成果简介：地下水封洞库是石油储备的重要形式，中国地下水封洞库工程的技术积累不够，对水封效果和油气泄漏评价、洞室长期稳定性评价及安全监测技术等研究不足，地下水封洞库工程建设和运行安全面临重大技术挑战。该课题以石油战略储备地下水封洞库工程安全为核心，开展石油战略储备地下水封洞库在设计和运行中的工程安全技术研究，提出石油储备大型地下水封洞库工程安全的关键技术与方法，并应用于国家大型地下水封洞库工程及进行技术推广。课题将研发形成包括石油储备地下水封洞库渗流控制、长期安全性评估、安全监控等关键技术，提出地下水封石油储库水幕系统设计原则，提升地下水封石油储库风险防控与应急救援能力，确保地下水封洞库安全、高效运行。课题主要研究成果：（1）地下水封洞库水幕系统及渗流控制技术。（2）地下水封洞库长期安全评估技术。（3）地下水封洞库安全监控技术。（4）主要知识产权：在课题研究过程中，在国内外核心期刊或国际学术会议共发表学术论文20篇，其中SCI收录6篇，EI收录3篇；获发明专利4件；获实用新型专利4件；获软件著作权1项，（2014SR125583）；编写专著《致密岩石渗透测试与渗流力学特性》1部；培养出站博士后1名，毕业博士研究生2人、硕士研究生7人。

成果简介：该项目对温拌用泡沫沥青生产关键技术参数的室内试验研究，明确泡沫沥青生产的关键影响因素及其适宜取值。同时，对泡沫沥青胶结料进行性能评价，对泡沫温拌沥青混合料配合比设计体系进行研究，最终结合试验段铺筑，对泡沫温拌沥青混合料生产、施工及质量控制技术等方面进行系统研究，形成一整套的泡沫温拌沥青混合料的设计施工指南，为泡沫温拌沥青混合料的生产和施工提供技术支持。项目一系列研究成果兼备创新性和实用性，为提高中国泡沫温拌沥青混合料的应用技术水平提供了有力的技术支持，具有显著的经济和社会效益。该项目在合同、工作大纲的基础上，随着研究工作的深入开展，根据课题实际需要，在项目实施过程中对原有的工作任务进行了增加和补充，主要的技术性能指标如下：1.对温拌用泡沫沥青胶结料的生产工艺影响因素进行了研究，确定了关键的生产参数，并根据数学优化方案，推荐合适的生产工艺。2．采用粘度变化率评价泡沫温拌沥青胶结料的发泡效果，考察生产工艺对粘度变化率的影响意思呢，提出了道路石油沥青和SBS改性沥青发泡效果的评价标准。3.应用先进的试验方法和评价指标综合评价了泡沫温拌沥青的高温流变性指标、低温流变性指标、温度敏感性指标以及抗老化性能。4.采用表面能理论研究了发泡水对集料与胶结料间粘附性能的影响、采用干冰冷冻泡沫温拌沥青及蒸馏方法研究了水在泡沫温拌混合料中的存在形态和数量变化规律。5.通过大量的理论分析和试验研究，提出了泡沫温拌沥青混合料的设计方法，研究了影响泡沫温拌沥青混合料路用性能的因素。结果表明合理设计的泡沫温拌沥青混合料可以达到甚至部分超过热拌沥青混合料的性能。6.在130℃温度下成型试件，所得到的泡沫温拌改性沥青混合料路用性能与热拌（160℃成型）混合料的路用性能差别不大，均可以满足规范对热拌的技术指标要求。7.通过实体工程实施对泡沫温拌沥青混合料施工工艺及施工质量控制深入研究，编写了泡沫温拌沥青混合料的施工技术指南，推动了泡沫温拌技术的进一步应用。8.试验段实施过程中，泡沫温拌道路石油沥青混合料的施工温度较常规热拌道路石油沥青降低了10-20℃，在同样的摊铺及碾压工艺条件下，泡沫温拌混合料可以达到甚至超过常规热拌沥青混合料的压实标准。9.对泡沫温拌技术的经济效益进行分析，发现采用泡沫温拌技术生产沥青混合料，与Evothem及Sasobit温拌技术相比，温拌剂的费用每生产一吨沥青混合料可节省28-38元，与热拌沥青混合料相比，每吨混合料生产可节约能源费6.5元以上。10.采用温拌技术后，沥青混合料的生产与施工过程的有害气体排放量大幅度减少，在混合料生产阶段，温拌技术的减排效果可达到50%-90%，在混合料施工阶段，减排效果也可达到40%-60%，社会效益显著。

成果简介：该项目对高RAP掺量泡沫温拌热再生技术进行系统的研究，通过泡沫温拌技术降粘机理及组分变化研究；泡沫温拌沥青与回收沥青融合后的性能研究；RAP材料掺量对泡沫温拌沥青混合料路用性能的影响；高RAP掺量泡沫温拌沥青混合料配合比设计体系；泡沫温拌再生沥青混合料施工与质量控制技术研究；高RAP掺量泡沫温拌热再生与普通热再生节能减排效益对比评价；高RAP掺量泡沫温拌热再生与普通热再生经济社会效益对比评价，最终形成一整套的高RAP掺量泡沫温拌热再生技术的设计施工工艺，为高RAP掺量泡沫温拌沥青混合料的生产和施工提供技术支持。项目一系列研究成果兼备创新性和实用性，为提高中国泡沫温拌沥青混合料的应用技术水平提供了有力的技术支持，具有显著的经济和社会效益。该项目在合同、工作大纲的基础上，随着研究工作的深入开展，根据课题实际需要，在项目实施过程中对原有的工作任务进行了增加和补充，主要的技术性能指标如下：1.泡沫沥青中的水分含量随着施工的不断进行基本呈线性下降趋势，在同等水分掺量条件下，泡沫沥青（70#）在各施工阶段的水分含量要小于泡沫沥青（SBS）的水分含量，泡沫沥青（70#）在拌和、摊铺阶段水分散失率较大，而泡沫沥青（SBS）在拌和、运输阶段水分散失率较大，施工结束后泡沫温拌沥青混合料中的水分含量均小于沥青质量的0.2%。2.从胶结料的高温性能上来看，随着回收沥青掺配比例的增加，胶结料的软化点值及fail temperature值均逐渐增加，胶结料的高温性能越来越好。胶结料的低温延度值越低，蠕变劲度越高，蠕变速率越小，均表明胶结料的低温性能随回收沥青的增加越来越差；随着回收沥青掺量的增加，泡沫温拌再生沥青胶结料的温度敏感性逐渐降低；随回收沥青掺量的增加，胶结料的极限疲劳温度逐渐增加，其抗疲劳破坏能力逐渐降低。3.马氏压实及旋转压实两种成型方法来看，旋转压实成型方法不管在对混合料的级配影响及对温度的敏感性分析上，较马氏压实相比都有明显的优势。因此，高RAP掺量泡沫温拌沥青混合料的成型方式建议选择旋转压实方法。4.通过车辙试验结果分析得出，不同RAP材料掺量的泡沫温拌再生沥青混合料高温性能指标均能满足规范要求；通过小梁试验结果分析，发现随着RAP材料的掺量的增大，混合料低温性能呈现减小的趋势；浸水马歇尔试验的残留稳定度与冻融劈裂强度比与RAP材料掺量之间存在较好的相关关系，随着RAP材料掺量的增加呈现减小的趋势；由疲劳试验结果可见，随着再生混合料中RAP材料比例的提高，再生混合料的疲劳寿命逐渐减小。RAP掺量为40%时的疲劳寿命约为掺加80%时的3倍。5.综合考虑混合料的路用性能和RAP材料的利用率，建议RAP材料的最佳掺量为40%。6.为了提高工程施工质量，建议上位辊筒对RAP材料的加热温度控制在140℃左右。7.通过对高RAP掺量泡沫温拌沥青混合料的体积指标及路用性能技术指标进行分析，提出了高RAP掺量泡沫温拌沥青混合料的设计流程体系，并提出了相应的技术指标控制标准。8.泡沫温拌再生沥青混合料的能耗和碳排放量较温室气体排放较常规热拌再生沥青混合料减少25 MJ/t和2kg/t左右。9.采用购买的成品RAP材料进行路面的施工，每生产1000吨再生混合料可节约11.7～16.7%的工程造价，实际节约费用约为26755-42826元。10.若RAP材料为自行破碎、加工，则每生产1000吨再生混合料可节约30.2～37.3%，实际节约费用约为69155-85226元，经济效益显著。11.采用泡沫温拌技术后，每生产1000吨再生沥青混合料可节约天然气390m<'3>，节约造价1638元。12.采用温拌技术后，沥青混合料的生产与施工过程的有害气体排放量大幅度减少，在混合料生产阶段，温拌技术的减排效果可达到50%-90%，在混合料施工阶段，减排效果也可达到40%-60%，社会效益显著。

