Laxiwa put four units into operation in one year

On December 25, 2009, after the 72-hour trail operation, Unit 2 of Laxiwa Hydropower Station on the Yellow River, constructed by CPI Yellow River Hydropower Corporation, was formally

考虑混凝土损伤特性的拉西瓦拱坝破坏路径分析

针对高拱坝破坏路径分析的问题,当前数值模拟方法对坝体混凝土的拉压损伤特性仍考虑不足。为此,采用混凝土塑性损伤(CDP)本构模型,模拟分析了拉西瓦拱坝在静力超载、气温骤降及最大可信地震工况下的损伤破坏特性。结果表明,超载工况下坝体主要以坝踵、岸坡坝基处的混凝土拉伸破坏为主,并在形成损伤贯通区后失去承载力;气温骤降工况下坝体混凝土在表孔及1/4拱坝顶、拱端及坝踵区域可能产生拉伸损伤;地震工况下则主要以坝顶下游面表孔拱冠梁附近的拉伸破坏为主,逐渐形成水平带状破坏区域而失去承载力。研究结果明确了拉西瓦拱坝可能出现的损伤特性及破坏路径,为确定拉西瓦拱坝结构安全监测的关键部位提供了参考。

拉西瓦工程河谷区高地应力场反演与形成机理

拉西瓦水电工程坝址区为高山峡谷地貌,受地质构造应力、自重、地表剥蚀和河流侵蚀卸荷等多因素影响而赋存有高地应力,河谷区钻孔岩芯饼化与探洞片状剥落现象明显。由于该区地应力场及其空间分布特征与多期地质构造运动及河谷演化历史等因素密切相关,要合理确定其三维地应力分布状况与大小具有较大难度和复杂性。采用多元回归与逐步回归相结合的方法对工程区域初始地应力场进行了详细反演,在此基础上,深入研究了河谷区地应力场的空间分布特征与规律,并就其形成机理开展了多因素影响效应分析,为我国西部强烈地质作用区高地应力研究及水电工程建设提供了具有参考价值的成果和工程案例。

拉西瓦水电站地下厂房三维高地应力反演分析

拉西瓦水电站厂房地处峡谷山高坡陡,河谷狭窄,区域地应力场较高,局部存在构造破碎带,同时开挖尺寸规模巨大,围岩主要为脆硬的花岗岩,对洞室稳定极为不利。为了评判开挖后围岩的稳定及支护设计的长期安全,需要对围岩的岩体力学参数和初始应力场进行反演确定。首先,利用现场初始地应力的实测值反演大范围内的岩体构造地应力场分布,然后,利用洞室分层开挖扰动下,厂房上部关键点实测位移检验并修正反分析地应力结果,得到了较为准确的三维地应力分布,为后续地下厂房开挖围岩的稳定性及支护设计和长期安全的评价与预测,提供了基础数据,有效地指导了厂房开挖施工。厂房开挖完成后的围岩位移的实际监测结果与采用反演地应力场与岩体参数得到的厂房围岩位移值的一致性表明,地应力场反演结果与实际地应力值一致。

高地应力条件下大型地下洞室群稳定性综合研究

从认识论的角度提出数值仿真技术服务于地下工程实践的PFP分析方法,并随拉西瓦水电站地下厂房工程开挖进度分3个阶段对洞群围岩稳定性进行系统地分析和预测。研究成果表明:在高地应力硬岩洞室群开挖过程中,不同部位围岩位移具有明显的空间差异性和时间渐变性;岩体中应力表现出一定的波动性、转移性;多洞室交叉使得围岩松弛区域具有一定的特殊性;围岩破损模式和深度也具有区域差异性等。其成果为洞室开挖与围岩支护改进提供了科学依据,也被实际洞室开挖过程揭示的变形规律和围岩开裂、掉块等破坏模式所证实。这些高地应力下硬岩力学行为规律对其他类似地下工程围岩稳定性研究也具有较好的借鉴意义。

750kV GIL在拉西瓦水电站应用需考虑的问题

气体绝缘输电线路(GIL)是高电压、大电流、长距离的电力传输设备,国内外已有近30年的运行经验。它具有电能损耗小、可靠性高、送电容量大、运行维护工作量小、使用寿命(50年)长、对环境无影响等优点。结合拉西瓦水电站的装机容量大、电压等级高、地形复杂、海拔高及高压出线无法采用架空线等特点,对电站出线段采用750kVGIL的必要性和合理性加以介绍,并提出下一阶段设计中应考虑和研究的问题。

拉西瓦水电工程对区域生态影响分析

水利水电工程非污染生态影响评价开展的时间较短,评价的技术方法尚不成熟。黄河拉西瓦水电站是“西电东送”工程北部通道的重要组成部分,工程所在区域属生态环境较为敏感和脆弱的青藏高原。论文在阐述拉西瓦水电站区域生态现状的基础上,度量了其所在区域的植物生产力和生物量,并以工程的初步设计为依据,重点分析了工程可能对区域植物生产力和植物生物量、景观格局和生物多样性等产生的影响,并提出了相应的控制对策。分析结果表明,在采取一定管育措施后,拉西瓦水电工程建设对区域生态产生的影响是可接受的。

