瀑布溝礫石土心墻堆石壩關(guān)鍵技術(shù)

序

前言

勘測(cè)設(shè)計(jì)科研篇

第1章　緒論

1.1　瀑布溝大壩工程概況

1.1.1　樞紐概況

1.1.2　勘測(cè)設(shè)計(jì)過程

1.1.3　工程地質(zhì)條件

1.1.4　環(huán)境條件

1.2　我國(guó)深厚覆蓋層上的心墻堆石壩和礫石土防滲體的發(fā)展

1.2.1　深厚覆蓋層上心墻堆石壩的主要特點(diǎn)

1.2.2　我國(guó)深厚覆蓋層上心墻堆石壩的發(fā)展歷程

12.3　國(guó)內(nèi)部分深覆蓋層上心墻堆石壩的布置及運(yùn)行的基本情況

1.3　瀑布溝礫石土心墻堆石壩的設(shè)計(jì)布置

1.3.1　大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及基本布置

1.3.2　壩頂高程及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.3.3　大壩基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)

1.3.4　大壩抗震設(shè)計(jì)措施

1.4　瀑布溝寬級(jí)配礫石土心墻堆石壩主要技術(shù)問題

1.4.1　主要技術(shù)難點(diǎn)

1.4.2　主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

第2章　寬級(jí)配礫石土用作土石壩防滲料研究

2.1　概述

2.2　可研設(shè)計(jì)階段寬級(jí)配礫石土心墻防滲料研究

2.2.1　國(guó)內(nèi)外防滲土料技術(shù)要求及現(xiàn)狀

2.2.2　料場(chǎng)選擇與天然土料的物理力學(xué)性質(zhì)

2.2.3　防滲土料性質(zhì)改性研究思路與論證

2.2.4　施工效果驗(yàn)證

2.3　技施階段礫石土碾壓試驗(yàn)研究

2.3.1　試驗(yàn)使用的土料選取

2.3.2　試驗(yàn)準(zhǔn)備工作

2.3.3　振動(dòng)凸碾碾壓試驗(yàn)成果分析

2.3.4　試驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)與建議

2.4　小結(jié)

第3章　礫石士心墻堆石壩應(yīng)力與變形分析

3.1　有限元數(shù)值分析理論基礎(chǔ)

3.1.1　土石料的本構(gòu)模型

3.1.2　材料非線性問題的有限元解法

3.1.3　模擬施工步驟的實(shí)現(xiàn)過程

3.2　大壩沉降與穩(wěn)定分析

3.2.1　壩坡穩(wěn)定計(jì)算

3.2.2　沉降計(jì)算分析

3.3　心墻堆石壩三維仿真計(jì)算

3.3.1　三維有限元分析研究

3.3.2　蓄水初期應(yīng)力與變形分析研究

3.4　大壩三維動(dòng)力非線性有限元分析

3.4.1　絕對(duì)加速度反應(yīng)極值

3.4.2　動(dòng)應(yīng)力反應(yīng)極值

3.4.3　大壩震后永久變形

3.4.4　壩基砂層透鏡體的振動(dòng)孔隙水壓力

3.4.5　大壩壩坡抗震穩(wěn)定性

3.5　小結(jié)

第4章　應(yīng)力場(chǎng)與滲流場(chǎng)耦合研究

4.1　概述

4.2　滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)相互影響機(jī)理

4.2.1　基本假定

4.2.2　滲流場(chǎng)對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的影響機(jī)理

4.2.3　應(yīng)力場(chǎng)對(duì)滲流場(chǎng)的影響機(jī)理

4.3　滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合的數(shù)學(xué)模型

4.3.1　滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合分析的連續(xù)介質(zhì)模型

4.3.2　滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合分析的有限元方程及實(shí)現(xiàn)過程

4.4　礫石土堆石壩心墻應(yīng)力場(chǎng)與滲流場(chǎng)耦合計(jì)算

4.4.1　計(jì)算區(qū)域

4.4.2　定解條件

4.4.3　耦合計(jì)算與分析

4.5　拱效應(yīng)對(duì)礫石土堆石壩防滲體安全可靠性影響研究

4.5.1　拱效應(yīng)時(shí)間特征分析

4.5.2　拱效應(yīng)空間特征分析

4.5.3　結(jié)論

4.6　蓄水初期滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合反演分析研究

4.6.1　模型邊界條件

4.6.2　計(jì)算參數(shù)

4.6.3　幾何模型及求解

4.6.4　成果分析

4.7　結(jié)語

第5章　高水頭、大泄量、窄河谷、土石壩泄洪消能新技木

5.1　工程對(duì)泄洪建筑物布置要求

5.2　泄洪建筑物布置方案研究

5.2.1　泄洪建筑方案擬定

5.2.2　泄洪建筑物布置方案研究

5.3　泄洪消能技術(shù)研究

5.3.1　溢洪道泄洪消能技術(shù)研究

5.3.2　泄洪洞泄洪消能技術(shù)研究

5.3.3　泄洪建筑物運(yùn)行情況

5.3.4　小結(jié)

