"关爱生命、安全发展"在施工中的运用——映秀湾水电站灾后重建安全管控工作总结

5.12汶川地震发生后,映秀湾水电站道路、通讯一度中断,首部枢纽、引水隧洞、厂房(生活区)、尾水渠均遭受严重损坏,通过施工单位五个月的艰苦奋战,先后完成了映秀湾水电站首部枢纽、引水隧洞、厂房、尾水等4个重点部位、共12个大项、80个小项的恢复重建上作.对施工过程中如何有效进行灾后重建安全管控工作作了全面阐述,为类似工程的实施提供了可供借鉴的经验.     

走滑断层作用下跨断层隧洞破坏机理研究

中国西部地区断层带分布广泛,使得西部地区隧洞建造过程中不可避免穿越活动断层。为研究不同因素对隧洞衬砌结构的影响,根据滇中引水工程香炉山引水隧洞穿越断层的活动形式,采用数值模拟方法模拟不同工况下走滑断层错动引发的隧洞衬砌变形及受力,由此得到断层错动量、断层带宽度、断层带围岩强度及断层倾角这4个主要因素对衬砌结构的影响程度。结果表明:(1)断层错动量、断层带宽度、断层带围岩强度及断层倾角4个因素对衬砌影响的程度依次减弱。(2)隧洞衬砌在走滑断层错动作用下的变形模式呈"Z"字形分布。(3)断层破碎带范围内的剪力较大,衬砌弯矩分布沿隧洞纵向方向呈中心对称,在断层界限处达到弯矩最大值,衬砌中点的弯矩为0。(4)位于断层带处的隧洞衬砌洞顶及洞底应力分布受敏感参数影响的变化较大,隧洞衬砌两端的压应力较小;左右拱腰的纵向应力沿衬砌中间截面迹线呈对称分布,最大压应力出现在断层界限处,因此断层界限应该成为隧洞抗错断的控制重点。     

活动断裂对隧洞变形响应特性的影响研究

长距离跨流域调水工程是解决水资源短缺与社会经济高质量发展之间矛盾的必然选择，由于受到地形和地质条件的限制，通常需要跨活动断裂建设长距离输水隧洞。为了全面、准确地认识活动断层的错断对输水隧洞变形破坏特性的影响，以滇中引水工程的关键控制性工程——香炉山输水隧洞为例，基于隧洞关键部位的位移与相对变形、最大主应力、纵向等效内力等指标，对断层带倾向、夹角、宽度、岩体力学参数等因素进行参数分析。结果表明：断层带走向与隧洞夹角以及断层带倾角越大，对隧洞衬砌变形受力状态越有利，当隧洞必须要跨越活动断裂时，其相交角度较大为宜；在相同错动量的前提下，断层宽度越小，对隧洞变形越不利；在断裂带两侧岩体质量条件和错动量不变的前提下，随着断裂带岩体质量的提升，隧洞受到的错动作用更加显著。研究成果可为相关隧洞工程建设提供参考。     

蒲石河抽水蓄能电站引水隧洞下平段断层处理

蒲石河抽水蓄能电站引水隧洞下平段发育多条断层,属Ⅲ～Ⅳ类围岩。其中,规模最大的F3断层及上、下盘影响带宽约22～25 m。在开挖过程中,断层渗水严重,围岩局部稳定性差。介绍了蒲石河抽水蓄能电站引水隧洞下平段断层处理方案的确定过程,为类似工程的处理提供借鉴。     

过活动断裂隧洞抗错断适应性结构响应分析

输水隧洞作为长距离跨流域调水工程的关键控制性工程为缓解经济布局与水资源分布之间的区域矛盾发挥着巨大作用。而我国西南高烈度地区地质构造复杂,活动断裂分布密集,导致输水隧洞工程不可避免地需要穿越多条活动断裂带建设。针对滇中引水工程香炉山隧洞过活动断裂带,开展隧道适应性结构在断层错动条件下的影响校核。以龙蟠—乔后断层F10-1为代表,基于隧洞关键部位的位移、相对变形、最大主应力和纵向等效内力等指标,评估活动断层对香炉山隧洞抗错断适应性结构的影响,并基于数值计算验证其在减小衬砌内力与变形方面的作用。结果表明受走滑为主的断层运动影响,隧洞的一侧边墙表现为受拉状态,拉应力较小,约为5 MPa;铰接缝的最大法向变形与切向变形均位于断层带中央节段之间;铰接设计这一适应性结构的存在有效改善了衬砌在错动条件下的受力状态。研究成果可以直接应用于穿越活断层输水隧洞的工程设计与施工,为相关工程隧洞建设提供有利支撑。     

