劉家峽水電站泄水道磨損與空蝕問題治理措施試驗

劉家峽水電站運行已30多年,泄水建筑物長期經(jīng)受高速水流挾帶泥沙的磨蝕,破壞嚴重。補強加固措施有渠身洞身抹環(huán)氧砂漿,原鋼襯表面貼新鋼板塞焊加固,采用水下封堵形成旱地修補條件;并對閘門開啟方式進行優(yōu)化,取得了良好的效果。

劉家峽水電站泄水建筑物補強加固措施研究及應(yīng)用——劉家峽水電站運行已3o多年，泄水建筑物長期經(jīng)受高速水流挾帶泥沙的磨蝕，破壞嚴重。補強加固措施有：渠身洞身抹環(huán)氧砂漿，原鋼襯表面貼新鋼板塞焊加固，采用水下封堵形成旱地修補條件；并對閘門開啟方式進行優(yōu)...

文章分析了劉家峽右岸繞滲實測水位變化過程及范圍，論述了庫水位與實測水位相關(guān)關(guān)系及相關(guān)線成因，地質(zhì)條件對地下水位的影響，右岸地下水補給關(guān)系及滲流邊界條件的變化，右岸繞頁滲流變化規(guī)律。

基于三維有限元法,對劉家峽水電站擴機工程調(diào)壓井結(jié)構(gòu)進行了靜力、反應(yīng)譜分析及非線性有限元分析,評價了結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)。首先根據(jù)線彈性有限元分析結(jié)果,采用拉應(yīng)力圖法對調(diào)壓井襯砌結(jié)構(gòu)進行了配筋;然后以考慮混凝土開裂的非線性有限元方法校核結(jié)構(gòu)強度和裂縫寬度。通過調(diào)整配筋面積,提出了適合于該水電站擴機工程調(diào)壓井結(jié)構(gòu)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)型式和配筋方案。

劉家峽電站近二十年來，泥沙問題給電站的安全發(fā)電和渡汛帶來了極其嚴重危害，經(jīng)對電站泥沙問題的研究與運用實踐認為：從發(fā)電與解決泥沙危害綜合考慮，電站采用高水位運行異重流排沙和低水位拉沙，可有效解決電站近期泥沙問題。實踐證明：采用這些途徑取得了顯著的排沙減淤效果和經(jīng)濟效益，保證了電站安全運行。

劉家峽水電站運行近二十年來，泥沙問題給電站的安全發(fā)電和渡汛帶來了極其嚴重危害，經(jīng)對電站泥沙問題的研究與運用實踐認為；從發(fā)電與解決泥沙危害綜合考慮，電站采用高水位運行，異重流排沙，必要的降低水位運行和低水位拉沙可有效解決劉家峽電站近期泥沙問題。

劉家峽水電站地下廠房上游壁地下水位偏高，影響巖壁穩(wěn)定，雖然采取了多種措施，成效甚微，采用環(huán)境同位素探測發(fā)現(xiàn)了154號孔深層承壓水向上補給后，進行處理，切斷了補給通道，地下水位大幅降低，同時又保證了觀測管的正常觀測。獲得了事半功倍的效果。

氧氣生態(tài)補償效益完善了水電對火電生態(tài)環(huán)境補償效益計算.運用cdm方法學(xué)得出水庫的二氧化碳減排量,然后計算出水電站代替火電發(fā)電時減少的氧氣的消耗量.黃河劉家峽水電站2020年調(diào)度計算結(jié)果顯示,劉家峽水電站在2020水平年的氧氣生態(tài)補償效益為5156萬元,為科學(xué)制定水電價格提供依據(jù).

機敏是水輪發(fā)電機組的支承結(jié)構(gòu),它承受著機組的全部重量以及軸向水推力,同時還要承受質(zhì)量偏心、正常扭矩及短路扭矩等引起的水平推力.因而是廠房結(jié)構(gòu)中的要害部位,必須具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性,否則將直接影響到整個電站運行的安全.本文對劉家峽水電站廠房機墩在初期運行時所發(fā)現(xiàn)的裂縫情況以及運行20年后的設(shè)計回訪加以評述.