施工篇

第6章　深厚覆盞層基礎(chǔ)處理技術(shù)

6.1　概述

6.2　深厚覆蓋層工程地質(zhì)特性及物理力學(xué)參數(shù)

6.2.1　粗粒土工程地質(zhì)特性

6.2.2　砂層透鏡體工程地質(zhì)特性

6.2.3　河床覆蓋層物理力學(xué)參數(shù)

6.3　深厚覆蓋層基礎(chǔ)綜合處理技術(shù)研究

6.3.1　深厚覆蓋層壩基部分開挖及固結(jié)灌漿處理

6.3.2　覆蓋層混凝土防滲墻

6.3.3　壩基砂層評(píng)價(jià)及處理設(shè)計(jì)

6.4　大壩基礎(chǔ)混凝土防滲墻施工

6.4.1　主要設(shè)計(jì)指標(biāo)

6.4.2　防滲墻施工工藝流程

6.4.3　其他

6.4.4　工效分析與評(píng)價(jià)

6.5　大壩覆蓋層基礎(chǔ)固結(jié)灌漿

6.5.1　覆蓋層固結(jié)灌漿設(shè)計(jì)技術(shù)要求

6.5.2　覆蓋層固結(jié)灌漿

6.6　大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿

6.6.1　帷幕灌漿技術(shù)要求

6.6.2　施工順序

6.6.3　灌漿施工

6.6.4　基巖帷幕灌漿試驗(yàn)

6.6.5　主要施工方法

6.6.6　特殊情況處理

6.6.7　質(zhì)量檢查成果

6.6.8　汶川地震對(duì)帷幕的影響分析

6.7　小結(jié)

第7章　礫石土心墻堆石壩填筑施工技術(shù)

7.1　壩體填筑技術(shù)要求與料場(chǎng)分布

7.1.1　壩體填筑技術(shù)要求

7.1.2　料場(chǎng)分布

7.2　高山峽谷區(qū)超大型水工建筑物的施工場(chǎng)地布置設(shè)計(jì)及優(yōu)化

7.2.1　施工布置原則

7.2.2　砂石加工系統(tǒng)及混凝土拌和系統(tǒng)

7.2.3　施工道路

7.3　礫石土料篩分及運(yùn)輸

7.3.1　礫石土篩分系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

7.3.2　帶式輸送機(jī)布置

7.4　快速填筑及土石方優(yōu)化調(diào)配技術(shù)

7.4.1　施工參數(shù)與控制指標(biāo)

7.4.2　施工方法

7.4.3　壩體填筑及壩料質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果分析

7.4.4　壩體填筑質(zhì)量評(píng)價(jià)

7.4.5　土石方調(diào)配優(yōu)化

7.5　小結(jié)

第8章　大壩截流和蓄水初期的水流控制技術(shù)

8.1　截流規(guī)劃與實(shí)施

8.1.1　截流時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)

8.1.2　截流方式及護(hù)底研究

8.1.3　截流施工道路及場(chǎng)地規(guī)劃

8.1.4　截流備料

8.1.5　截流戧堤軸線及斷面選擇

8.1.6　戧堤進(jìn)占施工

8.2　大壩蓄水初期下游斷流問題研究

8.2.1　問題的由來

8.2.2　利用深溪溝泄洪洞平板閘門控泄的基本方案

8.2.3　利用深溪溝平板閘門控泄方案的試驗(yàn)研究

8.2.4　方案的實(shí)施

8.2.5　小結(jié)

監(jiān)測(cè)分析篇

第9章　深厚覆蓋層上礫石土心墻堆石壩安全監(jiān)測(cè)研究

9.1　安全監(jiān)測(cè)

9.1.1　安全監(jiān)測(cè)概述

9.1.2　安全監(jiān)測(cè)專業(yè)特點(diǎn)

9.1.3　安全監(jiān)測(cè)的目的和任務(wù)

