從而能夠更好的對設(shè)備發(fā)電機起到一個全面的保護,并不會造成過電壓的情況出現(xiàn)。而通過計算,在每一個水利工程中所使用的變壓器容量通常為90kVA,而側(cè)電壓則為16kV左右,通過這種方式,則能夠較好的使變壓器所能夠覆蓋的范圍進行增大,并且在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時也能夠更好的便于我們對其進行調(diào)試。
3 廠用電接線設(shè)計
如果我們將工程中所使用的變壓器同母線進行連接,那么就更需要對相關(guān)的設(shè)計方案進行全面的考慮,這是因為如果母線在實際使用的過程中出現(xiàn)故障,那么則需要考慮其中大部分設(shè)備能夠繼續(xù)的進行工作。而通常來說,水電站中所使用的變壓器通常在10至110kV之間,而如果我們僅僅通過一級電壓進行供電,那么其則可能會由于所具有的容量過小而出現(xiàn)切換的情況。對此,就需要我們能夠通過一定操作保護設(shè)備的安裝來對高壓一側(cè)進行保護。同時,對于廠用的母線而言,其也是需要以分段的方式進行處理的,而使用的目的就是要以這種方式的操作將廠用的負荷能夠更好的在兩端母線上進行分布,而這也需要我們能夠保證其中的每一段母線都能夠具有相對獨立的電源,從而為實際運行所需要的電能提供保證。而在系統(tǒng)之中,一個備用電源也是非常必要的,通過備用電源的安裝,則能夠在系統(tǒng)獨立電源出現(xiàn)故障時能夠保證工作的不間斷性。最后,在對廠用電開展接線工作時我們也需要考慮如何能夠使供電線路的最短化,從而以此種方式最大程度的對工作所需的導(dǎo)線以及電纜等資源進行節(jié)約。
4 電氣設(shè)備布置
4.1 主變布置
對于電力設(shè)備的布置工作來說,其主要分為兩個方面,即電纜布置的優(yōu)化工作以及主變平臺的布置工作。而在我們對施工圖進行設(shè)計時,也需要能夠根據(jù)實際情況來詳細的抉擇,比如是否需要將高壓設(shè)備同主變設(shè)備設(shè)置為相同的高程,從而能夠更好的減少施工所需的工作量,并使工期得到良好的保證。
4.2 電纜布置優(yōu)化
通常來說,我們在實際布置的工作過程中,如果沒有根據(jù)情況設(shè)置部分特殊的控制,就有可能使控制電纜會被動力電纜產(chǎn)生一定的干擾。而如果我們想避免這種情況的出現(xiàn),就需要我們在對電纜進行鋪設(shè)時能夠?qū)⒖刂齐娎|同動力電纜以分離的方式進行鋪設(shè),比如設(shè)置兩個不同的豎井,其中一個用于動力電纜的鋪設(shè),而另一個用于控制電纜的鋪設(shè),也是一個非常好的方式。而除此之外,我們也可以將兩者通過一定合理的設(shè)計來設(shè)置在不同的樓層之中,也能夠起到相互獨立的作用。
4.3 110kV開關(guān)站布置的優(yōu)化
比如對于一個處于河流中游地區(qū)的水電站來說,如果其根據(jù)發(fā)展需要要進行一定的擴建,那么就可以裝上軸流轉(zhuǎn)漿式的發(fā)電機組從而能夠以更為便利的方式對河流水進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。而如果發(fā)電站需要在開關(guān)站方面進行進線間隔的擴建,我們要想在擴建完畢之后不會對電站的接線方式進行改變,則依然需要單母線兼顧旁路的方式對其進行實現(xiàn)。同時,我們也應(yīng)當(dāng)能夠使用雙列布置的方式對進線間隔進行一個替代的作用。
4.4 水機自動化
對于水輪發(fā)電機組來說,其所應(yīng)用的是一種兩支點的滾動軸承,其同傳統(tǒng)機組相比少了一個專門對于軸溫進行檢測的部分,同時也根據(jù)自動化回路方面的簡化使我們能夠更好的對其進行維護。同時,對于目前的發(fā)電機組而言,其也設(shè)置了過電壓以及過電流保護,從而更好的保障發(fā)電機組的穩(wěn)定運行。
5 結(jié)束語
總的來說,水利工程是我國目前重點開展的一個項目,而電氣一次設(shè)計則更是其中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。在上文中,我們對于水利工程電氣一次設(shè)計思路進行了一定的研究,而在我們實際的操作過程中,也需要能夠良好的聯(lián)系實際,從而以更具針對性的方式做好水利工程的建設(shè)工作。
參考文獻
[1]崔振光,郝彩云.變電站改建過程中的電氣一次設(shè)計評析[J].黑龍江科技信息.2014(12):55-56.
