水电工程施工技术样本.doc

教 育 部水电工程施工技术工程研究中心全 称：水电工程施工技术工程研究中心 所属行业领域：水利、电力 依 托 高 校：三峡大学 中 心 负 责 人：周厚贵 黄达海 保长汉 罗先启 电 话：[phone] 传 真：[phone] 联 系 人：保长汉 电 话：[phone] 传 真：[phone] 详 细 地 址：湖北省宜昌市云林路32号 邮 政 编 码：443002 填 报 日 期：11月5日目 录一、项目摘要（l）二、项目背景和必需性（6）三、三峡大学现有基础条件 （20）四、关键目标和任务 （35）五、中心组建总体设计和布局结构 （39）六、近期拟实施高新技术产业化项目名称及其可行性分析 （43）七、依靠单位意见（组织、条件、保障等） （61）八、省教育厅意见 （63）九、附件1 投资确保书（64） 附件2 企业章程（65） 附件3 有市场前景关键科技结果介绍（77） 附件4 三峡大学介绍（80） 附件5 三峡大学关键学科、关键试验室介绍（83） 附件6 三峡大学文件（88）教育部水电工程施工技术工程研究中心建设项目可行性研究汇报一、项目摘要三峡地域在长江中上游和中国中西部结合部，宜昌市在三峡出口，它是中国乃至世界最大水电基地，交通发达、运输便利。三峡大学便坐落在湖北宜昌市，在三峡水利枢纽和葛洲坝水利枢纽工程近旁，它是经教育部同意于6月由原武汉水利电力大学宜昌校区和原湖北三峡学院组建而成。新组建三峡大学是一所以水电为关键特色综合性大学，有水工结构工程、水电站仿真、岩土工程研究中心等一批省部级关键学科和关键试验室，学科优势显著，综合实力强，在中国外享受一定声誉。三峡大学所在地湖北省宜昌市，是世界上最大水电基地，宜昌市经济关键特色是水电，建设世界最大水电城是宜昌市奋斗目标。在学校近旁有世界著名最大水电工程三峡工程，中国外多种优异施工机械和施工技术在工程中使用，中国最大水电施工企业中国葛洲坝水利水电集团企业就毗邻我校，曾引进、吸收和开发了一大批新施工技术。学校充足利用行业及地域优势，抓住三峡、清江流域开发大好时机，主动为国家关键工程和地方经济建设服务。近几年完成和现在负担国家关键攻关课题、国家自然科学基金课题、三峡工程建设重大课题、霍英东基金项目等数十项，逐步形成了含有本身特色研究方向，在高坝筑坝和施工技术、监测新技术及安全监控技术、新型建筑材料、爆破新技术、计算机仿真和控制技术、水电工程施工过程计算机多媒体三维动态模拟等方面含有较大优势。 水利水电工程施工是一项复杂系统工程问题，包含原因比较多，从施工技术，施工机械到施工组织管理是十分复杂。就施工技术而言，不一样类型水电工程有不一样施工方法及技术。伴随现代高新技术不停发展，新材料不停涌现，大容量高速计算机出现，使施工方法不停革新，施工技术日新月异。能够说，现代水电工程建设行业是一个知识密集、技术密集、资金密集型产业。引进、吸收、应用新技术，开发新产品，对水利水电工程行业及相关行业来说，是一项含有十分宽广前景高新技术产业。 现在，中国水电工程施工技术，引进和应用技术方面比较多，开发利用、创建自己品牌产品则极少。研究和开发觉有施工技术，形成产品，推向市场，对推进中国水利水电工程建设，改革水电工程施工技术市场相关键理论和实际意义。 水电工程施工技术研究中心建设项目，就是在我校多年科学研究结果基础上，将结果转化为产品，经过市场推广到水电工程施工企业，加速水电工程施工技术改革，将结果转化为生产力，为国民经济建设服务。 本中心现在关键任务是，将我校已完成国家自然科学基金项目，国家“八五”重大科技攻关项目，霍英东基金项目，国家电力企业重大项目标研究结果在水电工程施工领域形成三个优势研究和开发方向，结合三峡工程、清江水布地工程具体实践，在中国长江三峡工程开发总企业，中国葛洲坝水利水电集团企业，湖北清江水电开发有限责任企业支持下进行开发和中试，形成产品，推向市场。三个有特色和优势研究和开发子项目介绍以下： l、工程爆破爆炸能量转化精密控制成套技术研究和开发 关键研究水利水电工程及其它工程爆破中爆炸能量转化精密成套技术，开发系列高效爆破炮眼堵塞材料，改善施工工艺，提升爆破炮眼堵塞质量和技术，避免爆炸气体产生直接由炮眼口外泄，大幅度提升工程爆破过程中爆炸能量利用率。