施工導(dǎo)流初期戧堤擋水標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險分析

以黃河上游某水電站為工程背景,運(yùn)用風(fēng)險決策方法進(jìn)行初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險度分析,運(yùn)用概率的并集計算方法對導(dǎo)流建筑物遭遇超標(biāo)洪水的各工況進(jìn)行公式推導(dǎo)與方程組解析,通過備選導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)方案風(fēng)險期望損失費(fèi)用分析,科學(xué)地找出\"標(biāo)準(zhǔn)、費(fèi)用、風(fēng)險\"三者之間的定量關(guān)系,有效地判斷所選設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的合理性,從而為初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的選擇提供決策依據(jù)。本文公式推導(dǎo)成果及風(fēng)險分析方法在大、中型水電工程中值得推廣應(yīng)用。

水利水電工程施工導(dǎo)流風(fēng)險的確定是關(guān)系到保障工程安全、節(jié)省工程投資、提前發(fā)揮效益和方便施工的關(guān)鍵問題。所以,在確定方案時要根據(jù)設(shè)計資料,全面考慮水文、水力等不確定因素的影響,分析上游圍堰高程與上游設(shè)計水位的關(guān)系,采用montecarlo法模擬施工洪水過程和導(dǎo)流建筑物泄流能力,統(tǒng)計分析確定圍堰上游水位分布和圍堰的擋水高度對應(yīng)的風(fēng)險,建立施工導(dǎo)流風(fēng)險計算模型。

通過分析水電工程導(dǎo)流建筑物水力參數(shù)、施工洪水過程歷時、洪量以及洪峰流量的不確定性,建立了導(dǎo)流建筑物泄流能力和施工洪水過程的模擬分析模型。然后對施工導(dǎo)流系統(tǒng)度汛各時段參數(shù)狀態(tài)利用monte-carlo方法進(jìn)行了模擬分析,并在此基礎(chǔ)上確定了水電工程導(dǎo)流風(fēng)險和上游圍堰堰前水位分布函數(shù)。以遼寧省某水利工程為例,驗(yàn)證了該分析模型與計算方法的可行性與可靠性。

通過分析施工洪水過程中的洪峰流量、洪量和歷時的不確定性及導(dǎo)流建筑物的水力參數(shù)的不確定性,確定施工洪水過程和導(dǎo)流建筑物泄流能力的模擬計算模型。運(yùn)用monte-carlo方法模擬計算施工導(dǎo)流系統(tǒng)渡訊各時段的狀態(tài)參數(shù),得到上游圍堰堰前水位的分布函數(shù),在此基礎(chǔ)上確定導(dǎo)流系統(tǒng)的風(fēng)險。

通過分析施工洪水過程中的洪峰流量、洪量和歷時的不確定性,以及導(dǎo)流建筑物的水力參數(shù)的不確定性,確定施工洪水過程和導(dǎo)流建筑物泄流能力的模擬計算模型。運(yùn)用monte-carlo方法模擬計算施工導(dǎo)流系統(tǒng)度汛各時段的狀態(tài)參數(shù),得到上游圍堰堰前水位的分布函數(shù),在此基礎(chǔ)上確定導(dǎo)流系統(tǒng)的風(fēng)險。通過實(shí)例驗(yàn)證比較說明,該研究方法和計算模型是可靠的、適用的。

施工期導(dǎo)流動態(tài)風(fēng)險不僅與水文不確定性、水力不確定性有關(guān),而且與壩體施工進(jìn)度及其完工工期的不確定性有關(guān)。以風(fēng)險分析為核心,將各種不確定性因素耦合起來研究施工導(dǎo)流系統(tǒng)的綜合風(fēng)險,提出施工進(jìn)度計劃風(fēng)險分析模型和假定壩體施工進(jìn)度確定條件下的施工導(dǎo)流風(fēng)險分析模型,在此基礎(chǔ)上,建立基于monte-carlo方法全面考慮水文水力不確定性以及施工進(jìn)度不確定性的施工導(dǎo)流系統(tǒng)綜合風(fēng)險分析模型。實(shí)例分析說明,該施工導(dǎo)流系統(tǒng)綜合風(fēng)險研究方法和分析模型是可靠的、適用的。

