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摘要： 2024年9月9日，水电七局承建的国网新源河南洛宁抽水蓄能电站引水斜井全部贯通，成功填补了我国大直径大倾角施工建设领域的技术空白，开创了国内抽水蓄能电站建设的新模式。该电站是国内首批集上下库、输水、厂房于一体的土建施工总承包项目之一的抽水蓄能电站，是国家水电发展、国家电网公司“十三五”规划重点开工项目。

关键词： 静冰荷载   放水洞竖井   稳定性   数值模拟   防护技术  

摘要： 在我国境内,30°N以北的水域在冬季均会出现不同程度的冰冻现象,产生的静冰荷载会对水工建筑物造成不同程度的破坏。因此,进行静冰荷载作用下寒区水库放水洞竖井稳定分析及其防护研究,保障其安全稳定运行,是个亟须解决的问题。本文以刘家庄水库放水洞竖井为研究对象,通过理论分析、数值模拟的方法来探究静冰荷载对刘家庄水库放水洞竖井的安全稳定影响,根据所得结果来探究减小冰荷载破坏的防护措施,并通过试验研究进行验证,所得成果可为类似工程冰期安全稳定运行提供技术支撑和参考。主要研究成果如下: (1)根据刘家庄水库的工程概况及所在位置,分析了水库冰盖的形成。冰盖与放水洞竖井之间的相互作用导致了不同类型的破坏,其中冰盖主要发生压缩碎裂破坏和屈曲破坏,而放水洞竖井主要发生剪切破坏。根据国内外不同静冰荷载计算方法,确定了静冰荷载中的挤压力对放水洞竖井的影响最大。 (2)基于数值模拟,根据实际情况建立了理想冰盖-放水洞竖井(砌体)整体模型,结合规范公式计算的静冰压力值,对放水洞竖井的稳定性进行分析。得出放水洞竖井破坏形式主要为剪切破坏,并伴有一定程度的挠曲变形;破坏位置主要分布于与冰盖接触位置的上下部。使用钢筋混凝土结构代替砌体结构进行模拟分析,钢筋混凝土结构能有效地减小静冰荷载的破坏作用。在冰厚一定情况下,放水洞竖井与冰盖接触处的压应力和位移随着冰盖运动趋势增大而线性增加;同样地,在风速一定情况下,放水洞竖井与冰盖接触处的最大压应力和位移也随着冰盖厚度增大而线性增加。 (3)为了减少受静冰挤压影响的放水洞竖井的破坏,提出了一种基于气动水体涌升和热量传递原理的气动水体自动融冰保温缓冲墩柱防护装置。基于模型试验,验证了此防结冰融冰装置的融冰效果,并拟合得到了气泡上升涌水体积和注气体积两者的关系。在技术方面,对防护措施的工程实施、环境与安全、经济等多方面进行分析,应用前景广阔。

关键词： 智能压实(IC)   智能摊铺   压实质量(CQ)   智能压实指标(ICMV)   压实参数  

摘要： 文章针对国内外智能压实与智能摊铺技术的研究现状，分析了其优缺点，介绍了智能压实与智能摊铺技术的不同方法以及对智能路面技术的未来展望，与传统沥青路面的控制方法相比，3D智能摊铺技术依托Topcon-mm GPS数字化摊铺自动控制系统，主要包括测量系统和摊铺自动控制系统；智能压实技术（IC）是一种可以实时控制压实质量（CQ）的有效新技术，其配备了全球导航卫星系统（GNSS）、加速度计测量系统以及可以实时监测和控制压实的车载彩色显示器。

