两层泄洪孔口对特高拱坝抗震性能影响研究

我国强震区200 m以上的特高拱坝,在动力响应较为显著的中上部坝体通常布置多层泄洪孔口,有必要就孔口及闸墩结构对拱坝抗震性能的影响进行研究。以金沙江上游旭龙特高拱坝为研究对象,对坝体布置泄洪孔口与不设泄洪孔口两种方案,考虑混凝土的动力损伤效应,从拱坝整体应力及变形、坝体损伤、拱坝极限承载力等方面进行对比分析。研究结果表明,坝身泄洪孔口结构对大坝整体的刚度、强度影响较小,合理的泄洪孔口布置对于拱坝主坝体的抗震安全性能影响有限;但由于闸墩的悬挑、截面变化以及孔口对坝身的削弱作用,闸墩根部与坝体交界处、上游闸墩大梁连接处等位置在强震过程中更容易出现损伤,需开展抗震设计;对于表、中两层泄洪孔口布置拱坝而言,两层孔口之间的坝体部位也是抗震安全的薄弱环节,需采取针对性抗震措施以增强抵御地震破坏的能力。

旭龙水电站枢纽区施工废水处理研究

为了实现旭龙水电站枢纽区施工废水综合利用及废水零排放,基于水量平衡分析方法,分析了枢纽区用水方式、用水时段分布和用水规律,以及施工废水产生量及水质特征,提出了所在区域的枢纽区施工废水处理工艺和回用途径。结果表明:旭龙水电站枢纽区施工用水主要包括混凝土冲洗养护用水、灌浆系统用水、洞室施工用水和温控系统用水,高峰期用水量为33049 m^(3)/d,高峰期废水产生量为12805 m^(3)/d;其中,温控用水循环使用、不产生废水。混凝土养护废水和洞室废水通过处理后作为施工用水的补充水源以及用于洒水降尘,灌浆系统废水通过管道进入污水处理设施处理后回用于灌浆系统,旭龙水电站枢纽区废水回用量为12805 m^(3)/d,表明枢纽区废水通过处理后可全部回用,不外排。

新时期旭龙水电站绿色发展研究

旭龙水电站是长江保护法正式实施以来,中国“十四五”期间高原藏区开工建设的第一个大型水电能源开发项目。为探索旭龙水电站绿色发展和环境保护的高质量发展,根据生态文明建设国家战略、形势和要求,结合金沙江上游重要生态屏障、长江流域生态建设先行区等战略定位,从加强旭龙水电站绿色发展顶层设计、制定落实旭龙水电站绿色发展环保措施、健全旭龙水电站绿色发展保障机制、开展旭龙水电站绿色发展技术研究等方面提出新阶段旭龙水电站绿色发展思考和建议。

旭龙水电站环境边坡稳定性分析评价

为查明旭龙水电站环境边坡工程地质问题并提出工程处理措施建议,确保工程施工安全,通过现场地质调查与测绘、无人机航拍、三维实景模型分析等手段,针对旭龙水电站环境边坡存在的危岩体、崩塌堆积体、强烈卸荷松弛区等三类主要工程地质问题,通过工程地质分析及数值模拟,分析了各类工程地质问题的成因机制及失稳模式,评价了边坡稳定性,并提出相应的工程治理建议。结果表明:危岩体稳定性多为较差至差,崩塌堆积体整体稳定性较好,强烈卸荷松弛区岩体稳定性差。建议对体积最大的1号危岩区采取卸荷开挖、锚固等措施进行治理,避免对体积最大的1号堆积体坡脚开挖,清除S3强烈卸荷松弛区松动岩体后锚固下伏强卸荷岩体。研究结果可为类似工程治理提供参考。

旭龙水电站建设征地移民关键问题与对策

旭龙水电站是国家西电东送骨干工程,建设征地范围涉及四川省、云南省、西藏自治区3省(区)。为解决旭龙水电站建设征地涉及省份多标准难统一、藏族聚居区生产生活安置难度大、基础设施受电站建设影响大、实物指标调查受“白格”堰塞湖影响等问题,结合旭龙水电站移民安置规划过程中的实践经验,总结提出了通过“求同存异、因地制宜”的方式统一补偿标准、采取尊重藏民宗教信仰的生产生活安置方式、以专业项目复建改善项目区基础实施条件、编制堰塞湖损毁实物指标调查专项方案等对策。研究成果可为类似水电站移民安置规划工作提供借鉴。