土石不過水圍堰漫頂失事具有隨機(jī)性和模糊性,嚴(yán)重影響水電工程及下游的安全?；谀：录怕世碚?構(gòu)建了施工導(dǎo)流系統(tǒng)隨機(jī)模糊風(fēng)險分析數(shù)學(xué)模型。探討利用實(shí)測洪水序列推求堰前年最高水位序列的計算方法。然后,引入最大熵原理和變分法來推導(dǎo)堰前最高水位的概率分布。最后,以某航電樞紐工程為例,結(jié)果表明,所建模型是有效的,最大熵分布與水位樣本擬合良好,不僅能夠得到圍堰擋水風(fēng)險的解析表達(dá),而且合理地評估了圍堰漫頂失事風(fēng)險,為施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的制定和導(dǎo)流系統(tǒng)的安全評估提供了更多有價值的信息。

針對現(xiàn)階段施工導(dǎo)流風(fēng)險評價模型存在的不足,提出了采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定性與定量相結(jié)合的方法評價施工導(dǎo)流風(fēng)險,構(gòu)建了施工導(dǎo)流風(fēng)險評價模型,并介紹了應(yīng)用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價施工導(dǎo)流風(fēng)險的操作步驟,以期為施工導(dǎo)流風(fēng)險評價提供一種新途徑。

水電工程施工導(dǎo)流的成敗與導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的選擇密切相關(guān),導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的選擇必須綜合協(xié)調(diào)導(dǎo)流建筑物的建設(shè)投資、工期、系統(tǒng)風(fēng)險率及其風(fēng)險損失。運(yùn)用多目標(biāo)決策理論,建立了施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險決策模型,通過對某水電站施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的決策分析表明了該方法和模型是可行的,并能較好地處理導(dǎo)流工程的施工強(qiáng)度、投資和風(fēng)險損失的關(guān)系。

水利水電工程施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的選擇直接影響到工程的投資及安全,施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的選擇必須綜合考慮導(dǎo)流工程的投資、建設(shè)工期及其風(fēng)險率。文章在綜合考慮施工導(dǎo)流多重不確定因素的基礎(chǔ)上給出了導(dǎo)流風(fēng)險的計算模型,并利用topsis方法建立了導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)多目標(biāo)風(fēng)險決策模型。通過工程實(shí)例分析,證明風(fēng)險分析方法及多目標(biāo)風(fēng)險決策模型是可靠適用的。

從滲流穩(wěn)定和堤身整體穩(wěn)定出發(fā),考慮堤防工程的保護(hù)范圍、保護(hù)對象,提出防洪堤失事風(fēng)險分析方法。以縉云縣壺鎮(zhèn)鎮(zhèn)好溪干堤防洪一期工程為例,分析堤防失事概率和可能造成的損失,得出相應(yīng)的風(fēng)險值。分析結(jié)果表明堤防加固后,風(fēng)險值得到明顯降低,防洪效益顯著。

3.5.2施工導(dǎo)流及水流控制 （1）胡樓干渠倒虹、堂子排水倒虹2、中心溝倒虹、邊界溝排水倒虹導(dǎo)流 程序 根據(jù)水文、地形及建筑物特性，采用土石圍堰保護(hù)渠道倒虹施工，明渠導(dǎo)流， 導(dǎo)流時段為枯水期10月～次年5月。第一年10月施工，利用原河床過水。第二 年10月初進(jìn)行左岸導(dǎo)流明渠開挖，同時進(jìn)行上、下游圍堰填筑。 （2）其他部位導(dǎo)流程序 其他倒虹非汛期基本無水。左岸排水工程在非汛期施工，根據(jù)當(dāng)?shù)厮臍庀蟆?地形條件修筑上下游圍堰，采用水泵將上游來水排向下游圍堰，保證施工期不受 水流影響。 為保證總干渠施工處于地下水位下的基坑內(nèi)正常作業(yè)，根據(jù)基坑的工程水文 地質(zhì)條件采用明溝降低地下水位的措施。 （3）施工降、排水 基坑內(nèi)工程建筑物施工時需進(jìn)行經(jīng)常性排水（包括排除降雨、堰體和基坑滲 漏水、地下水和施工廢水等），以避免施工場地造成積水，確保干地施工條件。 根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)本工

