溪洛渡特高拱坝初期蓄水工作性态分析研究

大坝各方面性能能否经受住首次蓄水的考验,是关系大坝安全的关键问题。本文针对溪洛渡拱坝,采用非线性有限元方法,考虑横缝的接触非线性,实现了大坝初期蓄水全过程模拟,分析了蓄水过程中坝体和坝基变形、应力的分布特征和变化规律,以及横缝应力和张开度的变化情况,并确定了保证接缝灌浆的安全蓄水水位。研究结果表明,在水荷载作用下,坝体和坝基发生向下游的顺河向变形和向两岸的横河向变形,坝体上游面主拉应力和下游面主压应力不断增大,横缝有压紧的趋势。同时,对坝体与坝基关键变形和应力的初期实测数据与计算成果进行了对比,二者规律吻合较好;并结合国内同类大坝工程的情况分析了蓄水变形实测值与设计计算值存在差异的原因。计算和监测结果表明,溪洛渡初期蓄水阶段大坝应力应变及横缝状态符合特高拱坝低水位运行特征,大坝蓄水整体安全有保障。随着蓄水位增加,需跟踪开展大坝混凝土与基础岩石实际参数的反馈分析,动态评价大坝整体的安全性能。     

溪洛渡拱坝施工期监测及工作性态分析

溪洛渡大坝坝高285.5 m,是世界上最高的拱坝之一。作为高拱坝,其施工期的变形及温度、应力变化均较为复杂,因此应及时分析监测数据,对大坝工作性态进行初步评价,并将分析成果反馈设计,便于指导施工。     

溪洛渡特高拱坝蓄水初期工作状态评价

本文对溪洛渡拱坝蓄水阶段原型监测成果进行归纳总结,论术了监测数据的同步性、连续性、规律性和收敛性特征,初步评价了大坝的运行状态,基于数值仿真反馈分析,研究了大坝受力变形特性的机理,重点阐述了拱坝库盆沉降、上部谷幅收缩效应,分析了坝踵压应力的合理性。结果表明:溪洛渡拱坝初期蓄水期拱坝变形与水库水位变化过程一致,连续变化且符合客观规律,整体时效变形呈现收敛态势;由于溪洛渡特殊的地质条件,库盆压力对大坝变形影响较大,但不影响整体安全稳定;拱坝应力分布良好,坝肩推力在坝基内扩散明显,处于可控状态。综合分析认为,溪洛渡拱坝蓄水过程安全可靠。     

构皮滩水电站初期蓄水拱坝工作性态分析

水库初期蓄水是挡水建筑物运行的重要阶段,此时建筑物的工作性态对验证建筑物是否满足设计要求及指导后期运行具有重要意义。对构皮滩拱坝初期蓄水工作性态进行了初步分析和评述,主要内容包括坝体变形、坝体应力应变、坝基渗流、坝体温度场等。初期蓄水后,构皮滩拱坝坝体变位规律良好,符合混凝土双曲拱坝变形特性,实测变形量较小,坝体应力分布符合双曲拱坝低水位运行特征,大坝混凝土自生体积变形多表现为膨胀型,应变量不大,坝基渗流控制效果好,扬压力小于设计值,渗漏量较小,温控措施合理有效。     

大岗山水电站运行初期拱坝工作性态分析

大岗山水电站自2014年底导流洞下闸蓄水以来,拱坝在正常水位下运行1 a多,其工作性态对验证建筑物是否满足设计要求及指导后期运行具有重要意义。笔者对该拱坝运行初期工作性态进行了初步分析,主要内容包括坝体变形、横缝增开度、坝体应力应变、坝体温度场、基础渗流等。历经2个汛期,大岗山水电站库水位在死水位与正常蓄水位之间往复变化,大坝呈现出良好工作状态,坝体变位规律良好,应力分布正常,实测坝体混凝土温升符合一般规律,坝基及两岸渗控系统运行良好,扬压力小于设计值。     

溪洛渡特高拱坝初期蓄水期监测反馈分析

基于溪洛渡拱坝初期蓄水阶段各类原型监测成果,利用数值反馈分析方法,通过整合集成综合分析、数值模型反馈分析以及定性、定量数值判断,建立了一整套特高拱坝监测反馈分析方法,完成了对溪洛渡初期蓄水期大坝安全状态评估,并预测了后期蓄水大坝的受力变形特性。文章首先系统梳理分析大坝监测成果并进行归纳总结,初步评价了大坝的运行状态,建立若干监测反馈分析目标;其次,运用数值仿真实验,通过反演正分析使数值分析成果逼近原型监测成果,进而分析大坝受力变形特性的机理;最后,利用数值模型对大坝后期蓄水过程及运行状态进行预测评估。分析表明:建设期大坝根据浇筑形象面貌及封拱灌浆面貌分阶段完成自重时空受力变形状态分布,符合大坝常规变形特征;初期蓄水期拱坝整体向下游和两岸山体方向变形,河床坝段径向位移大于岸坡坝段,对称性较好;坝基受力变形稳定,坝肩推力在坝基内扩散明显,符合力学规律,处于可控状态;后期蓄水预测受力变形规律良好。综合分析认为,溪洛渡拱坝蓄水过程安全可靠。     

