抽水蓄能电站库盆开挖填筑设计原则与关键问题初探

加快建设抽水蓄能电站是构建以新能源为主体的新型电力系统,助力实现“碳达峰、碳中和”目标的一项重要举措,目前我国开展前期勘测设计工作的站点超过300个。库盆开挖填筑设计是抽水蓄能电站设计工作中的重要内容,总结了抽水蓄能电站库盆开挖填筑设计的原则,梳理了56个大中型抽水蓄能站点的主要信息,总结了抽水蓄能站点上水库库盆开挖填筑的主要特点和影响因素,分析了开挖量、填筑量和弃渣量之间的一般规律,初步探讨了库盆开挖填筑设计的关键技术问题和对策措施。

国际水电工程地质勘察实践探讨

作为国际水电工程勘测设计的主要基础性资料,地质勘察成果的国际工程咨询审批进度往往对工程进度甚至成本有较大影响。在总结对标研究工作成果、中国水电技术标准“走出去”之工程测量与地质勘察篇研究成果的基础上,结合国际水电工程地质勘察实践,对地震参数确定、坝基岩体力学参数确定、边坡稳定分析、洞室围岩分类及支护建议等关键技术问题进行了初步分析,总结了中外技术标准的主要差异,初步提出了探讨性的对策及建议,可供业内人士参考。

灌注桩单桩沉降计算的改进算法

根据灌注桩的受力特性及变形规律,建立了桩端土层较软和桩底沉渣较厚条件下的桩端荷载-沉降数学模型.基于假设的桩侧土荷载传递函数,对灌注桩沉降过程中桩侧土体的变形规律进行了研究,建立了桩侧土荷载传递线性软化模型条件下桩端土硬化非线性模型的荷载-沉降关系;依据桩侧土体完全弹性、弹性+软化、弹性+软化+残余、残余+软化、完全软化状态下的桩端土非线性模型的荷载传递关系,导出了单桩荷载传递公式,得到了桩侧土体多种状态下的桩顶荷载-沉降规律,并通过算例验证了该公式的合理性.

沿海潮汐环境下灌注桩负摩阻力产生机理

对欠固结饱和软黏土环境中灌注桩负摩阻力的产生条件和产生机理进行分析.在考虑沿海潮汐环境下灌注桩双中性点产生机理的基础上,得出双中性点的产生条件,推导了双中性点条件下桩侧负摩阻力的解析解;针对双中性点出现的边界条件,在假设负摩阻力随桩体深度呈双曲线形式变化的基础上,推导了总负摩阻力的计算表达式.

基于Omap的信息化公路工程地质调绘

随着平板电脑、智能手机普及及地图查看APP功能的增强,公路工程地质调绘已由携带纸质资料、罗盘、地形图定位的传统工作方式转变为集地形、地质、设计资料于一个平板(手机)地图查看APP内的信息化调绘方式。在信息化调绘过程中收集的基础资料导入及现场记录信息的导出是关键,以Omap APP为例,给出无坐标属性的区域地质资料位图文件制作成自定义地图;具有坐标属性的地形、不良地质、建筑物、勘探布置制作成.kml文件;APP记录数据导出至CAD,GIS软件的过程及方法。经国内外多个高速公路、水电站项目使用,实践证明行之有效。

耿楼枢纽渗透安全稳定性分析

耿楼枢纽工作区内建筑物结构复杂,诸多因素存在不确定性,采用常规的工程手段很难对闸址区的渗流稳定性做出定量的评价。为此,选取几种不同的上下游水位差,利用大型非线性有限元软件ABAQUS分别建立3种工况下渗流稳定性分析的三维模型,通过不同工况下的闸址区渗流场的三维有限元模拟,对闸址区的渗流稳定性做出评价,从而指导工程施工及运营。

潮水位及堆填速率对超孔隙水压力消散影响研究

堆载预压法加固软土地基过程中,随着土体的固结由堆填土自重所引起的超孔隙水压力将不断消散。基于比奥固结理论,结合某沿海围垦工程,建立了三维弹塑性有限元模型,模拟了土体固结过程。在此基础上,对土体固结过程中的超孔隙水压力变化进行了分析,并计算出土体的应力固结度。研究过程中,考虑了潮汐环境的影响及渗透系数在固结过程中随着土体孔隙比变化而产生的动态变化,验证了曼德尔效应。

缅甸滚弄水电站坝基表层抗滑稳定研究

滚弄水电站位于缅甸境内丹伦江上,结合现场工程地质测绘,选取合适的试验点,进行工程地质原位测试;综合考虑场区地质条件,对不同地质单元的参数进行了修正,利用有限单元法完成了坝基表层抗滑稳定的计算;根据具有一定可信度的抗剪强度关系式的系数变化,确定坝基表层抗滑稳定的安全系数,从而对坝基表层抗滑稳定性进行评价。

中外水电行业坝基抗剪强度参数差异对比研究

在国际水电工程中,常需面对国际咨询工程师针对中国标准中岩体抗剪强度参数经验值的质疑,尤其是粘聚力值。国外咨询工程师普遍认为中国规范的建议值过于冒进,基于国外地质工程师的普遍认识较难接受,导致沟通过程复杂且漫长,以致工程设计延期的情况较多。通过对比分析中外规范建议参数的来源、试验方法和取值方法等,查找中外规范的差异原因,并提出应对措施,对同类工程具有较好的借鉴意义。

