水利工程勘察設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)17例

前言

水利工程實現(xiàn)防洪減災(zāi)，興水利，除水害。新中國成立以來的科學(xué)治水方略不斷完善，傳統(tǒng)水利正在向現(xiàn)代水利轉(zhuǎn)變。20世紀(jì)80年代正式將水利納入國家基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)范疇，水利改革發(fā)展取得新突破，民生水利帶給百姓越來越多的實惠，水利事業(yè)越來越成為經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的動力。目前，全國已建成江河堤防約28.6 9萬km，修建各類水庫8.5 萬多座，重點堤防設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)提高到50年一遇。水利工程年實際供水量達到5000多億m。，基本滿足了城鄉(xiāng)經(jīng)濟社會和生態(tài)環(huán)境的用水需求。但在轉(zhuǎn)變治水思路，創(chuàng)新治水實踐，水利日益成為建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)過程中，既積累了豐富的建設(shè)經(jīng)驗，也出現(xiàn)了大量關(guān)鍵技術(shù)問題，影響著水利工程的建設(shè)進度或工程效益的發(fā)揮。在跨流域調(diào)水工程中常用倒虹吸和渡槽工程的設(shè)計和施工技術(shù)，水庫工程中的高邊坡、建基面、底孔、壩基深層抗滑穩(wěn)定、河床沖刷、防滲墻、優(yōu)化調(diào)度、除險加固、平原水庫堤防技術(shù)，水電站工程中的防霧化、水利機械設(shè)計、二拖－水輪發(fā)電機組技術(shù)，水生態(tài)與環(huán)境治理中的河道險工加固、生態(tài)屏障修復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)都是水利工程設(shè)計、施工、運行管理中經(jīng)常出現(xiàn)的挑戰(zhàn)性難題，往往需要反復(fù)論證、研究才能給出最佳解決方案。高興地看到本書作者根據(jù)多年積累的建設(shè)經(jīng)驗，進行了深入系統(tǒng)的總結(jié)和提煉，編著此書，對作者勇于探索的精神深表欽佩。

內(nèi)容概要

本書介紹了跨流域調(diào)水工程、水庫工程、水電站工程、生態(tài)與環(huán)境工程等設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)，每部分內(nèi)容精選出多個工程實例，對其中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)做深入研究，成果滿足了工程建設(shè)要求，并總結(jié)了設(shè)計建設(shè)經(jīng)驗。該書內(nèi)容全面、系統(tǒng)，具有較高的使用和借鑒價值。全書共18章，對水利水電工程設(shè)計中經(jīng)常遇到的設(shè)計和施工問題給出了方案分析和解決方法，其中包含倒虹吸和渡槽工程及其施工技術(shù)，水庫工程的高邊坡、建基面、底孔、壩體深層穩(wěn)定、優(yōu)化調(diào)度、除險加固、河床沖刷、防滲墻、平原水庫堤防技術(shù)，水電站的防霧化、水利機械、二拖一水輪發(fā)電機組技術(shù)，河道險工加固、生態(tài)屏障修復(fù)技術(shù)等。    本書可供從事水利水電規(guī)劃、設(shè)計、施工和其他工程技術(shù)人員使用，亦可供大專院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

