DG水电站枢纽及建筑物设计

DG水电站坝址区河谷狭窄,上下游分布有崩坡积体和泥石流沟,枢纽布置受地形地质条件限制较大。设计通过坝轴线、枢纽布置格局、筑坝材料等各方面比选,最终确定了碾压混凝土重力坝、左岸溢流坝段、右岸坝后式厂房的枢纽方案。该方案充分利用了坝址现有地形地质条件,总体布置合理、紧凑、开挖量适中、边坡支护工程量省,主要建筑物设计合理。     

杨房沟水电站大型崩坡积体开挖出渣施工技术研究

杨房沟水电站崩坡积体的开挖出渣较常规的土方边坡开挖出渣有较大的区别,笔者详细介绍了杨房沟水电站崩坡积体利用上游冲沟溜渣和下部集渣平台出渣施工方法,为大型土方边坡开挖提供了一种安全性更高的施工方法,同时也总结了该施工方法施工过程中出现的一系列问题及相应的处理方法,其研究成果可供其他类似工程参考。     

高陡边坡危岩体治理技术

杨房沟水电站自然边坡高陡,边坡岩石节理发育,浅部岩体卸荷作用明显,局部岩体松动,山脊突出或边坡陡峻的局部形成了危岩体、危石群等,严重威胁下部建筑物、人员及设备安全。笔者通过分析危岩体特点,确定了危岩体治理的总体目标、原则及设计方法,提出了治理方案、施工技术及监测、预警等综合措施,解决了边坡稳定及安全问题。     

水电站枢纽区高位危岩体治理措施研究

杨房沟水电站枢纽区高边坡危岩体量多面广,地质灾害危险性评估级别为一级,稳定性差。为保证枢纽施工安全,需对高位危岩体展开治理。高位岩体治理施工难度大,安全风险高。在EPC设计施工总承包模式下,设计及施工技术人员通过现场踏勘采取综合措施,比如开挖清除破碎岩体、锚杆支护浅层裂隙岩体、挂网混凝土、主被动防护网,保证了枢纽区自然边坡岩体稳定,实现了高边坡治理安全零事故目标,有效保障了工程安全。     

杨房沟水电站Z3-14#高位危岩体治理排架施工方案浅析

杨房沟水电站左岸Z3-14#危岩体位于杨房沟水电站大坝基坑正上方,基坑开挖、出渣及水垫塘混凝土浇筑等均在其下方进行,岩体若发生失稳,势必造成整个杨房沟水电站建设的重大事故。为了安全、迅速地完成对Z3-14#危岩体的治理,确保施工安全与进度,采用文中所述的排架搭设形式进行支护施工效果较好,可供类似工程参考。     

大潭水电站拱坝布置及其应力和稳定分析

合理的拱坝布置方案是在满足枢纽布置，建筑物运用和坝肩基岩稳定的需求下，通过调整其外形尺寸，使坝体材料强度得到充分发挥，应力满足规范要求，且坝体工程量较少。作者以大潭水电站拱坝设计实例，阐述了拱坝的布置和应力分析及坝肩岩体稳定分析。     

杨房沟水电站泄洪消能设计

杨房沟水电站坝址河谷狭窄,洪峰流量大,枢纽最大泄洪功率为10 960 MW,在国内拱坝中处于较高水平.水电站泄洪消能采用“坝身表、中孔泄洪+坝下水垫塘”布置型式.文中通过方案比较,泄洪建筑物采用3个表孔和4个中孔的坝身集中泄洪方案,下游消能建筑物采用水垫塘+二道坝方案.表孔出口采用收缩型式、中孔出口采用收缩型式的宽尾墩.结合泄洪雾化分析,对水垫塘两岸边坡采用混凝土护坡、喷锚支护和排水孔等措施.     

拱坝三维非线性有限元分析及整体安全度评价——以杨房沟水电站为例

采用三维非线性有限元法,模拟了杨房沟拱坝坝体、坝基岩体及主要断层结构面,对坝体进行了位移应力分析,并结合三维极限平衡法分析,对坝肩关键性的可能滑动块体进行了有限元法抗滑稳定分析,论证了两岸关键性的滑块抗滑稳定安全系数均满足设计要求。超载法计算分析成果表明,杨房沟拱坝起裂超载系数在1.6左右,拱坝强度超载系数为4.5~5.0,与国内同等规模拱坝水平相当。在地震作用下,拱坝变形和应力与国内同等工程相类似,坝肩可能滑动块体抗震稳定性满足要求。综上所述,杨房沟高拱坝在正常工况、超载工况及地震工况下均具有较好的整体安全性。     

基于新抗震规范的杨房沟高拱坝抗震安全分析与评价

杨房沟水电站混凝土双曲拱坝最大坝高155 m,抗震设防类别为甲类,根据现行的抗震设计规范的规定进行坝址区场地相关设计反应谱和人工地震动时程研究,对施工图阶段优化后的拱坝体形进行考虑坝体横缝强震开合和无限地基辐射阻尼效应的三维非线性有限元分析研究,并对拱坝坝肩潜在滑动块体采用基于振型分解反应谱法的刚体极限平衡法和基于时程分析法的时域刚体极限平衡法进行动力稳定性复核。最后对杨房沟拱坝抗震安全进行综合评价,可知在设计地震作用下,施工图阶段杨房沟拱坝优化体形的抗震安全可靠。     

