复杂层状建基岩体可利用性及开挖深度优化研究

建基岩体的可利用性及开挖深度关系到水电站工程的可行性、合理性及经济性等,是技施阶段重要研究内容之一。基于对坝基不同岩性及其组合的岩石力学特性试验、岩层厚度、RQD值、波速测试及配套的现场大型变形试验等,研究了复杂层状建基岩体的结构特征和质量标准,并基于岩体波速建立岩体结构、岩体质量及变形参数的预测评价模型,确定了复杂层状岩体的可利用性标准,并对开挖深度进行了优化研究。结果表明：在砂岩类占比约60%的整个坝基岩体中,微新及以下复杂层状砂板岩以坚硬岩为主,且原位状态下岩体层面效应基本消失,完整性大幅提高;岩体波速与岩体结构、岩体质量及变形参数间具有很好的对应性;基于岩体波速建立了建基岩体利用标准,并将河床建基面开挖深度整体抬高约10 m,减少了岩基开挖和混凝土浇筑量并缩短了工期。     

综合地球物理测井技术在滇中引水隧洞工程勘察中的应用

为判定滇中引水隧洞工程勘察钻孔内岩体完整性,采用将声波测井与钻孔成像相结合的综合地球物理测井技术对钻孔情况进行综合分析判断。阐述了声波测井与钻孔成像测井的方法原理及特点,根据钻孔ZGZK2和XLZK7的声波测井曲线的波速跳跃剧烈程度和钻孔成像的节理裂隙发育特性(方位、倾角和发育密度等)等信息,给出了钻孔内较为准确可靠的岩体完整情况。针对2种测井方法对判定岩体完整性提供参数的侧重点不同,对比分析了声波测井与钻孔成像测试结果对判定节理裂隙发育程度的差异,通过对比分析有助于提高单一测井方法对钻孔内岩体地质情况判定的全面性和精确性,实践证明综合地球物理测井技术在进行深部岩体勘察具有很好的效果,可为指导工程施工提供依据。     

铁城水电站重力坝体型设计

铁城水电站混凝土重力坝最大坝高44．3m,部分坝段坝基清除基岩上层覆盖层后筑坝。坝体剖面上游坝坡直立,下游折坡点高程提高。溢流坝堰型采用加厚的WES曲线,闸门局部开启运行时,溢流坝堰面曲线处压强最低为-0．01m水头,其他部位压强水头均为正压。各泄水建筑物单独或联合下泄各种流量时,建筑物体型设计满足泄洪、消能和安全稳定的要求。     

引绰济辽导流洞进出口主要地质问题及建议

引绰济辽枢纽工程导流洞进口段地形坡度35°～40°,上部形成近直立的基岩陡崖,山体比高30 m,一般基岩裸露,局部覆盖层厚0.5～1 m,岩性为中砂岩和粉砂岩。出口段地形坡度8°～20°。出洞点山体较缓,明挖段较长,覆盖层主要为粘土和混合土碎石组成,出洞点附近上覆岩体厚0～25 m。基岩裸露,围岩为微风化粉砂岩和中砂岩。导流洞进出口节理发育,岩体完整性差,顺坡向陡倾角裂隙发育且伴有多组(条)其他方向结构面,易形成局部不稳定块体。施工中采取弱开挖、强支护原则,对局部出现不稳定块体进行了及时处理。截至目前,支护效果良好。     

黑泉面板坝趾板设计

黑泉面板坝所处河床的冲积覆盖层较厚，基岩裂隙发育，岩体破碎。按传统的观点，趾板须建立坚硬、耐冲蚀且可灌的基岩之上，挖深较大，且受上游围堰基础及渗流的影响。为此，设计根据萨尔瓦兴娜工程的经验及库克新近提出的“设置一个标准宽度的锚固趾板，并提供一个下游防渗混凝土板密封结构来满足需要的水力梯度”的趾板设计新概念，确定将趾板建基面基本置于强风化下限与弱风化上限之间。受地形地质条件的制约，当布设常规趾板难以     

枕头坝一级水电站纵向子围堰地基处理试验研究

枕头坝一级电站纵向子围堰地基由漂石和砂卵砾石覆盖层组成,且覆盖层下部夹有粉砂层和细砂层,为解决纵向围堰防渗问题,开展了高喷和控制性灌浆试验研究。根据试验成果,提出了对子围堰采用混凝土防渗墙为主、部分覆盖层深度少于40m地段采用双排控制性水泥灌浆防渗的渗控设计方案,以及对防渗墙泥浆固壁、基岩鉴定、终孔成槽验收、浇筑等重点工序的控制要求。渗控试验成果可为类似工程提供参考。     

高压旋喷灌浆技术在围堰防渗处理中的应用及改进

<正>1概况乌东德水电站左岸导流洞出口围堰处于花山堆积体部位,覆盖层一般厚50~70 m。上部为崩塌堆积的块石碎石层,厚度一般20 m左右,临近金沙江边分布冲洪积的砂卵石层,地表分布的漂石块径一般为40~50 cm,局部漂石或块石的块径达3~4 m;中部为厚度在10~26 m的粉质粘土层;下部以崩坡积和冲积形成的漂石、卵石夹块石堆积层,厚度一般20~25 m,块径一般为40~50 cm。下伏基岩为落雪组     