提升破碎岩体效果，显著地提升工程爆破经济效益和安全性，同时降低爆破有害效应。该技术含有以下优点：材料起源可靠，工艺简单；使用方便，安全可靠；适用范围宽，易推广；耐久性能好，易存放；总投资少，收效快，利润高。 该研究方向在中国长江三峡工程开发总企业等单位资助下，进行 了大量研究工作，研究出了一批有价值科研结果，有一项结果曾获第二届国际“爱因斯坦”新发明、新技术（产品）博览会“国际金奖”，并已申请专利。该技术及产品通常可节省炸药2030，降低炮孔1520，效益十分显著。该研究和开发方向将对这种堵塞技术及产品进行深入研究和开发，包含不一样种类新材料开发，使之性能、特征产品质量更安全、可靠、经济、实用，形成系列产品和成套技术，增强市场竞争能力，并在建筑行业各市场中推广应用。 2、分布式光纤传感监测技术及光纤传感器系列研究和开发 该方向关键从事分布式光纤传感技术及光纤传感器系列研究和开 发，分布式光纤传感技术是传感技术发展中尖端领域和研究开发烧点， 属高新技术。它关键是研究光纤传感技术在大坝、道桥、机场、港口、电厂施工及运行期间安全监测中应用，并研制成份布式光纤传感器系列，形成高新技术产品在工程中应用。光纤传感技术和传统传感技术相比，含有显著优点，可实现远距离 测量和监控，范围广，信息量大，成本低，精度高，在含有强电磁干扰、易燃易爆或强腐蚀严酷条件下，分布式光纤传感器含有没有可比拟优点。本方向关键从事以下方面研究和开发： 各类光纤传感器和埋设工艺及定位技术； 各类光纤传感器及细部结构、连接和检测技术； 光纤和结构材料高分子粘接材料研究； 各类光纤传感器及其阵列传感信号处理； 各类光纤传感器及其适用性、耐久性和稳定性问题研究。 该方向在国家自然科学基金项目，国家电力企业重大项目标资助下，已研究和开发了一批有价值科研结果，在周围部分工程中应用，效果好，深入研究和开发可形成产品，含有十分宽广应用前景和市场。3、水电工程施工多媒体计算机仿真系统研究和开发 该研究方向关键从事三维计算机图形图像技术和可视化技术在水电工程施工过程中应用。它以工程所处地形、水文、相关工程为基础数据库系统，以三维动画图形方法显示整个施工区域地形地质条件，同时建立了友好人机界面和相关工程施工过程计算机图形显示系统，选择优化施工方案，对施工过程动态显示技术进行研究。关键方向有以下多个： 水电工程施工导截流计算机仿真动态模拟； 水电工程混凝土浇筑施工计算机仿真动态模拟； 水电工程土石坝填筑施工计算机仿真动态模拟； 水电工程上石方开挖计算机仿真动态模拟。 在三峡工程专题科研项目、霍英东基金项目、国家电力企业重大项目资助下，上述研究已开发形成了若干套动态仿真系统，有些正在工程中应用，如施工截流计算机仿真动态模拟和混凝土浇筑施工计算机仿真动态模拟在三峡工程中应用，受到了用户高度称赞。深入研究可开发形成产品，在水电工程及相关工程施工中应用，也含有宽广开发应用前景和市场。 另外，主动拓展新研究开发方向，近期将发展多个方向以下： 水电工程施工中大型现代化机械精密检测及其仪器仪表研究和开发； 电力生产全过程计算机仿真技术及系统研究和开发； 水电工程岩土加固系统工艺、方法及材料研究和开发； 系列胶粘剂技术及产品开发研究。 本中心目标将是依靠世界最大水电工程三峡工程，及长江。清江流域梯级开发，水电工程最密集、且以水电为经济增加点城市宜昌市，结合我校水电学科优势，和学校综合实力，建成中国乃至世界水电施工技术研究和开发基地。加速中国水电施工产品开发和利用，促进水电工程施工技术产业化发展。上述产品也可应用于相关行业，如交通、铁道、机场、建筑等。二、项目背景和必需性水电工程施工技术是一个系统工程问题，包含内容很多。作为本工程研究中心建设项目，拟处理关键技术问题和目前拟实施产业化项目关键有以下三个子项目。子项目1工程爆破爆炸能量转化精密控制成套技术开发和研究工程爆破，是工农业生产、国防建设及人民生活中不可或缺一个极为关键特殊行业。不管是公路铁路建设、水利水电建设等包含国民经济发展重大基础建设，还是采矿等关键基础工业，也不管是国防、人防等关系到国家和人民安全基础建设，还是城市、房屋建设等关系人民生活基础建设，全部离不开它。