步進電機細分驅(qū)動控制

1、“EDA技術應用”專用周報告(步進電機細分驅(qū)動控制)系 部：電 氣 信 息 工 程 系 班 級：通 信 技 術 111 指導老師：龔 老 師 姓 名：齊 棋 201112020148 姓 名：付曉會 201112020121 摘 要本次課題（步進電機細分驅(qū)動控制）要求使用PWM方法來控制步進電機的驅(qū)動和細分旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)1/4細分（4.5/步）控制盒不細分控制（18/ 步）。用KEY1控制步進電機正/反（由LED1和數(shù)碼管指示狀態(tài)）；KEY2控制步進電機正常運行/細分運行（由LED2和數(shù)碼管指示狀態(tài)）。利用Quartus完成設計、仿真等工作，最后在SmartEDA實驗箱上進行硬件測試達到課題要求。

2、關鍵詞：步進電機 PWM 驅(qū)動 細分目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc353095143 第一章 課題介紹 PAGEREF _Toc353095143 h 1 HYPERLINK l _Toc353095144 1.1 課題目的 PAGEREF _Toc353095144 h 1 HYPERLINK l _Toc353095145 1.2 課題內(nèi)容 PAGEREF _Toc353095145 h 1 HYPERLINK l _Toc353095146 1.3 課題原理 PAGEREF _Toc353095146 h 1 HYPERLINK l _Toc35

3、3095147 1.3.1 4相反應式步進電機的工作方式 PAGEREF _Toc353095147 h 2 HYPERLINK l _Toc353095148 第二章 硬件電路 PAGEREF _Toc353095148 h 3 HYPERLINK l _Toc353095149 2.1 步進電機及驅(qū)動電路圖 PAGEREF _Toc353095149 h 3 HYPERLINK l _Toc353095150 2.1.1 步進電機細分驅(qū)動的工作原理 PAGEREF _Toc353095150 h 4 HYPERLINK l _Toc353095151 2.2 系統(tǒng)電源電路 PAGEREF

4、_Toc353095151 h 6 HYPERLINK l _Toc353095152 2.3 按鍵及LED電路 PAGEREF _Toc353095152 h 7 HYPERLINK l _Toc353095153 2.4 七段數(shù)碼管顯示電路 PAGEREF _Toc353095153 h 7 HYPERLINK l _Toc353095154 第三章 設計步驟 PAGEREF _Toc353095154 h 9 HYPERLINK l _Toc353095155 3.1 設計步驟 PAGEREF _Toc353095155 h 9 HYPERLINK l _Toc353095156 3.2

5、 引腳定義 PAGEREF _Toc353095156 h 9 HYPERLINK l _Toc353095157 第四章 程序清單 PAGEREF _Toc353095157 h 10 HYPERLINK l _Toc353095158 第五章 總結 PAGEREF _Toc353095158 h 17 HYPERLINK l _Toc353095159 附 錄 PAGEREF _Toc353095159 h 19 HYPERLINK l _Toc353095160 參考文獻 PAGEREF _Toc353095160 h 22 PAGE 37第一章 課題介紹1.1 課題目的學習使用FPGA

6、實現(xiàn)步進電機和細分控制，了解步進電機細分控制的原理。1.2 課題內(nèi)容使用PWM方法來控制步進電機的驅(qū)動和細分旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)1/4細分（4.5/步）控制盒不細分控制（18/ 步）。用KEY1控制步進電機正/反（由LED1和數(shù)碼管指示狀態(tài)）；KEY2控制步進電機正常運行/細分運行（由LED2和數(shù)碼管指示狀態(tài)）。利用Quartus完成設計、仿真等工作，最后在SmartEDA實驗箱上進行硬件測試。1.3 課題原理步進電機是一種應用非常廣泛的幾點產(chǎn)品，與普通電機相比它可以實現(xiàn)精確的位置控制，在驅(qū)動脈沖的控制下可以按規(guī)定的速度和角度旋轉(zhuǎn)。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按規(guī)定的方向轉(zhuǎn)動到一個固

7、定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖信號個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機的相數(shù)是指其內(nèi)部的線圈組數(shù)，如一個4相的步進電機有4組線圈。下面以4相步進電機為例，說明步進電機的控制。用A、B、C、D來表示步進電機的四個線圈。1.3.1 4相反應式步進電機的工作方式：單相4拍運行方式正轉(zhuǎn)時線圈通電順序為：A BCD反轉(zhuǎn)時線圈通電順序為：ADCB雙相4拍運行方式正轉(zhuǎn)時線圈通電順序為：ABBCCDDA反轉(zhuǎn)時線圈通電順序為：ADDCCBBA 3)雙相8拍運行方式正轉(zhuǎn)時線圈