三峡二期上游围堰河床深槽段工程地质问题

二期上游围堰河床深槽段是三峡二期围堰防渗墙施工最难又最关键的部位。防渗墙高达73.5m,施工中必须克服两个主要工程地质问题:①深槽左侧存在60°～70°的基岩陡坡,基岩面由高程28m降至0.44m,且岩质坚硬,防渗墙嵌入难度为国内外所罕见;同时由于坡陡槽深,基岩面位置的准确鉴定亦十分困难;②河床深槽右侧的缓坡中存在风化、卸荷张裂隙,在高水头作用下易产生较大的集中渗漏。施工中,通过原勘探孔、先导孔、槽内先导孔、冲击钻岩样、钻爆孔、班报等大量资料分析,准确鉴定了基岩岩面,并采用了冲击反循环、液压双轮铣、钻爆等多种施工手段和工艺,保证了墙体入岩深度;对于风化卸荷张裂隙依据其埋藏深度分别采取墙体嵌入或加密帷幕灌浆的方式进行防渗处理,效果良好     

三河口大坝坝基岩体波速特征及爆破影响分析

以引汉济渭工程三河口大坝坝基岩体为研究对象,采用声波测试、电磁波CT探测等手段,分析了坝基岩体钻孔波速特征及电磁波CT特征规律,研究了爆破开挖对岩体的影响。结果表明：坝基岩体高程高于一定范围(504.5～511.5 m)时,波速显著下降,高程504.5 m以下波速高且稳定,岩体完整性较好,局部岩体波速低于4 000 m/s,原因是附近断层、裂隙等导致局部岩体完整性较差;坝基整体电磁波CT衰减系数较小,仅局部岩体区域衰减系数较大,其分布高程主要在498.5～501.0 m,河谷坝段上游边界的坝基岩体完整性优于下游边界的,靠近左右岸的坝基岩体完整性优于坝段中部的;坝基岩体在爆破开挖作用下,受影响深度主要在2.0 m范围内,坝基高程为504.0、504.5 m时,波速值高于3 400 m/s的岩体区域面积占比均在80%以上,通过固结灌浆处理可基本满足坝基设计要求。     

乌东德水电站枢纽布置方案研究

乌东德水电站为金沙江下游梯级开发的第1个梯级,工程规模巨大,电站具有河谷狭窄、岸坡陡峻、洪水峰高量大、河床覆盖层深厚、建坝岩体条件好等特点。通过对大坝、泄洪消能、电站厂房等建筑物自身布置以及相互协调关系的全面研究,提出适合坝址区自然条件的枢纽布置方案为：大坝为混凝土双曲拱坝;坝身布置5个表孔和6个中孔泄洪;右岸电站进水口与大坝间布置两条泄洪洞;坝下采用天然水垫塘消能;两岸地下电站均靠山侧布置;导流洞均靠河侧布置;左岸电站尾水隧洞出口布置于围堰下游,两条尾水隧洞与导流洞结合;右岸电站尾水洞出口布置于围堰上游,尾水洞与导流洞不结合。     

某高拱坝坝基开挖卸荷松弛时空效应

水利水电工程中坝基开挖造成的岩体卸荷松弛是影响工程质量和安全的重要问题,查明岩体卸荷松弛的时间规律和空间特征,为加固工程设计方案提供数据依据具有重要意义。在某高拱坝坝基开挖过程中利用声波测井技术对建基面岩体进行大面积长期观测,对声波数据进行统计分析,并结合现场卸荷松弛现象,总结出岩体开挖所引起的岩体在一定时间和空间上的卸荷效应及发育特征。结果表明:岩体的卸荷松弛主要发生在开挖后的前8个月,10~12个月后基本结束;卸荷松弛的速率先快后慢;原岩的岩体结构越完整,卸荷效应越低,反之则越高;松弛带厚度与坡比之间存在一个最优坡比值;岩体的卸荷松弛是由浅入深渐进发展的,浅层岩体卸荷松弛程度明显高于深部岩体,且持续时间更长;结构面和软弱夹层是卸荷松弛的重要部位,影响大型岩块的稳定     

龙滩碾压混凝土围堰设计与施工

龙滩RCC围堰工程量大、工期紧、施工强度高。其设计除考虑了正常挡水工况外,还考虑了超标准洪水的过水保护。围堰采用两岸堰肩不过水、中间堰段预留缺口形式,下游围堰缺口设置自溃子堰、堰身段设置缓闭止回退水阀门,上游围堰堰后坡面仅设置6.00 m宽消能平台,遇超标准洪水时基坑过水前进行预充水。围堰建成后两年来运行情况良好。     

