江苏省奖推荐书格式2012

江苏省科学技术奖推荐书 （2012年度） 一、项目基本情况 专业组名称： 建筑、水利与交通 成果类别： <_A1_> 编号： 20120525

项目名称 淮河入海水道近期工程关键技术研究与实践

完成人 <_A16_> 完成单位 <_A17_>

推荐单位（盖章） 学科分类名 称

1 河流泥沙工程学 代码 57045

2 水利工程施工 代码 57035 3 水工结构 代码 57025 所属国民经济行业 水的生产与供应业，建筑业，地质勘察业，水利管理业 任 务 来 源 自选项目 具体计划、基金的名称和编号： <_A11_> <_A12_> <_A13_>

授权发明专利（项） 1 授权的其他知识产权（项） 2 项目起止时间 起始：1998 年 10 月 15 日 完成：2006 年 10 月 20 日 二、项 目 简 介 （限1200字） 淮河入海水道近期工程西起洪泽湖东侧二河闸，沿苏北灌溉总渠北侧与总渠呈二河三堤，东至扁担港注入黄海，全长163.5km。河道设计行洪流量为2270m3/s；枢纽工程设计流量为2270m3/s，强迫泄洪流量为2890m3/s。工程于1998年10月28日实施试挖段工程，1999年10月正式开工建设，2002年12月主体工程基本完成，总投资41.17亿元。2006年10月底通过竣工验收。 在工程建设过程中，为了使工程顺利实施，工程有关参建单位经研究，由淮河水利委员会治淮工程建设管理局等单位组成“淮河入海水道近期工程关键技术研究与实践”课题组，承担工程关键技术研究与实践工作。 本项目包含13个单项工程，应用了多个领域的理论、技术和方法解决了河道工程、枢纽工程、移民、管理中存在的多个难题，采用的技术主要有如下几个方面。 采用水力学模型试验、流体数值计算技术和调洪演算方法，获取了精确合理的成果，科学地确定了复杂流道系统过流能力，确定了枢纽的分流比、泄流能力与消能防冲方法。 在室内非绝热温升和现场原型试验基础上，采用非稳定温度场和应力场仿真计算基本理论、温湿耦合计算理论，对混凝土底板、闸墩等结构进行了仿真计算、反演反馈分析，预测混凝土的温度和应力，及时指导施工。 采用沿基坑外围环状布置降水井、一次降水的施工方法解决了基坑降水排水问题；采用振动沉模成槽混凝土防渗墙技术解决了二河枢纽运行期防渗问题。 用三维有限元方法对地基、涵洞和涵首进行了整体的静动力计算分析，优化了结构设计方案。 采用三维渗流数值模拟方法和现场抽水试验，对立交地涵基坑降水及渗流进行分析研究。综合二者的成果技术方案成功解决了超大粉砂基坑降水问题。 采取分年度、分地段实施导流的方法，解决了在京杭运河黄金段上建设水工建筑物的施工导航、防洪、排涝问题。 采用钢筋混凝土地下连续墙技术和预应力锚索技术进行了10.5m高的土质高边坡基坑支护。 采用皮带机运输、胎带机布料、合理分块分层浇筑的施工方案，满足了大尺寸薄壁结构的高强度、高密度的混凝土浇筑要求。 通过对混凝土原材料特性的研究与优选，进行高性能混凝土配合比设计及混凝土耐久性能试验，抗硫酸盐及抗氯离子侵蚀性试验，采用综合防腐蚀措施。 采用现场挂片试验，并根据盐雾和热盐水浸泡试验结果进行分析，获取了防腐涂层系统失效的原因。采用牺牲阳极阴极保护措施，与既有的金属涂层共同发挥防腐作用，使得海口枢纽钢闸门各处得到充分有效的阴极保护。 采用参与式移民安置规划理论、“三个指标”的移民环境容量分析方法、人口平衡模型、种植业结构优化模型，解决了移民过程中的几项难题。 采用系统理论和方法、“两个项目法人”管理模式、“政府－法人－社会三位一体的公益性工程建设管理机制”、动态工程管理模式、工程建设管理优化理论—关键链计划法，解决了工程管理过程中的诸多问题。 