锦屏一级水电站论文：锦屏一级水电站左岸坝肩及以上边坡深拉裂岩体力学变形参数研究
【中文摘要】锦屏一级水电站工程规模巨大,是雅砻江干流下游卡拉至江口段规划的5个梯级电站的龙头梯级。研究区地质条件复杂,岸坡陡峻,伴有强烈的浅表生改造作用,高边坡稳定性问题突出。左岸深拉裂岩体从坝区选址开始一直受到人们的关注,对整个工程安全具有关键作用。本文在坝区地质环境条件和现场调查的基础上,总结深拉裂岩体结构特征,基于边坡变形迹象和变形监测资料分析,采用FLAC3D软件的分析,利用正交试验方法,反演分析深拉裂岩体力学变形参数。具体研究内容及成果如下:(1)在工程地质条件分析的基础上,基于施工地质调查成果,较全面的概括和总结了左岸坝肩及以上边坡深拉裂岩体结构特征,包括岩性及组合特征、结构面的工程地质特征及组合特征,继而对边坡进行岩体结构分区和岩体质量分级,建立了
边坡的岩体结构地质模型。(2)通过分析对比可研阶段及施工阶段的岩体变形试验数据,给出了反演模型的岩体力学参数以及深拉裂岩体变形参数的可能范围值。(3)通过对已有的变形和监测资料分析,对边坡控制性结构面有了深入的了解,为地质模型的概化提供了依据,为
参数的反演提供了重要的参照。(4)在全面分析左岸坝肩及以上边坡岩体结构、控制性结构面等特征的基础上,经合理概化建立了三维数值分析计算模型,基于正交试验原理,利用FLAC3D软件对深拉裂岩体进行了25次不同参数组合的正演验算,得出深拉裂岩体变形参数取
值范围,其中变形模量在1.8~2.3GPa之间,泊松比在0.3~0.32之间,最后基于最优变形参数,对边坡数值分析成果进行了验证性分析,结
果表明反演变形参数总体上是比较符合合理的。
【英文摘要】The large project of Jinping I Hydropower Station was the first step of 5 steps of planning stations from Kala to Jiangkou in the downstream field along Yalongjiang main stream. In researching zone, there were complex geolocial conditons, precipitous bank slope and intense epigenetic reformation. So the stability problem of high slop was remarkable. Deep tensile fracture rock mass had been focused on by people since the stage of dam site selection, which was the key to the whole project safety.Based on geological environment and field investigation, the structure feather of deep tensile fracture rock mass was summarized. By the analysis on deformation phenomena on-site, monitoring data of deformation, simulation of FLAC3D, the parameters of deep tensile rock mass were back analyzed with orthogonal test method. Study contents and achievements were mentioned below:(1) Based on the geological conditions, and the early excavation of slopes and adits, the structure characteristics of deep tensile fracture rock mass of left abutment and above were fully studied, which included characteristics of
lithology and lithological association, and characteristics of engineering geology and combination of structural planes. Further, the subarea of rock mass structure and classification of rock mass quality were done, and the rock mass structure model of the slope was established.(2) By the analysis and analogy on the data of rock mass deformation test and acoustic wave test at the stages of feasibility study and construction, rock mass parameter range of inverse model and deformation parameter range of deep tensile rock mass were given.(3) By the analysis on early deformation data and monitoring data, the controlling structural planes were fully understood, which provided foundation to the generalizability of geological model, and provided important reference to parametric inversion.(4) Based on the overall analysis on rock mass structure, and controlling structural planes for the left abutment and above, 3D numerical model was established. By use of simulation analysis of FLAC3D, forward simulation was done 25 times according to different parameter combination. Further more, using the method of orthogonal design, the sensitivity of deformation parameters was analyzed. At last, suitable deformation parameters range to the project was made sure. Modulus of deformation ranged from 1.8 to 2.3, and Poisson ratio
ranged from 0.3 to 0.32. A group of parameter combination was selected for the simulation analysis of FLAC3D. It was proved that inversion parameters were in accord with fact as a whole.