苗坑水库工程引水隧洞稳定性及应力分析

输水隧洞经常发生的病害主要为衬砌裂缝,因此对隧洞裂缝进行分析对维护衬砌结构的稳定性至关重要。以苗坑水库输水工程为例,结合断裂力学理论以及混凝土断裂准则,建立输水隧洞衬砌结构稳定性的安全评价方法。依据计算模型,分析裂缝位置及角度对衬砌结构安全性以及稳定性的影响,最终确定引水隧洞的稳定性和应力条件,以此为隧洞支护提供建议。     

基于高地温引水隧洞的温度场数值模拟研究

本文结合能量传输方程,采用k-ε紊流模型,考虑温度场和流场的相互作用,并根据工程实际数据和环境状况,建立了三维引水隧洞水温预测模型。应用FLUENT计算软件对拟通水的齐热哈塔尔水电站引水隧洞的水温变化情况进行预测。通过与岷江映秀湾水电站有压引水隧洞进出口水温原型观测数据作对比,验证所用数学模型具有较高的可靠性。预测结果表明,由于引水隧洞高地温问题十分严重,过洞水流的温度有一定增加。基于模型的建立基础,预测结果准确可靠,为建设工程和下游水环境保护提供了科研依据。     

"5·12"汶川大地震对映秀湾水电站的破坏——震后映秀湾水电站恢复生产施工总结

"5·12"地震发生后,映秀湾水电站道路、通讯一度中断,首部枢纽、引水隧洞、厂房(生活区)、尾水渠均遭受严重损坏.我部自2008年7月1日进场后,首先承担了映秀湾水电站首部枢纽、引水隧洞、厂房、尾水等4个重点部位、共12个大项、80个小项的恢复重建工作.映秀湾水电站原计划于2009年3月完成首台机组发电目标,但在映秀湾水力发电总厂、成都勘测设计研究院、四川水电工程建设监理有限工程、武警部队党委的正确领导和支持下,项目部积极组织人员、设备投入到恢复生产工作中,围绕"12月31日首台机组发电目标"展开了5个月的攻坚战.对映秀湾水电站恢复生产工程中重点部位的施工工作进行了总结.     

滇中引水工程凤凰山隧洞过活动断裂带结构适应性研究

滇中引水工程输水建筑物多采用隧洞,占比高达92%,线路多次穿越区域性活动断裂带等地质条件复杂的地层,工程建设及安全运行均受到严重威胁。结合滇中引水工程隧洞穿越活动断裂带的工程设计案例,从建筑物结构型式选择以及结构对断裂带蠕滑变形及黏滑变形的适应性进行了三维仿真分析,并提出了工程运行期合理的检修年限。研究结果表明:采用短衬砌和宽变形缝结构形式可有效减小区域性活动断裂带位移产生的结构应力,大大延长了衬砌结构的使用寿命。研究结论为穿越活断裂隧洞的抗错断设计提供参考。     

长引水隧洞对水温影响的实验研究

为了查明水体在流经发电引水隧洞后水温的变化，相应天然河道的水温变化以及引水式电站尾水汇入天然河道后水温分布情况，我们实测了渔子溪一级电站，岷江映秀湾电站和南桠河三级电站的引水隧洞井，出口水温，与经水隧洞相对应的天然河道水温以及尾水下游受影响河段内的水温。     

引水隧洞断裂地质缺陷分析及工程应对策略

穿越大型断裂(断层)破碎带的隧洞段往往是隧洞工程施工与运行的安全隐患段,因此也往往是勘察、设计、施工研究的重点和热点。以正在建设中的十堰市中心城区水资源配置工程的主线引水隧洞(2号隧洞)穿越竹山断裂段为例,根据研究区工程地质条件,以及竹山断裂空间分布和地质特性,对竹山断裂的地质缺陷进行分析。结果表明：竹山断裂主要有断裂带物质组成复杂、断裂带岩性软弱破碎、破碎带含水丰富三大地质缺陷。借鉴该工程中已完工隧洞过竹山断裂的工程建设经验,进一步对主线引水隧洞穿越断裂(断层)的工程应对策略进行分析研究,总结出应对策略具体技术路线为：应用“精细化”工程技术理念,制定经济合理、技术可行的隧洞开挖、支护方案;采用综合勘察手段,开展精细化超前地质预报工作;研究精细化施工处理措施,及时调整隧洞开挖、支护方案;按照确定的隧洞开挖、支护方案,开展隧洞施工工作;加强洞身变形监测,根据施工揭露的地质情况及时进行设计变更。     

映秀湾水电站震后快速修复施工安全管控措施

映秀项目部为修复5.12地震中受损的映秀湾水电站的项目部。主要修复映电的取水口、引水隧洞、出水口并承担一些边坡锚固工作。安全工作是一切工作的前提,只有有效控制安全事故的发生,才能顺利开展施工。     

