锦屏一级高拱坝施工关键技术

锦屏一级水电站大坝为目前世界最高拱坝,是我国总体设计和施工难度最大的高拱坝工程,其施工中解决了复杂地质条件高边坡施工、高拱坝混凝土骨料选择与供应、高拱坝混凝土高强度快速施工与温度控制、复杂地基处理施工等关键技术难题,保证了大坝的顺利建成,推动了我国高拱坝建设技术进步。     

锦屏一级水电站高拱坝混凝土快速施工技术

锦屏一级水电站大坝为世界第一高拱坝,坝顶高程1 885 m。施工中采用了多项先进技术,工程质量和建设速度在国内同类工程中处于领先地位,施工中也创造了一些先进的施工技术,对这些技术作了初步的介绍。     

锦屏一级水电站高拱坝施工中的技术创新

锦屏一级水电站高拱坝施工具有施工工期紧、场地狭窄、施工项目多、气候条件复杂、质量安全环保要求高等特点,施工难度极大.为解决工程施工中的难题,葛洲坝集团在多个方面进行了技术创新.简要介绍了工程施工中在环境保护、大坝快速施工、温控防裂、施工管理等方面的创新.     

锦屏一级拱坝基础处理效果的有限元分析

锦屏一级拱坝坝区地质条件复杂，主要地质缺陷有f5、f8、f13和f14断层，深部裂缝，层间挤压带，煌斑岩脉及变形拉裂岩体等。在可研设计中，对这些缺陷采用了多种基础处理措施，以改善拱坝应力和受力状态。本文采用三维有限元方法，分析了各种处理措施的效果。     

锦屏一级水电站高拱坝大垫座对大坝应力应变及稳定性的影响研究

对锦屏一级水电站高拱坝的特大垫座（高155m）采用非线性有限元法对设置垫座与无垫座2种方案从坝肩位移、应力、坝肩稳定性3个方面进行对比分析,讨论了加固前后应力分布和位移的变化情况以及超载破坏模式,并评价了垫座加固的效果。计算结果表明,对该大坝左坝肩1730—1885m高程范围内设置垫座后,不仅有效置换了Ⅳ2、Ⅴ1级岩体,而且显著改善了左坝肩刚度,提高了拱坝坝肩位移对称性,降低了坝体的主应力值和坝肩的位移,提高了坝肩的承载能力及大坝的安全稳定性。     

锦屏一级高拱坝左岸基础处理工程建设管理

锦屏一级水电站左岸基础处理工程规模大,地下洞室群纵横交错,是一项设计复杂、施工难度大、安全风险大、投资控制难的地下基础处理工程,施工期间如果出现洞室群塌方,则会导致坝肩左岸边坡失稳,造成安全事故及巨大的经济损失。从设计方案咨询与决策、分标、招标到现场施工管理进行了系统策划,实行精细化管理,成功地完成了各项施工任务,实现了安全、进度、投资可控,积累的经验可供类似工程参考。     

锦屏一级高拱坝温控特点与对策

本文从体型结构、材料参数、施工技术等方面阐述了锦屏一级高拱坝的温控特点,指出锦屏一级高拱坝底宽长、混凝土后期温度回升大、施工中通水冷却温降速度快、垫座约束复杂等因素都会对混凝土温控产生不利影响。基于仿真分析结果,本文提出了相应的对策,对于垫座和大坝基础约束区要严格控制最高温度,对于大坝非约束区要做好温降过程中空间梯度和时间梯度的控制。     

锦屏一级电站高拱坝左岸基础处理方案研究与实践

锦屏一级水电站高拱坝最大坝高305 m,坝体承受总水推力近1 200万t,而该拱坝左岸基础地质条件十分复杂,地质缺陷处理成为该高拱坝设计、施工及正常运行的关键技术问题。对地质缺陷正确地选择处理方案并确保方案顺利实施是建设管理过程中的重点和难点。针对锦屏一级水电站左岸Ⅳ2级岩体、断层、煌斑岩脉、低波速带及深部裂缝等特有的地质缺陷,采取先进的理论分析计算方法、现场灌浆试验,并广泛研究和借鉴已建工程的设计和施工经验等,确定了合理的地质缺陷处理方案,地质条件复杂、洞形复杂的锦屏一级水电站左岸抗力体地下洞室群实现了成功开挖且未发生任何安全事故。     

锦屏一级拱坝左岸基础处理加固措施研究

锦屏一级拱坝坝址区工程地质条件十分复杂,存在f2、f5、f8等断层、层间挤压带、煌斑岩脉X及一系列规模不等的卸荷张开裂缝或深部裂缝等不良地质构造,需对这些地质缺陷进行处理.通过现场勘测试验及分析研究,对拱坝左岸基础采取固结灌浆和混凝土置换相结合的处理方案。计算分析表明,通过利用混凝土垫座、抗力体固结灌浆、对断层及煌斑岩脉进行混凝土网格置换以及采用抗剪传力洞等措施,提高基础承载能力,可以满足拱坝设计的要求。     

锦屏一级高拱坝横缝非线性地震反应分析

介绍了锦屏一级抛物线双曲拱坝的横缝抗震计算结果,重点介绍了横缝数的选择及横缝数对拱坝应力、位移的影响。分析表明,在高拱坝的地震反应中,应计入横缝开合的影响。     

高拱坝浇筑后河床坝基综合变形模量取值研究

在高拱坝整个施工周期中,坝基岩体经历了开挖、卸荷、固结灌浆、大坝浇筑、加载等过程,其工程特性也必然发生相应变化。高拱坝浇筑完成后,坝基岩体综合变形模量是大坝安全评价、反馈分析等相关研究的重要参数,但该参数往往无法通过现场试验获得。针对这一问题,以溪洛渡水电站高拱坝为例,在坝基岩体地质条件、变形试验资料、钻孔弹模以及坝基岩体变形模量E0和纵波波速Vp相关关系综合研究的基础上,提出了适用于高拱坝施工完成后坝基综合变形模量取值的思路与方法。采用该方法研究得出溪洛渡高拱坝施工完成后河床坝基综合变形模量为11~14 MPa。基于该参数进行三维数值模拟得到坝基岩体的变形值与监测成果基本一致,说明这种取值思路与方法是合适的。     

