我國特大型水利水電工程安全運行技術現狀與改進方向

伍廷福

貴州黔清江水利建設工程有限公司 貴州貴陽 550000

1 高陡邊坡和洞室群的檢測技術現狀分析及改進方向

在中國西部高山峽谷的陡坡和地下洞穴中，斜坡的挖掘深度為數百米，項目的規模和難度超出了現有工程實踐的范圍。這些水電工程的地質條件復雜，評估高邊坡和大型地下洞室巖體力學特性的方法，分析穩定性，支護措施，挖掘爆破控制，監測和預警等，具有較高的技術設計和施工要求[1]。

在復雜的環境發生條件下，細粒土壓力試驗的理論和技術以及基于多樣化信息綜合確定應力場的研究方法是研究領域的重要問題。隨著中國水電建設向西南深山谷的擴展，各種復雜環境和地質條件下的天然和人工斜坡問題更加突出，已成為一個重大的工程問題它嚴重影響了設計，施工和工程操作。在這些復雜條件下陡坡的穩定性，主要荷載條件從低坡度坡度荷載變為自重，包括高地震烈度的動荷載，大雨引起的入滲荷載和集中的洪水排放和伴隨效應以及復雜載荷耦合的影響，包括放電，高壓條件下的損傷演變等因素。目前，由于軟件和硬件水平的限制，從數值分析的規模和精度來看，不可能準確地模擬圍巖的應力和大型地下洞室的破壞狀態。未來，高性能并行計算施工過程的大規模數值模擬是大型地下洞室力學分析的重要方向。仍然需要開發復雜地質結構的多尺度的三維建模和在計算機技術中快速搜索周圍的巖石塊。以DDA為代表的非連續變形數值方法的研究和開發，為數值模擬研究復雜條件下地下洞室的破壞機理和安全性提供了一種新的研究方法。在復雜地質條件和高壓條件下，在高邊坡和大型地下洞室中進行爆破和軟爆破設計理論仍有許多問題需要解決。在挖掘爆破對巖體的保留和振動爆炸源的影響方面，沒有有效的控制手段。在高邊坡和地下洞室的開挖中，應加強調查的安全控制標準。對于西部水電項目的建設，有必要開發新技術，如遠程爆轟系統。復雜地質條件下巖石開挖的加固方法和錨固安全控制標準研究。由于高斜坡加固物體的復雜性，用于錨固和加固錨索的傳統方法和過程的實施是一個巨大的挑戰。加固的質量和效果甚至意味著高坡度巖石開挖的成功或失敗。近年來，對于地質條件復雜，承載力較差的巖體加固，分布壓縮錨固技術逐漸成為了更加合理的且功能更強的錨固技術。通過對于光纖技術的應用來提升監測效果，通過對于分布壓縮錨固技術的應用來實現智能化的運行。對于錨固技術中的成孔精度、預應力系數、灌漿指標等相關因素進行分析，從而以這些影響因素為基礎來實現錨固安全性能上的提升。所采用的控制方式對于復雜地形情況下所采用的錨固工藝具有一定的規范和指導效果。對于我國西部建立的大型水利水電項目工程中所進行的安全監測過程，以當前所具有的技術種類為基礎，來對于多種監測手段的適應程度進行調查分析，并對其中的重點內容進行研究。通過與工程實踐的結合，來建立其針對巖體的監測分析方式，從而有效解決復雜地形中的洞室群或高陡邊坡。同時也會提出一種效果更好的預警系統，通過對數據的監測和管理來對施工過程進行有效的指導，對于整個工程的安全保護具有重要作用[2]。

2 深覆蓋圍堰技術現狀分析及改進方向

2.1 材料攔截

國內外大多數攔截都使用當地的石頭和礫石材料。當攔截困難時，使用大型石塊，大石塊或人造拋擲材料進行攔截。在攔截投擲的計算中停止和啟動是粗略的簡化假設，單個混凝土砌塊和混合石渣塊垂直攔截的節理穩定性，雖然結合工程實踐提出并分析了許多影響因素，但影響機理尚未深入研究，工程實踐指導性不強。

2.2 雙阻塞和阻塞技術

很多項目使用雙阻塞技術不是很成功，除了組織管理不善之外，對復雜水力學理解不足也是重要原因之一。

2.3 施工攔截流程

影響攔截流程建設的因素很多，如河流流量不確定引起的水文風險，水力參數不確定性和幾何尺寸引起的水力風險，建筑物的結構風險，施工攔截過程中計算模型和水流的不確定性。

3 高壩抗滑評估技術現狀分析及改進方向

（1）由于壩體的滑動導致滑動面上的巖體同時滑動，在許多情況下，必須依靠下游尾部的巖石阻力體。和體一起移動的巖床弱結構面，弱結構面下方的底部巖石和下游尾石的阻力體由五部分組成。因此，有必要深入研究具有多維特征的深壩抗滑穩定性的標準與原則。

（2）當壩體結構，巖床層序分布和弱結構面更復雜時，壩體滑道具有特殊性和多樣性的特點，滑動面的位置更危險的不僅與底部巖石的性質有關。它還與巖層的分布和相鄰巖層的力學性質的差異程度有關。

（3）高壩穩定性的數值模擬分析，分析內容包括連續變形分析，不連續變形分析。大壩底部巖體介質的阻力參數，性能指標，結構關系和安全標準對計算結果影響很大。不同計算程序給出的計算結果完全不同。目前，對這方面的設計規范沒有明確的規定，也沒有統一的標準來判斷壩基的安全性[3]。

（4）由于地質構造復雜，大壩深滑在滑模和滑動路徑的時間和空間上存在不確定性。深部巖體缺陷處理的不均勻性導致滑動面的阻力偏離理想設計狀態，影響壩體的風險因素復雜。因此，有必要研究考慮到幾個因素模糊性的大壩風險分析方法。

4 結語

針對我國特大型水電工程安全運行技術存在的問題，對于幾項技術的現狀進行了分析，并提出了相應的改進方向，為我國的特大型水電工程安全運行提供了更多的助力。