特高拱坝

摘要： 在特高拱坝首次蓄水期,对坝基渗流控制效果进行评价是保障大坝安全的重要依据。以岩溶地区300 m级特高拱坝乌东德水电站坝基为例,利用监测成果分析、测试分析、工程地质分析等手段,分析了首次蓄水期坝基渗流变化规律及分布特征,以及蓄水过程中产生的局部渗漏问题,评价渗流控制措施的工程效果。结果表明:乌东德水电站首次蓄水完成后,幕后渗压折减系数一般为0.08~0.27,最大0.40,均在规范允许范围;幕后山体地下水位增加0~13 m,幕后排水孔出水总流量6.5 L/s,总体变化均较小;水化学与地质信息表明右岸733 m灌浆平洞局部渗水来源主要为坝后水垫塘。综合表明,坝基扬压力正常,渗漏量总体较小,渗流状态趋于平稳,大坝防渗帷幕及排水幕效果理想,在同类工程中处于较优水平。

摘要： 乌东德水电站特高拱坝坝身布设5个表孔,跨横缝布置,是汛期重要的泄洪通道,其中底板、门槽及现浇大梁部位为表孔关键施工部位。依托乌东德水电站,研究特高拱坝表孔底板与侧墙整体浇筑、事故门槽一期安装与施工、连接大梁预留宽槽优化设计和预制梁封顶施工等技术,研发事故门槽自爬升台车,形成大坝表孔施工技术。通过工程应用,解决传统表孔施工技术存在的安全风险高、工期长等问题,为高拱坝快速、优质、安全施工提供技术保障。

摘要： 首蓄期准确预测坝体变形,合理安排蓄水计划对于特高拱坝安全进入运行期具有重要意义。为解决特高拱坝首蓄期坝体变形预测较难的问题,本文提出了一种特高拱坝首蓄期坝体变形预测混合模型方法,并结合白鹤滩特高拱坝首蓄期坝体变形监测资料进行工程实例验证。该模型结合白鹤滩特高拱坝首蓄期三阶段蓄水计划的背景,结合三个蓄水目标下白鹤滩拱坝拱冠梁坝段正垂测点的监测数据量大小,在首蓄期初期采用多元回归模型,在首蓄期中后期对PLdb18-2到PLdb18-6五个测点采用优化的LSTM模型,对于坝顶的PLdb18-1采用多元回归模型。本文针对混合模型及全过程采用单一模型的预测结果和实测结果进行对比,本文提出的混合模型方法精度最高,误差率不超过4%,且具有较好鲁棒性。

摘要： 恶劣的环境会对特高拱坝层间结合性能产生不利影响。本研究测试了大坝混凝土在不同温度下的层间劈裂抗拉强度,建立了成熟度与强度系数的关系。同时,基于成熟度与强度系数及含水量的关系提出了以成熟度为主含水量为辅的大坝层间性能三级九梯度预警体系。结果表明,随着温度的升高,大坝混凝土层间力学性能呈下降趋势。同时,成熟度与混凝土的强度系数及含水量线性相关,相关系数分别为0.9985和0.9964。此外,根据成熟度与层间性能参数之间的关系所建立的预警体系,可以对大坝层间结合质量进行有效的控制。

摘要： 在对300 m级特高拱坝进行抗震安全评价时,常常面临着工程条件复杂、有限元模型自由度数目多、计算耗时较长、效率较低等问题。为了提高分析效率,节约计算成本,采用了耐震时程法来分析特高拱坝及坝基的动力损伤行为,并进行极限抗震能力研究。基于耐震时程法理论,以《水电工程水工建筑物抗震设计规范》中的标准反应谱为目标谱,采用非线性最小二乘法生成精度较高的3条耐震时程曲线。以我国西南地区某300 m级特高拱坝为例,建立了坝体—基岩三维非线性有限元分析模型,并同时考虑地震动的输入、坝体及基岩的损伤开裂、横缝的动态开合等关键问题。通过考察拱冠梁最大相对位移、横缝最大开度、坝体损伤体积比、损伤耗能等指标来综合评价大坝的极限抗震能力。结果表明,耐震时程法能够很好的反映出特高拱坝在不同强度地震动作用下的动力响应,且计算效率较高。

