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混凝土砌块护坡技术在治淮工程中的应用与创新

信息来源:hunningtu.biz  时间:2008-03-10  浏览次数:146

  淮河水利委员会办公室副主任 董开友
  在水利部国科司的大力支持下,淮委自2001年、2004年、2005年分别承担了三个“948”计划项目,总计引进经费56万美元,配套经费138万元人民币(包括中央配套28万元),折合人民币总额为604.8万元。目前,已有一个项目顺利完成并通过验收和成果鉴定,其余两个项目也在收尾总结阶段。总体来看,淮委承担的三个项目在实施过程中还是比较顺利的,效果和作用也是明显的。下面重点汇报《混凝土砌块护堤技术》项目在引进、吸收、消化、推广过程中,形成自主知识产权的工作情况。
  一、引进项目概况
  1、立项背景及意义
  我国常见的护坡形式,有抛石、砌石、现浇混凝土、沥青混凝土等,这些传统的护坡形式有其适用条件,也都存在明显不足。以预制的混凝土砌块作为护面层单元的铺砌式混凝土砌块护坡近年来在欧美国家广泛得到应用,而我国则处于起步阶段。混凝土砌块护坡抗动力作用效果好,施工方便快捷,工程质量易于控制,有一定柔性,整体美观环保。
  我国幅员广阔,内陆水域湖泊、水库、河道众多,护坡工程量大,尤其是1991年淮河大洪水后,19项治淮骨干工程相继开工,更为新型护坡材料的研究提供了广阔市场。在这种形势下淮委酝酿提出的“混凝土砌块护堤技术”研究项目,于2001年7月被正式批准列入水利部“948”计划,并得到16万美元研究经费用于关键技术的引进(折合人民币132.80万元),拨入配套经费人民币8万元;淮委作为引进项目承担方投入配套经费人民币50万元。项目总投入为190.80万元。2002年初相关工作全面展开。
  2、引进内容及执行情况
  引进内容:按合同要求引进的是技术资料和关键设备两部份。引进国别为德国、荷兰。引进的方式是贸易和合作研究。
  技术资料方面:引进了砌块模具设计、砌块配方、砌块自锁与互连技术、砌块护坡设计等。
  关键设备方面:引进了德国玛莎公司生产的6套水平联锁砌块生产模具及部分配件。
  此外,根据砌块护坡实际,在合同之外,利用自有资金引进多套垂直联锁砌块模具和荷兰砌块护坡稳定计算软件等。
  执行情况:整个项目实施过程中,通过走出去、请进来等方式,就砌块护坡涉及的多项内容进行交流与合作。2002年派6人的代表团赴德国、荷兰学习,培训砌块块型及模具设计、砌块配方和生产工艺等内容,实地考察德国、荷兰砌块护坡应用情况;先后多次与德国玛莎公司、施乐斯·非凡公司、欧马克公司、兰福模具公司等就砌块模具、砌块块型、配方、生产工艺等开展技术交流及合作研究;邀德国比勒费尔德大学Fritz教授等外国专家先后9人十多次来华指导、培训;向荷兰Delft水力学研究所专家Breteler就砌块护坡设计及稳定厚度计算等进行技术咨询。
  成果鉴定情况:2004年12月17日~18日,水利部国际合作与科技司在安徽省蚌埠市主持召开了《混凝土砌块护堤技术》成果鉴定会。与会专家审阅了相关技术资料,实地考察了引进的砌块生产设备、生产现场和砌块护坡工程,听取了项目承担单位关于项目实施及成果应用汇报。经充分讨论,评定该研究成果总体上达到国际先进水平,其中无绳索连接开孔垂直联锁技术达到国际领先水平。
  二、引进技术的吸收与创新
  特别设计、经先进生产线工厂化制作而成的混凝土砌块具有护砌厚度小、产品质量稳定、易于控制工程质量和工期,护坡结构整体美观、环保等特点。借鉴国外在混凝土砌块护坡研究和应用上的成功经验,经消化、吸收,结合生产实际,我委工程技术人员就混凝土砌块护坡设计、砌块生产、施工等方面亟待解决的问题,与科研单位开展了积极合作,在治淮工程建设中成功的取得以下成果:
  1、开发生产的植生砌块和抗动力作用护坡砌块两大类十多种产品广泛应用于淮河流域水利工程护坡;护砌总面积超过 200万平方米,部份工程已经受了2003年淮河大洪水的考验,受到了社会各界广泛认同,开创了国内引进技术工厂化大规模制作的先例。之后,安徽、江苏、浙江、天津、河北、湖北、河南、山东等地的多家单位先后与我委联系,现已经有很多水利工程推广应用了混凝土护坡砌块。
  2、与南京水利科学研究院合作,对抗动力作用护坡砌块进行抗波浪作用系列模型试验研究,定量验证了砌块开孔、水平联锁和垂直联锁结构的抗波浪作用效果,从而导出了护坡稳定厚度计算公式。即:
  (1)规则波
  式中:D为砌块厚度,H为规则波波高,R为系数,对实体砌块取0.225,对开孔砌块取0.152,Δ为相对密度,ξ为破波参数 ,α为坡角度,L为波长。
  (2)不规则波
  式中:R对实体砌块取值为0.26,对开孔砌块R取值0.168,对垂直联锁开孔砌块R取值0.12~0.14,Hs为有效波高,破波参数 , 为平均波长。
  由于护坡工程实际经受的波浪作用为不规则波,在实际应用中可采用不规则波计算公式,并根据工程的重要性考虑10~30%的安全系数。
  3、特别设计的垂直联锁砌块以其良好的抗波浪作用效果和新颖的外观获得国家外观设计和实用新型专利,并在国家大型工程临淮岗洪水控制工程中大规模应用。
  4、首次在国内较为全面、系统地提出了砌块块型开发、稳定厚度计算、砌块生产与检测及施工工艺方法和基本要求,对砌块护坡推广应用具有重要的指导意义。目前我委正在与中国建筑砌块协会合作编制《混凝土护坡砌块》产品行业标准。
  

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