第一章施工導(dǎo)流 概述 一．施工導(dǎo)流及其重要性 1．進(jìn)行施工導(dǎo)流的原因 水利水電樞紐工程中的主體建筑物一般都是在河流中興建并能在干地上施工； 施工期間河水照樣流向下游； 施工期間水的綜合利用； 2．如何進(jìn)行施工導(dǎo)流（如何進(jìn)行水流控制） 導(dǎo)、截、攔、蓄、泄 ①施工導(dǎo)流定義：即施工過程中的水流控制，通常稱為施工導(dǎo)流，是為了創(chuàng)造必要的施工條件和盡量滿足各部門用 水要求，將原河流的各個時期的來水按預(yù)定方式、時間、地點(diǎn)部分或全部地安全導(dǎo)向下游或攔蓄起來。 ②施工導(dǎo)流的重要性： 影響樞紐布置與永久建筑物型式的選擇； 影響施工總組織； 影響工程的安危； 對國民經(jīng)濟(jì)和水資源的綜合利用有直接影響。 二．導(dǎo)流設(shè)計所需資料 1．氣象水文資料 2．壩區(qū)地形地質(zhì)條件 3．水工建筑物設(shè)計資料 4．當(dāng)?shù)亟ㄖ牧腺Y料 5．其他 三．導(dǎo)流設(shè)計的成果與任務(wù) 導(dǎo)流、截流、圍堰與基坑排水 1．劃分導(dǎo)流時段、選定導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)，確定導(dǎo)流

通過對艷洲水電站擴(kuò)機(jī)工程及其導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)和擋水流量的分析發(fā)現(xiàn),土石混合結(jié)構(gòu)過水圍堰是艷洲擴(kuò)機(jī)工程導(dǎo)流設(shè)計的最佳選擇,且在導(dǎo)流規(guī)范規(guī)定的時段內(nèi)5～10年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)中選擇的擋水流量4780m3/s比較合適,可明顯降低工程造價,符合規(guī)范要求,對河道行洪斷面影響最小。

基于實(shí)測年最不利施工洪水過程,考慮導(dǎo)流建筑物泄流能力的隨機(jī)性,構(gòu)建堰前年最高水位隨機(jī)模擬計算模型,提出以堰前年最高水位的概率分布計算施工導(dǎo)流風(fēng)險的方法.同時,應(yīng)用最小信息熵準(zhǔn)則判別年最高堰前水位樣本最優(yōu)的概率分布類型,克服了假設(shè)檢驗(yàn)有時會接受多種概率分布類型的不足.最后,通過工程實(shí)例比較分析隨機(jī)模擬方法的計算結(jié)果,驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性,為施工導(dǎo)流風(fēng)險分析提供了新的途徑.

水電工程項(xiàng)目面臨著很多風(fēng)險,特別是項(xiàng)目施工導(dǎo)流。而風(fēng)險既可能會帶來災(zāi)難,也可能會帶來利潤,關(guān)鍵是如何看待風(fēng)險,并對風(fēng)險進(jìn)行有效管理。1施工導(dǎo)流項(xiàng)目風(fēng)險管理的特點(diǎn)水電工程施工一般是在河流上進(jìn)行的,受地形、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件的影響很大,施工導(dǎo)流、圍堰填筑和基坑排水是施工進(jìn)度

通過對同在一條沁河上而條件卻有明顯不同的張峰與磨灘二座大壩在施工導(dǎo)流中所出現(xiàn)的問題,說明正確的導(dǎo)流方案除必須研究導(dǎo)流工程自身的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件外,尤其要處理好與移民、施工準(zhǔn)備、壩址區(qū)地形地質(zhì)條件等外部條件的關(guān)系。全斷面截流圍堰的防洪標(biāo)準(zhǔn),除考慮本工程自身的保護(hù)外,要特別注意圍堰失事對下游河道沿岸村莊、工礦企業(yè)的影響?，F(xiàn)行斷流圍堰洪水標(biāo)準(zhǔn)偏低,宜適當(dāng)提高,并采用非常溢洪道等應(yīng)急措施。

本文針對目前施工導(dǎo)流系統(tǒng)風(fēng)險分析中的一些問題,定義了系統(tǒng)模糊失效準(zhǔn)則,提出了系統(tǒng)失效率隨時間變化的施工導(dǎo)流系統(tǒng)模糊風(fēng)險分析模型。

