優(yōu)勢(shì)面理論九甸峽水利樞紐工程區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

對(duì)九甸峽水利樞紐工程的發(fā)電成本、發(fā)電效益和國(guó)民經(jīng)濟(jì)效益等做了詳細(xì)的分析計(jì)算,并對(duì)工程進(jìn)行了財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、敏感性分析及綜合評(píng)價(jià)。

洮河九甸峽水利樞紐工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)——洮河九甸峽水利樞紐工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

丹江口水利樞紐是南水北調(diào)中線重要的水源工程,初期工程大壩按地震烈度8度設(shè)防。根據(jù)區(qū)域地震活動(dòng)資料以及空間和時(shí)間分布特征,從區(qū)域構(gòu)造背景研究、近場(chǎng)區(qū)構(gòu)造背景研究和工程場(chǎng)地?cái)鄬踊顒?dòng)性研究等3個(gè)層次出發(fā),對(duì)工程場(chǎng)地的構(gòu)造穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià),認(rèn)為工程場(chǎng)地處于相對(duì)穩(wěn)定的地塊上,后期大壩加高工程可按地震烈度7度設(shè)防。

丹江口水利樞紐是南水北調(diào)中線重要的水源工程,初期工程大壩按地震烈度8度設(shè)防。從區(qū)域構(gòu)造背景研究、近場(chǎng)區(qū)構(gòu)造背景研究和工程場(chǎng)地活動(dòng)斷層研究判定等三個(gè)層次出發(fā),對(duì)工程場(chǎng)地的構(gòu)造穩(wěn)定性進(jìn)行了可靠且合理地評(píng)價(jià),認(rèn)為工程場(chǎng)地處于相對(duì)穩(wěn)定的地塊上。后期大壩加高工程按地震烈度7度設(shè)防。

通過分析研究樞紐不同高程、不同風(fēng)化程度、不同巖性的巖體的變形特性,基本得出了樞紐巖體變形特性及規(guī)律,為樞紐區(qū)各建筑物的設(shè)計(jì)驗(yàn)算提供了理論依據(jù),為優(yōu)化設(shè)計(jì)和節(jié)約工程投資奠定了基礎(chǔ)

甘肅省九甸峽水利樞紐及引洮供水工程是甘肅省"十五"計(jì)劃立項(xiàng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。九甸峽水利樞紐工程的勘測(cè)設(shè)計(jì)工作始于1988年,2006年8月國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)該項(xiàng)目可行性研究報(bào)告。在可行性研究階段,對(duì)碾壓混凝土重力壩方案和混凝土面板堆石壩方案進(jìn)行了比選,選定采用混凝土面板堆石壩方案。初步設(shè)計(jì)階段對(duì)壤土心墻堆石壩、瀝青混凝土心墻堆石壩和混凝土面板堆石壩三種壩型進(jìn)行了比選,最終選定采用混凝土面板堆石壩方案。

九甸峽水利樞紐是甘肅省引洮供水工程的龍頭項(xiàng)目,樞紐建筑物主要包括混凝土面板堆石壩、左岸1#、2#溢洪洞、右岸泄洪洞、右岸引洮進(jìn)水口、引水發(fā)電系統(tǒng)及地面式廠房等,其中面板堆石壩的最大壩高136.5m,電站總裝機(jī)容量為300mw,工程規(guī)模為大(2)型,大壩為1級(jí)建筑物,其它主要建筑物為2級(jí)。本文主要介紹了樞紐工程的總體布置及設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

九甸峽水利樞紐大壩是我國(guó)首次在高寒地區(qū)、高地震烈度區(qū)、高陡邊坡和深厚覆蓋層基礎(chǔ)條件下建設(shè)的百米級(jí)高混凝土面板堆石壩,其庫(kù)容大,工程區(qū)地形、地質(zhì)條件復(fù)雜,工程建設(shè)尤其是大壩建設(shè)技術(shù)含量高,施工難度大。為此,在混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)中,進(jìn)行了抗寒、抗震措施研究,對(duì)高陡邊坡和深厚覆蓋層進(jìn)行了處理,此外,廠房后邊坡加固、偏心鉸弧門安裝、調(diào)壓井優(yōu)選等方面也取得了良好效果,運(yùn)行情況良好。