8、通電順序為：A AB B BC C CD D DA 反轉(zhuǎn)時線圈通電順序為：AADDDCCCBBBA第二章 硬件電路2.1 步進電機及驅(qū)動電路圖圖21步進電機及驅(qū)動電路圖步進電機電路圖如圖21所示，電路中采用了達林頓管驅(qū)動芯片ULN2003A來驅(qū)動四相步進電機，只要正確輸出I/O控制時序，即可控制步進電機轉(zhuǎn)動。圖21中，電阻R59、R62、R65及R68為電機線圈上的限流/保護電阻。使用步進電機電路時，要將電源跳線JP4短接。電路中的COM5(STEP_COM)是對外的邏輯分析儀測試點以及接口。這些信號都以及連接到相應的引腳上，使用時不需要進行連線控制。2.1.1 步進電機細分驅(qū)動的工作原理步進

9、電機細分驅(qū)動的工作原理是通過對電機勵磁繞組電流進行控制（這里繞組電流是呈階梯波，即電流分成多少個臺階），使步進電機定子的合成磁場成為按細分步距旋轉(zhuǎn)的磁場，從而帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動實現(xiàn)的。當兩相鄰繞組同時通過不同大小的電流時，各相產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩之和為零的位置就是新的平衡位置，所以通過控制各相的電流可以實現(xiàn)細分控制。要使電機按等步距轉(zhuǎn)動，電流必須符合兩個條件：電流合成矢量旋轉(zhuǎn)時每次變化的角度要均勻；電流合成矢量的大小或幅值要保持不變。如圖22所示的是四相步進電機4細分驅(qū)動的原理。設A相通電時磁場方向為0，如果以A相或B相單獨通電時產(chǎn)生的磁場大小為半徑（設半徑為R）畫圓（如圖22所示為1/4圖），即可算出位置“

10、1”時的兩分量,。同理可以算出，。因此，可算出各相在某一時刻的電流值，把各細分點的電流參數(shù)記錄下來，電機運行時以查表的方式取出數(shù)據(jù)，即可做到細分控制。如圖23所示為四相雙拍4細分各繞組電流波形圖，由圖中也可以看出一般總有兩相繞組通電，一相逐漸增大，要相逐漸減小。對應一個步距角，電流可以分為N個臺階，也就是電機位置可以細分為N個小角度，實現(xiàn)N細分，從而可以驅(qū)動步進電機平滑運行。本實驗是用PWM信號來控制電機的，電機各相電流的大小取決于PWM信號占空比，所以可通過調(diào)節(jié)PWM信號的占空比來控制電機各相的電流。圖22步進電機細分驅(qū)動原理圖23四相雙拍4細分各繞組電流波形圖2.2 系統(tǒng)電源電路圖24 系

11、統(tǒng)電源電路圖主板使用了一塊專門的電源板進行供電，電源板所提供的電源有+5V、+12V以及-12V，在主板上設計一個系統(tǒng)電源電路，使用LDO芯片（低壓差電源芯片）將5V電源轉(zhuǎn)換得到3.3V系統(tǒng)電源。系統(tǒng)電源電路如圖24所示，電源供電由J6和J8連接器輸入實驗箱主板，5V電源經(jīng)過LDO芯片U12穩(wěn)壓輸出3.3V電源。另外，主板上設計有模擬電路，需要一個5V的模擬電源VCC5A，它通過5V電源經(jīng)過濾波得到。模擬地和數(shù)字地是通過0電阻進行隔離，以降低噪聲干擾。主板上的J1J5為電源輸出接口，可以向用戶板提供+12V、-12V、5V和3.3V電源，但要求負載功率不要過重，也不要與其他電源連接，否則可能導

12、致器件損壞。2.3 按鍵及LED電路圖25 按鍵及LED電路圖主板上具有8個獨立按鍵和8個獨立LED，電路如圖25所示，電路中低電平表示按鍵按下。低電平點亮LED的壓降約為1.7V。LED點亮時的電流,即7.3mA。電路中電阻RP9、RP10都是起保護作用的。防止FPGA的I/O設為輸出且為高電平在按鍵按下時直接對地短路。核心板上的按鍵和LED與主板上的一一對應，所用的控制I/O口也相同。本次實驗我們使用的按鍵分別是KEY1、KEY2，LED分別使用的是LED1、LED2。2.4 七段數(shù)碼管顯示電路主板上七段數(shù)碼管顯示電路如圖26所示，RP4和RP6是段碼上的限流電阻，位碼由于電流較大，采用了

