重大水利工程大坝深水检测及突发事件监测预警与应急处置研究及应用

中国高坝建设水平世界领先,但安全运行保障水平相对滞后,应对洪水、强震、地质灾害、异常干旱或低温、恐怖破坏等极端事件的应急保障能力相对薄弱,安全风险不容忽视。从基础与应用基础、应用技术研发、集成示范与推广3个层面进行综述,包括:非常规条件下大坝性能演化与灾变机理、极端条件下大坝安全诊断和风险控制、大坝失事早期预警标准与应急响应机制等基础理论研究;大坝深水检测载人潜水器、大坝深水渗漏探测、深孔泄水建筑物疏堵与闸门修复、大坝突发事件应急监测与隐患快速探测、深水环境大坝缺陷修补、极端条件下大坝应急抢险与损毁快速修复等关键技术研发;100 m级深水环境大坝安全检测技术集成示范,极端条件下大坝溃决早期预警与应急处置技术推广应用。对最新研究进行了综述和总结,并对今后的主要发展方向提出了建议。

盐冻对钢筋混凝土杂散电流腐蚀的影响研究

设计了盐冻时混凝土杂散电流腐蚀试验和盐冻后混凝土电阻率测试试验,通过测试杂散电流密度和混凝土电阻率研究了盐冻时混凝土杂散电流的腐蚀规律及盐冻后混凝土电阻率的变化规律,揭示了盐冻对混凝土杂散电流腐蚀的影响。结果表明:盐冻时,杂散电流密度与温度正相关,冷冻过程的混凝土杂散电流腐蚀比融化过程严重,而连续冻融循环将减小混凝土杂散电流腐蚀;盐冻后,混凝土的电阻率显著降低,并随冻融循环次数的增加呈指数衰减趋势,氯盐加速了混凝土电阻率的降低;氯盐浓度越大,钢筋杂散电流腐蚀越严重。

混凝土碱-骨料反应长期膨胀变形预测模型研究进展

碱-骨料反应被称为混凝土的“癌症”,是影响混凝土寿命的重要因素。对于已经使用活性骨料的混凝土结构,如何预测碱-骨料反应引起的混凝土长期变形,并合理评价结构的整体安全性,是工程密切关心的问题。回顾了混凝土碱-骨料反应长期变形预测模型的研究进展,将现有模型归为宏观膨胀的数学拟合模型、结构宏观变形的唯象学模型、基于骨料膨胀的模型、考虑碱-硅酸反应(ASR)凝胶的模型、考虑物质迁移的模型等五大类,并分析了各种模型的优缺点和适用范围。认为ASR长期膨胀变形预测模型需重点考虑碱离子向骨料内部的扩散、SiO_(2)的溶解及凝胶的组成,且需根据岩相分析来选择“反应环”模型或“凝胶袋”模型。

基于温度-应力试验机的大坝混凝土抗裂性综合评价

为了综合评价早龄期大坝混凝土的抗裂性,以2种不同骨料组合的大坝混凝土为例,采用温度-应力试验机法与常规评价方法,进行了混凝土抗裂性试验.结果表明:由于骨料弹性模量与热膨胀系数的差别,骨料品种对混凝土的抗裂性有着明显的影响;采用开裂温度作为综合评价指标,能够有效地评价不同混凝土的抗裂性;相对于常规单项性能试验而言,温度应力试验涵盖了早龄期混凝土的力学、热学及变形性能的发展全过程,评价结果更为客观,且大大缩短了评价周期.这种试验方法适用于混凝土配合比筛选及抗裂性综合评价.

水泥细度对碾压混凝土性能的影响

为探索粗磨水泥用于碾压混凝土的可行性,研究了普通硅酸盐水泥与用水泥熟料磨制的2个细度的粗磨水泥对碾压混凝土工作性、抗压强度、轴拉性能、耐久性及绝热温升的影响。结果表明,粗磨水泥减小了混凝土的VC值,提高了混凝土的施工性能;粗磨水泥配制的碾压混凝土满足设计要求,且强度有较大的富余;与普通硅酸盐水泥相比,粗磨水泥降低混凝土绝热温升8.3～12.3℃。

