[00111956]复杂巨厚覆盖层高闸坝关键技术及应用

我国西南地区的大渡河、金沙江、雅鲁藏布江、易贡藏布江、尼洋河等河流可开发的水能资源十分丰富,但河床覆盖层厚度巨大,一般厚度均在100m以上,局部地区如雅鲁藏布江覆盖层厚度可达到300m至600m不等,覆盖层呈分布规律性差、结构和级配变化大、产状复杂等特点。本项目研究之前,国内深厚覆盖层上重力（闸）坝均在40m以下的水平,且在沉降变形控制及防渗等关键技术上还存在不足,导致基础不均匀沉降、渗漏异常较大等工程问题。为促进西部地区水能资源的开发利用,尤其是西藏地区水电工程建设需要,选取典型工程研究并解决巨厚覆盖层上建设河床式电站及高闸坝的关键技术问题,具有重要的现实意义。 本项目研究依托西藏尼洋河多布水电站工程：基础覆盖层软基厚度达360m,由14组细砂和砾石组成的复杂巨厚覆盖层软基;厂房高度54.3m,基础应力大,厂房坝段与相邻泄洪闸坝段、安装间坝段建基面最大高差近30m;为目前世界上超深厚复杂覆盖层软基上建成的混凝土挡水建筑物最高（49.5m）、发电厂房最高（54.3m）的高海拔（3079 m）大型贯流式机组电站。 本项目以承载力控制、沉降及不均匀沉降变形控制、渗流控制为重点,采用工程类比、参数试验、理论计算及有限元分析、施工过程反馈分析等方法,取得了“一个理论、一个规律、一套标准、五大技术、九项专利”等系列成果： （1）一个理论：首次提出了客观模拟砂土超固结开挖效应的广义塑性理论,为我国软基重力坝坝高建设水平从40米提高到50米级提供了理论依据; （2）一个规律：首次明确了超深厚覆盖层上建筑物高度与基础应力变形影响深度关系的变化规律; （3）一套标准：提出了超深厚覆盖层软基保证机组安全运行的整体和分区沉降变形控制标准,及渗流控制标准; （4）五大技术：关键技术1,提出了满足基础承载力要求的基础处理深度与建筑物高度相关关系和差异化承载力控制技术;关键技术2,提出了混凝土分区限高差上升的变形控制和连续观测技术;关键技术3,提出了一套从机组选型、机组变形补偿到结构设计的成套技术;关键技术4,提出了止水分区封闭检查处理及水下群孔回填灌浆渗流控制技术;关键技术5,提出了解决复杂巨厚覆盖层地质条件的精准分层及评价技术。 （5）九项专利：形成了“一种防渗墙顶部凹槽止水结构”、“一种连接板与防渗墙缝间连接的SR止水结构”、“一种监测混凝土建筑物相对变形的三向测缝计”等九项国家专利。 本项目成果在超深厚复杂覆盖层上高闸坝建设中具有广泛的适用性,有力促进了该领域的技术进步。成果在依托工程中获得了成功应用,保证了多布水电站工程建设及运行安全,2015年8月电站首台机组投产发电,2017年10月枢纽工程通过专项竣工验收;近三年创造产值2.44亿元,新增利润622万元,创造了显著的社会经济和生态环境效益,为电网及西电东送的调峰、调频及系统安全运行发挥了重要作用。2017年8月,中国水力发电工程学会组织对本关键技术及应用成果进行了技术鉴定,鉴定意见（中国水电学会鉴字[2017]第0829号）认为：“研究成果达到国际领先水平”。