冒前，爆破已广泛地用于岩矿破碎、土壤压实、建筑物拆除等很多方面。不仅如此，爆破工程量也是十分巨大。70年代，美国工业炸药耗量就高达12亿千克，而且以后还有所增加；多年来，中国工业炸药耗量也达此水平。这些炸药，绝大部分全部用于岩矿爆破。有些岩矿爆破工程一次用炸药量就多达万吨以上，爆破方量达千万立方米，单项工程如三峡工程总用药量达百万吨，爆破方量多达几亿立方十。所以，精密控制爆炸能量转化，有效地提升爆炸能量利用率，一直是工程爆破一项艰巨任务，也是工程爆破界为之努力奋斗目标。不过，过去大家仅仅只是把它作为节能降耗、提升经济效益一个关键手段，现在天，伴随全人类环境保护意识普遍提升，精密控制爆炸能量转化已成为人类保护环境、降低爆害、提升爆破安全性一大新需要。工程爆破，最少有100多年历史。100多年来，尽管世界各国科学技术人员对爆破进行了广泛而深入研究，并取得了很多关键研究结果。但因为传统观念束缚，迄今为止在爆炸能量转化精密控制方面所取得成效仍然很有限，以致于现在土岩爆破过程中仍然只有1113爆炸能量转化成岩矿破碎有用功，其它近90能量全部以光能、声能、热能和震动能等不一样形式白白浪费。所以而造成人力、物力、财力和时间严重浪费，并所以而产生过量有毒气体，空气遭受污染。不仅如此，有时还会造成过分震动，产生过量飞石，使围岩遭到严重破坏和扰动，增加滑坡、塌方危险和围岩、边坡处理工程量，甚至使周围建筑物和设施遭受破坏，造成人员伤亡，设备受损。所以，发展炸药能量转化过程精密控制技术，提升炸药能量利用率，降低爆破有害效应，已成为新世纪工程爆破发展战略。中国著名老科学家钱学森先生、中国工程爆破协会理事长郭声琨先生和协会秘书长汪旭光院士全部强调，要深入研究，大力创新，经过精心设计、精心施工，确保装药堵塞质量、合理分段和起爆次序等尽可能提升炸药能量利用率，尽可能地降低爆炸能量转化过程中损失。迄今为止，中国外岩矿爆破用炮眼，仍然是采取土、砂、小石、钻孔屑、纸、草或流体等堵塞。实践早已证实，这些材料所形成炮孔堵塞体，既不具较高强度，也不能和炮孔壁挤紧。在极高爆炸气体压力作用下，它们不是被整体推出炮孔，就是被剪破，所以失去对爆炸气体封闭作用，使爆炸气体直接由炮眼口冲出而形成“冲天炮”，引发卸压，造成爆炸能量严重损失，使爆炸气体压力难以上升到较高值，爆炸气体对被爆岩矿作用难以维持较长时间，更不能将作用在堵塞体里端面上爆炸气体压力传输到被爆岩矿上使之成为有效破坏力。所以，爆炸能量利用率很低，仅为1113左右。即使有些人进行过炮眼堵塞质量研究，但相关研究关键集中在要不要堵塞，或堵塞质量对爆破效果到底有多大影响等方面，至于炮眼堵塞所用材料，则一直没有新突破，一直停留在传统堵塞材料上。之所以会出现上述局面，关键有以下三方面原因：（1）传统观念束缚。大家总认为，土、砂、石、钻孔屑和水等全部是天然材料，而装炸药瓦棱纸箱和塑料袋等则是废弃物，这些材料就在身边，随手能够拈来，用来堵塞炮眼，不用增加额外开支。假如采取其它材料堵孔，则须花钱购置，这将增加爆破成本。（2）采取土、砂、石、钻孔屑、纸、草和流体等堵塞炮眼，操作十分方便，尤其是用于堵塞正向炮眼，只要填入炮眼，并用炮棍捣紧即可，无须其它任何操作，也无须运输和保管。（3）明知用上述材料堵塞炮眼难以确保堵塞质量，但找不到更适宜堵塞材料，所以不得不将就使用。上述三大原因中，前二者是最关键。它们挡住了大家视线，使大家安于现实状况，不思进取，结果致使炮眼堵塞质量一直没有显著提升。子项目2分布式光纤传感监测技术及光纤传感器系列研究和开发大坝等水工建筑物和桥梁、高层建筑、高陡边坡安全监测，现在正面临技术更新换代新形势。传统监测方法是以电阻式应变计等电测仪器为代表进行点式监测。实践证实它存在若干缺点：（1）对测点物性有影响；（2）耐久性差；（3）易受强磁场于扰；（4）信息量受局限，（5）不易形成自动监测系统。所以，研究水利水电工程安全监测高新技术显得很必需。同时，要真正使大坝安全监测自动化技术向实时在线监控、远程自动化网络方向前进，新传感技术是成败关键。在各国竞相开发安全监测高新技术中，光纤传感技术处于中心地位，是研究开发烧点。