成果摘要:該項研究從理論分析、模型試驗結(jié)合工程應(yīng)用,對深厚覆蓋層上筑混凝土面板堆石壩關(guān)鍵技術(shù)進行了較為全面和系統(tǒng)的研究,為深厚覆蓋層上建造面板壩的設(shè)計和施工提供了科學(xué)的依據(jù),使覆蓋層上建面板壩技術(shù)達(dá)到了一個新的水平,對我國水利水電工程建設(shè)將起到巨大的促進作用。該項研究包括下列三個方面:壩體及防滲體系的應(yīng)力和變形規(guī)律研究;壩體防滲體系細(xì)部結(jié)構(gòu)型式優(yōu)選研究和壩體及其防滲體的原則觀測和觀測資料反饋分析。實現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)主要包括:(1)深入分析了梅溪水庫面板堆石壩在復(fù)雜河谷條件下三維應(yīng)力變形性狀,特別是防滲墻、趾板和面板的應(yīng)力變形特性;(2)研究了防滲體系不利的應(yīng)力變形條件,以及相應(yīng)的改善措施;(3)通過大量有限元分析揭示了覆蓋層上面板壩壩體及其防滲體系應(yīng)力變形特性的——般規(guī)律;(4)采用物理離心模型試驗研究了防滲系統(tǒng)的應(yīng)力變形特性,確定廠合理的趾板長度,并驗證廠用于應(yīng)力變形分析的數(shù)學(xué)模型;(5)采用結(jié)構(gòu)模型試驗,研究出不同止水構(gòu)件和止水型式同時達(dá)到接縫止水效果和抗變形的能力,提出了適應(yīng)梅溪水庫面板壩的合理接縫止水設(shè)計型式;(6)采用優(yōu)化設(shè)計理淪研究了梅溪水庫面板壩的合理斷面結(jié)構(gòu)型式,提出了經(jīng)濟合理的設(shè)計方案;(7)對梅溪水庫面板壩實施了原型觀測,獲得了防滲墻的應(yīng)變和位移、壩體和壩基覆蓋層的沉降位移、接縫變位以及防滲墻的防滲效果;(8)對梅溪水庫面板壩觀測資料進行了反饋分析和變形預(yù)報模型研究,反演了壩料和覆蓋層的模型計算參數(shù),建立了壩體變形長期預(yù)報模型。在深厚覆蓋層上直接建造面板壩目前國內(nèi)外尚處于研究和發(fā)展階段,工程實例不多,且主要限于中小型工程。例如,國外僅有Santa Juana和Puclaro等壩,國內(nèi)僅有柯柯亞、楚雄等壩例。但國內(nèi)已建的這些壩,并不是一開始就設(shè)計成這種壩型,國外的兩座壩也主要憑經(jīng)驗設(shè)計,SantaJuana壩僅用FEDAM程序?qū)Ψ罎B墻進行簡單的有限元分析,沒有進行詳細(xì)系統(tǒng)分析,而梅溪水庫面板壩是國內(nèi)第一座一開始就按面板一防滲墻聯(lián)合防滲思路進行設(shè)計的堆石壩。通過本項研究,提出了一系列富有創(chuàng)造性和先進性的研究成果,如:在應(yīng)力變形分析方面采用了能較為全面地反映堆石料和壩墓砂卵石料應(yīng)力變形特性的雙屈服面彈塑性應(yīng)力應(yīng)變模型,并編制了相應(yīng)的三維有限元程序;研究提出了趾板合理長度;采用離心模型試驗研究覆蓋層上面板壩防滲系統(tǒng)的應(yīng)力變形性狀;覆蓋層上面板壩優(yōu)化設(shè)計理論;觀測資料反饋分析揭示了壩基砂卵石覆蓋層具有較大的剪縮特性,進一步說明了采用能反映堆石料和壩基砂卵石料剪脹剪縮特性的數(shù)值模型對覆蓋層上面板堆石壩應(yīng)力變形預(yù)測的必要性;在建立變形預(yù)報模型中,考慮到填筑分量和時效的耦合作用,提出了簡單合理的預(yù)報模型。
寒冷季節(jié)施T技術(shù)措施研究
主要完成單位:水利部天津勘測設(shè)計研究院、水利水電第四工程局
主要完成者:趙宗棣、程旭強、劉瑞源、張修變
成果水平及獲獎情況:國際先進;
成果摘要:力冢寨地處高寒地區(qū),冬季嚴(yán)寒時間,在寒冷季節(jié)進行混凝上施工,惡劣的氣候?qū)ζ錆仓植焕瑸榱诉_(dá)到既保證按計劃完成工程建設(shè),又避免因寒冷季節(jié)施工產(chǎn)生的早期受凍和表面裂縫,該專題在冬季應(yīng)用低熱微膨脹補償收縮混凝土等問題上,進行了以下三個方面研究:(1)采用低熱微膨脹補償收縮混凝土在寒冷季節(jié)對大壩混凝土施工的重要性和合理性研究;(2)寒冷季節(jié)低熱微膨脹補償收縮混凝土施工技術(shù)措施的研究;(3)最佳綜合保溫技術(shù)方案的研究。經(jīng)研究,得到以下三個結(jié)論:1.在寒冷季節(jié),萬家寨工,可加快工程建設(shè)速度,實現(xiàn)提前2個月發(fā)電的目標(biāo)。2.在寒冷季節(jié)澆筑混凝土可采用蓄熱法施工,按保溫、保濕要求做好混凝土養(yǎng)護工作。3.對于澆筑塊頂面,收倉后即蓋6cm厚防水牛氈保溫被保溫,對于澆筑塊側(cè)面采用懸掛6cm厚牛氈保溫被保溫,在工具式鋼模板凹槽內(nèi)粘貼5cm厚泡沫塑料保溫。