某电站模型洞围岩位移反分析及预测研究

张河湾抽水蓄能电站位于河北省井陉县测鱼镇甘陶河干流上。电站安装4台单级混流可逆式水泵水轮机组,总装机容量为1000 MW。地下厂房开挖尺寸(长×宽×高)为151.1 m×23.4 m×48.3 m。为进一步研究地下厂房围岩稳定性和优化设计参数,在地下厂房近旁进行了模型洞围岩观测试验研究,依据模型洞围岩收敛位移、钻孔多点位移、锚杆应力观测结果,进行了反分析,计算结果:水平应力2.52～2.88 MPa,应力比值0.7～0.8,弹性模量26.0 GPa。依据反分析的围岩初始地应力及变形参数,对主厂房及主变室围岩位移及应力分布进行了预测,结果表明,围岩变形均较小,且与地下厂房围岩位移实测值一致性较好。

粉细砂渗透、渗透变形参数统计分析研究

粉细砂具孔隙大、干密度低、无粘性、抗冲能力低、渗透稳定性差等特性,在渗透水作用下,易产生流砂,涌砂等地质灾害。为进一步研究粉细砂渗透、渗透变形特性,统计分析了8个工程51个试样的粉细砂渗透变形类型、参数。结果表明不论不均匀系数≤10或>10,其渗透变形类型均为流土,临界比降、破坏比降,渗透系数常见值分别为0.6~1.5,0.8~2.4、8.0×10^(-3)cm·s^(-1)~3.0×10^(-4)cm·s^(-1),且临界比降和破坏比降有较好的相关性。

不均匀系数法判别无黏性碎砾石渗透变形类型适宜性研究

不均匀系数法判别无黏性粗粒土渗透变形类型,至今仍被众多学者和技术人员推荐和应用,为验证该法的适宜性,采用试验验证、其他方法印证和理论分析相结合的方法,对收集的43个工程313个试样的渗透变形试验成果进行统计分析研究。结果表明,B.C伊斯托明娜的不均匀系数法三准则中,只有第3条准则是适合的,第1、2条准则均是不适合的,其中第1准则的判断结果甚至和实际试验结果截然相反。因而可以确认,B.C伊斯托明娜的不均匀系数法整体上不适合无黏性碎砾石的渗透变形类型的判别。

细粒含量P_c<25%渗透变形类型为非管涌碎砾石的颗粒级配特征及判别方法

细粒含量判别法是无黏性粗粒土渗透变形类型主要判别方法,但细粒含量Pc〈25%渗透变形类型为流土和过渡的碎砾石,其渗透变形类型不符合细粒含量判别准则.通过对46个工程310个试样（其中Pc〈25%的试样数214个）,渗透变形试验结果统计分析发现,该类土虽然仅占同级配段（Pc〈25%）比例为6.1%,但其颗粒级配曲线均具有独特特征,即各粒径级颗粒含量均较均匀,即Cu均大于5,Cc多数为1.0~3.0之间,即该类土大多数为优良级配,进一步分析发现其D15/d85之比均小于等于5,进而提出用D15/d85≤5作为判别该类土的方法.

级配不连续碎砾石粗细颗粒区分粒径比较分析

粗细颗粒区分粒径是级配不连续碎砾石细粒含量判别法判定渗透变形类型重要指标,目前通常使用的有定值法的2 mm和颗粒级配曲线中平缓段最小粒径(平均粒径),为进一步验证这2个典型方法和量值的符合性、适宜性,统计了26个工程121个试样的渗透变形试验结果进行比较。结果表明:2种方法和量值的渗透变形类型判断结果与试验结果符合率较高,分别为85.5%和84.6%,均可作为粗细颗粒区分粒径,但若和级配连续碎砾石渗透变形类型判断综合考虑,推荐2mm作为级配不连续碎砾石粗细颗粒区分粒径。

