內容簡介
《水利工程勘察設計與施工關鍵技術17
封面作者簡介
顧輝，男，1951年生，河北棗強人，正高級工程師，省工程勘察設計大師。中共黨員。1976年畢業於華北水利水電學院水利專業。現任河北省水利水電勘測設計研究院院長、黨委書記、院專家委員會主任；《水科學與工程技術》主編；天津大學、三峽大學、華北水利水電學院兼職教授；曾任設計院總工程師；國家重點水利工程桃林口水庫建設指揮部副主任。30多年來他一直從事水利水電事業，主持完成了大型水利工程設計與建設10餘項，獲國家、省部級科技進步等獎21項，發表學術論文138篇，出版著作12部。主要著作有：《岩基上重力壩抗滑機理分析及提高安全度對策》、《水利科技與工程設計》、《寒冷地區碾壓混凝土築壩技術》、《水工建築物最佳化設計》等。
他曾獲天津市勞動模範、河北省水利學術帶頭人、水利部南水北調工程規劃先進個人、全國水利行業優秀院長、優秀中青年技術人員、河北省有突出貢獻的中青年專家、享受國務院特殊津貼、省管優秀專家、優秀專業技術人才及共和國60年功勳文藝家等榮譽稱號。
王雲倉，男，1969年生，河北丰南人，工學博士。中共黨員。水工建築專業高級工程師，現任河北省水利水電勘測設計研究院設計四處主任。
20年來他一直從事水利水電工程設計工作，工程設計經驗豐富。曾主持完成30餘項大中型水利水電工程設計，完成大型工程項目包括南水北調中線京石段應急供水工程渡槽、倒虹吸、道路橋樑等建築物設計，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。在公開發行刊物上發表有一定學術水平的論文8篇。
陳衛國，男，1971年生，河北青龍人。工程碩士學位。水工建築專業高級工程師、註冊土木工程師（水利水電水工結構專業）、國家一級註冊結構工程師。現任河北省水利水電勘測設計研究院技術質量部部長，兼任天津國騰公路設計分院院長。
長期從事水利水電工程設計及管理工作。曾主持20餘項大中型水利工程設計，大型工程項目包括南水北調中線京石段應急供水工程渡槽、倒虹吸等大型調水建築物設計；主持完成近10餘座大中型水庫除險加固工程。在公開刊物上發表學術論文20餘篇，主要著作有《病險水庫土石壩加固設計30例》、《輸水建築物渡槽工程勘察設計95例》等。
目錄
序第1章綜述
1.1跨流域調水工程
1.2水庫工程
1.3水電站工程
1.4生態與環境
第2章大孔口倒虹吸薄壁結構混凝土防裂縫綜合技術
2.1概述
2.2倒虹吸工程防裂縫技術
2.3結構防裂縫措施
2.4施工仿真計算
2.5嚴格施工工序確保施工質量
2.6工程檢測及評價
2.7結語
第3章特大型渡槽工程三向預應力結構設計與計算
3.1概述
3.2槽身單向預應力修改為三向預應力
3.3槽身單向預應力結構計算
3.4槽身三向預應力結構計算
3.5槽身結構有限元分析覆核
3.6槽身結構最佳化前後的工程量和投資比較
3.7結語
第4章跨流域調水工程施工進度控制關鍵技術及套用
4.1概述
4.2跨流域調水工程施工場地最佳化布置
4.3跨流域調水工程施工進度最佳化
4.4跨流域調水工程施工進度控制
4.5網路環境下跨流域調水工程施工進度最佳化與控制系統的研製開發
4.6南水北調中線應急供水工程套用
4.7結語
第5章重力壩高岸坡壩段的穩定計算分析
5.1概述
5.2重力壩岸坡壩段三維穩定分析原理
5.3重力壩岸坡壩段三維穩定分析
5.4計算實例分析
5.5重力壩岸坡段三維荷載計算
5.6結語
第6章大型水庫重力壩利用定量參數確定最優建基面的研究
6.1概述
6.2壩基建基岩體質量評價研究
6.3壩基弱風化岩體經固結灌漿試驗後對可利用程度分析
6.4對壩基建基岩面開挖控制的岩體表層n項參數的建議
6.5結語
第7章大型水庫重力壩底孔三維有限元應力計算與分析
7.1概述
7.2桃林口水庫底孑L概況
7.3技術原理
7.4主要參數
7.5計算模型
7.6計算工況與荷載
7.7計算結果分析
7.8結語
第8章水庫大壩深層抗滑穩定分析及處理措施
8.1概述
8.2工程概況
8.3工程地質條件
8.4壩基深層抗滑穩定分析
8.5大壩基礎處理措施
8.6結語
第9章大型水庫最佳化調度研究
9.1概述
9.2數學模型的建立
9.3最佳化調度結果
9.4結語
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大型現場碾壓試驗
10.3洋河水庫大壩加固斷面最佳化分析
10.4非常溢洪道引沖式自潰壩沖刷模擬計算
10.5水庫最佳化調度管理研究
第11章大型水庫溢洪道下遊河床沖刷數模分析
11.1概述
11.2二維數學模型分析研究
11.3結語
第12章大型病險水庫土壩混凝土防滲牆塌坑機理與處理
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塌坑過程的非連續介質數值模擬
12.5塌坑過程的連續介質數值模擬
12.6多塌坑相繼發生的連續介質數值模擬
