中国高混凝土面板堆石坝性状监测及启示

阐述了中国高混凝土面板堆石坝(坝高129 m以上)安全监测布置、监测仪器选型和数量以及监测主要成果,在分析了高混凝土面板堆石坝监测资料的基础上指出筑坝材料的变形特性、坝高和河谷形状是影响混凝土面板堆石坝工作形状的主要因素,提出了坝体沉降特征值Cs、坝体水平位移特征值CDu和CDd、周边缝位移特征值CDS、面板垂直缝位移...     

新疆坝工技术进展

新疆有大小河流570余条,97%的河川径流形成于山区。因此,山区水库大坝建设是开发水能资源、实现水资源合理配置与有效调控的重要措施。自20世纪90年代以来,新疆的水库建设已从平原水库转入山区水库建设,筑坝材料也在当地材料坝的基础上不断改进,碾压混凝土坝、混凝土面板砂砾石堆石坝、沥青混凝土心墙堆石坝、土工膜防渗堆石坝等坝型不断涌现。结合新疆坝工建设,系统地总结了坝工技术特点和取得的主要技术创新成果,研究认为:以黏土心墙堆石坝为基础坝型,以混凝土面板砂砾石堆石坝和沥青混凝土心墙堆石坝为主要发展方向,在高寒地区、高地震区、深厚覆盖层等特殊环境和各种不良地质条件下的筑坝技术,是新疆坝工建设的显著特点。努力在坝工设计、坝基处理、施工工艺和建筑材料等关键技术取得不断进步和创新,对于提高大坝建设和运行管理的技术经济水平、安全可靠性能具有非常重要的促进作用。     

混凝土面板堆石坝软岩坝料填筑技术研究

混凝土面板堆石坝在土石坝中发展非常迅速,软岩筑坝又是混凝土面板堆石坝的新课题。软岩分布占地球表面岩石50％以上,故研究软岩筑坝技术有广阔前景和巨大的经济效益。以重庆的鱼跳、江西的大坳、云南的茄子山3个混凝土面板堆石坝为依托工程,针对软岩筑坝中普遍关心的填筑质量、压实密度及细化板结等问题进行了现场试验研究,通过分析和总结从中找出了软岩筑坝中填筑的规律性,提出了改善坝体填筑质量的工程措施等,供类似工程参考。     

严寒、高震、深覆盖层混凝土面板坝关键技术研究综述

自 20 世纪 90 年代以来,新疆的水库建设已从平原水库转入山区水库建设,以混凝土面板砂砾石坝为主要的当地材料坝,得到了迅速发展。新疆于 20 世纪 70 年代末,开始引进混凝土面板坝筑坝技术,采用天然砂砾石填筑百米级高坝,是区别于一般面板堆石坝的主要特点。针对严寒地区、深覆盖层、高地震区等不良环境地质条件,全面总结基础上系统地建立了混凝土面板砂砾石坝筑坝关键技术体系,阐述了在抗震结构设计、坝体变形控制、坝体渗流控制等方面取得的创新突破,研究指出施工工艺的不断改进,大型机械压实功能的不断增强,为该坝型推广应用和安全性能提高,提供了重要的技术保障。对于提高混凝土面板砂砾石坝建设和运行管理水平具有重要意义。     

混凝土面板堆石坝面板防裂混凝土性能研究

混凝土面板是堆石坝的主要防渗体。混凝土面板存在裂缝问题。严重地影响面板的防渗效果和使用效果。因此，面板混凝土抗技术是混凝土面板堆石坝施工的关键技术之一。本文主要阐述面板防裂混凝土的防裂原理、材料性能和补偿收缩混凝土等内容。     

混凝土面板堆石坝的技术进步

随着社会经济速度不断加快,混凝土堆石坝的建设高度不断增加,为了满足现代化建设的需求,对混凝土面板堆石坝的设计与施工越来越高.对于超高混凝土面板堆石坝来说,其设计施工将面临各方面因划素的挑战.近年来,我国混凝土面板堆石坝的施工技术取得显著的成果,自主创新能力不断加强,推动了我国混凝土面板堆石坝的发展与进步.本文将对混凝上面板堆石坝工程建设的技术发展进行分析,了解其关键技术以及计算等方面的技术进步与创新,并对混凝土面板堆石坝的未来发展作出展望.     