和传统传感器相比，它含有以下优点：（1）集传感和传输于一体，可实现远距离测量和监控；（2）一次测定就可取得整个光纤区域一维分布图；（3）能在一条长达数千米传感器光纤环路上取得几十、几百条信息，单位信息成本大大降低；（4）测量范围宽，含有高空间分辨率和高精度；（5）抗强电磁干扰；（6）易于实现自动监测和预警功效监测系统。所以，它含有广泛应用前景。我们经过近几年研究和现场试验，在分布式光纤埋设工艺、大坝裂缝监测、高陡边坡和滑坡深部变形及传感器研制方面取得了一定进展。以三峡工程临时船闸为背景，在中国首次进行斜交分布式光纤裂缝传感高新技术现场试验研究，所探索出大致积混凝土光纤埋设工艺和细部结构基础可行。混凝土面板堆石坝原型监测是现在亟待处理重大难题之一，因面板和压实堆石坝变形模量相差悬殊，二者不协调易使面板和上水系统受到损伤，进而造成漏水，给大坝安全造成威胁。对此我们将自己研制传感器埋入大坝周围缝和板间缝；利用所研制专用粘接剂，将光纤传感网络胶接在混凝土面板表面；以监测其随机裂缝产生和发展，并取得了一定经验和结果。为适应周围缝监测，我们正和国防科工委所属238厂合作，研制开发新大量程（100mm以上）传感器，可望近期生产出样品。我们目标是将上述产品经过再次试验后，努力争取用到清江水布垭水电工程（世界上最高破面板堆石坝，坝高237米）中去，为深入推广应用发明条件。为了监测高陡边坡及滑坡体深度变形，我们还研制了一个螺旋式胶棒光纤传感器。分别埋设在清江隔河岩厂房高边坡和库区军家田滑坡，现在正在测试之中。上述研究，不仅取得了国家自然科学基金（5987002）资助还列入了国家电力总企业重大科研项目。同时，还取得了湖北省清江水电开发有限责任企业，葛洲坝水利水电工程集团企业，湖北省兴山天星水电集团，宜昌市长途电信传输局等单位大力支持和帮助。长江三峡水电工程，清江高坝洲水电工程，古洞口水电工程，清江隔河岩水电工程全部是我们研究开发依靠工程。重庆大溪河水电开发企业鱼跳水电工程将作为我们新一轮现场试验基地。伴随光电技术发展，生产光纤成本将大幅度降低，光纤测试仪器（OTDR）及光纤溶接机也相继降价，专用传感器和粘接剂若未来批量生产，成本也不高。总而言之，光纤传感技术作为大坝安全监测新技术将大大低于常规监测费用。目前存在关键问题是：（1）光纤通讯所用光纤和测量仪器还不完全适适用于土木工程，需做一定改善。现在，我们正和信息产业部电子第46研究所取得联络，拟采取她们生产特种光纤。（2）光纤本身细小脆弱，埋设工艺是关键，需在不一样工程做大量试验。（3）要将此种新技术转化成生产力，首先要纳入水电工程设计，这需得到设计单位和业主认可。清江水电开发有限责任企业对我们研究很关注，还有协议将结果用于水布垭水电工程。（4）现在中国外传感器产品很多，但真正能用于土木工程，尤其是用于征面板堆石坝监测传感器极少，关键靠自己研制专用传感器，包含设计、加工、埋设、测试全部有一定难度。本方向研究和开发水工建筑物智能化损伤识别技术光纤传感监测系统理论和技术，攻克关键监测项冒（裂缝、变形、应变力、温度等）关键技术，开发出新一代安全监测新仪器、新方法和新产品。美国开始光纤传感器研究最早（大约是1977年），投资最大，仅1983年就投资1214亿美元，关键集中在光纤传感器系统（FOSS）；现代数字光纤控制系统（ADOSS）；光纤陀螺（FOG）；核辐射监控（NRM）；飞机发动机监控（AEM）等计划。英国政府尤其是贸易工业部（DTT）十分重视光纤传感技术，最早在1982年以该部为首成立了英国光纤传感器合作协会（OSCA）。德国光纤陀螺研究规模和水平仅次于美国而居世界第二位。法国、瑞士、意大利等国也开展了光纤传感器研究工作。日本制订了1979年1986年“光应用计划控制系统”七年计划，投资70亿美元。Chen和Nawy在高强度混凝土（8498MPa）预制预应力方形柱结构弯曲特征评价试验中，将光纤维传感器埋置试件中，直接定量地测定了变形数据，并进行了相关对比试验，试验结果显示，试件内部埋置光纤传感器和应变仪，和外部安装光纤传感器和千分表测定数据对比，均含有高度相关性。