中高水头船闸扩建改造安全监测及原型观测关键技术研究

成果基本信息
关键词：	船闸;扩建改造施工;运行安全监测;原型观测
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	18055024	资源采集日期：	2018-12-10

研究情况
单位名称：	浙江省交通规划设计研究院有限公司	技术水平：
评价证书号：	浙交鉴字[2018]3号	评价单位：	浙江省交通运输厅
评价日期：	2018.02.10	评价证书号：	浙交鉴字[2018]3号

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	孵化基地	联系人（平台）电话：	0771-3394012
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成果简介
本研究依托富春江船闸扩建改造工程，针对工程施工安全和建成后的运行安全，实施了一系列的安全监测和原型观测措施，并开展相应关键技术研究。通过坝下过流围堰动水荷载、中高水头船闸地基封闭渗压、大水位变动区高填土闸墙墙后土压力、老船闸渗压计补设技术、扩建改造船闸水力学原型观测、新老船闸观测自动化集成系统及数据采集方法以及监测管理等多方面的深入研究，为优化施工方案提供依据，为验证理论分析和模型试验提供对比数据，积累区域性设计、施工、监测的经验，为提高类似工程的设计和施工整体水平提供基础数据支持，解决中高水头船闸扩建改造施工及运行安全监测及原型观测中的关键技术问题。　　通过对正常运行水电站坝下施工围堰的四个维度的安全监测：①沉箱锚杆应力监测；②围堰渗流监测；③围堰沉降监测；④水流流态等水力学监测：提出了一种适用于高速水流直接冲刷的流速仪安装方法，研究了不同典型工况下围堰周边水力学特征，提出了坝下消能区内组合式土石围堰新的水力计算方法，即，坝下消能区内直立式围堰上受水流脉动压力和脉动压力力偶综合作用，并给出了计算公式，水流脉动压力观测分析并参照《水利计算手册》（第二版）中给出的对于平底矩形断面渠槽中关于护坦上的脉动压力进行改进，从结构安全角度考虑，将水流产生的冲击压力和脉动压力合并为脉动压力，水压力脉动系数取为0.1～0.25，首次提出了脉动压力力偶计算公式。　　在中高水头船闸中创新设计了岩基防渗排水减压体系结构，并实施了闸闸底封闭防渗区渗压力监测，分析得出了了封闭防渗区岩基渗压力测值与外江水位和上部交变荷载均呈正相关的特性以及时效性。针对船闸改扩建工程提出了一种用于船闸工程的渗压计装置及后期渗压计补设技术，在依托工程的老船闸成功的埋设了6支渗压计，均可正常工作，保证了监测成果的可靠性。　　通过船闸大水位变动区高填土闸墙墙后土压力观测，受间歇性充水和泄水反复加载和卸载，墙体土压力表现出来从部分被动土压力与部分主动土压力的交变特性，并且，对于碾压松散性土体，土压力值以初期碾压固结期为主，后期增加不大。　　对国内首次采用的新老船闸紧密衔接的特殊输水方式，通过对船闸充水过程中上游引航道（老船闸闸室）的流速、水面线及波动等变化特性的观测，提出了减小充水过程中上游引航道非恒定波动、避免阀门空化震动的优化运行方案，当作用水头18.50m条件下闸室灌水、泄水总时间约30.7min，较设计值36min缩短了约15%。　　在船闸扩建改造工程中，提出了一种用于船闸改造工程的自动化监测系统，该系统包括监测中心站以及若干个现场监测站；本实系统各监测点采用分布式组网设置，处于网络中的每个监测点均至少与两条通信线路连接，确保监测数据传输的稳定性。　　本项目研究的开展，攻克了中高水头船闸扩建改造工程的施工和船闸运行中安全监测和原型观测的方法、成果分析研究及反馈等一系列关键技术，形成中高水头船闸扩建改造工程的安全监测和原型观测方面的成套技术，提升我国在既有船闸升级改造安全监测和原型观测领域的核心竞争力。对国家重大工程－富春江船闸改造扩建工程的建设和运行起到积极的支撑作用，并为我国类似枢纽碍航船闸改扩建工程提供理论依据和实用技术，促进和推动水运工程技术的发展和进步，具有重要意义与不可忽视的作用。