本文利用系統(tǒng)辨識技術(shù)，根據(jù)實(shí)測日徑流系列建立了日徑流過程的隨機(jī)模擬模型．由該模型模擬出多組導(dǎo)流工程服務(wù)年限中的日徑流過程，經(jīng)統(tǒng)計得出各種風(fēng)險率下的設(shè)計流量與超標(biāo)洪水發(fā)生次數(shù)的關(guān)系，從而把風(fēng)險率、施工年限、設(shè)計流量和超標(biāo)洪水發(fā)生次數(shù)緊密聯(lián)系起來，為合理選擇導(dǎo)流設(shè)計流量提供了依據(jù)．

1999年9月 毹‰．韶．署【k黼．卅壤 中南水力發(fā)電第3期 凌津?yàn)┕こ淌┕?dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)探討及導(dǎo)流建筑物實(shí)施 1工程概況 蛄 。f黼凌漳灘工程建設(shè)公司 凌津?yàn)┧娬臼桥c五強(qiáng)溪水電站配套的一 個反調(diào)節(jié)水電站，位于五強(qiáng)溪水電站下游 47．5kin處，是沅水干流最末一個開發(fā)梯級。 其正常蓄水位為51．oom．汛限水位50．o0km， 總庫容6．34億nl3。電站共裝9臺單機(jī)容量為 3omw的貫流式燈泡機(jī)組，總裝機(jī)270mw。保 證出力56．6mw，年發(fā)電量為12．15億kw·h。 凌津?yàn)┕こ虡屑~由l4孔泄洪間、發(fā)電廠 房、船閘及左、右岸重力壩等組成。壩頂高程為 65．50m，壩頂總長為915．11m，最大壩高為 52．05ra(廠房壩段)。廠房布置在河床左側(cè)深 槽位置

1.10.2施工導(dǎo)流 1.10.2.1導(dǎo)流設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 本電站為ⅴ等小(2)型工程。永久性主要建筑物按5級設(shè)計。根據(jù)《水利水電工 程施工組織設(shè)計規(guī)范》（sdj338-89），施工期導(dǎo)流臨時建筑物為5級建筑物， 相應(yīng)的 土石建筑物導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為重現(xiàn)期五～十年。本工程采用枯水期明渠導(dǎo)流，施工時段 較 短，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選為5年一遇洪水。 1.10.2.1導(dǎo)流時段 馬家溝主汛期為5～10月，12～3月為枯期，4及11月分別為汛前、汛后過渡 期。根據(jù)國內(nèi)施工經(jīng)驗(yàn)，為保證在一個枯水期完成閘壩過水段和部分擋水壩段， 首 部施工時段選定為6個月，相應(yīng)導(dǎo)流設(shè)計流量為8.82m3/s。 1.10.2.2導(dǎo)流方式 本電站壩址處河谷地形開闊，并根據(jù)首部建筑物的部布置情況采用圍堰明渠導(dǎo) 流的導(dǎo)流方式。 1.10.2.3導(dǎo)流建筑物設(shè)計 上、下游圍堰：擬采用土石圍堰，采用土工膜進(jìn)

第1章施工導(dǎo)流及排水 1.1導(dǎo)流及排水原則 妥善而經(jīng)濟(jì)合理地解決好施工區(qū)內(nèi)一切水源對工程施工的影響問題，是保證 渠道施工安全順利進(jìn)行的前提條件，根據(jù)本標(biāo)段地形、地貌、工程水文地質(zhì)條件 的特點(diǎn)，防水工程實(shí)施考慮的原則是： 1、確保土方開挖、渠道混凝土襯砌及倒虹吸箱涵砼澆筑、土方回填等施 工全過程中實(shí)現(xiàn)干地作業(yè)。 2、地表水和地下水的處理排放分別考慮具體措施。 3、不同地段采取不同的降水措施。 4、工程施工不應(yīng)影響農(nóng)用地的排灌。 1.2施工降排地下水 1.2.1渠道地下水降排施工方案 根據(jù)合同文件提供水文地質(zhì)資料，本標(biāo)段部分渠段地下水位高于設(shè)計渠底的 渠段，為保證工程施工及運(yùn)行安全，需要采取排降水措施。 擬采用井點(diǎn)法降排地下水位，在開挖至地下水位線以上約2m時采用井點(diǎn)法 進(jìn)行降排地下水，井點(diǎn)法擬采用井眼降水法。由于本標(biāo)段地下水分布情況不均勻 故井眼降水的具體方法將