南水北调中线干线工程技术进展与需求

南水北调中线干线工程沿线全长1400多km,线路长、交叉建筑物多、工程穿越区地质条件复杂、在线无调节水库,工程建设及运行技术难度大。为了确保工程安全,业主单位南水北调中线干线工程建设管理局开展了一系列的科技项目研究和攻关。通过列举建设期的重大科技项目,展示已取得的科技成果和中线干线工程技术发展水平。在此基础上结合工程运行现状,分析目前存在的技术问题,提出中线干线工程近期的研究课题及需求。

引调水工程渠堤运行安全监控多指标评判准则

为解决单个测点的定量数值安全监控指标难以实现渠堤工程整体安全监控问题,需要建立基于多源信息的渠堤工程安全定性评判准则。在将效应量测值异常现象归纳为数值大小异常、变化过程异常、变化趋势异常和变化规律异常等基本表现形式的基础上,汲取长距离引调水工程安全运行的工程经验和专家知识,基于不同测点测值异常表现上的关联性和空间分布上的关联性、不同监测效应量之间相互作用和相互影响的关联性、不同特性渠堤工程破坏机理在工程中的外在表现等因素,构建融合多测点、多效应量和巡视检查的渠堤工程运行安全多指标评判准则。定性安全评判准则与定量数值监控指标相互配合,可更好地保障引调水工程的安全运行。

基于冲突证据融合的南水北调渠道工程健康诊断

D-S证据理论在处理高冲突证据的融合时有可能得出不符合实际的融合结果。为此引入信息熵概念来确定证据的确定性指数,并对证据可信度和虚假度进行修正,从而构造证据的客观权重,藉此描述证据的冲突性和不确定性;同时以综合权重最大值对应的指标为基准构造折扣因子,实现对证据源的修正。针对南水北调中线工程某高填方渠段实例研究,基于信息熵的证据折扣因子法能较好地进行冲突证据融合,可有效避免融合悖论现象。

水闸变形监控指标的基本研究思路

关键性监控项目及测点的选择、监控指标的拟定及其等级划分构成了水闸变形监控指标的基本研究体系;监测数学模型法、结构分析法和概率分析法是拟定水闸变形监控指标的三种基本方法,一般预警值和严重预警值刻画了水闸变形监控指标的等级划分,为水闸变形监控指标研究提供了一个基本研究思路和框架体系。

南水北调沙河U形槽环向预应力筋测力系统研究

南水北调中线工程沙河U形渡槽预应力钢筋数量众多,其中单槽环向预应力筋达71根,对预应力筋张拉后的应力损失进行准确、可靠测量十分重要。首先分析了试验张拉阶段,预应力筋测力系统测值失真的原因,进而有针对性地提出了改进措施,如改进测力计,自行研发定位器、中空垫板等辅助测量装置。改进后的测力系统能够真实反映预应力筋的受力状态,为张拉施工提供了依据。

丹江口混凝土重力坝后期加高新老混凝土结合问题研究

为了了解丹江口混凝土重力坝大坝加高后新老坝体工作状态及结合面和坝踵的应力、变形情况,在3次新老混凝土现场结合试验结论的基础上,对拟定的加高方案进行了坝体温度应力全过程仿真计算分析,然后根据温度仿真计算结果,针对新老混凝土结合面的实际情况进行了非线性有限元接触分析,最后提出了相应的新老混凝土结合技术措施.

加筋水泥土搅拌桩在长江堤防中的应用

湖北省咸宁市邱家湾护岸段是老险工段 ,岸坡工程地质条件差 ,近年多处发生滑塌 ,严重影响堤防安全 ,经研究分析 ,滑塌体治理方案应用了加筋水泥土搅拌桩新技术 ,该方法技术先进 ,比钻孔灌注桩方案经济。加筋水泥土搅拌桩多应用于工民建基坑支护及房屋地基加固中 ,在近年实施的堤防隐蔽工程建设中常采用多头或单头水泥土搅拌桩组成连续结构 ,用于堤身和堤基的防渗措施中 ,但采用加筋水泥土搅拌群桩作为受力结构使用 ,对长江堤防岸坡滑塌体进行整治尚属首次 ,经分析 ,其技术上是可行的 ,施工也比混凝土钻孔灌注桩方案方便 ,邱家湾其它 3个滑塌体的治理均采用该方法进行了整治。工程直接费比混凝土钻孔灌注桩方案节省投资 1

