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中国水电科学技术发展成就

        发布时间:2018-11-14 09:59        编辑:北极电力网
科学技能是第一生产力,工程是直接生产力。我国水电坚持科技研究面向生产建设、生产建设请托科技发展的政策,以科学武艺为引领,项目创新为魂魄,不竭推进水电科学身手、武艺才干与项目本领的提拔。“大型水电站的技术手段开发”在“六五”时代就列入国度科技攻关计划。以国家发展规划的重点项目为依托,水电水利规划设计总院组织行业力气持续四十年的科技攻关,解决行业发展中的一系列重大科学武艺标题问题。水电坝工技术、泄洪消能、暗地工程、高边坡治理及大坝抗震和施工手艺水平单方面跻身天下火线。
一、坝工手艺取得重大突破
“高坝筑坝技术手段”藏身全国前沿,颠末国度“六五”至“十一五”四十年的科技攻关,300米级特高拱坝技能,200米级特高碾压混凝土重力坝、混凝土面板坝堆石坝武艺与心墙堆石坝妙技,100米级碾压混凝土拱坝筑坝技能周全攻破。筑坝技艺立异成为我国工程立异的主战场。进入21世纪以来,我国建成为了一批高水平大坝项目。锦屏一级(305米)、小湾(294.5米)、溪洛渡(285.5米)等三座拱坝的高度与妙技难度名列天下前三。
在土石坝方面,建成了有国际影响力的水布垭(坝高233米,国际最高)、三板溪和洪家渡等面板坝以及小浪底、瀑布沟、糯扎渡等心墙堆石坝。在碾压混凝土坝方面,已建成超越100米的,既有重力坝又有拱坝。碾压混凝土重力坝有现在最高的光照(坝高200.5米;现在埃塞俄比亚的扎巴Ⅲ坝高246米)、龙滩(已建坝高192米,近景坝高216.5米)、黄登(坝高203米)等坝。碾压混凝土拱坝有万家口子(坝高167.5米,国际最高)、沙牌、大花水等坝。
全球已建超过200米高坝63座,中国有13座;250米以上高坝15座,中国有5座。我国坝工建设水平,无论数目与规模,照旧技能难度和工程翻新等方面,都已进死亡界坝工的后嗣或争先行列步队。
二、泄洪消能妙技处于国际领先
我国西南水电开发地处深山峡谷,水头高、流速大,泄洪消能问题十分突出。如二滩、锦屏一级、小湾与溪洛渡等工程的泄流水头逾越150米,流速超过30米/秒,有的跨越50米/秒。国外高坝设计泄量逾越10000米3/秒的项目未几。我国高坝设计泄流量普遍跨越10000米3/秒,二滩项目已超过20000米3/秒,溪洛渡工程逾越40000米3/秒。单宽流量多半已打破200米3/(秒?米),少数300米3/(秒?米),个别达到600米3/(秒?米);下泄功率大多数达千万千瓦级,甚至上亿千瓦级,溪洛渡项目下泄功率达9800万千瓦。我国坝工技能方针远逾越国外同类坝水平。我国得胜解决了“高水头、大流量、窄河谷”的泄洪消能关键技术手段标题,况且水流激振对建造物的影响降到最小。各种新型消能工技术手段成功应用,极大地拓宽了水电行业高水头、大单宽流量泄洪消能的设计思绪。
溪洛渡坝身最大也许泄量抵达30000米3/秒量级,为武艺上的一项重大攻破。拉西瓦项目起首提出采用了反拱型底板水垫塘,可以使入池水流扩散更充足,进攻荷载更分散,还可减少对河床两岸坡脚的开挖,组织坚决性有了提高。
我国率先提出并得胜实践了纵向分散和掺气的宽尾墩设计技术手段,组成为了宽尾墩与挑流、底流、戽流、台阶式等相结合的联合消能工。五强溪、岩滩、大朝山和百色等采用宽尾墩+台阶式坝面+消力池综合消能,此中百色最大单宽流量达200米3/(秒?米),为今朝国内外最高水平。向家坝项目采用了淹没跌坎式底流消能,最大泄量48680米3/秒,入池单宽流量225米3/(秒?米)。
我国还翻新提出了状况友好型旋流消能式泄洪洞。沙牌水电站旋流竖井式泄洪洞消能率达73%;溪洛渡水电站旋流竖井式泄洪洞的水头达200米、流量1000米3/秒;公伯峡水电站单洞泄量1060米3/秒,消能率达85%以上。旋流消能式泄洪洞由于布置方便、消能率高,且哄骗导流洞改建对削减投资与收缩工期都存在很大含意,已在海内外工程界普遍推广使用。
三、地下项目技术手段日益成熟
