水利部水工程建设与安全重点实验室

2018-07-06

  水利部水工程建设与安全重点实验室成立于2004年,依托单位为中国水利水电科学研究院。

  重点实验室立足国家水利水电工程建设的需要,主要承担和解决大中型水利水电工程设计、施工和运行中提出的结构与材料应用基础理论和应用技术问题,以及国家科技攻关项目、水利部、国家电力公司和国内流域水电开发公司、国家自然基金项目中有关课题的研究,为工程设计与施工和国家宏观决策提供科学依据。

  重点实验室主要研究方向是:水工混凝土结构工程的应用基础理论及坝工关键技术研究;水工混凝土的耐久性定量化设计及安全运行寿命评估方法研究;水工混凝土高性能化的应用基础研究、适用于特殊及严酷环境的混凝土技术研究、新型混凝土外加剂和掺合料的研究;水工混凝土建筑物老化病害检测、评估及修补加固技术;水工结构新型防水止水结构与材料的应用技术和产品化研究、水工高分子材料修补防护材料与结构研究;水工沥青混凝土防渗结构、材料及防渗技术研究等。

  近五年来重点实验室取得了以下重大成果:

  (1)高混凝土坝结构安全关键技术研究与实践

  主要研究内容:多元胶凝粉体配制低热抗裂高耐久混凝土的室内及现场实验研究,高耐久性混凝土在三峡工程和向家坝工程的施工应用与实践;混凝土老化状态定量评估方法。

  主要创新点:发现了多元胶凝粉体的紧密堆积和复合胶凝效应,提出了配制低热高抗裂高耐久混凝土新方法。研制了全自动全景荧光显微镜,开发了混凝土微裂纹全景定量分析技术,提出了基于微裂纹密度的混凝土老化损伤评价方法,建立了微观损伤与弹性波测定宏观性能之间的关系,弹性波信号可穿透30m厚的混凝土。揭示了冻融、碱骨料反应、溶蚀作用下混凝土性能的衰减规律和机理,建立了以损伤度为变量的混凝土力学性能衰减和预测模型。

  (2)高混凝土面板堆石坝安全关键技术研究及工程应用

  主要研究内容:200m级高混凝土面板堆石坝止水防渗与面板防裂技术。

  主要创新点:针对高面板坝防渗安全问题,提出了动态稳定止水新理念,提出了止水新结构和新材料,建立了几何非线性大变形模型,提出了止水量化设计准则,研制了高水压三向大变位止水仿真试验设备;基于孔结构、界面过渡理论,提出了面板混凝土抗裂、耐久的新方法,解决了面板止水及防渗安全的核心问题,形成了200m 级高面板坝止水防渗与面板防裂成套技术。

  (3)我国大型抽水蓄能电站建设关键技术研究与实践

  主要研究内容:水工沥青混凝土面板防渗技术及配套施工设备,沥青面板、混凝土面板的耐久性定量设计方法。

  主要创新点:开发了抗冻断温度可达-45℃的改性沥青;提出了抗高温流淌的沥青混凝土稳定骨架结构理念及配合比设计方法;开发了BGB塑性接头材料和滑垫式沥青面板接头结构;研究改进了保温料仓、牵引台车和喂料车等拌合及斜坡摊铺配套设备,完善了沥青施工质量控制体系。提出了沥青面板、混凝土面板的耐久性定量设计方法;建立了混凝土耐久性评价准则并开发出了超耐久混凝土。

  (4)水电工程低热硅酸盐水泥混凝土特性与应用关键技术

  主要研究内容:低热硅酸盐水泥混凝土的工程特性及应用技术。

  主要创新点:针对高拱坝高强混凝土和水电工程抗冲磨混凝土极易发生温度裂缝的难题,提出了用低热硅酸盐水泥配制高坝大体积混凝土和抗冲磨混凝土技术,进行了低热水泥混凝土全性能测试和抗裂性分析,大幅度提高了高拱坝混凝土的抗裂安全系数,解决了C50以上高强抗冲磨混凝土普遍开裂的难题。

  (5)混凝土面板接缝涂覆型柔性盖板止水结构研究及应用

  主要研究内容:针对目前面板坝面板接缝表层止水存在的防护盖板与混凝土面脱空、外露固定螺栓在水位变化区易冻胀脱落等突出问题,提出了混凝土面板接缝涂覆型柔性盖板止水结构,建立了完整的从材料与结构设计到施工工艺以及质量控制方法的面板坝表层止水成套技术。

  主要创新点:1、提出了混凝土面板接缝涂覆型柔性盖板止水结构并应用于实际工程,大大提高了面板坝接缝止水的可靠性和安全性;2、开发了与SK单组分聚脲配套的潮湿混凝土界面剂,保证了SK单组分聚脲涂层与混凝土之间的粘接强度;3、提出了涂覆型柔性盖板止水结构的施工工艺和质量控制方法,并完成了现场施工。

  近五年来重点实验室获2项国家科技进步奖二等奖:高混凝土坝结构安全关键技术研究与实践、高混凝土面板堆石坝安全关键技术研究及工程应用。