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1、上海地铁车站清洁设备研制主要研究单位：上海地铁清洁工程有限公司上海万飞电机控制设备有限公司主要研究人员：伏胜民、李 超、钱华文、顾国荣、叶全征、余良正一、 研究背景及项目来源（1） 项目背景地铁作为上海市服务行业的窗口单位，环境卫生安全的重要性不言而喻。困扰着地铁环境的因素主要由垃圾清运、车站顶部清洗和车站环境空气质量组成。国内的垃圾清运设备体积大，占地面积广，上海地铁每通一条新线就要增加20个左右的车站，随着客流大量地增加，生活垃圾也随之迅速增多，给生活垃圾的运输带来极大的负担。地铁清洁工程有限公司从地铁运营以来，一直在为擦亮地铁窗口而在努力着。地铁车站立体环境的清洁工作几年来一直是一个薄弱
2、环节，顶面的清洁由于施工的难度和各方面的原因，地铁车站顶面的清洁工作没有达到应有的效果。而顶部小型清洗机国内外目前均还没有参考样机，所以地铁车站空调净化节能装置的现状是设备结构复杂，价格昂贵，治标不治本。本项目借鉴北京举办奥运会的经验和需要，以及外籍参与者和观光者注重的公共环境和空气质量，准备研制的空调净化与节能装置关键点是从源头上隔断污染空气进入通风管道达到节能的目的。（2） 立项依据及必要性近年来，上海城市轨道交通建设得到了高速发展，为上海2500万市民带来了出行的便捷。但是随着人们出行频率的大幅度增长，地铁各车站的生活垃圾也随之增多，对于这些生活垃圾的运输管理要求也越来越高。据不完全统计
3、，到2010年底上海地铁1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11线共计191个车站，每天产生约1719包垃圾（除节假日外的日平均包数），每包约10公斤，共计17190公斤的生活垃圾。而且车站生活垃圾的体积较大，基本以一次性塑料袋、纸盒、报纸等为主，且呈蓬松状态。每包垃圾的体积是0.15立方（0.50.50.6=0.15立方）1719包=257.9立方。由于是泡货，现有车辆的容积为11立方（长3.3宽1.80高1.85=10.989立方），共6辆车。每天每辆车需3.9个车次方能把这些垃圾从各个车站运至梅陇基地的垃圾堆放场。由于地铁的特殊性，这些工作只能在地铁运营结束后方能进行，而每日近17
4、吨垃圾，每天来回行使近1000公里（每百公里耗油16公升），日耗油160公升，每月近4800公升能耗，在目前国际油高油价前提下，按目前7.5元的价格每月需支出3.6万元，每年需43.2万元油耗支出。目前现有的垃圾压缩设备均为垃圾收集场地使用的大型压缩设备，机器使用占地面积大，不适合在上海地铁车站内使用。垃圾的输送需在夜间地铁运营结束后的几个小时内，利用地铁清洁公司的有限车辆将当日的垃圾运完。鉴于上述情况，在车站內缩小垃圾体积，提高地铁车站生活垃圾运输能力迫在眉睫。上海地铁作为上海城市服务的窗口单位，营造一个给舒适的乘车环境，是摆在上海地铁人面前的一个严峻课题。怎样提供一种环境卫生，清洗方便，低
5、碳节约的清洗工具是迫在眉睫的工作。传统的清洁方式已经跟不上日新月异的环境要求，地铁车站穹顶部的清洁，一直地铁清洁的一个难题。地铁车站的顶部清洁工作长期以来依靠人工+抹布的方式来进行，耗时, 耗力。车站顶部的结构不但结构多样，高度又高，传统的清洗方式危险性大。我们考察了多个地铁站的顶部结构（见图），其构造形式多样，有条状形、方形、开放式、封闭式等，且几何尺寸大小不一。这给地铁车站的顶部清洗带来了困难，急需一种较为方便的洗洁设备加以辅助。二、 主要研究内容（1） 完成情况本研究项目根据现有经验与当今形势，针对上海轨道交通车站目前清运与清洁现状，主要重点解决以下两方面的问题：1）研制适用于地铁车站灵
6、活简便的机械装置，将垃圾进行压缩，缓解目前地铁清洁工程公司运送垃圾的运输压力，提高运力，节约能源，控制废气排放。2）针对目前地铁车站实际的情况，研制车站顶部清洁机，对地铁车站顶面的灰尘进行有效的清扫吸除，保证地铁车站立体环境的清洁质量，创造空气卫生达标的地铁车站环境。地铁车站垃圾压缩装置的研制于2009年10月正式启动。首先开展的是对地铁车站垃圾收集、堆放的调查，提出初步的垃圾压缩设想，并进行相应的模拟研究，压缩试验；2009年10月，开展前期方案设计制造；2009年12月，对前期方案制造的产品进行了试用及评审，提出了一些改进建议；2010年2月开始车站垃圾压缩装置的设计工作；2010年5月开
