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水电六局三项科技成果达到国际领先水平
来源:水电六局 作者:何金星 时间:2022-01-17 字体:[ ]

近日,中国水力发电工程学会在北京组织召开了科技成果鉴定会,水电六局完成的乌东德水电站复杂地质特大洞井群安全高效施工技术、复杂条件下特大规模导流洞群快速封堵关键技术、高拱坝坝肩特大斜井型岩溶综合治理关键技术三项科技成果,经鉴定委员会鉴定,均达到了国际领先水平。

“乌东德水电站复杂地质特大洞井群安全高效施工技术”依托乌东德水电站右岸特大地下洞井群工程,穹顶半圆筒式调压井群最大开挖直径为53米,目前居世界第一,主厂房开挖尺寸333米×32.5米×89.8米,规模宏大;地层中含溶蚀裂隙、陡倾小夹角层面、碳质薄膜软弱层等不良地质条件,成洞条件差,安全风险高。针对开挖支护变形与稳定控制问题突出、施工难度大等特点,项目组通过理论研究与技术研发,形成了特大洞井群安全高效施工成套技术,取得了良好的工程效果。

主要研究成果与创新点有,研发了复杂地层巨型埋藏式调压井群开挖成套技术,首创了“环形导洞先行,预留中心岩柱,周边环形扩挖,随挖锚固支护”的穹顶环导开挖新方法,研发了空间曲面精准掘进控制爆破新技术,穹顶最大变形小于9毫米,解决了大直径穹顶开挖成型和围岩稳定难题;提出了“井筒分层布置施工支洞,成套机械设备开挖支护”的大型竖井群高效施工方法,提高了施工效率,保障了施工安全。通过开挖全过程仿真分析与施工监测互馈,提出了变形梯度控制指标,优化了开挖分层施工方案,研究采用不良地质构造区域综合治理措施,厂房一次开挖支护成型,最大变形值66毫米,变形梯度控制在每天0.3毫米以内,有效控制了厂房开挖变形,实现了厂房洞室群安全稳定高效施工。研发了洞内清污分流、污水循环利用技术与成套设施,实现了施工用水的高效利用;基于风流场和通风网络三维数值模拟分析,揭示了有毒有害气体及粉尘动态变化规律,优化了通风散烟井洞布置,解决了复杂洞室群施工期通风难题;研制了自动喷淋装置,研究采用节能感应照明装置、交通安全门等节能环保措施,实现了地下洞室群绿色施工。

项目研究成果已在依托工程成功应用,取得了多项专利及省部级工法,经济社会与生态效益显著,推广应用前景广阔。

“复杂条件下特大规模导流洞群快速封堵关键技术” 项目依托乌东德水电站右岸导流洞下闸封堵工程,导流洞断面尺寸16.5米×24米,是目前世界上开挖断面最大和洞身最高的导流洞,五条导流洞需在一个枯水期完成封堵;针对工程规模大、工期紧张、工序复杂的特点,开展了深入系统的创新研究,实现了优质快速封堵的目标,为电站提前发电打下了坚实基础。

主要研究成果与创新点有,通过试验研究和数值分析,优化了导流洞群下闸封堵程序和分阶段分序封堵方案,实现了在一个枯水期完成5条导流洞封堵目标;提出了5号导流洞洞塞改建方案,采用多级洞塞消能、弧门控泄技术,在确保导流洞安全的同时,满足了坝身不设导流底孔情况下河流生态流量控泄要求。研发了导流洞进口高水头条件下大型闸门前止水技术,研制了自行式专用抽排水浮船及配套排水系统,实现了高水位不提闸条件下导流洞快速抽排水,为导流洞快速封堵创造了条件。研发了免刻槽锚固粘结式新型止水、新老混凝土界面快速处理和抗剪槽导轨式切缝等技术,实现了封堵段的快速备仓;研发了导流洞封堵大体积低坍落度混凝土立体入仓技术,研究采用系统温控和分期灌浆综合措施,解决了大高差、高强度、严温控混凝土快速浇筑的难题,实现了混凝土堵头快速挡水。

项目研究成果已在依托工程成功应用,取得了发明专利3项、实用新型专利4项和省部级工法2项,经济社会生态效益显著,推广应用前景广阔。

“高拱坝坝肩特大斜井型岩溶综合治理关键技术”项目依托乌东德水电站K25斜井型岩溶处理工程,溶洞位于大坝拱端推力影响范围内,距右岸坝肩拱端仅25.2米,呈多曲面不规则状,最大宽度68米、深度90米,岩溶地质条件极其复杂,围岩安全稳定与变形控制问题突出,治理难度大。项目组针对特大规模斜井型岩溶治理改造难题,开展了专项科技攻关,形成了坝肩特大斜井型岩溶综合治理关键技术,工程效果良好。

主要研究成果与创新点有,通过理论研究与计算分析,提出了溶洞中下部大坝坝肩受力体范围采取碾压混凝土充填置换、溶洞穹顶围岩锚固处理、地表清理封闭的溶洞治理以及在溶洞上部布置多功能集控楼的方案,实现了大坝拱座受力体治理与岩溶自然空间利用的有机结合。提出了利用已有排水廊道及灌浆平洞多层次布置施工通道的方案,解决了大型施工机械设备多通道进入斜井型溶洞的问题,实现了优质快速施工;基于风流场和通风网络三维数值模拟分析,通过在溶洞顶部布置通风竖井,有效改善了施工期及永久运行期的通风条件。研发了自上而下,以机械开挖为主、小药量控制爆破为辅的多曲面不规则超大跨度溶洞开挖技术,结合采用逐层开挖、随层支护、固灌跟进等方法,减少了溶洞围岩变形,保障了施工安全。研究采用了承重卸料平台、负压溜槽、垂直溜管、布料机等组成的溶洞混凝土输料系统,以及装载机仓内运输、反铲平仓、振动碾碾压的通仓施工工艺,保障了碾压混凝土浇筑质量。

项目研究成果已在乌东德水电站工程成功应用,取得了多项专利及工法,经济社会和生态环保效益显著,具有重要推广应用价值。

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