成果简介：固化、土壤化、钝化为主的资源化利用技术。疏浚淤泥钝化处理技术研发出一种能够改变污染物的形态，以促进淤泥稳定无害化的控制型钝化剂（新材料III），满足处理后的土材料、土壤材料安全利用和处置的要求。堆存堆场淤泥的原位快速处理技术。该技术只对表层1.0～-2.0米的淤泥进行固化处理，从而快速形成一个具有一定的强度和刚度的人工硬壳层，能够满足上人和小型机械的施工要求，以便进行排水板铺设、堆载施工或土壤化改良等后续处理。泥水快速分离的泥浆减量化技术。常规的疏浚泥浆具有含水率高、强度低、体积庞大的特点，堆场处理占地的需求和征地压力往往是难以解决的矛盾。

成果简介：长期以来，中国大型污水厂能耗居高不下，大量污泥简单处理堆放，严重威胁水环境安全。大型污水厂既是水体污染物削减的主要承担者，又是能量消耗和污泥产生“大户”，其超大规模、超高负荷的特点对节能降耗、污染减排和资源利用提出了极高的科技需求，相应研究是该领域国际前沿难题。项目在上海市科委重大专项支持下，历经十余年，从污水输配系统节能降耗、污水处理系统节能减排和污泥处理系统产能减排3个方面，坚持泥水同步，研发了大型污水厂高效节能与污泥处理处置技术体系，并实现规模化推广应用。创新点1：攻克大型进水构筑物流场优化技术，实现污水输配系统全过程节能降耗。攻克大型进水泵站流速均化技术，基于三维不可压流体的雷诺时均N-S方程和k-ε湍流模型，优化导流墙和配水舱室等型式，解决了大型进水泵站流态不均技术难题；首创大型配水井水力精准分流模型，建立进水箱涵、总配水井和尾门联动系统，解决了不同水量精准分流难题；创新大型二沉池重力精准配水技术，首次建立进水渠、配水渠和二沉池耦合模型，优化径深比和配水孔径等，开辟了二沉池无动力配水新模式。创新点2：创新研发大型生物处理系统节能工艺和仿真技术，实现污水处理系统节能减排。创新研发运行模式可灵活切换的多模式A/A/O工艺，可根据水量、水质和温度等因素精准调节工艺参数，解决了大型生物处理单元模式切换难题；自主开发泥膜复合高效脱氮除磷工艺，基于水温动态优化泥相和膜相细菌、真菌、原生动物的分配比例，解决了低温污水氨氮去除效率低的难题；首次研发污水处理工艺仿真技术，确定多模式A/A/O工艺精细化运行模式，获取适宜不同模式的运行参数，解决了污水厂精准设计与运行难题。创新点3：集成开发污泥深度减量与资源利用技术，实现污泥处理系统产能减排。攻克污泥精确定量技术，首次构建适合中国的污泥精确定量数学模型，率定模型参数值，解决了中国污泥产量计算不精确问题；创新研发污泥深度脱水工艺，首次将电化学和复配调理剂引入污泥预处理，解决了污泥水分结合形态破解困难、脱水驱动力不足技术难题；集成开发污泥有机质高效利用技术，首次自主研发污泥水力/机械协同除砂除渣技术和设备，解决了高砂渣影响技术难题；创新研发污泥高含固高温厌氧消化技术，实现了污泥生物质能高效利用。该项目获授权专利55项(发明专利26项)，编写《室外排水设计规范》等国家标准6部，出版《污水厂设计》等专著7部，发表论文129篇(SCI收录44篇)，获上海市科技进步一等奖2项。成果推广应用于上海、重庆、河南等地超过100座污水厂，总规模超过3000万立方米/天，如亚洲最大的上海白龙港厂(获国际咨询工程师协会“百年工程奖”和国家优质工程金奖)、中西部最大的重庆鸡冠石厂、中原地区最大的郑州王新庄厂(均获国家优秀设计一等奖)等，COD削减613万吨/年，节电7.51亿元/年，开发沼气4690万立方米/年，减少温室气体排放141万吨/年(CO₂-eq)，成果得到张杰院士和彭永臻院士的充分肯定，社会效益显著。