【关键词】锦屏一级水电站变形参数变形监测参数反演正交设计
【英文关键词】Jinping I Hydropower Station Deformation parameter Deformation monitoring Parametric inversion Orthogonal design
【目录】锦屏一级水电站左岸坝肩及以上边坡深拉裂岩体力学变形参数研究摘要4-5Abstract5-6第1章前言
9-19 1.1 选题依据及研究意义9-12 1.1.1 工程概况
9-10 1.1.2 选题依据和研究意义10-12 1.2 国内外研究现状12-16 1.2.1 锦屏一级水电站左岸坝头边坡深拉裂岩
体的研究现状12-14 1.2.2 岩体参数反分析的研究现状
14-16 1.3 研究内容与技术路线16-17 1.3.1 主要研
究内容16-17 1.3.2 研究思路及技术路线17 1.4 完成的工作量17-19第2章研究区工程地质条件
19-30 2.1 区域地质背景19-20 2.2 坝区工程地质条
件20-30 2.2.1 地形地貌与开挖形态20-22 2.2.2 地
层岩性22-23 2.2.3 地质构造23-25 2.2.4 风化卸荷25-27 2.2.5 水文地质条件27-28 2.2.6 地应力特征28 2.2.7 地震28-30第3章左岸边坡岩体结构特征
及评价30-56 3.1 岩体结构及岩体质量分级方法
30-35 3.1.1 工程地质岩组30-31 3.1.2 岩体结构分类31-33 3.1.3 岩体质量分级标准33-35 3.2 岩性及组合特征35-37 3.3 边坡结构面发育特征37-43 3.3.1 断层37-41 3.3.2 层间挤压带41-43 3.3.3 节理裂隙43 3.3 深拉裂岩体特征43-48 3.4.1 深部裂缝成因类型44 3.4.2 深部裂缝地质特征44-48 3.5 边坡岩体结构分区和岩体质量分级48-56 3.5.1 边坡岩体结构分区
48-49 3.5.2 边坡岩体质量分级49-56第4章现场岩体力学参数测试成果分析56-62 4.1 前期可研阶段试验成果56-57 4.2 施工期岩体力学补充试验成果分析
57-60 4.2.1 补充试验试验点特征57-58 4.2.2 补充试验成果分析58-60 4.3 边坡岩体取值建议60-62第5章左岸坝肩及以上边坡深拉裂岩体变形特征62-75 5.1 4462-67 5.1.1 4462-63 5.1.2 4463-67 5.2 4267-70 5.2.1 4267-68 5.2.2 4268-70 5.3 多点位移计监测成果分析70-72 5.4 表观点监测成果分析
72-74 5.5 小结74-75第6章左岸坝肩及以上边坡深拉裂岩体参数反演75-95 6.1 FLAC 基本原理
75-77 6.2 反演模型的建立77-82 6.2.1 模型范围的界定77-78 6.2.2 地质原型的概化78-79 6.2.3 计算步骤79-80 6.2.4 计算参数80-81 6.2.5 边界设置
81 6.2.6 离散化81-82 6.3 初始应力场模拟
82-84 6.4 正交试验反演分析84-89 6.4.1 正交表的确立84-85 6.4.2 力学参数优化分析85-88 6.4.3 试验结果分析及参数预测88-89 6.5 参数验证
89-94 6.5.1 施工条件下应力场特征90-91 6.5.2 施工条件下变形特征91-93 6.5.3 剪应变增量及塑性区分布特征93-94 6.6 小结94-95结论及建议95-96致谢96-97参考文献97-99攻读学位期间取得学术成果99