作者簡介

顧輝，男，1951年生，河北棗強人，正高級工程師，省工程勘察設(shè)計大師。中共黨員。1976年畢業(yè)于華北水利水電學(xué)院水利專業(yè)。現(xiàn)任河北省水利水電勘測設(shè)計研究院院長、黨委書記、院專家委員會主任；《水科學(xué)與工程技術(shù)》主編；天津大學(xué)、三峽大學(xué)、華北水利水電學(xué)院兼職教授；曾任設(shè)計院總工程師；國家重點水利工程桃林口水庫建設(shè)指揮部副主任。30多年來他一直從事水利水電事業(yè)，主持完成了大型水利工程設(shè)計與建設(shè)10余項，獲國家、省部級科技進步等獎21項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文138篇，出版著作12部。主要著作有：《巖基上重力壩抗滑機理分析及提高安全度對策》、《水利科技與工程設(shè)計》、《寒冷地區(qū)碾壓混凝土筑壩技術(shù)》、《水工建筑物優(yōu)化設(shè)計》等。他曾獲天津市勞動模范、河北省水利學(xué)術(shù)帶頭人、水利部南水北調(diào)工程規(guī)劃先進個人、全國水利行業(yè)優(yōu)秀院長、優(yōu)秀中青年技術(shù)人員、河北省有突出貢獻的中青年專家、享受國務(wù)院特殊津貼、省管優(yōu)秀專家、優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才及共和國60年功勛文藝家等榮譽稱號。王云倉，男，1969年生，河北豐南人，工學(xué)博士。中共黨員。水工建筑專業(yè)高級工程師，現(xiàn)任河北省水利水電勘測設(shè)計研究院設(shè)計四處主任。20年來他一直從事水利水電工程設(shè)計工作，工程設(shè)計經(jīng)驗豐富。曾主持完成30余項大中型水利水電工程設(shè)計，完成大型工程項目包括南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程渡槽、倒虹吸、道路橋梁等建筑物設(shè)計，主持或參加完成東武仕水庫除險加固工程等大中型水庫工程多座。在公開發(fā)行刊物上發(fā)表有一定學(xué)術(shù)水平的論文8篇。陳衛(wèi)國，男，1971年生，河北青龍人。工程碩士學(xué)位。水工建筑專業(yè)高級工程師、注冊土木工程師（水利水電水工結(jié)構(gòu)專業(yè)）、國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師?，F(xiàn)任河北省水利水電勘測設(shè)計研究院技術(shù)質(zhì)量部部長，兼任天津國騰公路設(shè)計分院院長。長期從事水利水電工程設(shè)計及管理工作。曾主持20余項大中型水利工程設(shè)計，大型工程項目包括南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程渡槽、倒虹吸等大型調(diào)水建筑物設(shè)計；主持完成近10余座大中型水庫除險加固工程。在公開刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，主要著作有《病險水庫土石壩加固設(shè)計30例》、《輸水建筑物渡槽工程勘察設(shè)計95例》等。

