超高混凝土面板堆石坝建设中的关键技术问题

300 m级超高混凝土面板堆石坝的设计与施工将面临一系列技术挑战。对于超高混凝土面板坝,其坝坡稳定和堆石材料渗透稳定不是主要制约因素,而坝体堆石的变形控制,以及混凝土面板应力状态的改善将是关键技术问题。为此,必须从坝体材料分区的改进、筑坝材料选择、堆石压实标准控制,以及面板浇筑时机选择、面板厚度设计、面板钢筋排列、面板接缝系统设计等方面,采取相应的工程措施,以尽可能地减少堆石体的变形(特别是后期变形),降低运行期混凝土面板的拉、压应力。通过采取这些工程措施,建设300 m级超高混凝土面板堆石坝在技术上是可行的。

300m级超高混凝土面板堆石坝若干问题探讨

对300 m级超高混凝土面板堆石坝从安全、经济、施工角度进行综合分析认为:300 m级超高面板堆石坝安全性存在极大挑战;随着坝高上升到300 m级,工程造价增加,施工难度加大,工期延长,面板堆石坝的经济性、施工速度快的优势无法发挥;目前我国修建300 m级超高混凝土面板堆石坝存在很大风险。

强震区抽蓄电站沥青混凝土面板堆石坝抗震稳定性分析

我国西北强震区某拟建抽水蓄能电站上水库采用沥青混凝土面板堆石坝,最大坝高161 m。为分析该坝抗震稳定性,在大坝非线性静力分析基础上,采用改进的等效粘弹性模型和有限元动力时程法等理论,对大坝开展三维有限元地震反应和坝坡抗震稳定性计算。结果表明,大坝在100年1%超越概率的校核地震(地震加速度为0.48g)作用下,坝体及面板的动力反应分布规律合理。其中,坝体顺河向、坝轴向、竖向加速度极值分别为13.93、13.91、13.80 m/s^(2)。考虑静动叠加后,在沥青混凝土面板反弧段的拉应变极值达0.95%,但小于改性沥青混凝土抗拉强度的一般允许值。因此,大坝即使遭遇0.48g的校核地震作用,亦能保持较好的整体安全性,不会出现重大抗震安全事故。

P波空间斜入射下沥青混凝土面板堆石坝响应特性及面板破坏评价

地震波入射方位和斜入射角度对于沥青混凝土面板堆石坝地震响应结果有着显著影响。本文从地震动传播机制出发,基于波场叠加原理,推导了P波以任意入射方位角和斜入射角空间斜入射下弹性半空间自由场计算公式,建立了P波空间斜入射波动输入模型。以不同应变率下的沥青混凝土单轴动态拉伸试验结果为基础,提出了考虑抗拉强度随应变率实时变化的沥青混凝土面板破坏评价方法。考虑16种不同入射方位角和斜入射角下的P波空间斜入射工况,从面板应力和加速度两方面分析了入射方位角和斜入射角对某实际沥青混凝土面板地震响应特性的影响,并进行了沥青混凝土面板的抗拉破坏评价,分析了静态评价方法与动态评价方法的差异。结果表明:所建立的P波空间斜入射波动输入模型能够准确模拟半空间自由场,波动输入数值解与解析解符合良好;与垂直输入射相比,面板顺水流向、垂直水流向加速度峰值最大分别增加135.9%和92.7%,竖向加速度峰值最大减少68.3%;空间斜输入导致面板动应力增大,主拉应力和主压应力最大分别增加3.6倍和2.7倍,忽略入射方位角和斜入射角可能会严重低估面板的地震响应。传统将静态强度提高30%作为动态强度的面板抗拉破坏判别方法过于严格,本文提出的考虑应变率效应的沥青混凝土面板破坏评价方法较为符合实际。

