渠道季节性冻土冻胀问题及预防措施探讨

南水北调中线应急供水工程渠道季节性冻土冻胀灾害,在河北省境内分布普遍且问题突出。其中第S1～S12标段渠道地基岩性主要为壤土、砂壤土、粉细砂,均须考虑冻胀问题。渠道设计时针对不同的地基岩性虽然采取了不同的防治冻胀的措施,但仍有部分渠道衬砌出现了不同程度的冻胀破坏。通过对工程中的季节性冻土发生冻胀破坏的部位进行统计、分析和研究,阐明了不同冻胀破坏发生的原因和机理,从预防和优化防冻设计角度提出了防冻胀的方法和地基处理措施。     

北方地区渠道冻胀防治技术研究与应用综述

对我国北方地区渠道冻胀防治技术的研究与应用情况进行了总结，可概括为渠道冻胀破坏的机理、渠道冻胀预报模式和渠道冻胀防治措施三个方面。     

北方地区渠道冻胀防治技术研究与应用综述

本文对我国北方地区渠道冻胀防治技术的研究与应用情况进行了总结，可概括为渠道冻胀破坏的机理，渠道冻胀预报模式和渠道冻胀防治措施三个方面。本文对于进行渠道冻胀破坏问题的研究和渠道防渗工程建设具有重要的参考价值     

U形混凝土渠道冻胀监测试验研究

渠道是灌溉系统的重要组成部分,也是其中一基本构成单元。在我国的许多地区,由于气候等原因,混凝土衬砌渠道冻胀问题普遍存在,冻胀破坏严重损害了渠道的稳定性,大大降低了渠道的使用寿命,造成不同程度的水资源浪费现象,对工程使用效益形成了很大的桎梏。文章以U型混凝土渠道冻胀监测为核心展开探讨,以我国某地的渠道冻胀破坏为依据,对不同衬砌结构的U型渠道冻胀进行具体监测与分析,探究冻胀破坏与渠道某些因素的关系。     

北方地区渠道冻胀防治技术研究与应用综述

本文对我国北方地区渠道冻胀防治技术的研究与应用情况进行了总结，可概括为渠道冻胀破坏的机理，渠道冻胀预报模式和渠冻胀防治措施三个方面。本文对于进行渠道冻胀破坏问题的研究和渠道防渗工程建设具有重要的参考价值。     

高寒区供水渠道冻害机理分析及防治措施研究

针对高寒区渠道冻胀问题,首先总结了渠道混凝土衬砌冻害的发生机理及冻胀破坏形式,论述了当前渠道冻害的三种研究方法理论分析、现场调查和模型试验的优缺点和适用性。其次分析了渠道冻害的三个必备条件,即易冻胀的土质条件、土的含水条件及温度条件,提出了消除或削弱其中的一个条件即可避免冻胀的发生或减轻冻害程度的观点。最后根据渠道的冻害机理及主要影响因素提出了渠道防冻胀措施并对将来的研究方向提出了展望。     

寒冷地区渠道防渗工程的冻胀现象与防治措施

在我国北方寒冷地区,渠道工程由于存在渗漏问题很容易造成冻胀现象,使渠道进一步受到破坏并失去流水运输能力。文章主要从渠道防渗工程冻胀类型及破坏特征入题,探讨渠道基土土体的冻胀破坏机理及受力分析,并给出相应的冻胀现象有效防治方案。     

遵义市观音水库工程数字孪生平台凸优化调度算法研究

为保障水利水电工程运行安全，实现供水调度、大坝安全、库区管理、发电运行等业务功能，基于数理统计和数据挖掘等技术方法构建水文水资源预测预报、安全监测数据异常识别、工程安全预测预警、输水管线分析等数学模型。重点对观音水库工程信息化数字孪生平台凸优化调度算法进行了研究，形成水库数字孪生系统架构凸优化调度决策方案，对于建成具有预报、预警、预案、预演功能的工程信息化系统，为观音水库运行安全，充分发挥工程综合效益提供重要支撑。     

寒冷地区渠道混凝土冻胀破坏的原因及防治措施研究

文章以新疆北疆某灌区渠道工程为研究对象,以寒区混凝土渠道冻胀破坏为主要研究问题,通过基土含水量、土质类型、地下水位等因素解释了常见的渠道冻胀破坏的机理,以渠道冻结测点数据为关键点,基于有限元分析,证实了与实际情况相符,同时针对上述影响冻胀破坏的因素,提出了基土置换、阻断法等防治措施。     

