(1)项目名称,所属类别;
金沙江白鹤滩水电站左岸引水发电系统及泄洪洞安全监测工程,大坝安全监测类业绩。
(2)工程概况;
白鹤滩水电站位于金沙江下游,距上游巧家县城45km,距上游乌东德水电站坝址182km,距离下游溪洛渡水电站195km,控制流域面积43.03万km2,占金沙江流域面积的91.0%。电站装机容量16000MW。白鹤滩水电站混凝土双曲拱坝坝高289m,水库正常蓄水位825m,总库容206.27亿m3,调节库容可达104.36亿m3,防洪库容75.00亿m3。白鹤滩水电站的开发任务以发电为主,兼顾防洪,并有拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合利用效益,是西电东送骨干电源点之一。
白鹤滩水电站工程为一等大(1)型工程,水电站枢纽包括挡水坝、泄洪消能建筑物及引水发电系统等主要建筑物。枢纽工程主要由混凝土双曲拱坝、二道坝及水垫塘、泄洪洞、引水发电系统等建筑物组成。混凝土双曲拱坝坝顶高程834.00m,最大坝高289.0m;泄洪洞共3条,均布置在左岸;电站总装机容量16000MW,左右岸地下厂房各布置8台1000MW的水轮发电机。
图1 厂区地下洞室群三维布置图(左岸)
左岸地下引水发电系统由进水口、压力管道、尾水调压室、尾水隧洞、尾水隧洞检修闸门室、主副厂房洞、主变洞、尾水管检修闸门室等组成,左岸主副厂房洞长438m,高88.7m,岩梁以下宽为31.0m,以上宽为34.0m,机组安装高程570.0m。主变洞布置在主副厂房洞下游侧,主变洞总长368m,宽21m,高39.5m。主变洞与主副厂房洞净间距60.65m。尾水调压室两机共用一室,采用圆筒阻抗式。1#~4#尾水调压室开挖直径介于44.5m~48m之间,调压室竖井开挖高度介于57.92~93m之间。
(3)项目主要工作内容;
本项目总工期为98个月,自2013年11月至2021年12月31日;合同内共包含各类监测仪器3930支,合同额4998万。合同工作范围为左岸导流洞堵头、左岸输水系统(进水口结构、压力管道、左岸地下厂房、尾水调压室、尾水管检修闸门室、尾水隧洞(含尾水连接管及岔管)、尾水洞检修闸门室)以及左岸泄洪洞的工程安全监测。其中左岸地下厂房安全监测工程工作范围包括:主副厂房、主变洞,母线洞,厂区防渗排水系统,出线竖井等部位的部位的安全监测。监测项目包括基础变形、压力钢管应变、围岩变形、支护结构受力、岩壁吊车梁结构受力及接缝、蜗壳受力及位错变形、尾水肘管受力、衬砌混凝土应变、钢筋应力、涌波水位、厂房外水压力和渗漏量等监测等。
(4)项目完成情况和取得的成果;
金沙江白鹤滩水电站左岸引水发电系统及泄洪洞安全监测工程项目已于2021年10月完成了全部仪埋项目,合同内阶段性工程安全反馈分析、工程安全鉴定等工作。受业主委托,为保证左岸地下厂房安全监测分析工作的连续性,掌握水电站运行初期建筑物工作性态,本工程延续服务至2022年3月31日。
在实施常规监测、开挖爆破加密监测与分析的同时,开展了大批针对地下厂房围岩及支护力学状态的专项研究:地厂开挖围岩专项监测分析项目、大型贯穿性软弱构造(C2错动带)影响专项分析、厂房锚索荷载专项分析、厂房岩梁1300T荷载试验监测分析等,本团队发表科研论文7篇(4篇EI检索,3篇中文核心),专利2项,工法2项,结合光纤光栅监测等先进技术的研究与应用为左岸地下电站顺利建成发挥了重要作用,全力保障了大国重器顺利投产和运行。因本项目的重要贡献,获得三峡集团高度赞誉和感谢(见感谢信)。
[1]刘健, 朱赵辉, 蔡浩,等. 超大型地下洞室拱圈围岩变形、破坏特性研究[J]. 岩土工程学报, 2018, 40(7):11.
[2]刘健, 朱赵辉, 吴浩, 张石磊,王晋明. 超大型地下洞室高边墙围岩变形影响特性研究[J].岩土力学,2019(10):11.
[3]胡旭阳, 朱赵辉, 李秀文,等. 白鹤滩水电站左岸地下主副厂房上部开挖围岩稳定监测分析[J]. 三峡大学学报:自然科学版, 2016, 38(5):6.
[4]朱赵辉, 任大春, 李秀文,等. 光纤光栅位移计组在围岩变形连续监测中的应用研究[J]. 岩土工程学报, 2016, 38(11):8.
[5]张石磊3篇(2篇核心,1篇EI),录用待刊。
(5)项目图片,包括总体图、效果图、技术或产品图等等(每个项目不少于5张图片)。
图2建设过程中的大坝形象
图3建成后的大坝形象
图4蓄水过程中的大坝形象(比肩山岳)
图5左岸地厂顶拱开挖形象
图6左岸地厂机坑开挖阶段的左厂形象
图7左岸地厂机坑开挖完成的左厂形象
图8左岸地厂肘管安装阶段左岸厂房形象
图9左岸地下厂房形象1-4#机组发电投运形象
图9左岸地下厂房监测实施(岩壁梁变形观测)
泄洪洞泄洪形象
泄洪洞洞身浇筑效果(左右侧墙红色标志为我项目监测电缆走向标识)
泄洪洞挑流鼻坎浇筑效果
顶拱变形分布
顶拱受力变形机理分析
顶拱支护荷载-围岩变形相关分析
三峡集团感谢信