为您基建土木工地水利水电日常(研究技术应力混凝土分析)「水利水电工程建筑物及混凝土坝工程施工技术」

2022年是一个不平凡的年份,伴随着国家“适度超前开展基础设施投资”、“政策发力适当靠前”,以及类似的提法,对基础建设的重新开展将产生很大的影响,数月来很多为项目建设而筹资的专项债券陆续发行完成。
而这些项目,绝大部分就是基础设施类项目,比如水利工程、地下管网、城际轨道等等。
在“政策发力适当靠前”的基调下,1月份地方专项债的发行实现了“开门红”。
发行规模达到了4844亿元,相比去年1月份,增幅很大。
相比于数万亿的总规模,却依然很少,再加上去年“超收欠支”结余的那笔钱,资金很多,却发不下去。

根本原因还是专项项目储备太少了。
近期监管部门下发通知,要求地方在前期报送专项债项目资金需求的基础上,补充报送一批专项债项目。
这批项目在国家重大建设项目库中需标识为“2022年专项债券补充申报项目”。
城市管网建设、水利等领域为补报重点。
这是给基建圈定的一个方向。
也为未来水利水电建设加速完善、推进指明了方向,未来大型水利水电工程建设将加快进展,许多新的技术问题将一一解决。
本人大学阶段所学的专业就是水利水电工程建筑,毕业后也从事过数年的水电站施工建设工作,对在工作中遇到的问题和专业方面积累,也在思考着未来我们的水利水电工程工程建设的发展趋势和方向。
我国水电建设的总规划是围绕着“西电东送”和“十三大水电基地”这两个总战略进行的。
因此我国未来待开发或者现在正开发的水电站主要集中在西部,而西部的水电站建设条件非常复杂,工程规模巨大,在很多技术方面,中国人必定要开创人类历史先河,攀登水电建设的高峰。
从二十世纪八十年代开始至二十一世纪初这四十年间,我国水电科学技术成果丰硕可观,科技成果转化率高,而且创新程度高,特别是新坝型成果的创新已为国内外同行业人士所借鉴,其成果所能覆盖的早已突破200m左右的高坝,这实际上已经是一个令世人瞩目的高指标,但在中国西部规划和建设中的高坝很多,不少还超过300m。
建设300m级的高坝,其技术难点很多,即使是同一个技术概念,高坝和低坝其内涵也不尽相同。
因此应把300m 的高坝作为重心,围绕这一重心组织力量, 精心安排,系统全面开展科技攻关。
1、水电工程勘察技术,形成资料采集、数据分析整理、成图一体化的工程地质综合分析成套技术。
随着“北斗”、“实践”、“星链”、“高分”等一系列专项工程的完成、推动卫星、遥感、测绘、物探与测试技术的开发和完善。
研究应用地球物探进行工程物性指标三维空间判释,建立地质调查、遥感物探测试、数据采集、 实验室一体化的工程地质勘测体系。
开展水电工程地质问题分析和决策方法研究,依据水电工程的地质数据特征,分类建立各种地质数据库,应用系统科学和决策学的理论和方法,进行工程地质系统的建立,开发水电工程地质分析系统及数据处理软件,使工程地质问题的决策由有限统计定量为主,完善到大数据、人工智能AI计算定量为主的科学决策方法上。
开展超大型水电工程复杂地质环境问题研究,使水电工程的社会环境效益进一步改善 。
2、对超高坝筑坝技术的研究。
突破400m级高拱坝、300m级以上高堆石坝、200~300m级碾压混凝土重力坝等配套技术。
在300m级高拱坝结构问题方面,以已建高拱坝原型观测资料为基础进行反馈分析,开展高拱坝结构稳定性及抗震安全性,抗滑稳定分析方法及安全系数取值问题研究,提出了合理的高拱坝应力控制标准,在保证坝体应力、变形、安全的条件下,进一步优化体形结构。
在高土石坝筑坝技术方面,重点研究300m以上级高土石坝技术,以完成的水布垭高混凝土面板堆石坝(233m)为基础,以糯扎渡心墙坝(261m)、 苗家坝等混凝土面板堆石坝(300m) 为目标,研究:(1)堆石料变形和渗透特性,特别是高应力和复杂应力条件下的变形性能以及风化料筑坝变形的长期稳定性研究;(2)力学参数的选取及坝体应力应变计算方法研究,提出适合超高堆石坝计算分析的方法;(3)研究和完善超高面板坝上游防渗结构,提出适合高水头变形大的周边缝结构和材料以及抗裂、 抗渗性能高、耐久性能好的混凝土配合比;(4)完善趾板、建筑,基础面的标准研究成果,总结深厚覆盖层上建趾板技术方法和措施;(5)对于土质心墙坝,重点研究拓宽心墙防渗土料的应用范围。