北疆某干渠渠道抗冻胀处理方案研究

在我国寒冷地区渠道破坏主要表现为冻胀破坏,如何防治渠道冻胀破坏成为一个非常现实的工程问题。叙述了北疆某干渠渠道抗冻胀处理实践,供其它工程借鉴。     

新疆北疆某供水渠道冻胀融沉变形性状分析

针对冻土区季节性输水渠道冻融破坏问题,选取新疆北疆某长距离供水渠道作为研究对象,开展冬季冻胀、春季融沉、通水期及停水后等四种工作状态下阴面渠坡的原位监测试验,研究分析一个完整运行周期内地层岩性为膨胀型沙质泥岩阴面渠坡法向及顺坡向变形性态,并对冻胀变形进行了数值模拟。结果表明:在冻胀期,渠坡顺坡向收缩变形0.3～6.0 mm,坡脚法向隆起变形97.9～115.6 mm;在融沉期,渠坡沿坡面向下滑移约10.0～30.0 mm,顺坡向变形较大的渠段其坡脚法向隆起变形呈增大趋势,最大隆起量为144.0 mm,顺坡向变形较小部位其坡脚法向变形呈沉陷状态,变形量约186.0 mm。通水前后,渠坡顺坡向变形增加约4.0 mm,坡脚法向已隆起部位变形量有所减少,坡脚法向沉陷部位变形增加68.4～80.8 mm。停水后,渠坡法向隆起或沉陷部位的变形不大,已发生衬砌板开裂或错台的部位的顺坡向变形进一步增加约8 mm。研究成果对该渠道工程维修提供了可靠的技术支持,具有一定参考价值。     

季节冻土区渠道水分迁移规律及冻胀特性试验研究

为了量化渠基土体中的水分在冻融过程中的迁移及其分布规律,揭示渠基土体的微观冻胀特性,选取渠基土体不同部位的原状土样,进行冻融试验,采用CT扫描技术,监测研究渠基土样冻融过程中的水分迁移及其孔隙水分布规律,进一步探究渠基土体的微观冻胀特性。结果表明:冻融过程中土样深度16～18 cm处的含水率较高,产生了水分积聚。冻结过程中,土体的微观孔隙结构发生了明显变化,同时发生了裂缝的张开和闭合。在融化阶段,由于冻结水快速融化,土体发生融沉,最大融沉量为6.78 mm。研究成果揭示了渠基土体单向冻融过程中的水分迁移规律、孔隙水的分布状态及其冻胀微观特性,为季节冻土区输水渠道的抗冻胀设计提供了理论基础。     

高寒区高混凝土坝关键技术难题与解决途径

随着小湾、锦屏一级等300 m级特高混凝土坝的陆续建成,我国混凝土筑坝技术水平迈入了世界先进行列。相对而言,高寒区混凝土筑坝技术是我国坝工技术的短板,世界上高寒区混凝土坝也出现了较多严重事故。未来,我国即将在高寒地区建设QBT、叶巴滩等特高混凝土坝,面临挑战。为此,基于典型工程的统计数据分析了我国高寒区的气象、水文特点,结合当前混凝土坝的技术进展评述,提出了高寒区混凝土筑坝亟待攻克的诸如高强高抗冻高抗裂大坝混凝土的制备与施工质量控制、混凝土坝施工运行全过程防裂、大坝表面耐久防护与安全监控三大关键难题,阐明了其中的关键科学问题、技术难题、总体技术路线和近期要研究的主要问题,为实现高寒区高混凝土坝高质量建设与长期安全运行指明了技术路径,可为相关研究提供参考。     

寒冷地区某渡槽裂缝成因及钢筋锈蚀对耐久性影响

北方寒冷地区某大型调水渡槽,采用大跨度三向预应力钢筋混凝土结构。在其施工建设期间,检查已建渡槽槽墙表面有竖向长裂缝、流白膏、碱蚀渗水的现象,敲击墙面内部有空鼓声音。为了研究上述问题,采用理论分析、数值计算方法,从预应力张拉、积水冻胀、环境温度等方面考虑,分析表明槽墙表面裂缝和内部空鼓缝是积水冻胀造成的。非线性有限元精细模型计算和钢筋锈蚀耐久性分析结果表明:(1)冻胀量达到0.4%时,管周边出现纵向拉裂缝,当冻胀量达到1%时,表面开始出现竖向裂缝,冻胀量达到3%时,表面形成长裂缝,内部空鼓缝贯通;(2)灌浆孔道有空气和积水恶劣工况下,预应力钢筋发生锈蚀,速率达到0.102 mm/a;空鼓缝深度8 cm且管内破裂进水,其锈蚀速率为0.024 mm/a,15 a后其重量损失率即可达6%;当空鼓缝深小于8 cm时,10 a后竖向普通钢筋的锈蚀将致槽墙生成新的锈胀裂缝。建议对渡槽进行二次灌浆并控制好灌浆质量及做好保温和防水措施,防范渡槽产生新裂缝。     