300m级超高面板堆石坝变形规律的研究

采用三维有限元数值分析方法研究了300m级超高混凝土面板堆石坝的变形规律。指出坝体分区、筑坝材料特性特别是流变特性是影响超高面板堆石坝变形性状的主要因素,要重视超高面板堆石坝上游部分坝体变形的鼓肚现象。建议了合理选择筑坝材料,适当提高下游堆石区填筑标准、全断面均衡填筑、上部1/3左右坝体采用变形模量较高的坝料,待坝体变形基本趋于稳定才浇筑面板以及考虑设置面板永久水平缝等工程措施来改善超高面板堆石坝的应力变形性状。     

白龙江花园水电站坝型选择

根据花园水电站坝址地形、地质条件,从坝址基岩特性、泥沙情况、建坝材料等方面对混凝土面板堆石坝和混凝土重力坝进行比较,又从工程投资、施工工艺等方面对筑坝混凝土材料进行比选,最终选择常态混凝土重力坝为推荐坝型。     

张河湾抽水蓄能电站上水库工程斜坡垫层料的碾压施工及质量控制

张河湾抽水蓄能电站上水库工程为沥青砼面板堆石坝,该水库利用下水库老爷庙山顶开挖筑坝围库而成,采用沥青混凝土面板全库盆防渗。该水库坝坡为1∶1.75,沿坡铺筑60cm的级配碎石垫层料,并碾压密实后喷涂乳化沥青保护垫层料区坡面。该文结合张河湾抽水蓄能电站上水库沥青面板堆石坝斜坡碾压施工,对斜坡级配垫层料施工铺筑及碾压施工质量控制进行探讨,以便总结经验。     

镶嵌式面板堆石坝应力应变特性研究

镶嵌式面板坝是解决高面板堆石坝安全性的一种新理念,结合某150 m面板坝工程,采用非线性平面有限元方法,系统研究了新坝型与常规面板坝应力应变特性的差异,并探讨了混凝土坝高度、顶面宽度和坡比对镶嵌式面板坝应力应变的影响。结果表明,镶嵌式面板坝与常规面板坝在堆石坝体沉降、周边缝变位等方面并没有显著改变,改变主要集中在堆石体上游向变形和面板的应力应变上,镶嵌式面板坝对堆石体上游向变形有一定抑制作用,由于缩短了面板长度,对面板静态应力应变状况有所改善,但对面板动态应力状况稍有不利。混凝土坝高度是控制性体型参数,需综合考虑其对堆石坝体、面板和混凝土坝自身应力变形以及接缝变位的影响,合理选择混凝土坝坝高。     

高混凝土面板堆石坝变形安全内涵及其工程应用

在分析国内外高混凝土面板堆石坝出现的严重问题的原由的基础上,摒弃几十年来面板堆石坝经验设计的概念,指出高混凝土面板堆石坝除了通常土石坝要求的抗滑稳定安全和渗流稳定安全以外还必须满足变形安全的要求。建立了高混凝土面板堆石坝设计的变形协调新理念,包括坝体沉降协调、坝体水平位移协调、面板法线方向和坝轴线方向的坝体变形和面板变形同步协调,提出了高混凝土面板堆石坝变形安全设计的内涵包括变形协调准则、判别标准、计算方法和对策,以 203.5 m 高的 Bakun 坝为例,阐明变形协调设计新理念替代经验设计概念的必要性。     

面板堆石坝性状的初步统计分析

在很多情况下面板堆石坝已经成为优选坝型,但其设计很大程度上仍然依赖于工程经验。目前很少有文献基于大量工程实例数据对面板堆石坝的性状展开研究。收集和统计过去50 a已建的87个面板堆石坝的建设信息和性状监测记录,从统计学的角度分析面板坝性状特征。基于工程实测数据对填筑完工后坝顶沉降、面板挠度和应力、竣工时坝体最大沉降进行统计分析和规律总结。重点讨论了堆石母岩饱和状态抗压强度、地基特性、河谷形状和渗流对大坝性状的影响。结果可以进一步加强对面板堆石坝性状的深入理解,同时为面板堆石坝的设计、施工和运行管理提供指导和参考。     