【關(guān)鍵詞】高速公路;機電工程;建設(shè)管理;公路養(yǎng)護
近年來,隨著高速公路全方位持續(xù)進步,在很大程度上推進了高速公路機電設(shè)備方面的發(fā)展,并且這些相關(guān)的機電設(shè)備裝置直接影響著高速公路建設(shè)及管控和養(yǎng)護。再者說還充分降低了人員成本及創(chuàng)設(shè)了新的工作模式。因此高速公路機電工程建設(shè)和管理及其養(yǎng)護一體化方面的研究是一項極為關(guān)鍵的工作。
一、高速公路機電工程建設(shè)中所存在的問題
1、高速公路機電工程建設(shè)設(shè)備不統(tǒng)一
高速公路機電工程建設(shè)及管理和養(yǎng)護等各方面工作均是需要一系列配套機電設(shè)備裝置統(tǒng)一化進行施工,當(dāng)下國內(nèi)高速公路施工過程中各類機電設(shè)備裝置頗多,并且均是良莠不齊且兼容性約束較大和各大施工企業(yè)都是不同的,以至于用在高速公路施工建設(shè)過程中的機電設(shè)備裝置之間品牌及型號更是差異極大,導(dǎo)致施工期間的設(shè)備裝置檢修工作不能有序展開,同時也降低了檢修效果及效率且增多了維護人員工資成本,關(guān)鍵是耽擱了施工工期以及維護項目的進行。
2、施工和管理人員之間技術(shù)水平相差偏大
國內(nèi)高速公路施工及管理過程均是各個路段分配于好幾個施工團隊及單位共同展開,各個企業(yè)或單位之間分管一個施工路段,不過通常來講各施工團隊及單位或企業(yè)間的人員建設(shè)及管理水平差異偏大,導(dǎo)致工程進度不相同以致工程質(zhì)量降低,這也嚴重制約著工程項目正常的竣工驗收。著眼于國內(nèi)當(dāng)下的國情來講,中國機電設(shè)備裝置發(fā)展較晚及沒有整套系統(tǒng)性較強的評價系統(tǒng)及指標,導(dǎo)致機電系統(tǒng)在高速公路中各個方面的使用不能充分統(tǒng)一化,還有就是諸多人員素質(zhì)較低且對高速公路機電工程建設(shè)和管理及養(yǎng)護等方面更是不利,諸多優(yōu)秀的管理人員通常很難找到較為公正的衡量標準,有些工程建設(shè)中很難發(fā)現(xiàn)施工及管理方面的各類問題。高水平公路建設(shè)通常都是需要專業(yè)知識較強及技能較強,在不同的施工團隊里這些專業(yè)性技能人員往往技術(shù)水平偏低,這也就嚴重制約了高速公路有序運行。
3、正規(guī)化管理條款及明確的衡量標準
高速公路建設(shè)總是會涉及到各個方面,但是其間人員素質(zhì)不統(tǒng)一,并且也沒有較為明確的管理條款及衡量標準,這也就導(dǎo)致施工或者是在養(yǎng)護其間出現(xiàn)混亂狀況,再加上公路建設(shè)和養(yǎng)護方面并未有定期日常護理對應(yīng)內(nèi)容及進程狀況,導(dǎo)致高速公路不管是建設(shè)方面或者是管理、養(yǎng)護方面都有著極大的約束,以至于不能有序的進行之后的各項工作。
4、機電工程及各個部門之間的協(xié)調(diào)性
機電工程各項施工活動及諸多行業(yè)息息相關(guān),比如土木及檢測和電器,再加上照明和機械或者是計算機等各種行業(yè),其各類技術(shù)涵蓋面非常廣泛,設(shè)計方案更是具備極強的系統(tǒng)性。高速公路工程的展開務(wù)必要促使各個方面均是協(xié)調(diào)著共同進行,若是有關(guān)部門協(xié)調(diào)不到位則會出現(xiàn)極度混亂的狀況,出現(xiàn)界面協(xié)調(diào)諸多不良問題。施工中則機電工程極易和橋隧道預(yù)留埋及供配電和房建等相關(guān)工程界面出現(xiàn)糾紛。及房建工程工期交叉或者是施工現(xiàn)場重合及界面諸多的問題,因此展開更多的協(xié)調(diào)工作以便于確保返工及窩工等現(xiàn)象不會出現(xiàn)。
二、高速公路機電工程建設(shè)和管理及其養(yǎng)護一體化策略
1、強化機電工程建設(shè)管理
