水电工程施工技术工程研究中心建设项目可行性研究报告.docx

水电工程施工技术工程研究中心建设项目可行性研究报告一、项目摘要XX地区位于长江中上游和我国中西部的结合部,XX市位于XX的出口，它是我国乃至世界最大的水电基地，交通发达、运输便利。XX大学便坐落在湖北XX市，在XX水利枢纽和XX水利枢纽工程近旁,它是经批准于2000年6月由原武汉水利电力大学XX校区与原湖北XX学院组建而成。新组建的XX大学是一所以水电为主要特色的综合性大学，有水工结构工程、水电站仿真、岩土工程研究中心等一批省部级重点学科和重点实验室，学科优势明显，综合实力强，在国内外享有一定的声誉。XX大学的所在地湖北省XX市，是世界上最大的水电基地，XX市经济的主要特色是水电，建设世界最大的水电城是XX市的奋斗目标。在学校的近旁有世界著名的最大水电工程XX工程，国内外各种先进的施工机械和施工技术在工程中使用，我国最大的水电施工企业一一中国XX水利水电集团公司就毗邻我校，曾引进、吸收和开发了大批新的施工技术“学校充分利用行业及地域优势，抓住XX、浦江流域开发的大好时机，积极为国家重点工程和地方经济建设服务。近几年完成和目前承担的国家点攻关课题、国家自然科学基金课题、XX工程建设业大课题、法英东基金项目等数卜项，逐渐形成了具有自身特色的研究方向，在i坝筑坝与施工技术、监测新技术及安全监控技术、新型建筑材料、爆破新技术、计算机仿真与控制技术、水电工程施工过程计算机多媒体三维动态模拟等方面具有较大优势。水利水电工程施工是一项复杂的系统工程问题，涉及的因素比较多,从施工技术，施工机械到施工组织管理是十分豆杂的。就施工技术而言，不同类出的水电工程有不同的施工方法及技术。随著现代高新技术的不断发展，新材料的不断涌现，大容量高速计舞机的出现，使施工方法不断革新，施工技术日新月异。可以说，现代的水电工程建设行业是个知识密集、技术密集、资金密集型的产业。引进、吸收、应用新技术，开发新产品，对水利水电工程行业及相关行业来说，是一项具有十分广觎前景的高新技术产业。目前，我国水电工程施工技术，引进和应用技术方面比较多，开发利用、创建自己品牌的产品则很少。研究和开发现有的施工技术，形成产品，推向市场，对推动我国水利水电工程建设，改革水电工程施工技术市场有重要的理论和实际意义。水电工程施工技术研究中心的建设项目，就是在我校多年科学研究成果的基础上，将成果转化为产品，通过市场推广到水电工程施工企业，加速水电工程施工技术的改革，将成果转化为生产力，为国民经济建设服芬。本中心目前的主要任务是，将我校已完成的国家自然科学基金项目，国家“八五”重大科技攻关项目.霍英东基金项目，国家电力公司重大项目的研究成果在水电工程施工领域形成三个优势研究与开发方向，结合三峡工程、清江水布地工程的具体实践，在中国长江XX工程开发总公司，中国XX水利水电集团公司，湖北清江水电开发有限於任公司的支持卜进行开发和中试，形成产品，推向市场。三个有特色和优势的研究与开发了项目介绍如下：1、工程爆破爆炸能见转化的精密控制成套技术的研究与开发主要研究水利水电工程及其它工程爆破中爆炸能量转化的精密成套技术，开发系列高效爆破炮眼堵塞材料，改进施工工艺，提高爆破炮眼的堵塞质量和技术，避免爆炸气体产生直接由炮眼门外泄，大幅度提高工程爆破过程中爆炸能量的利用率。提高破碎岩体的效果，明显地提高工程爆破的经济效益和安全性，同时减少爆破的有需效应。该技术具有如卜优点：材料来源可鸵，工艺简单：使用方便,安全可养：适用范围宽，易推广：耐久性能好，易存放：总投资少，收效快,利润高。该研窕方向在中国长江XX工程开发总公司等单位的资助下，进行r大量研究工作，研究出r一批有价值的科研成果，有一项成果曾获第二届国际“爱因斯坦”新发明、新技术（产品）博览会“国际金奖”，并已申请专利。