木西岙连拱隧道稳定性分析

木西岙隧道的整体式双跨连拱特殊结构以及其复杂的地形地质条件,对洞室稳定性提出了更高的要求。在充分研究工程区内地质特征的条件下,采用有限单元法对木西岙连拱隧道开挖和支护两种状态下的围岩稳定性进行分析。分析结果表明采用的衬砌结构能够有效减小围岩变形,控制围岩应力,对围岩稳定性起到了很好的加固效果。

近坝库岸古滑坡体稳定性及其对大坝安全的影响研究

老挝南欧江六级水电站库区近坝库岸古滑坡体在蓄水后是否稳定将影响到水电站建筑物安全和电站的正常运行。在对滑坡体进行定性工程地质评价的基础上,分别采用强度折减法和安全系数法对滑坡体稳定性进行定量分析,并据此搜索潜在滑块,估算不稳定滑块方量后,开展涌浪影响定量分析,以评价滑坡体稳定性对大坝安全的影响。在老挝Xe-PianXe-Namnoy水电站溃坝事故背景下,对当地开展大坝安全检查具有一定的借鉴意义。

低坝坝基岩体抗剪强度参数确定方法研究

基于国际通用的岩体Hoek-Brown准则,用岩体BSD来表征岩体完整性,比列夫斯基1989指标体系来表征结构面性质,从而获取岩体GSI值,再用不规则岩块点荷载试验值获得的等效岩石单轴抗压强度来表征岩石强度,进一步反推出岩体抗剪强度c'和f'。另一方面,结合Barton-Bandis结构面抗剪强度理论,采用回弹仪测量结构面锤击数后得到结构面抗剪强度参数。该工作思路应用于湄公河某国际水电工程,得到了咨询方的认可,填补了国内规范对中低坝段坝基岩体抗剪强度参数取值的空白,一定程度上可减少不必要的工程成本。

中国水电工程勘测设计业务“走出去”现状分析

以收集到的中国企业近年承担的117项主要国际工程水电勘测设计业务为数据样本,对各项目集中区域、规模、设计阶段、合同模式等进行综合分析。

两种岩体抗剪强度参数量化方法探讨

在国际工程及一些小型工程中,常遇到取样试验获取岩体抗剪强度参数困难的情况。国内一般采用按规范分级查表方法给定参数,国外主要以GSI打分,结合Hoke-Brown准则确定。在分析两套方法理论的基础上,对比二者考虑的因素,结合案例应用情况,得到以下认识:(1)两套方法的原理均为岩石强度及结构面特性共同决定岩体抗剪强度;(2)对于同一工程的岩体研究对象,二者评价得出的抗剪强度参数值不一致,但工程评价效果相同;(3)国内规范法理论过程不够严谨,在国际工程中难以推广使用;(4)国外方法拟合摩尔库伦参数时所用的最小有效主应力可通过各工况有限元计算确定。

GEO-GPS集成软件在某水电站地质工作的应用

我院于2014年发布了"基于Android系统的野外填图Geo-GPS集成软件包应用指导书(初稿)"(以下简称"指导书"),开始在内部推广使用数字化地质填图。截至目前,大部分地质工程师掌握了填图软件Oruxmaps的操作,但坐标系统转换、地图配准、数据导入导出还未普及。为更大程度的推广该数字化填图集成软件,本文以老挝某水电站前期数字化地质填图为例,详细介绍了在工期紧、地形图不准、工作范围大、地形开阔无参照物且植被茂密等不利条件下,采用数字化填图的优势,以及由此带来的经济效益,以供地质及相关专业人士参考。

浅变质岩浆岩岩块断口变色程度与单轴抗压强度关系研究

通过整理老挝东萨宏水电站坝基开展的847组不规则岩块点荷载试验和前期地勘岩芯单轴压缩试验成果,对比不规则岩块断口变色程度与岩块单轴抗压强度关系,分析总结其规律,得出浅变质岩浆岩岩块断口变色程度与岩块单轴抗压强度的分段经验公式,对同类工程具有一定借鉴意义。

缅甸滚弄水电站左岸厂房高边坡稳定性研究

本文介绍了缅甸滚弄水电站左岸边坡的基本地质条件,对其可能的失稳变形特征进行了判断,并结合数据模拟的方法,同时考虑了两组优势节理对边坡稳定的影响,计算出边坡开挖卸荷的安全系数,对边坡开挖卸荷过程中的稳定性做出了定量评价,最后对边坡的开挖支护提出了建议。

潮汐环境堆填速率对软土固结过程动态影响研究

堆载预压法加固软土地基过程中,堆填速率将影响到超孔隙水压力的消散。基于比奥固结理论,结合某沿海围垦工程,建立了三维弹塑性有限元模型,模拟了土体固结过程。在此基础上,对土体固结过程中的超孔隙水压力变化进行了分析,并计算出土体的固结度。研究过程中,考虑了潮汐环境的影响及渗透系数在固结过程中随着土体孔隙比变化而产生的动态变化,验证了曼德尔效应的存在,认为潮汐环境的影响不容忽视。

GIS空间分析法在国外某水电站工程地质灾害调查中的应用

使用便携式GPS导航技术,建立样本数据。通过分析空间数据样本,获得库区地质灾害各诱发因子的敏感性系数,并使用GIS空间分析法开展库区地质灾害危险性预测。最后通过专家判译法,完成该区地质灾害调查。在地质资料相对匮乏的工作区,该方法能提高工作效率,节约成本,避免重复和遗漏,使成果更全面、系统和合理。