土工膜防滲質(zhì)量保障與高效施工裝備關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用擬申報2024年度大禹水利科學(xué)技術(shù)獎科技進(jìn)步一等獎或二等獎的公示
公示單位:新疆成業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司
2024年9月12日
《土工膜防滲質(zhì)量保障與高效施工裝備關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》
公示信息
一、項目名稱
土工膜防滲質(zhì)量保障與高效施工裝備關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用
二、提名者及提名等級
提名者:紅河哈尼族彝族自治州水利水電工程地質(zhì)勘察咨詢規(guī)劃研究院
提名等級:大禹水利科學(xué)技術(shù)獎-科技進(jìn)步一等獎或二等獎
三、項目簡介
解決我國水資源短缺和非均勻滲漏問題,是水利工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一直以來的科技挑戰(zhàn)。本項目針對我國尤其是西南地區(qū)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中采用土工膜防滲的質(zhì)量保障及高效施工中關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,通過理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗、設(shè)備研發(fā)等方法,研發(fā)了土工膜缺陷的演變及其缺陷自動檢測技術(shù)和土工膜自動鋪設(shè)施工方法,為土工膜能夠高質(zhì)、高效應(yīng)用于水利防滲工程提供理論支撐;同時,摸清了土工膜缺陷演化機(jī)理和機(jī)制及其精準(zhǔn)定位方法,自制了自適應(yīng)性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、經(jīng)濟(jì)性能比高的施工裝備,實現(xiàn)了復(fù)雜場景下的土工膜自動缺陷檢測及高效自動化施工。本項目取得的系列創(chuàng)新實用成果如下:
(1)基于復(fù)雜條件下土工膜及其焊縫力學(xué)特性試驗研究,通過探明多因素下土工膜缺陷演化機(jī)制和創(chuàng)新變形缺陷基礎(chǔ)理論,構(gòu)建土工膜焊縫剝離強(qiáng)度與脹破強(qiáng)度本構(gòu)關(guān)系,建立缺陷屬性與滲流特征動態(tài)診斷模型,提出土工膜缺陷的精準(zhǔn)定位和土工膜焊縫損傷快速無損檢測方法,解決了土工膜施工及缺陷檢測中的諸多漏檢失測弊端。
(2)針對當(dāng)前人工鋪設(shè)土工膜中效率低、費用高、質(zhì)量難以保證等諸多問題,根據(jù)水利施工機(jī)械運行原理,結(jié)合深入研究的土工膜施工工序,通過理論研究、實驗室及現(xiàn)場試驗的方法,研發(fā)了土工膜自動鋪設(shè)系統(tǒng),提高工作效率及施工質(zhì)量,有效地降低了施工成本,節(jié)約很大一部分人工費,該設(shè)備的耗電量低,加上設(shè)備的損耗,基本能節(jié)省原來人工鋪設(shè)成本的30%費用。
(3)將220V交流電壓通過變壓線圈升高到3000—5000V甚至更高,產(chǎn)生高頻電流,使高壓電極兩極間發(fā)生火花放電(高頻電場可以使電極附近的氣體分子電離,從而形成電子和離子),在土工膜檢漏器的頂端電極上放射出強(qiáng)力的火花,當(dāng)土工膜通過兩個高壓電極中間縫隙過程中,如果土工膜含有缺陷,會在漏點處發(fā)生高壓電火花,將漏點燒黑。這種基于電學(xué)滲漏檢測技術(shù),土工膜滲漏檢測中具有精度高、效率高、費用低等特點。該系統(tǒng)設(shè)備無需固定在實驗室,解決了土工膜人工檢測不到位或難以檢測的難題,對防滲土工膜進(jìn)行完整性檢測具有靈敏度高,檢測完全的優(yōu)點,經(jīng)實驗得知,針孔大小孔口也能檢測出來。
本項目為國內(nèi)外將土工膜應(yīng)用于水利工程基礎(chǔ)設(shè)施中防滲工程提供了成功的實例,為土工膜廣泛應(yīng)用提供了有益的經(jīng)驗,促進(jìn)了我國水利工程施工裝備的發(fā)展,對自主創(chuàng)新能力也起到了很大的促進(jìn)作用。
四、主要完成單位
1. 紅河哈尼族彝族自治州水利水電工程地質(zhì)勘察咨詢規(guī)劃研究院