高速公路建設(shè)中則務(wù)必要嚴格規(guī)范機電施工管理,緊抓每項工程各個細節(jié)標準及規(guī)范,促使管理標準化、規(guī)范化、有效化。機電工程在施工之前務(wù)必要展開各項施工準備工作管理,應(yīng)該按照相關(guān)合同中所核實機電裝置要求及各類安裝材料數(shù)量及質(zhì)量等方面的要求。同時明確該類工程材料審核及檢查,以便于防止未達標的材料混入。并且,嚴格加強機電工程施工中安裝施工管理以及最終的驗收管理,充分強化獎機制管理,不能讓各個項目驗收工作管理成為形式。
2、早期施工準備工作
務(wù)必要盡早確定機電工程管理機構(gòu)和人員,并且組織相關(guān)人員進行初步設(shè)計文件了解。要強化調(diào)研力度,充分掌握設(shè)計單位的相關(guān)設(shè)計內(nèi)容和工程進度,設(shè)計人員應(yīng)該進入施工現(xiàn)場進行現(xiàn)場指導(dǎo)協(xié)助,認真的檢查工程各類界面設(shè)計以便確保無縫及無遺漏連接。項目企業(yè)應(yīng)盡早完成機電監(jiān)理招標工作,并嚴格審核修改各類技術(shù)性文件,確保招標文件近似于施工圖方面的水平。
3、協(xié)調(diào)管理機制及程序
通常機電工程所處界面問題關(guān)鍵是依賴于協(xié)調(diào)方法所展開的工作處理,這是可以分為設(shè)計及業(yè)主和施工企業(yè)與監(jiān)理這幾個方面。機電工程施工中務(wù)必要重視施工企業(yè)間所出現(xiàn)的各類糾紛。機電工程關(guān)鍵負責(zé)人應(yīng)爭取到項目領(lǐng)導(dǎo)對項目的支持,構(gòu)建協(xié)調(diào)管理機制且把工作職責(zé)及界面進行合理明確的劃分,以便于落實各項協(xié)調(diào)工作。
4、構(gòu)建專項工程團隊
某些極為緊迫的界面問題有時總是不能明確出各自之間的責(zé)任,再者就是相關(guān)的責(zé)任企業(yè)由于遇到困難,從而不能按時及按要求完成各項界面工程任務(wù)。這時則項目企業(yè)務(wù)必要分派專項施工團隊進行問題處理,解決界面所出現(xiàn)的各項整改問題以確保機電工程可以依計劃進行。界面的整改項目企業(yè)務(wù)必要嚴格依據(jù)界面處理程序展開。
5、缺陷責(zé)任期工作
監(jiān)理工程人員要定期核查承包方所剩余的各項工程進展計劃,并重視工程視察及對承包商剩余的某些工程計劃提供有效的調(diào)節(jié)建議。重視已經(jīng)完工的工程施工核查,并且詳細的記錄工程交付時間以及所存在的各項缺陷,加上證書的交接和簽發(fā)等過程所存在的工程缺陷,這時要促使承包方對進行修復(fù)。
結(jié)束語
總而言之,機電工程建設(shè)及管理與養(yǎng)護可謂是高速公路的主要構(gòu)成,隨著社會的不斷發(fā)展,人們對高速公路各個方面要求多發(fā)生著極大的改變,以便于確?,F(xiàn)代化交通運輸行業(yè)的正常運行。機電工程建設(shè)和管理及其養(yǎng)護一體化對高速公路建設(shè)是一項極為關(guān)鍵的工作,因此本文就高速公路機電工程建設(shè)和管理及其養(yǎng)護一體化等進行了分析探討,從而推進國內(nèi)高速公路建設(shè)發(fā)展及技術(shù)水平的提升。
參考文獻
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關(guān)鍵詞 應(yīng)用型人才 集成電路工藝基礎(chǔ) 實驗教學(xué)
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.01.047
The Research of Experimental Teaching on "Integrated Circuit
Process Foundation" in Independent College
WEN Yi, HU Yunfeng
(University of Electronic Science and Technology of China, Zhongshan Institute, Zhongshan, Guangdong 528402)
