白鹤滩水电站坝肩边坡开挖爆破振动概率分布研究

为科学准确判定岩石高边坡开挖爆破振动的概率分布形式,为岩石高边坡爆破振动幅值和频率的不确定性预测提供科学理论基础,以白鹤滩水电站右岸坝肩岩石高边坡开挖工程为研究背景,对典型开挖程序和爆破方案下的岩石高边坡爆破振动幅值和主频实测数据进行了概率统计分析,研究了岩石高边坡开挖爆破振动幅值和主频的概率分布及其主要特征。研究结果表明:正态分布和Gamma分布模型对岩石高边坡开挖预裂和主爆破质点峰值振速概率分布的拟合效果均较好,岩石高边坡开挖预裂和主爆破质点峰值振速的概率分布较好地服从正态或Gamma分布;Gamma分布模型相较于正态分布模型对岩石高边坡开挖预裂和主爆破振动视主频的概率分布存在明显拟合优势,岩石高边坡开挖预裂和主爆破振动视主频概率分布较好地服从Gamma分布。岩石高边坡预裂爆破质点峰值振速和视主频的平均值大于对应主爆破质点峰值振速和视主频的平均值,预裂爆破质点峰值振速和视主频下四分位~上四分位量值范围分别为5.4~11.6 cm/s和36.7~97.6 Hz,主爆破质点峰值振速和视主频下四分位~上四分位量值范围分别为3.8~8.9 cm/s和26.7~97.6 Hz。研究结果显示,经常采用的正态分布并不一定是岩石高边坡开挖爆破振动幅值或主频的最佳概率分布形式,其他典型岩石高边坡工程爆破振动幅值和主频的概率分布有待进一步研究。

白鹤滩水电站峡谷地形区的风特征研究

位居世界第二大的白鹤滩水电站地处金沙江下游峡谷区,频繁的大风给水电站建设和运行带来了严重影响。掌握水电站坝区大风变化规律,评估峡谷地形对风速的作用,有利于基于周围风场监测和预警峡谷区大风。根据水电站及周边观测资料,对坝区风的变化特征和峡谷地形作用进行了分析。(1)峡谷区最高频率的风向和最大平均风速的风向均为顺着峡谷的偏南风或偏北风,且偏北风频率达55%以上,峡谷锁定了流经气流。(2)坝区大风多发生在干季11月—次年5月,且夜间至清晨大风频率比日间高。干季峡谷风效应强,尤其在19时—次日08时。雨季峡谷风效应降低,局地山谷风增强,表现为山风比谷风持续时间长,08时和18时是山风和谷风交替时间。对应干季和夜晚大风频繁,说明峡谷风效应是影响大风的关键因子。(3)通过狭管效应分析马脖子和葫芦口大桥两个站之间的风速关系,表明峡谷地形使马脖子站风速加强为葫芦口大桥站的1.27倍。利用多种拟合方法建立的两站风速关系表明,当葫芦口大桥站为5 m·s^(-1)以下低风速,各方法都难以拟合峡谷区的风速,当风速在5.0~11.5 m·s^(-1)时,狭管效应对风速拟合最优,准确率超过70%,对11.5 m·s^(-1)以上强风速,多项式拟合效果较优,准确率接近65%。

白鹤滩水电站地下厂房排水系统特点及可靠性分析

基于白鹤滩水电站地下厂房排水系统结构及其特点进行可靠性分析,采用集水井集中排水的方式,结合排水量大小,充分考虑电站的长期稳定运行工况,选择型号合适的排水泵,既具备较好的排水功能,又尽量减少了岩体的开挖量。并对水淹厂房的意外应急措施进行了可行性分析,为后期运维提供充分准备,可供大型水电站地下厂房排水系统设计借鉴。

长江科学院承担的金沙江白鹤滩水电站内观安全监测自动化系统启动试运行

2023年12月15日,金沙江白鹤滩水电站内观安全监测自动化系统(以下简称“白鹤滩内观自动化系统”)试运行启动会召开。会议听取了承建单位长江科学院工程安全与灾害防治研究所关于白鹤滩水电站内观自动化系统建设历程、建设成果及下一步工作计划的汇报,认为项目全面完成了各项建设任务,达到了预期建设目标,同意白鹤滩水电站内观自动化系统启动为期一年的试运行。