旭龙水电站建设管理营地与鱼类增殖站一体化设计研究

在水利水电工程建设过程中,为了减少对生态环境的影响,同时降低建设、运维成本,需要将建设管理营地和鱼类增殖站一体化设计。以旭龙水电站为例,介绍了建设管理营地和鱼类增殖站一体化设计的原则,以及规划布局、功能设计、竖向设计、交通设计、生态环境设计等内容。结果表明:规划方案实现了功能上高度共享、竖向上安全可靠、交通上各行其道、环境上绿色友好,规划成果可为同类工程设计提供参考。

旭龙水电站石料场高陡边坡分级开挖模拟

金沙江旭龙水电站徐龙石料场开采高度高达280 m,距大坝等重要水工建筑物较近,为分析在不同开挖步下,该料场高陡岩质边坡的变形及稳定性特征,建立了料场分级开挖有限元模型。结果表明:①徐龙料场开采过程中边坡变形较大区域由原坡脚向开挖新形成的坡脚不断变化;②随着开挖的进行,徐龙石料场最大主应变较大区域发生“分岔”,最不利滑动圆弧由原边坡坡脚逐渐移动至开挖新形成的坡脚处;③不同开挖步下的徐龙石料场整体稳定性满足要求。研究成果可以为类似的石料场边坡分级开挖稳定性分析提供参考。

旭龙水电站施工期供电系统永临结合方案研究

旭龙水电站位于金沙江上游,两岸分属国家电网、南方电网辖区。站址地形复杂、电网架构薄弱,施工变电站选址和电源接入问题突出。在分析周边电源、网架结构的基础上,从可靠性、协调难度、建设难度等方面进行比选分析,提出了施工变电站位于金沙江右岸南网辖区范围,就地π接当地110 kV线路;将地方小水电引入该电站,用于提高用电可靠性。在该电站左岸同时推荐建设1座35 kV施工变电站,用于保障前期施工供电和后期外来厂用电源,以降低后期国网、南网电源电气互联的风险。研究成果可为类似电站施工电源、电站备用电源方案选择提供参考。

旭龙水电站自然边坡防治设计研究

旭龙水电站坝址处河流谷深坡陡,岩体卸荷强烈,地震烈度高。为解决自然边坡中存在堆积体、危岩体、强烈卸荷松弛区、不稳定块体等局部不稳定问题,保障边坡下部施工及运行安全,提出自然边坡防治设计方案。根据旭龙水电站自然边坡特点,明确了边坡防治范围和防治目标,以“分类处理、防治结合、因地制宜、减少扰动”的原则进行防治设计,针对不同类型的局部稳定问题采取针对性的处理措施,对于堆积体、强烈卸荷松弛区、危岩体等局部不稳定问题,采取防护网、喷锚支护、锚索加固等措施;针对坡面滚石、落石问题,采用坡面清理等措施来减轻或消除危害。结果表明:采取针对性的防治设计措施可提高边坡整体稳定性,有效保障工程安全。该防治设计思路及成果可为类似工程自然边坡防治设计提供参考。

基于旭龙水电站的水光蓄互补规划研究

旭龙水电站位于金沙江干流上游川滇河段,周边太阳能资源丰富,具备抽水蓄能站点资源。目前,旭龙水电站已开工建设,但周边新能源配套开发方案尚未明确。考虑水量平衡、年弃光率等约束条件,分别构建了旭龙水电站水光互补、光蓄互补、水光蓄互补容量配置数学模型,计算分析了不同开发模式的容量配比关系,并对不同开发模式的综合上网电价进行了分析。结果表明:枯水年情景下,年弃光率均不超过5%,水光蓄互补可配套6210 MW光伏开发,比水光互补、光蓄互补模式配套光伏规模分别增加了4045,3305 MW。配置光伏装机规模6210 MW,水光蓄互补模式平均弃光率为7.3%,通道利用小时数5468 h,在3种互补模式中水平居中、较为合理。此外,水光蓄互补模式一体化综合上网电价为0.3187元/(kW·h),比水电站本身电价降低了0.0074元/(kW·h),提升了水电站的市场竞争力。研究成果量化了水电站和抽水蓄能电站促进新能源开发的效益,可为旭龙水电站周边新能源资源开发规划提供参考。