白鹤滩水电站平面布置在研究和完善200m级高碾压混凝土筑坝技术方面,主要研究内容有:(1)对碾压混凝土重力坝,重点研究成层体系混凝土坝的稳定和应力分析方法、层面抗剪断和应力应变特性、坝体防渗、排水技术和相应的处理方案,优化混凝土配合比,完善大仓面连续浇筑的温控计算方法和措施;(2)开展高碾压混凝土拱坝关键技术问题研究,利用有限元理论、提出建立高碾压混凝土拱坝结构设计、计算的理论及方法,优化坝体细部结构,总结保持拱坝整体性及防裂、抗裂措施。
3、高水头、大流量的泄洪消能技术研究。
优化枢纽布置,研究不同坝型泄水建筑物合理的布置型式及高水头、大单宽流量的泄水建筑物体型,总结过流面平整度控制标准和掺气减蚀措施,解决消能防冲问题,提高消能效果,控制雾化范围,推广新型抗磨损、抗空蚀材料,总结导流建筑物与永久建筑的结合,解决造价过高问题。
4、大型复杂不良地质地下洞室的稳定技术。
主要研究内容有:①综合分析岩体结构面、地应力、渗压以及施工等因素对大型复杂不良地质地下洞室群稳定性的影响,研究围岩整体稳定的仿真计算方法、建立相关理论计算模型,利用安赛思、迈达斯、MATLAB及我们自己开发研究的相关仿真模拟、软件进行稳定性判别计算、与合理的支护方式,优化防渗排水措施的研究;②研究地下工程深埋长隧洞的勘探技术、岩爆、高地应力、地震带、高地热等规律及有害气体的预报和防范措施。
5、深覆盖层处理技术。
(1)深厚覆盖层工程特性的勘测和测试技术。
研究确定和了解覆盖层分布范围、分层特性的经济、高效的勘探手段和技术,推广室内和现场原位试验确定其工程特性的途径,改进和完善环境条件现有的试验手段和技术,以充分反映深厚覆盖层所处的工程环境(如高固结应力、大变形等)。
(2)研究和开发用于深厚覆盖层静、动力工作性状以及深厚覆盖层与上部建筑物相作用分析方法,建立基于以变形和渗流控制为基础的的评价标准体系。
(3)通过对不同典型渗控措施效果的对比研究,探讨适用于深厚覆盖层工程特点的加固处理方案,开发适用于深厚覆盖层量大面广、工程量巨大的加固固处理手段。
鲁地拉水电站平面布置6、抽水蓄能电站关键技术。
在抽水蓄能电站工程结构问题研究方面:(1)完善地下厂房结构布置和振动特性研究成果,总结抽水蓄能机组蜗壳与外围混凝土联合作用分析研究等成果;(2)复杂地基上库盆防渗及渗流控制技术研究成果推广,包括防渗型式选择、接头处理、水库蓄水对基础及建筑物的影响及相应措施;对高悬水库基础的海流场进行分析,推广总结渗流控制标准和相应的渗流控制措施等;(3)总结井式进出水口的水力学问题研究;(4)总结推广大PD值预应力钢筋混凝土高压管道结构及埋藏式钢岔管结构受力分析研究成果,完善我国超大PD值压力管道的设计标准,降低工程造价。
在抽水蓄能电站机组运行技术研究方面,开展机组智能、云端控制等起动方式、工况转换及变频起动装置(SFC)谐波分析和预防措施应用推广,进一步优化水泵水轮机和发电电动机的主要技术参数、机组总体结构及主要机电设备布置形式,提高抽水蓄能电站的运行安全性、稳定性、及智能化水平,提高能源的储能转化效率。
7、超大型功率水电机组的关键技术。
突破70万千瓦,掌握100万千瓦及以上单机功率大型水轮机组的设计、铸造、成型、安装、运行技术。
解决超大型混流式机组结构优化设计、整机动态应力分析及整机刚度,强度研究,蜗壳钢板和混凝土联合受力的多维计算及AI智能运行等应用研究;转轮叶片水下动态特性研究,疲劳计算分析及寿命预估;叶道涡及压力脉动的研究成果推广;轴系稳定和振动研究,整机动力特性和振动分析的研究,水力机组振动和脉动有关规律的研究成果总结。
向家坝水电站平面布置8、四新技术的应用研究,以及5G、云技术、在大坝安全监测、智能运行管理方面的技术研究。
研究新型混凝土及掺和料,推广新型防滲止水材料,特别是适合超高面板坝的填缝止水材和高碾压凝土上游面防渗材料;研制适应于大孔隙、高地下水流速、细裂隙、强风化等特殊地层情况的灌浆料及相应的施工工艺。
利用5G技术建立高效智能的大坝安全、运行监测、检查、数据汇集分析系统,利用云技术、人工智能进行自动传输、研判对策,形成新的体系,为未来清洁能源系统的改造更新创造更高的价值,更安全舒适的环境。
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