锦屏二级水电站设计概况简介 关沛文（2006.7.3日） 04年3月份参加了锦屏二级的预可评估，今年3月份参加了锦屏二级的可行性研究的评估。中间参加过锦屏一级的评估，你们搞公路监理去了一次，锦屏一级导流洞垮方又去了一次，前后大概去了4、5次，所以对锦屏二级了解的情况稍微多点，但是总的来讲了解还是很不够。 锦屏二级和锦屏一级是作为同一个工程上报国家发改委，因此也是同时批下来的。锦屏一级是高坝、大库、地下厂房，它的坝是拱坝，305米高，地下厂房的装机6台，每台60万，共360万KW。锦屏一级的尾水排入雅龙江，在一级下游，大奔流沟附近做了个矮坝，形成锦屏二级的水库。矮坝的坝基不好,是沙卵石，基础处理很难。雅龙江绕锦屏山150公里形成个大弯道，在锦屏二级的矮坝上游，叫做景峰桥的地方设进水口，用4条引水洞，裁弯取直引水到大水沟，锦屏二级的地下厂房就布置在大水沟附近。 锦屏二级引水发动系统的布置是，4条很长的引水隧洞，引水洞洞轴方位角N58°W,底坡0.365%，岩层走向为NE5~30o。每条洞长平均16.67Km，开挖直径为13m，衬砌后的直径为11.8m ，马蹄形断面，衬砌加喷混凝土大约为60cm厚。一条洞子带2台机，引水洞末端设调压井，调压井是上室式调压井，竖井段直径25米，调压井上室是个平洞，呈环形，两个调压井的上室连在一起，中间用隔墙分开。调压井下面设叉管，引出两条压力管道，内径7.5m，高压管道的上平段、上弯段、竖井段，下弯段、下平段为钢筋混凝土衬砌，其后为压力钢管段，内径6.5m，流速7.0m/s，厂前渐变至6.05m,与机组蜗壳衔接。然后是地下厂房、主变室，主厂房与主变洞之间的净距离45m。没有尾水调压井，只有尾水闸门廊道，尾水闸门廊道既不是挨着主变室、也不在出口处，离主变下游110多米的地方，下游没有尾水调压井，是两大洞室平行布置。 依我看，锦屏二级的特点、难点有以下几点： 第一，环保要求高。从大奔流沟到九龙河，中间虽然也有支流，但是水量较小，因此环保部门强烈要求这段河道要有生态流量，在预可评估的时候，环保专家要求放生态流量20m3/s ;这次可行性研究评估时，环保的要求是40 m3/s 。
锦屏一级水电站某坝段仓位设计与施工工艺浅谈 【摘要】为适应浇筑强度高、入仓速度快的特点，在锦屏一级水电站大坝施工过程中推行混凝土单元工程施工组织设计（简称“仓面设计”）。仓面设计作为某一仓混凝土浇筑前必要的技术准备及指导浇筑作业的一种重要措施，在规范施工作业、保证工程质量、加快进度等方面发挥了重要的作用，对类似工程可以起到一定借鉴意义。 【关键词】锦屏一级水电站；仓位设计；施工工艺 0 引言 锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州盐源县和木里县境内，是雅砻江干流下游河段（卡拉至江口河段）的控制性水库梯级电站，下距河口约358公里。 锦屏一级水电站规模巨大，主要任务是发电。电站总装机容量360万千瓦。水库正常蓄水位1880米，死水位1800米，总库容77.6亿立方米，调节库容49.1亿立方米，属年调节水库。枢纽建筑由挡水、泄水及消能、引水发电等永久建筑物组成，混凝土双曲拱坝坝高305米。 电站某坝段仓位顺水流方向长44.59m，垂直水流方向上游长24.44m，仓位高3.15m，单仓最大浇筑面积约为1259㎡。本仓位混凝土工程为大坝主体混凝土，工程量约为3897m3，冷却水管工程量约为3165m。本仓混凝土与上仓混凝土收仓面相接，包括冷却水管敷设、模板工程及大坝混凝土浇筑等多道工序施工。 1 仓位设计及规划 仓面设计标准格式包括以下内容： ①仓面情况，包括仓面所在坝段、坝块、高程、面积、方量、混凝土级配种类要求，仓位施工特点等； ②仓面预计开仓时间、收仓时间、浇筑历时、人仓强度、供料拌和楼； ③仓面资源配置，包括机具、工具、材料、人员数量要求； ④仓面设计图，图上标明混凝土分区线，混凝土种类标号，浇筑顺序等； ⑤混凝土来料流程； ⑥对仓面特殊部位如止水、止浆片周围、钢筋密集、过流表面等重要部位指定专人负责混凝土浇筑质量工作；
