我国特大型水利水电工程安全运行技术现状与改进方向

伍廷福

贵州黔清江水利建设工程有限公司 贵州贵阳 550000

1 高陡边坡和洞室群的检测技术现状分析及改进方向

在中国西部高山峡谷的陡坡和地下洞穴中，斜坡的挖掘深度为数百米，项目的规模和难度超出了现有工程实践的范围。这些水电工程的地质条件复杂，评估高边坡和大型地下洞室岩体力学特性的方法，分析稳定性，支护措施，挖掘爆破控制，监测和预警等，具有较高的技术设计和施工要求[1]。

在复杂的环境发生条件下，细粒土压力试验的理论和技术以及基于多样化信息综合确定应力场的研究方法是研究领域的重要问题。随着中国水电建设向西南深山谷的扩展，各种复杂环境和地质条件下的天然和人工斜坡问题更加突出，已成为一个重大的工程问题它严重影响了设计，施工和工程操作。在这些复杂条件下陡坡的稳定性，主要荷载条件从低坡度坡度荷载变为自重，包括高地震烈度的动荷载，大雨引起的入渗荷载和集中的洪水排放和伴随效应以及复杂载荷耦合的影响，包括放电，高压条件下的损伤演变等因素。目前，由于软件和硬件水平的限制，从数值分析的规模和精度来看，不可能准确地模拟围岩的应力和大型地下洞室的破坏状态。未来，高性能并行计算施工过程的大规模数值模拟是大型地下洞室力学分析的重要方向。仍然需要开发复杂地质结构的多尺度的三维建模和在计算机技术中快速搜索周围的岩石块。以DDA为代表的非连续变形数值方法的研究和开发，为数值模拟研究复杂条件下地下洞室的破坏机理和安全性提供了一种新的研究方法。在复杂地质条件和高压条件下，在高边坡和大型地下洞室中进行爆破和软爆破设计理论仍有许多问题需要解决。在挖掘爆破对岩体的保留和振动爆炸源的影响方面，没有有效的控制手段。在高边坡和地下洞室的开挖中，应加强调查的安全控制标准。对于西部水电项目的建设，有必要开发新技术，如远程爆轰系统。复杂地质条件下岩石开挖的加固方法和锚固安全控制标准研究。由于高斜坡加固物体的复杂性，用于锚固和加固锚索的传统方法和过程的实施是一个巨大的挑战。加固的质量和效果甚至意味着高坡度岩石开挖的成功或失败。近年来，对于地质条件复杂，承载力较差的岩体加固，分布压缩锚固技术逐渐成为了更加合理的且功能更强的锚固技术。通过对于光纤技术的应用来提升监测效果，通过对于分布压缩锚固技术的应用来实现智能化的运行。对于锚固技术中的成孔精度、预应力系数、灌浆指标等相关因素进行分析，从而以这些影响因素为基础来实现锚固安全性能上的提升。所采用的控制方式对于复杂地形情况下所采用的锚固工艺具有一定的规范和指导效果。对于我国西部建立的大型水利水电项目工程中所进行的安全监测过程，以当前所具有的技术种类为基础，来对于多种监测手段的适应程度进行调查分析，并对其中的重点内容进行研究。通过与工程实践的结合，来建立其针对岩体的监测分析方式，从而有效解决复杂地形中的洞室群或高陡边坡。同时也会提出一种效果更好的预警系统，通过对数据的监测和管理来对施工过程进行有效的指导，对于整个工程的安全保护具有重要作用[2]。

2 深覆盖围堰技术现状分析及改进方向

2.1 材料拦截

国内外大多数拦截都使用当地的石头和砾石材料。当拦截困难时，使用大型石块，大石块或人造抛掷材料进行拦截。在拦截投掷的计算中停止和启动是粗略的简化假设，单个混凝土砌块和混合石渣块垂直拦截的节理稳定性，虽然结合工程实践提出并分析了许多影响因素，但影响机理尚未深入研究，工程实践指导性不强。

2.2 双阻塞和阻塞技术

很多项目使用双阻塞技术不是很成功，除了组织管理不善之外，对复杂水力学理解不足也是重要原因之一。

2.3 施工拦截流程

影响拦截流程建设的因素很多，如河流流量不确定引起的水文风险，水力参数不确定性和几何尺寸引起的水力风险，建筑物的结构风险，施工拦截过程中计算模型和水流的不确定性。

3 高坝抗滑评估技术现状分析及改进方向

（1）由于坝体的滑动导致滑动面上的岩体同时滑动，在许多情况下，必须依靠下游尾部的岩石阻力体。和体一起移动的岩床弱结构面，弱结构面下方的底部岩石和下游尾石的阻力体由五部分组成。因此，有必要深入研究具有多维特征的深坝抗滑稳定性的标准与原则。

（2）当坝体结构，岩床层序分布和弱结构面更复杂时，坝体滑道具有特殊性和多样性的特点，滑动面的位置更危险的不仅与底部岩石的性质有关。它还与岩层的分布和相邻岩层的力学性质的差异程度有关。

（3）高坝稳定性的数值模拟分析，分析内容包括连续变形分析，不连续变形分析。大坝底部岩体介质的阻力参数，性能指标，结构关系和安全标准对计算结果影响很大。不同计算程序给出的计算结果完全不同。目前，对这方面的设计规范没有明确的规定，也没有统一的标准来判断坝基的安全性[3]。

（4）由于地质构造复杂，大坝深滑在滑模和滑动路径的时间和空间上存在不确定性。深部岩体缺陷处理的不均匀性导致滑动面的阻力偏离理想设计状态，影响坝体的风险因素复杂。因此，有必要研究考虑到几个因素模糊性的大坝风险分析方法。

4 结语

针对我国特大型水电工程安全运行技术存在的问题，对于几项技术的现状进行了分析，并提出了相应的改进方向，为我国的特大型水电工程安全运行提供了更多的助力。