成果简介：干旱和干旱化是影响人类社会最严重的灾害之一，旱灾控制一直是世界关注的前沿和热点，旱情精准监测以及水源科学调配是减少旱灾损失的重要途径。黄河流域历史上就是旱灾最为严重的区域之一，针对黄河水资源短缺、旱灾频发等重大问题，国家“十二五”科技支撑计划项目设置了“黄河流域旱情监测与水资源调配技术开发与应用”课题。通过4年攻关研究，取得了大量创新性成果，提升了国家应对干旱的水资源调配和减灾能力。2016年6月，项目通过科技部验收，专家组认为课题“超额完成任务书规定的目标”。本申报材料为国家“十二五”科技支撑计划项目的主要成果。1、主要技术内容：综合运用气象、水文、遥感、灾害、经济、系统科学等学科前沿理论，从灌区旱情监测评估、水资源调配、干旱应对管理三个层面开展研究，集成支撑流域旱情监测与水资源高效利用的技术体系和管理平台，主要成果包括四个方面：①创建多时间尺度的干旱评估与演变特征识别、基于陆气耦合的灌区干旱实时监测、基于多源降雨信息的洪水/径流多尺度嵌套耦合预报、多年调节水库旱限水位优化控制、多泥沙河流综合利用水库多分期汛限水位优化、应对干旱的流域梯级水库群协同优化调度以及流域干旱应对与风险管理等7项关键技术，形成黄河流域旱情监测与水资源调配适应技术体系。②揭示黄河流域干旱、洪水发生和演变的特征以及灌区灌溉需水对干旱的响应等3项规律，形成黄河流域水旱灾害中长期演变的科学认知基础。③研发基于土壤墒情监测和大气降水观测等多源信息耦合的大型灌区实时监测、黄河三花间洪水预报以及应对干旱的黄河梯级水库群调度系统3套模型系统，形成支撑旱情实时监测与应对干旱的水资源优化调配系统平台。④成果应用于黄河流域主要灌区旱情监测及黄河水资源调度管理实践，建设黄河流域灌区旱情监测、黄河三门峡-花园口河段水文预报以及黄河干流水量调度3个示范基地，科学指导了流域抗旱和水资源调配。2、成果评价：项目研究获专利2项，其中发明专利1项；获软件著作权5项。在国内外学术期刊发表论文58篇，其中SCI检索20篇(其中2区11篇，3区3篇)，EI检索12篇，出版专著3部。2016年8月3日，河南省科技厅组织国内知名院士专家对研究成果进行鉴定，一致认为“总体上达到国际领先水平”。3、应用与效益：2013年10月以来，主要成果已应用于黄河流域青海、甘肃、宁夏、内蒙古、河南等省区约2000万亩灌区干旱监测以及黄河流域水文预报和水资源管理实践，建成黄河流域主要灌区旱情监测、黄河干流水量调度等3大示范基地。结果表明：灌区干旱监测预报准确率超过86%，通过开展抗旱水源的科学调配有效抑制了旱灾发展，年均抗旱减灾效益6.89亿元，经济社会效益显著。

成果简介：任务来源：该课题是浙江省交通运输厅科技项目（2014H<,2>4）。课题研究单位为杭州交通投资建设管理有限公司、浙江省宏途交通建设有限公司、河海大学、杭州市交通规划设计院、浙江省交通规划设计研究院。 应用领域和技术原理：该研究的应用领域是土木建筑工程中的道路路基工程。在总结之前已有的路用泡沫混凝土研究工作的基础上，该项目依托路用泡沫混凝土实际工程，通过现场试验、室内试验、数值模拟和理论分析等手段，开展路用泡沫混凝土长期耐久性及结构合理性研究，该课题研究的关键技术如下： 开展了路用泡沫混凝土在大气暴露、干湿循环、冻融循环、反复加载等单因素或多因素耦合影响下的长期耐久性试验研究，获得路用泡沫混凝土的破坏机理、细部孔隙质量控制标准。 在影响因素影响下提出了路用泡沫混凝土的破坏机理和质量控制标准。 在路用泡沫混凝土改良方面，着重解决外加剂改良对路用泡沫混凝土的性能研究。 在路用泡沫混凝土的结构合理性研究方面，开展了路用泡沫混凝土填筑断面高度设计、特殊部位防应力集中处治措施、合理置换形式及其对变形特性影响的研究，提出过渡段处治技术。 开展了路用泡沫混凝土对地基应力应变影响的研究。 性能指标：主要技术指标： 揭示了大温差干湿交替作用下路用泡沫混凝土的强度变化特性。 揭示了疲劳荷载作用下路用泡沫混凝土的强度变化特性。 揭示了冻融循环荷载作用下路用泡沫混凝土的强度变化特性。 揭示了循环荷载和冻融循环耦合因素影响下路用泡沫混凝土的强度变化特性。 揭示了大气暴露条件下路用泡沫混凝土的强度变化特性。 揭示了海水侵蚀条件下路用泡沫混凝土的强度变化特性。 以微裂缝在材料微结构中的变化发展为主线，把冻融循环和循环荷载两个因素对材料的作用与微裂缝的发展相联系，采用微观力学计算方法建立了微结构数值计算模型，模拟得到含微裂缝的轻质混凝土材料在单因素、多因素影响情况下的力学性能。 泡沫混凝土的吸水主要发生于前4个小时内，其容重由0.6 kN/m<'3>达到0.8kN/m<'3>，为设计容重的1.33倍。对易经常受水浸泡环境下应用泡沫混凝土时，根据受水影响程度情况，其使用时的容重可设计为1.1～1.4倍的干容重，该修正系数可结合吸水试验进行确定。 通过外置式路用泡沫混凝土结构的保护壁材料研究，保护壁试验发现，对于路用泡沫混凝土其外壁应喷涂水泥浆，并可在外表面再加涂一层树脂类涂料层防止面层剥落。 通过外加剂改良路用泡沫混凝土性能研究，尝试了多种添加剂对于泡沫混凝土改良试验。添加纤维能够增加泡沫混凝土的整体性，提升其抗破碎能力。使用粉沙性土体进行添加能够保证成型及强度，降低泡沫混凝土造价。 （11）通过路用泡沫混凝土填筑断面高度设计研究，得出断面填筑高度最低不超过1m，软土地基路堤最高不超过6m。 （12）通过路用泡沫混凝土路基截面合理性研究，采用有限元计算，结果表明使用凸字形置换形式对于沉降的控制效果要好于倒梯形、倒台形两种形式。开展了不同路用泡沫混凝土结构形式下的变形特性试验研究，提出了蜂窝状、预制块形式的新型路用泡沫混凝土路基结构，并通过模型试验和现场试验验证了其合理性。 （13）针对泡沫混凝土控制沉降和过渡段问题，提出了相关的路堤横断面设计示意图和相关置换厚度设计方法。 （14）开展了特殊部位路用泡沫混凝土的应力集中处治措施研究。 （15）路用泡沫混凝土对减小基底压力的分布具有较好的作用，且随着其置换厚度的增大而效果越加突出，并且路用泡沫混凝土置换层位于路堤底部的置换形式要优于路用泡沫混凝土置换层位于路堤中上部的形式。 （16）建立了不同置换形式下泡沫混凝土置路堤地基底压力计算方法。 （17）建立了路用泡沫混凝土置换路基卸载量的计算方法：沉降比例卸载计算法、实测沉降数据预测法、置换前沉降速率估算法等。 （18）经地质雷达监测：测量深度范围内表现为12cm～18cm为分层线，即混凝土面层与轻质混凝土分层现象比较明显，且层位线不平整；在距离测试起点2.0米、4.7米以及5米、7.3米的地方附近存在分界面；其下层泡沫混凝土路基的混凝土整体密实度较好，未发现空洞或者疏松区。 成果的创造性、创新性：该项目的主要创新点有： 建立了冻融循环+荷载循环等多个因素耦合作用下的泡沫混凝土强度变化规律。 提出了采用泡沫混凝土不同结构的合理性，提出了多种置换形式下泡沫混凝土置换路堤基地压力以及置换路基合理卸载量的计算方法。

