干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 北疆寒冷地区大型长距离引水工程运行维护关键技术研究

Arid

	北疆寒冷地区大型长距离引水工程运行维护关键技术研究
	梁建鹏; 李中邵; 柯敏勇; 杨玉峰; 唐云清; 刘海祥; 王培; 储锦昕; 曹兴明; 贺航; 穆振侠; 张仲; 金初阳; 王弘; 张德芹; 陈亮; 蒋威; 龙志勇; 宋春武; 张科; 赵振勇; 史祥; 卓亚·艾则孜; 单国良; 胡智农; 龚疆凤; 华建东; 许建军; 刘晓宏; 何方胜; 张磊; 王伟明; 赵建波; 李强; 赵伟; 田龙; 栾东江; 张涛; 王强
完成单位	中国石油新疆油田分公司
登记(发布)日期	2014
中文摘要	1.课题来源与背景克拉玛依引水工程设计引水量6.8亿m?/年,其中向克拉玛依引毛水量4亿m?/年。但是,因为实际输水运行期比原设计少50天左右,局部渠道过水流量比设计值少17%左右,再加上渠道维修工程量大,致使引水工程无法完成设计输水任务。为此,克拉玛依市在十二五规划中提出“改造引水工程,增加输水能力”。本课题在新疆油田公司立项,主要围绕增加渠道输水运行期和增加渠道过水流量展开研究,目的是确保工程安全运行、增加工程输水能力。 2.技术原理及性能指标课题组以水资源预警、加大流量试运行、引水工程综合诊断与评价为出发点,提炼出五个研究专题,分别从水力学、材料学、水利学、环境学等学科展开研究。增加渠道输水运行期,以减少维修时间为突破口;增加渠道过水流量,以西干渠4#、5#隧洞为突破口。最终实现了,延长渠道输水运行期15-20天,增加关键渠段过水流量4～7m?/s,提高渠道输水能力0.8～1.3亿m?,使得引水工程具备完成设计工程任务的能力。同时,课题成果提高渠道综合利用系数 1.4%,并开发了渠道快速维修技术等关键技术。 3.关键创新技术及主要技术指标 1)提出了寒冷复杂地质条件下引水工程快速维修技术研发了防渗抗裂抗硫酸盐腐蚀改性树脂乳液砂浆、改性环氧灌浆材料、结构加固专用胶和碳纤维布加固专用胶等结构修补加固新材料,以及刚柔复合防渗和外贴法加固钢筋混凝土结构等新技术。防渗抗裂抗硫酸盐腐蚀改性树脂乳液砂浆： a)粘结强度比普通砂浆提高21%,抗渗压力提高到1.50MPa,抗裂性能提高5倍,干湿交替抗硫酸盐侵蚀能力提高2倍,抗冻性能从F50提高到F300,养护周期缩短为7天; b)工程直接费用增加了80%,但由于耐久性提高2.5倍以上,全寿命周期的维修费用大幅降低,有效解决了北方寒冷地区硫酸盐和冻融耦合环境下的渠道快速修补难题。大口径大变形管节渗漏修补新技术：可使伸缩缝适应变形能力较普通处理方式提高2倍,寿命延长1倍,在30米水头作用下渗漏减少量达95%;同比其他处理方法施工效率提高50%以上。环向预应力混凝土开裂的主动控制新技术：最小安全弯曲半径可达50cm;预应力摩阻损失值近似为0;强度设计值等于直线布置时设计值;单层切向预应力可达200kN,可以多层设计。外贴法加固混凝土结构技术：外贴钢板加固钢筋混凝土梁的承载能力平均提高了71%,外贴碳纤维加固平均提高93%,混凝土短柱承载能力提高近80%,延性提高120%以上;加固效率与拆除重建等相比具有不中断正常运行、施工时间短的特点,特别适用于不能中断正常运行水工结构加固。明渠伸缩缝止水新材料：通过调整配方将聚氨酯可施工温度从10℃降到5℃,同时增加材料低温工作性,缩短低温下固化时间,避免寒潮影响,更适合寒冷地区施工;改进后的聚氨酯性价比优良。 2)创建了隧洞增流缓降综合处置技术阐明了梯形明渠-马蹄形隧洞过渡段水力学特征、约束条件和设计关键,为类似工程设计提供了重要理论依据。通过经济适用的改造方案,增加过水流量4-7m?/s(10-17%)。 3)开发了干旱、寒冷、多风荒漠区近自然免维护荒漠草本植被边坡防护技术筛选出适合于近自然免维护12种荒漠草本植物,以椰壳纤维网非生物防沙护坡材料和早春浇灌补水为辅助手段激活种子库,构建了渠道荒漠草本植被边坡生态防护技术。试验区植物成活率总体达到70%以上,盖度平均达到50%以上。 4)建立了基于HSE的全方位水利管理体系建立了从制度体系、技术措施、检查考核体系、监督整改体系,到回访评价体系的一整套HSE闭合环形管理体系,开发了GPS渠道巡检管理系统等五大现代化管理系统,实现水利工程企业化管理集成创新。基于GPS的渠道巡检管理系统： a)人员精简高效,沿线巡渠人员加技术人员平均0.24人/公里; b)应急响应速度从6小时缩短到30分钟以内,实现远程同步会诊;c)实现了通水期无间断运行。 4.主要成果及其应用项目研究周期历时8年,技术成熟度高。成果已应用于国内13个地区29个大中型工程,其中疆内10个地区13个大中型工程。重点应用地区为克拉玛依引水工程329km干渠和沿线福海、和丰等20余地。引水工程因此节约改扩建和维修费用50亿元,工程沿线及周边地区增加经济效益0.3亿元,合计经济效益50.3亿元。最终解决了引水工程输水能力不足、维修难度大等关键问题,为克拉玛依市和油田用水提供了保障。 2014年克拉玛依市城市绿地率38.9%,森林覆盖率13.95%,碳汇林面积8.5万亩,湿地32.6km2,依水建成一个4A级景区,实现了由原来的石油工矿荒漠区向功能齐全环境优美的综合型城市转化,社会效益和环境效益十分显著。成果适用于类似干旱、寒冷、荒漠地区的引水工程明渠,也可以推广到类似条件的交通、工民建等工程的运行管理和维护,技术和材料安全稳定。成果应用中,无明显缺陷问题。
中文关键词	引水工程 ; 运行维护 ; 快速修复 ; 综合诊断 ; 智能调度
成果类型	应用技术
中图法分类号	TV674
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001661896
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243478
推荐引用方式 GB/T 7714	梁建鹏,李中邵,柯敏勇,等. 北疆寒冷地区大型长距离引水工程运行维护关键技术研究[Z]. 应用技术,2014.