同时，她们还提出了光纤传感器作为测定钢材平均变形值，和确定混凝土裂缝宽度检测方法，和传统应变仪表相比，含有显著优越性。中国光纤传感器第一次全国会议是在1983年，到现在为止，虽有长足进展，但离发达国家研究水平仍存在不小差距。在结构损伤监测和损伤评定方面，柏林结构养护及现代化研究机构（IEMB）将棵光纤粘接在构件上，在联邦材料研究中心（BAM）试验厅内对郊外铁路钢桥进行监测，测得横向大梁裂缝由0.01mm开展过程，加拿大多伦多大学提出基于光纤折断原理损伤定位系统，当材料中某一区域损伤时，经过这一区域光线输出功率为零，由此可判定损伤位置，该方法利用器件太多，不适于大范围测量。美国佛罗里达技术学院提出了神经网络损伤评定法，不仅可定位，还能够确定损伤程度。它可处理大范围传感信号，结构出材料应变分布和传感器有限输出信号之间关系。Fuhr教授在某五层大厦中，使用多波型和单波型光纤传感器组成传感网络，进行了振动、风压、风向，和结构安全状态等物理量测定，并成功地使光纤传感器利用电话回路进行远距离操作。在裂缝检测方面，Rossi和LeMaou等使用埋入式多模光纤（100m直径，在多个截面处把保护层去掉）探测混凝土中裂缝。当裂缝穿过没有保护层光纤任一截面时，就会观察到该点光衰加大。该传感技术已在一交通隧道中试用。福田武人在混凝土表面贴附光纤，以混凝土表面开裂产生裂缝时光纤将被切断作为检测依据，依据其试验结果，成功地检测裂缝出现和发展，为实施结构安全监控提供了可能性。Masri等、Abdunur将围绕式光纤传感器和已知几何及力学特征复合材料梁牢靠地粘贴于桥上沿，经过光纤传感器可测得荷载作用下梁曲率改变，从而知道桥曲率改变及挠曲裂缝情况，其原理也是裂缝增加引发围绕式光纤中光衰减增加。Mendez等、Wanser和Voss利用多模光纤OTDR技术检测裂缝和滑移。试验中将光纤和裂缝部署成一角度，即所谓“方位角式光纤传感器”，检测到小于0.1mm裂缝，分辨率为10m，且在150应变和6mm裂缝动态范围下，传感器仍能正常工作。不过全部这些光纤裂缝传感器全部有一个共同缺点即必需事先确定裂缝位置和方向。而且光纤需要特殊加工，工艺复杂，不利于工程应用。刘浩吾、杨朝辉等基于裂缝传感光学和力学原理，经过多夹角、多个光纤、多个材料模型试验，表明外交光纤裂缝传感器不仅含有裂缝连续分布式检测和定位功效，而且还可检测滑移。本研究在三峡工地进行大致积检裂缝分布式斜光交纤传感技术现场试验，也取得了初步结果。看来，网络式斜交光纤传感系统很有可能取得光纤裂缝传感方面突破性进展。在弯曲、挠度和位移检测方面，Wolff和Miesseler把多模光纤埋入桥面板和桥墩之间弹性轴承装备内来测量混凝土桥荷载作用情况，由光纤微弯损失引发光损耗来确定载荷值大小。使用光纤应变规也可确定挠度。只要将一样长度两根光纤分别放置在构件上、下两个表面，当梁发生弯曲时，一根光纤将纵向伸展，另一根光纤将被压缩，两根光纤中不一样应变引发光路长度差，这个长度造成输出光束干涉，从干涉条纹移动就可计算构件挠度。武汉工业大学光导纤维研究和开发中心，较早得到国家自然科学基金资助，研制了碳纤维位移传感器，可测量最大位移 2cm，最小测量范围 50m，灵敏度 1m，位移值由输出电压表示，可反复性强，在三峡工程碾压混凝土现场试验中曾参与试验。在应力、应变检测方面，也较深入。现在干涉型、光栅型和强度型三种传感方法，美国联合技术研究中心研制了双芯光纤应变器，由两根匹配、相互靠近单模光芯组成，当相干光注入其中一根上时，会激励出不一样速率对称、反对称模。这两种模沿光纤长度显示出同期光扰，造成光从一根芯到另一根芯耦合。美国佛蒙大学1992年将分布式光纤应力应变传感器安装在咸努期基河水电站坝内，以监测未来五十年内水坝安全性，该传感器可实时汇报大坝遭受洪水和巨大震动后情况。Nanni等在水泥柱内部埋入双折射光纤，利用两个偏振分量之间干涉检测柱体内部应变。Escoder等在混凝土梁三点弯曲试验中，将单模光纤传感器贴于梁表面和埋入梁内，使用干涉技术测量其应变，所得结果显示，在不改变正常浇筑情况下，将光纤埋入混凝土构件可行性。Habel和Hofmann使用F-P型光纤传感器，在混凝土桥梁和墙体中测试动力和静力应变分别达成了0.02（德）和 0.l（美）高精度。