Abstract Combining electronic science and technology applied talents training model in independence colleges, the experimental teaching was discussed on the "integrated circuit process foundation" course. The course was composed of simulation multimedia teaching system, basic semiconductor planar process experiment, process simulation software and school-enterprise cooperation. With the author's teaching practice, the enthusiasm of students was trying to effectively mobilized, and the development of students' learning ability and practical ability to train qualified electronic information applied talents was promoted.
Key words applied talents; integrated circuit process foundation; experimental teaching
0 引言
微電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中具有舉足輕重的地位。高校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以培養(yǎng)微電子學(xué)領(lǐng)域的高層次工程技術(shù)人才為目標,學(xué)生畢業(yè)后能從事電子器件、集成電路和集成系統(tǒng)的設(shè)計和制造,以及相關(guān)的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝的研制與開發(fā)等方面工作。
“集成電路工藝基礎(chǔ)”是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門核心課程,講授半導(dǎo)體器件和集成電路制造的單項工藝基本原理和整體工藝流程。本課程是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系中的重要環(huán)節(jié),也是學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的必要組成部分。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)該具備一定工藝分析、設(shè)計以及解決工藝問題的能力。
集成電路工藝實驗作為“集成電路工藝基礎(chǔ)”課程的課內(nèi)實驗,是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課教學(xué)的重要組成部分,具有實踐性很強、實踐和理論結(jié)合緊密的特點。加強工藝實驗教學(xué)對于培養(yǎng)高質(zhì)量的集成電路專業(yè)人才十分必要。但是集成電路的制造設(shè)備價格昂貴,環(huán)境條件要求苛刻,限制了工藝實驗教學(xué)在高校的開展。國內(nèi)僅少數(shù)重點大學(xué)能夠承受巨大的運營費用,擁有簡化的集成電路工藝線或工藝試驗線供科研、教學(xué)使用。而大多數(shù)學(xué)校只能依靠到研究所或Foundry廠進行參觀式的實習(xí)來解決工藝實驗問題,這對于學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)是遠遠不夠的。