三岔水电站发电引水隧洞穿断裂带段动力分析

三岔水电站发电引水隧洞全长9079m，隧洞穿越的虎牙关断裂是1条全新世活动断裂，具备发生7级以上地震的能力。采用ANSYS软件，对隧洞穿断裂带段进行三维有限元动力分析，为工程安全可靠性论证提供了依据。     

基于水电站引水隧洞开挖及支护技术的研究

为了保证引水隧洞的施工效率及其整体稳定性,较为全面的探究了开挖与支护技术。文章以水电站引水隧洞为例,对其开挖与支护技术进行深入地研究和分析,以期为实现隧洞引水以及建设符合相关要求的水力发电工程提供技术支持。     

香炉山隧洞龙蟠—乔后断裂带西支蠕滑特性与位错模式

为了全面认识活动断裂蠕滑运动的位错规律,以滇中引水工程香炉山隧洞的龙蟠-乔后西支断裂带(F10-1)为工程依托。综合地质条件、岩性参数和力学特征,建立F10-1的地质概化模型。研究整个服务周期内,断裂带的错动变形规律。考虑不同破碎带宽度和不同断层倾角的影响因素,分析其位错变形特征和位移梯度,并讨论隧洞的稳定性。结果表明:断裂带的位错模式较为相似,呈现“坡面”型。强度较大的错动盘呈现平动的位移模式,位移主要发生在软弱岩层的破碎区。随着服务年限增加、破碎带宽度增大和断层倾角减小,破碎带位移随之增加。由上影响带与破碎带交界面位移可知,隧洞的左肩窝位置存在较大变形(除30°和50°,其最大变形位于隧洞左侧);由位移梯度分布规律可知,位移梯度呈现先增加后减小的“单峰”分布特征,且峰值位于破碎区。峰值大小随着服务年限和断层倾角的增大而增大,随着破碎带宽度的增大而减小。研究成果可以为滇中引水工程隧洞的安全建设提供有力的支撑。     

善泥坡水电站枢纽区工程地质问题综述

善泥坡水电站位于北盘江中上游河段,枢纽区建筑物由碾压混凝土拱坝(最大坝高119.4m)、右岸引水隧洞与地下厂房组成。枢纽区内可溶岩地层与非可溶岩地层相间分布,工程地质条件较为复杂。综合分析认为:坝区主要存在两岸绕坝肩岩溶渗漏、坝基抗滑稳定及近坝危岩体稳定问题;引水隧洞主要存在软岩洞段围岩稳定及可溶岩洞段岩溶涌水问题;地下厂房为C3m厚层灰岩,围岩总体稳定性好,由于断裂切割存在局部围岩稳定及岩溶涌水问题。     

地震条件下引水隧洞动力响应分析

当工程所处坝址地震烈度较高时,为了保证引水隧洞的安全,需要进行考虑地震荷载作用下的硐室稳定性研究。以某引水隧洞工程为例,运用数值模拟方法进行地震动力模拟,从而作出引水隧洞的稳定性评价,以期分析成果和研究方法可以为其他相关隧洞工程设计提供参考与借鉴。     

引水隧洞围岩开挖施工技术及力学模拟分析

针对流域梯级电站引水隧洞建立三维有限元模型,计算该隧洞施工开挖支护阶段的应力变形,分析隧洞洞室及围岩的结构稳定性,所得成果可为引水工程隧洞施工提供一定的参考。     

引水隧洞涌水涌泥处理施工技术

引水隧洞穿越断层破碎岩层时,常发生坍塌及涌水涌泥,造成工程工期滞后和施工安全隐患。该文阐述龙津溪引水工程C1标段隧洞断层涌水涌泥处理,采取的措施包括超前长大管棚支护、全断面双液帷幕灌浆、全断面高压双液固结灌浆等,成功处理了引水隧洞断层产生的涌水涌泥地质灾害,可供类似工程参考。     

粉砂质板岩隧洞围岩变形破坏特征及稳定性研究

以东南亚某在建水电站引水隧洞粉砂质板岩段洞室开挖工程为依托，在现场地质调查测绘的基础上，对粉砂质板岩段围岩变形破坏特征进行分析，结果表明:粉砂质板岩段围岩的变形破坏主要分两种，一种由Ⅳ级结构面相互切割引起的局部垮塌掉块；另一种由断层引起的大规模垮塌变形。并基于有限元软件模拟断层分布发育特征对洞室稳定性的影响，结果表明:断层倾角在30°～60°对洞室稳定性影响较大，当断层位于隧洞中心上部时，对围岩变形的影响最大，特别左侧腰线部位岩体；当其位于隧洞中心下方，影响次之；与隧道中心相交时，影响最弱。研究成果可为后续类似洞段开挖支护方案提供参考借鉴。