摘要： 跟踪分析高坝施工期谷幅变形,对确保高边坡稳定与大坝安全具有重要意义。基于某特高拱坝工程环境与地质结构,跟踪分析坝区两岸岩体变形监测数据,采用有限差分法,模拟分析谷幅变形演化规律,探讨了坝区施工期的谷幅变形演化规律与驱动因素。研究表明,坝后水垫塘谷幅变形规律表现为不同高程谷幅变化规律相似,收缩变形量与高程具有很好的正相关性,高程高的部位变形量相对较大;两岸均朝向河谷变形,与高程呈现正相关性,左岸变形速率略大于右岸;变形数值仿真结果与现场实测变形量值较接近。研究结果可为大坝后期正常蓄水提供参考依据。

摘要： 针对300m级特高拱坝面临的仓数多、工期长、约束条件多且关系复杂的进度管控难题,融合大坝施工进度仿真方法与工程物联网技术,结合国内多个高拱坝工程应用积累,研发了“建模—分析—输出”一体化进度仿真系统,该系统具有参数化建模、二三维一体化分析、面向生产一线成果输出等功能,可适应施工现场快速变化的需求。与多个应用施工进度仿真技术的特高拱坝工程在缆机浇筑强度、缆机利用率、浇筑间歇等方面的对比情况表明,随着特高拱坝施工进度仿真技术的持续发展和深入应用有力支撑了施工进度管控水平的提升,为高海拔地区特高拱坝工程施工进度控制提供借鉴意义。

摘要： 变形监测数据作为特高拱坝服役性态最直观的表征,蕴藏着丰富的时空信息和演变规律,对工程长治久安意义重大。然而,多源多维的变形监测数据受仪器本身及外界因素影响,往往存在数据缺失的现象,会对接下来的数据分析工作造成干扰。针对大坝变形监测序列中的缺失数据,基于Apriori关联规则算法挖掘测点变形在空间维度上的关联性,得到目标测点的强关联测点,随后以强关联测点的变形监测数据作为输入样本,利用贝叶斯优化的XGBoost回归模型填补了目标测点的空缺变形监测序列。结合锦屏一级特高拱坝工程实例表明,该填补方法实现了变形监测空缺信息的高效、精准填补,可用于类似大坝工程的变形缺失数据填补。

摘要： 在设计与施工阶段如何处理坝基是渗流控制的关键,直接影响着水电站的安全稳定运行,本文以某水电站坝基扬压力为研究对象,采用统计模型分析方法,结合工程水文地质条件,对坝基扬压力监测资料进行了分析,对该水电站坝基扬压力的变化规律以及影响因素进行了评价。

摘要： 特高拱坝运行初期坝前库水温垂直分层逐步形成,坝体混凝土持续水化内部温度回升.传统变形预测模型采用的周期项温度因子不能很好地描述运行初期环境和坝体内部温度的非线性非稳定性特征.对此,融合主成分分析和分层聚类方法,提出了基于主成分分层聚类法的运行初期实测环境和坝体温度因子分类分区及典型测点的选取方法;同时,引入了可反映周期性库水位变化下运行初期谷幅收缩变形特征的指数和周期项的组合时效因子;在此基础上,构建了基于实测温度因子的多元回归模型和支持向量机模型.实例分析表明,选取的实测温度因子能较好地反映运行初期坝体温度的时空变化特征,以此构建的模型比传统模型具有更高的预测精度.

摘要： 大岗山双曲拱坝设计地震(100年超越概率2％)对应的基岩水平峰值加速度为557.5gal,最大坝高210m,为目前世界抗震设防水平最高的特高拱坝.工程抗震设计面临巨大挑战,在进行全面的大坝抗震分析研究后,决定在坝项开度较大的横缝设置一定数量的抗震阻尼器,探索性地研究阻尼器在水工大坝上的抗震效应.本文依据各项参数之间,以及参数与设备尺寸之间的相互制约关系,结合大岗山拱坝的动力属性,尤其是横缝处的动力工作特性,和现有技术水平能够生产提供的设备参数,最终确定了大岗山拱坝跨缝粘滞阻尼器的各项主要参数取值.

摘要： 中国行业主管部门颁布的抗震设计规范,在水电工程防震抗震设计中发挥了重要作用.论文依据新老抗震设计规范的有关规定,对代表性特高拱坝二滩、小湾、锦屏一级、大岗山和溪洛渡拱坝的抗震设防标准、混凝土材料动力特性、地震动输入、抗震分析方法、动力模型试验和抗震措施设计等关键技术问题进行对比分析和总结,以为后续工程建设提供技术借鉴.

