武都白鶴橋水電站庫(kù)區(qū)耕地排水方案設(shè)計(jì)

2017年8月3日上午,全球在建規(guī)模最大的水電工程——金沙江白鶴灘水電站工地舉行建設(shè)動(dòng)員大會(huì),標(biāo)志著工程全面開工建設(shè)。白鶴灘水電站位于四川省寧南縣和云南省巧家縣境內(nèi),是金沙江下游干流河段四個(gè)水電梯級(jí)中的第二個(gè)梯級(jí)電站。其開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主,兼顧防洪,并有攔沙、發(fā)展庫(kù)區(qū)航運(yùn)和改善下游通航條件等綜合利用效益,是西電東送骨干電源點(diǎn)之一。

白鶴鶴灘水電站河谷狹窄,施工道路布置困難。大江截流具有流量大、受溪洛渡水電站蓄水影響頂托水位變幅大、覆蓋層厚、拋投強(qiáng)度大等特點(diǎn),屬于典型的高山峽谷地區(qū)大流量。變水位、深水深覆蓋層截流。方案編制時(shí),充分考慮了溪洛渡水電站蓄水引起的頂托水位變化,以及壩址處邊坡開挖規(guī)劃和物料特性等因素·選取了寬戧堤立堵法截流,龍口水力學(xué)指標(biāo)適中,創(chuàng)造了開挖料作為主要拋投材料直接進(jìn)占的條件.運(yùn)輸距離近.截流保證率高;在來(lái)流量為3010m~3/s的情況下,結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù),及時(shí)掌握了截流過(guò)程中龍口水力學(xué)指標(biāo).合理采用開挖料直接進(jìn)占實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)高效截流,單向進(jìn)占拋投強(qiáng)度為2050m~3/h,經(jīng)濟(jì)效益與節(jié)能減排效果明顯,對(duì)今后類似工程具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

5月16～17日，水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院在北京主持召開了《金沙江白鶴灘水電站水土保持方案報(bào)告書（送審稿）》技術(shù)評(píng)審會(huì)議。與會(huì)領(lǐng)導(dǎo)和專家對(duì)華東院的匯報(bào)形式和設(shè)計(jì)成果給予了高度評(píng)價(jià)。

小江斷裂帶北段為白鶴灘水電站庫(kù)區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的斷裂構(gòu)造,其幾何展布特征與活動(dòng)性對(duì)庫(kù)區(qū)移民及其就近安置規(guī)劃有明顯的制約作用.通過(guò)對(duì)小江斷裂北段大比例尺調(diào)查、斷裂帶石英形貌掃描以及現(xiàn)場(chǎng)氡氣測(cè)量等綜合研究,重新界定了小江斷裂帶北段展布,即北起寧南縣華彈鎮(zhèn),沿金沙江左岸經(jīng)永樂(lè)村,魯吉、溜姑延伸至蒙姑以南,斷裂帶總體向西陡傾.石英微形貌統(tǒng)計(jì)分析與應(yīng)力痕跡微形貌觀察結(jié)果表明,斷層強(qiáng)烈活動(dòng)時(shí)間在晚更新世,同一石英顆粒表面具有代表兩種滑動(dòng)方式(蠕滑和黏滑)的應(yīng)力痕跡組合,應(yīng)力痕跡的溶蝕程度、疊加和切割關(guān)系表明,斷層在晚更新世的滑動(dòng)至少有3個(gè)亞期次,早期為蠕滑,中晚期為黏滑.小江斷裂北段的潛在地震危險(xiǎn)性評(píng)估表明,其可能發(fā)生強(qiáng)震的最大震級(jí)約在ms6.8級(jí)～ms7.1級(jí)左右,為未來(lái)仍有可能再次活動(dòng)的強(qiáng)震地區(qū).

白鶴灘水電站位于金沙江下游河段,壩址距上游巧家縣城約45km。水電站蓄水之后,巧家縣城周邊部分地區(qū)將被淹沒,水位變化幅度為765~825m,該變化有可能造成縣城周邊斜坡地區(qū)邊坡失穩(wěn),給該地區(qū)人們的生產(chǎn)生活造成巨大影響。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和研究鉆孔資料,對(duì)其地層組成進(jìn)行分析之后,運(yùn)用數(shù)值模擬分析評(píng)價(jià)該區(qū)在水電站蓄水前的穩(wěn)定性,得出蓄水前研究區(qū)處于穩(wěn)定狀態(tài),這與實(shí)地調(diào)查結(jié)果基本一致;并預(yù)測(cè)分析了研究區(qū)在水電站蓄水后的穩(wěn)定性,得出蓄水之后研究區(qū)處于基本穩(wěn)定的狀態(tài),但如遭遇地震等不利因素的影響,須對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)控,防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

