無人機(jī)航攝技術(shù)在雙江口水電站智慧工程建設(shè)中的應(yīng)用

隨著智慧產(chǎn)業(yè)的不斷深化發(fā)展,智慧工程建設(shè)將對我國水電行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)而重大的影響。結(jié)合雙江口水電站工程特點(diǎn),基于智慧工程基本概念和總體架構(gòu),研究了雙江口水電站智能地下工程業(yè)務(wù)系統(tǒng);分析了地下工程數(shù)據(jù)中心與決策會商中心,以及施工資源實(shí)時定位監(jiān)控、快速高精度測量與計量管理、埋管埋件統(tǒng)計及管理、混凝土生產(chǎn)澆筑監(jiān)控與管理、施工環(huán)境監(jiān)控預(yù)警與決策分析、洞室群施工仿真及進(jìn)度管理、爆破安全控制與微震監(jiān)測成果集成管理、圍巖監(jiān)測與穩(wěn)定分析動態(tài)反饋分析成果集成管理等模塊;介紹了雙江口水電站智能地下工程系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)展情況。智能地下工程系統(tǒng)將為雙江口水電站優(yōu)質(zhì)、高效建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

雙江口水電站水輪機(jī)單機(jī)功率大,運(yùn)行水頭高,水頭變幅大。合理選擇水輪機(jī)參數(shù),是保證水輪機(jī)長期安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。本文介紹了水輪機(jī)主要參數(shù)可行性研究階段的設(shè)計成果。

雙江口水電站地處高山深切曲流河谷之中,大江截流面臨著場地狹窄、施工道路條件差的困難,同時戧堤上下游水位落差大、流速高,截流施工難度大。根據(jù)工程特點(diǎn),采取單向單戧立堵方式從右岸向左岸單向進(jìn)占,預(yù)留龍口寬度僅為20m,截流設(shè)計流量為317m3/s。根據(jù)龍口水力學(xué)計算成果,將龍口劃分為4個區(qū),計算了各區(qū)拋投石料的粒徑和數(shù)量,并開展了施工道路規(guī)劃和料場布置研究。經(jīng)過科學(xué)設(shè)計、精心組織,成功實(shí)現(xiàn)了大江截流,可為同類工程參考。

介紹了無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的特點(diǎn),通過在峽山水庫提高興利水位測量中的應(yīng)用,分析了平面、高程測量精度和測繪成果,為類似測量工作提供借鑒。

通過對大渡河上游雙江口水電站工程區(qū)珍稀保護(hù)植物的種群數(shù)量、生境、分布進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)工程建設(shè)征地區(qū)內(nèi)有大量的珍稀保護(hù)植物，并預(yù)測了電站建設(shè)對他們的影響。筆者結(jié)合相關(guān)法規(guī)及技術(shù)規(guī)范，提出對保護(hù)植物提出做移植對比試驗(yàn)、大樹移植處理、異地造林、種質(zhì)資源保存等建議。

為了提升水電工程邊坡監(jiān)測預(yù)警及應(yīng)急處置能力,結(jié)合四川雙江口水電站典型工程邊坡發(fā)現(xiàn)變形直至失穩(wěn)的過程分析及監(jiān)測預(yù)警成果,從內(nèi)因和外因分析邊坡變形失穩(wěn)機(jī)理,制定了有針對性的現(xiàn)場處置及應(yīng)急治理等應(yīng)急處理方案,并按原定計劃保質(zhì)保量完成施工,有效避免了人身傷亡、財產(chǎn)損失及次生災(zāi)害的發(fā)生。

1月19～20日，大渡河雙江口水電站工程防震抗震研究設(shè)計專題報告審查會議在蓉召開。四川省發(fā)改委，中國地震局，四川省地震局，中國地震局地質(zhì)研究所，四川省地震局水庫地震研究所，南京水利科學(xué)研究院，清華大學(xué)，中國水利水電科學(xué)研究院，河海大學(xué)，武漢大學(xué)，大連理工大學(xué)，中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院等單位的領(lǐng)導(dǎo)、專家和代表參加了會議。

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,小型無人機(jī)在遠(yuǎn)程遙控、續(xù)航時間、飛行品質(zhì)上有了明顯的突破,成為了近幾年興起的新的航空遙感手段,并在遙感界被普遍認(rèn)為具有良好的發(fā)展前景。本文介紹了無人機(jī)航測系統(tǒng)構(gòu)成,分析了無人機(jī)航測的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍,提出無人機(jī)航空攝影測量影像獲取作業(yè)流程和作業(yè)方法,總結(jié)無人機(jī)航測技術(shù)在電網(wǎng)工程應(yīng)用存在的不足之處,對無人機(jī)航測技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了展望。