江坪河水电站面板堆石坝翻模砂浆固坡技术

江坪河水电站面板堆石坝工程工作面狭窄,工作量大,坝体超高。面板堆石坝采用翻模砂浆固坡施工技术。介绍了翻模设计、施工工艺及质量保证措施。与常规碾压砂浆护坡施工相比,翻模砂浆固坡技术具有施工简单、经济、高效、安全等特点。     

面板堆石坝变形监测研究(英文)

面板堆石坝的安全依赖于良好的设计、施工和在大坝施工及运行期的实时监测,土工监测技术和测绘技术可以用来监测大坝位移,并对大坝的非正常变形提供预警。面板堆石坝一般在施工期和蓄水期会发生较大变形:在施工期,堆石体和上游面板会因为自重而相互积压发生变形;在蓄水期,堆石体和上游面板会在水压力的作用下发生变形。为了保证面板的整体性和大坝安全,特别要防止面板的变形超过其最大允许变形。由于对筑坝材料参数的不完全可知性和计算理论的不完善,必须对大坝及其周边变形进行严密监测以预防大坝发生较大变形。应用有限元方法对中国某面板堆石坝位移变化进行研究。     

高混凝土面板堆石坝地震损伤机理研究

以紫坪铺面板堆石坝为例,基于堆石料的黏弹性模型和地震残余应变模型计算分析了高混凝土面板堆石坝的地震响应,并结合震害调查结果分析了高混凝土面板堆石坝的地震损伤机理。研究表明,输入地震加速度在坝顶附近和坝坡表面显著放大,呈现出显著的鞭梢效应,导致坝顶和下游坝坡上部堆石体松动滚落。地震导致大坝堆石体产生显著剪缩,坝体断面整体向内收缩,刚性混凝土面板与垫层料之间脱空,脱空后面板与垫层料之间的摩擦力大幅减小甚至消失,面板在自重和地震惯性力联合作用下向下滑动,致使面板水平施工缝发生错台,面板表面产生裂缝。地震还导致岸坡附近左右坝段堆石体向河谷中央位移,致使岸坡附近面板垂直接缝发生拉伸破坏,河床中部垂直接缝及附近混凝土面板发生挤压破坏。数值计算和震害调查结果均表明,高混凝土面板堆石坝的地震损伤现象主要与其堆石体地震残余变过大,以及堆石体与防渗系统之间变形不协调密切相关,故强震区修建高面板坝应尽可能提高堆石体压实密度,以减小坝体的地震残余变形。     

大河水电站深覆盖层上面板堆石坝变形和应力性状分析

国内外已建成的在覆盖层上坝高超过50 m面板堆石坝的工程实例并不多,设计和施工上也还没有形成成熟的经验。拟建中的大河面板堆石坝坝高为50.8 m,位于20～37 m深的砂砾石覆盖层上。该坝最右侧以一块41.7 m高混凝土面板与山体垂直相连接,左侧以15.3 m高趾板与山体垂直相连接,此山体地形条件及相应的如此高的垂直接缝布置方案明显不同于覆盖层上的其它面板堆石坝。设计者担心这两处周边缝的止水结构会因接缝的变形较大而破坏。为此,需进行三维应力变形分析。采用先进的网格离散技术建立了包含四周山体及覆盖层在内的面板堆石坝三维有限元巨型网格,共剖分19250个单元。计算程序中采用了与此巨型网格相适应的有限元加速计算技术,使计算机时从40 h缩短为20 min,从而很快得到了大坝的应力变形性状以及防渗体系接缝的最大变形值,为大坝最终设计方案的确定提供了有力的支撑。     