溪洛渡高拱坝运行初期应力应变监测资料分析

通过分析溪洛渡高拱坝运行初期无应力计和应变计组监测基本情况,建立了坝体混凝土应力应变监测资料分析流程,构建了溪洛渡水电站高拱坝应力应变监测资料分析模块,对坝体混凝土的自生体积变形和应力状态进行了计算。计算结果表明,溪洛渡高拱坝大部分无应力计为收缩型,拱坝混凝土自生体积变形随龄期变化稳定;坝体强约束区和典型坝段总体呈受压状态,局部存在少量拉应力,影响范围和计算值均较小。     

溪洛渡水电站拱坝设计

通过对溪洛渡混凝土双曲拱坝坝体应力分析，基础变模值的改变和坝身开孔等对坝体应力影响分析以及就坝基玄武岩发育的层间层内错动带进行坝肩大块体，小块全和阶梯状滑块的稳定分析，并应用三维非线性整体稳定分析计算，综合评价了溪洛渡拱坝设计的合理性。     

溪洛渡拱坝设计综述

溪洛渡拱坝的工程规模和技术难度均超出了现行拱坝设计规范的控制。为此，在可行性研究阶段，立足现有技术水平，借鉴国内外成功经验和最新研究成果，以规范为基础，佐以现代仿真分析和模型试验，结合工程类比，对溪洛渡拱坝建基面与拱坝体形、应力分析与设计强度、抗滑稳定与整体稳定、抗震分析与评价、温度控制、基础处理等进行了研究分析，使拱坝设计最终达到安全可靠、技术可行、经济合理。     

溪洛渡水电站高拱坝

溪洛渡水电站高拱坝枢纽泄洪消能技术难度远大于国内外已建成或正在设计的高拱坝工程,为此结合溪洛渡水电站泄洪消能对加大坝身孔口泄量至30000m3/s、"反拱形”水垫塘、泄洪洞体形及导流洞改建为泄洪洞等关键技术进行了研究,研究成果的水平在"七五”、"八五”攻关基础上有较大的提高,经济效益和社会效益显著.     

溪洛渡大坝运行初期安全风险与应对措施分析

大坝投运初期面临的安全风险相对较大.结合类似工程案例和溪洛渡水电站工程实际情况,分析了工程建成投运后在地震震损、坝体开裂、泄洪消能设施损坏及库岸边坡失稳等方面可能面临的安全风险,并从运行管理角度,提出了从制度建设、技术管理和科技创新等方面入手采取的应对措施,以确保大坝运行初期的安全稳定.     

溪洛渡拱坝坝肩的稳定分析

采用刚体极限平衡法对溪洛渡拱坝坝肩稳定进行了全面计算,对坝肩稳定进行了分析评价.     

溪洛渡拱坝混凝土温度控制浅析

溪洛渡拱坝混凝土由于材料特性的原因,混凝土抗裂性能富裕度小。混凝土温度控制采取了从混凝土生产、浇筑、后期冷却、保温及养护的全过程精细化控制措施;结合拱坝仿真分析和专家技术咨询,实现了温控风险提前预防、温控技术措施实时优化的预控管理;建立并完善了"数字"大坝施工信息管理系统,为精细化、个性化、数字化温控管理提供科学管理平台。有效实现了坝体混凝土温控目标,无危害性温度裂缝产生。     

溪洛渡水电站拱坝混凝土施工工艺

溪洛渡电站拦河大坝为抛物线双曲拱坝,文章对拱坝砂石料、水泥、粉煤灰等的运输及预冷措施,混凝土生产及运输、入仓工艺、混凝土浇筑及模板,混凝土温控等多方面混凝土施工工艺及关键技术进行了全面阐述。2013年5月4日,溪洛渡大坝按期下闸蓄水,工程质量良好,工程具有"三高一大"(高地震区、高拱坝、高水头、大泄量)的特点,为世界泄洪孔洞最多的大坝,系我国挑战300 m级高拱坝建设的标志性工程。     