成果简介：项目属于电气工程学科。负荷模型的精准性关乎大电网安全高效运行。大电网运行控制策略的制定主要依赖于仿真计算，而仿真计算的精度则取决于所用模型。大电网由发电、输电和负荷组成，负荷模型不准将使整体仿真计算结果冒进或保守。冒进会显著降低电网预防风险的能力而导致停电，危及电网乃至公共安全；保守则会严重制约输电能力而导致窝电，造成巨大投资浪费。建立精准负荷模型是国际电力界公认的难题。负荷节点几十公里供电范围内的设备海量而复杂，但模型方程要求低阶且统一；负荷特性具有非线性和时变性，但模型参数要求准确且鲁棒；大电网中面广量大的负荷节点逐个建模工作量巨大且难以实证，但工程实施要求高效且快速。上述困难致使负荷建模成为硬骨头，少有学者问津。项目团队依托国家自然科学基金、国家科技支撑、国家973等，坚持不懈、攻坚克难、实证应用，实现了大电网负荷建模关键技术的重大突破。(1)构建了负荷模型的统一结构，解决了复杂多样负荷的低阶聚合难题。提出了统一的机理综合负荷模型（SLM),实现了机理负荷模型的结构简洁、方程低阶；提出了统一的非机理混合负荷模型（CDSM),突破了动态和静态特性的融合建模。(2)创建了大电网负荷的非线性建模理论，破解了模型参数测辨的多解和鲁棒的难题。发现了负荷模型可辨识性现象，发明了可辨识性分析数值方法，厘清了负荷模型各参数的可辨识性；率先并系统地提出了负荷参数的模拟进化测辨法和在线统计综合法，大幅提升了模型参数的准确性。(3)发明了大电网负荷的分类分区并行的整体建模技术，实现了广域分布负荷的快速建模。发明了基于时变电流注入的分区测辨技术，研发了负荷参数的并行辨识技术，开发了基于广域测量的系统级建模平台，使负荷建模的规模从节点级提升为系统级，速度提升了一个数量级。(4)实施了多次大电网人工大扰动试验，突破了大电网负荷模型的实证校核技术。在大电网实施了针对负荷建模的多次人工大扰动试验，研发并实现了大电网负荷建模的试验设计、测量布点、模型实证、参数校核的成套技术。颁布国际上该领域第一个标准《电力系统负荷建模导则》，所建立的负荷模型已成为中国电网主要仿真计算软件的标准模型，所开发的负荷建模软件已成为中国电网调度自动化系统的重要模块。应用于中国26个省级电网、1700多个负荷站点，范围之广在国际上前所未有。保障了大电网安全高效运行，效益巨大。其中，提高东北电网北电南送功率输送水平1000MW,解决了老工业基地的送电瓶颈；在青藏联网工程发挥重要作用，藏中电网年均停电次数降为原来的10%以下，为该地区发展提供了技术支撑。出版国际上该领域首部专著《电力系统负荷建模》，发表SCI/EI收录论文88篇，他引总计2628次，尤其被国际权威的IEEE电力系统建模工作组所引用。获授权发明专利13项，其它知识产权7项。

成果简介：该项目属于水利工程领域中防洪技术的应用基础研究。洪涝灾害预警与防控是国家防洪安全的重大需求。高度城市化地区“雨岛效应”凸显、极端暴雨事件频发，造成洪涝灾害损失严重。城市化显著改变了降雨径流、汇流路径和方式等水文过程，洪涝灾害演变更加复杂，与之相应的城市化地区洪涝预报预警和防控面临严峻挑战。科学揭示气候变化与剧烈人类活动综合作用下的产汇流机理和洪涝灾害演变规律，有效构建防洪工程调度与社会减灾协同应对的综合防控技术体系，是高度城市化地区洪涝灾害防控亟待解决的国际公认难题。项目组历经14年，依托国家科技支撑计划重点项目、公益性行业科研专项、国家自然科学基金重点项目等，围绕洪涝灾害模拟理论与方法、基于大数据的洪涝灾害预警与风险评估技术、洪涝灾害全景式综合防控等率先开展研究，取得如下创新成果：1.揭示了高度城市化地区产汇流机理和洪涝灾害演变规律，丰富和发展了高度城市化地区洪涝灾害模拟理论。将原型观测与现代数据分析技术相结合，建立分散产流-原位蓄调-管网河道排水的变参数模型，定量刻画城市化地区洪峰加大滞时缩短的产汇流变化机理；揭示下垫面类型和社会经济格局嵌套的暴雨洪水-孕灾-成灾链型灾变过程响应机制；建立暴雨-地物-淹没空间特征组合关联模式，发明灾变动因的重现匹配辨识方法。2.发明了基于大数据的洪涝灾害预警与风险评估新技术，突破了洪涝精准预警与灾害损失计算关键技术瓶颈。提出洪水过程与地理特征匹配及灾情监测反演的灾害前兆信息挖掘方法；建立警讯阈值区间时空测度矩阵，创建洪涝灾害“观测-模拟-辨识”预警系统模型；提出多情景的洪涝灾害扩散损失计算方法与格网化风险动态评估技提高洪涝预警精度，实现了多时空尺度风险评估。3.创建了洪涝灾害全景式综合防控技术体系，实现了防洪工程调度与社会减灾协同应对。提出随机Petri网全景式防控组织优化技术；建立城市化地区防洪格局协调性判别准则，提出流域-区域-城市防洪除涝排水工程的多层级、多目标、多阶段联合优化调度技术；提出政府-市场-公众多主体合作的风险分散技术；创建“宏观-中观-微观”帕累托(Pareto)优化反馈式工程调度与社会减灾全景式管理技术；创建云环境下综合集成研讨决策技术，开发MADA-2000系列综合集成研讨决策平台。显著提高了综合防控能力和应急行动效率。成果已应用到长委、海委、珠委、太湖局等流域机构和地方部门共37家单位，取得了重大防洪减灾效益，部分应用证明统计累计减少损失18.3亿元。特别为2013年深圳、2015年广州、2015年南京、2016年武汉等地区暴雨洪水的防洪减灾提供核心技术保障。授权发明专利21项，软件著作权26项，成果被12部国家与行业标准规范采纳，发表期刊论文SCI86篇、EI112篇，SCI论文被引1201次，出版专著11部。成果显著提升了中国防洪减灾科技水平。获2009、2015年教育部科技进步奖一等奖2项。

