【導讀】成套技術，開發(fā)系列高效爆破炮眼堵塞材料，改進實施工藝，眼口外泄，大幅度提高工程爆破過程中爆炸能量的利用率。高破碎巖體的效果，明顯地提高工程爆破的經濟效益和安全性，同時減少爆破的有害效應。推廣；④耐久性能好，易存放；⑤總投資少，收效快，利潤高。金獎”，并已申請專利。該技術及產品一般可節(jié)省炸藥20％—。能力，并在建筑行業(yè)各市場中推廣應用。域和研究開發(fā)熱點，屬高新技術。它主要是研究光纖傳感技。布式光纖傳感器具有無可比擬的優(yōu)點。①各類光纖傳感器和埋設工藝及定位技術；②各類光纖傳感器及細部構造、連接與檢測技術；④各類光纖傳感器及其陣列傳感信號處理；⑤各類光纖傳感器及其適用性、耐久性和穩(wěn)定性問題研究。關工程實施過程的計算機圖形顯示系統(tǒng)，選擇優(yōu)化的實施方案，重大項目資助下，上述研究已開發(fā)形成了若干套動態(tài)仿真系統(tǒng)，進一步研究可開發(fā)形成產品，在水電工程及相關。在軍事上，可以將衛(wèi)星或航拍照片轉換成三維地

　　

【正文】 開展爆破技術及其相關的服務工作。 （ 4）形成優(yōu)勢力量、并積累起一定資金后，進一步擴大規(guī)模和工作內容，如進行新的爆破理論、新的爆破設計計算方法、新的炮孔堵塞材料以及新的炸藥等多方面的研究與開發(fā)，爭取取得一些高質量的爆破技術和爆破理論研究成果，使本中心成為中國、乃至世界知名的爆破權威機構。 （ 5）你在發(fā)展技術與進行理論研究的同時，也開展碩士和博士研究生的培養(yǎng)工作，爭取培養(yǎng)出一批高質量的爆破科研和實施 技術人才。 工藝路線及所需設備 （ 1）先期的炮孔堵塞料的生產主要是購入原材料進行加工。其所需的設備主要有粉磨機 、混合拌和機、制袋機、灌裝機和包裝機等。這些設備全部都用國產機械。炮孔塞的制作則主要是電鋸、電鉆、車床等木工用機械或混凝土攪拌機、混凝土震動臺等機械。 炮孔堵塞料的現(xiàn)場 實施 機械則主要采用混凝土泵、或混凝土噴射機、或砂漿注漿機。 （ 2）中期進行爆破工程承包 實施 則需添置大型鉆孔設備及配套的空氣壓縮機、大型裝載設備和相應的運輸機械等，如進口的英格蘇蘭、古河等鉆孔機械、反鏟、重型載重汽車等。至于炮孔堵塞料所需原材料的生產，則需中小型回轉慢燒窯、物料粉磨機等，并添置部分測試用的儀器設備。 項目實施建設內容、所需經 費及規(guī)模 （ 1）該項目實施建設的主要內容及所需經費（萬圓）： ①申請外國專利 10 ②新建廠房 50 ③購置設備 50 ④進行生產性試驗 85 ⑤購買原材料 35 ⑥產品保險 170 ⑦籌集流動資金 100 ⑧其它 20 合計： 520 （ 2）生產規(guī)模 初期：年生產炮孔堵塞料 500 噸，生產炮孔塞 10 萬個 中、后期：年生產炮孔堵塞料 5萬噸，生產炮孔塞 50 萬個 經濟效益分析 （ 1）項目風險 推廣應用 該項新技術的風險主要在國內。國外由于經濟觀念比國內強得多，環(huán)保意識和安全意識也都比國內高得多，因而，在國外推廣應用的風險較小。國內的風險主要集中在于傳統(tǒng)觀念的束縛方面。但只要作好以下幾方面的工作，就可基本消除其風險： ①走“先外后內”的道路，先在國外推廣應用，然后再建立國內市場，這樣可通過先例消除人們的顧慮。 ②在國內樹立樣板工程，以樣板工程為實例，通過技術鑒定和組織現(xiàn)場參觀等方式，大力宣傳應用該項技術的優(yōu)越性，以激起應用該項技術的欲望。 ③采取靈活的方式與爆破 實施 企業(yè)合作，主動承擔風險，通過實踐消除用戶的 疑慮。 ④由于應用該項技術能減少因爆炸而產生的有毒氣體，有利于環(huán)境保護，因此，只要加強與環(huán)保部門的聯(lián)系，就可通過環(huán)保部門擴大宣傳，并爭取借助《環(huán)境保護法》在國內強制實施該項技術。 ⑤采用該項技術可以降低爆震，減少滑坡、塌方和飛石，避免爆破現(xiàn)場及其附近建筑物、設施、設備的破壞和人員的傷亡，有利于提高爆破的安全性。因此，只要加強與安全監(jiān)督管理部門如國家安全局民爆處的聯(lián)系，爭取這些機關部門的支持，也可通過他們強制實施。 ⑥加強與保險公司的聯(lián)系，并積極投保，使應用該項新技術者的利益得到保障，以提高他們應用該項技術的 積極性。 （ 2）利潤簡析 如前所述，僅我國每年的工業(yè)炸藥耗量就多達 12 億公斤，如果全面推廣應用該項新技術，那么，即使只減少 15％的炸藥，每年也可節(jié)省二億多公斤炸藥。以每公斤炸藥售價 3 圓計算，每年可減少炸藥投資 3 億余圓。在此情況下，即使所需的材料費及稅金等各項開支占節(jié)約額的 50％，每年仍可得純利潤 1． 5億國以上。如果減少炮孔 15％，則所得的經濟效益較此更高。事實上，根據現(xiàn)場試驗所得的結果，炸藥和地孔的減少率都高于上述也而材料費所占的比重甚少。 如果將該項技術推廣到國外市場，必將賺回大量外匯，取得更大的效 益 。 子項目 3 分布式光纖傳感器監(jiān)測技術及光纖傳感器系列的研究與開發(fā) 市場及產業(yè)關聯(lián)度分析 工程結構物的損傷識別及早期診斷，是城市與工程減災對策的最重 要內容之一。這一點在大壩等重大工程上尤為明顯，這些工程既代表了 巨額投資和巨大效益，又同時蘊含著潛在的成災風險。眾所周知，垮壩洪水不僅破壞水庫、水電站工程本身，尤其對下游千百萬人民生命和財產造成慘重災難。歷史上垮壩的教訓很多，美國 Teton（提堂）土石壩（高 95m） 于1976年 5月 5日潰決，是著名的實例，也是垮壩中的最高壩。該工程主 要失誤就 是未設觀測系統(tǒng)，無法及時得到本來可防止這場災難的信息，等禍到臨頭，已無法挽救。 大壩安全監(jiān)測的常規(guī)技術已有百年歷史，以點式電測傳感器為代表， 實用經驗多，應用范圍廣，并與現(xiàn)行規(guī)范配套，現(xiàn)階段仍是大壩安全監(jiān)測 的主要設備。然而，常規(guī)觀測儀器存在若干根本性的缺陷： ①對測點物性有影響：觀測儀器本身有相當的體積和剛度，不夠小 巧。埋設測點的物性會受影響，無法保證檢測樣本的代表性。 ②耐久性較差：儀器及其傳輸線的損壞失效率較高，且隨年代而增加，難以實現(xiàn)整個使用期的監(jiān)測。 ③易受強電磁場干擾：整個水電工程是一個 強電磁場，常規(guī)監(jiān)測儀器是電信號，易受干擾，測值誤差大。 ④信息量有局限：只能實施離散點觀測，不能實現(xiàn)分布式檢測，獲取信息的能力不強，特別是大壩中的裂縫，因為大體積破開裂具有時空隨機性，常致漏測，這是裂縫檢測的難點所在。前蘇聯(lián)薩揚舒申斯克重力壩，內部儀器達 2500 只之多，竟未測到壩體下部在蓄水后產生的 486m 的大裂縫，直到該縫向深部擴展 20 余米，引起廊道漏水才發(fā)覺，這就是很有說服力的實例。 因此，研究 水電 工程安全監(jiān)測的高新技術顯得非常必要。同時，要真正使大壩安全監(jiān)測自動化技術向實時在線監(jiān)控，遠程自動化網絡方 向邁進，新的傳感技術是其成敗的關鍵。 