杨房沟水电站拱坝-基础整体地质力学模型试验研究

随着试验技术的发展,地质力学模型试验已成为研究高拱坝整体稳定性和安全度的重要方法。依据相似理论,按照1∶200比例建立杨房沟水电站整体三维地质力学模型,模拟拱坝-基础及两岸主要的断层、节理裂隙及风化卸荷等地质条件,采用水压超载法进行破坏试验研究,分析拱坝、基础及两岸坝肩抗力体的应力、变形和稳定安全度,研究拱坝-基础整体稳定性、失稳破坏过程及超载能力,并与国内同类高拱坝研究成果进行对比分析,综合评价杨房沟拱坝-基础整体稳定安全度。研究结果表明,拱坝起裂安全度K1=2.5~3.0,非线性开始安全度K2=4.0~6.0,整体稳定极限安全度K3=11.0。可见,杨房沟水电站拱坝-基础整体稳定性较高。     

杨房沟高拱坝建基面嵌深优化的分析与评价

高拱坝建基面嵌深方面尚未形成具有普适性的评价体系,以杨房沟拱坝建基面嵌深的定量分析与评价为目标,在常规拱坝变形受力分析的基础上,使用三维非线性有限元(TFINE程序)对杨房沟拱坝的可行性研究阶段和施工图阶段的两种建基面嵌深方案进行坝体关键参数、位移、应力和拱端推力的变形应力对比分析。采用塑性屈服区、不平衡力和余能范数评价坝体的整体稳定性和坝踵开裂风险,并基于多重网格法进行坝肩抗滑稳定分析。结果表明,杨房沟拱坝施工图阶段的建基面外移方案较可行性研究方案整体上改善了坝体的变形应力、稳定性和安全度等指标,具有良好的经济效益。研究成果论证了杨房沟拱坝施工图阶段建基面优化设计方案的合理性,同时也可为其他类似工程优化设计的安全分析与综合评价的量化分析提供参考。     

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。     

猴子岩水电站自然边坡危岩的治理设计与施工

猴子岩水电站坝址两岸河谷深切,谷坡陡峻,坡体基岩裸露,强、弱卸荷带及深卸荷分布广泛。为确保其下部施工及电站营运安全,设计针对坝顶以上自然边坡危岩体提出了治理防护设计方案。介绍了高陡自然边坡条件下危岩治理防护工程的设计、施工工艺和施工方法。     

破碎岩体上混凝土重力拱坝的设计要点分析

由于巴基斯坦高摩赞大坝坝址地质条件复杂,岩体破碎,天然条件下不满足修建混凝土坝的地基条件。以现场勘查和试验为基础,采用大范围大深度的固结灌浆处理方案。结合生产性灌浆试验,采用声波测试结合承压板载荷试验,验证固结灌浆对提高坝基变形模量的效果,并采用固结灌浆处理后的岩体物理力学参数对大坝进行了有限元分析。在多方论证的基础上,经过对大坝体型和结构的精心设计,在十分破碎的岩体条件下,成功建成了133 m高的混凝土重力拱坝。研究成果为国外混凝土重力拱坝的设计提供参考。     

长沙坝水库除险加固设计

浆砌石坝尤其是浆砌石拱坝的除险加固,目前经验较少。本文以长沙坝水库《大坝安全鉴定报告书》为基础,利用原设计资料,对大坝、消力池、冲砂孔与放水孔设施、左岸危岩体、防汛公路等项目的加固进行了方案比较,推选出适宜的加固方案,并据此进行加固设计。本文重点介绍了长沙坝水库主要建筑物加固设计,可供同行参考。     

坝肩岩体地震残余变形对小湾拱坝安全影响

用有限元模拟拱坝坝体、非连续接触单元模拟坝肩，计算了在设计地震荷载作用下小湾拱坝坝肩残余位移和坝体应力。以拉应力达到坝体混凝土抗拉强度为控制标准，得出坝肩岩体的动力稳定安全系数。计算结果表明，小湾拱坝坝肩仍具有一定的安全度。     

高拱坝建基岩体条件研究

高拱坝拦蓄水体巨大,要求建基岩体应具有较高的承载力及抗变形能力,但坝基嵌入深度过大,坝基大量开挖会影响坝基上下游高边坡的稳定,此外,存在高地应力导致的坝基岩体卸荷松弛问题等。在对比研究国内外设计标准对建基面的要求基础上,结合锦屏一级特高拱坝建基面的确定进行分析,总结出几点新的认识在采取可靠基础处理措施的前提下,可适当降低对建基岩体的质量要求;可采取适当增加坝体厚度、降低拱坝应力水平的方式,降低建基岩体受载;采取在拱坝下游抗力体区域施加横向锚索锁固的方式,可提高建基岩体承载能力。     

强震作用下特高拱坝非线性地震反应分析

研究采用等效一致黏弹性边界单元模拟拱坝无限地基辐射阻尼效应,给出了人工边界节点上等效地震荷载的计算公式,实现了拱坝-地基系统的地震动输入。以我国某特高拱坝为例,建立了拱坝-地基三维有限元分析模型,精细模拟了坝体体型、横缝、河谷形状、各类岩体以及主要地质构造。采用时程分析方法,综合考虑无限地基辐射阻尼效应、拱坝-库水动力相互作用、拱坝横缝动力接触非线性效应等因素,分析了拱坝-地基系统在强震作用下的动力响应,对拱坝抗震安全性进行了评价。研究成果为高拱坝设计提供了参考。