三、主要科技创新 （限5页） 1、创新性地提出开辟淮河入海通道的规划理念，结束千年淮河没有入海尾闾的历史 自从1194年黄河南堤决口夺淮以后，打乱了淮河流域水系，使淮河失去了自然形成的独立入海通道。 1851年，洪泽湖水盛涨，冲坏了洪泽湖大堤南端的溢流坝（礼河坝），使淮水沿三河(即礼河)入高邮湖，经邵伯湖及里运河入长江。从此，淮河干流由独流入海改道经长江入海。 1855年黄河北徙后，民间和政府提出过各类复淮导淮计划，重在解决下游出路，但都因各种原因未能付诸实施。 淮河主要洪水出路以入江水道为主，但受三河闸以下区间汇水和江淮并涨的制约较大；另一条洪水出路二河、淮沭新河属借道相机泄洪性质，如遇淮沂洪水遭遇，分淮入沂的作用也就极为有限了；总渠(含废黄河)的泄洪能力十分有限。 洪泽湖为淮河中下游结合部的巨型综合利用平原水库，承泄淮河上中游15.8万km2面积的洪水，总库容169亿m3。洪泽湖现状防洪标准尚不足100年一遇，若淮沂遭遇，江淮并涨，在充分利用入江水道、分淮入沂、灌溉总渠以及周边圩区滞洪的情况下，只能防御约50年一遇洪水。如遇100年一遇洪水，洪泽湖非常分洪量达25亿m3，下游地区将受到不同程度的洪水灾害。为提高洪泽湖及下游地区的防洪标准必须加大洪泽湖的泄洪能力。 通过加大入江、加大分淮入沂、利用废黄河及开挖入海水道等方案的论证，确定采用“入海水道”方案。 修建入海水道工程，可以解决洪泽湖安全泄洪能力不足问题，加快洪水下泄速度，增加淮河入海、入江的泄洪能力。可以改善淮河中游地区防洪除涝条件、减轻防洪压力、确保淮北大堤安全。可以提高洪泽湖及其下游防洪保护区防洪标准。2003年随着淮河入海水道的建成通水，结束了淮河800多年来无排洪入海通道的历史。 2、科学性地采用“两河三堤、高低水分排、清污分流”的河道总体布置方案 灌溉总渠是一条从洪泽湖直接入海的通道，但其规模和标准都偏低，它仅仅是一条区域性的灌溉渠道，不能满足流域防洪的要求。入海水道近期工程在总体规划布局上与总渠采用“两河三堤”的格局，南堤利用现有灌溉总渠北堤加高加固，新筑北堤。可以保持总渠原有灌溉体系，又能利用总渠北堤节约土地资源和工程投资。 渠北地区以阜宁县老管河为界分为高、低排水区。高排水区以京杭运河为界又分为运西和运东两片，现状运西高片涝水经古盐河穿运地涵后，汇合淮安城市污水和运东高片涝水，由渠北闸和东沙港闸相机排入苏北灌溉总渠入海。低排水区涝水由渠北排水渠入海。 经充分论证和研究，近期工程提出放弃传统的漫滩行洪方案，而采用“泓滩结合、高低分排、清污分流”的规划思路，减少了移民搬迁，保护了日益珍贵的土地资源，也较好的解决了渠北地区排涝和排污问题。 南泓以排高片水和城市尾水为主，北泓以排低片水为主，南北泓道以及高低水的调度通过淮阜控制来实现，从而确保了北泓的水质满足渠北地区农业灌溉的要求。 为充分发挥入海水道的综合功能，满足排涝、灌溉、航运、交通和挡潮、冲淤等要求，沿线布置了二河、淮安、滨海和海口等四个枢纽工程以及淮阜控制工程。 3、创造性地采用大型立交地涵技术，科学解决泄洪与航运交叉的矛盾 入海水道西起洪泽湖二河闸，东至黄海扁担港，全长163.50km，沿线与诸多河流交叉，其中在淮安与京杭运河交叉，在滨海与通榆河交叉。京杭运河是我国南水北调的重要通道，也是我国除长江之外的第二条水运“黄金通道”，航道等级为Ⅱ级；通榆河是江苏省东部沿海地区江水东引北调的主要河道，也是江苏省苏北地区水运“大动脉”，航道等级为Ⅲ级。入海水道泄洪时，入海水道水位大大高于京杭运河和通榆河水位（最大水位差3.93m）；入海水道不泄洪时，只是利用入海水道中的泓道满足渠北运西地区排涝，入海水道水位又远远低于京杭运河和通榆河水位（最大水位差7.20m）。