13、三極管驅(qū)動。從電路可以看出，數(shù)碼管是共陽極的，當位碼驅(qū)動信號為0時，對應的數(shù)碼管才能操作；當斷碼信號為0時，對應的段碼點亮。圖26 七段數(shù)碼管顯示電路第三章 設計步驟3.1 設計步驟1）、啟動Quartus 建立一個空白工程，設計時可以采用硬件描述語言輸入的方式。2）、將設計好的.bdf或.v文件進行綜合編譯，薦在編譯進程中發(fā)現(xiàn)錯誤，則打出并更正錯誤，直至編譯成功為止。3）、選擇目標器件并對相應的引腳進行鎖定，將未使用的引腳設置為三態(tài)輸入。3.2 引腳定義第四章 程序清單modulestep(clock,key,dig,seg,led,pwm_out);inputclock; /系統(tǒng)輸入時鐘i

14、nput1:0key; /按鍵輸入output1:0led; /LED指示輸出output3:0pwm_out; /PWM輸出output7:0seg,dig;reg3:0pwm_out_r;reg3:0p_out_r;reg23:0count;/時鐘分頻計數(shù)器reg3:0pwm_count;/PWM內(nèi)部計數(shù)器reg3:0cnt4; /電機步進時序計數(shù)器reg15:0duty_cycle; /PWM占空比控制regdir; /電機旋轉(zhuǎn)方向控制regmode; /電機控制模式reg1:0dout1,dout2,dout3,buff; /消抖寄存器wire1:0key_edge; /按鍵消抖輸出w

15、irepwm_clk; /PWM計數(shù)時鐘wirespeed_clk;/電機轉(zhuǎn)動速度控制wirediv_clk; /消抖動時鐘wire8:1dig;reg8:1seg;/時鐘分頻部分always(posedgeclock)begincount=count+1b1;endassigndig=8b00000000;assignpwm_clk=(count6:0=7h7f);assigndiv_clk=(count15:0=16hffff);assignspeed_clk=(count=24hffffff);/按鍵消抖部分always(posedgeclock)beginif(div_clk)begi

16、ndout1=key;dout2=dout1;dout3=dout2;endend/按鍵邊沿檢測部分always(posedgeclock)beginbuff=dout1|dout2|dout3;endassignkey_edge=(dout1|dout2|dout3)&buff;/按鍵操作部分always(posedgeclock) /按鍵1beginif(key_edge0)dir=dir;endalways(posedgeclock) /按鍵2beginif(key_edge1)mode=mode;endassignled=mode,dir; /輸出LED指示assignpwm_out=

17、mode?pwm_out_r:p_out_r;/輸出模塊選擇always(posedge clock) /數(shù)碼管顯示begincase(led)2b00:seg=8hb0;2b01:seg=8ha4;2b10:seg=8hf9;2b11:seg=8hc0;endcaseendalways(posedgeclock)/電機正/反轉(zhuǎn)控制beginif(speed_clk)beginif(dir=1b1)cnt4=cnt4+1b1;elsecnt4=cnt4-1b1;endendalways(posedgeclock)/PWM波計數(shù)器beginif(pwm_clk)pwm_count=pwm_cou

18、nt+1b1;endalways(posedgeclock)beginif(pwm_count3:0duty_cycle15:12)/PWM A通道pwm_out_r3=1b1;elsepwm_out_r3=1b0;endalways(posedgeclock)beginif(pwm_count3:0duty_cycle11:8)/PWM B通道pwm_out_r2=1b1;elsepwm_out_r2=1b0;endalways(posedgeclock)beginif(pwm_count3:0duty_cycle7:4)/PWM C通道pwm_out_r1=1b1;elsepwm_out_

19、r1=1b0;endalways(posedgeclock)beginif(pwm_count3:0duty_cycle3:0)/PWM D通道pwm_out_r0=1b1;elsepwm_out_r0=1b0;endalways(posedgeclock)/步進電機控制時序beginif(speed_clk)begincase(cnt41:0)2b00:p_out_r=4b1100;2b01:p_out_r=4b0110;2b10:p_out_r=4b0011;2b11:p_out_r=4b1001;endcaseendendalways(cnt4)begincase(cnt4)4h0:du