大地电磁探测技术在旭龙水电站隐蔽构造勘察中的应用

旭龙水电站前期工程勘察中面临坝库区高陡边坡、滑坡体及超厚覆盖层等复杂地质条件,准确查明该区域的隐蔽构造、裂缝、断层及覆盖层厚度十分关键。引入新型大地电磁测深探测系统,并基于优化改进二维快速松弛反演(RRI)算法,得到了收敛快、曲线平滑的大地电磁测深剖面,提取了丰富的深部地层信息。结果表明:采用低频磁棒、改进的RRI反演算法,有效数据频带延伸到1~0.1 Hz,有效探测深度近1000 m。该技术在超厚覆盖层及深部构造探测中获得了较好的应用效果,克服了旭龙水电站前期勘察技术难点,可为新型大地电磁系统在类似工程的应用提供参考。

旭龙水电站坝址径流计算分析

设计年径流计算是水电规划和工程设计中的基础工作任务。由于金沙江旭龙水电站坝址处无实测水文资料,需通过上下游和区间的水文站资料推求其坝址径流。基于重构的巴塘水文站和奔子栏水文站径流系列,分析对比了3种方法推求坝址径流的适用性。方法1采用奔子栏水文站扣除古学水文站流量和面积,再采用与巴塘水文站面积内插推求坝址径流;方法2利用坝址上下游的巴塘水文站、奔子栏水文站资料,采用面积内插推求坝址径流;方法3采用巴塘水文站流量,按面积比放大推求坝址径流。采用相邻水文站插补方法或水位流量关系插补方法重构了参证站巴塘水文站、奔子栏水文站1953~2018年的年、月径流系列。结果表明:上述3种方法得到的坝址多年平均径流量分别为321亿m^(3)、329亿m^(3)、317亿m^(3),计算结果相差较小;旭龙水电站坝址年径流统计参数符合地区变化规律,各水文站径流成果在地区上较协调。

旭龙水电站引水隧洞布置与结构设计

为合理设计旭龙水电站引水隧洞布置线路与结构,根据工程总体枢纽布置,结合地形地质条件,开展了隧洞线路布置和洞径比选工作。通过计算引水隧洞结构内力,设计进口渐变段、洞身段与钢衬段结构,确定了合适的立面型式及隧洞洞径,优化了引水发电系统流道布置,避免了上游调压室的设置。运用弹性力学有限元法,计算了引水隧洞不同工况下的整体稳定性。结果表明:旭龙水电站引水隧洞洞室满足稳定性要求,研究成果可为类似引水发电流道设计提供参考。

旭龙水电站引水发电建筑物布置设计

旭龙水电站工程地处高地震烈度区,为解决引水发电建筑物布置设计面临的洞室群数量多、规模大、主洞室间距小、坝址区局部高地应力及存在断层等难点问题,结合地形地质条件和枢纽建筑物总体布置,依据相关规程规范,采用工程类比、三维精细数值仿真等技术手段,有效处理了进水口、引水隧洞、主洞室及附属洞室、尾水隧洞、尾水出口等重点部位布置及支护参数设计、围岩稳定分析等技术问题,确定了技术可行、经济合理的引水发电建筑物布置格局。研究成果可为同类引水发电建筑物布置设计提供参考。

旭龙水电站进水塔抗震稳定性分析

旭龙水电站所处工程区的地震基本烈度为Ⅷ度,属于高地震区。为研究进水塔结构的抗震设计,采用三维有限元分析软件,运用振型分解反应谱法计算进水口在静动力各工况下的变形和应力分布,并对进水塔的整体稳定和基底应力进行了验算。结果表明:在各工况下,进水塔各部位一般应力均在规范许可的范围内,整体稳定及基底应力均满足规范要求,旭龙水电站进水塔结构抗震性能良好。研究成果可为类似进水塔结构设计提供参考。