12.7塌坑預防措施
12.8塌坑處理技術
12.9結語
第13章平原大型調蓄水庫工程關鍵技術研究
13.1概述
13.2高含水量土料築堤技術
13.3改性粉細砂築堤技術
13.4調蓄池圍堤護坡工程技術
13.5原型觀測資料分析與護坡型式確定
13.6平原引調水調蓄工程防滲技術
第14章水電站採用110kVGIS全封閉組合電器防霧化設計
14.1概述
14.2套用實例
14.3套用領域和技術原理
14.4主要技術特點
14.5結語
第15章水力機械新技術在水電站的套用
15.1概述
15.2主要參數
15.3新技術內容
15.4技術原理
第16章二拖－水輪發電機組控制系統開發及套用
16.1概述
16.2新技術內容
16.3技術原理
16.4結語
第17章海河流域河道險工加固治理技術套用
17.1概述
17.2河道險工治理技術
17.3河道治理效益分析與評價
第18章環京津生態屏障修復技術
18.1概述
18.2主研區自然概況與水資源供需現狀
18.3主研區水環境變遷與水利建設關係的分析
18.4環京津生態環境修復工程作用評價
18.5生態環境修復工程投資效果模糊評價與投資結構最佳化計算
18.6環京津上游生態環境修復戰略
前言
水利工程實現防洪減災，興水利，除水害。新中國成立以來的科學治水方略不斷完善，傳統水利正在向現代水利轉變。20世紀80年代正式將水利納入國家基礎產業範疇，水利改革發展取得新突破，民生水利帶給百姓越來越多的實惠，水利事業越來越成為經濟社會可持續發展的動力。目前，全國已建成江河堤防約28.69萬km，修建各類水庫8.5萬多座，重點堤防設防標準提高到50年一遇。水利工程年實際供水量達到5000多億m。，基本滿足了城鄉經濟社會和生態環境的用水需求。但在轉變治水思路，創新治水實踐，水利日益成為建立資源節約型和環境友好型社會的基礎產業過程中，既積累了豐富的建設經驗，也出現了大量關鍵技術問題，影響著水利工程的建設進度或工程效益的發揮。在跨流域調水工程中常用倒虹吸和渡槽工程的設計和施工技術，水庫工程中的高邊坡、建基面、底孔、壩基深層抗滑穩定、河床沖刷、防滲牆、最佳化調度、除險加固、平原水庫堤防技術，水電站工程中的防霧化、水利機械設計、二拖－水輪發電機組技術，水生態與環境治理中的河道險工加固、生態屏障修復等關鍵技術都是水利工程設計、施工、運行管理中經常出現的挑戰性難題，往往需要反覆論證、研究才能給出最佳解決方案。高興地看到《水利工程勘察設計與施工關鍵技術17例》作者根據多年積累的建設經驗，進行了深入系統的總結和提煉，編著此書，對作者勇於探索的精神深表欽佩。精彩書摘
跨流域調水工程施工線路長、投資大、建設周期長、工程規模大、建築物類型多樣、實施過程複雜、參建單位多、地域分布廣，加上複雜的地質、地形和氣候條件，給工程施工組織帶來了很大的困難，成為工程建設管理的一個挑戰。為了給工程技術人員、管理人員和決策人員提供科學的理論分析方法和先進的技術手段，提高跨流域調水工程施工組織設計與建設管理的現代化水平，將資料庫技術、網路技術、人工智慧、系統最佳化等先進技術和方法引入跨流域調水工程施工領域，首次開展跨流域調水工程施工進度最佳化與控制理論方法及套用研究。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狀，系統地分析研究了跨流域調水工程施工布置方案的特點和複雜性，利用定性與定量相結合的方法，建立了具有跨流域調水工程特色的施工場地布置方案評價指標體系，並套用最優傳遞矩陣對傳統的層次分析法進行改進，以指數標度作為元素的比較標準，建立了跨流域調水工程施工場地布置方案的優選模型，提出了調水工程施工場地布置方案多層次多目標最佳化決策方法，為跨流域調水工程施工場地布置方案的綜合最佳化決策提供了一種可行的決策分析方法。
由於傳統最佳化方法不能很好地抽象跨流域調水工程中的複雜因素，研究引入人工智慧領域的遺傳算法，用於求解跨流域調水工程施工系統資源均衡最佳化問題。針對“工期固定，資源均衡，，問題，提出了基於遺傳算法的多目標資源均衡最佳化方法，以施工過程中幾種主要施工資源為最佳化對象，通過調整非關鍵工序的開始時間，力求使各種施工資源的均方差同時達到最小，進而最佳化跨流域調水工程的施工進度計畫。通過實例驗證，該方法能夠彌補傳統最佳化方法的不足，不用考慮求解難度問題，可以在整個工程範圍內均衡所有施工資源，提高了數學模型的適用性，從而使得施工系統資源均衡最佳化更具科學性、準確性和合理性。
提出了基於橫道圖的施工進度三維動態可視化分析方法。採用多種組合建模技術，最大限度發揮3DSMAX，AutoCAD，GIS等軟體工具的建模功能，完成形式複雜多樣的建築物三維數字模型的創建。將施工橫道圖中的施工工序與對應的三維數字模型一一建立連結，從而獲得不同時刻下的施工面貌，並能夠根據施工橫道圖的調整，自動完成施工面貌更新。該方法可以直觀地描述調水工程施工過程中複雜的時空邏輯關
