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        我國特大型水利水電工程安全運(yùn)行技術(shù)現(xiàn)狀與改進(jìn)方向

        2019-11-29 10:38:54伍廷福
        商品與質(zhì)量 2019年21期
        關(guān)鍵詞:工程分析

        伍廷福

        貴州黔清江水利建設(shè)工程有限公司 貴州貴陽 550000

        1 高陡邊坡和洞室群的檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀分析及改進(jìn)方向

        在中國西部高山峽谷的陡坡和地下洞穴中,斜坡的挖掘深度為數(shù)百米,項(xiàng)目的規(guī)模和難度超出了現(xiàn)有工程實(shí)踐的范圍。這些水電工程的地質(zhì)條件復(fù)雜,評(píng)估高邊坡和大型地下洞室?guī)r體力學(xué)特性的方法,分析穩(wěn)定性,支護(hù)措施,挖掘爆破控制,監(jiān)測(cè)和預(yù)警等,具有較高的技術(shù)設(shè)計(jì)和施工要求[1]。

        在復(fù)雜的環(huán)境發(fā)生條件下,細(xì)粒土壓力試驗(yàn)的理論和技術(shù)以及基于多樣化信息綜合確定應(yīng)力場(chǎng)的研究方法是研究領(lǐng)域的重要問題。隨著中國水電建設(shè)向西南深山谷的擴(kuò)展,各種復(fù)雜環(huán)境和地質(zhì)條件下的天然和人工斜坡問題更加突出,已成為一個(gè)重大的工程問題它嚴(yán)重影響了設(shè)計(jì),施工和工程操作。在這些復(fù)雜條件下陡坡的穩(wěn)定性,主要荷載條件從低坡度坡度荷載變?yōu)樽灾?,包括高地震烈度的?dòng)荷載,大雨引起的入滲荷載和集中的洪水排放和伴隨效應(yīng)以及復(fù)雜載荷耦合的影響,包括放電,高壓條件下的損傷演變等因素。目前,由于軟件和硬件水平的限制,從數(shù)值分析的規(guī)模和精度來看,不可能準(zhǔn)確地模擬圍巖的應(yīng)力和大型地下洞室的破壞狀態(tài)。未來,高性能并行計(jì)算施工過程的大規(guī)模數(shù)值模擬是大型地下洞室力學(xué)分析的重要方向。仍然需要開發(fā)復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的多尺度的三維建模和在計(jì)算機(jī)技術(shù)中快速搜索周圍的巖石塊。以DDA為代表的非連續(xù)變形數(shù)值方法的研究和開發(fā),為數(shù)值模擬研究復(fù)雜條件下地下洞室的破壞機(jī)理和安全性提供了一種新的研究方法。在復(fù)雜地質(zhì)條件和高壓條件下,在高邊坡和大型地下洞室中進(jìn)行爆破和軟爆破設(shè)計(jì)理論仍有許多問題需要解決。在挖掘爆破對(duì)巖體的保留和振動(dòng)爆炸源的影響方面,沒有有效的控制手段。在高邊坡和地下洞室的開挖中,應(yīng)加強(qiáng)調(diào)查的安全控制標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于西部水電項(xiàng)目的建設(shè),有必要開發(fā)新技術(shù),如遠(yuǎn)程爆轟系統(tǒng)。復(fù)雜地質(zhì)條件下巖石開挖的加固方法和錨固安全控制標(biāo)準(zhǔn)研究。由于高斜坡加固物體的復(fù)雜性,用于錨固和加固錨索的傳統(tǒng)方法和過程的實(shí)施是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。加固的質(zhì)量和效果甚至意味著高坡度巖石開挖的成功或失敗。近年來,對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜,承載力較差的巖體加固,分布?jí)嚎s錨固技術(shù)逐漸成為了更加合理的且功能更強(qiáng)的錨固技術(shù)。通過對(duì)于光纖技術(shù)的應(yīng)用來提升監(jiān)測(cè)效果,通過對(duì)于分布?jí)嚎s錨固技術(shù)的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)智能化的運(yùn)行。對(duì)于錨固技術(shù)中的成孔精度、預(yù)應(yīng)力系數(shù)、灌漿指標(biāo)等相關(guān)因素進(jìn)行分析,從而以這些影響因素為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)錨固安全性能上的提升。所采用的控制方式對(duì)于復(fù)雜地形情況下所采用的錨固工藝具有一定的規(guī)范和指導(dǎo)效果。對(duì)于我國西部建立的大型水利水電項(xiàng)目工程中所進(jìn)行的安全監(jiān)測(cè)過程,以當(dāng)前所具有的技術(shù)種類為基礎(chǔ),來對(duì)于多種監(jiān)測(cè)手段的適應(yīng)程度進(jìn)行調(diào)查分析,并對(duì)其中的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行研究。通過與工程實(shí)踐的結(jié)合,來建立其針對(duì)巖體的監(jiān)測(cè)分析方式,從而有效解決復(fù)雜地形中的洞室群或高陡邊坡。同時(shí)也會(huì)提出一種效果更好的預(yù)警系統(tǒng),通過對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和管理來對(duì)施工過程進(jìn)行有效的指導(dǎo),對(duì)于整個(gè)工程的安全保護(hù)具有重要作用[2]。

