水電六局三項(xiàng)科技成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平

近日，中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)在北京組織召開了科技成果鑒定會(huì)，水電六局完成的烏東德水電站復(fù)雜地質(zhì)特大洞井群安全高效施工技術(shù)、復(fù)雜條件下特大規(guī)模導(dǎo)流洞群快速封堵關(guān)鍵技術(shù)、高拱壩壩肩特大斜井型巖溶綜合治理關(guān)鍵技術(shù)三項(xiàng)科技成果，經(jīng)鑒定委員會(huì)鑒定，均達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

“烏東德水電站復(fù)雜地質(zhì)特大洞井群安全高效施工技術(shù)”依托烏東德水電站右岸特大地下洞井群工程，穹頂半圓筒式調(diào)壓井群最大開挖直徑為53米，目前居世界第一，主廠房開挖尺寸333米×32.5米×89.8米，規(guī)模宏大；地層中含溶蝕裂隙、陡傾小夾角層面、碳質(zhì)薄膜軟弱層等不良地質(zhì)條件，成洞條件差，安全風(fēng)險(xiǎn)高。針對(duì)開挖支護(hù)變形與穩(wěn)定控制問題突出、施工難度大等特點(diǎn)，項(xiàng)目組通過理論研究與技術(shù)研發(fā)，形成了特大洞井群安全高效施工成套技術(shù)，取得了良好的工程效果。

主要研究成果與創(chuàng)新點(diǎn)有，研發(fā)了復(fù)雜地層巨型埋藏式調(diào)壓井群開挖成套技術(shù)，首創(chuàng)了“環(huán)形導(dǎo)洞先行，預(yù)留中心巖柱，周邊環(huán)形擴(kuò)挖，隨挖錨固支護(hù)”的穹頂環(huán)導(dǎo)開挖新方法，研發(fā)了空間曲面精準(zhǔn)掘進(jìn)控制爆破新技術(shù)，穹頂最大變形小于9毫米，解決了大直徑穹頂開挖成型和圍巖穩(wěn)定難題；提出了“井筒分層布置施工支洞，成套機(jī)械設(shè)備開挖支護(hù)”的大型豎井群高效施工方法，提高了施工效率，保障了施工安全。通過開挖全過程仿真分析與施工監(jiān)測(cè)互饋，提出了變形梯度控制指標(biāo)，優(yōu)化了開挖分層施工方案，研究采用不良地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域綜合治理措施，廠房一次開挖支護(hù)成型，最大變形值66毫米,變形梯度控制在每天0.3毫米以內(nèi)，有效控制了廠房開挖變形，實(shí)現(xiàn)了廠房洞室群安全穩(wěn)定高效施工。研發(fā)了洞內(nèi)清污分流、污水循環(huán)利用技術(shù)與成套設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了施工用水的高效利用；基于風(fēng)流場(chǎng)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)三維數(shù)值模擬分析，揭示了有毒有害氣體及粉塵動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，優(yōu)化了通風(fēng)散煙井洞布置，解決了復(fù)雜洞室群施工期通風(fēng)難題；研制了自動(dòng)噴淋裝置，研究采用節(jié)能感應(yīng)照明裝置、交通安全門等節(jié)能環(huán)保措施，實(shí)現(xiàn)了地下洞室群綠色施工。

項(xiàng)目研究成果已在依托工程成功應(yīng)用，取得了多項(xiàng)專利及省部級(jí)工法，經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)效益顯著，推廣應(yīng)用前景廣闊。

“復(fù)雜條件下特大規(guī)模導(dǎo)流洞群快速封堵關(guān)鍵技術(shù)” 項(xiàng)目依托烏東德水電站右岸導(dǎo)流洞下閘封堵工程，導(dǎo)流洞斷面尺寸16.5米×24米，是目前世界上開挖斷面最大和洞身最高的導(dǎo)流洞，五條導(dǎo)流洞需在一個(gè)枯水期完成封堵；針對(duì)工程規(guī)模大、工期緊張、工序復(fù)雜的特點(diǎn)，開展了深入系統(tǒng)的創(chuàng)新研究，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)快速封堵的目標(biāo)，為電站提前發(fā)電打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

