面板裂缝对积石峡水电站大坝渗流场影响的数值模拟

基于面板等宽缝隙稳定流的运动规律,采用裂缝面单元法建立了混凝土面板裂缝的渗流计算模型,实现了渗流全场和裂缝渗流分析的统一。在此基础上编制了含裂缝面单元的三维渗流场有限元计算软件GWSS,利用该软件对积石峡水电站大坝正常运行和发生竖向裂缝的工况进行渗流场分析,获得了大坝面板产生裂缝后的渗流场分布规律。计算结果表明,不同位置、长度和宽度的面板裂缝对大坝渗流场、渗流量和渗透比降影响不同,上部裂缝对大坝渗流场的影响较小,下部和中部裂缝的影响较大。一旦面板发生裂缝,面板附近、垫层和过渡区出现较大渗透比降,且随着与裂缝距离的增大而快速衰减。

积石峡水电站工程枢纽布置设计综述

积石峡水电站枢纽由混凝土面板堆石坝、左岸表孔溢洪道、左岸中孔泄洪洞、左岸泄洪排沙底孔、左岸引水发电系统等组成。大坝填筑料充分利用枢纽区建筑物开挖料,根据开挖区混合料的质量情况,增加坝体L型排水,降低坝体内浸润线,保障大坝安全。泄水建筑物按不同高程布置表、中、底泄水建筑物,可满足施工期、运行期的下游供水和泄洪安全的要求。引水发电系统布置为坝下掩埋式,压力管道由压力钢管和较厚的外包混凝土联合受力结构构成。枢纽布置设计中充分考虑地形、地质、水文及施工条件,布置紧凑。坝体分区合理,节省了投资。

各向异性对积石峡面板堆石坝渗流的影响分析

面板堆石坝的坝料在填筑过程中由于碾压等原因而表现出较强的各向异性。采用固定网格有限元全场各向异性渗流分析方法,对积石峡面板堆石坝进行了正常和面板出现裂缝等非常工况条件下的二、三维渗流分析,计算了大坝渗流量和渗流场,探讨了面板裂缝的位置对渗透的影响。计算结果表明,在正常工况条件下,大坝具有良好的渗透稳定性。面板不同的裂缝位置对大坝渗流影响不同。

积石峡水电站压力管道设计与分析

积石峡水电站压力管道为钢衬钢筋混凝土管,直接敷设在地基上,钢管直径11.5 m,最大内水压力1.05 MPa。采用平面有限元按分载法进行压力管道钢衬及其外包混凝土结构承载能力计算,基于有限元分析结果,取消了压力管道伸缩节,而采用伸缩管,节约了工程投资,方便了施工和运行管理,其设计经验和理念可供同类工程借鉴。

积石峡水电站大直径压力钢管整体卷制对螺旋线变形的控制

积石峡水电站压力钢管整体卷制是大直径钢管制作的一种新工艺,已获得国家专利。整体卷制技术改变了压力钢管制作的传统工艺,全过程无需起吊设备实现流水线作业。但在整体卷制过程中会产生程度不同的螺旋线性变形,如其变形不能有效控制就会影响管节制造质量。积石峡水电站采取了相应的预防措施,有效控制了螺旋变形。

积石峡水电站混凝土面板堆石坝设计

积石峡水电站拦河坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高103 m。坝址位于高山峡谷地区,河谷狭窄且不对称,岸坡陡峻。在设计中,围绕减少岸坡开挖和填筑工程量、减小坝体不均匀沉降、确保止水效果等关键技术问题,就堆石坝的布置、坝体分区、趾板布置、周边缝结构、坝顶结构等进行了优化设计,为在不对称狭窄河谷上建造高面板坝积累了成功经验。

积石峡水电站泄水建筑物设计

积石峡水电站坝址区海拔高程1 900 m左右,峡谷深度超过300 m,地质条件复杂,工程场区地形狭窄。从工程自然条件、地形地质条件、泄水建筑物水力条件等因素出发,通过技术经济比较,在设计过程中合理布置了表孔溢洪道、中孔泄洪洞、泄洪排沙底孔等泄水建筑物,妥善解决了枢纽泄水建筑物布置及泄洪消能问题,使工程设计达到技术先进、经济合理的总体目标。

积石峡水电站水轮发电机组参数选择

根据积石峡水电站自身特点,对电站机组的型式、台数进行了对比分析,从提高机组进行稳定性与可靠性角度出发,对机组各基本参数进行了详细比较分析,最终设计3台340 MW的混流式水轮发电机组。同时对参数进行了合理选择,力求提高机组运行稳定性与可靠性。

