The Thaukyegat Ⅱ Hydropower Station in Myanmar is located in tropical rainforest area,the rock mass in the engineering area is characterized by weak lithology,strong weathering,poor erosion resistance,and complex dam construction conditions.In order to solve the problems encountered during the dam construction process mentioned above,most of the toe slabs of the high face rockfill dam were built on the fully weathered rock mass,and the dam structure,dam body zoning,and dam material design were optimized based on geological conditions.By methods such as rolling tests of dam materials and numerical calculation analysis,the excavated rockfill materials in the dam site area were utilized to reduce the impact of waste on the environment.The design of the toe slab line and its foun-dation elevation was dynamically adjusted based on the geological conditions exposed by on-site excavation,which can save engineering cost and ensuring dam safety.The monitoring results indicated that the operation effect of the concrete faced rockfill dam was good,which conforms to the general laws of the concrete faced rockfill dam.The ra-tionality of the design of this concrete faced rockfill dam was verified.The research results can provide a reference for the design of faced rockfill dams in similar area.

天然砂砾石多为酸性岩石,通过添加水泥、抗剥落剂等可使应用天然砂砾石骨料的心墙沥青混凝土水稳定性合格,然而目前针对天然砂砾石骨料沥青混凝土长期耐久性的研究相对较少,使工程上应用天然砂砾石骨料仍多有疑虑.通过分析在高温水浸泡及冻融循环条件下天然砂砾石沥青混凝土力学变形性能的变化规律,探讨了使用天然砂砾石骨料的心墙沥青混凝土长期耐久性.试验结果表明:掺加抗剥落剂的天然砂砾石骨料沥青混凝土的长期水稳定性能与灰岩骨料沥青混凝土相当,且具有良好的抗冻融特性;孔隙率对天然砂砾石骨料沥青混凝土的小梁弯曲强度及其冻融损伤变量、最大弯拉应变、最大压缩应变等指标均有较大影响;提高沥青混凝土的压实度,减小孔隙率,对于保证心墙沥青混凝土的弯曲强度和变形性能具有重要意义.

柔性沥青混凝土心墙与刚性混凝土廊道之间的连接部位是大坝防渗体系的薄弱环节.为了确保连接部位的经济性与可靠性,针对拉洛水利枢纽高沥青混凝土心墙堆石坝,设计了3种不同的连接型式.考虑沥青混凝土心墙、混凝土廊道、土石坝填筑料与基岩四者之间的相互接触受力特性,分别建立有限元模型模拟坝体填筑和蓄水过程,研究了在竣工期与蓄水期3种不同连接型式条件下心墙与混凝土廊道的应力变形特性,对比分析了各种连接型式的优缺点,提出了混凝土廊道与沥青混凝土心墙的最优连接型式.结果表明:若竣工期心墙与两边过渡料沉降均匀,则心墙拱效应小;蓄水期心墙与廊道水平位移不协调会导致心墙底部竖向应力突变;连接型式3能使得沥青混凝土心墙、廊道与廊道后堆石料共同协同变形,是最优设计方案.研究成果可为沥青混凝土心墙结构型式选择提供理论依据.

对称平底钢岔管各管节的管底在同一高程,钢管检修时,水体能自流排放,方便检修,但使用常规的解析方法对平底钢岔管进行体型设计较为困难,出图效率也较低.提出在CATIA中建立对称平底钢岔管的标准模板,以适应不同尺寸钢岔管的三维设计,并以德罗水电站中钢岔管为例,采用ANSYS程序对月牙肋钢岔管、平底月牙肋钢岔管及平底三梁钢岔管的受力特性进行分析.结果表明:3种形式的钢岔管均能满足受力要求,其中月牙肋岔管受力最优,但排水不便;平底钢岔管采用三梁进行加强后,加强梁与岔管管壁应力得到显著改善;平底钢岔管既能方便排水检修,也能满足受力要求,可在工程中推广应用.