20、ty_cycle=16hf000;4h1:duty_cycle=16he600;4h2:duty_cycle=16hbb00;4h3:duty_cycle=16h6e00;4h4:duty_cycle=16h0f00;4h5:duty_cycle=16h0e60;4h6:duty_cycle=16h0bb0;4h7:duty_cycle=16h06e0;4h8:duty_cycle=16h00f0;4h9:duty_cycle=16h00e6;4ha:duty_cycle=16h00bb;4hb:duty_cycle=16h006e;4hc:duty_cycle=16h000f;4hd:dut

21、y_cycle=16h600e;4he:duty_cycle=16hb00b;4hf:duty_cycle=16he006;endcaseendendmodule第五章 總結姓名：付曉會 學號：201112020121為期兩周的“EDA技術應用”實訓專用周結束了。通過這兩周的專用周學習，加深了我們對EDA知識的學習，掌握了Quartus的使用方法，能把所學的知識結合SmartEDA實驗箱得到我們要實現(xiàn)的項目。我們本次的課題是“步進電機細分控制”。通過自我學習，我們對步進電機有了一定了了解。它與普通電機相比它可以實現(xiàn)精確的位置控制，在驅(qū)動脈沖的控制下可以按規(guī)定的速度和角度旋轉(zhuǎn)。本次實驗我們用的是

22、四相步進電機，步進電機的相數(shù)是指內(nèi)部的線圈組數(shù)，四相的步進電機有四組線圈，我們分別用字母A、B、C、D來表示步進電機的四個線圈。實驗要求使用PWM（Pulse Width Modulatiaon:脈沖寬度調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領域中）方法來控制步進電機的驅(qū)動和細分旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)1/4細分（4.5/步）控制盒不細分控制（18/ 步）。用KEY1控制步進電機正/反（由LED1指示狀態(tài)）；KEY2控制步進電機正常運行/細分運行（由LED2指示狀態(tài)）。利用Quartus完成設計、仿真等工作，最后在SmartEDA

23、實驗箱上進行硬件測試。分析了解了課題后，我們首先從課題方案著手，制定了實驗規(guī)劃。然后策劃工作流程，確立了實驗的走向。其次我們根據(jù)實現(xiàn)目的分析了我們所需要的電路原理圖，我們本次實驗所用的電路原理圖有：系統(tǒng)電源電路、按鍵及LED驅(qū)動電路和步進電機及驅(qū)動電路。我們使用Protel 99 SE繪制電路圖并分析了電路工作原理。最后，我們進行軟件編程和軟、硬件調(diào)試。在調(diào)試過程中，熟練的掌握了軟、硬件的使用。在整個實訓過程中，我們遇到了很多問題，但是通過學習，我們都能一一的解決。只有在問題中，我們才能找到自己所欠缺的知識，從而才能學到更多的知識。在此次實訓中，要感謝龔老師對我人們的細心指導與耐心講解，謝謝！

24、姓名：齊 棋 學號：201112020148兩周的EDA專用周結束了，通過這兩周的學習與實踐我學到了很多東西。老師教導我們要理論聯(lián)系實踐才能更好的掌握并應用知識。在兩周的實訓中，我們通過對于課題的實踐加深了已學習了的EDA的知識，同時也學習到了很多新的關于EDA的知識與Quartus的操作流程和技巧。本次我們做的課題是“步進電機細分驅(qū)動控制”，它是使用PWM方法來控制步進電機的驅(qū)動和細分旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)1/4細分（4.5/步）控制盒不細分控制（18/ 步）。用KEY1控制步進電機正/反（由LED1指示狀態(tài)）；KEY2控制步進電機正常運行/細分運行（由LED2指示狀態(tài)）。利用Quartus完成設計、仿

25、真等工作，最后在SmartEDA實驗箱上進行硬件測試。在對于課題的研究與學習中，我們了解到步進電機是一種引用非常廣泛的機電產(chǎn)品，與普通的電機相比它可以實現(xiàn)精確的位置控制，在驅(qū)動脈沖的控制下可以按規(guī)定的速度和角度旋轉(zhuǎn)。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按規(guī)定的方向轉(zhuǎn)動到一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖信號個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。本次我們所運用的為4相步進電機，它有單相4拍運行方式、雙相4拍運行方式、雙相8拍運行方式。在這三種工作方式中，