雙江口水電站尾調(diào)交通洞埋深大,圍巖主要由花崗巖組成,地應(yīng)力高,地應(yīng)力與巖體強(qiáng)度比值大,開挖卸荷作用下圍巖極易發(fā)生巖爆現(xiàn)象。結(jié)合地質(zhì)資料、開挖形式,對巖爆分布及破壞特征進(jìn)行了分析。并利用微震監(jiān)測,采集微震事件頻次并分析微震事件特征,揭露了巖爆與微震事件的內(nèi)在聯(lián)系。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):雙江口尾調(diào)交通洞微震事件主要聚集于靠山側(cè),在巖爆發(fā)生前24h突然聚集；高應(yīng)力圍巖在開挖作用下的應(yīng)力調(diào)整是巖爆發(fā)生的根本原因。該研究結(jié)果可為類似工程中巖爆的監(jiān)測與預(yù)報提供一定的借鑒作用。

在西南山區(qū),受新構(gòu)造運(yùn)動影響,部分巖體中地應(yīng)力較高,因此在地下洞室開挖過程中經(jīng)常遇到巖爆現(xiàn)象。本文在雙江口水電站前期勘測資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合籌建期開挖1#導(dǎo)流洞巖爆發(fā)生的規(guī)律,經(jīng)過統(tǒng)計分析,總結(jié)了雙江口水電站地應(yīng)力分布特征及巖爆成因,提出了防治建議。

采用正交試驗(yàn)方案和ν-svr相結(jié)合的直接法來解決復(fù)雜壩基的初始滲流場反分析問題。通過安排正交數(shù)值試驗(yàn),獲取初始滲流場全面的信息,并用ν-svr向正交試驗(yàn)的樣本學(xué)習(xí)測孔水位和各參數(shù)之間的關(guān)系,從而建立各參數(shù)和測孔水位之間隱式表達(dá)式,用此表達(dá)式代替正算程序,經(jīng)過優(yōu)化最終獲得最優(yōu)初始滲流場。經(jīng)過工程實(shí)例驗(yàn)證,該方法能適應(yīng)非線性復(fù)雜巖土問題且具有高效性。

項目法人通過組織監(jiān)理招投標(biāo),在施工監(jiān)理招標(biāo)文件中對投標(biāo)的監(jiān)理單位在監(jiān)理資質(zhì)、監(jiān)理業(yè)績、監(jiān)理信譽(yù)等多方面進(jìn)行綜合考察,最終優(yōu)選出最適合的監(jiān)理單位,為招標(biāo)工程有序施工打下基礎(chǔ)。簡要介紹了雙江口水電站施工監(jiān)理招標(biāo)文件的編制要點(diǎn)。

大渡河雙江口水電站礫石土心墻堆石壩壩高達(dá)312.00m,為世界第一高壩,其工程規(guī)模宏大,導(dǎo)流條件復(fù)雜。綜合考慮地形地質(zhì)條件、樞紐布置、大壩施工等特性,施工導(dǎo)流分初期、中期和后期導(dǎo)流三個階段。文章從導(dǎo)流方式、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)流程序、導(dǎo)流建筑物設(shè)計、下閘封堵,以及初期蓄水與生態(tài)供水等方面簡要介紹了雙江口水電站施工導(dǎo)流設(shè)計的主要內(nèi)容,為類似特高心墻堆石壩施工導(dǎo)流規(guī)劃與設(shè)計提供借鑒。

本文主要對雙江口水電站截流及閑氣施工布置、施工方法、技術(shù)要點(diǎn)及應(yīng)急措施進(jìn)行簡要說明,通過合理的布置與高效的組織,短時間內(nèi)順利完成河道截流。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,采取有效措施調(diào)整閉氣料施工,最后達(dá)到滴水不漏的效果,為圍堰干地分層填筑碾壓創(chuàng)造了相當(dāng)好的條件,達(dá)到了國內(nèi)同等工程閉氣的領(lǐng)先水平,也為今后類似工程提供了重要參考。

大渡河是長江流域岷江水系最大支流，雙江口水電站為大渡河干流上游控制性水庫工程。這一地區(qū)在古代是極其重要的文化通道和民族大走廊。此次調(diào)查、勘探所發(fā)現(xiàn)的文化遺存，對研究古代西南地區(qū)少數(shù)民族歷史特別是甘青地區(qū)與西南地區(qū)的史前文化有著十分重要的意義。