缅甸道耶坎Ⅱ级水电站位于缅甸锡唐河流域热带雨林地区,工程规模大,枢纽布置涉及的水文气象、工程地质、社会环境等因素复杂.为科学确定枢纽布置方案,通过优选缅甸道耶坎Ⅱ级水电站大坝坝型,泄水建筑物开敞式溢洪道调整为有闸控制溢洪道,并结合地质条件,优化引水发电隧洞和导流隧洞轴线,提出了在河床布置当地材料坝、左岸垭口布置有闸控制溢洪道、中间山脊布置引水发电隧洞和导流隧洞的总体枢纽布置方案.监测结果表明:自2013年运行以来,枢纽工程各建筑物均运行正常.该枢纽布置设计方案合理解决了枢纽工程筑坝材料、泄洪消能、隧洞工程等技术问题,节省了工程投资,可为类似工程提供借鉴.

针对缺乏现场岩石力学试验时的隧洞围岩力学参数取值问题,提出了基于多源数据分析的隧洞围岩力学取值方法.首先,提出用室内岩石力学试验成果推演岩体力学参数的使用原则,建立了岩石和岩体力学参数的初步联系;依据规范建议和现场试验统计,提出基于质量分级的岩体力学参数界限,并结合基于经验型准则的岩体力学参数估计值,形成了基于多源数据的围岩力学参数的建议取值范围;采用数值分析方法,对建议取值范围内的力学参数进行敏感性分析,获取了不同围岩力学参数取值方案条件下的塑性区深度和围岩变形的量化规律,并依据工程计算经验缩减了岩体力学参数范围;最后,进一步结合类似工程案例的现场力学试验成果,提出了围岩力学参数的取值方案.工程应用表明,该方法有效解决了缺乏现场岩体力学试验条件下的隧洞围岩力学取值问题,可为具有类似情形的隧洞支护设计和围岩稳定评价提供参考.

在高海拔地区,普通高分子类水工混凝土表面防护涂层材料由于受到强烈紫外辐射,易出现变色、粉化、龟裂等现象,服役寿命明显缩短.选取一种综合性能较好的单组份聚脲材料,通过设计紫外辐射-冷凝加速老化室内模拟试验,开展了聚脲材料的拉伸性能、聚脲/砂浆体系的粘接性能测试,并利用扫描电镜SEM、红外光谱等手段分析了涂层的微观形貌和结构变化.结果表明:紫外辐射-冷凝老化过程中,聚脲材料中高分子发生分解导致涂层表面产生粉化,表面的N-H、C-H、-OH化学键发生变化,粘接强度、拉伸强度、断裂伸长率与老化时间呈指数相关.研究成果可为提高聚脲涂层耐紫外性能、更准确地预测聚脲类水工混凝土防护涂层的使用寿命提供一定的理论依据.

在水工沥青混凝土防渗结构中,沥青与酸性骨料界面黏结性较差,长期浸水环境下沥青与酸性骨料界面处的沥青膜容易被水置换造成沥青与骨料分离,从而降低整个沥青混凝土结构的耐久性.尝试通过添加抗剥落剂来提高酸性骨料沥青混凝土的耐久性,并对掺抗剥落剂的酸性骨料沥青混凝土和碱性骨料沥青混凝土长龄期浸水和冻融循环后的力学性能与耐久性能进行了试验研究.结果表明:掺加抗剥落剂可有效改善酸性骨料与沥青之间的黏结力,提高酸性骨料沥青混凝土的力学性能与耐久性能;与碱性骨料沥青混凝土相比,掺抗剥落剂的酸性骨料沥青混凝土具有更加优异的综合性能,可用于水工防渗建筑中.

Caculo-Cabaça Hydropower Station is an international large-scale hydropower project in Angola,which is designed,constructed,and managed according to European and American standards. Its engineering design is based on the digital three-dimensional (3D) collaborative design platform of Dassault CATIA V5 and 3DExperience,and thus a multi-disciplinary BIM collaborative design mechanism is constructed,which includes topographic surveying,geology,various buildings of the main power station (civil engineering,electromechanics,metallic structure,architecture,monitoring),diversion tunnels,and cofferdam.During different stages of the project,practice and efforts have been made regarding the scheme selection and demonstration,parametric and standard fine design and modeling,numerical analysis,engineering drafting,quantity surveying,etc.The main purpose is to solve the problems such as the optimization and development of two-dimensional (2D) engineering drafting functions based on modeling information,as well as the 3D reinforcement for complex-shaped structures. In this way,this research can provide effective support for the efficient and fine design management of the whole life cycle of the project.

