锦屏二级水电站截流工程施工组织设计

介绍了锦屏二级水电站截流施工组织设计,主要包括施工布置、截流设计、截流施工、截流设备的选型及配置、截流保证措施等。

锦屏二级水电站地下厂房围岩局部不稳定问题的实时动态反馈分析与工程调控研究

针对大型地下洞室开挖中频繁出现的局部失稳问题,提出围岩局部不稳定问题的实时动态反馈分析方法,满足了洞室不稳定区域防治的快速化和科学性要求。以具有代表性的锦屏二级水电站地下厂房第二层开挖过程中厂右0+263安装间部位上游边墙围岩单层变形增量达20 mm、变形速率达3.4 mm/d这一潜在不稳定问题为例,通过该部位围岩稳定性的实时动态反馈分析与工程调控的全过程分析,阐述如何走一条理论跟踪分析与工程调控相结合的新途径,以消除围岩的安全隐患。实践表明:将现场多元信息、反演分析和工程调控有机结合的实时动态反馈分析是解决地下工程局部稳定性问题的有效途径。另外,基于加固后的围岩等效力学参数的对比,通过现场工程实例方式证实锚杆提高围岩力学强度这一物理效应。

锦屏二级水电站引水隧洞主要工程地质问题分析

对锦屏二级水电站引水隧洞在前期试验洞施工建设过程中遇到的工程地质问题进行分析研究。概述了锦屏二级水电站引水隧洞地应力场、岩爆及其监测预报的情况,并对隧洞高外水压力和涌突水问题进行分析研究;提出通过加强初期支护防治岩爆和“以堵为主、堵排结合”的涌突水防治措施。

锦屏二级水电站深埋长隧洞群的建设和工程中的挑战性问题

锦屏二级水电站大型深埋隧洞群由4条引水隧洞、2条辅助洞及1条施工排水洞组成,隧洞群总长约118 km,具有埋深大、洞线长、洞径大、地应力水平高、工程地质条件极其复杂、施工布置困难等特点,是目前世界上己建、在建总体规模最大、综合难度最大的水工隧洞群工程。隧洞群建设中面临地下水预报与处理、岩爆防治等关键技术问题。通过对锦屏二级水电站深埋隧洞群建设中遇到岩爆及突涌水工程治理等工程应用实例进行研究总结,提出下一步工程中所面临的挑战及应对措施。锦屏二级水电站工程深埋长隧洞的建设所取得的经验,可为类似工程提供有益的借鉴。

锦屏二级水电站引水隧洞工程强岩爆综合防治措施研究

锦屏二级引水隧洞工程一般埋深1500—2000m，最大埋深2525m，具备发生强至极强岩爆的条件，工程开工以来已发生多次强岩爆。为最大限度降低强岩爆对工程安全和进度的影响，结合辅助洞和排水洞的施工经验，锦屏二级引水隧洞工程采用了微震监测、应力爆破解除、中空预应力注浆锚杆、水涨式锚杆、纳米仿钢纤维混凝土等综合防治措施。这些措施的综合运用在水电和交通隧道工程领域尚属首次，并已取得一定成果。

锦屏二级水电站地下厂房设计和工程实践

锦屏二级水电站采用尾部地下厂房布置方式,地下厂房洞室群规模庞大、地质条件复杂,安装有8台单机600 MW的水轮发电机组。从地下厂房的基本地质条件、地下厂房洞室群布置、支护设计、防渗排水设计和主要结构设计等方面介绍了电站地下厂房的设计技术,在施工期结合工程的实际地质条件、现场监测数据、和数值仿真计算,对其设计方案进行优化调整,确保电站安全施工,为电站稳定运行奠定了基础。

锦屏二级水电站引水隧洞大流量地下水导排施工技术

大流量地下水是影响引水隧道施工的重要因素,以锦屏二级水电站3号引水隧洞9+472桩号位置的集中涌水点为例,介绍了地下水永久导排处理措施,并对导排水效果进行了评价。结果表明:通过堵水灌浆、临时排水等措施对地下水进行导排处理后,锦屏二级水电站引水隧洞的永久结构物未受影响。导排施工降低了外水压力,减小了地下水对引水隧洞永久结构物运行影响。

雅砻江锦屏二级水电站大江截流设计与施工

雅砻江流域位于川西高原,具有干湿季节分明的气候特征:雨季时,雨水较多,因而流域的径流量较大;干旱季节由于雨水少而使流域的径流量也相应较小。建于该流域的锦屏二级水电站,采用单戗立堵截流方案。但由于施工场地狭窄,戗堤上下游水位落差大,流速高,分流条件受到限制,导致施工难度较大。然而,经过科学决策,精心组织,使截流施工进展顺利,并获得了成功。对该工程截流设计方案及施工状况作了介绍,总结了该工程的截流实施经验,可为类似工程的设计施工提供参考。