土工袋修复膨胀土边坡抗滑稳定分析与摩擦特性试验

通过引入单一安全系数,基于极限平衡法,推导土工袋修复体两种滑动模式的抗滑稳定性计算公式。通过土工袋摩擦试验,研究不同袋内材料、土工袋排列方式、竖向压重以及运行环境(水上或水下)等条件下的土工袋袋体层间和袋土之间的摩擦特性,试验结果表明:袋装膨胀土土工袋堆叠为交错排列的过程中形成的咬合作用和嵌固作用将土工袋袋体无缝排列的层间摩擦因数0.714提升至0.920;土工袋浸泡于水下进行摩擦试验,水的润滑作用会导致土工袋袋体层间以及土工袋袋土之间的摩擦因数从0.920降低至0.901。采用土工袋抗滑稳定公式与摩擦试验得出的摩擦因数,对南水北调中线工程中土工袋修复膨胀土边坡案例的两种滑动形式进行抗滑稳定性分析,得出土工袋修复体最小安全系数为1.25,论证了土工袋修复膨胀土边坡的效果。

代建制在水利工程中的实践及改进探讨

为完善水利工程代建制管理模式,在分析了我国代建制发展状况,以及当前在南水北调中线工程京石段中采用的直接管理、代建制、委托制3种管理模式的实践情况,针对实践过程中代建制存在的几个关键问题进行了探讨,提出了完善监督检查机制和代建制的法规以及合同范本建设,建立激励与惩处机制,加强对代建人资质的管理和积极培育工程项目管理公司等一些有建设性的改进措施。通过对代建制的具体实践和应用研究进行探索分析,为下一步在我国水利工程中推广应用代建制提供了借鉴。

土工袋加固膨胀土边坡降雨-日晒循环试验研究

为了解复杂气候条件下土工袋加固膨胀土边坡的效果与机制,开展袋装膨胀土边坡降雨-日晒循环试验,观察并分析边坡位移变形、坡面冲刷、降雨入渗等情况,并与素膨胀土边坡进行对比。试验结果表明:素膨胀土边坡在降雨-日晒循环作用下,边坡表面产生的裂隙较多,容易出现土体流失,土工袋则具有良好的反滤和抗冲刷作用,可以减少袋内和下卧层土体的流失,保持边坡的稳定性;土工袋对膨胀土有较好的约束作用,可以有效地抑制其膨胀变形,减小因变形引发边坡失稳的可能性;土工袋有良好的排水效果,雨水能通过土工袋袋间间隙快速地排出,边坡内含水率的增加幅度较小。

虚拟单元法求解渗流流量

提出了计算渗流场流量的虚拟单元法,推导了虚拟单元法有限元方程,并探讨了虚拟单元法的有限元实现方法,建立了虚拟单元法求解渗流流量的理论和方法体系。二维径向渗流和平底坝基算例比较分析表明,虚拟单元法具有计算精度高及有限元实现简单并容易编写通用程序等优点。虚拟单元法与中线法计算流量具有相同的精度,但在应用上虚拟单元法有一定优势。

南水北调中线干线工程建设管理系统的可扩展架构

根据南水北调中线干线工程建设管理局对其信息系统的建设要求,本文分析了传统B/S模式的J2EE框架的缺点,探讨了主流J2EE框架,设计了可扩展的分层架构。该架构采用Struts、Spring和Hibernate等技术,提出了分层整合方法,通过对南水北调中线干线工程建设管理信息系统的应用,表明该架构具有先进、高效、可靠、可扩展性好等优点。

皂市水利枢纽工程布置研究与论证

皂市水利枢纽是以防洪为主的综合利用水利工程,也是澧水流域梯级开发的重要水库,建成后将与江垭宜冲桥等水库共同组成澧水流域防洪体系。其工程布置进行过多年研究论证,在坝型、电站布置、泄洪消能工、通航建筑物预留、水阳坪滑坡处理等方面进行过多方案的比较,尤其是电站厂房布置经过技术经济比较分析,由岸边式厂房调整为坝后式厂房,使工程布置更好地适应工程特点。