基于贴近摄影技术的旭龙水电站高陡边坡精细实景三维重建

旭龙水电工程坝址区河段谷坡高陡,工程建设后左岸将形成坝肩高边坡。针对高陡边坡围岩落石等突发性安全问题,提出一种基于贴近摄影的泊松重建改进算法,对边界点的深度值和权值作调整,根据三角网所构成曲面的局部曲度变化来精简TIN,再与纹理影像进行配准和贴图,得到测区实景三维模型。结果表明:贴近摄影相比倾斜摄影数据能够明显提高实景三维模型的坐标精度与精细程度,泊松重建改进算法能够改进重建模型表面棱角不够突出、平面不够平整的问题。该方法不仅能大大提升三维模型地形结构的完整性,还能为工程后期施工图设计提供精确的参考资料,可为旭龙水电工程坝址区及类似工况地区的地质灾害预防提供重要依据。

旭龙水电站施工供水系统优化设计

为优化旭龙水电站施工供水系统,在工程建设期间提供工程所需的生产用水和生活用水,在确保所需供水量和水质安全的前提下研究施工供水的经济性,对坝区周边地表水比选,综合考虑后选择两处地势较高的地表水作为坝区供水水源。通过对原水工程高程合理利用,结合施工水厂选址,在满足分质供水的同时,实现供水系统全程自流供水,避免建造一、二级泵站。结果表明:该方法可大大降低工程投资,但同时也增加了敷设管道的难度。研究成果可为类似施工供水系统提供参考。

旭龙水电站坝基岩体质量验收控制标准研究

旭龙水电站为混凝土双曲拱坝,坝基岩体质量控制标准对工程具有重要意义,施工前应对坝基岩体质量验收控制标准进行研究。在前期勘察过程中,通过力学试验、岩体纵波波速值测定等方法确定了坝基岩体质量;类比同类工程,提出了一套适合旭龙水电站坝基ⅡA、Ⅲ1A、Ⅲ2 A岩体质量控制标准。结果表明:ⅡA类坝基岩体V p均值>5000 m/s,波速值<4500 m/s的占比不超过15%,且不集中;Ⅲ1A类坝基岩体V p均值>4500 m/s,波速值<4200 m/s的占比不超过15%,且不集中;Ⅲ2 A类坝基岩体V p均值>4500 m/s,波速值<4000 m/s的占比不超过10%,且不集中。研究成果可为确定旭龙水电站坝基岩体质量验收定量标准提供依据,并供类似工程参考。

基于遥感智能解译技术的围堰溃决洪水淹没分析--以旭龙水电站为例

水电站围堰溃决洪水突发性强且非常规,应急调查时效性要求高。为分析水电站围堰溃决洪水风险,以旭龙水电站为例,提出了一套基于遥感智能解译技术的溃堰洪水淹没分析方法用于实物指标应急调查,并选取与居民财产安全密切相关的建筑物为典型对象,通过构建U-Net卷积神经网络模型,对旭龙水电站下游区域进行建筑物提取。结果表明:该方法可有效识别出建筑物分布情况,F-score指标精度在93%以上,在算法效率上也明显优于人工解译。

旭龙水电站枢纽布置设计研究

为整体提高旭龙水电站主体工程的安全可靠性与经济环保性,通过对大坝、泄洪消能、地下厂房等建筑物布置的深入研究与方案比选,使枢纽主要建筑物避开不良地质构造范围,并利用优良的河床坝基与右岸地下电站围岩条件,确定了河床布置混凝土双曲拱坝、采用全坝身泄洪3表孔加4中孔,右岸布置地下厂房,左岸布置导流洞的紧凑枢纽布置格局。该方案降低了边坡开挖高度,减小对工程区环境影响,优化减少工程占地面积与开挖等土建工程量,显著节省了工程投资,充分体现了环保设计理念,可为《长江保护法》实施后的水电站枢纽布置设计提供参考。