黄金峡水利枢纽左岸边坡施工期变形及加固研究

黄金峡水利枢纽左岸边坡开挖后出现局部开裂、锚墩破裂等变形现象,影响边坡稳定,为此,对左岸边坡的地质条件进行了梳理,结合监测数据和三维计算,分析了左岸边坡变形机理,对其滑动破坏模式,采取相应的加固处理措施,并根据反演参数对边坡稳定进行了复核。结果表明:左岸边坡现状条件下块体KT24稳定性较差,已接近临界状态,抗剪洞、锚索组合的加固设计方案使KT24安全系数提高到1.51,具备一定的安全裕度。工程运行情况显示边坡整体稳定、加固措施有效,研究成果可为类似工程提供参考。

引汉济渭工程选址及总体布置研究

引汉济渭工程是陕西省解决水资源问题的骨干项目,工程规划了两个泵站、两个电站和一条输水干线将汉江水调入关中。工程总体布置是该工程重大技术问题,在工程总体规划的基础上,根据关中受水区对工程的需要,研究了引汉济渭工程各组成部分的相互关系,以达到优化工程布置、协调工程各部分的衔接、形成合理有效的调水系统的目的。综合考虑了多种因素对工程选址和布置的影响,将相关选择方案纳入总体方案进行考虑,并根据工程的具体特点,进行多方案的经济、技术比选,完成了工程选点的论证、输水线路选择和工程衔接关系的协调。同时,对输水隧洞的比降也运用工程经济学方法进行了论证。最后分析了工程选址和总体布置方案预计可以达到的效果,并提出了工程实施过程中应注意的问题。

基于多点位移计的黄金峡水利枢纽施工期边坡实测变形特征分析

黄金峡水利枢纽左岸边坡在施工期发现了多组结构面,监测资料显示边坡出现了多次变形突变现象,且变形大多发生在20~30 m范围内,多点位移计深度区间位移最大值超过80 mm。为此,结合多点位移计监测成果,从时空变化规律、特征值统计、位移速率等方面综合分析了边坡岩体的变形特征。结果表明:爆破开挖和结构面是导致边坡产生较大变形的主要因素;边坡主变形区与结构面fz39、L920和fz15的位置吻合,坡体变形主要受上述结构面控制。与其他同类工程相比,目前边坡位移量级基本处于正常范围。随着加固措施的逐步实施,边坡已基本趋于稳定,应重点关注Ⅰ区和Ⅳ区边坡坡脚部位的变形情况,并加强支护和排水措施。

黄金峡水利枢纽大坝左岸Ⅰ区结构面控制型边坡变形机制及稳定性分析

黄金峡水利枢纽大坝左岸Ⅰ区边坡开挖施工阶段发现了多条断层和多组裂隙,出现了多次变形突变现象,呈台阶状跳跃增长,且变形大多位于深部10~30m,局部累计监测变形值超过100mm。根据地质、监测及坡表开裂等资料综合分析影响边坡变形的关键因素,并采用三维数值计算方法论证加固效果,复核边坡稳定性。结果发现Ⅰ区边坡是典型的结构控制型边坡,变形范围及深度与结构面fz39、L920位置吻合,变形破坏模式主要是结构面fz39、L920构成的块体KT21滑动破坏。现状条件下边坡已接近临界状态,考虑削坡减载和边坡中下部增加大吨位锚索后,边坡安全性得到显著提升。研究结果丰富了边坡稳定性研究的工程实例,为工程自身建设提供了重要的技术支撑。

BIM在黄金峡水利枢纽工程设计中的应用研究

BIM技术的应用为传统水利水电工程勘察设计提供了一种新的思路和方法,然而鉴于水利水电工程的复杂性,现有的BIM技术实践存在标准化程度低、流程不明确等问题。以黄金峡水利枢纽工程为例,基于达索3DEXPERIENCE平台,研究了协同环境下的BIM技术的应用流程及方法,并形成了一套基于BIM技术的水利水电工程设计流程体系。在此基础上,借助于参数化建模、工程量统计以及三维出图等手段,总结了BIM在应用过程中的创新点以及存在的技术难点;同时,通过对属性扩展、数字化交付的研究,为工程全生命周期的信息化流转提供了新的思路。工程实践表明:研究成果提高了该工程的设计效率和质量,可为今后同类工程的设计提供参考和借鉴。

黄金峡水利枢纽技术特点及关键技术问题

黄金峡水利枢纽是引汉济渭工程的主要水源之一,工程具有泄洪规模大、坝址地质条件好、地形条件独特、建筑物种类多、构成复杂等特点。结合对枢纽工程的主要技术特点及关键技术问题的充分研究,对施工导流与枢纽总体布置,泄洪消能设计,泵站、电站布置方案选择,高扬程、大功率水泵设计,高水头鱼道设计等5大关键技术提出了有效的解决方案,为黄金峡水利枢纽顺利实施打下坚实的基础。

GNSS系统在黄金峡坝肩边坡变形监测中的应用

对黄金峡水利枢纽坝肩边坡GNSS自动化变形监测系统的设备选型、参考站选址、通信方式等进行了分析总结。在吸收借鉴国内同类工程运用GNSS系统的经验和相关研究成果的基础上,该系统采用GPS/BDS/Glonass多星数据混合解算、双基线平差等方法,使边坡监测站在观星截止高度角较大的情况下观测精度满足规范对一级边坡变形监测的精度要求。通过实施GNSS自动化变形监测系统,可以及时掌握边坡的变形规律,预测边坡及滑坡可能变化的范围及变化趋势,并能够及时采取相应的处理措施,为黄金峡水利枢纽施工期安全生产提供技术保障和依据。

