湖南省桂阳抽水蓄能电站高压引水隧洞稳定性分析

为研究湖南桂阳抽水蓄能电站高压引水隧洞稳定性,在工程区开展了高压压水试验和地应力测试,定量描述了隧洞围岩在高内水压力作用下的渗透特性,分析了整个工程区特别是重要工程部位的岩体应力状态,在此基础上根据围岩条件、抗抬理论准则、最小主应力准则、渗透准则评价了高压引水隧洞的渗透稳定性。结果表明:(1)工程区水平主应力大小总体上随深度的增加而增大,3个主应力之间的关系为SH>SZ>Sh,属于走滑型应力状态,钻孔附近地壳浅表层的最大水平主应力方位平均为NW32°,高压岔管及厂房区域属中等-低地应力区。高压压水试验结果显示隧洞围岩属于弱至微透水岩体;(2)高压引水隧洞各洞段具有足够的埋深条件,满足抗抬理论准则,同时隧洞围岩的抗渗透能力及抗水力劈裂能力均较好,基本满足钢筋混凝土衬砌方案的要求。

不同支护方式下大坡度斜井钢拱架与喷锚支护联合受力分析

目前,对于纵向坡度较大的大坡度斜井,两种不同支护方式(钢拱架铅直向下和垂直洞轴线)对钢拱架与喷锚支护联合受力特性影响的研究较少。结合云南省滇中引水工程香炉山隧洞某斜井工程实际,针对钢拱架铅直向下和垂直洞轴线两种布置型式分别与喷锚支护结构的联合受力,采用三维有限元法对斜井开挖过程中围岩位移、应力和喷层、锚杆及钢拱架的应力进行了计算分析。结果表明:两种钢拱架布置型式下,围岩变形和应力分布规律基本相同,垂直洞轴线布置钢拱架更有利于抑制围岩纵向位移和竖向位移,并使支护结构应力显著减小,对斜井围岩稳定和支护结构受力状态更加有利。围岩条件越差,支护效果越明显。建议大坡度斜井中采用垂直洞轴线的型式布置钢拱架。

引调水工程融合建设抽水蓄能电站的“调水+”新模式探讨

考虑当前发展阶段引调水工程投资回报率较低、水价普遍难以覆盖建设运营成本的实际,提出“调水+”新模式,以期通过多重项目功能,发挥综合效益实现总体平衡,解决单一引调水工程当前水价条件下市场化运作困难的问题。为科学计算“调水+”模式产生的经济效益,主要采用单方调水成本比较法,分别以引调水工程结合纯抽水蓄能电站以及结合非循环式抽水蓄能电站两种案例,从年运行费、折旧费和利息支出方面测算“调水+”模式的调水成本,与未使用“调水+”模式的引调水工程调水成本进行比较,并结合各自特点提出水能融合应重点关注的主要条件。结果表明,两种案例下采用“调水+”模式后,引调水工程单方成本分别降低0.32元/m^(3)和0.16元/m^(3)。实际工程应用中“调水+”模式应当全面考虑区域抽蓄和引调水工程的建设需求、工程规模、开发时序、工程调度、运行成本等因素。研究成果可为充分发挥“调水+”模式经济效益提供新的思路。

滇中引水工程破碎围岩洞室开挖支护方案分析

为研究不良地质条件下的洞室开挖支护技术,以滇中引水工程三大主体工程之一的石鼓水源工程为例,针对该工程冲江河右岸进水隧洞与进水箱涵连接段地质条件较差,主要存在浅埋覆盖层与破碎岩体的变形与稳定问题,介绍了进水隧洞采取的开挖支护措施。在石鼓水源工程一期进水箱涵和右岸进水隧洞开挖时,对箱涵边坡采用竖向钢管桩支护措施,隧洞洞口采用超前大管棚、超前小导管、钢拱架锚喷支护、超前堵水灌浆多项支护措施,并对隧洞进行了混凝土衬砌施工。稳定性分析结果表明:该类支护方案能有效控制边坡变形和隧洞洞口收敛,适用于稳定性极差的Ⅴ类围岩进洞段开挖支护。

深埋长引水隧洞对电站下游水温的影响

引水式水电站深埋长引水隧洞对电站下游水温的影响直接关系到下游水生物生境。采用k ε模型,结合能量传输方程建立了引水隧洞三维水温预测模型,并在利用原型观测资料验证模型的基础上,对拟建的锦屏二级引水隧洞的水温进行了预测。预测结果表明,由于雅砻江上拟建的锦屏二级隧洞洞径与过流量较大,水流在隧洞内滞流时间短,水温升高不明显。由于模型采用隧洞实际空间布置数据,建立包括混凝土衬砌区域在内的三维空间计算域,同时考虑温度场与流场的相互影响,实现了对温度场的精确模拟,从而可为水电站设计和水生物保护提供科学依据。