26、4相6拍工作方式電機運行最平穩(wěn)，但在相同頻率脈沖的情況下運轉(zhuǎn)速度比4拍運作方式低一半。確立了課題之后，我們首先對課題中涉及的不了解的知識進行了學習并確立了此次實驗的方案。分析與整理后我們畫出了此次實驗的框圖，初步明確了我們實驗的流程，對如何進行我們的課題有了一個清晰的思路。同時我們也根據(jù)我們實驗所需的部分進行了原理圖的繪制，本次我們用到了系統(tǒng)電源電路、按鍵及LED驅(qū)動電路、步進電機及驅(qū)動電路。在繪制原理圖的同時我們也將Protel 99 SE中所學習的知識進行了復習與熟練。之后，我們開始了對本次課題的內(nèi)容進行了編程，將設計好的文件進行綜合編譯，找出并改正錯誤直至編譯成功。最后，我們進行了軟件與

27、硬件的調(diào)試，在試驗箱上觀察所出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象，根據(jù)實驗現(xiàn)象進一步對程序進行更正，直至出現(xiàn)正確的現(xiàn)象。通過這兩周的實訓更進一步讓我對EDA知識進行了鞏固與學習，實踐是檢驗真理的唯一標準，只有通過實踐才能發(fā)現(xiàn)我們在理論中所不能發(fā)現(xiàn)的問題。在解決問題的過程中感謝龔老師的悉心教導與耐心講解。這次實訓學到了許多課堂上所不能學到的知識。謝謝老師!附 錄附1步進電機及驅(qū)動電路附2系統(tǒng)電源電路附3按鍵及LED電路附4七段數(shù)碼管顯示電路附5引腳分配參考文獻1）、Verilog數(shù)字系統(tǒng)設計【第2 版】 夏宇聞 編著2）、EDA實驗與實踐 周立功 等編著附錄資料：不需要的可以自行刪除超寬超深地下連續(xù)墻施工工藝一、概述

28、武林廣場站位于杭州市中心廣場武林廣場東北角，是地鐵1號線與3號線的換乘車站，車站長161.75m，標準段寬36.6 m,底板埋深約26.4m, 車站為地下三層四柱五跨三層結構，采用蓋挖逆作法施工。車站圍護結構采用1200mm厚地下連續(xù)墻，墻幅寬度為6.0m，深度為48m左右，十字鋼板接頭形式，單幅鋼筋籠重約70t，設計要求進入中風化巖0.5m。二、工法特點地下連續(xù)墻工法問世以來，迅速的占有了廣闊的市場，地下連續(xù)墻工法主要有以下幾方面的優(yōu)點。1、施工時振動小，噪聲低，非常適于在城市施工；2、墻體剛度大，用于基坑開挖時，極少發(fā)生地基沉降或塌方事故；3、防滲性能好；4、可以貼近施工，由于上述幾項優(yōu)點

29、，我們可以緊貼原有建筑物施工；5、可用于逆作法施工；6、適用于多種地基條件；7、可用作剛性基礎；8、占地少，可以充分利用建筑紅線以內(nèi)有限的地面和空間，充分發(fā)揮投資效益；9、功效高、工期短，質(zhì)量可靠。當然，所有的事物都有兩面性，地連墻工法也存在以下缺點：1、在一些特殊的地質(zhì)條件下（如很軟的淤泥質(zhì)土，含漂石的沖積層和超硬巖石等），施工難度很大；2、如果施工方法不當或地質(zhì)條件特殊，可能出現(xiàn)相鄰槽段不能對齊和漏水的問題。3、地下連續(xù)墻如果用作臨時的擋土結構，比其他方法的費用高；4、在城市施工時，廢棄泥漿的處理比較麻煩。三、施工方法及操作控制要點1、施工優(yōu)化控制的要點1.1 地下連續(xù)墻一般寬為6m，墻厚

30、1.2m屬于超寬地連墻，在施工技術方面還不是很成熟，機械方面相應的成槽機、反力箱、大型起重設備等的應用都是經(jīng)過反復計算在經(jīng)濟安全的前提下確定的。1.2 在成槽過程中機械自身的垂直控制系統(tǒng)1.3 由于采用十字鋼板對刷壁造成一定難度，在經(jīng)過研究后采用在成槽機抓斗上安裝側(cè)鏟進行刷壁然后再用鋼刷刷壁器進行刷壁。1.4 在地連墻施作過程中要穿越承壓水層，為防止開挖過程中承壓水繞流，在地連墻內(nèi)預埋注漿管，在地連墻全部達到強度后進行墻趾注漿1.5 本工程反力箱放置深度達到4352m，混凝土澆筑時間也長達8小時左右，反力箱自重、混凝土的握裹力和土體的摩擦力極大，為順利拔出反力箱在混凝土澆筑完34小時后，先用液