我院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)成立于2003年,現(xiàn)每屆招收本科生約120人,多年內(nèi)為珠三角地區(qū)培養(yǎng)了大量專業(yè)人才。隨著集成電路技術(shù)日新月異的發(fā)展,對從業(yè)人員的要求也不斷升級,所以工藝實驗教學(xué)也必須與時俱進。作為獨立學(xué)院,如何結(jié)合自身實際地進行工藝實驗室建設(shè)、采用多種方法手段開展工藝實驗的教學(xué),提高集成電路工藝課程的教學(xué)質(zhì)量,是我們所面臨的緊迫問題。本文以“集成電路工藝基礎(chǔ)”實驗教學(xué)實踐為研究對象,針對獨立學(xué)院學(xué)生理論基礎(chǔ)較為薄弱,動手熱情比較高的特點,就該課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進行了探討。
1 “集成電路工藝基礎(chǔ)”的實驗教學(xué)
“集成電路工藝基礎(chǔ)”具有涉及知識面廣,教學(xué)內(nèi)容信息量大,綜合性強,理論與實踐結(jié)合緊密的特點,課程教學(xué)難度相對較大。同時獨立學(xué)院相應(yīng)配套的實驗教學(xué)設(shè)備較為缺乏。為了提高學(xué)生對該課程的興趣,取得更好的實驗教學(xué)效果,讓學(xué)生能將理論應(yīng)用于實踐,具有較強的集成電路生產(chǎn)實踐和設(shè)計開發(fā)能力,筆者從如下幾方面對實驗教學(xué)進行了嘗試。
1.1 工藝模擬多媒體教學(xué)系統(tǒng)
運用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,很難讓學(xué)生理解抽象的器件結(jié)構(gòu)和工藝流程并產(chǎn)生興趣。我院購置了清華大學(xué)微電子所的集成電路工藝多媒體教學(xué)系統(tǒng),幫助學(xué)生對集成電路工藝流程有一個全面生動的認識。該系統(tǒng)提供擴散、氧化和離子注入三項工藝設(shè)備的操作模擬,充分利用多媒體技術(shù),將聲光電等多種素材進行合理的處理,做到圖文聲像并茂,力爭使抽象的知識形象化,獲得直觀、豐富、生動的教學(xué)效果。該系統(tǒng)涉及大量的集成電路制造實際場景與特殊細節(jié),能較全面地展示Foundry廠的集成電路生產(chǎn)環(huán)境和工藝流程。內(nèi)容豐富、身臨其境的工藝模擬能大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生理解理論知識。
此外,在工藝課程的課堂教學(xué)過程中,嘗試利用學(xué)生自學(xué)討論作為輔助的形式。針對某些章節(jié),老師課前提出問題,安排學(xué)生分組準備,自習(xí)上網(wǎng)收集最新的與集成電路工藝實驗相關(guān)的資料,整理中、英文文獻,制作內(nèi)容生動的PPT在課堂上演示并展開討論,最后歸納總結(jié)。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)進行自學(xué)和小組合作作學(xué)習(xí)的習(xí)慣,提高網(wǎng)上查找、整理資料的能力,也為老師的多媒體課件制作提供了素材,豐富了老師的教學(xué)內(nèi)容。
1.2 基礎(chǔ)的半導(dǎo)體平面工藝實驗
學(xué)院一直非常重視電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的建設(shè)問題,在實驗室配置方面的資金投入力度比較大。在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下,近年來實驗室購置了一批集成電路工藝實驗設(shè)備和儀器,如光刻機、涂膠機、氧化反應(yīng)室、磁控濺射設(shè)備、半導(dǎo)體特性測試系統(tǒng)和掃描電子顯微鏡等,為集成電路工藝實驗教學(xué)的開展打下了良好的物質(zhì)基礎(chǔ) 。
在集成電路專業(yè)教學(xué)中,工藝實驗是非常重要的環(huán)節(jié);讓學(xué)生進行實際操作,對于培養(yǎng)應(yīng)用型人才也是非常必要的。通過調(diào)研考察兄弟院校的工藝實驗開展情況,結(jié)合我院的實際情況和條件,確定了我院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)半導(dǎo)體平面工藝實驗項目,如氧化(硅片熱氧化實驗)、擴散(硅片摻雜實驗)、光刻(硅片上選擇刻蝕窗口的實驗)、淀積(PVD、CVD薄膜制備的實驗)等。