7、始制造，至2010年11月完工；2010年11月经试用达到了预定的效果。地铁车站顶部清洁装置的研制于2009年8月正式启动。首先对地铁车站不同顶部构造进行了分类调研，提出初步清洗设备的设想，并进行相应的模拟研究以及清洗试验；2009年8月开展前期方案设计制造；2009年9月对前期方案制造的产品进行试用及评审，提出了一些改进建议；2009年11月开始车站顶部清洁装置的设计工作；2010年4月开始制造，至2010年11月完工；2010年11月经试用达到了预定的效果。（2） 关键技术垃圾压缩装置研制的关键技术为其“压缩动力及传递机构”，该项技术的合理选定，是垃圾压缩装置成功的关键。经比较，采用液压油
8、缸直接驱动压缩板的方案较符合上海地铁的实际情况。车站顶部清洁装置研制的关键技术主要有：1）为减轻清洗装置的重量，采用小车平台的操作方式，降低有效操作高度，减轻清洗工人的劳动强度；2）采用软轴传动机构带动刷子旋转，并将软轴合理地穿入吸尘管内，在结构设计上有所创新，取得较好的效果。（3） 技术难点本项目研究内容的技术难点主要包括：（1）垃圾压缩机体积要小，造价要低（该设备体积只有立式冰箱大小，专业厂家生产的压缩设备价格高、体积大，不适合在地铁车站使用）。每个车站线路长，分布广，运输时间受限制，运输车辆少，每天产生垃圾的数量不等，配置好压缩设备的极限参数。（2）各车站顶部构造多样，尺寸大小不一，给设
9、计带来了一定程度上的困难。（4） 创新点1、垃圾压缩机目前市场现有的垃圾压缩机械大部分为液压式结构，地铁车站垃圾压缩装置用液压作为压缩动力, 由油缸直接带动压缩板, 采用上下结构, 垃圾由投入口投入，外壳采用不锈钢材料, 以防腐蚀；装置釆用微电脑控制, 装有漏电保护开关, 并设置多种保护措施确保安全使用。目前国内大部分垃圾压缩装置为大型的垃圾堆场使用, 体积大、占地面积大，不适合地铁车站使用。而国外亦很少有类似的产品和资料。综合上海地铁生活垃圾的分布情况，成分构成和各车站垃圾产生的数量，目前运输能力及管理人员的组成等因素，该装置在国内有其一定的独特性。2、顶部清洗机地铁车站顶部清洁装置针对不同
10、的地铁顶部构造, 提供不同的刷头方案来满足对顶面灰尘的清洗，解决了地铁车站顶面灰尘的清洗问题, 摆脱了传统的清洗方式不能有效清洗的难题。该装置在使用后, 各种特殊构造顶面的清洗起到了相当的作用, 亦提高了劳动效率, 减轻了清洗工人的劳动强度。目前国内外的吸尘设备一般都靠人工去尘后再将灰尘吸走. 本装置采用主动去尘和吸尘合二为一的装置, 在进口设备上及有关资料上未曾出现，在国内清洗设备应属首次采用；本装置中使刷头的旋转的软轴直接穿于吸尘管内, 经过一定的结构连接, 使吸尘和刷头旋转为一体，在结构上有一定的先进性及独特性。三、 主要研究成果（1）主要完成了对垃圾压缩装置及车站顶部清洁装置的研制工作
11、。研究的垃圾压缩装置，基本达到了项目任务书所制定的技术要求：1）采用微电脑控制的机电一体化设备, 外形尺寸:580x560x1790mm, 重量约100公斤；2）采用不锈钢材料, 具有坑腐蚀性, 外观美观耐用；3）工作电源为单相220V, 并装有漏电保护等安全装置；4）带有紫外光消毒功能；5）大部分垃圾压缩比大于5:1， 最大压缩力:1000公斤。研究的车站顶部清洁装置，总体上达到了项目任务书中所提的技术指标要求：1）采用清洗吸尘一体化结构, 一次完成清洗及吸尘；2）借用专用的清洗平台能清洗高度在4.5米以下的顶面；3）工作电源为单相220V；4）带有多种清洗刷头, 以适应不同的顶面构造；5）
12、清洗平面拆装方便, 便于搬动。并满足了其装置设备需确保安全的要求。（2）这两项研究成果在1号线莲花路站进行了试点应用。研制的垃圾压缩装置外形尺寸长60公分，宽60公分，高180公分，压缩后的垃圾体积为长40公分，宽30公分，高30公分，重量在15公斤左右，便于搬运工搬运，垃圾体积压缩后能提高运能，节约能源，减少燃油支出与废气排放。研制的车站顶部清洁装置，组件外形尺寸长30公分宽40公分高60公分（二组），清扫机由传动系统（36V安全电源,以此确保设备的安全系数），清扫机升降部分、清扫机变向部分等三个部分组成。一人就可操作，配上不同的清洁剂，能去除尘埃、油渍、重污垢等。两者均有非常明显的应用效果