1设计基本条件 1.1 工程概况 锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县和盐源县交界处的雅砻江大河湾干流河段上，是雅砻江下游从卡拉至河口河段水电规划梯级开发的龙头水库，距河口358km，距西昌市直线距离约75km。 锦屏一级水电站主要任务是发电。水库正常蓄水位1880m，死水位1800m，正常蓄水位以下库容77.65亿m3，调节库容49.1亿m3，属年调节水库。电站装机6台，单机容量600MW。 工程枢纽建筑物主要由混凝土双曲拱坝（包括水垫塘和二道坝）、右岸泄洪洞、右岸引水发电系统及开关站等组成，左岸现有建筑物为导流洞及其施工支洞。双曲拱坝最大坝高305m。工程等级为Ⅰ等工程，主要水工建筑物为1级。 1.2 地质条件 锦屏一级水电站坝址位于普斯罗沟与手爬沟之间约1.5km的雅砻江河段上，河流流向N25°E，河道顺直而狭窄，水流相对平缓。枯期江水位1635.7m时水面宽80～100m，水深6～8m，正常蓄水位1880m处谷宽约410m。两岸山体雄厚，基岩裸露，坡陡谷窄。岩层走向与河流流向基本一致，左岸为反向坡、右岸为顺向坡。左岸无大的深切冲沟，1820m高程以下大理岩出露段，地形完整，坡度55°～70°，以上砂岩出露段坡度40°～50°，地形完整性较差，呈山梁与浅沟相间的微地貌特征；右岸呈陡缓相间的台阶状，1810m高程以下坡度70°～90°，以上约40°，坝轴线上游为深切的普斯罗沟，沟内有常年水流，1900 m高程以上谷底较开阔，以下为一线天式峡谷，沟壁近直立，坡高160～300m，坝轴线下游有手爬沟深切，沟内常年有水，沟型相对较缓、开阔；河床谷底基岩面平缓，总体缓倾下游，基岩顶面高程从坝轴线附近的1600m向下游至泄洪冲刷区附近逐渐降为1595m。从河面至两岸谷肩有近千米高差，正常蓄水位1880m处，河谷宽高比1.63，呈典型的深切“V”形河谷，但上部岸坡相对较缓。 河床冲积堆积覆盖层一般厚约25.00～35.00m，按物质组成、颗粒大小及结构特征由下至上大致可分为三层。 第①层：含块卵（碎）砂砾石层，厚度变化较大，一般厚约4.00～8.00m。块石块径0.25～0.30m，主要成分为大理岩，含量约5～10%；卵（碎）石粒径一般约0.10～0.20m及0.06～0.09m，呈圆～次棱角状，成分砂岩、大理岩、玄武岩，含量约15%；砾石粒径一般约0.01～0.02m及0.03～0.05m，成分砂岩、大理岩，呈角砾状，含量约40～50%；砂为中粗砂，含量约20～25%。 第②层：含卵（碎）砾石粉土层，颗粒较细，颜色呈深灰色，厚度变化较大，一般厚约10.00～14.00m。偶见块石，块径0.20～0.40m，含量约0～3%；卵石成分主要为大理岩、砂岩、灰岩，粒径0.08～0.15m为主，含量约15～20%；砾石主要成分大理岩、砂岩，磨圆度较好，粒径主要为0.005～0.02m、0.04～0.06m，含量约20～25%；粉土及中细砂混杂呈黄褐～灰褐色，粉土含量约35%，中细砂含量约15%。
** 施工组织设计总说明 **工程概况 **主要技术指标 锦屏水电站九龙河口-锦屏一级坝区辅助道路改建工程第四标段大沱-锦屏大桥(K37+000～K50+000)，位于四川省凉山自治州木里县境内，公路路线全长13km。 锦屏一、二级电站地处高山峡谷，远离人口稠密和交通发达区，对外交通现有条件较差。雅砻江为不通航河流，因此无航道运输设施。目前电站与外部交通连接主要是里伍铜矿专用道路及锦屏电站勘测公路。里伍铜矿专用道路长约8公里，路基宽4-6.5m，泥结碎石路面。受地质地况影响，部份路段需要增加挡墙扩宽路基。锦屏电站勘测公路为等外级公路，路基宽度3.5-4.5m，泥结碎石路面，纵坡大，转弯半径小，通行能力差，大型车辆通行特别困难，安全隐患大。 