高寒地区水工混凝土建筑物处于超大温差、极端低温、强辐射、大风、干燥等复杂条件,混凝土结构容易产生以冻融破坏为代表的劣化病害,防护修复技术是常用的劣化防治措施之一.通过有限元方法对冻融循环作用下水工建筑材料劣化过程及影响规律进行了模拟计算.结果显示,在周期变温荷载作用下,孔隙水结冰产生的冻胀应力是导致混凝土耐久性降低的主要因素.除了改善混凝土本体抗冻性外,还应采用表面防渗处理,如表面涂层防护,以控制混凝土内部含水量和冻胀应力,提高抗冻融能力.介绍了高寒地区水工建筑物防护修复材料的选择原则、种类特点和施工工艺,总结了防护修复技术在高寒地区的典型工程应用,为高寒地区水利水电工程维护提供了一定的参考借鉴,并从材料性能、配套设备、工艺拓展、标准制定4个方面进行了展望.

水工沥青混凝土具有良好的抗渗性和耐久性,近年来被广泛用于大坝建筑物中.针对不同性质的骨料沥青混凝土,开展了不同温度(4.8,12.7℃和28.2℃)和不同剪切速率(0.05,0.2,1 mm/min)下三轴固结排水剪切试验,分析了骨料性质、温度、剪切速率等对沥青混凝土力学性能的影响规律.试验结果表明:①辉绿岩作为骨料的沥青混凝土黏聚力较骨料为灰岩的大,摩擦角偏低;且在细骨料中加入不同比例的天然河砂对沥青混凝土的力学性能影响较小,但掺入河砂会影响体变,且有增大破坏应变的趋势;②随着温度增高,试样强度明显降低,破坏应变明显增大,且围压越低,强度降低的趋势越明显,破坏应变增大的越少;随温度增加,模量参数K值减小,初始切线泊松比G有减小趋势,但影响并不显著;③剪切速率越大,沥青混凝土强度越高,破坏应变越小,K值越大,Rf和F基本不受剪切速率影响.

堆石料的力学特性与其密度、级配等密切相关.鉴于此,通过对西藏拉洛水利枢纽工程的雪日巴唐料场及塔曲漫滩料场的两种筑坝砂砾石料,开展7组不同级配和密度组合的大型饱和固结排水三轴试验,结合粗砾、中砾、细砾粒组的固体颗粒几何参数,分析了不同级配和密度组合对筑坝堆石料强度变形特性的影响规律.研究结果表明:①整体而言,与堆石料强度变形特性指标关系最为良好的是中粗砾颗粒总个数,粒径大于5 mm颗粒个数越多,堆石料强度越大,刚度越大;②5～60 mm固体颗粒个数越多,邓肯-张模型参数ψ0、Δψ,K,Kb,m越大;即粒径大于5 mm颗粒个数越多,堆石料强度越大,刚度越大;③邓肯-张E-μ模型参数G,F,D与粒组固体颗粒几何参数无明显规律.

岩体的渗透系数是渗流场分析与工程渗控设计的重要参数,钻孔压水试验是获取该参数的主要方式之一.针对地下水面下有界渗流区域中倾斜钻孔压水试验数据解析问题,基于Darcy定律和镜像法建立了岩体渗透系数解析模型,并对该模型进行了数值验证.该解析模型形式简洁,物理意义明确,且在钻孔试段离地下水位较远时可退化为现行钻孔压水试验规程推荐的Hvorslev公式,是现行压水试验数据解析方式的理论拓展,可作为钻孔压水试验规程修订的重要依据.

