[00119882]滨海大型水利枢纽工程抗侵蚀与高效施工关键技术

淮河入海水道是解决淮河水患的重大工程,而通榆河与入海水道汇交于滨海。滨海枢纽工程的结构形式为上槽下涵以保证淮水与通榆河两水系独立且保证淮水行洪的通畅。勘测结果表明：滨海枢纽的地下水中不仅含有强氯离子,也有强硫酸根离子。因此,滨海枢纽的高安全性与高耐久性难度在于,必须考虑硫酸盐与氯盐对工程的耦合侵蚀作用,并构筑具有高抗侵蚀性能的地下工程结构。本项目紧紧围绕这一核心问题,探索出双强盐侵蚀下的混凝土劣化机理与规律、设计出高抗侵蚀性的混凝土材料、发展出高效施工技术将高耐蚀混凝土材料构筑成抗侵蚀结构。 本项目的主要创新点如下： 1.揭示了硫酸盐、氯盐、荷载多因素作用条件下混凝土损伤演化机理。通过实验发现延时钙矾石膨胀力对混凝土微损伤成核的关键作用;建立了基于侵蚀损伤对有害离子扩散耦合作用的非线性扩散方程,首次给出了侵蚀损伤加快有害离子扩散现象的定量分析;发现了即便是压缩荷载也会加速侵蚀损伤的现象;发展出以电阻率变化测试混凝土侵蚀损伤的新方法,并设计研制了相关的仪器设备。 2.开展了滨海枢纽工程耐蚀混凝土材料设计。设计出新型硫酸盐—氯盐—荷载联合作用下混凝土力学性能的劣化规律的预应力测试装置;发现了继续水化及延时钙矾石填充的强化效应与侵蚀损伤弱化效应之间的竞争机制;率先探索了混凝土在双因素侵蚀下的蠕变特性和冲击性能演变特性;开展以JM-Ⅲ作为外加剂和粉煤灰作为掺合料改善混凝土的微结构,提出了合理的材料配比,替代高成本的抗硫酸盐水泥并保证了混凝土的高耐蚀性。 3.发展了安全高效地下结构工程施工技术。发展出振动沉模防渗板墙施工新技术,安全有效地解决了防渗板墙施工过程中的沉模问题;发展出液压成槽机连续开槽施工地下连续墙施工新技术,安全有效地解决了沉积层与原地下海床之间的渗透问题。 解决上述难题的关键技术中,已发表期刊论文99篇（未列入包括EI收录在内的会议论文）,其中SCI收录的国际学术期刊论文23篇;取得国家授权发明专利8件,软件著作权1项,省级工法2项。竣工以后的十年来,工程获得了2003年度江苏省“扬子杯”优质工程奖和2005年度“中国水利工程优质奖”。滨海枢纽工程还作为主要骨干工程,与淮河入海水道的其他工程一起整体获得“全国优秀工程设计金奖”、“鲁班奖”、“詹天佑奖”、“新中国百项经典暨精品工程奖”等。工程经受住了2003年和2007年2次全流域性大洪水的考验,共泄洪78亿立方米,与淮河入海水道其它工程一起实现防洪减灾效益为49.07亿元。本成果不仅在滨海枢纽得到成功实施,而且在南水北调工程和洪泽湖大堤工程等重要工程中得到进一步应用,推动和行业发展和科技进步。项目培养博士1名,培养硕士12名。造就了一支集产学研为一体的研究海洋环境下大型水利枢纽工程的材料设计与工程高效施工的创新团队。