9.2　瀑布溝礫石土心墻堆石壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和布置

9.2.1　監(jiān)測(cè)斷面布置

9.2.2　壩體監(jiān)測(cè)布置

9.2.3　壩基監(jiān)測(cè)布置

9.3　變形監(jiān)測(cè)成果分析

9.3.1　外部變形監(jiān)測(cè)成果分析

9.3.2　內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)成果分析

9.3.3　防滲墻傾斜變形監(jiān)測(cè)成果分析

9.3.4　基礎(chǔ)廊道變形監(jiān)測(cè)成果分析

9.4　應(yīng)力監(jiān)測(cè)成果分析

9.4.1　心墻土壓力

9.4.2　混凝土防滲墻應(yīng)力

9.5　滲流滲壓監(jiān)測(cè)成果分析

9.5.1　心墻滲壓計(jì)監(jiān)測(cè)成果分析

9.5.2　P60滲壓計(jì)測(cè)值異常分析

9.5.3　防滲墻滲流滲壓監(jiān)測(cè)成果分析

9.5.4　兩岸山體及廊道測(cè)壓管監(jiān)測(cè)成果分析

9.5.5　堆石區(qū)滲壓監(jiān)測(cè)成果分析

9.5.6　兩岸山體滲流量監(jiān)測(cè)成果分析

9.6　大壩運(yùn)行情況綜合評(píng)價(jià)

9.6.1　主要設(shè)計(jì)成果

9.6.2　監(jiān)測(cè)成果與設(shè)計(jì)成果對(duì)比分析

9.6.3　大壩運(yùn)行情況的綜合評(píng)價(jià)

9.7　大壩下游泄洪霧化問題研究

9.7.1　瀑布溝大壩泄洪霧化所帶來的問題

9.7.2　大壩下游泄洪霧化區(qū)的防護(hù)治理

9.7.3　大壩建成后近三年的泄洪霧化監(jiān)測(cè)分析

9.7.4　霧化監(jiān)測(cè)結(jié)論

第10章　礫石土心墻堆石壩變形控制關(guān)鍵技術(shù)研究

10.1　概述

10.2　瀑布溝壩頂裂縫形成原因分析

10.2.1　裂縫發(fā)展基本情況

10.2.2　位移過程線分析

10.2.3　裂縫成因分析

10.2.4　裂縫的處理

10.3　深厚覆蓋層上高心墻堆石壩變形規(guī)律及有關(guān)問題探討

10.3.1　壩與地基變形比較

10.3.2　壩基處理方案與裂縫控制問題探討

lO.3.3　河床基礎(chǔ)廊道環(huán)向結(jié)構(gòu)縫設(shè)計(jì)探討

10.3.4　施工期變形及滲漏處理

10.3.5　大壩運(yùn)行狀況

10.3.6　深厚覆蓋層上堆石壩基礎(chǔ)廊道結(jié)構(gòu)形式探討

10.4　小結(jié)

展望

參考文獻(xiàn) 2100433B

本書是瀑布溝寬級(jí)配礫石土心墻堆石壩關(guān)鍵技術(shù)方面的科研成果專著。瀑布溝寬級(jí)配礫石土心墻堆石壩是目前全世界在深厚覆蓋層上已完建的最高礫石土心墻堆石壩,被國(guó)際大壩委員會(huì)授予“堆石壩里程碑工程"稱號(hào)。全書共分3篇10章，包括勘測(cè)設(shè)計(jì)科研篇、施工篇和監(jiān)測(cè)分析篇。具體章節(jié)為緒論、寬級(jí)配礫石土用作土石壩防滲料研究、礫石土心墻堆石壩應(yīng)力與變形分析、應(yīng)力場(chǎng)與滲流場(chǎng)耦合研究、土石壩泄洪消能技術(shù)；深厚覆蓋層地基處理技術(shù)、礫石土心墻堆石壩填筑施工技術(shù)、大壩截流和蓄水初期的水流控制技術(shù)；深厚覆蓋層上礫石土心墻堆石壩安全監(jiān)測(cè)研究、礫石土心墻堆石壩變形控制關(guān)鍵技術(shù)研究等。

四川大渡河瀑布溝水電站是我國(guó)“十五”期間立項(xiàng)開工，“十一五”期間發(fā)電的大型水電站，裝機(jī)容量3600MW。瀑布溝水電站位于四川省大渡河中游，具有較好的調(diào)節(jié)性能，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，是由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、自行施工、自行籌資興建的大型水電站。186m高的礫石土心墻堆石壩，由左岸泄洪洞、地下廠房、放空洞、導(dǎo)流洞等組成的大型洞室群，由首部樞紐和13km長(zhǎng)引水隧洞組成的尼日河引水工程等，技術(shù)先進(jìn)、施工難度大。廣大建設(shè)者堅(jiān)持深化改革、努力拼搏、大膽創(chuàng)新，克服了各種困難，從正式開工算起，只用了不到6年的時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了首批機(jī)組發(fā)電的目標(biāo)，為我國(guó)水電建設(shè)史撰寫了新的篇章。