该技术及产品一般可节省炸药20%一30%,减少炮孔15%-20%,效益十分明显。该研究与开发方向将对这种堵塞技术及产品进行进一步的研究和开发，包括不同种类新材料的开发，使之性能、特征产品质量更安全、可赤、经济、实用，形成系列产品和成套技术，增强市场竞争能力，并在建筑行业各市场中推广应用。2、分布式光纤传感监测技术及光纤传感器系列研究与开发该方向主要从事分布式光纤传感技术及光纤传感器系列研究与开发，分布式光纤传感技术是传M支术发展中的尖端领域和研究开发热点，展高新技术。它主要是研究光纤传感技术在大坝、道桥、机场、港口、电厂施工及运行期间安全监测中的应用，并研制成分布式光纤传感渊系列，形成高新技术产品在工程中应用。光纤传感技术与传统的传感技术相比，具有明显优点，可实现远距卤测量与监控，范围广，信息量大，成本低，精度高，在具有强电磁干扰、易燃易爆或强腐蚀的严酷条件下，分布式光纤传感器具有无可比拟的优点。本方向主要从事如下方面的研究与开发：各类光纤传感器和埋设工艺及定位技术;各类光纤传感器及细部构造、连接与检测技术；光纤与结构材料的高分子粘接材料研究：各类光纤传感器及其阵列传感信号处理；各类光纤传感器及其适用性、耐久性和稳定性问题研究。该方向在国家自然科学基金项目，国家电力公司重大项目的资助下，己研究和开发r一批有价值的科研成果，在附近一些工程中应用，效果好,进一步的研究和开发可形成产品，具有十分广朗的应用前景和市场。3、水电工程施工多媒体计算机仿真系统研究和开发该研究方向主要从事三维计算机图形图像技术和可视化技术在水电工程施工过程中的应用。它以工程所处的地形、水文、相关工程为战础数据库系统，以三维动画图形方式显示整个施工区域的地形地质条件，同时建立了友好的人机界面和相关工程施工过程的计獴机图形显示系统，选择优化的施工方案，对施工过程的动态显示技术进行研究。主要方向仃如下几个：水电工程施工导檄流计算机仿真动态模拟：水电工程混凝土浇筑施工计算机仿真动态模拟：水电工程土石坝填筑施工计算机仿真.动态模拟：水电工程上石方开挖汴算机仿!动态模拟。在XX工程专项科研项目、花英东基金项目、国家电力公司重大项目资助卜.，上述研究已开发形成了若干套动态仿真系统，有些正在工程中应用，如施工截流计算机仿真动态模拟和混凝土浇筑施工计算机仿真动态模拟在XX工程中应用，受到了用户的高度称赞。进步研究可开发形成产品，在水电工程及相关工程施工中应用,也具有广阔的开发应用前景和市场。此外，积极拓展新的研究开发方向，近期将发展的几个方向如下:水电工程施工中大型现代化机械的粘密检测及其仪器仪表研究与开发：电力生产全过程的计并机仿真技术及系统研究与开发：水电工程岩土加固系统的工艺、方法及材料的研究与开发：系列胶粘剂技术及产品开发研究。本中心的目标将是依托世界最大的水电工程一一XX工程，及长江。清江流域悌级开发，水电工程最密集、且以水电为经济增长点的城市一一XX市，结合我校水电学科优势，以及学校的综合实力，建成我国乃至世界水电施工技术研究与开发基地。加速我国水电施工产品的开发与利用，促进水电工程施工技术的产业化发展。上述产品也可应用于相关行业，如交通、铁道、机场、建筑等。二、项目背景与必要性水电工程施工技术是一个系统工程问题，涉及的内容很多。作为本工程研究中心建设项P1.,拟解决的关键技术问题和当前拟实施的产业化项目主要有以下三个子项目。子项目1工程爆破爆炸能量转化的精密控制成套技术的开发与研究工程爆破，是工农业生产、国防建设及人民生活中不可或缺的一个极为dt要的特殊行业。