對(duì)九甸峽水利樞紐右岸泄洪沖沙洞偏心鉸弧門的止水和支承選型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布置、偏心參數(shù)確定、閘門和閘室水力學(xué)試驗(yàn)與研究、閘門的荷載分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和三維有限元靜力、動(dòng)力仿真計(jì)算研究、主(副)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的布置及其容量的選擇作了比較詳細(xì)的介紹

九甸峽水利樞紐工程泄洪系統(tǒng)全部由3條隧洞組成,加引水發(fā)電洞,共計(jì)4條隧洞,隧洞約占整個(gè)建筑工程投資的32%。設(shè)計(jì)采用先進(jìn)設(shè)計(jì)理論和方法,結(jié)合九甸峽壩址區(qū)的地形地質(zhì)條件,根據(jù)每條隧洞的運(yùn)行特點(diǎn),優(yōu)化隧洞斷面及襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)一次和二次支護(hù)進(jìn)行了數(shù)值分析,完成了隧洞的設(shè)計(jì),在保證工程安全的前提下,有效降低了投資,取得了很好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。

九甸峽水利樞紐工程巖體變形特性研究——通過分析研究樞紐不同高程、不同風(fēng)化程度、不同巖性的巖體的變形特性，基本得出了樞紐巖體變形特性及規(guī)律，為樞紐區(qū)各建筑物的設(shè)計(jì)驗(yàn)算提供了理論依據(jù)，為優(yōu)化設(shè)計(jì)和節(jié)約工程投資奠定了基礎(chǔ)　　

九甸峽水利樞紐的混凝土面板堆石壩是建在深厚覆蓋層上的高壩,最大壩高133.0m。其主堆石料、墊層料、過渡料等筑壩材料的特性研究是至關(guān)重要的,關(guān)系到工程的安全和運(yùn)行。通過設(shè)計(jì)的分析研究,類比類似工程的經(jīng)驗(yàn),提出了相關(guān)的參數(shù)和技術(shù)要求,同時(shí)通過現(xiàn)場(chǎng)的碾壓試驗(yàn)加以驗(yàn)證,取得了良好的效果。

區(qū)域穩(wěn)定性問題,是三峽水利樞紐工程(以下簡(jiǎn)稱三峽工程)的重要研究課題之一。自50年代以來,有關(guān)部門作了大量的調(diào)查、觀測(cè)、研究工作,積累了較為豐富的第一性資料。本文著重從區(qū)域構(gòu)造背景、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和地震活動(dòng)特征等方面分析評(píng)價(jià)該工程的區(qū)域穩(wěn)定性。

水利水電工程的壩型不同,對(duì)壩基的要求也不同。九甸峽水利樞紐工程壩址區(qū)存在河床深槽及深厚覆蓋層、高陡邊坡與巖體卸荷、高地應(yīng)力等諸多工程地質(zhì)問題,通過對(duì)這些工程地質(zhì)問題的分析評(píng)價(jià),選擇推薦了適合本區(qū)的混凝土面板堆石壩壩型。