关键词： 钢管桩围堰   安全评价   模糊贝叶斯网络   组合赋权   云模型  

摘要： 钢管桩围堰是保障桥梁基础顺利施工的关键临时结构,随着基建行业的不断完善和发展,桥梁建设面临着施工环境和人类活动等诸多方面的安全威胁,开展其安全评价研究是确保项目顺利交付的重要管理手段之一,同时也是落实安全生产责任制和履行以人为本的使命担当。本文结合具体工程以富水砂层的钢管桩围堰为例,旨在研究在钢管桩围堰施工过程中所存在的风险隐患,提高风险评价的准确性和可靠度,通过对其稳定性因素的研究,建立科学合理的安全评价体系,并提出相应的风险管控措施,为钢管桩围堰安全风险管理提供科学的理论工具和手段。为达到研究目的,将从以下内容展开分析: (1)针对风险因素的耦合,多角度、多维度地对钢管桩围堰进行安全风险因素的辨识,明确钢管桩围堰施工过程中的危险源。通过贝叶斯网络展现各因素间的逻辑关系,引入模糊理论解决钢围堰失效概率分析中的不确定性问题,采用Noisy-OR Gate模型获取条件概率,建立基于模糊贝叶斯网络的耦合概率分析模型,考虑遗漏事件对安全事故的概率影响,以概率数值的形式表明耦合效应,同时厘清影响钢管桩围堰最大致因链。 (2)针对钢围堰的安全评价,结合已确定的安全风险因素,统筹危险源,构建钢管桩围堰的安全风险指标体系。利用组合赋权—云模型法进行指标权重赋值和风险等级的评估,基于3En数字特征以及正、逆向发生器的工作原理,实现标准云、评价云以及综合云的计算,形成钢管桩围堰的整体安全评价模型。 (3)针对工程实例的应用,结合富水砂层流动性大、承载力小、自稳性差等地质特点建立起MIDAS CIVIL有限元模型,模拟出主要风险因素的实际影响结果,通过监测数据验证模型的合理性。将前述的安全评价模型应用于实际工程,进行定性与定量的闭环分析,最终得出该项目的安全评价等级,针对危险源提出相应的管理措施和方案,优化风险管控,为提升钢管桩围堰的安全施工提供科学合理的指导依据。 本文基本实现了在客观历史数据不明确的情况下,将专家经验与安全学理论相结合,量化各项指标权重,构建完整的钢管桩围堰安全评价体系和模型,对提高类似工程的安全管理具有一定的价值和意义。

关键词： 住宅楼   大体积混凝土   地下室   温度裂缝  

摘要： 随着大体积混凝土应用领域的不断拓宽，高层商品住宅楼项目对于大体积混凝土的应用也越来越广泛，尤其是在高层商品住宅楼的地下室基础等部位，大体积混凝土得到了充分的应用。但大体积混凝土因受到其自身材料和结构特性的影响，往往会在施工过程中以及施工完成后出现温度裂缝，因此本文从温度控制的角度出发，分析了高层商品住宅楼的地下室大体积混凝土温度裂缝的主要影响因素，然后结合工程案例提出了相应的温度裂缝控制措施，以期能够为高层商品住宅工程地下室大体积混凝土温度裂缝控制提供参考。