Hendriek等将单模光纤埋入混凝土和土壤飞行跑道上，检测其应力分布。Alavie等将Bragg光栅传感器埋入混凝土桥中，经受了实际工程考验，表明其稳定性和耐久性比传统技术优越得多。 DeVrues在预应力混凝土钢丝上，贴附光纤进行了应变量分析。重庆大学“国家教委光电技术及系统开发试验室”于1995年获准国家自然科学基金资助，应变传感机理选择布拉格光栅（FBG）。布拉格光栅是国际上光纤传感技术前沿热点。它属于相位型，借助光栅中心波长漂移，感知环境参量（应变、温度等），灵敏度高，抗干扰能力强，传感结构简单，易于实现准分布检测。清华大学电子工程系多年也开展了混凝土应变光纤传感技术研究，关键在梳状光栅型传感器，用于混凝土表面应变测试试验，已取得很好效果。在温度检测方面，Measures等在加拿大Calgary一座两跨碳纤维钢筋混凝土预应力桥梁上，埋设了五套4通道B光栅光纤传感系统。在桥梁建造过程中和使用期内检测其内部温度和应变。意大利学者Gusmeroli 等报道了她们将FP光纤干涉传感器埋入一个5m长混凝土梁中检测 其热膨胀。日本福喜多辉和岩城英明将光纤传感器应用于大致积混凝 土温度管理，经过和热电偶测试结果结比，确定光纤传感器和热电偶对 于大致积混凝土连续温度分布测定结果很一致。成全部电子料技大学 光纤国家试验室和黄河龙羊峡、刘家峡水电厂等合作，成功地开发了大型 水、火发电机温度、光纤传感器等多项传感技术。光纤精巧、纤细和工程现场作业粗放性之间反差很大，所以光纤 埋设工艺一直是实用上必需处理一个关键技术步骤。到现在为止， 在文件中仅有小部分用光纤埋入混凝土中试验情况，尤其是现场埋设 情况。美国多伦多大学航天研究所总结埋设光纤三条标准。本研究方 向得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、三峡工程开发总企业施 工科研项目资助，同四川大学合作进行了三峡工程大致积破裂缝监测 分布式斜交光纤传感技术现场试验，同时独立进行了古洞口检面板堆石 坝面板裂缝监测分布式斜交光纤传感技术现场试验研究和沙牌RCC 拱坝随机裂缝监测光纤传感技术试验研究，全部取得了关键进展。本研究方向关键是依据宜昌周围各依靠工程条件，进行光纤传感 器实际应用现场试验，深入检验各类光纤传感器工程适应性、工程 寿命和稳定性。中国其它研究单位和高校在光纤传感领域做了大量研究工作，但结果基础以理论和试验室结果为主，实际应用侧重于军事、航空等方面，在大坝安全监测光纤传感技术实际应用上，三峡大学走在前 列，进行了很多艰苦现场试验工作，这些结果在去年十月99国际大坝 安全监测大会、99土木基础设施健康监测国际研讨会上全部得到了很多专 家肯定和关注。子项目3水电工程施工过程多媒体仿真系统研究和开发本项目标研究是应用最新计算机技术可视化技术及三维计算机图形图象技术来辅助工程管理、工程计划、设计和科学决议，它是计算 机科学关键分支，同时也是跨学科跨专业新技术发展关键领域之一， 现在，已成为MCAE（Multimedia Computer Aided Engineering）领域关键发展方向。计算机对数据可视化处理历史悠久，几乎和世界上第一台数字计算机同时诞生。可视化技术和三维计算机图形图象技术均属当今前沿科学，是计算机领域最活跃、发展最快速两大分支。可视化技术发展是多学科、多领域协作发展结果，可视化技术能够将大量数据有机地组织起来，并将其转变成人视觉能够感受计算机图像，形象而生动地充足展示数据所表示内容及它们之间相互联络和相互制约关系，从而能够利用计算机来实现对现实世界中事物进行模拟分析，帮助大家把握及控制复杂全局，愈加好地认识和掌握实现规律。不过，因为其技术上复杂性难以描述、数据量庞大等，又使其发展受到种种限制。自进入九十年代以来，伴随计算机技术突飞猛进，三维计算机图形图象技术和可视化技术最终取得了突破性进展，可视化技术逐步发展为一门新兴学科并转化为一个产业。多年来，一场以多媒体技术为代表，集声音、图象、文字为一体新一代计算机浪潮大有席卷全球之势，并广泛应用于医学、生物、地质、地理、气象、环境、航天。