锦屏二级水电站地下洞室开挖围岩卸荷效应分析及工程应用

根据工程地质条件,基于卸荷岩体理论对锦屏二级水电站地下洞室进行开挖数值模拟计算,以桩号厂右0+000.0剖面为主要研究对象,结合变形监测资料进行卸荷区的划分,分析围岩在开挖、卸荷、加固各工况下的塑性区演化过程。数值计算结果表明,监测点的监测位移与计算位移吻合情况较好。以主厂房第二步开挖全过程为例,可知开挖工况下围岩强卸荷区出现的塑性区在卸荷工况下进一步扩大,而在锚索加固完成后,塑性区基本消失。这说明强弱卸荷区的划分较为合理,建立的模型适当,设计锚固方案有效可行。

锦屏二级水电站引水隧洞岩爆灾害的工程治理方法研究

岩爆是地下工程的一大病害,利用工程手段释放高地应力从而减少岩爆一直是工程研究的重要课题。为了防治和减少岩爆给工程带来的不利影响,锦屏二级水电站先后采取了冲水减压法、注水减压法、应力释放空孔法、孔槽卸压法、精细爆破应力释放法进行高地应力释放试验。本文对这几种方法的试验和应用情况进行了介绍,并对适用条件进行了分析。研究表明,精细爆破应力释放法对中等以上岩爆有较好的效果,通过精确设计和精心施工,可以获得较好的岩爆控制效果。

锦屏二级水电站引水隧洞工程TBM施工

锦屏二级水电站1#、3#引水隧洞具有埋深大、洞线长、洞径大、地质条件复杂、岩爆、突涌水问题突出的特点。介绍了TBM设备选型、TBM组装和拆卸洞室的设计、TBM施工进度及支护施工、TBM在大流量突涌水、岩爆洞段的掘进施工技术,可为今后TBM的施工提供参考。

锦屏二级水电站窄戗堤截流关键技术研究与应用

锦屏二级水电站工程位于雅砻江大峡谷中。受枢纽布置和施工导流设计方案的限制,工程截流采用单洞导流、窄戗堤单戗单向立堵进占。为保证截流工程成功实施,联合三峡大学对截流进行水工模型试验,同时根据实际边界条件对截流关键要素展开研究,制订了详细实施方案和预案,并对截流期的水文要素进行了实测,用于指导施工。由于导流洞分流条件达不到设计要求,龙口流态较试验模型发生变化,因地制宜,改进特殊材料结构、抛填工艺、抛投方法,使得龙口关键段进占成功。

锦屏二级水电站避沙运行方式风险分析及管控措施研究

在库区水流泥沙含量较高时,锦屏二级水电站需采取避沙运行方式,以降低泥沙对机组运行的不利影响。但避沙运行期间的特殊工况也将对电站的安全稳定运行提出严峻考验,故针对锦屏二级水电站的避沙运行方式进行了风险分析,最后提出的对应管控措施可有效应对电站避沙运行过程中可能产生的各种风险。

锦屏二级水电站高水力学指标窄戗堤截流方案关键技术研究与应用

锦屏二级水电站工程位于雅砻江大峡谷中。受建筑枢纽布置和施工导流设计方案的限制,工程截流采用单洞导流、窄戗单戗单向立堵进占。为保证截流工程成功实施,联合三峡大学对截流进行了水工模型试验,同时根据实际边界条件对截流关键要素展开了研究,制定了详细实施方案和预案,并对截流期的水文要素进行了实测,并用于指导施工。由于导流洞分流条件达不到设计要求,龙口流态较试验模型发生变化,故因地制宜,改进了特殊材料结构、抛填工艺、抛投方法,使得龙口关键段进占成功。

锦屏二级水电站TBM选型及施工关键技术研究

锦屏二级水电站引水隧洞属于深埋特长隧洞,其中2条引水隧洞施工采用敞开式硬岩掘进机(TBM)进行施工。引水隧洞TBM开挖直径12.4 m,位列世界第二。引水隧洞穿越区域水文地质条件复杂,开挖中面临地下水预报及处理、通风、岩爆防治等三大关键技术问题。通过对大量文献资料和工程实例的研究,概述TBM近半个世纪的发展及其在隧道建设中的应用现状和主要问题。对锦屏二级水电站区域地质条件以及主要的工程地质问题进行分析,结合国内外已有的TBM施工经验,对锦屏二级TBM选型以及在施工中面临的超前地质预报、围岩稳定、高地应力及岩爆、突涌水、溶洞、有害气体、断层破碎带等不良地质条件所采用的施工方法进行分析研究,针对性地提出在各种不良地质条件的下的TBM施工对策,对锦屏二级水电站TBM施工提出建议,研究成果可供类似工程参考。

