水布埡水利樞紐頁(yè)巖風(fēng)化料擊實(shí)和滲透特性試驗(yàn)

針對(duì)水布坯水利樞紐工程地下式電站廠房，以巖塊的力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)圍巖體的基本力學(xué)屬性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，對(duì)重要的變形及強(qiáng)度試驗(yàn)成果進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，并就某些測(cè)試技術(shù)提出了有益的建議。

針對(duì)清江水布埡水利樞紐河岸式溢洪道具有泄量大、水頭高、下游消能區(qū)環(huán)境地質(zhì)差等特點(diǎn)，通過(guò)１∶１００整體模型對(duì)一級(jí)挑流消能防沖布置及消能形式進(jìn)行了３個(gè)方案試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：方案三的引渠流速、流態(tài)、水面比降、泄流能力及下游沖刷等的水力學(xué)指標(biāo)基本上能滿足設(shè)計(jì)要求，并指出還有待研究的問(wèn)題。

通過(guò)１∶１６５概化模型試驗(yàn)，探討了適合該工程可能的消能型式。在１∶１００整體模型和１∶８８斷面模型上分別研究了一級(jí)挑流消能方案和底流接挑流的二級(jí)消能方案的水力學(xué)特性，并結(jié)合溢洪道布置、工程量等對(duì)一、二級(jí)消能方案進(jìn)行了綜合比較，推薦一級(jí)消能方案為初設(shè)階段的基本方案。

水布埡水利樞紐是清江干流的最上一個(gè)梯級(jí)樞紐工程，該樞紐有水布埡和半峽兩個(gè)壩址可供比選。水布埡壩址位于巴東縣長(zhǎng)嶺鄉(xiāng)，上距恩施市１１７ｋｍ，下距隔河巖水利樞紐９２ｋｍ，距清江河口１５３ｋｍ；半峽壩址位于長(zhǎng)陽(yáng)縣漁峽口鎮(zhèn)，上距水布埡壩址９．２ｋｍ。在可行性研究階段，對(duì)以上兩個(gè)壩址進(jìn)行了大量的勘測(cè)設(shè)計(jì)和科研工作，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)環(huán)境等各方面進(jìn)行了綜合比較，經(jīng)過(guò)慎重研究分析，推薦水布埡壩址

水布埡水利樞紐混凝土面板堆石壩為世界同類壩型的第一高壩,地下電站系統(tǒng)等地下工程規(guī)模位于國(guó)內(nèi)水電工程前列。壩址河谷狹窄,地形陡峻,壩址下游地形稍緩,但分布較多滑坡體;壩址上部巖體為灰?guī)r,巖溶發(fā)育,下部為泥頁(yè)巖,總體呈上硬下軟分布,地質(zhì)條件復(fù)雜。為保證工程的有序、高效、安全實(shí)施,在工程建設(shè)前期制訂了科學(xué)、合理的施工規(guī)劃,在工程建設(shè)過(guò)程中嚴(yán)格按施工規(guī)劃組織施工,保證了工程建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。從施工導(dǎo)流、施工進(jìn)度、場(chǎng)內(nèi)交通、施工布置等方面,簡(jiǎn)要介紹了水布埡工程的施工規(guī)劃,以供其它工程參考。

通過(guò)在水布埡水利樞紐地下廠房中進(jìn)行變形試驗(yàn),研究了廠房區(qū)巖體的變形特性,采用反分析法進(jìn)行粘彈性反分析,反演出地應(yīng)力、彈性模量及粘性參數(shù),并與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,對(duì)反算值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

采用不同方法計(jì)算了水布埡水利樞紐防洪投資分?jǐn)?對(duì)水布埡防洪分?jǐn)偼顿Y的籌措渠道進(jìn)行了探討,并就不同回報(bào)及其對(duì)應(yīng)的投入方式提出了建設(shè)性的建議

采用不同方法計(jì)算了水布埡水利樞紐防洪投資分?jǐn)?對(duì)水布埡防洪分?jǐn)偼顿Y的籌措渠道進(jìn)行了探討,并就不同回報(bào)及其對(duì)應(yīng)的投入方式提出了建設(shè)性的建議.