基于波速对渗透性反演的富水砂岩注浆效果分析

针对富水破碎砂岩注浆止水效果难以逐点检测的问题,提出采用声波测井反演渗透性,对细部止水效果进行评价。基于Wyllie-Clemenceau波速-孔隙率公式以及Kozeny-Carman渗透方程,建立了富水砂岩波速-渗透率理论模型。以湖南某地基注浆工程为研究对象,采用岩心试验、声波测井以及压水试验,获取了注浆前、后岩心及岩层的波速和渗透率,通过拟合岩心数据,验证了波速-渗透率模型,并发现其存在以下规律:波速与渗透率呈非线性负相关,关系曲线具有明显的变化率分界点;注浆影响骨架波速与岩性指数。将测井波速反演的各测点计算渗透率与压水试验渗透数据对比,验证了模型在工程中的可靠性。以计算渗透率为基础,建立了富水砂岩注浆效果定量评价体系,并对案例进行了评价。     

某隧道工程岩体声学特性研究

岩体声学特性与岩体结构、破碎程度、风化程度密切相关。为了获得岗上隧道工程岩体声学特性,采用声波测试技术对某隧道工程岩体及岩芯进行测试与分析。研究结果表明波速与岩体的风化及破碎程度密切相关。掌握工程岩体的声学特性,对岩体结构分类、岩体动弹性参数测试、以及岩体质量评价等具有重要意义,可为隧道工程的设计与施工提供重要依据。     

丰满水电站重建工程升鱼机进鱼口水流条件优化措施研究

为了恢复丰满水电站鱼类洄游通道,在丰满水电站重建工程坝址处设置升鱼机和鱼道。丰满重建工程升鱼机具有所处河道宽,发电机组运行工况复杂、下游水深浅等特点,鱼类寻找升鱼机入口具有较大的难度。为提高升鱼机运行效率,通过数值模拟开展了升鱼机进鱼口水流条件改善措施的专项研究。模拟结果表明,在机组流量1 170 m3/s、围堰上游主要开挖至187 m、局部区域开挖至186m、围堰及下游区域局部开挖至187 m的条件下,三台及三台以下机组同时运行时,河道大部分区域流速均小于1.2 m/s,鱼类能进入集鱼系统进鱼口。成果显示,文中提出的电站运行方式及下游河道开挖方案能为电站鱼类上溯提供顺畅的洄游通道。     

百色水利枢纽地下厂房关键技术研究

百色水利枢纽地下厂房的布置存在厂房上游边墙距上游蚀变带很近,且主变洞与主机洞之间岩柱厚度小,主变尾上覆岩体厚度不足,辉绿岩裂隙发育,洞室轴线走向与岩层走向一致,与地应力方向正交,厂前地下水凹槽对洞室上游边墙形成较大的渗透压力等问题。介绍了地下厂房总体布置方案,大跨度、浅埋深、小间距洞室群围岩稳定性,地下厂房围岩块体稳定性,地下厂房岩锚梁方案,地下厂房渗控方案及＂四合一＂尾水系统等关键技术研究的主要成果。     

百色水利枢纽RCC坝基岩体松弛及处理

坝基开挖受卸荷和爆破影响,建基面岩体均会受到不同程度的损伤。百色大坝坝基为辉绿岩体,隐微裂隙发育,开挖后出现表部0.5～1.6m(局部2～5m厚)厚的低波速松弛、破碎岩体,通过复核发现,在采取有盖重固结灌浆、缩短第一灌浆段长度、增大灌浆压力等措施后,松弛层固结效果明显,纵波速度恢复到接近受损前的程度,岩体的整体性得到有效改善。     

分层取水结构型式对取水水温影响的试验研究

本文采用水温分层物理模型,针对传统叠梁门、叠梁门+水平帷幕、进水口前置帷幕三种结构的分层取水特性进行了对比试验研究,研究了分层取水结构型式对取水水温的影响,并分析了出现差异的原因。研究结果表明,取水结构上游拖曳层的厚度、垂向位置、水温及流速分布,是影响分层取水效果的重要因素:传统的叠梁门由于受门顶以下拖曳层的影响,底部冷水进入,取水效果相对较低;通过在门顶设置水平帷幕,阻挡下部低温水爬升,有助于提高取水效率;通过在进水口上游库区设置隔水帷幕,该取水断面表层温水拖曳流速增大,底层冷水拖曳流速减小,使取水效果得到进一步提升。上述试验结果为分层取水建筑物结构布置的优化改进提供了新的努力方向。     

深厚复杂覆盖层上高土石围堰三维渗透稳定性分析

以某大坝深厚复杂覆盖层上的高土石围堰为例,运用三维渗流有限元理论及3D-seep计算软件,研究了围堰防渗墙的设计深度,研究发现单纯依靠增加防渗墙的深度并不能解决基坑渗流问题,也不经济,因此建议同时对左右岸岩体进行帷幕灌浆防渗处理。其次以帷幕防渗处理后左右岸岩体的绕渗流速与防渗墙底部的绕渗流速相等的原则,研究确定了帷幕灌浆的宽度。之后又对左右岸岩体和防渗墙的渗透系数进行了敏感性分析,得出左右岸岩体和防渗墙的渗透系数是敏感性参数,若能减小其渗透性,基坑渗流量将会明显减小。最后给出了推荐的围堰防渗方案,并对推荐方案的合理性进行了分析研究。