牙根二级水电站施工总布置规划设计

牙根二级水电站混凝土双曲拱坝高达210.00m,为雅砻江中上游规划的最高混凝土坝。工程规模宏大,建设难度高,施工场地极其匮乏且条件较差,给施工总布置规划带来一定的挑战。在分析工程施工特点的基础上,从施工总布置分区规划、料场选择与规划、场内交通规划、主要施工工厂设施和施工营地、土石方调运和渣场规划方面系统论述施工总布置规划的主要成果,以期为类似特高拱坝施工总布置提供借鉴。

牙根二级水电站1#松动拉裂体治理方案研究

位于牙根二级水电站大坝上游的1#松动拉裂体具有强卸荷的显著特征。由于该松动拉裂体地质条件复杂、体型巨大且边坡的安全裕度不足,若发生失稳破坏,将会引起巨大涌浪,必然会对大坝的正常运行产生严重影响。借助三维刚体极限平衡方法,对松动拉裂体加固的必要性进行了详细的论述,重点研究了采用不同治理措施的加固效果,为最终制定一套经济可行的加固方案提供了理论依据。

牙根二级水电站坝区渗流场分析与渗控效应评价

牙根二级水电站坝址区河谷狭窄,岸坡陡峻,地质条件复杂。水库蓄水后,坝体、坝基及两岸绕坝渗流将成为影响工程安全和正常运行的重要因素之一。综合分析地形地貌、地质构造以及防渗排水方案的特点,建立坝区三维有限元模型,采用子结构、变分不等式和自适应罚函数相结合的方法(简称SVA方法),结合典型挡水坝段与坝区整体渗流场分析成果,研究了坝区渗流场分布特征,分析了排水孔幕间距以及碾压混凝土层间渗透性对渗流场的影响,并对防渗排水措施的渗流控制效率进行了评价,从而为工程建设提供合理的建议。研究表明,坝区渗流控制措施布置合理,防渗排水效果显著;排水孔幕的布置对坝基扬压力起控制性作用;碾压混凝土渗流特性的各向异性对大坝渗流自由面的性态有显著影响。

牙根二级水电站坝区节理特征及对构造应力场的指示

通过对雅砻江牙根二级水电站坝区所发育节理裂隙系统的分类、方位、规模等特征的详细观察和分析，将该区的8组节理裂隙组成3套共轭节理，均属于同一期近南北向构造和北东向构造成分。据此推断出该区次生节理的形成、发育先后受到该区构造应力场的影响和制约。

牙根二级重力坝坝基滑移模式及稳定性分析

针对牙根二级重力坝加固方案,以6号溢流坝典型坝段、8号挡水坝典型坝段为研究对象,采用ANSYS三维有限元方法,研究坝体与地基的超载破坏过程和超载安全度,分析坝基深浅层滑移模式及稳定性,综合评价坝基的变形稳定性和安全储备,为工程的加固设计提供依据。

地下厂房围岩渗控效应精细模拟与评价

我国西南地区河谷深切,坝址区地貌及地质条件复杂,地下厂房的位置往往离库区较近,水库蓄水后,地下厂房围岩渗流特性将成为影响工程安全和正常运行的重要因素之一.为减小厂区渗漏并改善厂房围岩的渗透稳定性,工程设计采取防渗帷幕、排水孔幕和排水廊道等渗流控制措施.采用子结构、变分不等式和自适应罚函数相结合的方法(简称SVA方法),开展了牙根二级水电站厂区整体三维渗流场分析,评价了厂区围岩渗流控制方案的合理性,并论证其优化的可能性.研究结果表明:厂区防渗排水系统的渗流控制效果显著,防渗排水系统设计方案总体上是合理、有效的;厂区上部排水系统对于以库水渗漏为主的渗流控制不起作用,高高程排水孔幕的间距可适当放宽;厂区副排水孔幕对减少厂区各洞室渗漏量、降低厂区围岩孔隙水压力并改善围岩的稳定性具有显著作用.

一种基于地质指标的裂隙岩体渗透系数估算模型

裂隙岩体的渗透特性受控于裂隙的发育特征、连通特性和充填情况,并与岩体的地应力水平具有显著的相关性。基于裂隙岩体渗透性的影响因素,并考虑现有渗透系数估算模型的不足,利用钻孔压水试验和钻孔电视图像资料,建立考虑埋深(Z)、岩石质量指标(RQD)以及充填物指标(FSD)等3个指标的渗透系数估算ZRF模型,并应用到牙根二级水电站及其他工程区的渗透系数估算中。结果表明,与已有的渗透系数估算模型相比,ZRF模型较好地反映了岩体渗透性的影响因素,且模型参数物理意义明确,便于获取,对分析裂隙岩体渗透性具有一定的工程参考价值。

坝体弹模和坝高对重力坝动力特性的影响研究

基于有限元法,采用振型分解反应谱法研究了在中等偏硬坝基上坝体弹模和坝高对重力坝动力特性及地震响应的影响规律。通过对不同坝体弹模和高度重力坝动力响应规律对比分析得出:随着坝体刚度的增大,坝顶加速度减小,坝头部位的竖向动应力减小;坝顶加速度响应受坝高的影响不显著,坝头部位的竖向动应力在坝高为100 m时最大。同时通过对牙根二级水电站不同高度挡水坝段进行动力分析,论证了上述结论 。

跌坎型消力池与Y形宽尾墩联合消能试验研究

牙根二级水电站具有高水头、大流量、窄河谷的特点,结合其底流消能进行了模型试验研究。通过反弧末端加设跌坎,降低了消力池的临底流速,对不同的跌坎高度进行比较,总结了跌坎池深比对淹没水跃的影响。通过表孔加设Y形宽尾墩,进一步降低脉动压力和临底流速,增强了消能效果,为工程设计提供了有力支持。