关键词： 竖井式泄洪洞   水力特性   体型优化   涡室   衔接段  

摘要： 随着“双碳”目标的持续推进,以抽水蓄能电站为代表的新型清洁能源工程在近年来发展迅速,规模不断扩大。抽蓄电站所处的地理环境较为特殊,其对泄水建筑物泄洪消能性能的要求较高。竖井式泄洪洞凭借其环境友好、消能率高、经济性佳的多重优势,在抽蓄电站中已得到了广泛应用。旋流式与跌流式是竖井泄洪洞较为常见的两类体型,两者的泄流方式、流场分布、消能效率等特性存在明显差异。故而系统性对比研究两种竖井式泄洪洞的水力特性,总结各自优势和适用条件,为相关工程设计提供参考依据,以保证泄水建筑物的高效安全运行是非常必要的。 本文基于某抽水蓄能电站竖井式泄洪洞工程,采用水工模型试验与数值模拟计算相结合的研究方法,开展了旋流式与跌流式竖井泄洪洞水力特性研究,对其泄流能力,水流流态,流速、压强分布特性,空蚀空化特性以及消能特性进行了全面的对比分析。并在此基础上重点对涡室和衔接段开展了体型优化研究。主要的研究内容与所得结论如下: （1）对旋流式竖井泄洪洞水力特性进行了研究,结果表明:旋流式竖井泄洪洞在流速、压强分布,空蚀空化特性和消能效率等方面表现良好。竖井内水流运动形式为切向与轴向结合的三维螺旋流,最大流速28m/s,竖井底板受压较为均匀,最大压强47.8m H2O;消能效率较高,各工况下均大于80%;但同时,在该体型涡室内存在折流阻水和驻波,在衔接段出口存在水翅冲顶等不良流态。涡室与衔接段的体型仍有局部优化的空间。 （2）在同入流条件下,结合旋流式竖井的研究成果,对跌流式竖井泄洪洞水力特性开展了对比研究。结果表明跌流式竖井泄流能力良好,但在流速、压强分布,消能效率,结构安全等方面较旋流式有明显缺陷。跌流式竖井进口水舌汇聚产生壅水,大流量时会堵塞进气、阻碍下泄;竖井内水流运动形式为轴向一维直流,最大流速可达38m/s,竖井底板受压最大压强71m H2O;消能效率随流量增大而大幅度减小,最高水头工况下消能率仅有54%。 （3）结合本工程的实际情况,旋流式竖井泄洪洞是更为适宜的选择。 （4）创新性地对原方案旋流式竖井泄洪洞进行了体型优化研究。针对涡室结构,采用椭圆型和螺旋线型涡室后,入口水流衔接更加流畅,竖井内部旋流状态更加稳定,总速度降低,最大流速在27m/s左右;消能率提升,达到了83%以上;针对衔接段,通过正交试验法对长宽比、压坡收缩比、压坡坡比等衔接段体型参数进行敏感性分析。以出口湍动能作为试验指标,得出三因素敏感性大小为长宽比>坡比>收缩比,为衔接段体型优化提供了思路。 综上,本文系统性研究了旋流式与跌流式两种类型的竖井式泄洪洞,较全面地分析了其内部水流运动规律并提出了切合本工程实际情况的竖井体型和优化建议,所得结论可为类似工程提供参考。

关键词： 公路桥梁施工   双壁钢吊箱围堰   钢围堰施工技术   封底混凝土  

摘要： 公路桥梁项目建设中，钢围堰施工作为水下桩基承台施工的重要环节，其封底混凝土施工质量直接决定桩基承台建设的安全性、高效性，对保证桥梁建设的顺利进行具有重要作用。为有效提升钢围堰封底施工技术水平，保证封底混凝土施工质量，该文章依托某高速公路桥梁工程实践，针对桥梁主墩钢围堰封底施工技术展开综合探究，根据工程实际情况，提出选用双壁钢吊箱围堰，并设计出了总体施工方案，系统总结了钢围堰封底施工关键技术要点，主要包括围堰封底顺序、封闭平台及导管布设、湿封工艺、干封工艺要点等，旨在为桥梁主墩钢围堰封底施工技术提供参考。

关键词： 深水区   高桩承台   双壁钢围堰   施工技术  

摘要： 杨梅西江特大桥主桥为（110+2×190+110）m的连续刚构桥，主墩基础位于西江深水区中，高桩承台多采用钢吊箱施工技术，该桥为加快承台施工进度，采用双壁钢围堰施工技术，围堰底面至封底混凝土底面回填高度高达6 m。根据桥梁施工过程，文章采用有限元软件计算，对双壁钢围堰结构内力与变形进行模拟分析，结果表明：构件应力与变形均在允许范围内，对同类的桥梁承台施工有一定参考价值。

关键词： 水利水电工程   帷幕灌浆施工技术   技术应用  

摘要： 水利水电工程作为我国一项重要基础设施，对保证国民经济可持续发展以及人们生活正常运行都有着十分重要的作用。帷幕灌浆施工技术作为水利水电工程施工的重要技术措施，对提升工程质量与稳定性起着关键性作用。本文旨在探讨水利水电工程施工中帷幕灌浆施工技术的应用，以期为相关工程提供参考和借鉴。