大倾角坝基上混凝土面板堆石坝滑移变形特征研究

抽水蓄能电站是实现“双碳”战略目标的重要举措,混凝土面板堆石坝作为抽水蓄能电站上水库大坝的优选坝型之一,往往坝基顺河向坡度较陡,坝体容易产生顺坡向滑移变形,坝坡抗滑稳定性较差,危及抽水蓄能电站上水库大坝运行安全。因此,建立大倾角坝基上混凝土面板堆石坝数值模型,研究大倾角坝基上混凝土面板堆石坝滑移变形的规律,揭示大倾角坝基上混凝土面板堆石坝产生滑移变形的机制,提出减小其滑移变形的物理力学和几何结构设计措施。研究结果表明,较大下滑力和较小抗滑力是大倾角坝基上混凝土面板堆石坝容易产生滑移变形的根本原因;坝基倾角越大,重力沿坡面分力越大,坝体滑移变形越大,坝坡安全系数越小(当坝基倾角大于15°时,坝坡安全系数小于规范要求的最小值1.5);增设压坡能够有效减小坝体滑移变形,显著提高坝坡抗滑稳定性,压坡平台高度越高、宽度越宽和黏聚力、内摩擦角越大,坝体滑移变形越小,坝坡安全系数越大,推荐压坡平台高度和宽度取1/2倍主坝最大坝高,压坡密实度(黏聚力和内摩擦角)与主坝堆石密实度相当。

近断层地震动组合斜入射下沥青混凝土面板堆石坝响应研究

西部地区水利工程多建于复杂地震断裂带附近,因此近场地震动的脉冲效应对水工建筑物所产生的影响不可忽略。近断层地震动往往由P波、SV波等共同组成,到达地表后明显带有一定角度,垂直入射假定不再适用,因此有必要开展近断层脉冲型地震动组合斜入射对沥青混凝土面板堆石坝地震响应影响的研究。基于地表二维地震动反演确定P波、SV波斜入射时程,构建近断层地震动组合斜输入模型,选取脉冲型和非脉冲型各5条地震动记录,研究近断层地震动组合斜入射对沥青混凝土面板加速度、应力和坝体永久变形的影响规律。结果表明:与地震动垂直入射相比,面板水平向加速度随P波角度的增大而增大,随SV波角度的增大而减小,竖向加速度及坝体永久变形的规律则相反;面板拉应力随着P波、SV波角度的增大而增大;近断层地震动的脉冲特性对堆石坝的响应有显著放大作用,其中面板拉应力最大增加了116%。

防渗体系破损条件下混凝土面板堆石坝的渗流分析

在分析总结多座高混凝土面板堆石坝面板开裂特征的基础上,结合某高混凝土面板堆石坝工程,将局部防渗体系单元作为破损模拟对象,基于等效均质渗透系数法,利用Midas GTS开展了不同破损部位和破损程度条件下大坝的渗流场分析,并研究了垫层和过渡层是否发生破损对大坝渗流性态的影响。通过对大坝渗流量、浸润线形态等方面的分析,研究结果表明:相同的混凝土面板破损部位条件下,破损程度是影响大坝渗流性态的重要因素;当面板破损程度相同,垫层和过渡层未破损时,其防渗能力仍起到关键作用,大坝渗流场变化不明显;当整个防渗体系均发生严重破损时,大坝渗流性态恶化,渗透安全性明显降低。

水利水电施工混凝土面板堆石坝技术

水利水电工程作为现代化城市发展的一项基础性工程,不但会对社会经济发展产生很大的影响,同时也会对居民的日常生活产生很大的影响,所以现在很多城市在发展过程中都在积极的建设水利水电工程,在一定程度上给水利水电工程提供了更加广阔的发展空间。而水利水电工程在具体施工建设过程中也会包含很多的施工技术以及流程,任何一个环节出现问题都会对工程整体建设质量以及性能产生影响。所以在此背景下,相关单位以及工作人员一定要重视科学合理的选择施工技术以及工艺。混凝土面板堆石坝技术作为水利水电工程项目施工中经常使用的技术之一,其本身有着很多的优势,如能够简化施工流程,减小施工资金成本的投入等等,所以也获得了行业的喜爱。所以相关单位以及工作人员在具体施工建设过程中一定要加强对该技术的重视度,结合实际情况科学合理的将混凝土面板堆石坝技术应用在水利水电工程当中,进而才可以有效增强其施工质量以及效率,使其建设更加满足现代社会的实际需求,推动水利水电工程实现良好稳定的发展。