白鹤滩水电站泄洪洞混凝土施工全流程三维动态仿真模拟

基于白鹤滩水电站“事前可预测、事中可管控、事后可追溯”的精细化工程建设技术手段及理念,对泄洪洞进水口、边墙、顶拱、底板及挑流鼻坎等构筑物的施工方案进行了总结;基于Autodesk三维建模软件平台,创建了工程精细化模型,对项目模型进行了精细化剖分;对白鹤滩泄洪洞镜面混凝土浇筑及衬砌全过程进行了仿真动态模拟,将实际工程中形成的宝贵经验全方面、高可视化积累下来,可为技术积累及后续工程施工借鉴等提供极大便利。

白鹤滩水电站10000 kN坝顶双向门机控制系统设计开发

针对白鹤滩水电站门机的主起升机构起重量大、门机大车行走电机数量多、电机布局与常规门机差异大等问题,开展10000 kN双向门机控制系统设计开发,研究主起升机构电机的主从控制及同步性技术、一台变频器控制多台电机的技术、各分布式站点的光纤通信技术等,解决了多电机刚性连接、柔性连接的同步和出力均衡,一台变频器控制多台电机,电机电缆以及通信控制等问题,为今后大起重量启闭机的控制设计提供发展方向和思路。

金沙江白鹤滩水电站给排水及消防系统设计研究

以白鹤滩水电站工程防火消防为背景,通过分析白鹤滩水电站给排水及消防系统的构成、实际灭火功能及消防设备之间的相互协同特点,提出了一整套适用于大型水电站消防灭火的给排水系统,并给出了具体设计方案,详细介绍了各消防设备间的联动工作原理。通过构建主变压器细水雾灭火系统现场实体试验模型并进行现场试验。结果证明了金沙江白鹤滩水电站给排水及消防系统设计的科学性、合理性。

白鹤滩水电站 大国重器何以铸就

在四川宁南与云南巧家交界处的莽莽群山中,400多条洞室纵横交错,总长度达到217公里,相当于从上海驾车到宁波的距离。这是规模达世界第一的地下洞室群,总开挖量高达2500万立方米,山体挖空超三分之一。金沙江白鹤滩水电站就深藏在这群山和地下洞室之中。2021年6月28日,在白鹤滩水电站首批机组投产发电之际,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平发来贺信说:“全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组,实现了我国高端装备制造的重大突破。”

巨型闸门关键技术研究及在白鹤滩水电站的应用

文章介绍了白鹤滩水电站巨型闸门和启闭机等金属结构设备的多种技术创新,包括超宽横向三支臂弧形闸门创新设计、193 m超高水头平面闸门优化设计、高水头弧形闸门充压式止水方案研究、超大容量弧形轨道门机设计研究、百万机组进水口液压启闭机启闭容量设计等。上述关键技术的创新攻关,保障了白鹤滩水电站的泄洪安全、引水发电安全,助力了电站成功投产运行。

库水位变动情况下库岸边坡稳定性研究——以白鹤滩水电站石圪垴滑坡为例

精细化研究库水位变动对库岸边坡稳定性影响具有重要意义,本文以白鹤滩水电站库区石圪垴边坡为研究对象,通过地质分析,结合普适性监测仪GNSS位移监测数据、气象站降雨数据及库水位涨落数据,并利用饱和-非饱和渗流有限元软件模拟不同库水位以及库水位以不同速度下降20 d后边坡稳定性。研究结果表明:稳定渗流情况下岸坡安全系数较瞬态渗流情况下增大约17.6%,库水位上升岸坡稳定性增加,反之,稳定性系数降低。库水位降速越大,岸坡稳定性降低越明显,降速相差0.5 m/d,稳定性系数下降约3.2%。库水位下降前期稳定性系数下降较为明显,第10天稳定系数降至最低,与现场GNSS监测数据结果具有高度一致性,监测数据的变化提前预报了滑坡的发生,显示了普适性监测仪器的监测成效与预警作用。