13、。（3）形成上海地铁车站清洁设备研制报告（主要包括设计原理、参照资料、试验数据、应用效果等方面内容）。（4）形成垃圾压缩装置操作手册与车站顶部清洁装置使用操作手册（主要包括操作步骤、注意事项、安全手册、维护保养等方面内容）。四、 应用前景与效益预测垃圾压缩装置以五比一的压缩比估计可提高四倍运输能力，每月减少燃油3600公升，约合2.7万元（2.712月=32.4万元），一年节约32.4万元，也减少了废气排污。减少人力年成本50%，约5.4万元。减少车辆的折旧，延长车辆的使用年限等。随着地铁车站的增多，对垃圾运输的压力越来越大。地铁车站垃圾压缩装置的应用可缓解一些运能压力。同时可先考虑在离市区较
14、远且人流量较少的车站使用，垃圾经压缩消毒后密封存放，几天运一次，可节省较大运能，减少碳排放。车站顶部清洗机可减少50%劳动力成本，提高工作效率。该成果除地铁车站可使用外，还适合各超市、餐饮、商场、居民小区等公共场所都能广泛运用，前景可观。地铁车站顶部清洁装置能对车站顶部多种构造顶面灰尘进行清洗，有一定的使用价值。但其还需在目常使用中摸索各种清洗方式, 加以总结以便日后推广应用。1万1千地质测量质量要求表（吉林参考）11万15千12千1千1万草测12千草测1234567一地质观测研究程度沉积岩1对地层划分到组或阶，如范围大应进一步二分或三分，确定其时代，测定其厚度及产状2.对标志层、成矿有利的岩
15、层在图上的宽度大于1毫米者应扩大表示，应注明；3研究鉴别各地层的接触关系，岩层的层理机械沉积与化学沉积分异作用，岩石的物质成分、结构、构造等特点；4研究喷出岩的特点，层序、层理、及岩相等特征，岩石的组成及其特点，测定其时代、厚度及产状；5.与矿产关系的研究，含矿层或对成矿有利岩层的空间分布及变化规律，层位与岩性特征，测定其厚度与产状1.在1万分成的基础上，按岩层、岩性特点进一步详细划分岩层，研究岩石的物质成分、结构、构造特征，胶结物性质，结核体的形态、沉积韵律、测定各层厚度、产状与空间分布关系。2.3.4.5同左6对含矿层或成矿有利的地层，或成矿的主要围岩、对其岩石作详细的岩石矿物鉴定与岩石化
16、学分析，并应控制它的厚度、产状等有关特点在空间上的变化。一般地段的研究程度可低于1万或与之相似。含矿层或成矿有利的岩层其研究程度仍与1万相同含矿层或成矿有利地层仍与12千相同，其他问题研究程度可低于12千。侵入岩1.确定侵入岩的时代、种类、规模、形态及产状，研究侵入岩在时间上的变化特征；2.对侵入岩体应详细划分岩相；3.研究岩体的原生构造；对原生构造带的特征分布范围与产状等，在图上应给予标示。4.研究岩体之间及岩体与围岩之间的接触关系，接触变质的范围，内外接触带的变化特点及产状。5.脉岩的分布特点、岩性特征、规模及产状，脉岩与岩体的关系，脉岩之间的关系、脉岩与成矿之间的关系。6.研究侵入体与成
17、矿之间的关系，岩体的形态变化、产状变化与岩相变化对成矿的富集作用。7.岩浆岩型的矿床、对岩体的研究程度与揭露程度，应达到对矿化研究程度的要求。除左列1-7各项内容外应进一步做到：1. 详细划分岩相、不仅要从接触带的变化特征出发划分边缘相、过渡相及内部相，研究各自的物质成分、结构、构造特点，而且要从岩浆的结晶与分异作用、熔离作用、同化作用和自变质等特点划分岩相。2. 揭露和控制岩相及接触带的产状变化；3. 详细划分原生流动构造与原生裂隙构造的分布特征产状，研究岩体各部位的付矿物特征，近可能的标出岩体流动前缘；4. 对岩体与脉岩应作详细的岩矿鉴定与成矿有关的岩石化学分析5. 与成矿有关的岩相或脉岩