连续级配碎砾石粗细颗粒区分粒径分析

粗细颗粒区分粒径是连续级配碎砾石细粒含量判别法判别渗透变形类型重要指标,但目前为止,粗细颗粒区分粒径确定方法和量值均不一致,为验证2个典型方法及量值的适宜性和符合性,统计分析了45个工程179个试样的渗透变形试验结果,结果表明,定值法中以2 mm作为粗细颗粒区分粒径时,其渗透变形类型判断结果与试验结果符合率达80.7%,远高于变值法中以(d_(70)d_(10))^(1/2)为区分粒径时的符合率54.2%。推荐以2 mm作为不均匀连续级配碎砾石粗细颗粒区分粒径。

十三陵抽水蓄能电站主要建筑物监测

在十三陵抽水蓄能电站建设过程中，对其主要建筑物进行了长期系统的监测工作，其中地下厂房系统、上池系统都取得了丰富的监测成果，这些成果对评价工程稳定性、验证设计及指导安全施工均起到了较好作用。监测结果表明．地下厂房系统及上池系统目前都是稳定的。

抽水蓄能电站地下厂房智能优化识别研究

水电站厂房动力特性分析研究中，结构的阻尼和动态荷载是极其重要的控制参数。本文在以往水电站厂房动态识别研究的基础上，结合某地下抽水蓄能电站的实际观测资料，将免疫算法与大型结构有限元分析程序相结合，对该厂房额定运行工况下的高频水力脉动荷载和阻尼参数进行了联合识别研究，为今后水电站厂房设计研究中建立更准确的厂房数值模型提供了有益的参考。

基于监测信息的十三陵抽水蓄能电站引水洞抢险加固设计

北京地区十三陵抽水蓄能电站的引水洞穿过破碎岩体时,因地质条件很差而在开挖初期发生了塌方险情。抢险后及时进行了洞内位移监测。监测结果显示原设计所使用的挂网锚喷加钢拱架组成的支护结构变形较大,特别是在边墙部位,变形更加明显。根据监测结果对引水洞的支护方案进行了重要修改:加密钢拱架和挂网钢筋,并增加喷射混凝土厚度,在洞底增加仰拱。施行上述措施后,洞体位移收敛变小,并趋于稳定,达到了设计和安全使用要求。该可变更设计的成功,充分说明了在工程地质条件复杂,难以准确界定的情况下,信息化施工与可变更设计的重要性。

不同掺砾量心墙料渗透及压缩试验研究

借鉴国内类似工程经验,针对拟定的不同掺砾组合进行了大量的试验研究,并对重点掺配比例的土料进行了渗透、压缩性能研究。研究表明：掺砾量在35%~55%范围内变动时,在防渗性能均满足设计要求的同时,压缩性能指标得到很大提高,压应力3.2 MPa下,压缩模量由原来的46.2 MPa提高到92.5~95.6 MPa。建议依托工程掺砾比例不宜超过50%,最终掺砾比例为45%。

大型地下洞室安全监测设计及优化研究

安全监测是信息化施工的基础和前提,文章在总结分析众多大型水电工程地下厂房安全监测设计成果的基础上,探讨大型地下洞室安全监测设计的基本原则和优化方案,为同类工程参考。

山西西龙池抽水蓄能电站地下厂房围岩位移应力特性及原因分析

西龙池抽水蓄能电站位于山西省五台县境内,总装机容量为1200 MW,额定发电水头640 m。地下厂房开挖尺寸(长×宽×高)为149.3 m×23.5 m×49.0 m。厂区岩性为泥质鲕状灰岩、薄层条带状灰岩、薄层石英粉砂岩,近水平产状;厂房轴线与主要断层、裂隙成大角度相交。地下厂房围岩位移、锚杆应力呈明显各向异性特点,且边墙围岩位移平均值为3.0 mm、锚杆应力平均值为45 MPa,均较小,构成了近水平薄层灰岩、粉砂岩互层岩体内地下厂房围岩位移、应力特点。