初始地應(yīng)力是巖土工程設(shè)計與施工所要考慮的重要因素之一.根據(jù)雙江口水電站工程區(qū)域?qū)嶋H地質(zhì)條件以及實(shí)測地應(yīng)力資料,建立了能夠反映研究區(qū)地貌、巖體結(jié)構(gòu)的地質(zhì)模型.采用快速拉格朗日計算程序flac3d對建立的三維地質(zhì)概化模型進(jìn)行計算,在實(shí)測點(diǎn)地應(yīng)力值與計算得到的應(yīng)力值之間建立多元回歸模型,通過多元回歸分析,求出最優(yōu)回歸系數(shù).通過實(shí)測點(diǎn)的計算應(yīng)力值與現(xiàn)場實(shí)測值的比較,兩者在量值上相當(dāng)且方向上接近,表明經(jīng)過回歸得到的地應(yīng)力場是合理的,為雙江口水電站地下廠房的開挖模擬及長期穩(wěn)定性分析提供了合理的三維初始地應(yīng)力場.

雙江口水電站施工階段的填筑道路規(guī)劃是一個系統(tǒng)工程,要同時滿足移民、料場開采、大壩防洪度汛、不利的地形地貌等條件要求,是一個多目標(biāo)的動態(tài)規(guī)劃。在對這些多目標(biāo)進(jìn)行了分析和評估以后,找出了滿足這些目標(biāo)的優(yōu)先解決順序,然后據(jù)此確定了道路規(guī)劃的思路及五個具體操作步驟。此方法較為實(shí)用、可操作性強(qiáng),可為300m級高礫石土心墻堆石壩在規(guī)劃填筑運(yùn)輸?shù)缆窌r提供參考借鑒。

雙江口水電站排沙工程的正態(tài)斷面模型試驗(yàn),主要研究雙江口水電站大壩底孔排沙工程措施,通過對天然河沙,樹脂沙及洗精煤模型沙的起動流速,排沙工程的排效效果研究,為變態(tài)整體模型試驗(yàn)提供設(shè)計的和參考數(shù)據(jù)。

為分析大渡河雙江口水電站補(bǔ)償調(diào)節(jié)對其下游梯級電站的發(fā)電補(bǔ)償效益,建立了發(fā)電量最大化兼顧最小出力最大化的中長期水庫群優(yōu)化調(diào)度模型,采用逐步優(yōu)化算法(poa)求解模型,比較分析了有無雙江口水電站補(bǔ)償下的梯級發(fā)電情況,研究了雙江口水電站對大渡河梯級的發(fā)電補(bǔ)償效益。結(jié)果表明,雙江口水電站對下游梯級的發(fā)電補(bǔ)償效益顯著,其補(bǔ)償調(diào)節(jié)可增加大渡河雙江口以下24個梯級多年平均發(fā)電量約31.2×108kw·h,增加多年平均枯水期電量約60.2×108kw·h,提升多年枯水期平均出力166.6×104kw,提升多年枯水期最小出力205.5×104kw;按照目前上網(wǎng)電價水平,并考慮分期分時電價的情況下,雙江口水電站的補(bǔ)償調(diào)節(jié)可增加其下游24個梯級收入共計19.101×108元(含稅)。

采用三維靜力有限元法,基于鄧肯-張非線性彈性模型,模擬了雙江口高心墻堆石壩在竣工期、蓄水期的應(yīng)力與變位。研究了應(yīng)力分布和極值應(yīng)力的量值、區(qū)位。計算結(jié)果最大沉降變位為2.907m,約占壩高0.93%,與類似工程相比沉降占壩高百分比較小。對上游堆石應(yīng)力水平較高區(qū)域給出了工程建議。

大渡河是長江流域岷江水系最大支流,雙江口水電站為大渡河干流上游控制性水庫工程.這一地區(qū)在古代是極其重要的文化通道和民族大走廊.此次調(diào)查、勘探所發(fā)現(xiàn)的文化遺存,對研究古代西南地區(qū)少數(shù)民族歷史特別是甘青地區(qū)與西南地區(qū)的史前文化有著十分重要的意義.

2015年4月15日，大渡河雙江口水電站項目獲國家發(fā)展改革委核準(zhǔn)批復(fù)，同意建設(shè)雙江口水電站。電站位于阿壩州馬爾康縣和金川縣交界的大渡河干流上，電站安裝4臺50萬kw混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量200萬kw，