31、壓油頂對其進行松動，在混凝土初凝后在進行起拔。2、關鍵工序施工方法及控制要點2.1 道路硬化因地下連續(xù)墻施工過程中，成槽機械及吊運鋼筋籠的大型履帶式起重機需要在場地內(nèi)來回行走，我單位根據(jù)以往的經(jīng)驗并結合本工程的實際情況，對結構內(nèi)側(cè)及導墻外側(cè)1m的范圍內(nèi)澆筑30cm厚C20鋼筋混凝土路面，配筋采用16的螺紋鋼橫向間距200 mm、縱向200mm，雙層雙向布置，并與導墻筑成一體。2.2 導墻的施工導墻采用鋼筋混凝土結構，壁厚20cm，配筋為單層雙向14200mm，導墻凈寬1250mm，導墻應和附近路面一體澆搗.導墻溝（放坡比為1:0.5）采用挖掘機開挖，人工配合修整清底，導墻開挖好一段后，在溝槽底

32、按地連墻尺寸制作木模，架立模板，經(jīng)測量檢查位置符合規(guī)范偏差要求后，進行C20混凝土灌筑，泵送入倉。如果導墻施作過程中遇到障礙物、軟弱地層或其它廢棄管線導致開挖深度過大，則可把導墻加深以滿足施工要求。導墻施工工藝流程圖見下圖。平整場地測量定位挖 槽綁扎鋼筋澆 灌 砼支立模板拆 模設橫支撐 導墻施工工藝流程圖導墻施工注意要點A. 在導墻施工全過程中，保持導墻溝內(nèi)不積水。B. 橫貫或靠近導墻溝的廢棄管道需封堵密實，以免成為漏漿通道。C. 導墻溝側(cè)壁土體是導墻澆搗混凝土時的外側(cè)土模，防止導墻溝寬度超挖或土壁坍塌。D. 現(xiàn)澆導墻分段施工，水平鋼筋應預留連接鋼筋與鄰接段導墻的水平鋼筋相連接。E. 必須保證

33、導墻的內(nèi)凈寬度尺寸與內(nèi)壁面的垂直精度達。F. 導墻立模結束之后，應對導墻放樣成果進行最終復核。G. 導墻混凝土強度達到50時，方可進行成槽作業(yè)，在此之前禁止車輛和起重機等重型機械靠近導墻。2.3泥漿制備與管理泥漿在地下連續(xù)墻成槽過程中起到護壁作用，泥漿護壁是地下連續(xù)墻施工的基礎，其質(zhì)量好壞直接影響到地下連續(xù)墻的質(zhì)量與施工安全，泥漿系統(tǒng)工藝流程見下圖。新鮮泥漿貯存施 工 槽 段新鮮泥漿配制加料拌制再生泥漿回收槽內(nèi)泥漿凈化泥漿劣化泥漿再生泥漿貯存振動篩分離泥漿沉淀池分離泥漿旋流器分離泥漿粗篩分離泥漿劣化泥漿廢棄處理凈化泥漿性能測試泥漿系統(tǒng)工藝流程圖A. 泥漿配合比根據(jù)地質(zhì)條件，泥漿采用膨潤土制備，

34、泥漿配合比如下：（每立方米泥漿材料用量Kg）膨潤土:80 純堿:4 水:950 CMC:5上述配合比在施工中根據(jù)試驗槽段及實際情況可進行適當調(diào)整。泥漿制備的性能指標如下泥漿性能新配制循環(huán)泥漿廢棄泥漿檢驗方法比重（g/cm3）1.06-1.081.151.35比重法粘度（s）25-303560漏斗法含砂率（%）4711洗砂瓶PH值8-9814PH試紙泥漿配制的方法見下圖“泥漿配制流程圖”。原 料 試 驗稱 量 投 料CMC和純堿加水攪拌5分鐘膨潤土加水沖拌5分鐘混合攪拌3分鐘泥漿性能指標測定溶脹24小時后備用泥漿配制流程圖B. 泥漿儲存泥漿儲存采用半埋式磚砌泥漿池儲存。C. 泥漿循環(huán)泥漿循環(huán)采用