无论是公路铁路建设、水利水电建设等涉及国民经济发展的重大基本建设，还是采矿等重要基础工业，也无论是国防、人防等关系到国家和人民安全的基本建设，还是城市、房屋建设等关系人民生活的基本建设，都离不开它。冒前，爆破已广泛地用于岩矿的破碎、土壤的压实、建筑物的拆除等许多方面。不仅如此,爆破的工程量也是十分巨大的。70年代，美国的工业炸药耗量就高达12亿公斤，而且此后还有所增加：近年来,我国工业炸药的耗量也达此水平.这些炸药，绝大部分都用于岩砂的爆破。有些岩矿爆破工程一次用炸药量就多达万吨以上，爆破方域达千万立方米，单项工程如XX工程的总用药增达百万吨，爆破方地多达几亿立方十。因此，精密控制爆炸能量的转化，有效地提高爆炸能量的利用率，一直是工程爆破的一项艰巨任务，也是工程爆破界为之努力奋斗的目标。不过，过去人们仅仅只是把它作为节能降耗、提高经济效益的个重要手段，而今天,随着全人类环境保护意识的普遍提高，精密控制爆炸能见的转化已成为人类保护环境、减少爆害、提高爆破安全性的一大新需要“工程爆破，至少有100多年的历史。100多年来，尽管世界各国的科学技术人员对爆破进行了广泛而深入的研究，并取得了许多重要的研究成果。但由于传统观念的束缚，迄今为止在爆炸能量转化的精密控制方面所取得的成效仍然非常仃限，以致于目前土岩爆破过程中仍然只为I1.%一13%的爆炸能雄转化成岩矿破碎的有用功，其余近90%的能量都以光能、声能、热能和震动能等不同形式白白浪费。因此而造成人力、物力、财力和时间的严重浪费，并因此而产生过量的有毒气体，空气遭受污染。不仅如此，仃时还会造成过度的震动，产生过量的匕石，使围岩遭到严重的破坏和扰动，增加滑坡、掰方的危险和围岩、边坡处理的工程气，甚至使周围建筑物和设施遭受破坏，造成人员伤亡，设符受损.因此,发展炸药能量转化过程的精密控制技术，提高炸药能量的利用率，降低爆破的有害效应，己成为新世纪工程爆破的发展故略.我国著名的老科学家钱学森先生、中国工程爆破协会理事长郭声琨先生和协会秘书长汪旭光院士都强调，要深入研究，大力创新，通过精心设汁、精心施工，保证装药堵案质量、合理分段和起爆顺序等尽量提高炸药能量的利用率，尽可能地降低爆炸能量转化过程中的损失。迄今为止，国内外岩矿爆破用的炮眼，仍然是采用土、砂、小石、钻孔屑、纸、草或流体等堵塞。实践早已证明，这些材料所形成的炮孔堵塞体，既不具较高的强度，也不能与炮孔壁挤紧.在极高的爆炸气体压力作用下，它们不是被整体推出炮孔，就是被剪破,因而失去对爆炸气体的封闭作用，使爆炸气体直接由炮眼11冲出而形成“冲天炮”，引起卸压，造成爆炸能量的严应损失，使爆炸气体的压力难以上升到较高的值，爆炸气体对被爆岩矿的作用难以维持较长的时间，更不能将作用在堵塞体里端面上的爆炸气体压力传递到被爆岩矿1:使之成为有效的破坏力。因此，爆炸能量的利用率非常低,仅为11%一一13%左右。虽然有人进行过炮眼堵塞陵室的研究，但有关研究主要集中在要不要堵塞，或堵塞质盘对爆破的效果到底有多大影响等方面，至于炮眼堵塞所用的材料，则一直没有新的突破，始终停留在传统堵塞材料上。之所以会出现上述局面，主要有以下三方面的原因:（1）传统观念的束缚。人们总认为，上、砂、石、钻孔屑以及水等都是天然材料，而装炸药的瓦棱纸箱和塑料袋等则是废弃物，这些材料就在身边，随手可以拈来，用来堵塞炮眼，不用增加额外的开支。如果采用其它材料堵孔，则须花钱购买，这将增加爆破成本。<2）采用土、砂、石、钻孔屑、纸、草和流体等堵塞炮眼，操作十分方便,特别是用于堵塞正向炮眼,只耍填入炮眼,并用炮棍捣紧即可,无须其它任何操作，也无须运输和保管.（3）明知用上述材料堵塞炮眼难以保证堵塞质量，但找不到更合适的堵塞材料，因而不得不将就使用。上述三大原因中，前二者是屐也要的。它们挡住了人们的视线，使人们安于现状，不思进取，结果致使炮眼的堵塞质量一直没有明显的提高。