岩土渠道冻胀融沉量监测方法研究

通过总结现有渠道冻胀融沉监测仪器的使用现状,针对当前监测仪器存在的不足,提出研制渠道冻胀融沉监测仪器的新方法。以两条不同结构的渠道为例,进行了冻胀融沉监测的原位试验,监测结果表明:采用新研制的岩土冻胀融沉监测仪器,进行渠道冻胀融沉监测,结果合理,科学可行。     

胜利油田天鹅湖水源地水质演变规律及其保护

通过对天鹅湖水环境质量现状的调查、监测,天鹅湖供水水源地已不能达到饮用水标准。查明了天鹅湖受污染的主要原因,分析了天鹅湖年内及多年来的水质演化趋势,揭示了天鹅湖多年引黄水量及其水质动态变化规律。最后提出天鹅湖水环境保护措施:只有从污染源控制、增加引黄水量、引黄次数、补源改良、宏观上加强管理控制和建立预警监控系统等多方面着手,才能保证天鹅湖水源地可供水量及供水水质,真正发挥胜利油田后备供水水源地的功能。     

基于多元信息融合的基坑预警分级研究

为保证基坑预警结果的准确性和有效性,在基坑预警准则构建的基础上,利用累计变形判据和变形速率判据实现了多元监测信息融合的基坑预警研究。其中:累计变形判据包含稳定性指标和相对变形指标,即从基坑稳定性和变形安全储备角度实现了基坑长时段预警分析;而变形速率判据包含了绝对量指标和发展趋势指标,即从变形速率的现有变形绝对量及其发展趋势角度实现了基坑短时段预警分析。实例分析表明:不同判据在不同监测项目中的预警等级具有一定的差异,在累计变形判据的预警结果中,得出基坑处于稳定状态,预警等级为Ⅱ级;而在变形速率判据的预警结果中,坑顶变形监测项目的预警等级为Ⅲ级,其余监测项目的预警等级为Ⅱ级;按不利原则,对两类判据的预警结果进行叠加,综合确定基坑预警等级为Ⅲ级,即应采取密切监测措施,切实保证施工安全。     

管道系统漏损控制技术进展

为了提高供水效率和运行管理水平,针对国内外关于供水管道系统漏损控制方面的现状,从管网故障监测技术及设备、泄漏定位模型方法、信号辨识与算法寻优、健康维护和智能管理等视角梳理了管道系统泄漏监测与漏损控制技术的进展及存在的主要问题,分析了各检测方法用于管网泄漏问题的适用性。在此基础上,从实用角度提出了管网漏损控制值得解决的关键问题和方向如下:(1)针对漏损的监测和预警,应研究面向漏损监控的管网网络组建优化布置及快速预警技术;(2)针对小泄漏的定位模型,应研究管网漏损区域辨识与基于水力反问题分析的主动检测理论和方法;(3)针对检测设备研制,应重点研发基于探地雷达、光纤传感和内窥机器人等新技术的关键设备;(4)针对管网健康维护和智能管理,应研究复杂管网独立计量区域划分方法及管网健康评价和优化维护技术。     

高寒地区碾压混凝土坝运行期力学参数反演分析

为准确获得高寒地区碾压混凝土坝真实状态下的力学参数,将碾压混凝土作为横观各向同性材料进行参数反演分析。首先采用均匀设计构造力学参数样本,然后基于有限元法计算不同工况下的顺河向位移,将有限元分析得到的水压分量相对值及相应的力学参数作为神经网络的训练样本,建立水压分量相对值与相应的力学参数非线性映射关系。基于大坝实测位移,考虑坝顶冻胀变形的影响,通过建立坝体及坝基多测点变形统计模型分离出水压分量相对值,将其作为反演模型的输入值,得到坝体及坝基的力学参数。通过实例分析表明,该方法反演得到的坝体及坝基力学参数是可行的,可为高寒地区碾压混凝土坝安全性态评估提供参考。     

高拱坝短期变形和应力预测预警方法及工程应用

针对高拱坝预测预警能力不足的问题,提出了短时间内基于监测数据和全坝全过程仿真的混合预测模型。在此基础上建立了包含坝体变形和关键部位应力的预警指标体系,能够明确给出各部位变形和应力预警阈值。在小湾拱坝初次蓄水期中的应用结果表明:变形和应力预警指标的阈值设置比较合理,能够对异常情况给出警报,实用且合理有效。研究成果为高拱坝安全运行提供了有效的预测和预警思路。