关键词： 主斜井   强透水层   冻结法   井壁稳定   控制爆破   高效掘进  

摘要： 采用冻结法施工是斜井穿越强透水层的重要安全保障,但是斜井冻结技术尚不成熟。斜井冻结穿越强透水层时冻结壁存在不交圈缺口、冻结壁解冻导致的突水风险,严重威胁施工安全;冻结停止后冻结段井壁易渗水,降低了围岩长期稳定性;冻结段机械掘进与井壁衬砌效率低,显著降低了成井速度。 为确保斜井穿越强透水层施工安全与围岩稳定、提高斜井冻结段掘砌成井效率,本文以山西省沁水县里必煤矿主斜井冻结法穿越强富水大流速坚硬卵石层复杂地质条件工程为背景,采用现场测试、理论分析、实验室试验、数值计算与工业性试验等研究方法,建立了斜井穿越透水层突水风险评价指标体系,进行了冻结岩体物理力学性质测试,提出了斜井冻结壁缺口弥合理论,阐明了斜井冻结井壁稳定机理,揭示了冻结段控制爆破振动规律,形成了斜井冻结段控制爆破高效掘进关键技术,研发了斜井冻结长距离全闭环井壁快速衬砌装备与技术,并成功进行了斜井冻结穿越强透水层工业性试验。主要成果如下: (1)建立了斜井穿越透水层突水风险等级评价指标体系。采用层次分析法确定了斜井穿越透水层突水风险评价指标,提出了斜井穿越透水层突水风险评估方法与控制管理措施。综合评估了里必煤矿主斜井穿越强透水层突水风险等级为“高风险”,必须采用冻结法等特殊凿井方式,确保主斜井安全掘进。 (2)测试了冻结岩体物理力学性质。研究结果表明:温度对岩体力学性质影响明显,温度越低,冻胀特性越显著。冻结法凿井过程要注意冻土冻胀特性,应尽可能地减少冻结壁外露时间,控制冻结壁变形量,以免冻结壁膨胀挤压冻结管导致其破裂。 (3)优化了斜井冻结投入调控工艺,提出了斜井冻结缺口弥合理论,阐明了斜井冻结段井壁稳定机理。研究结果表明:(1)采用环形冻结管技术冻结衬砌壁后空间,防止冻结壁融化造成突水风险。根据掘进速度调控后续冻结时盐水温度和流量。根据掘进计划、第一冻结区段长度、冻结壁交圈情况等因素,调整后续冻结孔开始冻结时间。(2)提出了“缺口精准排查(查)”、“地下水截流降速(截)”、“地面注浆堵水(堵)”与“强化冻结弥合(冻)”相结合的冻结壁缺口快速排查与弥合理论及方法,确定了温度场突变点所在地层,降低了冻结区地下水流速,注浆形成封水帷幕,实施局部强化冻结,解决了冻结壁缺口弥合难题。(3)揭示了不同井壁厚度和空顶距下主斜井冻结段井壁稳定性演化规律,得出最优井壁厚度为0.8m。空顶距由1.8m增加到7.2m时,迎头及两帮冻结岩体与后方衬砌井壁分别形成重叠支撑、协同支撑和独立支撑三种效应,最优空顶距为1.8m。 (4)揭示了斜井冻结段爆破振动规律,确定了冻结管抵抗爆破振动安全阈值,形成了斜井冻结段控制爆破高效掘进关键技术。研究结果表明:(1)爆破振动对冻结管影响的最大因素为单响炸药量,对于同量的炸药量,采用分次起爆或多段雷管减振。采用人造空腔、辅助孔隔孔装药及周边空孔措施有利于减振。增大爆心距能有效减小爆破振动速度幅度。(2)地面冻结主干管振动速度幅度不宜大于6cm/s,主冻结管振动速度幅度不宜大于5cm/s。(3)完善了低温环境下的钻孔装药工艺,优化了以减振为目标的爆破参数,形成了密排孔、多段号及隔孔装药的控制爆破高效掘进技术。 (5)研发了斜井冻结长距离全闭环井壁快速衬砌装备与技术。研究结果表明:8m段长斜井施工的栈桥式全闭环整体液压模板台车,实现了主斜井全断面一次性浇筑。6.0m段长液压自移式反底拱模板台车与6.0m导轨式模板台车,实现了井壁衬砌循环交替作业。液压模板台车端头封堵装置解决了井壁衬砌浇筑漏浆难题。 (6)提出了里必煤矿主斜井穿越强透水层缺口弥合、控制爆破及全闭环井壁快速衬砌等方案,成功进行了工业性试验。创造了斜井(16°)冻结法施工月度进尺之最,确保了斜井穿越强透水卵石层安全高效掘进与围岩长期稳定。 该论文有图133幅,表52个,参考文献202篇。