子项目2分布式光纤传感监测技术及光纤传感器系列研究与开发大坝等水工建筑物以及桥梁、高层建筑、高陡边坡的安全监测，目前正面临技术更新换代的新形势。传统的监测方法是以电阻式应变计等电测仪器为代表进行点式监测。实践证明它存在若干缺陷：（1）对测点物性有影响：（2）耐久性差：（3）易受强磁场于扰：（4）信息量受局限，（5）不易形成自动监测系统.因此，研究水利水电工程安全监测的高新技术显得非常必要.同时，耍真正使大坝安全监测自动化技术向实时在线监控、远程自动化网络方向迈进，新的传感技术是成败的关键。在各国竞相开发的安全监测高新技术中，光纤传感技术处于中心地位，是研究开发的热点。与传统的传感器相比，它具有如卜的优点：（1）集传播与传输于一体，可实现远距离测用和监控：（2）次测定就可获得整个光纤区域的维分布的效果。可明显地提高工程爆破的经济效益和安全性，同时减少爆破的有害效应。该技术具有如卜优点：材料来源可靠，工艺简单：使用方便，安全可能：适用范围宽，易推广：耐久性能好，好存放：总投资少，收效快，利润高。该研究方向在中国长江XX工程开发总公司等单位的资助下，进行了大量研究工作，研究出了一批有价值的科研成果，有一项成果曾获第二届国际“爱因斯坦”新发明、新技术（产品）博览会“国际金奖”.并已申请专利。该技术及产品一般可节省炸药20%30%,减少炮孔15%20%,效益十分明显。该研究与开发方向将对这种堵塞技术及产品进行进步的研究和开发包括不同种类新材料的开发，使之性能、特征、产品质量更安全、可鸵、经济、实用：形成系列产品和成套技术，增强市场竞争能力.并在建筑行业各市场中推广应用。（2）分布式光纤传感器技术研究与开发该方.向主要从事分布式光纤传感技术研究与开发，主要是研究光纤传感技术在大坝、道桥、机场、港口、电厂施工及运行期间安全监测中的应用，并研制成分布式光纤传感器系列，形成高新技术产品在工程中应用。光纤传感技术与传统的传感技术相比，具有明显优点，可实现远距卤测量与监控，范围广，信息量大,成本低，精度高，并在具有强电磁干扰、易燃易爆或强腐蚀的严酷条件下，分布式光纤传感器具有无可比拟的优点。本方向主要从事如下方面的研究与开发：各类光纤传感器和埋设工艺及定位技术；各类光纤传感器及细部构造、连接与检测技术：光纤与结构材料的高分子粘接材料研究；各类光纤传感器及其阵列传感信号处理：各类光纤传感器及其适用性、耐久性和稳定性的问题研究。该方向在国家自然科学基金项目，国家电力公司重大项目的资助下，已研究和开发了批有价值的科研成果,并在附近些工程中应用，效果好，进一步的研究和开发可形成产品，具有十分广阔的应用前景和市场.<3）水电工程施工多媒体仿真系统研究和开发该研究方向主要从事三维i算机图形图像技术和可视化技术在水电工程施工过程中的应用。它以工程所处的地形、水文、相关工程为础数据库系统，以三维动画图形显示方式显示整个施工区域的地形地质条件，同时建立了友好的人机界面和相关工程施工过程的计算机图形显示系统.选择优化的施工方案，对施工过程的动态显示技术进行研究。主要方向有如下几个：水电工程施工导截流计算机仿真动态模拟：水电工程混凝土浇筑施工计算机仿真动态模拟：水电工程上石坝填筑施工计算机仿!动态模拟：水电工程土石方开挖计第机仿或动态模拟。在XX工程专项科研项口，霍英东堆金项目，国家电力公司武大项目资助卜.，上述研窕已开发形成了若干套动态仿真系统，有些正在工程中应用，如施工截流计算机仿真动态模拟和混凝土浇筑施工计算机仿真动态模拟在XX工程中应用，受到了用户的高度称赞。进步研究可开发形成产品，在水电工程及相关工程施工中应用，也具有广阔的开发应用前景和市场.2、近中期目标水电工程施工技术工程研究中心建设项目的建设目标是集研究开发、技术推广产品销售、人才培训为一体的综合性水电高新技术生产和开发施地。