瀑布溝水電站建設(shè)伊始，在國(guó)電大渡河公司的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，用“三個(gè)代表”重要思想和科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)全局，廣大建設(shè)者確立了“創(chuàng)行業(yè)一流，樹行業(yè)樣板”的總體目標(biāo)，具體落實(shí)在要把瀑布溝水電站建成“安全工程、優(yōu)質(zhì)工程、高效工程、科技工程、文明工程、環(huán)保工程、人才工程、文化工程”。在工程建設(shè)管理上，實(shí)行“總一分”管理模式和現(xiàn)場(chǎng)“業(yè)主代表制”都是建設(shè)管理體制和制度創(chuàng)新的亮點(diǎn)。瀑布溝水電站建設(shè)分公司作為業(yè)主（國(guó)電大渡河公司）現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，伴隨著工程建設(shè)的順利實(shí)施，已成為工程項(xiàng)目建設(shè)的投資成本控制中心、項(xiàng)目管理協(xié)調(diào)中心和大渡河流域開發(fā)基建人才培訓(xùn)中心。

在瀑布溝水電站首批機(jī)組發(fā)電前夕，本書正式出版了。它凝聚了全體瀑布溝建設(shè)者和廣大關(guān)心、支持工程建設(shè)的專家、領(lǐng)導(dǎo)者的智慧和心血，不但回顧了瀑布溝水電站的建設(shè)歷程，而且也認(rèn)真總結(jié)了建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)促進(jìn)瀑布溝水電站全面建成投產(chǎn)發(fā)電和推動(dòng)大渡河流域水電開發(fā)具有十分重要的意義。

本書先出版三卷，共約220萬字，其中第一卷為建設(shè)管理；第二卷為土建工程；第三卷為機(jī)電安裝及金屬結(jié)構(gòu)。內(nèi)容豐富翔實(shí)，理論與實(shí)踐相結(jié)合，圖文并茂，印制精關(guān)。2100433B

四川大渡河瀑布溝水電站是我國(guó)“十五”期間立項(xiàng)開工，“十一五”期間發(fā)電的大型水電站，裝機(jī)容量3600MW。瀑布溝水電站位于四川省大渡河中游，具有較好的調(diào)節(jié)性能，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，是由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、自行施工、自行籌資興建的大型水電站。186m高的礫石土心墻堆石壩，由左岸泄洪洞、地下廠房、放空洞、導(dǎo)流洞等組成的大型洞室群，由首部樞紐和13km長(zhǎng)引水隧洞組成的尼日河引水工程等，技術(shù)先進(jìn)、施工難度大。廣大建設(shè)者堅(jiān)持深化改革、努力拼搏、大膽創(chuàng)新，克服了各種困難，從正式開工算起，只用了不到6年的時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了首批機(jī)組發(fā)電的目標(biāo)，為我國(guó)水電建設(shè)史撰寫了新的篇章。

瀑布溝水電站建設(shè)伊始，在國(guó)電大渡河公司的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，用“三個(gè)代表”重要思想和科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)全局，廣大建設(shè)者確立了“創(chuàng)行業(yè)一流，樹行業(yè)樣板”的總體目標(biāo)，具體落實(shí)在要把瀑布溝水電站建成“安全工程、優(yōu)質(zhì)工程、高效工程、科技工程、文明工程、環(huán)保工程、人才工程、文化工程”。在工程建設(shè)管理上，實(shí)行“總一分”管理模式和現(xiàn)場(chǎng)“業(yè)主代表制”都是建設(shè)管理體制和制度創(chuàng)新的亮點(diǎn)。瀑布溝水電站建設(shè)分公司作為業(yè)主（國(guó)電大渡河公司）現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，伴隨著工程建設(shè)的順利實(shí)施，已成為工程項(xiàng)目建設(shè)的投資成本控制中心、項(xiàng)目管理協(xié)調(diào)中心和大渡河流域開發(fā)基建人才培訓(xùn)中心。

在瀑布溝水電站首批機(jī)組發(fā)電前夕，本書正式出版了。它凝聚了全體瀑布溝建設(shè)者和廣大關(guān)心、支持工程建設(shè)的專家、領(lǐng)導(dǎo)者的智慧和心血，不但回顧了瀑布溝水電站的建設(shè)歷程，而且也認(rèn)真總結(jié)了建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)促進(jìn)瀑布溝水電站全面建成投產(chǎn)發(fā)電和推動(dòng)大渡河流域水電開發(fā)具有十分重要的意義。

本書先出版三卷，共約220萬字，其中第一卷為建設(shè)管理；第二卷為土建工程；第三卷為機(jī)電安裝及金屬結(jié)構(gòu)。內(nèi)容豐富翔實(shí)，理論與實(shí)踐相結(jié)合，圖文并茂，印制精關(guān)。2100433B

榮譽(yù)表彰

2008年01月31日，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2005-2006年度國(guó)家級(jí)工法的通知》建質(zhì)[2008]22號(hào)，《寬級(jí)配礫石土心墻堆石壩施工工法》被評(píng)定為2005-2006年度國(guó)家一級(jí)工法。 2100433B