云南省巧家縣城北門墊高造地區(qū)內(nèi)分布大范圍的砂土,砂土液化會(huì)對(duì)填筑區(qū)及防護(hù)堤造成巨大的危害,正確評(píng)價(jià)防護(hù)堤及造地范圍內(nèi)液化砂土分布范圍并提出防止措施,對(duì)工程有巨大的工程意義和經(jīng)濟(jì)效益。論文根據(jù)國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)范及經(jīng)驗(yàn),通過(guò)對(duì)初判、復(fù)判以及不同規(guī)范之間的對(duì)比,精確劃分砂土液化范圍,使勘察結(jié)果更好地為工程服務(wù)。

通過(guò)對(duì)白鶴灘水電站壩區(qū)淺表生變形跡象的調(diào)查,總結(jié)歸納壩區(qū)緩傾角結(jié)構(gòu)面和陡傾角結(jié)構(gòu)面的淺表生改造特征,并結(jié)合河谷演化機(jī)制分析,逐步建立了壩區(qū)淺表生改造的機(jī)制模式。研究表明,淺表生改造與河谷演化過(guò)程密切相關(guān),改造方式主要有垂向卸荷和側(cè)向卸荷。高強(qiáng)度巖體能儲(chǔ)存較高的彈性構(gòu)造應(yīng)變能,在卸荷狀態(tài)下可引起應(yīng)變能的突然釋放而發(fā)生變形破裂,因此比低強(qiáng)度的巖體更易發(fā)生淺表生改造。淺表生改造受巖體結(jié)構(gòu)的控制,具有不同巖體結(jié)構(gòu)的巖體,其卸荷改造方式也不同。該研究對(duì)認(rèn)識(shí)壩區(qū)巖體結(jié)構(gòu)的特征具有重要的意義。

日前，規(guī)劃裝機(jī)容量1200萬(wàn)kw的金沙江白鶴灘水電站預(yù)可行性研究報(bào)告已通過(guò)國(guó)家審查。審查組認(rèn)為，白鶴灘水電站是金沙江開發(fā)的重要工程，水庫(kù)調(diào)節(jié)性能好，沒有制約工程建設(shè)的環(huán)境影響因素，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越。

據(jù)悉,長(zhǎng)江上游金沙江上,白鶴灘水電站建設(shè)如火如荼.這座在建的大型水電站,正在探索提供綠色能源、保護(hù)綠色生態(tài)的“雙綠”之路.據(jù)介紹,設(shè)計(jì)裝機(jī)容量1600萬(wàn)千瓦,白鶴灘水電站建成后,每年可替代火電年均發(fā)電量約627億千瓦時(shí),節(jié)約標(biāo)煤約1968萬(wàn)噸,減少約5160萬(wàn)噸二氧化碳及17萬(wàn)噸二氧化硫排放.

白鶴灘水電站左岸邊坡高陡,應(yīng)力條件復(fù)雜,存在ls_(331)、ls_(337)、ls_(3319)層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶,f17斷層等軟弱結(jié)構(gòu)面,施工期和運(yùn)營(yíng)期安全問(wèn)題十分突出。為評(píng)價(jià)其左岸邊坡開挖穩(wěn)定性,利用微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)邊坡微震活動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并分析微震活動(dòng)的時(shí)空以及震級(jí)分布,揭示巖質(zhì)邊坡開挖擾動(dòng)下的微震活動(dòng)特性及其施工響應(yīng)特征。結(jié)果表明:開挖強(qiáng)度越大,邊坡?lián)p傷越大,微震活動(dòng)越活躍;爆破后0.5h內(nèi)應(yīng)力急劇調(diào)整,微震活動(dòng)頻繁;震級(jí)分布在-1.6~0.4之間,爆破開挖誘發(fā)大量震級(jí)小能量低的微震事件,誘發(fā)邊坡的漸進(jìn)損傷;軟弱結(jié)構(gòu)面是微震事件的主要活動(dòng)區(qū)域,具有發(fā)生破壞變形的可能性;左岸邊坡巖石破裂以復(fù)合型破壞和剪切破壞為主,伴隨少量拉伸破壞。該研究可為工程后續(xù)開挖和支護(hù)提供參考,為同類微震活動(dòng)特性分析提供一定的借鑒。