关角隧道突涌水防治技术体系研究

关角隧道修建长达7年时间,隧道突涌水是制约施工的主要难题。为解决隧道施工中探水精度不高,高压动水条件注浆困难,长距离、大流量抽排水难度高等技术难题,研究建立了一套突涌水防治技术体系。通过综合采用调查统计、经验总结、理论分析与数值分析等方法,提出了关角隧道突涌水水文地质模型和突涌水模式,揭示了关角隧道突涌水机理,为关角隧道突涌水处治提供了理论依据;建立了突涌水预报方法,其预测准确率达76%;提出了高压富水地层分类注浆及顶水注浆综合治理技术,为不同突涌水模式的注浆堵水提供了解决方案;采用地表导流方式大大减少了地表水对洞内突涌水的水源补给;提出了高扬程长距离反坡排水技术,在高海拔地区实现了抽排水量30万m^3/d。研究成果是重要的工程实践经验积累,可为类似工程提供借鉴,具有很高的推广应用价值。

金川水电站导流洞进口边坡稳定性分析

金川导流洞进口边坡地质条件较为复杂,有多组断层及裂隙发育,开挖后形成高陡边坡,边坡稳定问题较为突出。首先以有限元软件ADINA为平台,对预应力锚索、锁口锚索以及锚筋桩进行敏感性计算,做出锚固措施的优化分析;然后使用有限差分软件FLAC3D建立开挖锚固完成后的三维边坡模型,计算了边坡在天然、开挖、加固等5种工况下的边坡安全稳定状况。计算结果论证了锚固方案的合理性,揭示边坡在不同工况中可能发生失稳的部位,对工程建设具有一定指导意义。

某渣场边坡在堆载过程中的稳定性演化研究

以西南地区某水电站引水隧洞10号渣场边坡为例,通过数值分析对渣场边坡的堆载过程进行稳定性演化。研究表明,该渣场边坡在堆载过程中,渣体稳定性系数随堆载高度的增加而先增大后减小;初期堆载的渣体,主要起前缘压脚抗滑的作用,因而稳定性增加;而后期随堆载高度的增加,渣体有加载促滑的作用。根据研究结论,指出保持人为堆载边坡的稳定性应主要控堆载高度,针对该边坡,提出采用顶部减载及地表排水的治理措施。研究结果可以为渣场边坡的合理堆载与后期治理提供科学依据。

盾构分体始发施工技术在核电厂取水工程中的应用

核电厂取水隧洞紧邻常规岛及泵房结构,施工场地有限,无法进行盾构整体始发。通过对盾构台车管线改造及延长、出渣皮带口前移、电瓶车短编组等方法,在盾构1#和2#台车之间进行分离,实现盾构分体始发,待掘进出盾构整体长度后进行正常掘进。盾构分体始发技术在电厂取排水隧洞建设中的应用可以解决电厂多厂房结构同时建造时场地狭小的问题,可在今后的电力取排水工程中推广应用。

“下软上硬”二元结构型反倾边坡倾倒变形演化机理研究

针对某水电站导流洞进口边坡开挖过程中出现的顺层面张裂缝问题,采用工程地质分析、数值模拟相结合的方法,定性、定量分析裂缝产生机理及开挖边坡稳定性。研究结果表明,进口边坡本质上是一个"下软上硬"的二元结构,作为边坡基座的Pt2-12y具有极薄层的岩体结构特征,开挖卸荷后呈现了较强的弯曲式倾倒变形;边坡潜在失稳区域集中在前缘Pt2-12y岩层内,其变形破坏模式由倾倒-拉裂为主转变为滑移-拉裂;从安全系数计算结果及倾倒变形体的一般破坏特征来看,当前条件下开挖边坡整体稳定是有保障的。

电力隧道近距离底穿输水方涵应力变形分析

目前关于穿越大型具有防渗要求的输水结构的分析研究相对较少。采用三维数值模拟仿真技术,对穿越南水北调中线北京段卢沟桥输水暗涵(方涵)电力隧道竖井、掘进施工过程及其引发输水方涵结构应力应变、变形响应进行了动态模拟。通过应力应变分析及关键点的沉降监测追踪得出,该电力隧道施工造成在输水方涵顶部结构产生拉应力,约为0.36 MPa,引发输水方涵最大沉降达到2.86 mm,发生在方涵靠近竖井侧,接近于输水方涵极限沉降值3.0 mm,临近输水方涵的竖井开挖使输水方涵结构产生的不均匀沉降值达到了1.3 mm,会对输水方涵的结构产生不利影响。隧道穿越地层为卵石松散层,掘进开挖步距不宜大于0.5 m,对电力隧道周围土体需进行注浆加固处理,施工应遵循“管超前、严注浆、勤量测、短开挖、强支护、快封闭”的原则。