成果名称：	中高水头船闸扩建改造安全监测及原型观测关键技术研究	关键词：	船闸;扩建改造施工;运行安全监测;原型观测
成果类别：		一级分类名称：	装备制造
二级分类名称：	运输装备制造	三级分类名称：	水路运输装备
研究起止时间：	2014.07 至2017.12	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	浙江省交通规划设计研究院有限公司	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	2014W04
经费实际投入额（万元）：	172.00	评价单位：	浙江省交通运输厅
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2018.02.10	转让范围：
评价证书号：	浙交鉴字[2018]3号	推荐单位：	浙江省交通运输厅
推广形式：	无	成果登记号：	18055024
成果简介：	本研究依托富春江船闸扩建改造工程，针对工程施工安全和建成后的运行安全，实施了一系列的安全监测和原型观测措施，并开展相应关键技术研究。通过坝下过流围堰动水荷载、中高水头船闸地基封闭渗压、大水位变动区高填土闸墙墙后土压力、老船闸渗压计补设技术、扩建改造船闸水力学原型观测、新老船闸观测自动化集成系统及数据采集方法以及监测管理等多方面的深入研究，为优化施工方案提供依据，为验证理论分析和模型试验提供对比数据，积累区域性设计、施工、监测的经验，为提高类似工程的设计和施工整体水平提供基础数据支持，解决中高水头船闸扩建改造施工及运行安全监测及原型观测中的关键技术问题。　　通过对正常运行水电站坝下施工围堰的四个维度的安全监测：①沉箱锚杆应力监测；②围堰渗流监测；③围堰沉降监测；④水流流态等水力学监测：提出了一种适用于高速水流直接冲刷的流速仪安装方法，研究了不同典型工况下围堰周边水力学特征，提出了坝下消能区内组合式土石围堰新的水力计算方法，即，坝下消能区内直立式围堰上受水流脉动压力和脉动压力力偶综合作用，并给出了计算公式，水流脉动压力观测分析并参照《水利计算手册》（第二版）中给出的对于平底矩形断面渠槽中关于护坦上的脉动压力进行改进，从结构安全角度考虑，将水流产生的冲击压力和脉动压力合并为脉动压力，水压力脉动系数取为0.1～0.25，首次提出了脉动压力力偶计算公式。　　在中高水头船闸中创新设计了岩基防渗排水减压体系结构，并实施了闸闸底封闭防渗区渗压力监测，分析得出了了封闭防渗区岩基渗压力测值与外江水位和上部交变荷载均呈正相关的特性以及时效性。针对船闸改扩建工程提出了一种用于船闸工程的渗压计装置及后期渗压计补设技术，在依托工程的老船闸成功的埋设了6支渗压计，均可正常工作，保证了监测成果的可靠性。　　通过船闸大水位变动区高填土闸墙墙后土压力观测，受间歇性充水和泄水反复加载和卸载，墙体土压力表现出来从部分被动土压力与部分主动土压力的交变特性，并且，对于碾压松散性土体，土压力值以初期碾压固结期为主，后期增加不大。　　对国内首次采用的新老船闸紧密衔接的特殊输水方式，通过对船闸充水过程中上游引航道（老船闸闸室）的流速、水面线及波动等变化特性的观测，提出了减小充水过程中上游引航道非恒定波动、避免阀门空化震动的优化运行方案，当作用水头18.50m条件下闸室灌水、泄水总时间约30.7min，较设计值36min缩短了约15%。　　在船闸扩建改造工程中，提出了一种用于船闸改造工程的自动化监测系统，该系统包括监测中心站以及若干个现场监测站；本实系统各监测点采用分布式组网设置，处于网络中的每个监测点均至少与两条通信线路连接，确保监测数据传输的稳定性。　　本项目研究的开展，攻克了中高水头船闸扩建改造工程的施工和船闸运行中安全监测和原型观测的方法、成果分析研究及反馈等一系列关键技术，形成中高水头船闸扩建改造工程的安全监测和原型观测方面的成套技术，提升我国在既有船闸升级改造安全监测和原型观测领域的核心竞争力。对国家重大工程－富春江船闸改造扩建工程的建设和运行起到积极的支撑作用，并为我国类似枢纽碍航船闸改扩建工程提供理论依据和实用技术，促进和推动水运工程技术的发展和进步，具有重要意义与不可忽视的作用。
联系人：	姜正晖	成果登记日期：	2018-06-04
联系人email：		单位代码：	93300659
邮政编码222：	310006	联系人电话：	0571-89709111
单位传真：	0571-85103425	单位通讯地址：	浙江省杭州市环城西路89号
单位所在省市：		单位电话：	0571-89709088;89709111
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：	富春江船闸扩建改造工程建设指挥部;苏交科集团股份有限公司;南京水利科学研究院;中交第二航务工程局有限公司富春江船闸项目部	已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：	金国强;张公略;王恕;刘传新;胡亚安;王强;李浙江;张磊;王甘林;董志俊;翟继民;孙国洪;李晓燕;孙万通;范大林;梁健;张浩文;张向东;安建峰;李中华;宣国祥;严秀俊;武扬;涂伟成;蒋华东;楼伟中;朱权华;武华民;石进;夏平	资源采集日期：	2018-12-10

中高水头船闸扩建改造安全监测及原型观测关键技术研究

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