深厚覆盖层上200 m级高土石坝的坝体心墙与坝基防渗墙的连接至关重要.随着深厚覆盖层上高坝建设的发展,防渗墙与黏土(砾石土)心墙采用廊道进行连接的情况越来越多.根据工程实践中暴露出的问题,对廊道与防渗墙布置、廊道与防渗墙之间的连接、廊道分缝、廊道和防渗墙与心墙连接部位防渗抗渗等构造设计问题进行了提炼总结.研究表明:布置两道防渗墙时宜采用主墙廊道式、副墙插入式布置;廊道与防渗墙连接采用倒梯形刚性接头更为合适,廊道与两岸平洞结构分缝宜深入基岩一定距离;廊道或防渗墙周围需设置高塑性黏土区,并在主防渗墙廊道、副防渗墙与土心墙连接部位铺设土工膜,下游侧设置反滤层保护.研究成果可为深厚覆盖层上高土石坝防渗墙与土心墙采用廊道式连接的构造设计提供有益参考.

水布垭面板堆石坝最大坝高233.0 m,为当前世界已建最高面板堆石坝.为确保大坝长期稳定运行,通过包括国家"九五"国家科技攻关等一系列的研究与实践,在筑坝材料性能及试验方法、坝体变形控制、防渗系统结构和材料、施工与质量控制、原型观测等方面取得了多项创新成果,并成功应用.水布垭工程形成的系统性超高面板坝筑坝技术,改变了面板坝仅靠经验和类比设计的模式.逾13 a的运行监测表明,大坝最大沉降仅2.65 m,最大渗漏量仅66 L/s,大坝结构安全,运行状态良好.

拉洛水利枢纽及配套灌区工程是雅鲁藏布江右岸一级支流夏布曲干流上的控制性工程,为大(2)型水利工程.工程包括拉洛水利枢纽和配套灌区工程两部分.为做好拉洛水利枢纽及配套灌区工程总体布置,长江勘测规划设计研究有限责任公司在前期调研勘探的基础上,结合工程任务、地质地形条件、建筑物功能要求、施工条件、环境和投资等进行综合考虑,对整个工程进行科学合理的布局.

Shuibuya concrete faced rock-fill dam completed in 2008 is the highest CFRD in the world at present. This paper demonstrates the seepage control system of this dam: design of the face/toe slabs and the joint sealing structures, monolith design, hydraulic transient scheme, and the principle and measures of dam foundation seepage control. Since the reservoir impounding, the dam has been experienced several months of high storage level. Dam leakage is rather low and no abnormal seepage has been ever observed, which shows a success of the seepage control system. ©Copyright.

A transient saturate-unsaturated water flow model is adopted to simulate the seepage field in Shuibuya Concrete Faced Rockfill Dam under different conditions: concrete face functions normally,cracks locally or does not work totally.The distribution of water head and hydraulic gradient in different dam zone is analyzed.The max hydraulic gradient that might appear in the padding zone,transition zone and main rockfill zone is suggested separately, which would control the seepage stability status of the dam.Hereby,the design standard for acceptable seepage gradient of rockfill materials is suggested.This standard can be used to estimate the rationality of hydraulic transition and seepage stability for the dam..

水布垭大坝为世界最高的面板堆石坝,面板混凝土对混凝土性能要求高。通过对国内外同类工程面板混凝土的分析及“九五”科技攻关取得的成果,设计单位大胆采用新材料,设计出具有高强度、高抗裂、低弹模、低收缩、耐久性强、工作性好的多功能的高性能混凝土。施工结果表明:各项指标能达到设计要求,浇筑的面板混凝土均未发现早期裂缝。

Systematically introduced the research process of the layout scheme of Shuibuya hydroproject and the last project layout scheme.According to the geographical and geological condition of Shuibuya hydroproject,on the base of research for general layout,it is determined that arranging spillway and water diversion tunnel on the left bank,the emptying tunnel for underground power house on the right;through the dam axis comparison,it is concluded that arranging the dam a little more upstream in Shuibuya river reach in the canyon is more favorable to arranging and adjusting of other main structures;through a great deal of comparison and demonstration,the arrangement of Shuibuya hydroproject is determined as: concrete faced rockfill dam,step-type narrow ski-jump spillway on left bank,an water diversion underground power station and empty tunnel on right bank.