丹江大坝加高蓄水对黄龙滩大坝防渗和排水影响分析

丹江大坝加高是南水北调中线控制性工程,黄龙滩电站位于丹江口水利枢纽上游,两者相距153km。笔者将丹江回水可能对黄龙滩大坝、水工建筑物防渗及排水的不利影响进行分析,并提出了一些具体的建议与对策。

丹江大坝溢流坝段叠梁下放、封堵施工技术浅谈

为保证丹江大坝溢流坝段堰体混凝土加高施工在干地条件下进行,必须先进行溢流坝段叠梁下闸及封堵施工,封堵效果、进度直接影响堰体加高和工程渡汛。针对本工程的特点和施工条件,本文主要介绍了溢流坝段134.0m～157.4m高程叠梁下闸、封堵施工技术。

丹江大坝加高工程高水头帷幕补强灌浆施工

丹江大坝加高河床坝段帷幕补强灌浆在水库蓄水的高水头条件下进行,帷幕补强灌浆存在动水条件下的成幕难度大、灌浆孔内涌水影响大、微裂隙岩体复合灌浆层的可灌性差等众多复杂的关键性技术难题。本文对丹江大坝加高河床坝段帷幕补强灌浆施工技术进行了总结。

丹江大坝厂房坝段取水口封堵施工技术

丹江大坝初期工程坝前空调系统取水口共四个,分别位于25#、28#、29#坝段,取水口位于水面以下30～40 m深处,已运行了40多年。取水口水下封堵难度大、不可预见的问题多。对取水口封堵施工技术进行了介绍。

丹江大坝初期工程上游面高程149m以下防水材料施工

丹江口初期工程大坝建成投运已40多年,工程混凝土大坝上游面混凝土的防水性和耐久性,结合细微裂缝处理,在大坝高程149m以下至库水位范围内,涂刷水泥基渗透结晶型防水材料进行防护处理。本文主要对丹江大坝初期工程上游高程149m以下防水材料施工技术进行了总结。

丹江大坝加高左岸土石坝下游挡墙混凝土施工技术

介绍了丹江口大坝加高工程土石坝下游挡墙混凝土施工机械布置、模板规划、施工工序、施工方法、混凝土浇筑及养护、质量安全措施。

丹江口水利枢纽右岸土石坝抗震安全复核研究

针对丹江口水利枢纽右岸土石坝的抗震安全问题,依据GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》对右岸土石坝抗震安全进行复核。通过构建精细化的三维有限元模型,参考同类工程坝料动力试验成果拟定计算参数,分析研究了大坝在正常蓄水期遭遇地震工况下大坝的加速度分布、动位移、地震永久变形等性状和坝坡稳定性,重点分析防渗体心墙安全性以及土石坝与混凝土坝接头部位的变形协调性。结果表明:右岸土石坝抗震安全性能良好,满足相关规范要求。

无人机摄影测量在丹江口大坝库区地形测量中的应用

传统的水利测绘方法受高差大、水面多、河岸呈带状等不利环境因素限制,效率较低。无人机摄影测量因其影像质量高、作业效率高等优势,在水利测绘领域逐渐受到重视。基于无人机摄影测量理论和技术,系统归纳了无人机摄影测量内外业数据处理流程,使用华测P330Pro电动垂起固定翼无人机对丹江口大坝库区部分地区进行免像控大比例地形图测绘,制作大坝及两岸DOM模型,并分析了成果数据精度。结果表明:影像精度水平误差在10 cm范围内,满足精度指标。该方法的内外业总计平均人力为8人/d,相比传统单镜头无人机测绘节省40%,同时节省了30%成本,测绘效率显著提升。

丹江口大坝加高工程泄洪水力学原型观测综合分析

丹江口大坝是汉江流域治理开发保护的控制性工程,同时亦是南水北调中线工程的水源工程,大坝运行安全是关乎国家战略的支撑保障。大坝加高后运行水头增加,泄洪过程中可能存在空化空蚀、下游冲坑上移等问题。为了掌握大坝加高后泄洪水力学特性,对加高后泄洪建筑物安全进行评价,通过水力学原型观测的手段重点观测了临底流速、动水压强、水流空化噪声、坝下冲刷等参数,并结合以往研究成果进行了分析。结果表明,设计水位下各观测参数在安全范围内;针对表孔水舌冲击中隔墙问题优化了泄洪孔口开启次序;对流道及边墙汛后出现的冲坑分析了原因并提出处理建议。研究发现的问题及处理措施可为类似工程提供参照。

丹江口大坝坝基渗流水质分析与评价

库水在向坝基渗透过程中,与坝基岩石、帷幕、混凝土间产生物理化学作用,形成新的水质特征,坝基径流条件制约着这一作用过程的进行,因而,坝基水化学特征是渗流场的重要组成部分。根据这一分析思路,对丹江口大坝坝基水质资料进行系统分析。结论是:坝基帷幕防渗性能总体是完好的,但局部存在帷幕防渗性能衰减;部分排水孔水中K++Na+含量较丰富,是该段坝基水化学潜蚀的结果。

丹江口大坝加高工程新老混凝土结合问题研究

在大坝加高工程中,新老混凝土结合问题是主要技术难题之一;同时,坝体加高前后的坝踵应力变化、新老坝体能否联合受力也是设计关心的主要问题。根据丹江口大坝加高施工方案,对大坝加高施工期以及完建后的运行期新老混凝土结合面工作状态、新老坝体联合受力情况、水库水位抬高后对坝踵应力影响等问题,采用数值模拟方法进行了仿真计算分析。得出了大坝加高及水库水位升高后,与大坝加高前相比,坝踵附近垂直向应力状态没有恶化;在任一时刻,新老混凝土结合面都是部分张开、部分接触,但缝面还是能有效地传递水平推力等结论。