摘要： 基于考虑材料非均匀性的混凝土损伤模型,对某300m级特高拱坝进行不同峰值加速度地震作用下的非线性损伤破坏分析,依据数值模拟所得拱坝震害形态进行统计分析,考虑不同破损程度建立高拱坝震害等级,分析不同峰值加速度地震作用下达到各级破损状态的概率,给出了地震易损性曲线.研究表明:在极限强震作用下,该特高拱坝建基面附近存在延伸深度有限的局部宏观裂缝,大坝主要的破坏区域在于坝体的中上部,顶拱以下约1/3高度以内的区域形成上、下游贯通的梁向宏观裂缝,数值模拟所得大坝的破坏模式与动力模型试验结果规律一致.通过易损性分析可知,在设计地震与校核地震动作用下,该特高拱坝将处于基本完好的状态,而当发生峰值加速度为0.6g的地震时,产生中等以上损伤的概率为85％,在地震峰值加速度为0.7g时,大坝发生严重损伤的概率达到75％,但在加速度峰值0～0.7g对应的地震波作用下,该大坝都没有发生溃坝级别的震损.

摘要： 大岗山拱坝水平向设计地震动峰值加速度高达557.5cm/s2,为世界高拱坝之最,抗震设计无规范可依,为了大岗山水电站的安全,围绕拱坝抗震关键技术开展了深入的研究,并对应采取了相应设计措施,地震活动监测数据表明,在小地震情况下,大岗山拱坝运行基本无异常.强震区大岗山特高拱坝建设关键技术的研究及运用为解决强震区特高拱坝相关技术难题做了有益的研究和探索,为中国的高拱坝抗震设计水平提高起到了积极推动作用.

摘要： 中国近30年来兴建了9座200m以上特高混凝土双曲拱坝工程,这些工程大部分位于深山峡谷地区和高地震烈度区,工程地质条件复杂,高边坡和大坝基础处理难度大,混凝土综合性能要求高,原材料选择苛刻,混凝土浇筑强度高,温控防裂难度大,设计、施工中面临极大的挑战和许多世界级技术难题.通过中国水电建设者的努力,这些难题逐一被攻克,实现了巨大的技术进步和飞跃.中国特高拱坝的建设规模和建设水平已位于世界前列,成为名副其实的高拱坝大国和强国.本文对中国特高拱坝施工技术,包括采用的成熟技术、主流技术、特色技术、先进技术进行了系统总结,有利于推动中国高拱坝施工技术进步.

摘要： 在中国制造2025、工业4.0、互联网+等国家战略形势下,将大数据、物联网、移动互联网为核心的现代信息技术与工程建设有机融合,建立施工智能化信息管理系统,以全新理念推动工程建设具有重要的现实意义.在溪洛渡特高拱坝建设经验的基础上,结合全面感知、真实分析、动态调控的智能管理理念,研发了技术先进、可靠实用的白鹤滩大坝施工智能化信息管理系统.该系统由信息管理系统平台、施工过程管理、科研与仿真服务、智能生产管控、专业化系统、技术管理等六大部分组成,详细阐述了系统的总体架构及主要功能.目前,该系统已在乌东德、白鹤滩全面推广应用,系统运行正常、功能丰富、操作界面友好,可实现大坝工程建设及运行期各类信息实时、在线、个性化管理与分析,形成设计、施工、科研及管理数据库和知识库,全面提升工程建设管理水平,达到大坝建设智能化管理的目标,可供国内外同类高坝建设参考.

摘要： 坝高200 m以上的特高拱坝面临施工期质量、安全、环保巨大挑战,坝基处理和混凝土温控防裂等技术难度大.本文通过对构皮滩、拉西瓦、小湾、溪洛渡和锦屏一级等坝高超过200m的特高拱坝施工技术进行系统分析,对混凝土标准化工艺、温控防裂和坝基灌浆技术等方面关键技术进行研究总结.对我国200 m以上特高拱坝施工具有指导意义.

摘要： 锦屏一级水电站大坝为混凝土双曲拱坝,坝高305 m,为已建世界第一高坝.特高拱坝坝体厚度大,基础约束强;岸坡坝基陡峻,坝体多层泄水孔口和廊道,结构复杂;加上砂岩碱活性和大理岩骨料先天性能不优且可加工性差,工程区昼夜温差大等,导致拱坝混凝土温控防裂难度大,拱坝施工期工作性态复杂.拱坝施工期安全度汛、水库分期蓄水和按期发电等要求拱坝高效快速施工.如何既解决特高拱坝温控防裂难题,又实现高效快速施工,且满足拱坝工作性态要求,是锦屏一级特高拱坝建设面临的关键技术难题.本文介绍了锦屏一级特高拱坝温控防裂与高效施工的创新性解决方案,可为今后高拱坝工程建设提供技术借鉴.