军事。教育、工业、工程技术等领域，它在各个领域广泛利用，首先要求对计算机技术本身不停发展，形成适合于工程使用和工程实践应用多维信息处理机，其次又要求能反应工程设计、施工、管理等经典步骤各项人类活动及其客观规律，增强表征信息能力和信息模型和学性，其应用和推广必将带来大家思维方法和观念变革，为人类改造生存环境、提升生存质量提供了强有力帮助。在军事和航天领域，三维计算机图形图象技术和可视化技术应用较早。在军事上，能够将卫星或航拍照片转换成三维地貌，分析敌方军事基地、研究军事布署等；在航天领域应用，如美国曾利用卫星发回照片；将火星表面地形恢复，为研究火星提供了极大帮助；在工程领域应用，则是近几年才开始，不过业已取得喜人成绩。尤其值得一提是三维计算机图形图象技术及可视化技术在香港新机场工程中应用。香港新机场是一项世界著名特大型工程，在工程设计和管理中，大量引进三维计算机图形技术，取得了显著成绩和效益，其工程验收、结算最具特色。机场工程是挖山填海工程，工程量巨大、施工场面开阔、施工强度高，而且有大量水下工程，工程验收结算假如采取传统测量方法是不可想象。所以机场管理局引进了美国Intergraph图形扫描仪，利用航拍照片和声纳方法进行陆地和水下测量，经过计算机恢复成水上和水下地貌，这么即可看到工程进展，也可快速计算出工程量，简化了结算过程，大大节省了人力、物力、财力和时间，而且正确度高，管理简单，扯皮少。从工程建设到投入营运全过程进行完整系统管理，充足表现了现代大型工程管理水平。在英一法海峡隧道工程和其它大型工程建设项目中，三维计算机图形技术也得到了广泛应用。相比之下，中国是近几年才开展这方面研究工作。浙江大学、清华大学、中科院计算所CAD开放试验室、北京大学、北京应用物理计算数学研究所。国防科工委二十九基地、国防科技大学等单位正在进行可视化技术开发及应用方面研究，并将其应用于流体力学、空气动力学、石油地震数据处理、气象、建筑设计等各个领域。中国在三维计算机图形图象技术及可视化技术工程应用研究则只是在建筑界用较多，建筑师们用三维计算机图形技术制作模型，用可视化技术进行渲染设计效果，使得其设计结果赏心悦目，增强了设计者和用户沟通，大大提升了设计效率。在中国公路桥梁建设领域，也将计算机图形、图象学理论和多媒体技术相结合辅助公路选线和桥梁选型工作。而在水利水电工程建设中，起步较晚，但起点较高。在中国，中国长江三峡工程开发总企业、天津大学等单位在国家“八五”期间曾分别对三峡工程永久船闸施工和混凝土坝浇筑仿真进行了初步研究工作，多年来，中国长江三峡工程开发总企业会同北京大学、三峡大学、河海大学、国家电力企业成全部勘测设计研究院等单位针对三峡工程施工进行了探索性研究，取得了可喜成绩。在长江三峡工程大江截流和二期围堰工程中我们曾对施工仿真及施工过程动态仿真模拟进行了卓有成效研究工作，初步显示了现代大型工程建设管理水平，其施工过程动态仿真模拟是代表现代国际上优异水平“香港新机场”及“英一法海底隧道”工程中所没有功效，需要我们利用已经有技术基础进行探索研究，发展中国大型工程建设管理系统。本项目标研究无疑会在这首先有所探索、有所发展。水利水电工程施工领域研究人员对可视化技术方面专业知识知之甚少，而可视化教授又缺乏水利水电工程施工领域知识，只有二者很好地合作，可视化技术作用才能真正地发挥出来。大中型水利水电枢纽工程施工受水文、气象、地形、地质和十文地质等诸原因综合影响，事先往往极难全部预料；和此同时，大中型水利水电枢纽工程建设需要花费大量资金、材料、劳动力，并需要使用多种类型机械设备。水利十电枢纽工程施工组织和施工管理失误不仅大幅度地增加整个工程建设投资费用，而且会影响整个水工建筑物寿命和效益，更严重甚至还会造成建筑物失事，给国民经济带来不可填补损失。怎样依据水利水电工程施工组织和施工管理特点，不停搜集影响水利水电枢纽工程建设进程多种基础信息，并立即地依据施工过程中多种原因改变来调整施工方案，有效组织水利水电枢纽工程整个施工过程，达成最好经济效益和社会效益，是整个水利水电枢纽工程施工组织和施工管理关键所在a应用现代科学技术最新成就来实施对水利水电工程施工过程控制是确保施工质量和施工进度有力手段。