書籍目錄

序第1章  綜述  1.1  跨流域調(diào)水工程  1.2  水庫工程  1.3  水電站工程  1.4  生態(tài)與環(huán)境第2章  大孔口倒虹吸薄壁結(jié)構(gòu)混凝土防裂縫綜合技術(shù)  2.1  概述  2.2  倒虹吸工程防裂縫技術(shù)  2.3  結(jié)構(gòu)防裂縫措施  2.4  施工仿真計算  2.5  嚴(yán)格施工工序確保施工質(zhì)量  2.6  工程檢測及評價  2.7  結(jié)語第3章  特大型渡槽工程三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算  3.1  概述  3.2  槽身單向預(yù)應(yīng)力修改為三向預(yù)應(yīng)力  3.3  槽身單向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)計算  3.4  槽身三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)計算  3.5  槽身結(jié)構(gòu)有限元分析復(fù)核  3.6  槽身結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后的工程量和投資比較  3.7  結(jié)語第4章  跨流域調(diào)水工程施工進度控制關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用  4.1  概述  4.2  跨流域調(diào)水工程施工場地優(yōu)化布置  4.3  跨流域調(diào)水工程施工進度優(yōu)化  4.4  跨流域調(diào)水工程施工進度控制  4.5  網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下跨流域調(diào)水工程施工進度優(yōu)化與控制系統(tǒng)的研制開發(fā)  4.6  南水北調(diào)中線應(yīng)急供水工程應(yīng)用  4.7  結(jié)語第5章  重力壩高岸坡壩段的穩(wěn)定計算分析  5.1  概述  5.2  重力壩岸坡壩段三維穩(wěn)定分析原理  5.3  重力壩岸坡壩段三維穩(wěn)定分析  5.4  計算實例分析  5.5  重力壩岸坡段三維荷載計算  5.6  結(jié)語第6章  大型水庫重力壩利用定量參數(shù)確定最優(yōu)建基面的研究  6.1  概述  6.2  壩基建基巖體質(zhì)量評價研究  6.3  壩基弱風(fēng)化巖體經(jīng)固結(jié)灌漿試驗后對可利用程度分析  6.4  對壩基建基巖面開挖控制的巖體表層n項參數(shù)的建議  6.5  結(jié)語第7章  大型水庫重力壩底孔三維有限元應(yīng)力計算與分析  7.1  概述  7.2  桃林口水庫底孑L概況  7.3  技術(shù)原理  7.4  主要參數(shù)  7.5  計算模型  7.6  計算工況與荷載  7.7  計算結(jié)果分析  7.8  結(jié)語第8章  水庫大壩深層抗滑穩(wěn)定分析及處理措施  8.1  概述  8.2  工程概況  8.3  工程地質(zhì)條件  8.4  壩基深層抗滑穩(wěn)定分析  8.5  大壩基礎(chǔ)處理措施  8.6  結(jié)語第9章  大型水庫優(yōu)化調(diào)度研究  9.1  概述  9.2  數(shù)學(xué)模型的建立  9.3  優(yōu)化調(diào)度結(jié)果  9.4  結(jié)語第10章  大中型病險水庫土石壩加固措施研究  10.1  概述  10.2  大型現(xiàn)場碾壓試驗  10.3  洋河水庫大壩加固斷面優(yōu)化分析  10.4  非常溢洪道引沖式自潰壩沖刷模擬計算  10.5  水庫優(yōu)化調(diào)度管理研究第11章  大型水庫溢洪道下游河床沖刷數(shù)模分析  11.1  概述  11.2  二維數(shù)學(xué)模型分析研究  11.3  結(jié)語第12章  大型病險水庫土壩混凝土防滲墻塌坑機理與處理  12.1  概述  12.2  塌坑機理分析  12.3  槽孔壁砂層塌落解析  12.4  塌坑過程的非連續(xù)介質(zhì)數(shù)值模擬  12.5  塌坑過程的連續(xù)介質(zhì)數(shù)值模擬  12.6  多塌坑相繼發(fā)生的連續(xù)介質(zhì)數(shù)值模擬  12.7  塌坑預(yù)防措施  12.8  塌坑處理技術(shù)  12.9  結(jié)語第13章  平原大型調(diào)蓄水庫工程關(guān)鍵技術(shù)研究  13.1  概述  13.2  高含水量土料筑堤技術(shù)  13.3  改性粉細(xì)砂筑堤技術(shù)  13.4  調(diào)蓄池圍堤護坡工程技術(shù)  13.5  原型觀測資料分析與護坡型式確定  13.6  平原引調(diào)水調(diào)蓄工程防滲技術(shù)第14章  水電站采用110kV GIS全封閉組合電器防霧化設(shè)計  14.1  概述  14.2  應(yīng)用實例  14.3  應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)原理  14.4  主要技術(shù)特點  14.5  結(jié)語第15章  水力機械新技術(shù)在水電站的應(yīng)用  15.1  概述  15.2  主要參數(shù)  15.3  新技術(shù)內(nèi)容  15.4  技術(shù)原理第16章  二拖一水輪發(fā)電機組控制系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用  16.1  概述  16.2  新技術(shù)內(nèi)容  16.3  技術(shù)原理  16.4  結(jié)語第17章  海河流域河道險工加固治理技術(shù)應(yīng)用  17.1  概述  17.2  河道險工治理技術(shù)  17.3  河道治理效益分析與評價第18章  環(huán)京津生態(tài)屏障修復(fù)技術(shù)  18.1  概述  18.2  主研區(qū)自然概況與水資源供需現(xiàn)狀  18.3  主研區(qū)水環(huán)境變遷與水利建設(shè)關(guān)系的分析  18.4  環(huán)京津生態(tài)環(huán)境修復(fù)工程作用評價  18.5  生態(tài)環(huán)境修復(fù)工程投資效果模糊評價與投資結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算  18.6  環(huán)京津上游生態(tài)環(huán)境修復(fù)戰(zhàn)略  18.7  結(jié)語編后語