2. 河海大學(xué)
3. 云南省紅河州水利水電勘察設(shè)計研究院
4. 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院
5. 浙江理工大學(xué)
6. 云南建投第一水利水電建設(shè)有限公司
7. 新疆成業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司
五、主要完成人基本情況
序號 |
姓名 |
性別 |
職務(wù)/職稱 |
|
1 |
段吉鴻 |
男 |
院長/正高 |
|
2 |
岑威鈞 |
男 |
所長/教授 |
河海大學(xué) |
3 |
楊菊 |
女 |
書記/正高 |
|
4 |
胡江 |
男 |
正高 |
水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院 |
5 |
王銘明 |
男 |
教授 |
浙江理工大學(xué) |
6 |
張學(xué)森 |
男 |
院長/高工 |
紅河哈尼族彝族自治州水利水電工程地質(zhì)勘察咨詢規(guī)劃研究院 |
7 |
代猛 |
男 |
高工 |
|
8 |
謝作楷 |
男 |
高工 |
紅河哈尼族彝族自治州水利水電工程地質(zhì)勘察咨詢規(guī)劃研究院 |
9 |
謝坤 |
男 |
工程師 |
紅河哈尼族彝族自治州水利水電工程地質(zhì)勘察咨詢規(guī)劃研究院 |
10 |
王梅馨 |
女 |
工程師 |
紅河哈尼族彝族自治州水利水電工程地質(zhì)勘察咨詢規(guī)劃研究院 |
11 |
王新 |
男 |
工程師 |
紅河哈尼族彝族自治州水利水電工程地質(zhì)勘察咨詢規(guī)劃研究院 |
12 |
張錄奇 |
男 |
工程師 |
紅河哈尼族彝族自治州水利水電工程地質(zhì)勘察咨詢規(guī)劃研究院 |
白雪蓮 |
男 |
副院長/正高 |
紅河哈尼族彝族自治州水利水電工程地質(zhì)勘察咨詢規(guī)劃研究院 |
|
14 |
周魁 |
男 |
高工 |
紅河哈尼族彝族自治州水利水電工程地質(zhì)勘察咨詢規(guī)劃研究院 |
15 |
吳建明 |
男 |
總工/正高 |
云南省紅河州水利水電勘察設(shè)計研究院 |
六、項目主要科研成果目錄
1.授權(quán)的代表性發(fā)明專利:
序號 |
專利類別 |
專利名稱 |
地區(qū) |
授權(quán)號 |
授權(quán)日期 |
證書號 |
權(quán)利人 |
1 |
發(fā)明專利 |
一種水利工程土工膜的自動檢測系統(tǒng)及檢測方法 |
中國 |
CN111272653B |
2022-08-23 |
第5401976號 |
紅河哈尼族彝族自治州水利水電工程地質(zhì)勘察咨詢規(guī)劃研究院 |
2 |
發(fā)明專利 |
一種水庫 區(qū)防滲漏 土工膜滲 漏檢修裝 置及其檢 修方法 |
中國 |
CN108755595B |
2020-11-24 |
第4108903號 |
紅河哈尼族彝族自治州水利水電工程地質(zhì)勘察咨詢規(guī)劃研究院 |
3 |
發(fā)明專利 |
一種壩面土工膜防滲堆石壩 、施工方法和缺陷定位方法 |
中國 |
CN109537531B |
2019-09-10 |
第3520953號 |
河海大學(xué) |
4 |
發(fā)明專利 |
一種預(yù)判 上保護(hù)層 施工時土 工膜局部 受壓破壞 的方法 |
中國 |
CN109781524B |
2020-02-18 |
第3698702號 |
河海大學(xué) |
5 |
發(fā)明專利 |
一種土工 膜水力頂 破和顆粒 刺破變形 測試裝置 及測試方 法 |
中國 |
CN108760514B |
2019-04-05 |
第3323555號 |
河海大學(xué) |
6 |
發(fā)明專利 |
缺陷土工 膜的缺陷 定量表征 與頂破強(qiáng) 度預(yù)測方 法 |
中國 |
CN111006949B |
2020-11-17 |
第4101801號 |
河海大學(xué) |
7 |
發(fā)明專利 |
土工膜防 滲土石壩 缺陷滲漏 穩(wěn)定性判 別的試驗 方法和裝 置 |
中國 |
CN111896448B |
2021-05-28 |
第4450941號 |
河海大學(xué) |
8 |
發(fā)明專利 |
含上部缺 陷堤壩滲 透破壞模 擬試驗裝 置及其構(gòu) 建方法 |
中國 |
CN106368165B |
2018-05-29 |
第2940415號 |
水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院 |