成果简介：可准确检测水面下止水线的漏水情况和漏水位置，对止水性能给出定性评估。该检测系统结构简单、操作方便、结果可靠，可应用于水闸、船闸等闸门的止水性能检测，为止水构件的维护提供依据。闸门止水性能检测系统申请发明专利2项、实用新型专利2项。该系统已在扬州船闸应急保障中心进行了初步推广应用，在多个闸门实际应用后技术人员反馈其操作简单、检测结果可靠，显著提高了闸门漏水检测效率和精度，提高了应急保障中心的应急保障能力。主要性能指标：流量检测精度可达±10%；水平和竖直方向的定位精度可达2cm；系统的流量检测仪使用压力上限为1.75MPa。适用范围：适用于水闸的闸门中缝、侧缝和底部止水性能检测，该技术也适用于船闸闸门的止水性能检测。

成果简介：1．项目所属科学技术领域： 该项目属水资源保护技术。2．主要科技内容： 一是种植模式优选试验研究。二是田间生态水管理与平衡施肥技术综合利用试验研究。三是面源污染流失过程生态与工程拦截技术研究开发。四是构建生态友好的灌区水土资源利用模式研究。3.技术经济指标：该项目研究优选出了南方灌区稻菜轮作和水旱轮作模式；提出了适合南方雨水特点的水稻节水稳产灌溉管理模式，即间歇灌溉+深层雨水利用模式，提高了水分利用率，节水率50%以上，总氮、总磷、氨氮排放量减幅在50%以上；研究发明了"农田排水沟三角形止水分层控制堰"装置，并申请了专利，该发明专利应用于农田排水沟的试验研究，使农田总氮平均去除率为9.40%、氨氮平均去除率为17.20%、硝氮平均去除率为10.30%、总磷平均去除率为23.50%、浊度平均去除率为19.00%。4．促进科技进步作用： 通过该项目研究提出的生态灌区种植模式、田间生态水管理与平衡施肥技术、面源污染流失过程生态与工程拦截技术体系等技术串联和协同模式的应用，形成了生态灌区的水土资源高效利用、养分控制、生态沟塘组成的复合面源污染拦截体系，使灌区工程体系与自然环境协调一致，水量有保证，水质能实现自我净化并保持良好，水资源能持续为社会、经济发展和生态系统提供保障.5.推广应用情况： 项目成果本着边试验边推广的原则，自2012年10月至今，在潦河灌区、袁惠渠灌区、赣抚平原灌区和在南昌县向塘镇开展了示范推广。其中，在潦河灌区示范推广1000余亩，辐射推广面积达3万亩；在袁惠渠灌区示范推广800余亩，辐射面积达2万亩；在向塘镇辐射范围达2000余亩，亩新增产值约600余元；同时在赣抚平原灌区将项目研究成果应用于"赣抚平原灌区现代化建设方案"、"赣抚平原灌区水资源优化配置"、"赣抚平原灌区续建配套与节水改造项目实施方案"等项目编制。在四个地点示范推广，产生了显著的经济效益、环境效益和社会效益。6.发表文章及申请专利：共计发表文章3篇，同时成功申请国家专利一项。

成果简介：该课题属工程地质与技术科学基础学科，涉及水工建筑物抗震稳定性方向。课题依托福建省莆田市东圳水库大坝除险加固工程。中国上世纪中叶兴建的心墙土石坝中，有不少是用砂料或砂砾混合料作为坝壳填筑的，当时中国尚没有抗震设防烈度标准，而按现行的地震动区划标准，有相当数量的此类土石坝位于地震烈度Ⅶ度及以上地区。近年来，由于地震导致此类土石坝坝坡发生液化滑动破坏的工程实例已不少见，对此类土石坝进行抗震复核、加固设计是水库除险加固工程必须要面对的技术问题。对于砂壳类心墙土石坝的抗震稳定复核，由于对于砂土的液化判定有较为明确的规范依据，实行起来较为容易，而对于砂砾混合料坝壳的液化问题，尚没有明确的认识和规范依据，通常采用室内动力液化试验参数率定参数，进行坝体抗震动力反应分析研究，难以反映工程实际特点。砂砾混合料坝壳的地震液化研究仍是大坝除险加固工程中的难点和关键问题。东圳水库是一座位于地震烈度Ⅶ度区的大（2）型水库，建于上世纪中叶，课题针对大坝安全鉴定核查结论中提出的“心墙土石坝坝壳砂砾混合料可能存在液化问题”进行研究。课题基于工程区地震地质背景分析、坝壳砂砾混合料的工程特性研究，进而进行不同地震工况下坝体三维动力响应和坝壳砂砾混合料液化研究。根据工程区地震安全性评价成果对地震背景进行分析研究；采用挖坑试验、钻孔剪切波测试等手段，研究判别砂砾混合料的液化特性，并进行三维动力反应分析参数的率定；进而建立反映坝壳砂砾混合料液化特性的三维动力响应和液化评价模型，研究了不同工况下坝体动力响应和液化区分布范围，深入研究各种静、动变形与相关强度参数的相关性，对不同相对密度条件下的坝壳砂砾混合料进行了液化敏感性分析，研究了在50年超越概率10%的设计地震条件和50年超越概率5%、2%、100年超越概率2%的超设计地震条件下，砂砾混合料液化对坝体安全稳定性的影响，为大坝除险加固设计方案提供有力的技术支撑。 课题主要创新点：区别于传统的通过土的动强度试验率定参数来复核砂壳类土石坝抗震稳定性的研究方法，采用更加符合坝壳砂砾混合料的试验手段进行动力研究的参数率定，建立数值模型进行三维动力反应分析；深入研究各种静、动变形与相关强度参数的相关性，进行砂砾混合料不同相对密度条件的液化敏感性分析。研究表明，在设计地震工况下，砂砾混合料坝壳中有零星液化单元分布，大坝整体仍处于稳定状态，但坝顶会有较大的变形，容易造成坝顶结构的局部破坏，需要进行加固处理。据此，实施了坝体上部培厚的加固设计方案。2014年6月，由国内资深水利专家组成的专家组，对该研究成果进行了评审。经评审论证，该研究成果应用于莆田市东圳水库大坝除险加固工程。课题研究成功解决了东圳水库大坝除险加固工程的关键技术问题，具有较大的现实工程意义，总体技术居国内领先水平，社会效益显著。可供同类土石坝的抗震稳定分析和加固设计借鉴。