基于IDA的高面板堆石坝抗震性能评价

抗震性能分析能够有效估计结构在地震作用下的危险性,逐渐成为抗震安全性评价的重要方法,但由于结构的复杂性,该方法在面板堆石坝方面的应用还处于起步阶段。随着强震区大量高面板堆石坝的建设,这些高坝的安全性是必须要考虑的重大问题,因此对大坝进行抗震性能分析至关重要。增量动力分析(IDA)法作为一种抗震性能分析方法,能够全面、深入地分析在不同强度地震作用下结构性能的变化。将IDA法引入到高面板堆石坝安全评价领域,建立了高面板堆石坝地震破坏性能评价方法。根据场地条件选取了15条不同的强震动记录,以地震峰值加速度PGA为地震动参数,采用坝体地震震后变形、坝坡稳定性、面板防渗体安全为抗震性能评价指标,选取合适的性能参数,建议了高面板堆石坝各评价指标的破坏等级划分标准,通过大量非线性有限元计算,得到各性能参数的地震易损性曲线,分析了大坝在不同强度地震作用下发生破坏的概率,成果可为高面板堆石坝抗震性能设计和安全风险评估提供参考和依据。     

Dynamic in-plane transversal normal stresses in the concrete face of CFRD

Severe earthquakes can induce damages to Concrete Face Rockfill Dams (CFRDs) such as concrete cracking and joint’s water stops distressing where high in-plane transversal normal stresses develop. Although these damages rarely jeopardize the dam safety, they cause large water reservoir leakages that hinder the dam functioning. This issue can be addressed using well know numerical methods; however, given the wide range of parameters involved, it would seem appropriate to develop a simple yet reliable procedure to get a close understanding how their interaction affects the CFRD’s overall behavior. Accordingly, once the physics of the problem is better understood one can proceed to perform a detailed design of the various components of the dam. To this end an easy-to-use procedure that accounts for the dam height effects, valley narrowness, valley slopes, width of concrete slabs and seismic excitation characteristics was developed. The procedure is the dynamic complement of a method recently developed to evaluate in-plane transversal normal stresses in the concrete face of CFRD’s due to dam reservoir filling [¹]. Using these two procedures in a sequential manner, it is possible to define the concrete slab in-plane normal stresses induced by the reservoir filling and the action of orthogonal horizontal seismic excitations acting at the same time upstream-downstream and cross river. Both procedures were developed from a data base generated using nonlinear static and dynamic three-dimensional numerical analyses on the same group of CFRD’s. Then, the results were interpreted with the Buckingham Pi theorem and various relationships were developed. In the above reference, the method to evaluate the concrete face in-plane transversal normal stresses caused by the first reservoir filling was reported. In this paper, the seismic procedure is first developed and then through an example the whole method (dam construction, reservoir filling plus seismic loading) of analysis is assessed.     

锦屏一级水电站复杂地质条件下坝肩高陡边坡稳定性分析及其加固设计

 锦屏一级水电站是我国在建的世界最高拱坝,坝肩工程边坡高度达500 m,规模巨大。电站枢纽区地处深山峡谷地区,自然谷坡高陡,地应力水平较高,谷坡岩体卸荷强烈,并发育有断层、层间挤压带、深部裂缝等不良地质现象。在地质条件详细调查基础上,分析左岸缆机平台以上的顺坡向倾倒变形体、左岸1 800 m高程以上的楔形双滑变形拉裂体等坡体结构及其破坏模式,并进行边坡稳定性分区和计算分析。根据坡体结构特点,确定少开挖、弱爆破、强支护、分区分层支护、控制整体、以面覆点的开挖施工和加固设计原则,实施以预应力锚索和抗剪洞为主、辅以锚杆、混凝土框格梁等措施的局部和整体、浅表和深层的全方位、多层次边坡加固控制体系。精细设计并严格控制施工时序、爆破技术和工艺,保证建基面岩体质量,通过动态设计和完善的管理机制确保边坡施工安全。2006年7月～2009年9月边坡监测资料表明：边坡浅表最大横向位移79.5 mm,最大垂直下沉位移52.5 mm,主要受地层岩性和坡体结构控制;深层最大变形量60 mm,最大速率0.1 mm/d,主要受深部裂缝控制;目前位移均趋于收敛,满足安全控制标准。锦屏一级水电站坝肩高边坡工程的成功实施为我国工程建设提供新的经验和借鉴。