代建制在南水北调中线工程中的应用

从现代项目管理理论入手,论证了实施代建制建管模式的必要性,探讨了代建制的概念和特点,以南水北调建设管理体制的特殊性和复杂性为基础,对代建制在南水北调中线工程项目建设管理的必要性、可行性、适应性进行了分析论证,并运用层次分析法判断在南水北调中线工程中最优的建管模式。代建制在南水北调中线工程项目的建设管理实践中是成功的,代建制管理模式从实施过程的科学性、高效性、可控性及实施效果等方面均优于直接管理、委托管理的建管模式。工程实践表明,实施代建制有效地弥补了南水北调中线工程项目法人管理力量不足,减少了建管人员安置负担,分担了项目法人的部分建设管理责任,避免了地方性利益行为,显著提高了项目建设管理水平。

基于Ajax富客户端的南水北调工程技术建管系统

南水北调工程技术建管系统具有业务流程繁琐、数据交互需求巨大等特点。传统的Web应用在界面易操作性方面的弱点是制约其应用的重要因素,并且其同步刷新机制在企业级的应用中给服务器和带宽的压力巨大,已不能满足本系统的需求。Ajax技术采用异步刷新机制增强了系统的交互性,减缓了系统资源的压力。本文结合南水北调工程技术建管系统的需求及其特点,讨论了Ajax技术在本系统中使用的可行性及优势。系统目前已经投入使用,为工程建设发挥作用,表明本文所设计的基于Ajax的建管系统的独特优势和性能。

大断面U形预制渡槽止水构件试验与设计优化

预制渡槽结构的止水是影响工程安全输水的关键构件,为此开展了现场原型槽止水试验。对比研究了压板止水与粘结压板止水两种止水结构的特点以及施工工艺控制要点。试验表明,后一种止水结构更适合于大断面U形槽,且便于大面积施工与质量控制,并指出精细化高质量的施工工艺控制也是止水成功的关键。试验及设计优化成果可供相关工程设计参考。

南水北调中线一期工程膨胀土渠坡稳定分析

膨胀土渠坡由于膨胀土的胀缩性、裂隙性、超固结性,渠坡滑动破坏模式与一般土质边坡有很大差别。膨胀土渠坡的滑动通常沿结构面发生,并且大多为浅层滑动,采用常规的土质渠坡稳定分析方法不能完全反映膨胀土渠坡破坏的特性。根据膨胀土的工程特性,并针对南水北调中线工程膨胀土渠坡的8种典型工况,分析了其破坏模式。对常规分析方法进行改进,提出了适合膨胀土渠坡稳定分析的方法,计算结果有助于南水北调中线工程膨胀土渠段的边坡设计。

南水北调中线京石段工程输水损失率分析

南水北调中线京石段工程目前已3次向北京供水,依据供水的实测数据,分析推算全线输水损失率,将计算结果与设计取值进行对比,从而为今后全线调度运行提供参考。

深挖方膨胀土边坡伞形锚加固处理及效果监测

深挖方膨胀土边坡某段在雨季后坡脚出现隆起,排水沟局部发生挤压,并伴有断续性次生裂缝;监测成果也显示"区段边坡四级马道垂直方向持续向下沉降、水平方向背向边坡方向位移、二级马道持续向上抬升"的膨胀土浅层滑移特征。经研究决定采用伞形锚等进行局部渠段应急加固处理,并全程进行监测与监控。从监测成果来看,加固处理后,伞形土锚经历了初设期、调整期和稳定运行期3个阶段,边坡表面和内部土体经过近2个月的调整变形,目前锚索轴向应力稳定,变形趋于平衡稳定。全过程的加固处理与效果监测,为工程的风险管控与应急处理提供了科学依据、积累了经验。鉴于膨胀土深挖方边坡滑移的潜伏性、反复性以及长期性特点,后续要继续加强观测,对边坡的长期稳定性和伞型锚的长期效果进行研究。

多水源联合调度动态水指标解析模型研究

由于不同水源汇入及分出等的交替作用与影响,多水源、多用户联通构成的多元汇入和分出的输调水系统运行是水量、水质混合及时空演变的过程,为量化不同节点及引出目标的水源构成和水质指标时变状态,研究建立了多元输调水系统动态水指标解析模型。模型以输水系统干网和各汇入、分出口及调蓄工程为研究范围,以沿程实时水量组成、水质因子为研究对象,提出系统多元动态水量与水质指标解析计算方法。以南水北调中线总干渠河南段为示例,应用模型得到干渠各节点、分出口的各水源水量构成、水质因子等指标成果,经分析可为制定科学合理的调度方案、实现预报预调或水量统计核算提供技术支撑,从而提高多水源联合调度的管理水平。