PDF《国家科学技术进步奖提名书公示内容》

国家科学技术进步奖提名书公示内容 (2019 年度)

一、项目名称 高碾压混凝土坝全寿命周期性能演变机理与安全控制关键技术

二、提名意见 碾压混凝土坝是我国高坝大库建设的代表性坝型.

随着碾压混凝土坝筑坝 高度不断增加、筑坝条件越来越复杂,对碾压混凝土坝材料性能、建设质量及 运行安全均提出了更高的要求.该项目围绕制约高碾压混凝土坝这一优势坝型 发展所面临的科学技术难题,持续

11 年科研攻关,结合我国黄登、丰满重建等 代表性高碾压混凝土坝工程建设,系统开展了高碾压混凝土坝全寿命周期性能 演变机理与安全控制关键技术研究,取得了如下创新性成果: (1)揭示了渗漏溶蚀和冻融作用下碾压混凝土材料的损伤劣化机理,发明 了碾压混凝土抗冻性能提升新材料,揭示了碾压混凝土坝成层结构力学特性. (2) 研发了高碾压混凝土坝施工质量智能监控技术, 攻克了大坝仓面碾压、 层间结合、上游面防渗、温控防裂和岩基灌浆等施工环节质量控制难题. (3)提出了高碾压混凝土坝全寿命周期性能评估与安全控制技术,研发了 高碾压混凝土坝全寿命周期性能监测预警平台,为高碾压混凝土坝工程长期运 行安全提供了技术支撑. 该项目结合国内外

18 座碾压混凝土坝工程进行了推广应用,显著提升了我 国碾压混凝土坝工程建设的自主创新能力,推动了水利水电工程行业科技进步, 社会和经济效益显著,应用前景广阔.该项目成果经专家委员会鉴定认为整体 上达到了国际领先水平.研究成果具有创新性和自主知识产权,获省部级科技 进步特等奖

1 项、一等奖

2 项. 提名该项目为国家科学技术进步奖 二 等奖.

三、项目简介 碾压混凝土坝是近四十年发展起来的一种新坝型,采用土石坝碾压的施工 工艺建造混凝土坝,具有工程造价低、建坝周期短、环保适应性强等优势,已 经成为我国高坝大库建设的代表性坝型.然而,随着碾压混凝土坝筑坝高度不 断增加、筑坝条件越来越复杂,对碾压混凝土坝材料性能、建设质量及运行安 全均提出了更高的要求.本项目围绕制约高碾压混凝土坝这一优势坝型发展所 存在的材料与成层结构性能演变机制复杂、建设过程难以控制、长期性能演变 规律不清等难题,结合我国重大水利水电工程建设,从全寿命周期角度系统开 展了高碾压混凝土坝材料与成层结构性能演变机理、建设过程智能监控、长期 性能评估与安全控制等理论、方法与关键技术研究,取得了如下创新性成果: (1)揭示了复杂环境下碾压混凝土材料与成层结构性能演变机理.包括首 创了基于 XCT 图像的混凝土细观仿真模型,揭示了渗漏溶蚀和冻融作用下碾压 混凝土材料的损伤劣化机理,发明了碾压混凝土抗冻性能提升新材料-球形颗粒 的改性复合吸水树脂(MAP) ;

提出了混凝土界面细观结构探测与表征新方法以 及关键力学参数测试的新技术,揭示了碾压混凝土坝成层结构力学特性. (2)研发了高碾压混凝土坝建设过程智能监控技术.包括提出了高碾压混 凝土坝施工过程自适应智能仿真方法,实现了大坝施工进度的实时优化与控制;

研发了高碾压混凝土坝施工质量智能监控关键技术,攻克了大坝仓面碾压、层 间结合、上游面防渗、温控防裂和岩基灌浆等施工环节质量控制难题,实现了 高碾压混凝土坝建设质量全过程、全天候、精细化的透彻感知与智能馈控. (3)提出了高碾压混凝土坝全寿命周期性能评估与安全控制技术.包括发 明了高水头条件下考虑碾压混凝土坝成层结构特点的坝踵水力劈裂仿真方法, 提出了复杂地质条件下高碾压混凝土坝渗流精细模拟与渗控关键技术;

建立了 以相对安全度为主要评价指标的高碾压混凝土坝全寿命周期性能评估模型,研 发了高碾压混凝土坝全寿命周期性能监测预警平台,为高碾压混凝土坝工程长 期运行安全提供了技术支撑. 该项成果已成功应用于黄登(坝高 203m,国内最高碾压混凝土坝) 、丰满 (国内首个大型重建水电工程) 、龙滩、鲁地拉、大华桥等国内外

18 座碾压混 凝土坝工程,为工程高标准建设与长期安全运行提供了先进的技术手段,在保 证工程建设质量、运行安全、提高效率、节省投资等方面发挥了重大作用;

并 将应用于古贤、托巴、大古等多座高碾压混凝土坝工程,应用前景十分广阔. 该项成果在我国水利水电工程界产生了重大影响,推动了水利水电行业科技进 步,获得直接经济效益 5.69 亿元,社会效益显著. 该成果经专家委员会鉴定整体上达到了国际领先水平.成果获国家发明专 利19 项,计算机软件著作权

8 项,发表 SCI 检索论文

163 篇;

获省部级科技进 步特等奖

1 项、一等奖

2 项.