通過(guò)對(duì)水布埡水利樞紐面板堆石壩周邊縫止水結(jié)構(gòu)大比尺模型試驗(yàn)，研究了銅止水片的物理力學(xué)性能并對(duì)止水型式進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)周邊縫與垂直縫銅止水接頭變形問(wèn)題，作了一些探索性工作，研究了塑料止水帶的物理性能和止水防滲性能，嵌縫材料和自愈抗?jié)B材料止水結(jié)構(gòu)和止水性能，探討了止水結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理及細(xì)部設(shè)計(jì)問(wèn)題，提出周邊縫止水結(jié)構(gòu)和改進(jìn)設(shè)計(jì)的措施和方案。

水布埡放空洞具有工作水頭高、流速大、上游水位變幅大等特點(diǎn)。針對(duì)其工作門區(qū)的突擴(kuò)跌坎摻氣體型,通過(guò)1∶25局部模型和1∶40減壓模型,對(duì)該體型的水力特性及空化特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究,結(jié)果表明:放空洞在工作水頭h0=0~110m范圍內(nèi)運(yùn)行,工作門區(qū)突擴(kuò)跌坎體型可免于空蝕破壞;工作門區(qū)側(cè)擴(kuò)跌坎體型設(shè)計(jì)參數(shù)相對(duì)應(yīng)的臨界工作水頭hk為35~50m;工作水頭h0=20m時(shí),側(cè)空腔淺小,底空腔基本消失,水流不能有效摻氣,而側(cè)沖擊區(qū)有初生狀態(tài)的蒸汽型空化發(fā)生,為安全計(jì),宜采用抗蝕材料對(duì)邊墻水流沖擊予以防護(hù)。分析評(píng)估了該體型的抗空蝕破壞能力,研究成果為設(shè)計(jì)決策提供了科學(xué)依據(jù)。

對(duì)高壩洲水利樞紐基巖中較有代表性的和處于工程重要位置上的剪切帶泥化夾層進(jìn)行了室內(nèi)滲透變形試驗(yàn),并對(duì)其中的259號(hào)泥化夾層在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了原位滲透變形試驗(yàn)。根據(jù)對(duì)試驗(yàn)成果的綜合分析提出了滲透強(qiáng)度指標(biāo),為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

水布埡水利樞紐工程建設(shè)對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一定的影響。目前,流域梯級(jí)開發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響已引起社會(huì)各階層的廣泛關(guān)注。結(jié)合我國(guó)水利水電工程建設(shè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)進(jìn)程,概要地回顧了清江水布埡水利樞紐環(huán)境影響評(píng)價(jià),并根據(jù)國(guó)家對(duì)水利水電建設(shè)項(xiàng)目提出應(yīng)在保護(hù)生態(tài)基礎(chǔ)上有序開發(fā)水電的要求,提出對(duì)一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)與考慮。

水布埡水利樞紐是具有發(fā)電、防洪、航運(yùn)以及旅游、水產(chǎn)養(yǎng)殖等效益的綜合利用水利樞紐工程,主要任務(wù)是發(fā)電、防洪和航運(yùn),投資分?jǐn)倳r(shí)只考慮發(fā)電和防洪。采用了樞紐指標(biāo)系數(shù)法、效益現(xiàn)值比例分?jǐn)偡ā⑻娲桨纲M(fèi)用現(xiàn)值比例分?jǐn)偡?、可分費(fèi)用-剩余效益法四種方法進(jìn)行水布埡樞紐投資分?jǐn)?提出了投資分?jǐn)偨ㄗh及資金籌措建議。

湖北清江水布埡水利樞紐溢洪道弧形閘門為橫主梁三斜支臂結(jié)構(gòu),制作工藝復(fù)雜,通過(guò)弧形平臺(tái)制作放樣、下料卷制、焊接等方法、手段,采用科學(xué)合理的焊接工藝及拼焊順序,保證了該閘門的制作質(zhì)量。

水布埡水利樞紐放空洞混凝土補(bǔ)砌施工方法——水布埡放空洞工程結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，工藝質(zhì)量要求高、工期緊、施工條件差。工程技術(shù)人員根據(jù)結(jié)構(gòu)體型尺寸的不同，分別采用了鋼模臺(tái)車、液壓滑模、異形模板、人工翻模等工藝方法。實(shí)踐證明，施工方案及方法合理可行，工藝...

水布埡水利樞紐滑坡體綜合治理施工技術(shù)——針對(duì)水布埡工程較突出的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，結(jié)合工程施工實(shí)際情況，介紹了水布埡壩址下游5個(gè)主要滑坡體的綜合治理方案：抗滑樁施工、錨索施工、削坡減載、覆蓋層明挖和排水施工等．重點(diǎn)闡述了拉錨抗滑樁和錨索施工的施工方...