這些設(shè)備和儀器,除了用于工藝課程實驗教學(xué)外,平時還開放給本科生畢業(yè)設(shè)計、學(xué)生創(chuàng)新項目及研究生科研等。通過實際動手操作,使學(xué)生能將所學(xué)理論知識運用到實際中,既培養(yǎng)了學(xué)生的實際操作能力,又引導(dǎo)學(xué)生在實踐中掌握分析問題、解決問題的科學(xué)方法,加深了對集成電路工藝技術(shù)和原理的理解。
1.3 工藝仿真軟件
現(xiàn)代集成電路的發(fā)展離不開計算機技術(shù)的支持,所以要重視計算機仿真在課程中的作用。TCAD(Technology Computer Aided Design)產(chǎn)品是研究、設(shè)計與開發(fā)半導(dǎo)體器件和工藝所必需的先進工具。它可以準確地模擬研究所和Foundry廠里的集成電路工藝流程,對由該工藝流程制作出的半導(dǎo)體器件的性能進行仿真,也能設(shè)計與仿真太陽能電池、納米器件等新型器件。
利用美國SILVACO公司的TCAD產(chǎn)品,筆者為工藝課程開設(shè)了課內(nèi)仿真實驗,實驗項目包括薄膜電阻、二極管、NMOS等基本器件的設(shè)計和工藝流程仿真。通過ATHENA和ATLAS軟件教學(xué),指導(dǎo)學(xué)生仿真設(shè)計基本的半導(dǎo)體器件,模擬工藝流程,從而鞏固所學(xué)理論知識,使學(xué)生將工藝和以前學(xué)過的半導(dǎo)體器件的內(nèi)容融合起來。學(xué)生在計算機上通過軟件進行仿真實驗,既可以深入研究仿真的工藝流程細節(jié),又可以彌補由于設(shè)備條件的制約帶來的某些實驗項目暫時無法開出的不足。
1.4 校企合作
培養(yǎng)應(yīng)用型人才還必須結(jié)合校企合作。珠三角地區(qū)是微電子產(chǎn)業(yè)的聚集地,企業(yè)眾多,行業(yè)發(fā)展前景好。加強校企聯(lián)系,可以做到合作共贏,共同發(fā)展。通過組織學(xué)生到半導(dǎo)體生產(chǎn)測試企業(yè)參觀實習(xí),如深圳方正微電子、珠海南科、中山木林森LED等,讓學(xué)生親身體驗半導(dǎo)體企業(yè)的生產(chǎn)過程,感受集成電路工廠的生產(chǎn)環(huán)境,了解本行業(yè)國內(nèi)外發(fā)展的概況,從而彌補課堂教學(xué)的不足,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,引導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)工作。目前,學(xué)院與這些半導(dǎo)體生產(chǎn)測試企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系,每屆畢業(yè)生都有進入上述企業(yè)工作的。他們在工作崗位上表現(xiàn)良好,獲得用人單位的好評,既為企業(yè)輸送了合格人才,也為往后學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃樹立了榜樣,拓展了學(xué)生的就業(yè)渠道。
2 結(jié)束語
經(jīng)過筆者幾年來的實踐,在“集成電路工藝基礎(chǔ)”課程的實驗教學(xué)中,對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進行了改進,形式多樣,互為補充,內(nèi)容全面、新穎,注重學(xué)生實踐技能的培養(yǎng),對提高學(xué)生整體素質(zhì)起到了積極作用,實現(xiàn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。當(dāng)然,“集成電路工藝基礎(chǔ)”課程的實驗教學(xué)還有很大的改進空間,我們還需要在實踐中不斷地改革與探索,將其逐步趨于完善,使其在培養(yǎng)獨立學(xué)院應(yīng)用型人才的過程中發(fā)揮巨大的作用。