為滿足珊溪水利樞紐工程施工需要,1996年在壩區(qū)布設(shè)了ⅱ等施工控制網(wǎng)。為檢測(cè)控制網(wǎng)的穩(wěn)定性,分別于1997、1998年對(duì)該網(wǎng)進(jìn)行了復(fù)測(cè),復(fù)測(cè)資料均滿足規(guī)定要求。根據(jù)3a觀測(cè)資料,對(duì)控制網(wǎng)穩(wěn)定性進(jìn)行分析,認(rèn)為該網(wǎng)存在不穩(wěn)定因素,問題主要有兩點(diǎn):①該網(wǎng)建立后1a時(shí)間內(nèi)有變動(dòng),未進(jìn)行一定時(shí)間的穩(wěn)定期就進(jìn)行首次值觀測(cè);②該網(wǎng)中第2點(diǎn)建立在山坡上,加上隨后施工中的大面積開挖,具有不穩(wěn)定因素。因此建立施工控制網(wǎng)應(yīng)注意:①控制網(wǎng)點(diǎn)建立完畢后,應(yīng)經(jīng)過一定時(shí)期穩(wěn)定后再進(jìn)行首次值觀測(cè);②控制網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)選在穩(wěn)定可靠具有良好基礎(chǔ)條件的山體上,個(gè)別控制點(diǎn)被破壞后應(yīng)能及時(shí)恢復(fù)。

在對(duì)甘肅省洮河九甸峽水利樞紐工程庫(kù)區(qū)的植物和植被進(jìn)行調(diào)查和對(duì)工程建設(shè)對(duì)庫(kù)區(qū)植物的影響因素及后果作深入分析的基礎(chǔ)上,提出了工程對(duì)庫(kù)區(qū)植物和植被影響的科學(xué)評(píng)價(jià).

洮河九甸峽水利樞紐壩址區(qū)軟弱結(jié)構(gòu)面對(duì)工程有顯著影響,通過9組現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),取得了良好的試驗(yàn)結(jié)果,采用數(shù)學(xué)地質(zhì)知識(shí)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了可靠性分析,同時(shí)對(duì)試驗(yàn)中存在的問題也進(jìn)行了分析和比較

洮河九甸峽水利樞紐工程壩址區(qū)地下水低凹帶成因研究——通過對(duì)甘肅省洮河九甸峽水利樞紐工程壩址區(qū)的地質(zhì)條件分析研究，得出壩址區(qū)地下水低凹帶形成的主要影響因素，為壩基、壩肩防滲提供依據(jù)。　　

九甸峽水電站單機(jī)容量100mw,總裝機(jī)3臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組,總?cè)萘繛?00mw。對(duì)330kv配電裝置采用gis和戶外敞開式(ais)布置進(jìn)行了深入的分析,并根據(jù)電站的地理環(huán)境以及布置方式進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。將330kv開關(guān)站布置在戶內(nèi)副廠房高程2100.4m。優(yōu)化后的開關(guān)站布置,解決了電站戶外土建布置狹窄問題,減少了發(fā)電機(jī)母線損耗,電站布置緊湊,節(jié)省了投資。

土石壩安全監(jiān)測(cè)是了解大壩運(yùn)行狀態(tài)的重要手段,通過監(jiān)測(cè)布置及數(shù)據(jù)分析,可以直觀地了解建筑物的工作狀況,保證工程的安全運(yùn)行。九甸峽水利樞紐工程混凝土面板堆石壩最大壩高136.5m,壩址區(qū)地形地質(zhì)條件復(fù)雜,壩基建在河床覆蓋層上,岸坡陡峻,河谷狹窄,大壩受力條件復(fù)雜。針對(duì)工程特點(diǎn),重點(diǎn)布置了大壩變形監(jiān)測(cè)、面板應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)、趾板縫變形監(jiān)測(cè)、河床覆蓋層變形監(jiān)測(cè)、防滲墻應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)等,以對(duì)大壩進(jìn)行全面的監(jiān)控。

通過計(jì)算實(shí)際水力坡度和確定允許水力坡度，對(duì)圍堰、基坑滲透穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而為如何節(jié)省防滲工程和費(fèi)用了決策性依據(jù)。

河床深厚覆蓋層是高原河床的特質(zhì),對(duì)其進(jìn)行研究是開發(fā)高原水資源的需要。本文論述了九甸峽水利樞紐河床深厚覆蓋層的基本特征及工程地質(zhì)特性,包括其承載力、變形、強(qiáng)度參數(shù)及滲透性等。