我国已建成各类水工隧洞总长接近1000千米,暗中厂房100多座。项目实践无力促退了地下工程设计现实与办法不竭进行,施工水平接续升职;而卸荷岩体力学、岩体与水耦合等底子实践与方式体系的赓续完满,也极大地推动了暗中项目武艺水平的选拔。在工程实践中,提出了实用高地应力、高外水压前提下的锦屏围岩分类JPF体系,补偿了国表里同类研究中对洼地应力与高外水压力思索的不足。这些成就已使用于锦屏二级、江边水电站引水隧洞围岩分类。在岩体试验方面,大型三轴刚性伺服履行机已使用于岩石原料在全应力途径下的参数测定,电镜扫描、CT妙技使用于岩体材料的微观与细观的结构窥察研究;种种地应力测量技术手段,如应力恢复法、应力消除法、应变恢复法、应变打消法、水压致裂法、声发射法、X射线法、重力法等宽泛使用于暗地工程的现场测试。溪洛渡暗中厂房,采纳了羁糜化多主应力面三维加载琐屑、步进机械臂与微型掘进机技艺、微型高精度位移量测技能、声波测试手艺、光纤丈量技艺以及内窥拍照武艺,解决了暗中洞室群地质力学模子试验中的芜杂三维地应力仿真,拓荒了大型洞室试验研究的新途径。
今朝我国建设的地下厂房跨度已超过33米,高度达到70多米,长度可达300米,引水洞更是长达17公里,而其最大埋深达2500米,且为洼地应力、大突涌水的岩溶地层。我国建成为了世界最大开挖跨度最大(33.4米)、最大开挖高度最高(88.2米)的向家坝暗中厂房,综合规模和难度最大的锦屏二级水电站暗地洞室群。
四、高边坡治理技能不息前进
高边坡稳固在水电开发中是一个十分突出的标题。我国西南、西北区域的河谷人造边坡有的高达千米乃至公里以上,高达数百米的家养边坡已天下无双。小湾工程开挖边坡高达600~700米,锦屏一级为500~600米。经过量年科技攻关与项目实践,在高边坡刚烈解析方法、安全控制规范及处置措施等方面取得很大前进,群锚机理相识不息粗浅,各项测试妙技、监测反应技艺与倏地施工手艺水平不断提高,对数百米级的岩质高边坡处理构成了行之有用的成套技能。
在高边坡实际钻研中,提出了力学闭合解的计较公式,数值解析收敛违拗超越了国外现有的方式。在安然管束目标取值方面,提出了边坡差异工况下保险系数的取值领域、边坡措置设计准则和边坡倔强风险度的办法。
在高边坡治理施行中,发明性地将信息化音讯治理理念融会于工程实践中,即按照开挖提示的地质条件及边坡变形情况,成立严厉的监控体系,及时对监测信息进行综合,一方面反馈优化治理方案;另一方面分期、分区合理决意安然管教指数和分步调施行,较好地解决了平安、经济与工期之间的突出矛盾。这些研讨效果胜利运用于李家峡、龙滩、龙羊峡、三峡、洪家渡、小湾、锦屏一级等许多水电站工程的高边坡治理。
五、大坝抗震妙技维持科学进行前沿
我国的大坝抗震研讨跟踪科学进行前沿,开拓思路,敢于冲破,独立自主创新了抗震设计实践与方法,构成为了一套任务方法和评价标准。“5?12”汶川特大地震灾区的大、中型水电工程,在遭受远超其设计烈度的地动浸染,虽有差异水准的震损景象,但不有产生溃坝,也未呈现威逼卑鄙平安的险情,均担当住了残酷的磨练。我国水电工程大坝抗震设计尺度、设计实践与方式切合西南地动共性,抗震措施有用。我国在坝址地动动输入钻研、大坝体系地震响应赏析、大坝混凝土新闻强度标准值、三维细观力学非线性能源阐发方式及CT扫描和高采样频率声发射等新的测试技术手段、地震模拟振动试验和现场测振试验研讨方面,取得许多原创性手艺成果。大坝震害预警与决策零碎,胜利应用于小湾、三峡、二滩、潘家口等水电大坝项目的强震平安监测。
六、水电施工技能发展成就宏壮
我国水电各项施工技术手段也络续提高。导截流技艺与规模均失掉很大晋升,白鹤滩、乌东德、溪洛渡、糯扎渡等工程的导流隧敞开挖跨度均大于20米,围堰高度逾越75米。防渗墙、帷幕灌浆与高喷灌浆手艺均取患了较猛进展。大渡河泸定电站坝基防渗墙最深达110米,正在建设的西藏旁多水利枢纽工程防渗墙最深成墙深度达158.47米,发现了防渗墙施工深度的世界之最。暗中工程施工动态仿真、洼地应力岩爆防治、TBM开挖等枢纽技艺取得重大冲破。溪洛渡暗地厂房月均匀开挖强度到达2.88万米3,锦屏二级水电站在高强岩爆与大突涌水条件下,3台TBM月最高进尺抵达753.3米。三峡工程发明的月最高混凝土浇筑强度55.4万米3,年最高强度548万米3新天下记录,至今无坝能够攻破。大坝施工全历程仿真技术手段快捷发展。糯扎渡工程还采用大坝填筑品格GPS监控琐屑,宏扬了实时、自动、陆续、全过程、高精度填筑品格监控功效,有用提高了大坝填筑质量与风致管制筹画水平。
 

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