摘要： 传统的监测数据分析限于图表等二维层面,信息表达能力有限,非专业人员难以快速理解和获取有效信息,不利于水工建筑物实测性态的分析及评判.针对水工建筑物实测性态在虚拟现实中三维展示与分析难题,本文研究了BIM模型、GIS地形地貌、CAE仿真数据、安全监测等多源异构数据的底层无缝集成技术,构建了水电工程虚拟现实数字化模型;应用自主开发的特高拱坝实测性态多维度展示及分析系统,以小湾特高拱坝为例,实现了安全监测数据在空间维度和时间维度的可视化展示,动态追溯模拟水工建筑物实测工作性态的时空演化;通过建立空间监控评判模型,进行水工建筑物的空间维度安全评判,消除了单个测点分析评判的局限性,提高了水电工程的安全决策水平.

摘要： 高坝长期运行安全始终是国内外专家、学者广泛关注的问题.二滩大坝是中国20世纪建成的最高大坝,自1998年开始蓄水以来,至今已安全运行了20年.通过开展二滩水电站安全监测工作,建立大坝安全信息管理系统,定期进行监测资料整编分析,提升了大坝运行性态监控水平.监测资料表明,大坝运行性态良好.相关研究成果对于国内外其他大坝工程的安全运行监控具有借鉴意义.

摘要： 本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种特高拱坝基坑回填方法。所述方法包括：对特高拱坝的坝面进行检查，对基坑回填区域进行分区分层，初步选取基坑回填材料、回填高程和回填时机，确定i个基坑回填方案；分析对比所述i个基坑回填方案的渗流折减效应、保温效应、静力荷载效应和动力荷载效应；依据对比结果确定最优高程和回填时机，选择最优基坑回填方案。本发明的有益效果在于：该基坑回填方法可补强基岩裂隙，增强大坝防渗能力；减小坝体接触面热交换系数，增加坝面保温效果，有利温控防裂；改善施工期大坝抗震稳定性及坝‑基整体工作性态。

摘要： 本发明公开了一种基于时空一体化的特高拱坝变形时空序列预测方法，包括以下步骤：大坝传感器在监测数据时，实测数据中时常带有随机误差项，假设时空过程分解为两部分：确定性时空变化和去除确定趋势后的小规模误差随机变化并且去除确定趋势后的小规模误差随机变化的期望为零。应用简单BP神经网络拟合整体时空趋势；在去除整体时空趋势后得到残差项，对残差项进行线性无偏估计，选用时空克里格方法拟合局部时空趋势；引入门限循环神经网络对大坝各测点时间序列进行预测，预测出相关测点变形值，将门限循环神经网络预测出的变形值与BP神经网络预测出的变形值进行对比，如果门限网络的预测值更加精确，那么将预测后的顺河向位移数据作为训练数据优化BP网络。

摘要： 本发明涉及一种特高拱坝基础软弱错动带的开挖施工方法。本发明的目的是旨在通过揭露软弱错动带之前的开挖过程中，进行加固措施与开挖梯段的有序结合应用，提前对软弱错动带进行深部锚固并控制其剪切变形，使得基础开挖有序进行、保证工程质量及工期。本发明的技术方案是：特高拱坝基础软弱错动带的开挖施工方法，其特征在于，首先根据有限元分析成果，确定软弱错动带剪切变形值与上覆岩体开挖之间的关系；当开挖至深部锚固起始高程时，控制本梯段锚索施工完毕、挖除下一梯段预留石渣和进行再下一梯段前缘岩体的开挖；如此同步循环下降，直至软弱错动带开挖揭露的同时已完成所有锚索的锚固。本发明适用于坝基存在软弱错动带的特高拱坝。

摘要： 本发明涉及一种特高拱坝温控大数据挖掘方法，包括以下步骤：步骤1、收集特高拱坝过程施工数据信息，并构建特高拱坝施工过程数据信息仓库；步骤2、根据实际分析需求，确定数据挖掘目标；步骤3、获取拟分析温控阶段的原始数据；步骤4、对已获取的温控数据进行数据预处理；步骤5、利用“Apriori”关联规则算法建立数据挖掘模型；步骤6、优化模型输入参数；步骤7、输出强关联规则。该方法充分利用特高混凝土坝的温控相关数据信息，对各温控阶段的混凝土温度与温控参数间的关联关系进行分析，构建混凝土温度状态与温控参数间的强关联关系，为实际工程中制定合理有效的温控措施方案提供参考。