张河湾抽水蓄能电站地应力测量试验研究

张河湾抽水蓄能电站位于河北省石家庄市甘陶河干流上，电站分上、下两个水库．电站水道系统的压力管道水平段、下弯段、尾水洞段以及地下厂房均设在甘陶河群蒿亭组二段上部的变质安山岩中，其抗压强度平均为208．1MPa，静弹模平均为84GPa，密度为3g／cm3．用YG－73型压磁应力计及KX-81型空芯包体式三轴应力计进行了地应力测量，通过对两种不同方法测量结果的分析比较，论证了测试部位地应力量级为几个兆帕，方向总体为N60°E，及地应力的分布规律，指出所测地应力场的方向与本区域的构造轨迹十分吻合；采用两种应力计测量结果基本是一样的，表明本次测量结果的可靠性高．

砾石桩和桩间土复合地基承载力的求解方法

用振动水冲法加固软弱地基,在我国虽只有几年的历史,但实践表明,用此法无论是加固砂土地基或粘性土地基,都收到令人满意的经济效果。所以说这种方法是有发展前途的。复合地基系指由上述振冲法加固成的砾石桩群和桩间土(原天然地基)联合构成的地基。显然,在复合地基中,由于砾石桩的变形模量及抗剪强度均与桩间土有较大的差异,复合地基的计算不能按单一的均匀介质来考虑,复合地基的严密的理论计算,其难度是很大的。目前,复合地基的计算仍处于半理论半经验的状态。

水平薄层岩体中大跨度地下洞室工程地质研究

山西西龙池抽水蓄能电站地下厂房围岩为水平薄层岩层,工程竣工发电已多年,施工及运行期安全,但工程开工前,还没有在水平薄层岩体中开挖大跨度高边墙地下洞室的成功范例,鉴于此,以山西西龙池抽水蓄能电站工程为依托,从工程地质角度,对水平薄层围岩岩性特征、岩体结构特征、岩体力学特性、大跨度高边墙地下洞室围岩分类、围岩变形特征等方面进行了研究,依据研究成果,对洞室开挖支护施工、围岩变形监测等进行了分析,依据围岩变形监测成果对围岩力学参数进行了反演,验证了前期勘察成果,取得了在水平薄层状地质环境中开挖大型地下洞室的宝贵经验,进而为在水平薄层状地质体中修建大跨度、高边墙地下洞室提供了更多的技术支持,对此类不良地质条件下大型地下洞室群建设具有重要的指导意义。

不均匀系数C_u≤5的无黏性土的渗透变形类型统计分析研究

堤坝(基)土体渗透变形是引起堤坝溃决和失事的主要原因,开展堤坝(基)土的渗透变形及渗透变形类型研究非常必要。在大量收集无黏性土渗透变形试验数据基础上,采用试验验证和理论分析相结合的方法,对收集到的48个工程472个无黏性土(碎砾石土、砂土)试样渗透变形试验结果中所有不均匀系数Cu≤10的土进行统计分析。结果表明:其中的碎砾石土的渗透变形类型均为管涌,而砂土的渗透变形类型均为流土。进一步从Cu≤5的无黏性土的颗粒级配曲线特征、渗透变形机制分析,论证Cu≤5的碎砾石土渗透变形类型应为管涌。

抽水蓄能电站堆石坝料抗剪强度参数统计分析研究

堆石料抗剪强度参数是堆石坝抗滑稳定计算最主要的参数。每个堆石坝工程均进行堆石料抗剪强度试验,进一步掌握堆石料抗剪强度参数量值大小、规律性及主要影响因素,根据北京勘测设计研究院勘测设计的7个工程101组试验资料,在对堆石料进行风化程度分类的基础上,采用数理统计分析方法,统计分析石渣料、碎砾石土、砂卵石土作为主堆石料、次堆石料、垫层料、过渡料的抗剪强度参数及规律性。进一步分析浸水饱和、密实度、颗粒级配(<5 mm含量)、磨圆度、风化程度、岩性对堆石料抗剪强度参数的影响。结果表明,堆石料风化程度对抗剪强度参数影响最为明显,其他因素则均有不同程度影响。