在分析劉家峽水庫近年來壩前與洮河淤積同汛期水庫運行水位關(guān)系、洮河與壩前水沙運動特性的基礎(chǔ)上，建立了包括能描述異重流運動的一維沖淤數(shù)學(xué)模型，經(jīng)驗證該數(shù)學(xué)模型能較好地反映劉家峽水庫洮河與壩前段的水流泥沙運動過程．根據(jù)歷年的水沙資料找出洮河出現(xiàn)大、中、小三種不同來水來沙條件的三年為典型水沙年．又根據(jù)劉家峽多年實際運行的經(jīng)驗，概括出當黃河為豐、平、枯水年時的高、中、低三種庫水位調(diào)度方案．假設(shè)來年洮河可能出現(xiàn)的水沙條件都包括在這三種典型年之內(nèi)，加上三個不同的庫水位運行條件，利用該數(shù)學(xué)模型就可對劉家峽水庫壩前及洮河淤積發(fā)展進行預(yù)測，為水電站運行水位的合理調(diào)度提供了重要參考．并以１９９５年實測地形為例，對１９９６年壩前與洮河可能發(fā)生的淤積情況及相應(yīng)的調(diào)度方案進行了預(yù)測．

在分析劉家峽水庫近年來壩前與洮河淤積同汛期水庫運行水位關(guān)系洮河與壩前水沙運行特性的基礎(chǔ)上，建立了包括能描述異重流運行的一維沖淤數(shù)學(xué)模型，經(jīng)驗證該數(shù)學(xué)模型能較好地反映劉家峽水庫洮河與壩前段的水流泥沙運行過程。根據(jù)歷年的水沙資料找出洮河出現(xiàn)大中，小三種不同來水來沙條件的三年為典型水沙年。

龍羊峽水電站泄水道抗沖層缺陷處理措施——龍羊峽水電站水工建筑物已運行十多年，由于泄水建筑物抗沖蝕護面層長期受水流沖刷、氣蝕和自然破壞，局部出現(xiàn)沖坑、脫空等現(xiàn)象，已經(jīng)影響建筑物的正常運行。文章對泄水建筑物的缺陷處理措施、施工工藝給出了詳盡的介紹...

龍羊峽水電站水工建筑物已運行十多年,由于泄水建筑物抗沖蝕護面層長期受水流沖刷、氣蝕和自然破壞,局部出現(xiàn)沖坑、脫空等現(xiàn)象,已經(jīng)影響建筑物的正常運行。文章對泄水建筑物的缺陷處理措施、施工工藝給出了詳盡的介紹。

劉家峽水庫自1968年舌水到1991年底，庫內(nèi)共淤積泥沙12億m3，占總庫容的21％，威脅著電站的安全運行．本交通過實測資料分析并結(jié)合數(shù)學(xué)模型計算，對劉家峽水庫的淤積發(fā)展趨勢進行了分析．分析結(jié)呆表明：水庫中泥沙的沖淤，取決于當年的進出庫水沙條件、高水位高低及前期淤積狀態(tài)等，其中洗河入庫流量的大小時排河庫區(qū)的沖淤起決定性作用．本文還就根本解決劉家峽水庫泥沙問題的措施，提出了建議．

劉家峽水庫自1968年蓄水到1991年底,庫內(nèi)共淤積泥沙12億m^3,占總庫容的21%,威脅著電站的安全運行,本文通過實測資料分析并結(jié)合數(shù)學(xué)模型計算,對劉家峽水庫的淤積發(fā)展趨勢進行了分析,分析結(jié)果表明:水庫中泥沙的沖淤,取決于當年的進出庫水沙條件,高水位高低及前期淤積狀態(tài)等,其中兆河入庫流量的大小對兆河庫區(qū)的沖淤起決定性作用,本文還就根本解決劉家峽水庫泥沙問題的措施,提出了建議。

針對許多大中型水電站開閘度汛后面臨修復(fù)泄水道的現(xiàn)狀,結(jié)合李家峽水電站工程特點及地理條件做了泄水道抗沖蝕修復(fù)混凝土配合比試驗,對泄水道修復(fù)的混凝土抗沖耐磨進行了抗裂和耐久性設(shè)計,并優(yōu)選了配比方案。經(jīng)實踐檢驗,該混凝土配合比滿足設(shè)計要求,各項性能指標優(yōu)良,為類似工程提供了實踐參考。