本项目公路设计根据路段功能要求，采用厂矿道路二级标准（部份路段采用国标山岭重丘区四级公路标准），主要技术指标为: 设计行车速度：30km/h（部份路段为20km/h）； 路基宽度:7m和12.0m； 路面宽度: 6m和11.0m； 桥涵设计荷载：汽车-30级，挂-100； 设计洪水频率：大、中桥为1/50；小桥、涵洞及路基为1/25。 **工程项目及工程量 (1)工程项目 本标段主要项目有:路基土石方工程、桥梁工程、隧道工程、排水沟及涵洞、防护工程、安全设施以及为实施本合同工程所需的临时工程如施工便道、生活办公设施以及辅助设施。 （2）工程量 主要工程量有:路基挖土方236955m3、挖石方1278065m 3；路基利用各种料填筑65926m3；隧洞洞口明挖61450m3、洞身开挖258862.6m3、混凝土41697m3。 ** 施工条件 ** 水文气象
雅砻江锦屏一级水电站大江截流施工技术 摘要：截流是水电工程建设中一个的里程碑，对水电工程建设具有十分重要的意义。本文介绍了锦屏一级水电站大江截流主要施工技术方案，施工过程中我们积极采用合理施工手段，加强现场管理协调，充分利用现有的有利条件，有效地解决了施工难题，实现了快速施工。 关键词：锦屏一级大江截流施工技术 1 概述 1.1 围堰概况 锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县和盐源县交界处的雅砻江大河湾干流河段上，是雅砻江下游从卡拉至河口河段水电规划梯级开发的龙头水库，距河口358km，距西昌市直线距离约75km。电站上游围堰为土石围堰，Ⅲ级建筑物，位于大坝上游约250m处，围堰挡水标准为30年一遇。 围堰堰顶高程为1691.50m，最大堰高64.50m，围堰顶宽10.00m，最大底宽312.00m，长约186m；迎水面坡度为1:2.5，背水面坡度为1:1.75；防渗土工膜坡比为1:2.5，最大防渗高度44.00m。 1.2 工程水文气象条件 雅砻江流域地处青藏高原东侧边缘地带，属川西高原气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，坝址区干湿季分明。每年11月～次年4月为旱季，5月～10月为雨季，降雨集中，降雨量约占全年雨量的90%～95%。 电站地处山区，径流主要来源为降雨，次为地下水。径流每年12月～次年5月主要由地下水补给，6月11月主要由降雨补给。 上游围堰截流时间为2006年11月下旬，此时为流域的旱季，江水面宽约80m，水深6m～8m。
1.3 截流施工特点 （1）截流戗堤落差大、流速高 堰址天然河道宽80m～120m，河床坡降大，水深6m～8m，覆盖层厚25m～30m，十年一遇流量814m3/s，模型试验戗堤未闭气截流落差5.23m，戗堤头部最大平均流速8.44m/s，龙中最大垂线平均流速5.92m/s。 （2）截流难度大 河床两岸山势陡峭，施工道路布置困难，现只有右岸一条交通洞通往戗堤。截流只能采取单戗立堵单向进占，抛投强度受到限制，截流难度高，安全隐患大。 1.4 模型试验成果 双洞导流，两个导流洞进口均存在2m残埂，11月下旬Q=814m3/s截流合龙时，戗堤未闭气截流落差5.23m，戗堤头部最大垂线平均流速8.44m/s，龙中最大垂线平均流速5.92m/s，以大、中、小石为主，特大石为辅可顺利实现龙口合龙。龙口40m→0m共用抛投料24840m3，其中小、中、大、特大石分别为10091m3、7016m3、3979 m3和1022m3，龙口段合龙抛投流失量为2321m3，占龙口段合龙抛投总量的11%。 2 截流方式、截流戗堤布置及龙口位置 2.1 截流方式 采用单戗立堵、从右向左单向进占的截流方式。 2.2 截流戗堤布置 根据现已形成的截流平台高程，右岸戗堤顶高程定为1648.5m，随着戗堤的前进，堤头流速、上下游落差等参数加大，堤头垮塌的可能性也将增大，施工过程中适当降低