參考文獻
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集成電路設(shè)計公司在招聘版圖設(shè)計員工時,除了對員工的個人素質(zhì)和英語的應(yīng)用能力等要求之外,大部分是考查專業(yè)應(yīng)用的能力。一般都會對新員工做以下要求:熟悉半導(dǎo)體器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成電路制造工藝;熟悉集成電路(數(shù)字、模擬)設(shè)計,了解電路原理,設(shè)計關(guān)鍵點;熟悉Foundry廠提供的工藝參數(shù)、設(shè)計規(guī)則;掌握主流版圖設(shè)計和版圖驗證相關(guān)EDA工具;完成手工版圖設(shè)計和工藝驗證[1,2]。另外,公司希望合格的版圖設(shè)計人員除了懂得IC設(shè)計、版圖設(shè)計方面的專業(yè)知識,還要熟悉Foundry廠的工作流程、制程原理等相關(guān)知識[3]。正因為其需要掌握的知識面廣,而國內(nèi)學(xué)校開設(shè)這方面專業(yè)比較晚,IC版圖設(shè)計工程師的人才缺口更為巨大,所以擁有一定工作經(jīng)驗的設(shè)計工程師,就成為各設(shè)計公司和獵頭公司爭相角逐的人才[4,5]。
二、針對企業(yè)要求的版圖設(shè)計教學(xué)規(guī)劃
1.數(shù)字版圖設(shè)計。數(shù)字集成電路版圖設(shè)計是由自動布局布線工具結(jié)合版圖驗證工具實現(xiàn)的。自動布局布線工具加載準備好的由verilog程序經(jīng)過DC綜合后的網(wǎng)表文件與Foundry提供的數(shù)字邏輯標準單元版圖庫文件和I/O的庫文件,它包括物理庫、時序庫、時序約束文件。在數(shù)字版圖設(shè)計時,一是熟練使用自動布局布線工具如Encounter、Astro等,鑒于很少有學(xué)校開設(shè)這門課程,可以推薦學(xué)生自學(xué)或是參加專業(yè)培訓(xùn)。二是數(shù)字邏輯標準單元版圖庫的設(shè)計,可以由Foundry廠提供,也可由公司自定制標準單元版圖庫,因此對于初學(xué)者而言設(shè)計好標準單元版圖使其符合行業(yè)規(guī)范至關(guān)重要。2.模擬版圖設(shè)計。在模擬集成電路設(shè)計中,無論是CMOS還是雙極型電路,主要目標并不是芯片的尺寸,而是優(yōu)化電路的性能,匹配精度、速度和各種功能方面的問題。作為版圖設(shè)計者,更關(guān)心的是電路的性能,了解電壓和電流以及它們之間的相互關(guān)系,應(yīng)當(dāng)知道為什么差分對需要匹配,應(yīng)當(dāng)知道有關(guān)信號流、降低寄生參數(shù)、電流密度、器件方位、布線等需要考慮的問題。模擬版圖是在注重電路性能的基礎(chǔ)上去優(yōu)化尺寸的,面積在某種程度上說仍然是一個問題,但不再是壓倒一切的問題。在模擬電路版圖設(shè)計中,性能比尺寸更重要。另外,模擬集成電路版圖設(shè)計師作為前端電路設(shè)計師的助手,經(jīng)常需要與前端工程師交流,看是否需要版圖匹配、布線是否合理、導(dǎo)線是否有大電流流過等,這就要求版圖設(shè)計師不僅懂工藝而且能看懂模擬電路。3.逆向版圖設(shè)計。集成電路逆向設(shè)計其實就是芯片反向設(shè)計。它是通過對芯片內(nèi)部電路的提取與分析、整理,實現(xiàn)對芯片技術(shù)原理、設(shè)計思路、工藝制造、結(jié)構(gòu)機制等方面的深入洞悉。因此,對工藝了解的要求更高。反向設(shè)計流程包括電路提取、電路整理、分析仿真驗證、電路調(diào)整、版圖提取整理、版圖繪制驗證及后仿真等。設(shè)計公司對反向版圖設(shè)計的要求較高,版圖設(shè)計工作還涵蓋了電路提取與整理,這就要求版圖設(shè)計師不僅要深入了解工藝流程;而且還要熟悉模擬電路和數(shù)字標準單元電路工作原理。
三、教學(xué)實現(xiàn)