溪洛渡水电站拱坝基础综合变模分析

在拱梁分载法坝体应力分析时，需要合理确定坝基岩体的变形模量值，为此，在溪洛渡水电站双曲拱坝的坝基变形模量计算中采用平面有限元法计算地基的“综合变形模量”，从而反映实际地形地质条件对拱 坝基变形形的影响。     

锦屏一级高拱坝整体稳定分析与评价

介绍了锦屏一级高拱坝针对复杂地基的系统加固处理方案,并结合三维非线性有限元数值仿真分析和超载地质力学模型试验,分析了高拱坝的坝基变形、基础的破坏特征、点安全度及整体稳定性;考虑坝基岩体高应力和高渗压作用下,试验研究了软弱结构面可能的降强幅度,并通过综合法地质力学模型试验,揭示了大坝与基础破坏的另一种模式。综合三维数值计算和地质力学模型试验研究成果,依据评判准则,锦屏一级高拱坝整体稳定安全度较高,可满足设计要求。     

综合加固处理技术在锦屏高拱坝左岸坝基中的应用

锦屏一级水电站大坝基础地质条件复杂,尤其以左岸f5断层为代表的软弱岩体,断层规模大、岩体性状差,是影响拱坝渗流稳定、抗滑稳定和变形稳定最为关键的因素之一,因而f5断层处理效果的好坏直接决定了锦屏一级水电站高拱坝能否长期安全运营。为此,对锦屏一级水电站高拱坝左岸坝基范围内的f5断层处理技术进行了探索和研究,介绍了开挖置换、预应力锚固、高压固结灌浆、水泥-化学复合灌浆及高压水对穿冲洗回填砼等处理措施,并对处理效果进行了分析和评价。监测成果表明,以上综合加固处理措施达到了预期的效果,可为类似工程提供参考和借鉴。     

杨房沟高拱坝防震抗震设计研究

杨房沟混凝土双曲拱坝最大坝高155 m,坝址所处地区地震烈度相对较大,为此,除了按DL5073—2000《水工建筑物抗震设计规范》的原则、方法和要求进行常规抗震分析外,同时还考虑坝址地形地质条件、计入地基辐射阻尼和横缝张开影响的三维非线性有限元法对大坝及基础进行动力分析,综合分析评价了大坝的抗震性能与抗震安全性。研究结果表明,杨房沟高拱坝在设计地震和校核地震作用下,坝体应力状况较好,坝体横缝最大张开度不会破坏横缝止水设施,满足设计要求。采取的抗震措施能够进一步提高拱坝的整体性和抗震性,杨房沟高拱坝的抗震安全是可以保证的。     

复杂地质条件下锦屏一级高拱坝坝趾加固措施研究

通过对锦屏一级特高拱坝的地质条件和受力特点的分析,结合基于变形加固理论的三维弹塑性有限元整体变形稳定分析成果,提出了该拱坝坝趾的加固措施设计方案,论证了其加固措施方案的合理性。通过对锦屏一级拱坝坝趾的加固措施研究,希望为类似复杂地质条件下高拱坝的坝趾锚固设计提供参考。     

高拱坝坝踵应力实测与弹性计算结果差异原因分析

坝踵应力是关系到混凝土坝是否开裂和安全的一个重要指标，不管是用结构力学法还是有限元法都能计算出坝踵有一定的拉应力，但实际监测中却很少出现。本文从定性和定量两个方面分析造成计算结果和实测结果差异的原因，以小湾特高拱坝为例分析影响计算精度的各项主要因素，在此基础上提出坝踵真实应力的仿真分析方法。结果显示，计算和实测应力差异原因主要在于以下三个方面：1）坝踵位置的定义不同；2）目前监测仪器和方法有局限性；3）计算过程中的不当简化，如自重和水压的施加方式、坝体温度荷载的考虑、库水温度分布以及库盆水压的影响等。改进后的仿真分析结果与监测结果吻合良好，说明该方法能够给出合理的坝踵应力变化规律和比较精确的应力范围。最后，给出了坝踵应力监测仪器和方法的改进建议。     

拱坝地基综合变形模量计算的有限元方法

用拱梁分载法进行拱坝应力分析时,需要合理确定各计算高程坝基岩体的变形模量和泊松比,但是坝基岩体通常是由各种不同岩性的岩石构成的,用其中任何一种岩性岩体的变形参数来代替或者对所有岩体变形参数进行简单的平均都是不合理的,因而正确评价坝基的综合变形模量对拱坝应力分析具有十分重要的现实意义。给出了在最小二乘意义下,利用三维有限元计算拱坝坝基综合变形模量和泊松比的一种方法。该方法可以求解由多种不同岩性的岩体、断层以及软弱夹层等构成的复杂岩体结构等效的变形模量和泊松比,并与相关的理论解进行了比较。比较结果表明,利用该方法来计算等效变形模量和泊松比是可行的。最后应用该方法对锦屏一级拱坝地基的综合变形模量和泊松比进行了计算,应用结果表明,在充分考虑各种地质构造和地基处理措施后,采用该方法计算的地基综合变形模量是合理的。