气候变化和水利工程对丹江口大坝下游水文情势的影响

采用变化范围法划分不同影响期,并对丹江口下游的黄家港站1965-2017年水文情势的变化趋势进行评估。结果表明:丹江口大坝蓄水使下游河道枯水期的流量增加,丰水期和平水期的流量减少;气候变化引起的降雨减少使各月份的月中值流量和年极大值流量减少,低流量脉冲次数增加;梯级大坝的修建使黄家港水文站受回水影响,月中值流量和年极小值流量增加,发生时间提前。受南水北调中线工程调水影响,月中值流量和年极小值流量大幅度减少,高/低流量脉冲次数增加。不同时期影响造成汉江中下游水文情势的波动,并影响了汉江中下游水生态系统的稳定性。

南水北调中线丹江口大坝加高工程设计

丹江口大坝加高设计充分考虑了地理位置、气温变化特点、初期工程各坝段结构及其功能要求、加高条件和工程措施等实际情况,针对不同坝段采取不同加高方式设计。对新老混凝土结合问题,采用设置键槽方式处理;对溢流坝段老闸墩的加固,采用钻孔植筋方案解决;对右岸高程143 m水平裂缝及转弯坝段反向变形问题,采用金刚石绳锯锯缝恢复原坝段间拱缝的方案,同时对基础防渗帷幕进行补充灌浆并增设排水孔。

丹江口大坝老混凝土耐久性的评估分析

大坝混凝土老化是一个值得关注的问题。丹江口大坝已运行多年,大坝混凝土出现了不同程度的老化和病害。对丹江口大坝加高前老混凝土的耐久性进行评估分析,针对混凝土抗冻性和碳化性能已开展的检查和处理情况,通过试验数据研究大坝混凝土的老化问题,正确评价混凝土的耐久性,了解大坝的安全现状,为工程开展除险加高工作提供依据,同时对同类工程开展安全评价工作具有一定的借鉴意义。

丹江口大坝加高初期工程帷幕检测及耐久性研究

丹江口大坝加高工程是国内首次大规模开展初期工程帷幕检测及耐久性研究的水电工程,该课题被列入"十一五"国家科技支撑项目。通过现场钻孔检查、现场测试、室内试验等综合手段,不仅评定了原防渗帷幕的现状防渗性能,完善了补强灌浆设计,而且为水电工程长期运行后的帷幕安全鉴定与评价提供了研究先例。系统地介绍了帷幕检测及耐久性研究的方案及成果,并就历史资料的研读与分析、钻孔检查的布置原则、涌水资料与岩体透水性的对应关系、丙凝灌浆帷幕耐久性等关键技术问题进行了探讨。

丹江口大坝加高工程坝踵应力研究

通过数值模拟分析,以丹江口大坝加高前设计蓄水位157m时,在坝体自重、上游水压力及相应水位下的扬压力等荷载作用下的坝体应力作为"初始应力状态",分析加高后的坝踵应力是否恶化以及提高施工期水位对加高后坝踵应力的影响程度。分析认为:与"初始应力状态"相比,加高后当库水位升至校核洪水位174.6m时,各坝段坝踵应力出现不同程度的恶化。提高施工期水位,对深孔坝段和厂房坝段的坝踵应力(库水位提高到正常蓄水位170m及以上时)没有明显的不利影响,对左联35号坝和右联7号坝段的坝踵应力稍有不利影响。

丹江口混凝土坝加高施工的关键技术

作为南水北调中线水源工程的丹江口水库,其混凝土大坝需要加高14.6 m才能通过自流,将水引至京、津和华北地区。如此大规模的混凝土大坝加高工程,国内尚无成熟的经验和工程实例。简要介绍了丹江口大坝加高概况及方法,着重对丹江口混凝土大坝加高的施工度汛、新老混凝土结合和混凝土坝加高施工方案3个关键技术问题进行了研究分析。为保证度汛安全,每个表孔坝段加高及闸门、启闭设备安装调试应在一个枯水季节内全部完成,确保汛期闸门正常启闭。为解决新浇混凝土温控防裂和贴坡混凝土引起的坝体应力问题,参考国外混凝土坝加高工程经验,结合实际情况,两岸混凝土坝加高拟定3种方案。根据仿真计算分析和现场试验的结果,两岸坝段最终选择直接贴坡浇筑方案,在采取结构和施工措施后可保证新老坝体联合受力,施工简便。

丹江口大坝加高新老混凝土结合面人工键槽施工技术研究

在简要介绍南水北调中线水源工程丹江口大坝加高工程概况的基础上,针对大坝加高中新老混凝土结合面新增人工键槽施工的关键技术,分析了现有施工方法及存在问题,研究并提出了新的锯割静裂法施工法。最后,给出了新方法的工程实际应用情况及成效。

丹江口大坝加高溢流坝闸墩结构分析

以丹江口大坝溢流坝边墩为研究对象,通过三维有限元接触问题非线性计算,分析在溢流面加高过程中,不同的溢流面与老闸墩的结合状态下(脱开与不脱开),各阶段包括加高完成后、正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位时闸墩的受力状况、锚筋应力和结合面张开度。计算结果表明:锚筋的无黏接长度以100cm为宜;将边墩162m高程以上加高部分与旁边重力坝段加高部分连成整体,或在结合面张开最大的部位沿竖直向增加一排约束,均可有效减小混凝土竖直向应力,且对抑制结合面张开亦有较大作用。