18、，在图上的宽度大于1毫米者应表示，小于1毫米者应扩大表示，但应说明。同上同上1万1千地质测量质量要求表（吉林参考）21万15千12千1千1万草测12千草测1234567一地质观测研究程度变质岩1研究变质作用特点及变质程度，划分变质带2.研究各变质带空间分布规律与产状的变化特点，3划分变质相研究各变质相系的关系4.研究变质作用与成矿作用或矿化富集作用之间的关系5对含矿层或成矿有利的变质带应详细研究并控制空间分布与变化规律，研究其层位与岩相特点，测定其厚度与产状，其厚度能填出时应专门表示、填不出时应扩大表示。1按变质程度及特点，详细划分各变质带的变质级，按岩性特点与构造特点划分岩层；2.详细研究各
19、变质相的剩余矿物，变化矿物及其特征，矿物组合与常见矿物组合特点。3.详细研究各变质带的接触关系，对各带的片理、线理、香肠状构造及残留构造等变化特点，并精确的测定其产状。4同左4.55.对各变质基本岩石类型应作详细的岩矿鉴定与岩石化学分析，以便进一步建立变质相系。同上同上构造地质1查明矿区的主要构造带与控矿构造的特征，2.查明各种性质构造带的组合、排列方式、分布规律，着重研究压性构造带的分布与变化特征，研究和划分构造型式或体系。3查明各结构面性质、特点、规模及产状；4区分不同级别、不同序次的结构面空间分布规律与变化特点5.区分成矿前与成矿后的构造带特点与空间分布特征，不同级别构造带对成矿的控制作
20、用。6.研究构造体系的复合与联合对岩浆的活动与成矿作用的控制作用。7.对各种主要断裂带与褶皱轴的实际位置应实测。同1-6，应进一步岩研究：1不同级别、不同序次结构面对矿体的控制作用特点。2.对成矿有关的构造带，在一定距离内应有工程控制，揭露其形态，规模、产状、充填物等特征，准确测量其产状。3.对破坏矿体的断裂，地表应有工程控制，查明其性质、规模、产状及断距，其界线与断距应实测。同上同上1万1千地质测量质量要求表（吉林参考）31万15千12千1千1万草测12千草测1234567一地质观测研究程度蚀变围岩1初步查明蚀变种类，规模、产状、形态，确定蚀变围岩的性质，对蚀变带应有工程控制。2.圈定蚀变体
21、或蚀变带，判断蚀变作用与火成活动变质作用的关系3.研究蚀变围岩的含矿性。1.详细查明各蚀变带种类，蚀变强度，矿物组合、规模、产状、形态，确定蚀变围岩的性质，用工程控制蚀变带的变化。2.详细圈定蚀变体和蚀变带的范围，按蚀变强度与矿物组合进一步细分，确定蚀变体与火成活动、变质作用、矿化作用的关系；3.详细研究蚀变作用与成矿作用的关系。同1万1与成矿关系密切的同12千2.与矿关系不密切的精度可降低。矿化及矿体1. 用槽井探和物化探等手段揭露和控制矿化带或矿层的规模产状及走向的变化；2. 矿化带、含矿层、矿体、详细研究其规模、产状、形态、矿石自然类型等变化特点，分布规律。3. 分析和鉴定金属矿物，脉石
22、矿物的种类及含量4. 对矿床成因类型及成矿条件做出初步判断，指出找矿标志与找矿方向。1用槽井探和物化探等手段揭露和控制矿化带或矿体；2.矿化带较详细的研究确定矿化类型、规模、产状、矿物种类及金属矿物含量3矿体，除按1万要求外，尚需要对矿石自然类型、矿石物质成分等进行研究，对矿床成因类型、工业类型做出判断。4要用工程控制主矿体，上下盘的小矿体，对露天开采的矿床，要详细的查明矿体的边界5系统的查明矿体有用组份的含量及其变化同1万同12千1万1千地质测量质量要求表（吉林参考）41万15千12千1千1万草测12千草测1234567二精度要求必须表示地质体规模m1.矿体宽度大于52.一般岩石宽度大于20
23、3.蚀变体宽大于104.各种构造形迹长大于1001.矿体宽度大于2.52.一般岩石宽度大于103.蚀变体宽大于54.各种构造形迹长大于501.大于12.大于43.大于24.形迹长大于201.大于0.52.大于23.大于14.形迹长大于101.大于52.大于403.大于104.形迹长大于2001.大于12.大于43.大于24.形迹长大于40地质界线实测允许误差m1.矿体5-102.一般地质体10-201.矿体2.552.一般地质体5101.矿体1-22.一般地质体241.矿体0.512.一般地质体121.10202.20301.1.242.2.461万1千地质测量质量要求表（吉林参考）51万15千12千1千1万草测12千草测1234567二精度要求观测密度个Km2简单区30-4080100500600120014002040250400中常区405010012060070014001600复杂区6012015070080016001800