摘要
我国“十四五”规划和2035年远景目标纲要指出，要加强水利基础设施建设，着力推进节水灌溉优质工程的建设，全面提升水资源的优化配置能力。其中，渠道作为重要的水利基础设施之一，起着改善区域水资源分配不均、提高水资源利用效率、解决农田灌溉用水的作用。然而，在实际施工或运行过程中，受材料、复杂环境、人为因素等影响，渠道衬砌往往会产生裂缝及其他病害问题，极大程度上降低了渠道衬砌的整体质量，也导致了水资源的浪费。混凝土衬砌是渠道衬砌目前应用最为广泛的结构形式之一，通过探究渠道混凝土衬砌的开裂机理，提出渠道衬砌施工质量控制方法及关键技术，加强渠道衬砌旌工组织与管理，对于提升渠道整体施工质量及建设渠道品质工程具有十分重要的意义。本文以河南省赵口引黄灌区二期渠道工程为背景，开展了相关研究，主要取得以下成果: (1)通过采用文献分析、现场调研等方法，系统梳理了现有渠道混凝土衬砌的病害类型及特征;针对每种病害类型，系统剖析了各病害产生的原因及损伤机理。同时选取部分病害的损坏特征构建了评价指标体系，提出了基于IAHP-简单关联函数法-云模型的渠道衬砌技术状况评价方法，使用该法所得评价结果与现场实际损坏状况较为吻合。 (2)以该工程某标段为例，利用ABAQUS有限元软件计算分析了渠道衬砌在不同温度与水荷载作用下衬砌板温度场及应力场的变化情况，得到了在不同温度和不同水荷载耦合作用下衬砌板温度的变化规律以及衬砌板应力的分布规律。结果表明，在无水或有水荷载作用情况下，渠底板中间区域温度分布较为均匀，渠道阳坡坡面板的温度高于阴坡的温度;渠道坡脚处衬砌板及渠底板的应力值均较大，为防止该部位混凝土衬砌板最大拉应变超过其允许拉应变而导致板胀裂，应在设计或施工等环节予以关注，重点预防。 (3)采用统计分析法、专家打分法、F-AHM确定了影响渠道混凝土衬砌施工质量的主要因素与关键施工环节，构建了基于施工质量控制目标-质量控制方法-质量控制流程-关键环节施工质量控制措施于一体的渠道衬砌施工质量动态控制技术模型;分别采用GM(1，1)模型、SVM(支持向量机)对选取的渠道衬砌施工质量控制参数(混凝土强度)进行了对比预测分析，结果表明本工程混凝土施工质量得到了有效控制，且GM(1,1)模型适用性更好。 (4)针对渠道衬砌常见的病害类型及易损伤位置，在渠道施工组织与管理中重新对施工工艺进行了优化，构建了成立施工质量管理组织机构、建立施工质量保证体系、完善质量保障措施等多角度、全方位的渠道衬砌施工质量目标管理体系，同时确定了施工过程中渠道衬砌各工序质量动态管控的对应参数及允许范围值;构建了基于智能化管控的框架模型，并以该工程为例进行了应用，结果表明智能化管控在很大程度上提高了施工管理人员决策的效率。
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