开挖方案对洞群围岩稳定性的影响研究

应用ANASYS对紫坪铺水利工程4条引水隧洞拟定的3种开挖顺序进行了模拟施工过程的非线性有限元仿真分析。通过分析计算,探讨了引水隧洞施工期围岩稳定性与支护结构安全性的相互影响,评价了各个支护手段的支护效果,得出了合理的施工开挖程序。

黄土地区引调水线路主要工程地质问题及对策

在广泛收集资料及实地调查的基础上,对黄土地区引调水线路工程地质勘察成功经验和失败教训进行总结,详细论述黄土渠道、隧洞、边坡和其他渠系建筑物渠道渗漏、湿陷变形、渠基稳定和黄土高边坡稳定等主要工程地质问题,并对黄土湿陷性处理、边坡防护措施及渠基处理措施进行了探讨。对重新认识黄土地区引调水线路工程地质勘察的主要工程地质问题,指导黄土地区引调水线路工程勘察,统一类似工程勘察工作深度和内容,提高勘察质量及行业规范编制具一定的参考价值。

土洞斜井进洞施工技术研究

在隧洞洞口开挖进洞施工中,土洞斜井进洞施工是难度较大的。介绍了在万家寨引黄北干线1号引水洞支北03-1施工支洞开挖进洞的成功经验,探索出了一套适合土洞斜井进洞的施工方法,该法具有经济、实用、安全、可靠等优点,对同类工程施工具有指导意义。

河北丰宁抽水蓄能电站下水库进/出水口高边坡支护结构设计研究

河北丰宁抽水蓄能电站下水库进/出水口边坡首先通过理论计算,在开挖前初步确定了边坡的锚喷支护参数,在施工过程中,根据揭露的实际地质条件、监测资料、施工状态及开挖跟踪反分析和围岩稳定分析结果,采取了针对性的边坡加强支护措施,并利用Geostudio和理正岩土软件对加强支护后的高边坡进行稳定性复核计算,优化和完善了合理的边坡支护参数,在确保施工安全的前提下有效降低了建设成本,使工程安全经济,其成果对工程应用及类似边坡的防护措施有指导和借鉴意义。

新疆北部某水电站导流洞进口高边坡塌方处理

某水电站是在建的二等大(2)型工程,导流洞在开工后进口发生了部分塌方及在进口上部发现裂缝,在考虑到对导流洞进口施工期的影响,针对施工期的特点采取治理措施进行处理后,导流洞进口边坡稳定且运行正常。

二滩水电站枢纽总体布置

二滩水电站水力枢纽由混凝土双曲拱坝、左岸地下厂房系统、右岸泄洪隧洞及左岸过木机道组成。为使运行条件好，节省投资，有利于高速施工，对枢纽总体布置方案作了大量比较优化，最后选定在左岸布置地下厂房，坝身及右岸泄洪洞联合泄洪，设置机械过木设施的方案。采用了在高地应力区开挖三大洞室群，薄拱坝分层开孔泄放大单宽流量，不同的新型消能工等新技术。施工中用先进方法解决了施工干扰大等问题，从而保证了工程按期发电。

西藏金河水电站枢纽设计

西藏金河水电站根据地形特点采用跨流域引水发电模式。枢纽布置中考虑到引水防沙问题,采用“侧向取水、正向泄洪冲沙”及“表面排沙、中层取水、底层冲沙”的布置原则。首部枢纽组采用水库沉沙技术解决工程泥沙问题。为保证水库的泥沙库容,需进行不定期的冲沙及监测。

石龙水电站引水发电系统布置设计

文章介绍了石龙水电站工程引水发电系统建筑物的总体布置设计,引水系统采用单机单洞引水方式,地面发电厂房总装机70 MW。充分结合地形、地质和交通条件,总体布置布局合理、运行管理方便。

苗尾水电站导流隧洞进口边坡变形处理

苗尾水电站导流隧洞进口岩体质量较差,倾倒变形严重,洞口开挖后,边坡倾倒变形加剧,产生许多张拉裂缝。通过采取合理的加固处理方案,使变形得到了有效的控制,裂缝没有进一步发展,确保了工程及施工安全。这不仅为工程建设本身赢得了宝贵的工期,还为国内类似工程积累了设计经验。