白鹤滩水电站施工期玄武岩骨料碱活性长期跟踪分析

白鹤滩水电站地下洞室混凝土浇筑方量巨大,骨料采用玄武岩细骨料+玄武岩粗骨料的组合方案。为保证白鹤滩水电站地下洞室混凝土的耐久性,2017年11月至2021年8月的白鹤滩水电站主体工程施工期间,按季度连续对玄武岩骨料进行取样、跟踪分析,采用多种试验方法综合评价了其潜在碱活性。试验结果表明:白鹤滩水电站施工期玄武岩骨料中含有杏仁玄武岩、角砾熔岩等多种岩石,部分岩石中存有少量微晶-隐晶石英等活性矿物成分;SEM及EDS微观分析表明,含活性成分玄武岩骨料仅在高温和高碱的条件下才会产生危害性膨胀的碱-骨料反应;使用碱含量<0.60%的低热42.5硅酸盐水泥且掺入≥20%粉煤灰作掺合料的条件下,玄武岩骨料用于地下洞室混凝土工程不会产生危害性的碱-骨料反应。

白鹤滩水电站迁建集镇工程人工挖孔抗滑桩施工技术研究

合理、有效、科学的施工技术和安全施工措施不仅可以保证施工工期的按时完成,还可以保证施工质量和施工人员的安全,而抗滑桩施工技术措施还应随工程的推进做到动态更新,不断修订、完善,从而不断提升桩基施工的质量与安全性,有效促进桩基施工安全管理工作的落实。对此,文章以白鹤滩水电站迁建集镇人工挖孔抗滑桩工程为例,针对施工场地空间有限、环境地形复杂、机具繁多等不利条件,介绍和运用了大断面人工挖孔抗滑桩施工技术;并且针对抗滑桩挖孔作业施工特点,提出了施工安全保证和应急处理措施,实践证明该抗滑桩施工工艺和安全措施体系可行有效,可为类似工程提供参考借鉴。

白鹤滩水电站尾水出口围堰拆除爆破设计与施工

白鹤滩水电站尾水出口围堰拆除爆破具有工期紧、任务重、岩石条件复杂、近距离靠近保护物、水流冲渣要求高等突出特点。针对施工中的重难点,采取“分期分区分层”爆破拆除方案,将单个围堰分为“两期三层八区”,通过预留经济围堰,提前拆除水上部分等措施,克服了工程量大、工期紧的难题;采用“大直径钻机造孔、孔内套管护孔”的方式,有效减少了复杂地质条件下塌孔的产生,提高了施工工效也确保了爆破效果;“高单耗、低单响”的药量设计、“孔间分段、孔内延时”的爆破网路设计,即能满足近距离爆破条件下质点振速安全控制要求,又确保了爆后渣料块度满足水流冲渣条件。工程应用结果表明,最不利工况下爆破诱发质点峰值振速为11.85 cm/s,小于结构混凝土允许的安全控制标准12 cm/s;实测水击波峰值压力为0.12 MPa,小于水工钢闸门的安全允许控制值0.4 MPa;爆后绝大部分渣料块度粒径控制在40 cm以内,大块率控制在5%以内,爆破效果良好,满足水流冲渣条件。

干热河谷区降水量的变化特征研究--白鹤滩水电站为例

位于干热河谷区的白鹤滩水电站是全球第二大水电站,掌握水电站及周边降水量的时空变化,有利于提高水电生产的效率,同时降低自然灾害的风险。采用水电站自建气象站的降水观测数据,分析坝区降水量的季节、年际和日变化特征,并与周边地区进行了对比分析,研究了干热河谷区降水变化的特殊性。研究表明:水电站河谷具有显著的干湿季分明和雨季集中,以及雨日少和降水量少的“干”热特点;河谷区主雨季偏早,干湿季转换明显,且具有伏旱季和秋绵雨,以及降水集中度明显偏高的特征;白鹤滩河谷降水日变化表现为夜雨频繁的单峰单谷型,降水倾向于集中发生在04∶00~05∶00;河谷降水年际差异大,旱涝不均和旱涝急转现象时发;河谷区强降水事件发生频率低,且具有夜发性和局地性强,以及强降水在雨季随机分布的特征。

白鹤滩水电站坝区极端大风天气分析

利用常规观测资料和美国NCEP/NCAR再分析资料,从环流背景、物理量诊断、对流系统演变以及卫星和雷达遥感探测方面,综合分析2016年6月4日出现的有记录以来最强的雷暴大风天气的形成机制。结果表明:对流层中高层强烈干冷空气入侵与低层暖湿气流叠加,形成强烈的位势不稳定大气层结,为大风过程提供热力条件;对流层中高层的西风急流促进了高层的辐散运动,为过程提供动力条件;对流层低层的干冷空气堆促进水汽蒸发,使环境温度降低,加速冷空气下沉;在高空槽、中层切变线等天气尺度系统引导下,小尺度雷暴单体不断新生、合并,使得对流天气维持和加强;白鹤滩水电站坝区地形的“狭管峡谷效应”有利于风速的增大。

