三河口大坝碾压混凝土配合比试验研究

目前,针对在秦岭腹地南北气候分界线地带特殊区域内建设的碾压混凝土大坝的混凝土配合比如何确定,经验尚少。通过三河口水利枢纽大坝碾压混凝土配合比试验研究,总结了该特殊区域的碾压混凝土配合比设计的经验,可为引汉济渭工程黄金峡碾压混凝土大坝的建设提供依据,也为碾压混凝土筑坝技术在秦岭腹地的推广应用打下良好基础。该试验成果已成功应用于三河口水利枢纽大坝工程中,其水泥、粉煤灰、砂石骨料、外加剂等均满足规范要求,各种强度等级碾压混凝土配合比的胶凝材料总量合适、力学性能满足设计要求、抗渗与抗冻等级较高、耐久性良好。     

引汉济渭工程调水区水库群调水模式研究

引汉济渭调水工程是缓解关中地区缺水,改善渭河生态的重要措施之一。黄金峡、三河口水库群、泵站群的调水模式直接决定了工程总调水量和调水效益。以多年平均调水15亿m~3为目标,设置"黄金峡水库先调水三河口水库补充调水"和"三河口水库先调水黄金峡水库补充调水"两种调水模式。通过长序列计算,对比不同调水模式下总调水量、泵站耗能和电站发电量等各项评价指标。研究结果表明:在"黄金峡水库先调水三河口水库补充调水"的情况下,引汉济渭工程可调水量15.55亿m~3,梯级总发电量5.53亿k W·h,梯级总耗电量4.91亿k W·h,净发电量为正值;在"三河口水库先调水黄金峡水库补充调水"的情况下,引汉济渭工程可调水量14.45亿m~3,梯级总发电量6.24亿k W·h,梯级总耗电量10.86亿k W·h,净发电量为负值。研究结果对于引汉济渭工程的调度具有重要参考价值。     

引汉济渭工程黄三段输水隧洞围岩变形与压力分析

以分析深埋长隧洞围岩应力和应变为目标,考虑隧洞施工方式,围岩支护形式等因素,通过数值计算,动态模拟隧洞施工过程,获取了黄三段输水隧洞初期支护后的围岩变形情况以及围岩与衬砌相互作用关系。计算结果显示:采用设计的初期支护形式,可有效控制不良洞段的围岩变形,Ⅳ、Ⅴ类围岩最大收敛变形满足规范设计要求。Ⅳ、Ⅴ类围岩与衬砌间的相互作用力随衬砌浇筑时距掌子面距离的增加而降低,但在距掌子面约4倍洞径后降幅微小。通过对比分析经验方法与数值方法所确定围岩压力成果,确定了衬砌结构设计所需的围岩压力指标,为黄三段输水隧洞设计提供了依据,分析方法可为相似工程提供参考。     

引汉济渭工程秦岭输水隧洞4~#施工支洞岩爆预测及预防处理措施

秦岭输水隧洞埋深很大,开挖时经常发生岩爆。为降低岩爆对人员和设备造成伤害,4~#洞引进了大连理工大学的微震监测技术,进行超前检测预报试验,对预测到的岩石应力比较集中的部位进行加强支护和超前支护。从实施效果来看,总共发送17份微震监测预报报告,其中准确预测了轻微岩爆4次、中等岩爆4次,准确率约50%。通过加密检测,准确率能达到71%,可大大减少安全事故的发生。通过爆破,可释放及消除掌子面应力。若配合超前支护,后期加强支护,可达到一定预防效果,但也存在一定风险。从现场实施情况来看,这样的预测、预防以及加强支护措施能够在一定程度上改善岩体内部的应力分布状况,使其开挖后重新调整。但此法只适用于钻爆施工,对于TBM施工的工作面很难做出相关预防,因目前还没有找到超前应力释放和超前支护的办法。     

引汉济渭工程黄三段深埋长输水隧洞排水方案研究

以有效解决深埋长输水隧洞排水问题为目标,按富水性将隧洞沿线围岩划分为中等富水区、弱富水区和贫水区,采用数值方法模拟衬砌周边渗流场,分析了不同排水设计方案对引汉济渭工程黄三段深埋长输水隧洞衬砌外水压力的影响。结果显示,对于高外水压力情况,将排水孔布置于顶拱处仅能降低顶拱附近的外水压力,无法有效降低作用于底板的外水压力,而排水孔沿衬砌周边均匀布置时,可有效降低作用于衬砌上的外水压力。基于此,讨论了各排水方案的适用条件,给出了深埋长输水隧洞排水设计建议。     

引汉济渭工程水库适应性调节主题服务研究

针对传统水库调节计算模式存在难以适应动态变化的问题,在水库兴利调节计算常规方法的基础上,结合天然来水过程、水量平衡原理,划分水库调节周期为不同时段,运用图解法求解调节流量,提出了一种能适应不同调节周期、不同来水过程、不同供需过程的等流量调节计算方法。基于综合集成平台,将该方法组件化,结合知识图和可视化工具,搭建了引汉济渭工程水库适应性调节计算系统。结果表明,适应性调节计算方法能够使得水库下泄水量在计算周期内最大限度平稳。该系统能将整个调节计算的过程与结果以图、表的形式直观地展示,同时当决策者对调节结果不满意时,可以通过系统进行人工调整,以减轻对用水过程的破坏程度。     

寒潮对导墙坝段施工期温度应力影响研究

导墙外侧边界对外界温度变化非常敏感,寒潮使周围环境温度骤降进而将导致混凝土表面和内部呈现较大温差,引起温度应力过大和出现温度裂缝等问题。针对旬阳水电站右导墙坝段,采用三维有限元法,模拟坝段施工过程,对无寒潮无保温、有寒潮无保温和有寒潮有保温3种工况进行温度场和应力场仿真计算研究。结果表明:寒潮过程对坝段表面温度影响较大,在坝段表面产生了较大拉应力,对坝段内部温度和应力几乎没有影响;寒潮发生时,采用5 cm厚的泡沫塑料板进行保温,可使坝段表面温度提高8. 0℃左右,表面最大应力小于过流面抗冲磨混凝土允许拉应力,能有效避免寒潮引起的温度裂缝。研究成果可为类似工程提供借鉴和参考依据。     

引汉济渭工程隧洞施工若干技术问题探讨

基于引汉济渭工程隧洞施工实际,结合我国现有技术规范要求,对比分析了引汉济渭工程隧洞动态设计、超前地质预报、隧洞开挖方式、隧洞支护时效及衬砌与掌子面距离等五个方面的问题,得到了适宜引汉济渭工程隧洞施工特点的动态施工技术方法。针对不同围岩条件实施隧洞动态设计,采用了不同的开挖和支护方式。对物探发现的异常区进行钻探验证,以提高地质超前预报及涌水预测精度。地质复杂区段按照"物探先行,钻探验证,有掘必探,先探后掘"的原则组织施工。在实际施工中,应提倡利用围岩在无支护条件下的允许暴露时间也就是围岩的自稳时间实现短距离的掘进与支护分离。对硬岩(Ⅰ—Ⅲ)围岩采用"钻爆设计、光爆施工、工序组织、快速施工"的思路,对软岩(Ⅳ—Ⅴ)围岩采用"围岩量测、确保安全、遵守设计、按部就班"的思路。