        2 深覆蓋圍堰技術(shù)現(xiàn)狀分析及改進(jìn)方向

        2.1 材料攔截

        國內(nèi)外大多數(shù)攔截都使用當(dāng)?shù)氐氖^和礫石材料。當(dāng)攔截困難時(shí),使用大型石塊,大石塊或人造拋擲材料進(jìn)行攔截。在攔截投擲的計(jì)算中停止和啟動(dòng)是粗略的簡(jiǎn)化假設(shè),單個(gè)混凝土砌塊和混合石渣塊垂直攔截的節(jié)理穩(wěn)定性,雖然結(jié)合工程實(shí)踐提出并分析了許多影響因素,但影響機(jī)理尚未深入研究,工程實(shí)踐指導(dǎo)性不強(qiáng)。

        2.2 雙阻塞和阻塞技術(shù)

        很多項(xiàng)目使用雙阻塞技術(shù)不是很成功,除了組織管理不善之外,對(duì)復(fù)雜水力學(xué)理解不足也是重要原因之一。

        2.3 施工攔截流程

        影響攔截流程建設(shè)的因素很多,如河流流量不確定引起的水文風(fēng)險(xiǎn),水力參數(shù)不確定性和幾何尺寸引起的水力風(fēng)險(xiǎn),建筑物的結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn),施工攔截過程中計(jì)算模型和水流的不確定性。

        3 高壩抗滑評(píng)估技術(shù)現(xiàn)狀分析及改進(jìn)方向

        (1)由于壩體的滑動(dòng)導(dǎo)致滑動(dòng)面上的巖體同時(shí)滑動(dòng),在許多情況下,必須依靠下游尾部的巖石阻力體。和體一起移動(dòng)的巖床弱結(jié)構(gòu)面,弱結(jié)構(gòu)面下方的底部巖石和下游尾石的阻力體由五部分組成。因此,有必要深入研究具有多維特征的深壩抗滑穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)與原則。

        (2)當(dāng)壩體結(jié)構(gòu),巖床層序分布和弱結(jié)構(gòu)面更復(fù)雜時(shí),壩體滑道具有特殊性和多樣性的特點(diǎn),滑動(dòng)面的位置更危險(xiǎn)的不僅與底部巖石的性質(zhì)有關(guān)。它還與巖層的分布和相鄰巖層的力學(xué)性質(zhì)的差異程度有關(guān)。

        (3)高壩穩(wěn)定性的數(shù)值模擬分析,分析內(nèi)容包括連續(xù)變形分析,不連續(xù)變形分析。大壩底部巖體介質(zhì)的阻力參數(shù),性能指標(biāo),結(jié)構(gòu)關(guān)系和安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)計(jì)算結(jié)果影響很大。不同計(jì)算程序給出的計(jì)算結(jié)果完全不同。目前,對(duì)這方面的設(shè)計(jì)規(guī)范沒有明確的規(guī)定,也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來判斷壩基的安全性[3]。

        (4)由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,大壩深滑在滑模和滑動(dòng)路徑的時(shí)間和空間上存在不確定性。深部巖體缺陷處理的不均勻性導(dǎo)致滑動(dòng)面的阻力偏離理想設(shè)計(jì)狀態(tài),影響壩體的風(fēng)險(xiǎn)因素復(fù)雜。因此,有必要研究考慮到幾個(gè)因素模糊性的大壩風(fēng)險(xiǎn)分析方法。

        4 結(jié)語

        針對(duì)我國特大型水電工程安全運(yùn)行技術(shù)存在的問題,對(duì)于幾項(xiàng)技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,并提出了相應(yīng)的改進(jìn)方向,為我國的特大型水電工程安全運(yùn)行提供了更多的助力。

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