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2024-KJ-2-018输水隧洞长寿命支护体系研发及其应用技术
日期:2025年01月06日    来源: 中国腐蚀与防护学会     分享:
获奖项目编号:2024-KJ-2-018
获奖项目名称:输水隧洞长寿命支护体系研发及其应用技术
第一完成单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
项目联系人:冯兴国
联系人电话:13814014068
联系人邮箱:fengxingguo@hhu.edu.cn
项目简介:

  输水隧洞通常采用砂浆锚杆、挂网喷射混凝土等方案进行支护,在服役过程中其支护结构长期经受水流冲刷,支护结构中砂浆和衬砌混凝土在水流持续冲刷和稀释作用下碱性下降明显,引起砂浆和混凝土强度下降,混凝土保护层与金属挂网、锚杆的结合力下降;加之部分隧道存在侵蚀性地下水,加速锚杆和金属挂网的腐蚀,导致输水隧洞的支护结构失效破坏,影响正常供水。
  本成果研发了低镍型201不锈钢锚杆和三元地聚物衬砌材料,构筑了输水隧洞长寿命支护体系,形成了低镍不锈钢锚杆-地聚物衬砌的长寿命支护体系及应用技术。
  项目研发的三元地聚物衬砌材料强度超过65 MPa;强度相当条件下,三元地聚物衬砌抗水流冲蚀能力是传统喷射混凝土的3倍以上。地聚物衬砌中201低镍不锈钢锚杆的腐蚀速率低于传统喷水混凝土中镀锌碳钢锚杆腐蚀速率的1/10,且锚固预应力对201不锈钢耐蚀性影响较小,研发的201不锈钢锚杆-三元地聚物衬砌支护体系的寿命是传统支付体系的10倍以上。在此基础上,首次提出了涵盖pH值、SO42-、HCO3-、Cl- 等腐蚀因素的地下水复合腐蚀指数composite corrosiveness index (CCI),为量化评价地下水侵蚀性提供了科学方法。新型支护体系的全寿命周期可比传统支护结构节支大量维护成本。
  研究成果在Journal of The Electrochemical Society、Engineering Failure Analysis等业界著名期刊发表学术论文20余篇,获授权专利19项,其中发明专利7项。成果在10余个水电工程、抽水储能电站输水隧洞的支护工程中得到推广应用,累计节支2.19亿元。
  经中国腐蚀与防护学会组织的专家组评价,一致认为该整体达到国际先进水平,其中地下水侵蚀性量化评价方法达到国际领先水平。


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