章節(jié)摘錄

插圖：跨流域調(diào)水工程施工線路長、投資大、建設(shè)周期長、工程規(guī)模大、建筑物類型多樣、實施過程復(fù)雜、參建單位多、地域分布廣，加上復(fù)雜的地質(zhì)、地形和氣候條件，給工程施工組織帶來了很大的困難，成為工程建設(shè)管理的一個挑戰(zhàn)。為了給工程技術(shù)人員、管理人員和決策人員提供科學(xué)的理論分析方法和先進的技術(shù)手段，提高跨流域調(diào)水工程施工組織設(shè)計與建設(shè)管理的現(xiàn)代化水平，將數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能、系統(tǒng)優(yōu)化等先進技術(shù)和方法引入跨流域調(diào)水工程施工領(lǐng)域，首次開展跨流域調(diào)水工程施工進度優(yōu)化與控制理論方法及應(yīng)用研究。針對我國在水利工程施工場地布置理論研究相對薄弱的現(xiàn)狀，系統(tǒng)地分析研究了跨流域調(diào)水工程施工布置方案的特點和復(fù)雜性，利用定性與定量相結(jié)合的方法，建立了具有跨流域調(diào)水工程特色的施工場地布置方案評價指標(biāo)體系，并應(yīng)用最優(yōu)傳遞矩陣對傳統(tǒng)的層次分析法進行改進，以指數(shù)標(biāo)度作為元素的比較標(biāo)準(zhǔn)，建立了跨流域調(diào)水工程施工場地布置方案的優(yōu)選模型，提出了調(diào)水工程施工場地布置方案多層次多目標(biāo)優(yōu)化決策方法，為跨流域調(diào)水工程施工場地布置方案的綜合優(yōu)化決策提供了一種可行的決策分析方法。由于傳統(tǒng)優(yōu)化方法不能很好地抽象跨流域調(diào)水工程中的復(fù)雜因素，研究引入人工智能領(lǐng)域的遺傳算法，用于求解跨流域調(diào)水工程施工系統(tǒng)資源均衡優(yōu)化問題。針對“工期固定，資源均衡，，問題，提出了基于遺傳算法的多目標(biāo)資源均衡優(yōu)化方法，以施工過程中幾種主要施工資源為優(yōu)化對象，通過調(diào)整非關(guān)鍵工序的開始時間，力求使各種施工資源的均方差同時達到最小，進而優(yōu)化跨流域調(diào)水工程的施工進度計劃。通過實例驗證，該方法能夠彌補傳統(tǒng)優(yōu)化方法的不足，不用考慮求解難度問題，可以在整個工程范圍內(nèi)均衡所有施工資源，提高了數(shù)學(xué)模型的適用性，從而使得施工系統(tǒng)資源均衡優(yōu)化更具科學(xué)性、準(zhǔn)確性和合理性。提出了基于橫道圖的施工進度三維動態(tài)可視化分析方法。采用多種組合建模技術(shù)，最大限度發(fā)揮3DS MAX，AutoCAD，GIS等軟件工具的建模功能，完成形式復(fù)雜多樣的建筑物三維數(shù)字模型的創(chuàng)建。將施工橫道圖中的施工工序與對應(yīng)的三維數(shù)字模型一一建立鏈接，從而獲得不同時刻下的施工面貌，并能夠根據(jù)施工橫道圖的調(diào)整，自動完成施工面貌更新。該方法可以直觀地描述調(diào)水工程施工過程中復(fù)雜的時空邏輯關(guān)系，通過施工面貌與施工進度計劃的交互分析，對于發(fā)現(xiàn)潛在的施工時空沖突和優(yōu)化施工進度具有重要作用。

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《水利工程勘察設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)17例》是由中國水利水電出版社出版的。

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