位于云南省巧家縣白鶴灘鎮(zhèn)的金沙江上,裝機(jī)容量16000mw的白鶴灘水電站是金沙江下游4個(gè)水電梯級(jí)的第2個(gè)梯級(jí),上游有裝機(jī)10200mw的烏東德水電站建設(shè)全面推進(jìn),下游有裝機(jī)13800mw的溪洛渡水電站和裝機(jī)7750mw的向家壩水電站全面建成發(fā)電.據(jù)了解,白鶴攤水電站壩高289m,電站庫(kù)區(qū)正常蓄水位825m,根據(jù)工程規(guī)劃,電站將于2021年5月下閘蓄水,同年首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電,全部機(jī)組將于2022年底建成投產(chǎn).

2017年8月3日，裝機(jī)規(guī)模全球第二大水電站——白鶴灘水電站主體工程進(jìn)入全面建設(shè)階段，這是繼金沙江溪洛渡、向家壩水電站建成投產(chǎn)和烏東德水電站核準(zhǔn)建設(shè)以來(lái)，中國(guó)乃至世界水電史上又一具有里程碑意義的重大事件。

金沙江下游擬建的白鶴灘水電站上接烏東德梯級(jí),下鄰溪洛渡梯級(jí),是繼三峽和溪洛渡之后又一座千萬(wàn)千瓦級(jí)的水電站。白鶴灘水電站采用地下式廠房,其廠房的高度和跨度分別為78.5m和32m。為了保證地下洞室群圍巖的穩(wěn)定性,需要準(zhǔn)確掌握初始地應(yīng)力場(chǎng)的方向和大小。依據(jù)地質(zhì)構(gòu)造作用和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)方法分析發(fā)現(xiàn),白鶴灘水電站左、右岸的初始地應(yīng)力場(chǎng),由于受到河流侵蝕和岸坡卸荷等因素影響,兩岸廠區(qū)的地應(yīng)力場(chǎng)方向在局部產(chǎn)生一定的偏轉(zhuǎn),從該地區(qū)的nww方向變?yōu)閚e方向,通過(guò)數(shù)值反演方法對(duì)計(jì)算區(qū)域的邊界條件進(jìn)行回歸,與實(shí)測(cè)值比較確定回歸邊界條件的合理性和準(zhǔn)確性。

為優(yōu)化白鶴灘水電站分流擋渣堤的保護(hù)措施,針對(duì)分流擋渣堤過(guò)流時(shí)的沖刷問(wèn)題,采用模型試驗(yàn)方法,在無(wú)堆渣、右岸半堆渣、全堆渣92×104m3情況下,選取最不利流量16500m3/s,研究了上、下游分流擋渣堤的沖刷狀況。結(jié)果表明,在過(guò)流量為16500m3/s時(shí),河床堆渣量增多有利于擋渣堤的防護(hù),上游擋渣堤堤頂及1∶5緩坡段受沖刷較為嚴(yán)重。據(jù)此提出了三種優(yōu)化防護(hù)方案,模擬5年一遇典型洪水的來(lái)流過(guò)程進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),得到了最優(yōu)方案,可縮短擋渣堤施工工期并節(jié)約工程投資。

白鶴灘水電站是我國(guó)繼三峽、溪洛渡之后開展前期工作的又一座千萬(wàn)千瓦級(jí)以上的水電站。壩基區(qū)柱狀節(jié)理巖體發(fā)育,其力學(xué)指標(biāo)相對(duì)較低并表現(xiàn)出顯著的各向異性力學(xué)特性,擬采用墊座方案減少破碎柱狀節(jié)理巖體和部分結(jié)構(gòu)面對(duì)拱壩穩(wěn)定性和安全性的影響。根據(jù)精細(xì)的地質(zhì)信息建立三維數(shù)值模型,基于微結(jié)構(gòu)張量方法開發(fā)了柱狀節(jié)理巖體橫觀各向同性彈塑性本構(gòu)模型。通過(guò)視柱狀節(jié)理巖體為各向同性和各向異性模型的對(duì)比研究分析各向異性的影響;對(duì)比分析了白鶴灘水電站壩基巖體加固前后壩體一壩基的位移和應(yīng)力分布情況,以評(píng)價(jià)加固方案的可行性;采用水壓力超載法對(duì)大壩一壩基的整體穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。本研究可為白鶴灘水電站可行性研究終期階段提供技術(shù)依據(jù)和科研支撐。