四、客观评价 1.鉴定意见 (1)2018年4月由中国大坝工程学会组织的以张勇传院士为组长、缪昌文 院士和王复明院士为副组长的评价咨询专家组对 高碾压混凝土坝全寿命周期性 能演变机理与安全控制关键技术 成果进行了科技评价.评价咨询专家组认为该 成果成功解决了高碾压混凝土坝材料与结构性能演变机制、建设性能智能监控、 长期性能评估与安全控制等基础理论与关键技术问题,为高碾压混凝土坝建设 及安全运行提供了理论基础与技术支撑;

成果在黄登、丰满重建等高碾压混凝 土坝工程建设与运行中获得成功应用,取得了显著的经济和社会效益,具有广 阔的推广应用价值;

该项成果整体上达到了国际领先水平. (2)2018年2月由国网新源控股有限公司组织的以张楚汉院士为组长的鉴 定专家组对 高寒区碾压混凝土坝智慧建造关键技术 成果进行了鉴定.专家 组认为该成果依托丰满大坝重建工程,针对高寒区碾压混凝土坝施工难题,在 系统建设、模型构建、软硬件研发、施工与管控技术等方面开展了全面研究工 作,形成了完整的智慧建造成套技术;

该项成果总体达到国际领先水平. (3)2013年4月由天津市高新技术成果转化中心组织的以张勇传院士为主 任委员、龚晓南院士为副主任委员的鉴定委员会对 水利水电工程灌浆分析理 论与技术及工程应用 成果进行了鉴定,认为该项成果整体上达到了国际领先 水平. 2.项目验收意见 2017年11月由科技部组织的验收专家组对国家973计划项目 高碾压混凝土 坝全寿命周期性能演变机理与安全控制 成果进行了验收.验收组专家认为该项 目在高碾压混凝土坝材料与结构性能演变的宏细观机制、建设性能智能监控方 法、性能评估与安全控制理论三个方面取得了突出研究进展和创新性研究成果, 特别是在碾压混凝土坝工程施工管理领域取得重大创新.该973计划项目结题被 评为优秀. 3.查新报告 教育部科技查新工作站2018年4月对 高碾压混凝土坝全寿命周期性能演变 机理与安全控制关键技术 项目的创新点进行了科技查新, 检索国内外科技期刊、 科技成果、相关文献和网站等资源数据库,检索结果表明, 国内外未见其他与 该查新项目综合技术特点完全相同的文献报道 . 4.第三方成果应用单位评价 (1) 云南华电鲁地拉水电有限公司: 应用该技术实现了对鲁地拉碾压混凝 土坝建设的温控和坝面浇筑碾压,以及混凝土坝施工进程等环节的有效监控, 建立了质量与进度动态实时控制及预警机制,使鲁地拉水电站大坝建设质量和 进度始终处于受控状态,对确保鲁地拉水电站实现高标准建设发挥了重要的作 用,具有显著的社会效益 . (2) 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司: 通过开展考虑不同层面 处理方式时全级配混凝土试件的水力劈裂仿真模拟试验,揭示了复杂应力条件 下混凝土裂缝和碾压薄弱面的水力劈裂破坏机理,并结合龙滩碾压混凝土坝全 寿命周期真实形态开展了应用研究,提出的以相对安全度为主要评价指标的安 全评价新方法为全面掌握龙滩大坝运行性态和保障工程安全提供了科学依据 . (3) 广西右江水利开发有限责任公司百色分公司: 应用该技术在广西右江 百色水利枢纽工程安全监测分析评价工作中发挥了重要的作用,为全面掌握百 色水利枢纽碾压混凝土坝运行性态和工作状况提供了科学依据 . (4) 长江勘测规划设计研究院有限责任公司: 应用复合掺合料全级配碾压 混凝土配置技术解决了沫若水电站高石灰石粉掺合对碾压混凝土力学、热学、 变形、耐久性能的影响及其演化规律问题 . 5.所获科技奖励 本成果的主体内容已获得省部级特等奖1项、一等奖2项. (1) 高碾压混凝土坝全寿命周期性能演变机理与安全控制关键技术 项 目以我国黄登、丰满重建等碾压混凝土坝工程为主要依托,获2018年度中国大 坝工程学会科技进步特等奖. (2) 高寒区碾压混凝土坝智慧建造关键技术 项目以丰满大坝重建工程 为依托,获2017年度中国施工企业管理协会科学技术进步一等奖. (3) 水利水电工程灌浆分析理论与技术及工程应用 项目以我国向家坝 (碾压混凝土坝段)、观音岩、鲁地拉等碾压混凝土坝工程为主要依托,获2013 年度天津市科技进步一等奖.

五、推广应用情况 本项目成果为高碾压混凝土坝工程高标准建设与........