锦屏一级水电站左岸边坡微震监测系统及其工程应用

锦屏一级水电站坝区山高坡陡,两岸山体地应力高,左岸存在深部裂缝、低波速松弛岩体、煌斑岩脉(X)及f2,f5断层等复杂地质条件。为对左岸边坡深部岩体微震活动性进行实时监测和分析,2009年6月该边坡安装加拿大ESG公司生产的微震监测系统。通过构建左岸边坡三维地质模型和优化传感器布设方案,采用人工定点爆破试验对监测系统定位性能进行测试,结果显示在传感器阵列范围内的震源定位误差小于12m,证明系统具有较高的定位精度。对拾取的事件波形进行分析和聚类研究,给出系统运行以来微震事件的时空分布规律,初步圈定左岸边坡微震活动引起的深部岩体变形区域,并结合RFPA有限元软件对比研究边坡应力场和潜在滑裂面。研究结果表明,该边坡微震监测系统的设计和实施满足深部岩体变形的全局监测,能够识别左岸边坡可能存在的潜在岩体破坏区域和滑移面,为边坡后期生产性灌浆以及加固处理提供一些参考,也为高岩质边坡稳定性分析提供一个新的研究思路。

基于微震监测的锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育过程分析

为研究锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育及发展过程,利用构建的微震监测系统对#3引水洞的TBM掘进过程进行全天候连续实时监测。通过获取大量微震监测数据,分别从微震事件的时空序列分布、事件活动率、微震能量、能量密度及视体积对隧洞岩爆前各参数变化特征进行分析,并从动态裂纹扩展角度揭示了岩爆孕育过程中微破裂的萌生、发展、扩展直至相互贯通的宏观破坏机制,初步探讨了微震活动演化规律与岩爆间的时空内在联系。监测与分析结果表明:多数岩爆都存在有可被微震监测定位的微破裂前兆,微震活动率、微震能量及累积视体积均有不同程度的上升趋势。部分岩爆的驱动源由本地岩爆能量与转移能量之和获得,即E驱动=E本地+E转移,强岩爆可再次诱发邻近位置产生岩爆。研究结果,初步证明了利用微震监测系统对深埋隧洞岩爆进行实时监测的可行性。

锦屏二级水电站厂址区域三维地应力场非线性反演

锦屏二级水电站是雅砻江干流上重要的梯级电站。电站厂址区域山体雄伟,地形陡倾,为一个典型"V"型河谷地貌。受印支、燕山和喜马拉雅等区域构造运动作用,该区域地层中赋存有较大的构造应力,而新生代以来的雅砻江侵蚀下切作用又使得地层中的构造应力得到一定程度的释放。为全面研究内外动力地质作用对厂址区域现今地应力场的影响并获得该区域地应力分布,提出结合地层剥蚀模拟、弹塑性计算和进化神经网络的地应力非线性反演方法。该方法一定程度上考虑了远古构造的先后顺序,并可模拟了河流侵蚀下切过程对现今应力场的影响。将地应力的实测值与反演值对比、现场洞室围岩破坏特征两方面分析都表明该方法具有较好的可靠性。

锦屏二级水电站引水隧洞长期稳定性数值分析

针对锦屏Ⅱ水电站深埋引水隧洞高地应力、强渗透压的复杂赋存环境及硬脆性岩体的特点,采用凝聚力弱化-摩擦强化(CWFS)模型反映岩体的脆塑性变形特点。采用黏弹性模型反映其黏性变形规律,基于现场的位移监测资料,通过遗传规划和粒子群算法的流变模型及参数识别方法得到黏弹脆塑性流变模型及其参数,利用大型岩土工程分析软件FLAC3D,模拟了隧洞群岩体的流变力学行为、喷锚支护型式及其与围岩相互作用机制以及工程结构体在高渗透压下的流固耦合效应。通过模拟结果的分析,采用位移、位移速率、应力、破坏接近度及支护结构的受力状况等状态信息的综合集成分析方法,对此工程围岩及结构体在复杂赋存环境中的长期稳定性状态进行了评价,并论证了现有设计方案的合理性,为指导工程设计和施工起到重要的作用。