35、3LM型泥漿泵輸送，4PL型泥漿泵回收，由泥漿泵和軟管組成泥漿循環(huán)管路。D. 泥漿的分離凈化在地下墻施工過程中，因為泥漿要與地下水、泥土、砂石、混凝土接觸，其中難免會混入細微的泥沙顆粒、水泥成分與有害離子，必然會使泥漿受到污染而變質(zhì)。因此，泥漿使用一個循環(huán)之后，要對泥漿進行分離凈化，提高泥漿的重復使用率。槽內(nèi)回收泥漿的分離凈化過程是：先經(jīng)過土碴分離篩，把粒徑大于10mm的泥土顆粒分出來，防止其堵塞旋流除碴器下泄口，然后依次經(jīng)過沉淀池、旋流除碴器、雙層振動篩多級分離凈化，使泥漿的比重與含砂量減小，如經(jīng)第一循環(huán)分離后的泥漿比重仍大于1.15，含砂量仍大于4%，則用旋流除碴器和雙層振動篩作第二、第三

36、循規(guī)蹈矩環(huán)分離，直至泥漿比重小于1.15，含砂量小于4%為止。E. 泥漿池設計泥漿池容量設計（以成槽開挖寬度6m計）地下墻的標準槽段挖土量：V1=長6m深47m厚1.2m=339m3新漿儲備量：V2=V180%=271m3泥漿循環(huán)再生處理池容量：V3=V11.5=509m3砼灌筑產(chǎn)生廢漿量：V4=6m4m1.2m =29m3泥漿池總?cè)萘浚篤V3+V4=538m32.3 連續(xù)墻成槽施工成槽是地連續(xù)墻施工的關鍵工序，成槽約占地下連續(xù)墻工期的一半，因此提高成槽的效率是縮短工期的關鍵。同時，槽壁形狀決定墻體的外形，所以成槽的精度和質(zhì)量是保證地下連續(xù)墻質(zhì)量的關鍵，單元槽段之間的接頭盡量避免設在轉(zhuǎn)角處。A

37、. 成槽施工連續(xù)墻施工采用跳槽法，施工根據(jù)槽段長度與成槽機的開口寬度，確定出首開幅和閉合幅，保證成槽機挖土時兩側(cè)鄰界條件的均衡性，以確保槽壁垂直，部分槽段采取兩鉆一抓。成槽后用超聲波檢測儀檢查成槽質(zhì)量。在成槽過程中，嚴格控制抓斗的垂直度和平面位置，在開挖槽段時，操作手要仔細觀察成槽機的監(jiān)測系統(tǒng)，當X，Y軸任一方向偏差超過允許值時，立即進行糾偏，抓斗貼基坑側(cè)導墻入槽，機械操作要平穩(wěn),抓斗出入導墻口時要輕放慢提，防止泥漿掀起波浪，影響導墻下面和后面的土層穩(wěn)定,并及時補入泥漿，維持槽段中泥漿液面穩(wěn)定。成槽施工見下圖“成槽施工圖”。成槽施工圖： B. 成槽注意事項及操作要領a根據(jù)設計圖紙確定的地連墻位

38、置，在導墻頂面上測量放線并按編號分段。b將抓斗就位，就位前要求場地平整堅實，以滿足施工垂直度要求，吊車履帶與導墻垂直，抓斗要對準導墻中心線,為減少抓斗施工的循環(huán)時間，提高功效，每臺成槽機配置2臺短駁車，將泥渣運至堆料場暫存。c成槽垂直度控制是關鍵，成槽施工中注意觀察車載測斜儀器圖形，發(fā)現(xiàn)偏斜隨時采用糾偏導板來糾偏，遇到嚴重不均勻的地層，或糾偏困難的地層時，回填槽孔，重新挖掘。d邊開挖邊向?qū)?nèi)泵送泥漿，保持液面在導墻頂面下30cm-50cm，挖槽過程中隨著孔深的向下延伸，要隨時向槽內(nèi)補漿，使泥漿面始終位于泥漿面標高，直至成槽完成。e灌筑砼前，要測定泥漿面下1m及槽底以上1m處泥漿比重和含砂量，