9 |
發(fā)明專利 |
考慮級配的土質(zhì)堤壩滲漏通道電法修復(fù)裝置及方法
|
中國 |
CN 117107769 B |
2024-1-23 |
第6634353號 |
水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院
|
10 |
發(fā)明專利 |
一種壩面土工膜缺陷快速探測裝置及探測方法 |
中國 |
CN 114965577 B |
2024-8-5 |
第7339430號 |
河海大學(xué) |
2. 發(fā)表的代表性科技論文:
序號 |
名稱 |
刊名 |
作者 |
年卷頁碼 |
1 |
Experimental investigations and constitutive modeling of cyclic interface shearing between HDPE geomembrane and sandy grave. |
Geotextiles and Geomembranes |
Weijun Cen, E. Bauer, L.S. Wen, et al |
2019,47(2); April 2019 |
2 |
Laboratory investigation and numerical modeling of geomembrane electrical leak detection surveys |
Geosynthetics International |
Weijun Cen, X. H. Du, H. N. He, J. Yan, M. S. Rahman |
2020, 27(5) |
3 |
Large-strain tensile behavior of geomembranes with indentations using 3D digital image correlation |
Geosynthetics International, |
Weijun Cen, H. Wang, D. J. Li, L. S. Wen |
2018,25(6);July 2018 |
4 |
Impact of transient seepage on slope stability of earth-rock dams with geomembrane barrier defects |
Environmental Geotechnics |
Weijun Cen, Dengjun Li, Hui Wang. |
2020, 7(8) |
5 |
Experimental Evaluation on Cyclic Shear Behavior of Geomembrane - Concrete Interfaces |
Journal of Testing and Evaluation |
Weijun Cen, H. Wang, X. H. Du, Y. J. Sun |
2020, 48(5) |
6 |
Evaluation of remedial measures against foundation leakage problems of earth dams on pervious conglomerate strata: a case study |
Bulletin of Engineering Geology & the Environment |
Jiang Hu, Ma F. |
2015, 75(4) |
7 |
Puncture Behavior of HDPE Geomembranes with Defects: Laboratory Investigation. |
International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering |
Weijun Cen, Zheng, C.H., Wang, H. Geng, L.Y., Wang M.M. |
2022, 8(1) |
8 |
水庫工程防滲土工膜的強(qiáng)度、滲漏與穩(wěn)定若干關(guān)鍵問題 |
應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報 |
岑威鈞,溫朗昇,和浩楠 |
2017, 25(6) |
9 |
深厚覆蓋層上復(fù)合土工膜防滲堆石壩筑壩特性研究 |
巖土力學(xué) |
岑威鈞,沈長松,童建文 |
2009,30(1) |
10 |
土工膜在開挖型水庫中的工程研究及應(yīng)用 |
中國水利水電出版社 |
段吉鴻、岑威鈞、王銘明、胡江、楊菊、代猛、謝作楷、謝坤、王新、王梅馨、吳建明、胡建偉、趙光禮、白楊清、張錄奇 |
2023.5 |