主要研究成果與創(chuàng)新點(diǎn)有，通過試驗(yàn)研究和數(shù)值分析，優(yōu)化了導(dǎo)流洞群下閘封堵程序和分階段分序封堵方案，實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)枯水期完成5條導(dǎo)流洞封堵目標(biāo)；提出了5號(hào)導(dǎo)流洞洞塞改建方案，采用多級(jí)洞塞消能、弧門控泄技術(shù)，在確保導(dǎo)流洞安全的同時(shí)，滿足了壩身不設(shè)導(dǎo)流底孔情況下河流生態(tài)流量控泄要求。研發(fā)了導(dǎo)流洞進(jìn)口高水頭條件下大型閘門前止水技術(shù)，研制了自行式專用抽排水浮船及配套排水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高水位不提閘條件下導(dǎo)流洞快速抽排水，為導(dǎo)流洞快速封堵創(chuàng)造了條件。研發(fā)了免刻槽錨固粘結(jié)式新型止水、新老混凝土界面快速處理和抗剪槽導(dǎo)軌式切縫等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了封堵段的快速備倉(cāng)；研發(fā)了導(dǎo)流洞封堵大體積低坍落度混凝土立體入倉(cāng)技術(shù)，研究采用系統(tǒng)溫控和分期灌漿綜合措施，解決了大高差、高強(qiáng)度、嚴(yán)溫控混凝土快速澆筑的難題，實(shí)現(xiàn)了混凝土堵頭快速擋水。

項(xiàng)目研究成果已在依托工程成功應(yīng)用，取得了發(fā)明專利3項(xiàng)、實(shí)用新型專利4項(xiàng)和省部級(jí)工法2項(xiàng)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)效益顯著，推廣應(yīng)用前景廣闊。

“高拱壩壩肩特大斜井型巖溶綜合治理關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目依托烏東德水電站K25斜井型巖溶處理工程，溶洞位于大壩拱端推力影響范圍內(nèi)，距右岸壩肩拱端僅25.2米，呈多曲面不規(guī)則狀，最大寬度68米、深度90米，巖溶地質(zhì)條件極其復(fù)雜，圍巖安全穩(wěn)定與變形控制問題突出，治理難度大。項(xiàng)目組針對(duì)特大規(guī)模斜井型巖溶治理改造難題，開展了專項(xiàng)科技攻關(guān)，形成了壩肩特大斜井型巖溶綜合治理關(guān)鍵技術(shù)，工程效果良好。

主要研究成果與創(chuàng)新點(diǎn)有，通過理論研究與計(jì)算分析，提出了溶洞中下部大壩壩肩受力體范圍采取碾壓混凝土充填置換、溶洞穹頂圍巖錨固處理、地表清理封閉的溶洞治理以及在溶洞上部布置多功能集控樓的方案，實(shí)現(xiàn)了大壩拱座受力體治理與巖溶自然空間利用的有機(jī)結(jié)合。提出了利用已有排水廊道及灌漿平洞多層次布置施工通道的方案，解決了大型施工機(jī)械設(shè)備多通道進(jìn)入斜井型溶洞的問題，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)快速施工；基于風(fēng)流場(chǎng)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)三維數(shù)值模擬分析，通過在溶洞頂部布置通風(fēng)豎井，有效改善了施工期及永久運(yùn)行期的通風(fēng)條件。研發(fā)了自上而下，以機(jī)械開挖為主、小藥量控制爆破為輔的多曲面不規(guī)則超大跨度溶洞開挖技術(shù)，結(jié)合采用逐層開挖、隨層支護(hù)、固灌跟進(jìn)等方法，減少了溶洞圍巖變形，保障了施工安全。研究采用了承重卸料平臺(tái)、負(fù)壓溜槽、垂直溜管、布料機(jī)等組成的溶洞混凝土輸料系統(tǒng)，以及裝載機(jī)倉(cāng)內(nèi)運(yùn)輸、反鏟平倉(cāng)、振動(dòng)碾碾壓的通倉(cāng)施工工藝，保障了碾壓混凝土澆筑質(zhì)量。

項(xiàng)目研究成果已在烏東德水電站工程成功應(yīng)用，取得了多項(xiàng)專利及工法，經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)環(huán)保效益顯著，具有重要推廣應(yīng)用價(jià)值。