拉西瓦拱坝稳定性分析和评价

采用有限元法对拉西瓦拱坝–地基系统进行弹塑性数值模拟,并采用1∶250的模型比例尺对拉西瓦拱坝–地基系统进行地质力学模型试验。在此基础上,采用数值模拟和模型试验相结合的综合分析方法,对拉西瓦拱坝–地基系统进行稳定性分析。分析结果表明,数值模拟和模型试验结果非常吻合,拉西瓦拱坝–地基系统整体稳定能满足一般设计的要求,其安全储备为6.0～8.0倍水荷载。

水电站引水-尾水管道系统水力过渡过程模型试验与计算

本文针对拉西瓦水电站引/尾水管道系统,修建了一个大比尺(1/50)且部分正态、部分变态的物理模型,并通过调频电机改变导叶启闭时间,观测了机组增甩负荷时压力管道内的水流流态、水头损失、调压室涌浪及涡壳进口处的水锤压力过程线。利用模型试验实测资料,率定出调压室阻抗孔局部阻力系数的计算公式,使数值计算得到的调压室涌浪、引/尾水管道水锤压力及其过程线与模型试验吻合良好。再用数值计算弥补物理模型不能回答尾水管进口最大真空度以及模拟非线性关闭的缺陷,提出了物理模型设计可放弃弹性相似准则的结论,使模型材料不受限制。计算在缺乏水轮机特性曲线的条件下,数值求解转动方程也可得到机组最大转速及其过程线。

拉西瓦水电站地下厂房洞室群分层开挖过程仿真反演分析

拉西瓦水电站厂房规模巨大,围岩主要为脆硬花岗岩,爆破后围岩分区明显;同时厂房区域山高坡陡,河谷狭窄,区域地应力场较高,且分布较复杂,对洞室稳定性不利。为了评判开挖后地下厂房围岩的稳定性及支护的长期安全性,以地下厂房分层开挖现场实测位移为基础,根据多点位移计实测的离洞壁不同深度位移的变化规律将厂房洞壁周边围岩分为松动区、过渡区和稳定区;然后采用每层开挖引起的增量实测位移与相应的反分析位移均方差作为目标函数,分层进行围岩力学参数反演分析,得到上、下游厂房不同的地应力参数及地下厂房在开挖每层时围岩的岩体力学参数。结合反演得到的这些地应力场与围岩力学参数,对后续开挖时厂房围岩稳定性进行评价与预测,提出拉西瓦地下厂房围岩稳定性判定标准。该标准为后续地下厂房监测变形控制提供依据,有效地指导厂房支护设计与开挖施工。

拉西瓦水电工程高应力坝基边坡开挖扰动及锚固效应研究

基于对开挖与锚固等施工过程的详细数值模拟,围绕拉西瓦水电工程高应力坝基边坡开挖扰动及锚固效应问题开展深入研究,获得该高应力坝基边坡岩体应力、变形与塑性屈服区的开挖扰动特征及其断层影响效应,分析锚固支护对边坡应力、变形及屈服区的作用效果。研究表明,高应力坝基边坡存在较明显的开挖扰动带和锚固影响带;与常规地应力条件下的边坡相比,高地应力区岩体边坡因开挖导致的卸荷量值会显著增大,其强卸荷效应将使岩体的损伤程度更大;采用分步开挖并逐级锚固的方案进行高应力坝基边坡的加固支护是有效的,锚固支护不仅具有变形约束作用,而且能有效控制一定方向上的应力卸荷强度,从而可降低高应力岩体因开挖卸荷引起的损伤或破裂程度。根据上述结果,提出关于高应力坝基边坡开挖扰动与锚固问题的若干讨论和支护优化建议。作为重大工程典型实例研究,所得结果对类似高应力条件下的岩体高边坡工程具有参考意义。

超声波法和超高频法在拉西瓦水电站GIS现场试验中的应用

超声波法和超高频法均是GIS设备现场局部放电的主要检测方法。超声波法对自由颗粒缺陷具有较高的检测灵敏度,但对固体绝缘表面及内部缺陷的敏感度较低,且信号传播衰减很大;超高频法对GIS内部的金属尖端放电、接触不良放电、盆式绝缘子上的自由金属颗粒和内部缺陷反映较灵敏。两种方法可互为补充,但不能互相替代。在拉西瓦水电站800 kV GIS设备现场绝缘试验中进行了超声波法和超高频法检测,结果表明,设备完好,无局部放电现象发生,有效地排除了GIS内部绝缘缺陷存在的隐患。

挑流泄洪雾化影响范围的人工神经网络模型预测

在泄洪雾化机理研究的基础上,以BP神经网络为基础,研究建立了挑流泄洪雾化神经网络模型,并用网络模型预测出拉西瓦水电站不同水位和宣泄洪量下的雾化影响范围.泄洪雾化是宣泄洪量、水位差、泄洪孔口形式等多因素相互作用的结果,具有明显的非线性输入、输出关系.