碾压混凝土材料性能和耐久性研究

“九五”国家科技攻关项目 96 2 2 0 0 1 0 3专题 ,进行了考虑防渗与防裂要求的碾压混凝土配合比优化、碾压混凝土性能、碾压混凝土在不同水力梯度作用下的渗透和溶蚀特性、高温条件下高温缓凝减水剂、新型掺合料等碾压混凝土材料性能和耐久性关键技术的研究。提出了碾压混凝土配合比的数据库和计算机辅助设计方法、龙滩大坝 4个分区优化配合比、碾压混凝土的渗透溶蚀机理、含层面碾压混凝土的系列性能、新型高温缓凝减水剂HRN和复合高温缓凝剂CHR及其缓凝机理、层面保塑砂浆技术、磷矿渣和凝灰岩复合掺合料生产和施工应用等研究成果。许多研究成果已用于龙滩水电站高碾压混凝土坝设计和大朝山水电站工程建设 ,取得了显著的技术。

水泥-磨细矿渣水化产物—F盐的微结构分析

对水泥 -磨细矿渣胶凝体系水化产物—F盐的微观结构试验表明 ,F盐的X射线衍射强度峰出现在最大晶面距d =80nm附近 ,吸热峰出现在 36 0℃左右 ,其六方片状晶体的尺寸约为 2～ 3μm .此外 ,分析了影响F盐生成的因素 ,籍此解释了大掺量磨细矿渣胶凝体系具有优越的氯离子结合性能的原因 .

大坝混凝土对碱骨料反应的自免疫力

大坝混凝土的碱骨料反应(AAR)是制约许多大型水利水电工程建设的技术经济性的一个重要因素,但目前所采用的标准试验方法不能客观地反映AAR病害给实际工程所带来的安全性风险。提出了大坝混凝土对AAR具备"自免疫力"——大坝混凝土自身已经具备的条件,如具有碱活性的人工砂所带入的碱活性石粉、含气、较低的浆骨比等,使其对AAR具有显著的自免疫力。通过砂浆棒快速法试验表明,掺加20%～30%的比表面积为358～812m2/kg的碱活性石粉,可以将砂岩砂的AAR膨胀率降低41%～58%;大坝混凝土中3.5%～5%的含气量可使AAR膨胀率降低约40%。在客观评价大坝混凝土发生AAR破坏的风险时,应该重视这种自免疫力,并应建立能反映大坝混凝土配合比特点、基于大坝混凝土实际表现的试验方法来正确评价工程中的AAR危害。

水工混凝土的碱-硅反应抑制

我国水利水电工程建设中越来越多地使用碱活性骨料,为了确保工程的安全性和兼顾经济性,需采取合理可靠的碱骨料反应抑制措施.提出用粉煤灰的比表面积与综合化学成分组合得到的物化因子作为评价粉煤灰品质的指标,以全面反映粉煤灰掺和料的化学、矿物、物理特性对抑制碱-硅反应效果的影响.水工混凝土对碱骨料反应已具备一定的自免疫力,这包括采用含碱活性石粉的人工砂时石粉起到的分散应力的作用,以及引气起到的消纳膨胀产物的作用.砂浆棒快速法高估了粉煤灰对水工混凝土碱-硅反应的抑制效果,混凝土棱柱体法由于配合比、骨料粒径均与实际水工混凝土差距较大,还无法真实反映抑制措施对水工混凝土碱-硅反应的抑制效果,需开发能够反映水工混凝土骨料粒径大、胶凝材料用量低、水胶比高等特点的碱-硅反应抑制效果评价试验方法.

重大水利工程大坝深水检测及突发事件监测预警与应急处置

一、研究目标水库大坝是保障国家水资源安全的重要基础设施,为突破大坝深水安全保障技术壁垒,攻克非常规条件下大坝溃决早期预警与应急处置技术瓶颈,整体提升重大水利工程大坝安全保障科技水平,项目拟针对非常规条件下大坝性能演化与灾变机理、极端条件下大坝安全诊断和风险控制理论与方法、深水环境下的大坝安全保障体系等关键科学问题,以及大坝深水检测修补加固技术和装备、

中国大坝风险管理对策思考

简要阐述了大坝风险管理的内涵,分析了风险管理在我国水库大坝安全管理中的重要性与必然性,并结合实际情况,从风险管理原则、风险管理目标、工程与非工程措施、理念更新的传播与普及等方面提出了实现大坝风险管理的近期与远期对策建议。