黄金峡水利枢纽高水头过鱼建筑物设计

黄金峡水利枢纽鱼道的最高运行水头为45.50 m,上游水位的变化幅度达10 m,属于高水头过鱼建筑物。根据过鱼对象的种类、习性和游泳能力,过鱼建筑物选用带同侧竖缝式隔板的"U"型槽式鱼道,并通过水力学计算得出了鱼道池室的结构尺寸,同时为适应上游水位的变化,鱼道布置了5个出鱼口。为了分析鱼道布置方案的合理性,建立鱼道进口、集鱼系统整体模型和鱼道局部模型,模拟得出了鱼道进鱼口周边区域的流速分布、过鱼池水力学特性等。试验结果表明,鱼道进鱼口区域的流场分布适宜鱼类上溯至进鱼口,过鱼池的水力学条件满足符合过鱼对象顺利上溯的要求,设计方案是合理的。

黄金峡水利枢纽施工导流设计与泄洪底孔布置的研究

施工导流设计是枢纽工程施工组织设计的中心环节,根据坝址区域的地形地质条件,枢纽布置特点以及汉江水文特性,结合永久泄洪冲沙底孔布置进行导流方案的比选和导流程序设计。

黄金峡水利枢纽工程泄洪消能设计研究

黄金峡水利枢纽工程具有洪峰流量大、泄洪消能建筑物规模大、运行条件复杂、水库调蓄能力小、河床宽度有限、下游水位变幅大等特点,泄洪消能及下游河岸防冲刷问题突出。为尽量减少溢流前缘宽度以及考虑到排沙、施工导流等,经多方案比较,最终确定采用表、底孔结合布置方式。由于泄洪表孔下游单宽流量大、下游水位高,经多方案分析比较和模型试验研究,表孔采用宽尾墩加戽式消力池消能型式,底孔采用底流消能型式,泄流能力满足要求。泄洪消能建筑物分二区布置,各工况下消能效果良好。研究所得成果为类似水利枢纽工程泄洪消能设计提供参考。

反井钻机法在黄金峡水利枢纽出水洞竖井开挖中的应用

黄金峡水利枢纽出水洞竖井具有地质相对较复杂,开挖洞径大,竖井深度较深的特点,如采用普通竖井人工反井开挖方式进行开挖,施工难度很大,施工进度和施工安全都很难得到保证。经方案研究比选,出水洞竖井开挖选择反井钻法进行施工,施工不仅操作方便,快速,而且施工更加安全,施工获得了成功。以反井钻机法在陕西省引汉济渭工程黄金峡水利枢纽竖井开挖中成功应用为例,对反井钻机法施工进行了总结,阐述了反井钻机法开挖施工工艺及方法,反井堵塞预防及处理、安全保障措施等,尤其是在施工过程中,采用技术超挖和反井防堵及堵井处理措施,其成功的施工技术和经验,可为类似工程提供施工经验和技术参考。

高效废水处理系统在黄金峡水利枢纽工程中的应用

水利水电工程建设过程中会产生大量施工废水,特别是砂石料加工及混凝土生产过程,如处理不及时会对当地环境造成严重影响。在黄金峡水利枢纽工程中,为解决此问题,采用了多种方法进行对比试验。最终,采用高效废水处理系统,成功实现了高效处理、循环利用及绿色环保的目标。该系统可为类似工程实现施工废水“零排放”拓展新思路,为实现绿色施工做出贡献。

黄金峡水利枢纽通航建筑物设计研究

通航建筑物的布置结合枢纽区地形地质条件、枢纽布置特点及河道对通航的实际需要,本着布置简单,运行管理方便,快速过坝的原则,进行了各种方案的分析比较,选择垂直升船机与表孔相结合的型式,节省工程整体工程量及投资。

黄金峡水利枢纽泵站厂房温控措施研究

在泵站厂房坝段大体积混凝土施工和运行期间,温控措施是防止裂缝产生的有效手段。本文以黄金峡水利枢纽泵站厂房坝段为例,基于ANSYS有限元软件模拟泵站厂房坝段施工过程。考虑施工进度以及热力学参数,针对无温控、仅保温以及保温+通水冷却三种措施开展温度场与应力场模拟研究。结果表明:仅保温措施对大坝表面及流道附近混凝土的抗裂能力提升幅度高;保温+通水冷却措施可有效缓解由温差产生的应力问题,且满足大体积混凝土容许应力要求。此研究成果对类似工程的温控设计具有参考意义。

黄金峡水利枢纽泵站出水洞竖井施工技术研究

黄金峡水利枢纽左岸泵站出水洞竖井洞径大、竖井深、地质条件复杂,通过对国内外竖井开挖方式的调研,深入分析正井法和反井法的适用条件和优缺点,针对泵站出水洞竖井特点优化采用反井钻机导孔+导井+全断面扩挖方式开挖,取得了成功。本文针对泵站出水洞竖井开挖揭示的技术问题,从施工布置、开挖方式及出渣、通风、安全措施等方面开展分析研究,提出了相应处理措施。