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水库大坝是治理江河、 兴利除害的重要基础设施 承担着保障国家防洪安全、供水安全 粮食安全、能源安全和 生态安全等重要任务 我国是世界上建坝最早的国家之一 目前世界各国所建水库大坝 按照筑坝材料划分 主要有土石坝、混凝土坝两种类型 土石坝较混凝土坝具有 建造成本低、易取材 且制造建筑垃圾少等优点 但土石坝也存在易溃坝的“致命缺点” 土石坝之所以易溃 核心是坝体材料为散粒体 如何将其“凝聚”起来 又能保证坝体质量安全？ 这是世界大坝技术研究人员 一直在探寻但未能解决的难题 中国水利水电科研人员 通过“产学研用”联合攻关 经过多年反复实验 发明了安全、经济、环保的 新型筑坝核心技术 ——胶结坝筑坝技术 解决了这一难题 创新发明 20世纪90年代末 中国水利水电科学研究院成立项目组，开始研究解决土石坝漫顶易溃和混凝土坝局部材料超强问题。 2009年 经过对土石坝与混凝土坝利弊分析研究，并反复进行土石料级配、抗剪、抗压、抗渗以及抗冲蚀等实验，以及在围堰工程应用试验，项目组提出新坝型胶结坝概念。 2013年8月 在国际大坝委员会第81届年会上，与会专家对中国专家提出的胶结坝筑坝技术给予高度赞誉，成立胶结坝专业委员会，由中国专家担任主席，负责在世界范围内推广。 胶结坝吸收了土石坝和混凝土坝两种坝型的优点，改进其不足，具有坝基适应性强、施工快捷、投资节省、安全度高、环境友好的特点。 针对同一坝体不同部位安全要求不同，胶结坝研究项目组创新性地提出胶结坝“宜构适材、宜材适构”的筑坝理念。 “宜构适材”即调整坝体结构适应当地材料，采用“金包银”的方式，分区设计，将“好材料用在刀刃上”，通过富浆胶结等方式，增强坝体防渗、防冻、防冲蚀等能力，解决渗漏、开裂及漫顶易溃问题； “宜材适构”即选择合适的材料，适应不同坝体功能分区安全需求，既要安全又能解决混凝土坝大部分区域存在的材料超强问题。 胶结坝筑坝技术，从材料配制、结构优化设计到施工工艺、质量智能监控与管理以及设计规范等，逐步走向成熟，得到了国内外有关机构和行业权威专家的认可，先后获得发明专利12项、软件著作权7项、水利先进实用技术2项。 推广应用 2004年 福建成为第一个“吃螃蟹者”，建成了街面水电站下游围堰，成功实现双面挡水。 2006年 福建洪口水电站上游围堰继续应用胶结坝技术，堰高35.5米、堰顶长90米，工程建成运行后，经受住了最大过洪水头8米的超标准洪水考验。 2009年 推广到云南澜沧江功果桥水电站上游围堰和贵州乌江沙沱水电站围堰建设。 据以上4座胶结坝围堰统计分析，与混凝土坝方案相比，工期缩短40%，综合造价降低约25%，产生的综合经济效益约5900万元。 在围堰建设的初步应用 凸显了胶结坝的安全和经济技术优势 为在永久工程建设中推广 奠定了坚实的实践基础 2011年 水利部认定胶结坝技术为“水利先进实用技术”，并列入《重点推广指导目录》，开始在永久工程建设中应用。 2014年4月 我国首座胶结坝永久工程山西守口堡水库开工，水库坝高61.6米，总库容980万立方米。 2016年4月 坝高14.1米的四川顺江堰胶结坝，成为我国首座建成的胶结溢流坝永久工程。工程位于天然砂砾石资源丰富的西河，采用胶结坝建设方案就地取材，不仅节省了投资，工程运行6年多来，长期处于自溢流状态，坝体运行状况良好。 2021年7月 西江水库大坝完工。工程地处贵州黔东南苗族侗族自治州雷山县，紧邻西江千户苗寨风景区，对工程建设安全与环保提出了更高要求。这里坝基为软质岩石，不宜建混凝土坝；建面板堆石坝，因地处景区，无法就近开采山石。  经过比较，采用胶结坝方案，就地利用开挖河床砂砾石料、坝肩料及西江旅游公路开挖弃料等胶结筑坝，做到了零弃渣，极大地减少了对景区周边自然植被的破坏，且节约投资20%。工程于2020年年初浇筑，当年6月23日遭遇过坝洪水，漫坝历时8个小时，工程完好无损，实现了“漫顶不溃”。 胶结坝技术的推广应用，彰显了就地取材造价低、施工简单工期短、漫顶不溃安全高、没有弃渣环保好的优势，产生了良好的经济、社会和生态环境效益，也获得了多项荣誉，2020年度水力发电科学技术奖一等奖、2017年度中国产学研合作创新成果奖一等奖、2017年度中国施工企业管理协会科学技术进步奖一等奖等。 如今 胶结坝技术已走出国门 在国内外40多座水利水电工程建设中 得到成功应用 标志着我国引领世界筑坝技术实现了新发展 我们也期待 安全、经济、环保的胶结坝技术 能够在我国水库大坝建设、 病险水库除险加固 以及“一带一路”沿线等 国家水利工程建设中 得到更广泛的应用、 创造更大的价值 造福中国和世界人民 |
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