建立在三维实体模型建模基础之上水利水电工程施工过程仿真模拟技术是融现代图形图象学理论、计算机技术和十利水电工程施工技术于一体高新技术，对其在施工组织和管理中应用进行深入地研究，实现不一样专业门类“知识集成”和“技术集成”，对于提升中国水利水电枢纽工程施工质量和施工水平是大有裨益。计算机技术飞速发展为水利水电枢纽工程施工组织和施工管理科学化提供了强有力工具。从系统分析观念看，大型水利水电工程施工是一个随时间改变动态过程，亦是一个复杂巨系统，该系统运行 进程决定于系统内部各施工步骤和作业步骤连续时间及其间相互关系 制约和系统外部环境条件限制。对于这么一个复杂系统，不可 能找到一个解析数学模型来描述这种系统行为规律，只能用系统仿 真方法来进行分析。水利水电工程项目有以下特点；（1）工程项目标固定性不管是建筑物或构筑物，一旦成型后就固定不动，建筑物和基础、构筑物和其它相联络构筑物结合在一起组成一个不能移动整体。（2）工程项目标单件性水利水电工程施工只能是一个一个工程项目，每个工程项目全部含有多项个性。（3）工程项目利用分解总体性水利水电工程是有若干个单项工程和单位工程或很多分部分项工程组成含有一定功效有机整体，是一个完整系统，这个系统又可按起其组成部分分解为若干个子系统，各个子系统是在满足工程项目总体功效基础上协调地发挥各自功效。（4）工程项目标大型性 因为水利水电工程功效要求和承受相当大荷载，所以建筑物体型全部很大。 水利水电枢纽工程实际施工过程是复杂而多变，怎样依据实际施工过程中可能碰到多种具体情况和能够搜集到各方面信息，估计下一阶段有可能发生多种情况，进行施工方案优选，立即修改具体施工方案，是确保水利水电工程各阶段施工顺利进行根本确保。本项目研究进行正是基于这种思想，利用可视化技术，将工程各项 目标具体施工情况提前在计算机上形象、逼真地显现。提前实现工程各项目施工进程预演，从中发觉各个既定施工方案不足，进行修改完善，优化施工方案。它必将为中国水利水电工程建设科学化管理及科学决议带来新思绪和提供有力技术支持。三、三峡大学现有基础条件1、三峡大学本事域工程技术设计和开发、技术结果转化和产业化业绩、在中国同行中技术水平和优势三峡大学科技研究以水电为特色，在水电工程施工技术研究和开发方面取得了相当多结果，一批技术结果应用于工程实践，形成了生产力。（1）岩土力学稳定性研究及治理方向多年来进行了一系列课题研究，关键有：高边坡形成过程模拟及其岩体稳定性研究，陡高边坡岩体非线性力学分析方法研究，陡高边坡及岩体地下开挖数值模拟研究，岩石蠕变断裂试验研究，陡高边坡地质背景演变和地质工程态势特征研究，缓倾角节理岩体动力特征研究，地下厂房工程岩体质量分级及围岩应力分析，若干重大滑坡稳定性计算分析，重力坝抗滑稳定性研究，水库安全监测资料综合分析及关键滑坡估计模型，自然边坡滑坡防治方案研究。上述研究结果已用于众多工程，关键有：三峡工程永久船闸、水布垭马崖陡高边坡、清江水布垭地下厂房、龙滩水电站、靖江隔河岩水电厂、尼泊尔和西水电站、长江链子崖危岩体防治工程、屈原镇边坡治理、州屏山滑坡治理等。其中“三峡工程永久船闸陡高边坡关键技术研究”经电力工业部判定具中国优异水平，部分国际领先。“三峡工程永久船闸岩石边坡卸荷岩体力学研究”99年获建设部科技进步二等奖。作为“长江链子崖危岩体防治工程研究”关键完成单位，被国家科委等八部委联合通令表彰为“优异科研集体”。（2）混凝土面板堆石坝裂缝机理及检测技术研究方向该方向近期取得关键研究结果有：混凝土面板堆石坝面板开裂机理及防裂方法，堆石体填筑质量快速检测方法，混凝土面板堆石坝裂缝监测光纤传感技术研究，地质CT技术应用研究，工程数值摄影测量技术研究，水工建筑物安全监测资料综合分析和反馈，水工建筑物病险机理和评价改造等。上述研究结果由，裂缝监测光纤传感技术研究已成功应用于三峡工程临时船闸混凝土裂缝监测，古洞口面板堆石坝裂缝监测，并已经有协议将应用于世界最高面板坝清江水布现工程。因为该结果良好应用前景，“大坝裂缝和温度监测分布式光纤传感技术研究和应用”获国家电力企业重大研究项目资助。水工建筑物监测资料综合分析及滑坡变形分析Q