寒冷强震地区250 m级特高混凝土面板堆石坝接缝止水设计

寒冷强震地区的250 m级特高混凝土面板堆石坝变形控制难度大、抗震安全问题突出、耐久性要求高,这些难题对面板坝接缝止水设计提出了更高的要求。以233.5 m高的玉龙喀什混凝土面板堆石坝为例,利用三维静动力有限元计算成果,结合国内外类似高面板坝的工程经验,定量提出其接缝变形控制标准,针对性地开展了不同部位接缝的止水尺寸设计。基于工程特点和大坝变形特性,考虑面板不同区域受力的差异、水位变动区冰冻的影响、防挤压破坏和板块间约束等因素,采用多道冗余设计、聚脲涂覆盖板、垂直缝均设嵌缝材料、压性缝局部加强等措施,对周边缝、垂直缝、防浪墙水平缝和沉降缝的止水开展了个性化设计,可供类似工程参考。

深厚覆盖层超高混凝土面板坝堆石体填筑标准的研究与应用

堆石坝一直采用孔隙率作为填筑控制指标,然而根据现场试验及国内外多个工程实践表明,单一孔隙率指标已经无法满足超高堆石坝的变形控制。由于强震区200 m级超高混凝土面板堆石坝建设期地震动参数调整提高,坝体抗震能力有所降低,阿尔塔什水利枢纽工程面板坝坝顶最后30 m堆石填筑时,提出采用孔隙率与相对密度双控指标控制坝顶填筑,通过增加堆石体碾压遍数提高大坝抗震能力,并进行静动力计算和抗震稳定分析复核。结果表明:坝体变形量有所减小,抗震稳定性有一定提高;采用相对密度与空隙率双指标控制堆石体变形,可以更好地满足超高面板坝堆石体变形控制要求。

高混凝土面板堆石坝接缝止水设计综述

接缝止水是高混凝土面板堆石坝设计的关键技术问题之一。对国内外高混凝土面板堆石坝接缝止水设计研究进展进行了综述,主要包括止水变形控制标准与止水结构设计两大方面,对目前中国高混凝土面板堆石坝接缝止水结构设计的基本思路及工程实践进行了回顾。研究认为采用数值计算结合工程经验确定接缝止水变形控制标准是合适的。目前接缝止水的新技术集中在表层填料止水及其保护盖板、垂直缝柔性嵌缝材料等方面。混凝土面板堆石坝接缝止水后续研究的重点为表层止水结构创新、止水结构简化设计、防挤压破坏措施、止水耐久性提高方法和修复技术。

某高堆石坝混凝土面板结构中GFRP筋替代钢筋的可行性研究

为探究高面板堆石坝的面板结构中采用耐碱玻璃纤维筋(GFRP)替代钢筋的可行性问题,文章借助有限元软件针对面板变形、混凝土应力、以及筋材应力情况进行了三维静力分析。结果表明:静力状态下面板两种配筋方案坝体应力变形、面板混凝土应力变形大体一致,但在相同承载和配筋率条件下GFRP筋应力要比钢筋应力小得多,但两种方案筋应力均低于其材料允许强度。从静力特性来看,在该高堆石坝面板结构中采用GFRP筋替代钢筋的方案是可行的。

新屯水库工程施工中混凝土面板堆石坝的设计与应用

混凝土面板堆石坝施工技术在水库工程中合理应用,该项技术实际应用过程中主要以加强填筑的方式不断提升填筑密度,解决大坝不均匀沉降问题同时,又能减少外部环境因素对整个水库工程安全稳定运行影响。基于此,文章结合实际工程案例,阐述混凝土面板堆石坝在水库工程中设计要点,并对该项技术具体应用加以阐述,以提高水库工程建设水平,实现工程项目建设效益最大化。

