（已批）水电工程施工技术工程研究中心项目立项可行性分析报告（存档）

计算机多媒体技术虚拟现实技术与分布式网络通讯技术结合，能充分体现现代工程建设群体化协同化国际化等基本特征，在未来工程建设中具有十分广阔应用前景。

在本项目研究基础之上进步发展计算机多媒体辅助工程技术对，计算机界与工程界都具有十分重要作用，它是将科学技术转化为生产力具体体现，不仅能发展具有我国特色水电工程施工仿真模拟与决策支持系统，而且能够使我国计算机科学理论得到深化发展丰富与提高。

在发展技术与进行理论研究同时，也开展硕士和博士研究生培养工作，争取培养出批高质量科研和软件开发技术人才。

技术路线及所需设备技术路线首先将复杂系统分解成子系统，然后建立子系统输入图形编辑数值模拟动画显示系统和施工进程动态查询系统，再根据各子系统之间相互制约关系和顺序，建立整个系统友好人机界面和输入场，加速科技创新产业是我校应尽责任和义务。

我校为了建设好该中心，成立了以校长为主任集团公司总工程师和中国长江开发总公司科技部主任为副主任众多施工方面教授专家组成学术指导委员会，从业务上进行指导。

该中心计划总投资万元，其中学校已落实自筹资金万元以上。

该中心将改组成有限责任公司，以适应社会主义市场经济需要。

我校已建成水工实验大厅结构材料实验大厅。

岩土实验大厅数值仿真中心仪器仪表检测中。

等批重点实验室，拥有国内先进水平测试仪器仪表等条件，并通过近期建设能满足该中心需要。

该中心建设将实施高新技术产业化，推动我校科技成果转化和高新技术产业化发展，推动大学科技园以及市科技园建设和发展，促进我校科技企业创办与发展，培养凝聚批具有市场意识经营管理思想科技创新人才和高校高科技企业家有积极意义。

我校将在研究人员经费设备等各方面给予大力支持，确保该中心研究与开发工作顺利进行。

鉴于以上条件，特推荐申报水电工程施工技术工程研究中心。

大学章单位负责人签字二年十月五日项目背景与必要性水电工程施工技术是个系统工程问题，涉及内容很多。

作为本工程研究中心建设项目，拟解决关键技术问题和当前拟实施产业化项目主要有以下三个子项目。

子项目工程爆破爆炸能量转化精密控制成套技术开发与研究工程爆破，是工农业生产国防建设及人民生活中不可或缺个极为重要特殊行业。

无论是公路铁路建设水利水电建设等涉及国民经济发展重大基本建设，还是采矿等重要基础工业，也无论是国防人防等关系到国家和人民安全基本建设，还是城市房屋建设等关系人民生活基本建设，都离不开它。

冒前，爆破已广泛地用于岩矿破碎土壤压实建筑物拆除等许多方面。

不仅如此，爆破工程量也是十分巨大。

年代，美国工业炸药耗量就高达亿公斤，而且此后还有所增加近年来，我国工业炸药耗量也达此水平。

这些炸药，绝大部分都用于岩矿爆破。

有些岩矿爆破工程次用炸药量就多达万吨以上，爆破方量达千万立方米，单项工程如工程总用药量达百万吨，项目摘要地区位于长江中上游和我国中西部结合部，市位于出口，它是我国乃至世界最大水电基地，交通发达运输便利。

大学便坐落在湖北市，在水利枢纽和水利枢纽工程近旁，它是经批准于年月由原武汉水利电力大学校区与原湖北学院组建而成。

新组建大学是所以水电为主要特色综合性大学，有水工结构工程水电站仿真岩土工程研究中心等批省部级重点学科和重点实验室，学科优势明显，综合实力强，在国内外享有定声誉。

大学所在地湖北省市，是世界上最大水电基地，市经济主要特色是水电，建设世界最大水电城是市奋斗目标。

在学校近旁有世界著名最大水电工程工程，国内外各种先进施工机械和施工技术在工程中使用，我国最大水电施工企业中国水离测量和监控次测定就可获得整个光纤区域维分布图能在条长达数千米传感器光纤环路上获得几十几百条信息，单位信息成本大大降低测量范围宽，具有高空间分辨率和高精度抗强电磁干扰易于实现自动监测与预警功能监测系统。

因此，它具有广泛应用前景。

我们通过近几年研究和现场实验，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定进展。

以工程临时船闸为背景，在国内首次进行斜交分布式光纤裂缝传感高新技术现场实验研究，所探索出大体积混凝土光纤埋设工艺和细部构造基本可行。

混凝土面板堆石坝原型监测是目前亟待解决重大难题之，因面板与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，进而导致漏水，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边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，并取得了定经验和成果。