吸取事故教训 确保病险水库除险加固工作成效

1998年以来,国家加大了对病险水库除险加固的投资力度,大量病险水库得到集中整治。少数病险水库在除险加固工程建设过程中或完成后出现重大险情甚至溃决的事故,反映出病险水库除险加固工作还存在不可忽视的缺陷。本文通过对数座除险加固项目事故案例的调查分析,从安全鉴定、初步设计与审查、施工质量控制、验收、运行管理等各个环节分析查找事故原因,总结经验教训,从管理层面、技术层面、认识层面分别提出建议与对策,可供"十二五"期间数量更多、强度更大、建设周期更短的小型水库除险加固工作参考。

《小型水库安全管理办法》解读

在我国现有的8．7万多座水库中．小型水库近8．3万座．约占水库总数的96％。小型水库数量大、分布广，在经济社会发展中发挥了巨大作用。但小型水库绝大多数兴建于20世纪的一些特殊年代，总体上工程标准低、质量差．病险水库比例较高．安全问题突出。为进一步加强小型水库安全管理．水利部于2010年5月31日发布了《小型水库安全管理办法》（水安监[2010]200号）（以下简称《办法》）．这是我国水库大坝安全管理工作中的一件大事，是进一步完善水库管理制度的重要举措。

掺活性掺合料混凝土研究与应用中的几个疑难问题

提出了掺硅灰、高掺粉煤灰等常用活性掺合料混凝土在研究与工程应用中存在的几个疑难问题 ,如掺硅灰混凝土的塑性开裂和早期干缩 ,高掺量粉煤灰混凝土的粉煤灰早期活性激发和“贫钙”问题等 .有些问题或者至今尚未得到较好解决 ,或者还存在不同的看法或较大的争议 .作者根据自己的研究和实践经验 ,对这些问题进行了简要分析和讨论 .

新安江大坝混凝土老化检测与分析

通过现场总体普查与典型坝段取样检测相结合的方法,对新安江大坝上游面(多年平均水位变化区)混凝土、下游坝面与廊道及宽缝等特殊部位混凝土进行了回弹测强与碳化深度的普查;在典型坝段钻取混凝土芯样进行了抗压强度与抗渗标号的检测以及在特殊部位(300号火山灰混凝土)钻取混凝土芯样进行强度检测;对库区水进行了水质分析和评价。普查与检测结果表明:新安江大坝虽经历了32年的运行,坝体混凝土就总体而言仍基本处于优良状态,老化程度轻微,结果是令人满意的;但应说明,某些部位的老化是严重的,必须引起关注并继续加强监测。根据普查检测结果以及对以往资料的抽查分析,简要阐述了坝体混凝土老化的主要机理以及定性评估了坝体混凝土的老化趋势与现状,最后根据存在问题,向工程管理部门提出了有关技术建议。

古田溪一级大坝混凝土老化分析与集料碱活性研究

本文对我国五十年代修建的古田溪一级电站混凝土大坝运行卅多年来坝体混凝土老化和集料进行了碱活性研究。为古田溪一级大坝的安全鉴定提供了科学依据,也可作为国内类似工程参考借鉴。

聚羧酸系混凝土减水剂合成方法探讨

在总结现有聚羧酸系减水剂合成方法的基础上,提出了一种新的合成途径,该方法以原材料本身作为合成反应的介质,不添加任何有机溶剂,具有工艺简单、无污染的特点。同时,通过试验研究了由此方法合成的减水剂(代号:NKY)的性能。

碾压砼坝上游面防渗湿喷工艺改进

针对碾压砼坝上游面的防渗，提出了湿法喷涂丙乳砂浆集中防渗的新方案。增设了喷粉辅助机械系统，改进了辅料系统及喷枪结构。改进后的湿喷工艺能缓解稠浆易增，稀浆易淌的缺陷。并已成功地应用于福建省山仔碾压砼坝上游面的防渗等工程。

南水北调东线济平干渠工程关键技术研究与应用——获2008年度国家科技进步奖二等奖

南水北调东线济平干渠工程关键技术研究与应用项目针对我国长距离调水工程在设计、建设和运行管理方面目前尚未解决的许多技术难题，结合工程实际，开展了渠道优化设计与土石方优化调配，防渗衬砌结构型式及防扬压、防湿陷、防冻胀技术措施，高性能混凝土技术，渠道高边坡稳定分析和加固技术，生态修复技术，“等容量”控制与管理自动化等多项关键技术研究，解决了大型调水工程中涉及的多项关键技术．