国内首座镶嵌混凝土面板堆石坝主体全部完成

5月31日,黄河羊曲水电站镶嵌混凝土面板堆石坝混凝土浇筑全部完成。据悉,大坝主体的全部完成将为7月份电站下闸蓄水、2024年首台机组发电目标奠定坚实基础。黄河羊曲水电站位于青海省海南州兴海县与贵南县交界处,是黄河干流龙羊峡水电站上游“茨哈、班多、羊曲”三个规划梯级电站的最下一级。总装机容量120万千瓦,水库总库容16.39亿立方米,多年平均发电量47.32亿千瓦时。

混凝土面板堆石坝防渗灌浆技术优化研究

以绿春县八尺水库为例,对混凝土面板堆石坝防渗灌浆技术进行优化,特别采用“自下而上小段脉冲”灌浆工艺进行优化。为了验证经过优化的防渗灌浆技术的防渗性能,将优化前后的混凝土面板堆石坝渗流量曲线进行对比,研究发现当水位高程达到1730m时,优化后的混凝土面板堆石坝的渗流量从15L/s降至3 L/s,渗流量降低了80%。优化后的混凝土面板堆石坝防渗灌浆技术能够显著降低渗流量。

水利工程混凝土面板堆石坝坝体填筑施工技术

当前水利工程混凝土面板堆石坝采用两种料源互层填筑,导致垫层填筑效果并不理想。因此,研究水利工程混凝土面板堆石坝坝体填筑施工技术具有重要意义。首先进行坝基填筑基础面的处理,其次根据要求测量控制填筑区交界线,进行坝料摊铺,最后利用过渡料补充填筑。工程结果显示:垫层填筑检测结果符合施工标准,证明了本文提出的技术研究符合设计要求。

混凝土面板堆石坝的面板裂缝防治技术要点

为解决混凝土面板堆石坝面板裂缝问题,本文以新疆吉音水利枢纽工程为例,对面板裂缝的成因及防治技术进行研究,提出了针对各种不同裂缝的防治技术要点,以及为相关人员提供参考。

水利水电施工混凝土面板堆石坝技术研究

水力工程的建设对坝体的稳定性、抗渗性等提出更高要求,传统的混凝土坝存在局限性。因此,混凝土面板堆石坝技术应运而生,为水力工程提供了新的解决方案。研究目的在于深入了解该技术的工程适用性、施工可行性以及相对传统坝型的优越性,为水电工程的可持续发展提供技术支持。通过系统的实地调查和对比分析,我们得出了混凝土面板堆石坝技术在抗渗性、坝体稳定性、施工效率等方面的显著优势。研究结果表明,水利水电施工混凝土面板堆石坝技术在满足水力工程要求的同时,还具备了更灵活、高效的施工特性,为水电工程的可持续发展提供了新的技术路径。

面板堆石坝的混凝土浇筑质量控制措施分析——以梭萝坪水库工程为例

在边坡支护结构的面板堆石坝施工中,混凝土浇筑是关键环节。本次工程针对混凝土浇筑进行质量控制,并详细介绍提高混凝土浇筑施工质量的方法。研究试验以梭萝坪水库工程实例,并与常规施工方案进行比较。结果显示,4种材料的最小位移分别为12、9、8和6mm;极限位移分别为16、13、13和8mm,表明该混凝土浇筑质量控制措施能有效抑制面板堆石坝的危险位移,从而提升施工质量。

水利工程混凝土面板堆石坝坝体填筑施工技术

水利工程建设中混凝土面板堆石坝是常见类型。文章以实际案例为研究基础,结合该工程信息,详细阐述混凝土面板堆石坝坝体填筑施工要点。基于文章分析,施工过程中,关注坝基填筑基础面处理、填筑区交界线测量及管控、面板安装、坝料摊铺及压实施工几方面内容是关键。与此同时,为了保证坝体填筑质量满足要求,重视质量管理、发挥技术优势实现动态监管有积极作用。