近年來，在高科技的滲透和支持下，常規(guī)技術正在醞釀更新?lián)Q代，在各國競相發(fā)展的安全監(jiān)測高新技術中，光纖傳感檢測技術以其獨特優(yōu)勢而處于中心地位。隨著光纖通信的迅猛發(fā)展，光纖及儀表降價，經濟上也有競爭力。分布式光纖傳感技術是傳感技術發(fā)展中的尖端領域和研究開發(fā)熱點，與傳統(tǒng)的傳感器相比，它具有以下優(yōu)點；集傳感與傳輸于一體，可實現(xiàn)遠距離測量與監(jiān)控；一次測定就可獲取整個光上區(qū)域的一維分布圖； 能在一條長達數千米的傳感器光纖環(huán)路上獲得幾十、幾百甚至幾千條信息，因此單位信息成本大大降 低；測量范圍寬，具有高空間分辨率和高精度；在具有強電磁于擾、易燃易爆或強腐蝕以及其它傳感器無法接近的嚴酷環(huán)境下，分布式光纖傳感器具有無可比擬的優(yōu)點。 大壩安全監(jiān)測自診斷系統(tǒng)是利用分布式光纖傳感器及其陣列和數據采集設備，全天候、不間斷地監(jiān)測大壩的工作狀態(tài)、關鍵部位的溫度、應變、裂縫、位移，在計算機硬件和軟件系統(tǒng)的控制下，通過對檢測和采集的數據進行分析和加工處理，自動地顯示大壩運行和局部安全狀態(tài)，并將檢測和分析的結果自動地存入計算機作為大壩運行的歷史檔案。若遇非常情況；系統(tǒng)可自動報警。這些對大壩損傷積累和安全度 下降的過程，保證大壩安全運行都具有重要的實際意義。 我國江河眾多，水能資源為全球之冠，水庫、水電站工程達 8 萬座以上，舉世無雙； XX、二灘、小浪底等巨型工程在建設中。這些工程的安全直接關系黃河、長江等大江大河和下游平原幾億人口、許多城市的安危和社會安定。不難預見，安全監(jiān)測和損傷識別的高新技術，其應用前景將十分廣闊，意義十分重要。因此，選準主攻方向．不失時機地發(fā)展以光纖傳感為基礎的智能化損傷識別技術，對提高我國大壩安全監(jiān)測水平，必將產生重要作用，并為我國的減災防災事業(yè)作出重大貢獻。 這種技術不僅適用于大壩工程， 同樣可用于橋梁、高速公路、機場、港口、高樓、核電廠等。 主要技術指標 ①溫度監(jiān)測的分布式光纖傳感光纜：溫度分辨率 －℃；測值范圍 20℃－ 80℃。 ②隨機裂縫監(jiān)測的分布式光纖傳感器分辨率 002mm，初始感知縫寬 ，動態(tài)范圍 4mm，定位精度177。 。 ③板間縫、周邊縫多規(guī)格、大量程光纖位移傳感器：六種規(guī)格（針對水布埡面板堆石壩工程）： 8mm、 18mm、 25mm、 50mm、100mm、 150mm。 ④各種壩型的隨機裂縫光纖傳感網絡、 實施 工藝及流程等。 ⑤ F－ P應變傳感器： 50000個數 據樣本，分辨率 0． 01％，精度 ，采樣速率 20Hz。 ⑥采用中斷站跨站監(jiān)測，信號傳送距離為 600km；目前儀器信號傳送距離為 60km。 發(fā)展規(guī)劃 此項目依托工程為 XX二期工程、清江高壩洲工程和古洞口面板堆石壩工程，這些工程都在 XX 附近。 XX 大學在 XX 一期工程和古洞口面板堆石壩工程中的前期研究工作為許多專家和單位所關注，該課題的研究成果首先將為水布現(xiàn)在面板堆石壩工程所應用，不僅可解決常規(guī)監(jiān)測儀器無法解決的問題同時將產生巨大的經濟效益。 （ 1）項目的分工與合作 XX大學對該項目全面組織、具體施實；湖 北清江水電開發(fā)有限責任公司在依托工程 —— 清江高壩洲工程中提供應變光纖傳感現(xiàn)場試驗所需的 實施 場，并配合工作；中國 XX 集團公司在依托工程 —— XX 二工程 中提供溫度光纖傳感現(xiàn)場試驗所需的 實施 場地，并配合工作。 （ 2）光纖傳感技術室內大比尺模型綜合實驗 在前期諸多單項實驗的基礎上，擬進行室內大比尺模型綜合實驗。 考慮到做一個三維在大壩的模型不太現(xiàn)實，一是經費高，二是有難度。因 此，擬設計一座二跨 6 米長的靜定梁模型，將我們前期研究的各光纖傳感器分別布置在模型相應部位，進行在線承載實驗驗證。多跨靜定梁模型，一是制 作簡單、經濟，能夠達到實時監(jiān)測溫度、應變、位移、裂縫等環(huán)境物理的目的，同時為今后迅速將這一成果也推向土木工程打下良好的基礎。 （ 3）光纖傳感技術現(xiàn)場試驗 本項目以現(xiàn)場試驗為主，現(xiàn)場試驗分別在已建工程和在建工程中進 行，根據依托工程的條件，選擇不同的環(huán)境物理量進行，以驗證各類光纖 傳感器的工程適應性、工程壽命和穩(wěn)定性。 ①選擇在建的 XX 二期工程進行溫度監(jiān)測的分布光纖傳感技術現(xiàn)場 試驗，埋入光纖傳感光纜，以實現(xiàn)分布式溫度監(jiān)測的目的。 ②選擇已建的古洞口面板堆石壩工程進行破面板隨機裂縫、板間縫和周邊縫位移監(jiān) 測的分布式光纖傳感技術現(xiàn)場試驗；由于在面板已形成，研制一種高分子材料，將強度調制型的斜交分布式光纖傳感器網絡與破面板粘貼在一起，并做適當保護，以捕捉破面板隨機裂縫；在板間縫和周邊縫安裝多路復用光纖位移傳感器系統(tǒng)，以實時在線監(jiān)測其位移變化。 ③選擇在建的高壩洲水電工程進行應變監(jiān)測的分布式光纖傳感技術現(xiàn)場試驗，埋置 Fabry－ Perot應變傳感器，以實時在線對在結構應變進行傳感監(jiān)測；采用 kohonen 神經為處理傳感陣列輸出的并行分布式傳感信號。 （ 4）大壩安全監(jiān)測的自診斷系統(tǒng)研究 直接利用陣列傳感光纖出射光的光 強分布特性，根據其光強分布與；光纖上挑動參量及（或）位置之間的對應關系，將光纖傳感陣列輸出的光信號經檢測系統(tǒng)變?yōu)殡娦盘栕鳛樯窠浘W絡的輸入，通過學習，使傳感光纖陣列上受力（損傷）的程度和位置與神經網絡的輸出模式間建立某種非線性映射關系。從而可使光纖陣列傳感信號得到實時的智能處理。并實時地探測到桂結構的應力應變化的變化及各種原因造成的損傷等。 （ 5）組織多學科的、年富力強的精悍隊伍，進行光電技術—— 光纖傳感 —— 水工結構 —— 實施 技術 —— 高分子材料 ——計算機科學等跨學科的交叉綜合研究，充分發(fā)揮各種人力、物力、技術條 件諸方面的優(yōu)勢，開展高起點、高效率的工作。 （ 6） XX 大學和三個合作單位在光纖傳感技術、水工建筑及其原型觀測。 實施 技術、高分子材料、計算機應用等方面，進行了大量的工作，積累了豐富的實驗和研究經驗，對該項目的可行性是有把握的。 （ 7）主要工作有：制造溫度檢測的分子式光纖傳感線纜；生產深水單蕊光纜等。 主要經濟指標分析 ①隨著通信事業(yè)的發(fā)展，光纖材料以及相應的電源器件，二次儀表都會大幅度的降價； ②常規(guī)監(jiān)測儀器失效率高，且獲取點監(jiān)測信息單價高； ③分布式光纖傳感器獲取點監(jiān)測信息單價大大降低，且不易失效； ④ 多規(guī)格、大量程光纖位移傳感器價格將低于常規(guī)測縫計價格 30％； ⑤光纖傳感的分布式、抗電磁干擾等優(yōu)點是常規(guī)監(jiān)測儀器無法實現(xiàn)的，是監(jiān)測技術的革命，具有重大的工程應用價值和經濟效益前景。