成果简介：主要技术内容：针对厦门市小流域水流短促、污染源复杂、管理制度不健全等问题，该项目以科学发展观和生态文明理念为指导，提出一套符合生态文明建设要求的小流域水环境综合整治理念；并进一步以水质、水量和水生态一体化的水环境整治为目标，优化流域水资源配置优化模型，建立流域污水处理技术评价系统，提出流域不同河段生态功能定位方法体系，从而形成了以改善水质-控制水量-生态修复关键技术为核心的小流域水环境整治规划纲要。成果可为中国小流域水环境综合整治提供科学依据，对实现生态环境与经济社会的和谐发展具有重要的意义。主要成果如下： 小流域水资源配置优化模型的优化及应用： 针对小流域水资源短缺的问题，发展完善了污水深度/再生处理技术，解决了小流域污水再生利用技术的瓶颈问题，保障水资源安全；并将再生水引入流域水资源规划中，提高了区域水资源综合利用效率。 小流域污水处理技术评价系统的建立及应用： 针对小流域污水处理工艺选择缺乏科学依据等问题，首次将生命周期评估技术引入小流域城镇和农村污水处理技术评估中，建立污水处理技术评估方法，为流域污水处理技术的选择提供了科学依据。 小流域河段生态功能定位方法体系的建立及应用： 针对小流域溪流生态系统退化等问题，建立了小流域河段生态景观功能定位的方法体系，为河道生境重构和景观建设提供理论依据和技术指导。 提出了“七水合一”的小流域水环境综合整治理念。 提出“水安全、水环境、水流通、水回用、水景观、水文化、水经济”七水合一的小流域水环境综合整治理念，实现“保障水安全、净化水环境、畅通水循环、发展水回用、美化水景观、丰富水文化、提升水经济”的流域生态系统治理目标，为区域社会、经济和水资源的可持续发展提供保障。 科技成果情况：支撑科技项目10余项，包括国家自然科学基金2项、科技重大专项-水体污染控制与治理科技重大专项项目2项和厦门市政府专项资金项目等； 发表相关科研论文85篇，包括SCI检索论文65篇，其中第一作者（通讯作者）39篇，SCI top期刊论文22篇，包括Environmental Science and Technology (IF:5.330)、Water Research (IF:5.393)等水环境领域顶级期刊论文，SCI他引329次，EI检索论文24篇；国家发明专利授权16项，申请国家发明专利18项。 应用及效益情况：研究成果应用于厦门市10条流域水环境综合整治规划（流域总面积达1038平方公里，约占厦门市陆域面积61%）。 研究成果有效推进了该规划编制的顺利完成，规划实施后，可截留削减CODcr17555吨/年，氨氮2579吨/年，总磷599吨/年，带动投资约277亿；经综合整治后溪流生态景观和流域人居环境将极大改善，可带动溪流两侧土地增值，综合经济效益约88亿。

成果简介：该项目以河湖浅水域堆积体为主要研究对象，采用了高密度电阻率法、探地雷达法和高密度地震映像法三种方法，对不同水深、不同厚度堆积体进行正反演数值模拟、现场试验和对比研究，对物探解译方法进行相应的改进，对仪器设备进行适用性改良。主要创新点有：研制了一种适用浅水域宽频触发式震源，有效克服了大能量震源的气泡效应，研制了一种水域高密度电法新型智能电缆线及测量连接装置，抗干扰能力强、轻便、高效，根据浅水域堆积体上覆水体的不同深度、堆积体的结构特征和赋存状态，建立了探测的地电模型，进行了正反演研究，应用了小子域滤波增强技术，明确了对应的有效物探方法组合，实现了精准探测。

成果简介：中小河流洪水预报预警技术是《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中“公共安全”重点领域的优先主题（57）国家公共安全应急信息平台和（62）重大自然灾害监测与防御中的重点研究内容。近年来中小河流洪水灾害问题受到社会广泛关注，特别是安徽省局部暴雨突发、多发,洪灾严重，已成为防洪减灾体系中的薄弱环节。洪水预报预警在中小河流防洪减灾中起着重要作用，但由于中小河流大多位于山丘区，流量站点稀少、资料短缺，洪水突发性强、预报预警难度大，长期以来相关理论与技术进展缓慢,已成为防灾减灾及水科学的世界难题。项目利用先进的水文模型理论、数值天气预报技术、地理信息和遥感技术等大数据技术，创建了中小河流洪水精细化预报预警理论与技术体系。成果在安徽省、淮河流域及中国其它流域进行了成功应用和推广，其中洪水早期预警模型列入了荷兰模型系统用户名录，部分成果被《淮河流域水情预警发布暂行规定》（淮汛办[2014]2号）行业标准采用。四项主要创新成果(按重要程度排序)：提出了基于量纲相似因子的中小河流汇流计算新方法。以流域水文相似理论为基础，采用量纲分析方法，选取洪水流速作为相似因子，通过理论推导，提出了资料短缺地区中小河流实时洪水预报汇流计算新方法，突破了长期以来中国中小河流缺乏高精度实时洪水预报方法的技术瓶颈，为中小河流突发洪水应急预报提供了新途径。创建了大数据驱动的精细化面雨量定量计算技术。针对中小河流传统观测资料短缺难题，创建了概率密度函数PDF订正与加权小波结合的多源异构降雨数据分层递进融合技术，首次提出了基于广义加法模型（GAM）原理的WRF中尺度降水数值预报产品同化新算法，形成了面向中小河流洪水实时滚动预报预警的多尺度嵌套数据链，为中小河流实时洪水预报预警提供了精细化的面雨量信息。创建了多模型动态最优组合的精细化洪水预报技术。创建了基于最优非负可变加权算法的多模型动态最优组合洪水预报新技术，充分发挥了不同模型的优势，实现了实时洪水动态加权、滚动校正预报，有效降低单一模型预报的不确定性，显著提高了预报精度。创建了大数据驱动的中小河流动态预警技术。构建土壤湿度-降水量-致灾流量本构关系，解析任意预警历时/土壤湿度组合情景下动态致洪预警曲线，结合多尺度降水嵌套数据链及流域前期土壤湿度,依据洪水发展态势构建“蓝、黄、橙、红”四级洪水预警标准，实现中小河流骤发洪水“分区、分时、分级”预警。全国1035个站（安徽121站）应用表明，洪水预报精度平均提高10%以上、预见期延长了5-10%。成果在国家防总、水利部水文局、淮河防总及20个省市级单位的中小河流洪水预报预警工作中发挥了重要作用，直接经济效益6535万、间接经济效益超过50亿，社会效益显著，推广应用前景广阔。该成果获软件著作权6项、流域行业标准1项、淮河水利委员会特等奖1项，发表学术论文30篇（SCI/EI4篇）、出版专著2部；培养水利部5151人才2人、安徽青年科技奖1人，重要国际大会主旨报告2次。