其任务是对具有一定技术基础条件，开发应用市场前景好的水电工程施工高新技术成果进行系统的研究、开发、集成，使其形成产品，加速科技成果的产业化。目前研究新型水电工程施工技术，总结和提高现仃的水电工程施工技术，引进和吸收先进的国外成果，使其形成产品，在我国水电工程中应用.同时建立我国水电工程施工技术一些领域的诊断及性能测试系统，并且促进国内外技术交流和合作，为我国土木水电行业服务“2. 1近期目标该中心的近期目标是以上述3个研究与开发方向为主线，以市场为导向，利用已获国家发明专利和已成熟的高新技术为主导，开发新产品，推向市场。具体讲，近期开发推广有如卜几个技术及产品。炮孔精密系列堵塞材料及成套技术：分布式传感器系列及其相关技术与工艺：水电工程施工多媒体仿真系统系列。2.2中期目标在上述几个产品的开发和应用地础上，再增加如下4个方向：水电工程施工中大型现代化机械的精密检测及其仪器仪表研究与开发；电力牛产全过程的计算机仿真技术及系统研究与开发：水电工程岩土加固系统的工艺、方法及材料的研究与开发：系列胶粘剂技术及产品开发研究。该中心为国家在水电工程施工及相关行业施工技术方面进行决策、咨询、推广、开发、研究，引导我国水电工程施工技术产业的发展方向，成为我国水电工程施工技术研究开发与成果转化的基地”同时，针对我国水电施工行业的需要，研究成型新工艺、新技术、新设备，并在技术集成化的基础上，向市场提供新产品。在中心管理方面，我们在工作中不断完善各类管理制度和工作程序，使各项管理更加规范化和科学化，以便中心从有限货任公司的企业逐步完成股份制改造。过渡到股份制企业，走“技术+资本”的发展模式,在注重经营规模增长的同时，强化公司内部管理机制。我们相信，在国家、省、市、学校等有关部门的大力支持下，在中心高U的领导下，通过全体分工的共同努力，发挥高新技术的优势，我们一定能在科研开发和科研成果产业化、中心建设等方面取得更大的成绩，创造更好的社会效益和经济效益，以此迎接2001年国家的验收。五、中心组建总体设计与结构布局1、中心机构注册性质、组成及其职能任务中心注册性质为“有限责任公司”，在近期内改组为“股份制公司”,其组成及职能任务如下：人事财务技术委员会监事会办公室市场营销研究开发生产制造中心组成及职能工作机构工作职贡董事会旅步会成员由股东派员参加。本中心实行希江会领导下的总经理负贡制，对工程中心的发展方向、重大技术问题进行咨询.总经理工程研究中心决策核心，负费制定企业的经营目标、规划及战略措施.办公室主要负责工程研究中心的H常办公事务.协调对外关系.财务部负费工程研究中心的财务、会计及成本核算。市场营销主要负贡科研成果的市场推广、客户关系、信息搜集，井及时反傥市场信息，研究开发部负责科研成果的中试、工业化试验及技术服务、成套技术的研制开发、相关行业的整体工艺研制开发。2、工程技十与设计、市场营销、技术人员配备及其规模研究开发部主要负贡新技术、新产品的开发和试骁，其主要研究人员以XX大学的专业技术人员、外聘专家等为主，根据研窕工作的需要.其它股东单位推荐相应的专业人员参加研窕工作。共规模初步确定为30人.市场营销部负责新技术转让，新产品推广应用等工作。主要人员根据中心需要由各股东推荐，必要时可以公开招聘。其规模初步确定为20人。牛产制造部主要负货新产品生产，技术人员由股东推荐或公开招聘，生产人员可全部公开招聘，技术人员的规模初步确定为10人。生产人员的规模根据生产需要确定。3、中试与工业性试验基地设计规模、功能、地点与环境及其装备中试与工业性试5佥基地分为中心室内试验基地和施工现场试验基地二部分。