溪洛渡水电站高拱坝建基面处理与安全监测

金沙江溪洛渡水电站大坝为我国目前已建和在建装机容量最大的高拱坝。开挖揭示大坝建基面局部存在Ⅲ2、Ⅳ级岩体和层间、层内错动发育等地质缺陷,河床坝段基岩面以下20 m处存在约15%的Ⅲ2级岩体,严重影响大坝及基础的整体稳定。通过优化建基面设计和置换混凝土、加强固结灌浆、刻槽、锚固、防渗和清基等一系列的处理措施,建基面岩体质量得到了明显的改善。监测成果显示,随坝段浇筑混凝土上升,建基面应力和沉降均匀增大,相邻坝段差异沉降较小,坝基防渗性能好,坝基和坝体的整体稳定性较好。总结溪洛渡水电站高拱坝建基面处理和监测,对类似工程具有指导和借鉴作用。     

小湾水电站分期蓄水实践与拱坝工作性态跟踪评价

介绍了小湾水电站分期蓄水工作的组织与实施,对蓄水期拱坝坝基坝体变形及应力应变、坝基渗流等安全监测成果进行了分析评述,分析结果对了解拱坝整体工作性态及指导后续蓄水工作具有重要意义。     

溪洛渡拱坝泄水深孔应力分析

溪洛渡双曲拱坝坝身共布置7个表孔,8个深孔,以及10个导流底孔。其中深孔孔口尺寸为6m×6．7m,泄水水头高105m,深孔出口处闸墩最大悬臂长达24．87m,闸墩最小厚度为3．5m,支撑大梁尺寸为8．0m×7．0m×5．0m（长×宽×高）,另外出口处弧门推力巨大,单孔弧门推力最高达82857kN,其应力应变状态极为复杂。采用三维有限元法对溪洛渡拱坝建立精细整体模型,对深孔部位进行应力分析研究。分析表明：溪洛渡拱坝闸墩预应力吨位和布置合理,表现在深孔孔口应力在进口段、孔身以及出口段可以满足设计应力要求;对于工况三（正常蓄水＋温降＋弧门挡水）大坝运行时,支铰大梁和闸墩下游端部出现拉应力最大极值,拉应力分别为3．0MPa和2．6MPa,但是分布范围有限,可以通过适当配筋满足设计要求。另外,文中还与二滩拱坝中孔孔口应力进行了类比分析,结果表明溪洛渡深孔孔口应力与二滩中孔类似,孔口角缘压应力存在偏压现象,但由于溪洛渡拱坝孔口周围温降荷载小,使得溪洛渡孔口内壁拉应力极值小于二滩。     

谷幅收缩变形对溪洛渡拱坝的安全影响分析

溪洛渡拱坝蓄水初期谷幅收缩现象较为明显,截止2017年5月19日,坝顶ＶＤＬ04测线谷幅变 形达到6．245ｃｍ,量值远超同类工程。在对谷幅变形进行函数拟合和收敛预测的基础上,对两岸谷幅应 用非线性有限元边界位移超载法,研究拱坝及基础应力、变形及塑性区变化规律,分析坝体－基础破坏 的薄弱部位及破坏方式,进行大坝在谷幅收缩极限状态下的安全评价。结果表明,随着谷幅变形超载倍 数的增大,死水位工况下游坝面420ｍ以下强约束区产生拉剪破坏区,并在下游坝面420ｍ以上生成左 右两个分支,沿左右拱端附近向上部高程发展,并向拱冠梁和坝体内部扩展;同时上游面以拱冠梁550ｍ 高程为中心发展出上游拉剪破坏区,并呈现对称扩展。正常蓄水工况,当谷幅超载倍数达到Ｋｃｚ＝3．0时 （ＶＤＬ04谷幅位移－22．436ｃｍ）,谷幅位移导致坝体塑性体积显著增长;而死水位工况,当谷幅超载系数 达到Ｋｃｚ＝2．0时（ＶＤＬ04谷幅位移－14．972ｃｍ）,谷幅位移导致坝体塑性体积快速增长。     

溪洛渡拱坝测量检测值精度研究

溪洛渡拱坝为一坝高285.5m、结构复杂、上下游坝面曲率不同变化的双曲拱坝。目前针对高拱坝的测量放样及检测验收,规范没有明确规定相应的允许精度值。本文经过严密的计算和推论对这一问题进行了研究分析,得出标准,并最终在实践中应用。     

溪洛渡水电站拱坝施工期坝基变形监测分析

为了解溪洛渡水电站拱坝坝基在施工期、蓄水初期及运行期不同阶段的变形情况和工作状态,确保大坝安全,同时为给工程建设及运行期管理提供科学依据,对坝基垂直位移和水平位移进行了监测,并对监测资料进行了初步分析.监测结果表明拱坝坝基沉降变形比较均匀,变化规律正常.