积石峡水电站面板堆石坝湿化变形控制研究

积石峡水电站面板堆石坝主堆石区采用坝址区岩石开挖料填筑而成,为控制坝体的湿化变形,在坝体填筑基本完成后,采用坝体底部浸水的措施。结果表明:坝体浸水能提前释放堆石坝的湿化变形,特别适用于风化岩、软岩等软化系数小的岩石填筑的坝体;坝体浸水加速了面板堆石坝的施工期变形,缩短了大坝施工期沉降时间,为混凝土面板的提前施工及其裂缝控制创造了良好的先决条件;坝体排水期间,坝体内外水位差应不超过1 m。

积石峡水电站导流洞堵头稳定性分析

积石峡水电站导流洞堵头设计主要采用了两种解析法进行计算分析,为确保安全,考虑到施工技术、封堵条件、堵头所在交叉段位置等的影响,在初拟计算长度的基础上,采用三维有限元方法对堵头变形、位移等进行了分析,并对解析法成果进行了复核,最终确定了满足稳定需要的堵头设计长度。

积石峡面板堆石坝应力变形分析

基于积石峡水电站面板堆石坝填筑的沉降观测资料,采用三维有限元计算方法,得到大坝各类材料的模型参数。分析结果表明,监测值和计算值变化过程符合较好,说明了计算模型及所得参数的有效性。在此基础上,对大坝的应力变形特性进行了计算分析,得到了积石峡水电站面板堆石坝蓄水后的应力变形特性。

黄河积石峡水电站测量测报系统及加密网络设计

介绍了积石峡水电站全厂水力测量单元的硬件组态和网络组态,采用VLAN网络技术,三层交换技术,加密认证网关及分层数据管理技术实现了高效的水情测报网络加密设计。黄河积石峡水电站测量测报系统的成功运行为电站安全及高效运行提供了保障。

免装修清水混凝土施工质量控制

在总结黄河上游水电工程建设施工经验的基础上,制定了积石峡水电站免装修清水混凝土的工程质量标准,论述了施工工艺控制要点及参建各方应采取的技术措施,确保了免装修清水混凝土质量控制目标的实现。

积石峡水电站压力钢管焊接质量控制

在分析了积石峡水电站压力钢管钢材特性的前提下,以焊接工艺评定试验为基础,结合施工现场实际焊接经验,确定积石峡水电站压力钢管焊接质量控制要点,对压力钢管各环节进行严格的质量控制,从而保证了压力钢管的焊接质量。

推进精细化管理 实现“四个超越”

积石峡水电站提出了"四个超越"的建设目标,即在"四大"控制(安全、质量、投资、进度)、安全文明施工、优化设计、生态环境保护四方面超越黄河上游已建、在建工程。按此目标,建立了相应的精细化管理体系,制定了精细化管理措施。

少盖重固结灌浆在积石峡水电站工程的运用

积石峡水电站前期由于各种原因,导致中孔泄洪洞工期相对滞后。为加快施工进度,确保按期截流,经各参建单位研究将中孔泄洪洞有盖重固结灌浆调整为在底板垫层混凝土浇筑及边墙混凝土喷护完成的情况下进行固结灌浆,即加快了施工进度,且减少了与混凝土施工的干扰,同时保护了混凝土外观质量,为截流争取了时间。

坝下埋管混凝土面板堆石坝关键技术研究及应用

混凝土面板堆石坝坝下埋管存在压力管道渗漏引起坝体接触冲蚀破坏及埋管坝段与主河床坝段的不均匀沉降变形。为此,开展坝下埋管混凝土面板堆石坝在压力管道结构、大坝的填筑料、填筑分区、面板及分缝止水、坝下埋管部位安全监测、大坝静动力应力应变分析、大坝渗透稳定性、施工方法、大坝预沉降技术等方面进行了研究,其研究成果已经在青海积石峡水电站和新疆哈巴河山口水电站应用并获得成功,该成果可应用于相类似的混凝土面板堆石坝工程。

积石峡水电站面板堆石坝不均匀沉降控制措施

积石峡水电站面板堆石坝坝址为左右岸不对称的复式河谷地带,为预防面板堆石坝发生不均匀沉降,施工中采用坝基处理、分期分区填筑、坝料洒水碾压、坝体浸水等措施。经后期监测,仅发生了约2 mm的不均匀沉降,取得了良好的控制效果。

积石峡水电站混合骨料比例调整后混凝土性能控制研究

积石峡水电站施工阶段,由人工骨料和天然骨料组成的混合骨料比例发生较大改变,如果因此改变设计参数,将有可能对工程施工总进度或投资产生不利影响。为使调整后的混凝土主要性能指标值与原指标相比只发生微量变化,对工程实际采用的混合骨料比例进行了配合比设计试验。

积石峡水电站混凝土面板堆石坝坝料试验研究

采用自主研发的粗粒料大型高压渗透仪对积石峡水电站混凝土面板堆石坝坝料进行试验研究,确定了垫层料、过渡料的渗透系数,垫层料与过渡料层间的过渡关系及在试验条件下垫层料、过渡料不发生破坏的渗透比降极限。