为适应周边缝监测，我们正与国防科工委所属厂合作，研制开发新大量程以上传感器，可望近期生产出样品。

我们目标是将上述产品通过再次实验后，力争用到不能与炮孔壁挤紧。

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，因而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，引起卸压，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递到被爆岩矿上使之成为有效破坏力。

因此，爆炸能量利用率非常低，仅为左右。

虽然有人进行过炮眼堵塞质量研究，但有关研究主要集中在要不要堵塞，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，则直没有新突破，始终停留在传统堵塞材料上。

之所以会出现上述局面，主要有以下三方面原因传统观念束缚。

人们总认为，土砂石钻孔屑以及水等都是天然材料，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，随手可以拈来，用来堵塞炮眼，不用增加额外开支。

如果采用其它材料堵孔，则须花钱购买，这将增加爆破成本。

采用土砂石钻孔屑纸草和流体等堵塞炮眼，操作十分方便，特别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。

明知用上述材料堵塞炮眼难以保证堵塞质量，但找不到更合适堵塞材料，因而不得不将就使用。

上述三大原因中，前二者是最重要。

它们挡住了人们视线，使人们安于现状，不思进取，结果致使炮眼堵塞质量直没有明显提高。

子项目分布式光纤传感监测技术及光纤传感器系列研究与开发大坝等水工建筑物以及桥梁高层建筑高陡边坡安全监测，目前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。

实践证明它存在若干缺陷对测点物性有影响耐久性差易受强磁场于扰信息量受局限，不易形成自动监测系统。

因此，研究水利水电工程安全监测高新技术显得非常必要。

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迈进，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，是研究开发热点。

与传统传感器相比，它具有如下优点集传感与传输于体，可实现远距离测量和监控次测定就可获得整个光纤区域维分布图能在条长达数千米传感器光纤环路上获得几十几百条信息，单位信息成本大大降低测量范围宽，具有高空间分辨率和高精度抗强电磁干扰易于实现自动监测与预警功能监测系统。

因此，它具有广泛应用前景。

我们通过近几年研究和现场实验，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定进展。

以工程临时船闸为背景，在国内首次进行斜交分布式光纤裂缝传感高新技术现场实验研究，所探索出大体积混凝土光纤埋设工艺和细部构造基本可行。

混凝土面板堆石坝原型监测是目前亟待解决重大难题之，因面板与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，进而导致漏水，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边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，并取得了定经验和成果。

为适应周边缝监测，我们正与国防科工委所属厂合作，研制开发新大量程以上传感器，可望近期生产出样品。

我们目标是将上述产品通过再次实验后，力争用到清江水布垭水电工程世界上最高破面板堆石坝，坝高米中去，为进步推广应用创造条件。

为了监测高陡边坡及滑坡体深度变形，我们还研制了种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，目前正在测试之中。

上述研究，不仅取得了国家自然科学基金资助还列入了国家电力总公司重大科研项目。

同时，还取得了湖北省清江水电开发有限责任公司，水利水电工程集团公司，湖北省兴山天星水电集团，市长途电信传输局等单位大力支持和帮助。

长江水电工程，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都是我们研究开发依托工程。

重庆大溪河水电开发公司鱼跳水电工程将作为我们新轮现场试验基地。

随着光电技术发展，生产光纤成本将大幅度降低，光纤测试仪器及光纤溶接机也相继降价，专用传感器和粘接剂若将来批量生产，成本也不高。

总之，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。

当前存在主要问题是光纤通讯所用光纤和测量仪器还不完全适用于土木工程，需做定改进。

目前，我们正与信息产业部电子第研究所取得联系，拟采用他们生产特种光纤。

光纤本身细小脆弱，埋设工艺是关键，需在不同工程做大量实验。

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公司对我们研究非常关注，还有协议将成果用于水布垭水电工程。

目前国内外传感器产品很多，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很少，主要靠自己研制专用传感器，包括设计加工埋设测试都有定难度。

本方向研究和开发水工建筑物智能化损伤识别技术光纤，它们不是被整体推出炮孔，就是被剪破，因而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，引起卸压，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递到被爆岩矿上使之成为有效破坏力。

因此，爆炸能量利用率非常低，仅为左右。

虽然有人进行过炮眼堵塞质量研究，但有关研究主要集中在要不要明显。

该研究与开发方向将对这种堵塞技术及产品进行进步研究和开发，包括不同种类新材料开发，使之性能特征产品质量更安全可靠经