摘要： 本发明提供了一种绿色高性能碾压混凝土及其在特高拱坝中的应用，该混凝土力学性能C18030~40，水胶比为0.36~0.40，减水剂采用聚羧酸减水剂，碾压混凝土为二级配和/或三级配；二级配时，水泥用量为45~58.3kg/m3，粉煤灰掺量为70%；三级配时，水泥用量为41.9~55kg/m3，粉煤灰掺量为70~75%。该碾压混凝土可应用于200m级以上特高拱坝碾压混凝土筑坝材料，该混凝土具有高力学性能、高耐久性能、优良的变形性能、低绝热温升、高施工性能、优越的经济性及良好的环保性。

摘要： 本发明公开了一种特高拱坝仓面混凝土浇筑进度动态仿真方法及装置，该方法包括：基于缆机吊罐实时位置数据与浇筑仓边界坐标数据确定下料点坐标数据，并基于下料点坐标数据与浇筑仓边界坐标数据确定条带边界坐标数据；基于平仓机宽度、平仓机机头坐标数据与平仓机机尾坐标数据确定推平边界点位数据集；基于条带边界坐标数据与推平边界点位数据集确定当前平仓边界数据集。本方法避免了传统混凝土调度工作多依赖调度人员的工作经验，保证了混凝土生产运输的高效精准调度，效率高，响应快，实现了对仓面混凝土浇筑过程各环节进行实时、客观和全面管控。

摘要： 本发明公开了一种基于群体智能的特高拱坝坝面三维快速建模方法，步骤包括数据准备、数据传输和模型构建，数据准备包括信息采集单元和飞行控制单元，数据传输包括无线传输单元，模型构建包括数据处理单元和三维建模单元。无人机将数据采集单元采集的像控点数据、无人机航摄数据和地面拍摄数据通过无线传输单元发送给数据处理单元，经过数据处理和配准后，利用Context Capture软件，全自动构建特高拱坝三维实景模型。本发明将无人机倾斜摄影技术和三维激光扫描仪技术相结合，将无人机数据采集与三维建模实时进行，三维建模效率快、准确性高。

摘要： 本发明公开了一种复杂地基特高拱坝整体抗裂设计方法，涉及水电站拱坝设计技术领域,提供一种能够复杂地基特高拱坝整体抗裂设计方法。该方法包括以下步骤：A、进行拱坝体形设计；B、采用拱梁法、线弹性有限元法、非线性有限元法和地质力学模型试验法对拱坝进行分析，综合比较数值计算和物理试验成果，分析判断把握拱坝变形、受力特点和整体破坏过程，由此找到拱坝破坏的起裂点、开裂薄弱环节和加固重点对象及部位；系统分析影响拱坝开裂的各种因素对拱坝开裂的综合影响；C、针对抗裂薄弱区及其控制性开裂影响因素，依据其不同的开裂机理，针对性进行拱坝抗裂措施设计；D、采用三维有限元等数值分析方法对抗裂措施的效果进行评价。

摘要： 本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种特高拱坝基坑回填方法。所述方法包括：对特高拱坝的坝面进行检查，对基坑回填区域进行分区分层，初步选取基坑回填材料、回填高程和回填时机，确定i个基坑回填方案；分析对比所述i个基坑回填方案的渗流折减效应、保温效应、静力荷载效应和动力荷载效应；依据对比结果确定最优高程和回填时机，选择最优基坑回填方案。本发明的有益效果在于：该基坑回填方法可补强基岩裂隙，增强大坝防渗能力；减小坝体接触面热交换系数，增加坝面保温效果，有利温控防裂；改善施工期大坝抗震稳定性及坝‑基整体工作性态。

摘要： 本发明公开了一种基于时空一体化的特高拱坝变形时空序列预测方法，包括以下步骤：大坝传感器在监测数据时，实测数据中时常带有随机误差项，假设时空过程分解为两部分：确定性时空变化和去除确定趋势后的小规模误差随机变化并且去除确定趋势后的小规模误差随机变化的期望为零。应用简单BP神经网络拟合整体时空趋势；在去除整体时空趋势后得到残差项，对残差项进行线性无偏估计，选用时空克里格方法拟合局部时空趋势；引入门限循环神经网络对大坝各测点时间序列进行预测，预测出相关测点变形值，将门限循环神经网络预测出的变形值与BP神经网络预测出的变形值进行对比，如果门限网络的预测值更加精确，那么将预测后的顺河向位移数据作为训练数据优化BP网络。