为解决入海水道泄洪与京杭运河和通榆河通航、调水的矛盾，设计大胆创新，创造性地采用“上槽下洞”的大型立交地涵技术，科学地解决了入海水道与京杭运河、通榆河交叉的矛盾。淮安枢纽立交地涵上部渡槽宽80.0m，正常通航水深6.0m，满足京杭运河通航要求；下部涵洞共15孔，单孔尺寸为6.8×8.0m，满入海水道近期设计泄洪2270m3/s、强迫泄洪2890 m3/s的要求，二期再扩建30孔，满足入海水道二期泄洪7000m3/s的要求，无论是涵洞规模，还是泄洪能力都是目前亚洲最大的水上立交工程。另外，由于淮安立交地涵上部渡槽受淮安三线船闸和渡槽两端保留680m直线段引航道的限制，必须将立交地涵中心线布置成与京杭运河中心线斜交，斜交角77°，立交地涵中心线与入海水道中心线平行，地涵采用“斜立交地涵”型式，每块结构平面上呈“平行四边形”，使其既不改变入海水道泄洪水流流向，又保持京杭运河航道顺直。滨海枢纽立交地涵采用正交布置方案。 在设计过程中解决了复杂立交地涵的结构设计和应力分析、粉细砂地基的防渗排水、大尺寸薄壁混凝土墩墙温控防裂等复杂技术难题。另外，淮安和滨海枢纽在景观设计上与悠久的大运河历史文化和当地人文历史相结合，树立了现代水利的典范，成为入海水道的两个亮点。 4、针对性地采用多项综合技术，成功地解决了海口建闸的淤堵、防腐等复杂技术难题 海口枢纽是淮河入海水道的末级控制枢纽，具有泄洪、排涝、挡潮、减淤、连接南北交通等多种功能，工程紧邻黄海，闸下水流易受潮汐、潮流的影响，就海口枢纽总布置，在前期设计中选取多种布置方案比选，并通过二维水流数值计算和定动床模型试验的验证，以推荐采用最佳方案。通过调水冲淤、潮差冲淤、机船拖淤、南偏泓纳潮冲淤等措施来减少闸下淤堵。 海口枢纽处于海水浪溅区及盐雾作用区，潮湿并严重侵蚀性介质作用的四类区环境，对混凝土和钢结构防腐耐久性提出很高要求，尤其是混凝土裂缝要求极严。在实践中优化混凝土配合比、采用“双掺”技术，选用非泵送常态混凝土，改进混凝土施工工艺，采用低铝酸三钙水泥（水泥小于5%的普通硅酸盐水泥），全面采用新型无色有机材料（GM-90I多功能有机硅保护剂）保护，以及钢闸门采用综合防腐等多种措施，解决了闸下游淤堵、混凝土及钢结构防腐蚀等复杂技术难题，取得了良好的效果，为海口建闸探索了新途径，提供了成功范例。 5、经济合理地采用真空预压排水和淤土筑堤技术，有效解决了深厚淤土区筑堤技术难题 淮河入海水道自桩号57+000～108+000段为淤土地基段，淤土深度达到30～35m，埋深2.0～0.9m。根据淮河入海水道规划，在此区域内需填筑9.0m高堤防和兴建10座穿堤建筑物。 对于如此深厚的淤土地基，采用任何一种地基处理方法，其巨大的投资都是无法接受的。经多种方案比较后，首次采用了先进的真空-堆载联合预压加固技术进行地基处理。同时，该地区筑堤土料缺失，只能就近利用淤土进行筑堤，工程施工难度大，工程安全性难以保证。因此该段堤防的筑堤安全性、穿堤建筑物的基础处理、穿堤建筑物与堤防的沉陷量协调问题成为入海水道堤防建设中最大的难题。 项目实施过程中，经过全面、系统和深入的研究和探讨，采用先进的勘探和土工试验方法、科学合理的计算理论和图形化技术、超常规的施工加载速率和超规范的安全控制指标，利用现代化的安全监测技术，依靠加设压载平台和控制施工速率来保证淤土筑堤的安全性。通过实践，为深厚淤土上筑堤工程的设计、施工和管理提供了成功的经验。 6、创造性地采用多项国际领先的施工技术，解决了重大施工难题 淮河入海水道近期工程建设过程中，加强科技攻关、重视科学试验、