高落差垂直竖井GIL隔室设置的研究

高落差垂直竖井GIL隔室设置主要考虑因素是压力差,隔室压力差可用气体静气柱理论计算。通过对工程设计研究和理论计算表明:纯SF6气体的隔室高度不宜超过250m,SF6混合气体压力差较小,对隔室高度影响较小;因压力差的影响,对高落差垂直竖井GIL应规定两个充气压力;考虑温度差是压力差的主要影响因素,应重视竖井通风设计。

拉西瓦水电站混凝土双曲拱坝温控防裂研究

拉西瓦水电站地处西北青藏高原,坝高库大,气候条件恶劣,气温年变幅大,大坝混凝土强度等级较高,骨料为砂岩,线膨胀系数大,混凝土的自生体积变形为收缩型,且大坝采用通仓浇筑、全年施工、全年封拱的施工方式,使得拉西瓦拱坝的温度控制成为影响大坝安全的关键之一。从关键控制部位、关键控制时间段、分层厚度优化及加快施工进度的关键措施3个关键点对拉西瓦拱坝温控进行研究,在大量分析计算的基础上,针对关键坝段提出了大坝基础约束区与非约束区混凝土的温控措施。

拉西瓦双曲拱坝整体稳定分析

使用大型三维非线性有限元程序(TFINE),对拉西瓦拱坝-地基系统进行了三维弹塑性有限元数值模拟,对该拱坝-地基系统在正常荷载下的位移和应力进行了分析。在此基础上,进行了整体稳定分析和大坝超载能力分析。结果表明,拉西瓦拱坝的位移、应力和超载稳定能力均达到稳定要求,但部分基础需进行适当加固。

黄河拉西瓦水电站建设对区域景观格局的影响

本文根据水利水电工程对景观格局的影响特征 ,从拼块类型尺度和景观尺度选出优势度、多样性、均匀度、分离度等 8个能全面反映景观格局变化的数量化指数 ,完善了水利水电工程环境影响评价内容。以黄河拉西瓦水电站为例 ,对该区域 Landsat TM7图像解译和 GIS处理 ,结合工程设计规划 ,绘制建设前后区域景观格局图 ,建立空间信息数据库 ,计算各景观指数 ,分析其变化趋势。结果表明 ,黄河拉西瓦水电站区域有 1 6种景观类型 ,分别属于 6种生态系统 ,拼块类型多样 ,景观格局复杂 ,其中草地景观优势度最高 ,接近 80 % ;建成后拼块类型的景观比例、密度、优势度、分离度等都有一定变化 ;景观均匀度、多样性指数和人为干扰强度都相应增加。总体上 ,景观格局没有发生大的变化 ,区域生态系统的功能和性质也不会改变。

拉西瓦左坝肩大型古变形体形成演化及其稳定性分析

拉西瓦水电站坝址论证阶段已查明,拟建坝址区内多个变形破裂体的潜在失稳严重危及着拉西瓦工程的顺利施工与安全运行,尤其是左坝肩ⅡB大型古变形破裂体已成为坝址变形体研究的关键问题。立足于大量的地面调查、多个平硐勘探与测试,本文首先介绍了ⅡB大型变形破裂体的变形破裂特征,并应用现场氡气探测裂缝深度等结果,界定了变形体的边界。其次,采用ESR方法对变形体内各典型裂缝进行了地质测年,分析了ⅡB大型变形破裂体的形成机制与形成演化过程,并探讨了该变形体的稳定性。研究表明,大多数裂缝都是在10万年以前形成,也证明了该变形体为一古变形体;在天然状态下ⅡB变形体目前整体处于稳定状态,但其表部和前缘有局部稳定性较差的部位。

拉西瓦水电站首次蓄水期拱坝主要性态综述

首次蓄水期是建筑物重要而敏感的阶段,也是验证建筑物是否满足设计要求的阶段。对拉西瓦水电站首次蓄水期拱坝及基础的运行性态,包括坝体及基础变形、坝体混凝土收缩特性及应力、扬压力及绕坝渗流、坝体温度场等,进行了初步分析和评述。分析结果对了解建筑物运行性态及反馈设计信息都具有重要意义,并为后续工作的决策提供了依据。

拉西瓦水电站拱坝安全监测设计

拉西瓦拱坝是建在高寒、较高海拔地区的250 m高薄拱坝,坝身布置有表、深、底孔泄水孔口,坝体结构受力复杂。安全监测设计主要根据坝址区工程条件和结构设计成果,遵循相关规范和经验选择监测部位和监测项目,设计中考虑了施工期、蓄水过程和永久运行各阶段的需要,提出了系统的安全监测设计方案,并在拉西瓦拱坝施工期和初期运行阶段发挥了重要作用。