水布埡水利樞紐壩址區(qū)巖溶化程度較高,結(jié)合其左岸防滲帷幕布置設(shè)計(jì),針對(duì)巖溶介質(zhì)中滲透水流的特點(diǎn),建立了基于改進(jìn)折算滲透系數(shù)法的巖溶滲流有限元數(shù)值計(jì)算分析模型。通過(guò)對(duì)不同防滲帷幕布置方案進(jìn)行比較,較深入地分析了帷幕的長(zhǎng)度和深度、巖溶管道以及巖層和帷幕的滲透性對(duì)滲流場(chǎng)的影響,提出了可節(jié)省22.5%防滲帷幕體的優(yōu)化布置方案

水布埡水利樞紐放空洞固結(jié)灌漿施工——簡(jiǎn)要介紹了水布埡樞紐固結(jié)灌漿施工方法和施工程序，對(duì)灌漿成果和質(zhì)量進(jìn)行了分析。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)隧洞固結(jié)并聯(lián)灌漿孔的對(duì)稱形式和壓力控制以及封孔方式提出了見解。　　

簡(jiǎn)要介紹了水布埡樞紐固結(jié)灌漿施工方法和施工程序,對(duì)灌漿成果和質(zhì)量進(jìn)行了分析。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)隧洞固結(jié)并聯(lián)灌漿孔的對(duì)稱形式和壓力控制以及封孔方式提出了見解。

水布埡水利樞紐溢洪道采用挑流消能,最大下泄流量18280m3/s,泄洪落差171m,泄洪功率3.1萬(wàn)mw。消能沖刷區(qū)環(huán)境地質(zhì)復(fù)雜,左岸有大巖淌滑坡,右岸有馬崖高陡邊坡。巖層以泥盆系寫經(jīng)寺組砂頁(yè)巖為主,巖性軟弱,斷裂構(gòu)造發(fā)育,抗沖刷能力低。消能沖刷區(qū)采用兩岸設(shè)置防淘墻而不護(hù)底的防護(hù)方案。防淘墻設(shè)計(jì)與施工方案研究了鉆爆法開挖、預(yù)應(yīng)力錨索加固方案;鉆爆法開挖、錨拉洞加固方案;機(jī)械成孔(槽)、預(yù)應(yīng)力錨索加固方案。經(jīng)綜合比較,采用了鉆爆法開挖、預(yù)應(yīng)力錨索加固方案,目前設(shè)計(jì)和施工均已完成。實(shí)踐表明所選用的設(shè)計(jì)方案和施工方法是合理的。

水布埡水利樞紐壩址所在位置河谷狹窄,地形、地質(zhì)條件復(fù)雜,泄洪落差與泄洪單寬流量均較大,河床基巖軟弱,抗沖流速低,兩岸又有巨大的滑坡體及右岸馬崖高邊坡,導(dǎo)流建筑物、泄水建筑物以及電站尾水出口的布置又相對(duì)比較集中,泄洪的安全問(wèn)題屬于水布埡水利樞紐的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。為此,綜合闡述了溢洪道結(jié)構(gòu)布置和結(jié)構(gòu)整體模型試驗(yàn)的研究成果以及防淘墻布置及其結(jié)構(gòu)形式的研究成果,從而最終論證溢洪道及防淘墻結(jié)構(gòu)布置形式在水布埡水利樞紐泄洪消能防沖系統(tǒng)中的可行性和合理性。

在綜合滑體的地質(zhì)條件及基本特征的基礎(chǔ)上,建立了古樹包滑坡的三維可視化地層模型?；谌S剛體極限平衡理論和條分法,計(jì)算分析了清江水布埡水利樞紐古樹包滑坡的三維穩(wěn)定性,討論了地下水位對(duì)滑坡穩(wěn)定性安全系數(shù)影響。為了更深入地研究抗剪強(qiáng)度對(duì)古樹包滑坡穩(wěn)定性的影響,進(jìn)行了若干穩(wěn)定性影響因素的敏感性計(jì)算并且反演分析了抗剪強(qiáng)度。最后進(jìn)行了滑坡整治工程效果驗(yàn)算和潛在滑動(dòng)面的搜索。計(jì)算表明:地下水對(duì)古樹包滑坡有嚴(yán)重影響;在旱季現(xiàn)有滑坡基本穩(wěn)定,雨季滑坡處于極限平衡狀態(tài)。計(jì)算結(jié)果為古樹包滑坡的永久整治工程設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。