劉家峽水電站尾水河床,在電站施工期及運行初期因各種因素影響,造成河床內(nèi)堆渣、沖坑交替發(fā)生,局部河段河底高程已抬高了10m,水下地形已穩(wěn)定。若采取措施,在局部河段清渣,尾水位高程降低,發(fā)電量增加,經(jīng)濟效益十分可觀。

劉家峽水電站發(fā)電引水系統(tǒng)的引水鋼管、鋼襯和工作門槽經(jīng)過多年的運行發(fā)現(xiàn)有不同程度的損壞，如鋼襯失穩(wěn)、工作門主軌變形、鋼管與混凝土之間脫空等。檢查其原因有：設(shè)計方面，如外水壓力考慮欠妥；施工方面，混凝土振搗不實局部有蜂窩現(xiàn)象，鋼襯與混凝土粘接不良；管理方面，平常檢查不細，多是宏觀性質(zhì)的檢查，發(fā)現(xiàn)不了事故預(yù)兆等。對損壞部位的修復(fù)采取了挖除不合格混凝土、增設(shè)抗剪錨栓、化學(xué)灌漿、環(huán)氧砂漿封堵裂縫等措施，取得了良好的效果。

根據(jù)國家經(jīng)貿(mào)委[1999]14號文件精神,國家電力公司大壩安全監(jiān)察中心會同甘肅省電力局于1999年11月14～16日主持召開了劉家峽水電站泄水道2號孔修復(fù)工程可研報告審查會.這是大壩中心首次主審大型水電站水下修復(fù)工程設(shè)計.由于水下修復(fù)工程設(shè)計和施工缺乏成功經(jīng)驗,因此大壩中心十分重視這次審查,精心挑選專家組成專家組,并事先在杭州召開了預(yù)審會議.

大壩安全監(jiān)測警戒值多年來一直是運行單位比較關(guān)心的問題。針對劉家峽水電站運行條件的改變,通過計算研究,以統(tǒng)計分析為主,同時綜合分析設(shè)計、施工、運行的有關(guān)資料,按照保證安全、講究實際、靈活方便的原則,最終確定大壩重要部位的監(jiān)測物理量警戒值。

組成的鑒定誥詢矩陣。為便于計算，將原始 數(shù)據(jù)編成三維數(shù)組a。若數(shù)組元素口?等于 l，表示鑒定專家對i(；l，2，??， n)作出關(guān)于因素j超過因素r(j≠r) 的判斷；若數(shù)組元素為0，則作出關(guān)于因索 r超過因素j的判斷。往下的演算就是通過 一定形式建立為計算矩陣和矢量所必需的由 多元素組成的數(shù)組a。例如，為求算權(quán)重系 數(shù)的矢量a=(口l??口，??，4．) 就要算出矢量b=(b，??，b，，??， bo)。其元素按下式計算： 而 b=，(3) 。，=bi／b，(4) 或口，=2bi／nm(m一1)；(5) 式中分母項乃是專家們在m個因素配對 對比時的判斷數(shù)。如果能滿足鑒定專家們各 種回答的一致性條件。則所得的系數(shù)值a可 看作最后結(jié)果，至于這個一致性的滿足程 度，可甩協(xié)調(diào)系數(shù)w表示之。系數(shù)w

2003年某水電站壩基承壓水水壓發(fā)生十分罕見的大范圍、大幅度異常突降,一夜之間承壓水水位下降23.8m,自動化監(jiān)測系統(tǒng)記錄了突變?nèi)^程。文中根據(jù)自動化觀測數(shù)據(jù),分析異常期間大壩變形、揚壓力、滲流量的變化以及對大壩安全的影響;并根據(jù)形變場與滲流場相互作用,提出壩基承壓水水壓與基巖巖塊變形位移相互作用的機理關(guān)系,得到了實測數(shù)據(jù)的支持和驗證。壩基承壓水異常后,承壓水水位與庫水位的相關(guān)關(guān)系甚好,其相關(guān)系數(shù)大于0.997,標準差小于0.07m,回歸方程滿足真值方程的條件,對形變場與滲流場耦合作用和短時間形變回彈的研究具有重要的實際意義。