[00659849]电力工程岩土勘察、设计和检测关键技术研究及应用

该项目属于电力工程建设领域，涉及岩土工程、土木建筑等主要学科，主要研究电力工程中岩土勘察、设计和检测关键技术。发展特高压输变电技术是国家作出的重大战略决策。通过特高压电网的构建，能够实现能源基地的集约开发，对国家能源的优化配置有重要意义。在特高压工程迅猛发展的背景下，工程项目跨越江河山川、纵横高原盆地，对支撑技术之一的岩土工程提出了新的、更高的要求。岩土工程中，勘察、设计和检测三个方面密切关联，贯穿了工程建设的重要节点。中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司(以下简称安徽院)作为勘察、设计和施工检测一体化单位，岩土工程的三个环节紧密配合，共同服务于电力工程建设。课题组在多个特高压、换流站的工程实践中认识到：如何提高不同地貌单元和特殊地质条件下岩土勘察、设计和检测工作的准确性和经济性，是新形势下亟需探讨和研究的课题。该项目开展了上述三个方面的针对性研究。1.研发轻便化设备，创新了电力工程岩土勘察手段。输电工程中，杆塔呈线性点状分布，其跨越的地貌单元复杂，交通条件较差，对勘察设备的轻便性要求较高。传统勘探设备体量笨重、操作复杂，地形适应性差。据此研发一种微型静力触探设备和一种轻便电动麻花钻，操作简易、轻质便携，适用多种地貌单元。该成果已获得发明专利2项。该研究成果已大规模应用于多个特高压工程中，有效提高了勘察工作的效率和准确性，可节约勘察费用约280万元/年。2.开发三维可视化软件，提出新的边坡分析模型，拓展了电力工程岩土设计方法。变电工程中，地基处理和边坡支护是岩土设计的两项重要工作，传统方法已不能适应大型工程计算量巨大、可视化要求高的新形势。据此提出了一种变电站3D可视化基础换填智能设计方法，并开发了一款计算软件，能够成功绘制并展示基础剖面图和自动计算出地基处理工程量。该方法已获得软件著作权2项，电力行业专有技术1项。提出一种新的岩质边坡楔体稳定性分析模型，采用智能单粒子优化算法来搜索具有最小安全系数的楔体及其滑动面组合，增加了边坡稳定性判别的准确性。该方法已获得电力专有技术1项。依据新的科研结论，开发出一款电力工程支挡结构土压力计算软件，使得计算过程方便快捷、计算结果经济合理。该方法已获得软件著作权1项。该研究成果已在多个输变电工程中应用，使设计结果更为安全可靠、经济合理，可节约工程投资约520万元/年。3.研制快捷检测装置、提出精确计算方法，提升了电力工程岩土检测技术水平。研制出一种预应力管桩竖向静载试验装置，使用连接盘和螺栓完成与桩体的连接，缩短了试验周期；连接盘和螺栓能够重复使用，节省了试验成本。该方法获得实用新型专利1项。提出了一种基于应力波和桩身沉降的桩身内力计算方法，利用声波透射法测试成果和桩身沉降观测资料修正桩身内力测试误差和验证弹性模量取值。该方法获得电力专有技术1项。该研究成果工程应用已十分广泛，覆盖了安徽院大部分桩基检测项目。可节约工程投资约360万元/年。