高陡邊坡要實(shí)現(xiàn)快速開挖,關(guān)鍵在于出渣速度,合理高效的出渣技術(shù)方案有助于提高邊坡的開挖速度。白鶴灘水電站右岸邊坡陡峭、高差大,開挖工程工期緊、強(qiáng)度高,開挖過(guò)程中石渣極易下河,出渣道路布置困難,施工難度大。通過(guò)合理規(guī)劃,采用明線和洞線相結(jié)合的道路布置體系,分區(qū)作業(yè)、渣料分流、多平臺(tái)擋渣和翻渣集渣的綜合施工方案,實(shí)現(xiàn)了快速出渣?？蔀橥惞こ烫峁┙梃b。

白鶴灘水電站施工期供水系統(tǒng)建設(shè)是水電站工程建設(shè)最早開工的項(xiàng)目之一,根據(jù)當(dāng)?shù)厮刺攸c(diǎn)選擇取水構(gòu)筑物是關(guān)鍵。本文重點(diǎn)闡述了根據(jù)不同水源特點(diǎn)選擇不同取水方式及取水構(gòu)筑物,保證了整個(gè)供水系統(tǒng)的取水能力和工程建設(shè)連續(xù)、順利進(jìn)行,同時(shí)也可為類似水電站供水系統(tǒng)取水構(gòu)筑物的選擇設(shè)計(jì)提拱參考。

采用水-巖作用線型規(guī)劃的模擬方法,以白鶴灘水電工程為實(shí)例,從水化學(xué)方面對(duì)壩區(qū)復(fù)雜水文地質(zhì)條件作定量分析評(píng)價(jià)。建立由目標(biāo)函數(shù)和約束條件方程組構(gòu)成的數(shù)學(xué)模型,利用excel規(guī)劃求解的功能對(duì)其進(jìn)行求解。為評(píng)價(jià)壩區(qū)水文地質(zhì)條件提供了依據(jù)。

白鶴灘水電站左岸進(jìn)水口混凝土澆筑過(guò)程中,對(duì)于混凝土表面局部出現(xiàn)的氣泡問(wèn)題進(jìn)行研究,分析其產(chǎn)生原因,并通過(guò)采取現(xiàn)場(chǎng)拌和物性能控制、原材料控制、振搗工藝的控制和模板及脫模劑控制等技術(shù)措施改善混凝土表面氣泡問(wèn)題,從而提高混凝土的外觀質(zhì)量,為后續(xù)混凝土工程施工提供了技術(shù)支持。

水電站工程施工周期長(zhǎng)、作業(yè)面大,會(huì)對(duì)環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)造成重大影響.金沙江白鶴灘水電站是目前在建世界第一大水電站,在電站施工過(guò)程中研究實(shí)施了生態(tài)環(huán)境保護(hù)與管理措施,采取了環(huán)境管理、環(huán)境監(jiān)理與監(jiān)控,先進(jìn)的環(huán)境管理模式、施工粉塵控制技術(shù)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)與水土保持工程等,有效地預(yù)防、減緩了水電工程開發(fā)施工過(guò)程對(duì)環(huán)境造成的影響,取得了滿意的效果.

運(yùn)用普通最小二乘法對(duì)白鶴灘水電站建設(shè)的社會(huì)福利進(jìn)行計(jì)量研究,通過(guò)分析白鶴灘水電站建設(shè)對(duì)所涉建設(shè)區(qū)以及移民安置區(qū)的經(jīng)濟(jì)福利、民生福利的影響,得出水電站建設(shè)作為一項(xiàng)大型基礎(chǔ)設(shè)施投資項(xiàng)目,對(duì)區(qū)域福利的增進(jìn)有顯著的促進(jìn)作用,并針對(duì)提高福利效應(yīng)提出相應(yīng)的對(duì)策。

工程計(jì)量是依據(jù)合同規(guī)定對(duì)承包方已完成合格工程的數(shù)量進(jìn)行核實(shí)與確認(rèn),也是控制工程造價(jià)的重要環(huán)節(jié),直接關(guān)系到業(yè)主方和承包方雙方的直接利益。目前實(shí)際執(zhí)行的公路工程施工項(xiàng)目合同文件均對(duì)計(jì)量與支付的條款進(jìn)行了約定,通常參照《公路工程標(biāo)準(zhǔn)施工招標(biāo)文件(2009年版)》。該約定的條款對(duì)指導(dǎo)和規(guī)范我國(guó)公路工程計(jì)量工作,減少業(yè)