中心室内试验基地建在XX大学校园内，在校园内建研究中心小区主要建筑物包括研究中心办公大楼和试验大厅，总建筑面积约5000m1.,试验基地的能源和水系统列入学校总体基建项目，因此，具有很高的可辨性。试验基地可利用XX大学现有的部分设备，必要时再购置新设备。中心室内试验战地主要完成小型试验或模型试验。现场或验基地可根据股东承建水电工程项目的情况确定，可以建在清江水布地等工地，其规模叮根据施工现场的条件和艮验项目的要求确定，但必须确保能达到求验目的。现场试验基地股建在水电工程的在建工地，因此，可以确保水、电等必备条件。现场试5佥的主要功能是验证研究成果的适用性和先进性，为研究成果的推广和产业化费定基础。4、管理组织形式与运行机制、自我发展能力（包括股东、董事会、经理班子配备及其介绍等）水电工程施工技术研究中心是具有法人资格的有限责任公司，实行董事会领导卜的总经理（主任）负货制。股东为XX大学、中国XX集团公司、中国长江XX工程开发总公司及湖北清江水电开发有限贵任公司。亟事会由13人组成，XX大学推荐6人,中国XX集团公司、中国K江XX工程开发总公司及湖北清江水电开发有限责任公司各推荐2人，R工推荐1人。中心设总经理1人，副总经理2人，总经理和副总经理由董事会任命。中心股东由高校、水也工程建设单位和施工单位组成，因此，中心的新技术和新产品的推广具有得天独厚的条件。另外，溪落渡等众多大型水电工程即将兴建、西部大开发等为水电工程施工技术的推广应用提供了广阔的前景。综上所述，水电工程施工技术研究中心具仃较强的自我发展能力。5、依托高校配套条件、资产转移等依托高校XX大学是由原武汉水利电力大学XX校区与湖北XX学院合并组建的一所省属综合性大学。学校教学仪器设备总值6831万元，图也馆藏书121万册。学校建有与中国教育和科研泞算机网、国际互联网连通的校园网和岩上工程、水电站仿式等部级出点实验室，水工结构学科为省级重点学科。研究中心的主要研究技术人员长期从事水电工程的设计、施工以及施工技术的研究、施工新产品的开发等工作，为水电工程施工技术工程研究中心进步开展工作奠定了良好的基础。XX大学拥有水工试验大厅（4200m'）。岩土工程实验中心（270m'）、材料及结构实验室（120m，）、边坡工程研究室（15OmD、计算机应用技术研窕室（120m,）.施工技术研究室（12OnV）等试脸和研究场地“拥有光时域反射仪、动力触探仪、三轴测试仪、非饱和上测试仪、图形处理器、扫描仪、绘图仪、工作站、稳定电源等模型试验所需的仪器设备和软件开发条件。水工试验大厅拥有可靠的水系统以确保试验用水要求。各实验室均具有可靠:的供电系统，叮满足试验、研究的需要。综上所述，XX大学拥有较为完备的实验场地和仪器设备，具备良好的水电、燃料、环境等条件，可以确保研究中心顺利开展工作。根据研究中心的职能，将XX大学与施工技术和产品开发有关的设备等以股份方式转移到水电工程施工技术研究中心.6、设备选型、添置方式及其概兑设备选型及概算详见各子项目经费概算表。此处只列各子项的小计：工程爆破爆炸能量转化的精密控制成套技术小计：520万元分布式光纤传感监测技术及光纤传感器系列技术小计：500万元水电工程施工多媒体仿真系统小计：180万元合计：1200万元7,建设资金筹措落实情况中心预计近期总投资为1200万元，投入120万元，XX大学以现金形式投入1080万元。后期中国XX集团公司、中国长江XX工程开发总公司、湖北涪江水也开发有限责任公司分别以技术形式投入100万元。XX大学的投入经费分三年完成，2001年投40%,2002年投30%,2003年投30%。中国XX集团公司、中国长江XX工程开发总公司。湖北清江水电开发有限责任公司的投入经费视中心研究项目开展情况，分期投入。