- 吴峻峰;李敬昌;翟迎春;韩鹏辉;杜生宗;王永胜;
玛尔挡水电站是黄河龙羊峡以上河段工程规模大、建设条件好的重点项目,前期勘测设计中,结合坝址区水文、地形地质等条件,对坝型、枢纽布置及建筑物设计等重大技术问题开展了大量论证研究及综合比选,选定方案较好适应了建设条件,可为高海拔严寒地区枢纽布置研究提供参考。
2025年03期 No.214 78-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 616K] [下载次数:26 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:22 ] - 李敬昌;石广斌;
玛尔挡水电站桥机轮压较大,岩壁吊车梁锚固受拉锚杆的应力量值直接影响锚杆布置和材质的选择。通过建立岩壁吊车梁与围岩相互作用非线有限元数值模型,采用具有张拉和滑移功能的节理单元模拟岩台与岩壁吊车梁结合面,用具有滑移力学特性锚杆单元模拟岩壁吊车梁锚固受拉锚杆。结果表明:岩台直立面的粘结力对岩壁吊车梁锚固受锚杆轴向应力影响非常明显,较大值基本位于离孔口3.0 m范围,随后快速衰减;斜向岩台面法向压应力基本呈三角形分布。岩壁吊车梁锚固受拉锚杆能够满足稳定要求;计算分析结果可为类似工程设计提供借鉴作用。
2025年03期 No.214 83-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 533K] [下载次数:17 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:14 ] - 魏康康;刘静;蒲诚;黄华;周画画;杨惠哲;
通过对玛尔挡水电站地下厂房结构的自振特性及动力响应进行分析,评估其抗振性能。研究首先采用有限元方法计算厂房结构的自振频率和模态,并进行共振校核,接着基于谐响应法研究厂房结构在机组荷载作用下的动力响应,最后提出抗振减振措施。结果表明:厂房上下游侧的约束条件可以有效地增加厂房结构的刚度,自振频率与激振频率的错开度基本均在20%以上,满足厂房抗振要求。厂房各典型部位的振动位移、振动速度和振动加速度均小于控制标准,但下机架基础局部应力集中现象明显。总体而言,玛尔挡水电站地下厂房结构设计合理,抗振性能良好,但下机架基础需要采取提高混凝土强度或者增强钢筋配置等措施,以确保厂房的长期安全稳定运行。
2025年03期 No.214 88-93+113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1063K] [下载次数:17 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:21 ] - 蒲诚;李敬昌;李跃涛;魏康康;黄华;
依托玛尔挡水电站工程,采用数值模拟软件,分析了泄洪放空洞爆破施工对下部既有洞室塑性区分布及支护结构稳定的影响。结果表明:地下厂房开挖结束后,玛尔挡地下厂房整体稳定,支护结构布置合理,围岩塑性区分布均处于支护结构作用范围内且未贯通,不会对洞室围岩稳定产生影响;除洞室交叉口支护结构受力较大外,支护结构受力均小于设计限额。泄洪放空洞爆破开挖对既有洞室塑性区分布影响较小,爆破荷载作用下地下洞室附近塑性区分布与开挖完成后塑性区分布相差不大。爆破应力波在围岩中的传播速度及能量均随传播距离的增加而减小,爆破荷载对围岩及支护结构的影响主要与距起爆点的距离有关,而与开挖后围岩应力集中及塑性区分布无关,距起爆点越远,则爆破荷载对其影响越小。
2025年03期 No.214 94-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1117K] [下载次数:12 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:15 ] - 周画画;何磊;魏康康;蒲诚;
为研究玛尔挡水电站进水塔的稳定性,采用基于场地谱的振型分解反应谱法,同时考虑顺水流向、垂直水流向和竖向的地震作用,对玛尔挡水电站进水塔进行静动力分析,分析塔体应力分布状况及产生的原因,以及在设防地震工况下进水塔的位移和应力的变化规律。结果表明:各工况下,进水塔最大位移为19.43 mm,数值相对较小;塔体结构拉应力可控,各部位均可通过加强配筋解决;压应力集中现象主要出现在横向连系梁处,最大压应力值为-23.75 MPa,控制值均出现在静-动的设防地震工况中,且地震对塔体的位移值及应力值影响较大,但均在规范允许的范围内,该进水塔结构稳定性方面能够满足工程设计的要求。
2025年03期 No.214 101-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 853K] [下载次数:20 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:18 ] - 凌华;傅华;吴峻峰;翟迎春;
为了分析玛尔挡狭窄河谷特高面板坝坝体填筑料的力学特性,研究填筑料在低应力和高应力条件下的力学特性参数、三轴流变特性及堆石料与岸坡接触面流变特性。结果表明:玛尔挡填筑料岩性较好,碾压后小于5 mm颗粒含量偏低、孔隙率也较低,力学指标较优;堆石料力学特性参数随应力变化,相比高应力情况,低应力条件下线性强度指标c值小、φ大,非线性强指标φ_0大、△φ高,K低、n值大,但K_b值高、m值小;三轴流变试验的剪切变形和体积变形存在交叉影响,剪切变形主要与应力水平或剪应力相关、体积变形主要与围压相关,岸坡与堆石料接触面的水平剪切流变变形随应力水平和垂直应力的增加而增大,但整体而言与应力水平更为密切相关;应力控制条件也是影响流变量及其稳定时间的重要因素,当应力基本相当时,三轴流变试验得到的轴向应变或剪切应变要大于接触面直剪流变量,且也需更长的稳定时间。
2025年03期 No.214 107-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 627K] [下载次数:13 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:17 ] - 翟迎春;王家元;李思蕾;