基于FLAC3D的层间错动带对大型地下洞室地震响应影响分析--以白鹤滩水电站为例

为揭示大型地下洞室群地震响应机制,以西南地区白鹤滩水电站大型地下厂房洞室群为研究对象,运用有限差分数值模拟软件FLAC3D,建立了13号机组剖面数值分析模型,基于弹塑性本构关系,采用动力时程分析方法,研究了地下厂房洞室群在有、无层间错动带条件下围岩地震响应的加速度、变形、应力、塑性区等特征。结果表明:①有层间错动带条件相比无层间错动带条件,洞室群围岩的响应加速度峰值和围岩变形值分别增加了2%~34%和18%~63%;②层间错动带对震后围岩应力状态有一定影响,与无层间错动带条件相比,有层间错动带条件下的围岩拉应力区范围明显增大;③在有层间错动条件下,由开挖和地震产生的塑性区面积分别为8684m^(2)和975m^(2),均大于无层间错动带条件的7103m^(2)和888m^(2)。在地下洞室的抗震设计中,层间错动带对大型地下洞室地震响应的影响不可忽视。

白鹤滩水电站大坝取出世界最长常态混凝土芯样

4月14日,从三峡集团了解到,白鹤滩水电站大坝日前成功取出一根长度为36.74 m的混凝土岩芯,这是常态混凝土世界最长芯样。“这是继白鹤滩水电站大坝2019年取出25.7 m长芯,2022年取出34.86 m长芯之后,再次打破世界最长常态混凝土芯样纪录,实现了白鹤滩大坝‘无缝大坝’目标。”三峡集团白鹤滩工程建设部大坝部副主任王克祥说。

白鹤滩水电站库水温度在线监测系统方案设计与应用

白鹤滩水电站库水温度在线监测系统是根据金沙江下游流域生态环境保护要求,结合电站工程特点进行设计的。系统监测范围覆盖了库区、坝前、坝内流道、坝下等区域,重点监测部位采取了同部位多条水温测线和部分高程加密测点布置,不同建筑物采取了不同的安装埋设方式,系统可实现全天候、全自动化实时监测。根据实际监测结果,对库区垂向库水温度、坝前(坝面、左右岸取/进水口)垂向库水温度、机组流道内水温、坝下垂向库水温度进行了分析,对库区沿程库水温度分布进行了比较。系统的应用为叠梁门分层取水研究提供了基础数据,对减缓不利的水温影响、保证河流水生生态系统稳定提供了技术支撑。

白鹤滩水电站取出长度36.74m混凝土岩芯

近日,白鹤滩水电站大坝成功取出一根长度为36.74m的混凝土岩芯,再创大坝岩芯的世界新纪录。白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县交界的金沙江下游干流河段上,是三峡集团在金沙江下游投资建设的四座梯级电站中的第二个梯级。它是实施“西电东送”的国家重大工程,也是当今世界在建规模最大、综合技术难度最高的水电工程。

金沙江白鹤滩水电站小红岩沟泥石流危险性评价

泥石流地质灾害为我国山区城镇常见的一种地质灾害,尤其频发于我国西南山区,对这一地区的梯级水电站建设和安全运营构成了极大的危害。以金沙江白鹤滩水电站小红岩沟泥石流为研究对象,通过地质调查系统地分析了泥石流形成的地形及物源条件,结合室内试验,分析泥石流的容重、流速、流量、一次泥石流总量、一次固体物质总量及冲击力等运动参数,预测泥石流发展趋势,评价泥石流对工程建设的影响并提出防治建议。研究表明:小红岩泥石流沟具备发生泥石流的地形、物源及降雨条件,沟内共计有松散固体物源量218.14×104m3,可能参与泥石流活动的不稳定物源量为26.46×104m3,为沟谷降雨型低频大型稀性泥石流。小红岩沟泥石流沟50年一遇主要参数为:泥石流容重为1.52 t/m3,泥石流流速为3.71 m/s,泥石流峰值流量为173.63 m3/s,一次泥石流总量和固体物质含量分别为5.50万m3和1.72万m3,流体整体的冲击力为2.83 kPa。