成果简介：该项目属于计算机应用学科领域。由于大型河道和水工程监测管理的复杂性、动态性和不确定性，如何保证监测数据的准确性和实时性，提高相关管理工作的效率和水平，成为中国在大型河道和水工程管理中面临的一个重要难题。为了解决这个问题，安徽省水利厅于2009年立项建设“安徽省淮河河道监测与管理系统”科技计划项目。通过3年的技术攻关（2009-2011）和4年（2012-2015）的应用推广与不断完善，项目组攻克了制约大型河道和水工程管理信息化发展的关键技术；通过在整个安徽省淮河河道管理局内部及下属单位推广使用，提升了在大型河道和水工程综合管理上的科学化和现代化水平，为促进安徽省淮河河道管理水平的提高作出了重要贡献。 该项目涉及河道管理、工程管理、监测、水资源等诸多领域，以及规划、治理、防汛抗早、水情测报等多方面的任务。主要技术内容有:复杂河道环境下的河道工程实时监控。主要包括GPS定位、PDA视频数据采集与传输、无人机航拍等相关技术，为防汛抢险和水资源管理提供及时、准确、丰富的位置、图像与视频数据。 河床演变计算与趋势分析。对任意选定范围的河道进行冲淤计算，给出冲淤变化规律和趋势，解决以前因手工计算冲淤变化工作量太大而大多只能定性分析的问题。实现深泓线、重心线的自动计算，大大提高了河道演变分析计算的速度和精度。 基于DEM的河道三维虚拟现实技术。该项目通过对河道不同时期的DEM表现、处理及比较，形成了基础地形、坡度、冲淤量、冲淤量变化值表达。运用虚拟现实技术，对不同层次的河道水下地形进行三维展现。 三维影像场景下的船只GPS实时定位监管与导航。将GPS定位数据、电子地图、三维影像数据融合，建立基于河道的交互式三维可视化平台。利用虚拟现实技术实现船只在河道中的三维导航，并可对航迹的水深和河道断面做出及时提示与警告。对安徽淮河干流实现自动定位和监控，为工程管理、河道采砂监管、防汛车船导航等提供了有效手段。 互联网环境下基于电子地图的河道信息集成管理支撑平台。基于支撑平台提出了一种跨平台、易集成、可定制的大型河道与水工程系统集成框架，提供符合中国国情的适应大型河道和水工程管理需要的信息化解决方案。 该项目在研发过程中充分注重技术先进性和实用性，着眼于解决工程管理中的实际问题，获得软件著作权2项，发表学术论文10篇，培养硕士研究生10名。该项目在淮河安徽段的全部县级河道管理局和大型涵闸管理处等12个单位得到应用，涉及各类涵闸124个，护坡护岸43段，各类泵站180个，桥梁34座，码头渡口93个，可采区15个，禁采区27个，岸线规划444个，规划砂场135个，防汛物资储备点64个，取排水口472个，水功能区20个，湖泊9个。形成基于三维全景与电子地图的相关系列软件产品，近三年可统计的直接经济效益超过1500万元，由于提高河道管理效率而节约资金支出超过640万元。

成果简介：该项目属土木建筑工程领域。中国东部沿海地区经济发达，基础设施建设对工程质量与环境保护提出更高要求。沿海地区软土分布广、埋深厚，又有液化土和膨胀土。由于地基处理针对性不强，导致高速公路桥头跳车、路面起伏不均、路面开裂、路基失稳等病害；高速公路建设取土需征用大量土地，又排放大量废弃土,与资源集约利用和环境保护的矛盾突出。该项目针对软土、液化土和膨胀土特殊地基高速公路变形控制和节约建设用地的难题，历经20年的不断努力，通过系统的理论探索、试验研究和工程实践，发明了地基变形控制的系列专利技术，创建了特殊地基高速公路变形控制的“关键技术—核心装备—精确计算—缜密设计”技术体系，实现了变形控制与节约土地资源的同步协调创新。主要发明点有：1.发明了废弃土。EPS颗粒混合轻质路堤新技术。针对软土地基桥头跳车频繁和工程施工排放的废弃土问题，发明了废弃土EPS颗粒混合轻质土及快速拌合与计量控制装备，攻克了不同密度、不同配比材料的均匀快速拌合和协调计量的难题，突破了EPS颗粒混合轻质土大规模工程应用的技术瓶颈；路堤减载1/2,桥头差异沉降降低60%,弃土利用，价格为国外类似产品的1/5。2.发明了不同埋深不同状态软弱土加固技术与新装备。针对多层次深厚软弱土成桩质量难以保障、管桩难以打穿的困局，依据不同变形控制标准和承载力设计要求，发明了素混凝土控制模量桩成桩设备，解决了成桩不均、断桩的难题，桩长可深达35m,有效控制深厚软土变形，打造出刚性桩复合地基“量体裁衣式”的设计，成本降低40%；发明了十字形振动翼与施工设备，高效加固液化地基；针对高含水量软土研发了不同配比组合的减水增强剂，确保高含水量软土搅拌桩成桩质量。3.创建了高精度软土变形计算模型与变形智能预警技术。发明了广义宾海姆弹粘塑性流固耦合模型，可考虑软土结构性、流变、粘塑性、应力状态等要素，变形计算精度较剑桥模型提高了30%、较规范法提高了70%；发明了深厚软土变形智能测斜设备与定量超载控沉技术，实现了变形即时预警与信息化管理，节约了大量的预压土方。4.研发了减小膨胀土膨胀势的变形控制设计新技术。发明了非饱和土固结与水分曲线联合测定仪，建立了吸力强度模型与耦合饱和度影响的本构模型，胀缩变形计算精度较规范法提高了80%；发明了膨胀土挖方路堤劈力压浆封堵裂缝的结构加固技术，填方路堤膨胀土部分改良与路堤荷载联合减小膨胀势控制变形的设计新技术，提高了膨胀土筑路利用水平，降低建设成本30%。获得授权的发明专利23项、实用专利5项；出版专著2部，发表SCI论文28篇（他引176次)、EI论文116篇（他引3008次)；形成3部地方规程和一项国家级工法；培养博士20名、硕士53名。成果已在江苏、广东等地20余条高速公路中推广应用，节约了土地资源，累计节约工程建设成本超过7亿。以龚晓南院士、赖远明院士等专家组成的鉴定委员会认为：项目的研究成果达到国际领先水平。相关成果获得了江苏省和中国建筑学会科技进步一等奖。