坝体变形控制是面板堆石坝设计和施工的关键技术问题。玛尔挡水电站面板坝属高海拔严寒地区狭窄河谷的200 m级高面板坝,河谷拱效应明显,通过室内和现场试验、理论计算的系统研究,制定了大坝变形控制措施。结果表明:实测初期蓄水坝体最大沉降为坝高的0.4%,预测15 a坝体最大沉降为坝高的0.55%,最大沉降值为116 cm,与国内外同类工程相比较属较小水平,达到了设计预期目标。
2025年03期 No.214 114-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 473K] [下载次数:22 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:15 ] - 王芳;李国英;翟迎春;李敬昌;
随机场理论常被用于描述土体材料物理力学性质的固有空间变异性。为将堆石坝填筑过程中现场检测参数作为有限元数值分析计算参数的确定依据,同时避免完全随机场夸大材料变异性的不足,采用Kriging方法构建了堆石料压实质量参数的约束随机场,基于大型三轴剪切试验结果建立了孔隙率与邓肯E-B模型主要参数间的定量关系,进而构建了模型参数的随机场,开展了基于蒙特卡洛方法的坝体有限元应力变形计算分析,并与确定性分析方法的计算结果进行了对比。结果表明:对于土石坝工程应考虑填筑过程对材料力学性能随机性的影响,利用填筑过程中有限的压实质量检测数据能有效反映堆石料参数空间随机分布情况;采用随机场模拟后的最大沉降主要在86~10 cm范围内波动,集中于93 cm左右,大于确定性分析结果91.03 cm,若不考虑材料参数的随机性可能导致计算结果低估了坝体变形。
2025年03期 No.214 119-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K] [下载次数:11 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:15 ] - 李春祥;陈东运;杜威;
为了分析玛尔挡水电站泄洪雨雾边坡块体的稳定性,以玛尔挡水电工程泄洪雨雾高陡边坡为研究对象,采用块体理论对边坡块体稳定性进行分析,研究不同工况及开挖坡比条件下楔形体的稳定性。结果表明:各工况边坡楔形体稳定性随楔形体高度变化主要呈指数型函数分布且当高度大于35 m后稳定性系数趋于稳定;暴雨工况楔形体稳定性系数在坡角小于35°时主要受坡角影响,坡角大于35°时受后缘拉裂面与坡面距离影响较大;通过一定坡比开挖边坡并采取工程措施使楔形体不受外界因素影响可以增加其抗滑力、减小其下滑力来提高楔形体稳定性。
2025年03期 No.214 124-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1321K] [下载次数:16 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:15 ] - 王志刚;韩鹏辉;张东;高建标;
泄洪放空洞是玛尔挡水电站的重要泄水建筑物之一,其工作门槽段因海拔高、流速大,空化空蚀风险较大。为了降低工作门槽段空化空蚀的风险,通过几何比尺为1∶35的减压模型试验,对比分析了工作门槽段跌坎下游不同底板型式对底空腔水流形态及掺气状态的影响,证实了在库水位为3 224.00~3 275.00 m,工作弧门开度为0.25、0.50、0.75和1.00时抛物线型底板型式的可行性。此外,通过系列对比试验,分析了边墙典型突体对水流空化的影响规律,并提出了利于工程安全的边墙不平整度控制要求,为玛尔挡水电站泄洪放空洞工作门槽段的施工控制提供了技术支撑。相关研究成果亦可为类似高海拔、大流速泄洪建筑物的设计施工提供技术参考。
2025年03期 No.214 131-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 568K] [下载次数:7 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:15 ] - 唐中;朱颖儒;魏柯榜;杨莹;吕佳丽;
为了揭示竖井旋流洞竖井内部流体水力特性,基于CFD数值仿真计算,对黄河玛尔挡水电站工程竖井旋流生态放水洞进行了数值模拟,并将数值计算结果同水工模型试验做了对比验证。结果表明:竖井内水体为旋流状态,贴壁流动,竖井中心则充满了气体;越往竖井下部,贴壁的流体厚度逐渐变薄,并在竖井后半段趋于稳定。竖井内流体流速可大致分为竖向流速v_z和切向流速v_0。竖井内水体v_z总体逐渐增大,但增幅逐渐减小;水体切向流速v_0在收缩段逐渐增加,在竖井标准段则逐渐减小。气体流速由通气孔流入时初始流速较大,但在竖井内同水体碰撞掺混后,流速总体呈降低趋势,直至竖井下半部分还会有二次环流形成。竖井内壁面压强均为正压,收缩段为壁面压强最大的位置;竖井内壁面附近水体的压强总体程降低趋势,压强同样在收缩段最大,进入竖井标准段后,井壁附近水体压强逐渐降低,并在竖井中下部基本保持稳定,最小压强为正压,不会产生空化。竖井内流态、流速、压强等水力特性分布规律相互吻合。研究成果可为同类工程应用提供一定参考。
2025年03期 No.214 137-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1453K] [下载次数:14 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:20 ] - 贺智安;黄艳艳;王永胜;
针对下闸蓄水过程中导流洞超期服役、下闸时机选择、生态流量控制及复杂地质条件等风险,研究提出了系统性解决方案。研究表明:导流洞因长期运行存在闸门槽混凝土局部损坏及冲蚀问题,需通过水下修复、异物清理及渗漏分级预案确保下闸安全;基于水文特征与工程目标,确定工程最优下闸窗口期;最小下泄流量设定兼顾下游水电站发电需求与河道生态保护;库区近坝段不良地质体通过动态监测和分阶段蓄水速率控制有效降低失稳风险。通过科学规划和风险管控,玛尔挡水电站成功实现了下闸蓄水目标,可为类似工程下闸蓄水提供借鉴。
2025年03期 No.214 144-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 513K] [下载次数:7 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:18 ]