39、若比重大于1.20，則采取置換泥漿清孔，成槽后沉淀30分鐘，然后用抓斗直接撈渣清淤。f為避免對新澆槽段的混凝土產(chǎn)生擾動，開挖采取跳槽施工。g成槽過程中，導桿應垂直槽段，抓斗張開，照準標志徐徐入槽抓土，嚴禁迅速下斗，快速提升，以防破壞槽壁和坍塌，垂直度應控制在設計要求之內(nèi)，抓斗挖出土直接卸到自卸車上，轉(zhuǎn)運到堆土場。隨著開挖深度增加，連續(xù)不斷向槽內(nèi)供給新鮮泥漿，保證泥漿高度，各項泥漿指標要符合技術要求，使泥漿起到良好的護壁作用，防止槽壁坍塌，在遇到含砂量較大的土層，槽壁易塌時，注意加大泥漿比重，適當加入加重劑，當接近槽底時，放慢開挖速度，仔細測量槽深，防止超挖和欠挖。h挖槽機操作要領抓斗出入導墻口

40、時要輕放慢提，防止泥漿掀起波浪，影響導墻下面、后面的土層穩(wěn)定。不論使用何種機具挖槽，在挖槽機具挖土時，懸吊機具的鋼索不能松馳，定要使鋼索呈垂直張緊狀態(tài)，這是保證挖槽垂直精度必需做好的關鍵動作。挖槽作業(yè)中，要時刻關注測斜儀器的動向，及時糾正垂直偏差。單元槽段成槽完畢或暫停作業(yè)時，即令挖槽機離開作業(yè)槽段。C. 成槽開挖精度槽段開挖精度表項目允許偏差檢驗方法槽段厚度10mm5m精密鋼尺墻體垂直度L/300超聲波測斜儀槽段長度50mm超聲波測斜儀墻頂中心線允許偏差30mm全站儀2.5 刷壁施工成槽完成后在相鄰一幅已經(jīng)完成地下墻的接頭上必然有黏附的淤泥，如不及時清除會產(chǎn)生夾泥現(xiàn)象，造成基坑開挖過程中地下

41、墻滲水，為此必須采取刷壁措施，首先采用成槽機上的側(cè)鏟進行清除，然后采用刷壁器，用吊車吊入槽內(nèi)緊貼接頭混凝土面上下刷2-3遍，認真仔細地清刷干凈，清刷應在清槽換漿前進行，使新老混凝土接合處干凈，確保砼密實。成槽完成后利用履帶吊，起吊專用的刷壁器，在接頭上上下反復清刷，確保接頭干凈，防止?jié)B漏水現(xiàn)象的發(fā)生。十字鋼板接頭刷壁器及施工2.4 清底換漿清槽先采用泵吸反循環(huán)法清底，而后采用導管吸泥漿，循環(huán)清底，確保清槽質(zhì)量，清底后槽底泥漿比重小應于1.20，沉渣厚度不大于100mm。 清槽結束后1h，測定槽底沉淀物淤積厚度不大于10cm，槽底0.5-1.0cm處泥漿密度不大于1.2為合格。在清底換漿全過程中

42、，控制好吸漿量和補漿量的平衡，不能讓泥漿溢出槽外或讓漿面落低到導墻頂面以下30厘米，清槽結束后，需請監(jiān)理工程師檢驗槽深和泥漿比重，合格后方可下鋼筋籠。2.5 鋼筋籠施工鋼筋籠根據(jù)地下連續(xù)墻墻體設計配筋和單元槽段的劃分來制作。鋼筋籠制作在專門搭設的加工平臺上進行，擬搭設50m7.5m的一個加工平臺，且保證平臺面水平，四個角成直角，并在四個角點作好標志，以保證鋼筋籠加工時鋼筋能準確定位，鋼筋間距符合規(guī)范和設計的要求。鋼筋籠施工要點A.縱向鋼筋的底端50cm范圍內(nèi)稍向內(nèi)側(cè)彎折以避免吊放鋼筋籠時擦傷槽壁，但向內(nèi)側(cè)彎折的程度不影響澆灌混凝土的導管插入。B.在密集的鋼筋中預留出導管倉位置，以便于灌筑水下混凝土時插入導管，同時周圍增設箍筋和連接筋進行加固。為防止橫向鋼筋有時會阻礙導管插入，鋼筋籠制作時把主筋放在內(nèi)側(cè)，橫向鋼筋放在外側(cè)，槽段的每幅預留兩個砼澆注的導管通道口，兩根導管相距23m，導管距兩邊11.5m，每個導管口設4根通長的16mm導向筋，以利于砼灌筑時導管上下順利。A. 預埋件控制a鋼板預埋件支撐在基坑開挖時架設在預埋鋼板焊