成果简介：作为水利、水电、水运、交通等工程中最主要建筑物，水工混凝土结构具有工作环境恶劣、承受荷载复杂、服役时间漫长、结构损伤与材料劣化共生共存等特点，设计、施工、运行多环节多因素综合影响结构服役性态，实现其科学诊断，是保障工程安全的基础和关键。该成果通过对多种类型水工混凝土结构成型期性能参数测试、成型后损伤精细化探测、服役期复合受力破坏过程诊断、全寿命服役性态监测和转异成因解析等新装置、新设备、新工艺的自主研发，提出了诊断复杂水工混凝土结构全寿命服役性态的系列技术，建立了组合结构复合受力分析诊断的理论与方法，揭示了服役性态演化的重要机理和规律。主要发明点有：1）发明了水工混凝土成型期核心性能测试装置和质量控制参数快速评定方法，提升了工程现场混凝土制备与浇筑缺陷辨识能力，应用于实际工程施工，将混凝土浇筑质量合格率提高到了98%以上；2)开发了水工混凝土成型后结构受力性态精确模拟装置与系统，发明了结构损伤断裂精细化测试技术，解决了起裂与失稳点不易确定的难题，探测误差降低到了0.2%以下；3)研制了服役期结构复合受力破坏过程评定技术，发明了承载能力可提升150%的新型组合结构，建立了水工混凝土预应力组合结构复合受力分析理论，已编入水工混凝土预应力组合结构复介受力性态诊断与设计规范；4)发展了复杂水工混凝土结构全寿命服役性态实时预测预报理论和转异诊断方法，攻克了极端条件下结构服役性态监测的技术难题，研制了强抗干扰、高时空域分辨率的系列监测设备及在线诊断集成平台，实现了300米级特高混凝土坝变形预测误差小于2%的突破。该成果已被成功应用于南水北调、锦屏一级、溪洛渡等112个水利水电工程、大跨度铁路公路桥梁等设计、施工、运行中，在提高工程施工质量、节约不合格返工及后期修复费用、保障工程服役安全等方面发挥了重要科技支撑作用，并通过核心专利技术的产业化，产生经济效益7.89亿元。成果已编入国际标准1部、国家标准2部、水利等行业标准3部；获授权专利60项，其中发明专利27项；获软件著作权2项；出版中、英文专著6部，发表学术论文285篇（其中SCI、EI收录179篇)；培养出了包括国家杰出青年基金获得者、全国模范教师在内的大批科技人才，以及23名博士、64名硕士。该成果为提升中国在水工程安全监控领域中的国际地位和市场竞争力、促进水工结构学科发展起到了重要推动作用；已获省部级科技进步一等奖5项：“水工混凝土静动态损伤断裂过程及其声发射特性研究与实践”获2012年大禹水利科学技术一等奖；“预应力组合箱梁结构复合受力基本性能-试验、理论与应用”获2011年大禹水利科学技术一等奖连续预应力组合结构理论与实践”获2015年大禹水利科学技术一等奖；“特大型水利水电工程施工重大事故控制及应急救援关键技术”获2013年中国职业安全健康协会科学技术一等奖；“重力坝深层抗滑稳定分析理论、方法及应用研究”获2012年中国水力发电科学技术一等奖。

成果简介：该项目属于隧道工程领域。 依托工程扬州市瘦西湖隧道是超大直径泥水平衡盾构施工隧道，盾构直径14.93m，是世界上首例在硬塑膨胀性粘土地质条件下施工的单管双层超大直径泥水平衡盾构隧道。因隧道直径大、隧址区硬塑膨胀性粘土粘性高、膨胀性大的特点，施工过程中存在一系列的难题，特别是泥水平衡盾构在全断面硬塑粘土地层中掘进时刀盘结泥饼、泥水处理设备运转、盾构停机维保过程开挖面稳定、单管双层超大直径盾构内部结构快速施工等技术难题。而全世界范围内尚未形成全断面硬塑膨胀性粘土层超大直径泥水盾构隧道施工关键技术。因此，如何对全断面硬塑膨胀性粘土地层中泥水平衡盾构施工进行地层适应性改造，保障隧道工程施工安全和效率，是隧道工程安全建设亟需解决的核心技术难题。 该项目以国家自然科学基金项目和扬州瘦西湖隧道工程为依托，自2011年开始，历经多年科研开发和工程实践，建立了全断面硬塑膨胀性粘土层超大直径泥水盾构隧道施工关键技术。取得了如下创新性成果： （1）首次针对硬塑膨胀性粘土的溶崩破碎和重组规律及其力学特性，提出了超大直径泥水平衡盾构刀盘冲刷及环流系统适应性改造技术，攻克了泥水平衡盾构在全断面硬塑粘土地层中掘进的刀盘结泥饼、环流出渣不畅、渣土难分离等技术难题，构建了超大直径盾构隧道施工停机维保安全保障技术体系，系统解决了膨胀性粘土地层开挖面稳定性控制及盾构掘进施工难题。 （2）揭示了超大直径盾构隧道在不同施工工况下管片结构受力特性，提出了管片结构变形破坏控制保障技术。提出了高精度管模制造、VMT三维精准测量和内径千分尺测量的高精度管片预制技术及高精度管片专项养护工艺，形成了超大直径盾构隧道管片高性能、高精度预制工法。 （3）提出了单管双层超大直径盾构内部结构半预制同步快速施工技术，首次实现了单管双层盾构内部结构预制装配工业化。研创了大曲率曲线段超大直径盾构精准接收技术，解决了大直径盾构在大曲率曲线段接收及管片侵限、轴线偏差超限等技术难题。提出了高气压环境下盾构原位压气检修和安全防护技术，攻克了高气压作业环境下高效、高质电焊电割安全操作技术难题。 该项目具有完全自主知识产权。获得发明专利12项、实用新型专利10项、软件著作权1项、出版专著2部、发表学术论文51篇（其中SCI收录论文4篇、EI收录论文19篇）、省级工法3项。关键技术成功推广于厦门地铁2号线海底隧道、武汉地铁8号线越江隧道、南京地铁10号线越江隧道和长沙地铁三号线越江隧道等多个大直径泥水平衡盾构隧道工程项目中，在工程建设中发挥了关键作用，保证了工程的安全高效施工，为中铁十四局集团取得直接经济效益5.07亿元，为其他单位节省工程费用1.559亿元。该成果的实施攻克了泥水平衡盾构在粘土及强风化泥岩和胶结地层掘进施工的世界性技术难题，为大直径泥水平衡盾构在工程中的应用提供了广阔的前景，有利地促进了行业发展与科技进步。

成果简介：课题依托于老挝南欧江六级水电站大坝工程，最大坝高85m，总填筑方量为193万m<'3>，软岩填筑比例高达81%，是世界上最高的土工膜面板堆石坝也是软岩填筑比例最大的面板堆石坝。课题针对工程设计、施工、运行过程中的难点，采用室内试验、现场试验、数值模拟等科学实验研究和分析方法，对坝体分区、坝料设计、填筑标准、坝体防渗结构设计、监测设计及反演预测等进行了深入研究。主要研究内容有：从板岩及板岩堆石料物理力学特性、坝体分区设计、坝体碾压填筑指标及工艺等方面进行研究，建立了系统的软岩高面板堆石坝设计方法及体系；从土工膜选型、上保护层及下支持层设计、土工膜与周边结构连接、监测方案实施等方面进行研究，建立了系统的堆石坝复合土工膜表面防渗系统设计流程和方法；研究并建立完善的土工膜监测设计、数据分析系统及反演预测分析流程，并提出土工膜应变计安装新工艺；课题研究成果应用于所依托工程，创新性的将软岩填筑和土工膜防渗相结合，在全世界范围内首次并且成功的将复合土工膜应用于软岩堆石高坝坝面防渗，解决了防渗系统变形适应性及坝体全断面软岩填筑两个世界性难题。项目研究成果获得软件著作权及发明专利3项，创新明显，经济社会与环保效益显著，可广泛应用于100m级当地材料坝工程、抽水蓄能电站及尾矿库坝、城市水利等，推广运用前景广阔。