本書針對深厚覆蓋層河床和復(fù)雜施工環(huán)境條件,圍繞施工過程水流控制關(guān)鍵技術(shù),系統(tǒng)闡述了如下*研究成果:基于風(fēng)險概念的水利水電工程施工導(dǎo)流、截流標(biāo)準(zhǔn)及圍堰安全風(fēng)險;截流塊體穩(wěn)定機理及減輕截流難度工程措施與實踐效果;河床深厚覆蓋層物理狀態(tài)及力學(xué)特性、圍堰拋填粗粒料力學(xué)特性與滲透特性的尺寸效應(yīng);以及深厚覆蓋層上圍堰滲流控制安全、圍堰結(jié)構(gòu)安全及邊坡穩(wěn)定性安全等研究成果。
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目錄
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 工程背景 1
1.2 研究現(xiàn)狀及存在的問題 3
1.2.1 施工導(dǎo)流風(fēng)險分析與決策研究 3
1.2.2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)體系及存在的問題 6
1.2.3 減輕截流難度關(guān)鍵技術(shù)研究及存在的問題 7
1.2.4 深厚覆蓋層上圍堰安全研究現(xiàn)狀及存在的問題 10
第2章 水利水電工程導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn) 15
2.1 導(dǎo)流階段的合理劃分 16
2.1.1 高壩大庫水利水電工程施工導(dǎo)流的特點 17
2.1.2 導(dǎo)流階段劃分的概念及意義 20
2.1.3 導(dǎo)流階段的合理劃分 27
2.2 導(dǎo)流階段劃分及其工程應(yīng)用 39
2.2.1 不同壩型導(dǎo)流階段的劃分 39
2.2.2 導(dǎo)流階段與導(dǎo)流設(shè)計工況對應(yīng)關(guān)系分析 68
2.2.3 導(dǎo)流階段劃分的工程應(yīng)用 77
2.2.4 高拱壩中后期導(dǎo)流底孔的設(shè)置 81
2.3 導(dǎo)流泄水建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)研究 88
2.3.1 主要導(dǎo)流泄水建筑物特征及其應(yīng)用 88
2.3.2 導(dǎo)流泄水建筑物導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的合理選取 91
2.4 壩體度汛標(biāo)準(zhǔn)研究 102
2.4.1 壩體度汛方式 103
2.4.2 影響度汛方案的因素 103
2.4.3 壩體度汛方案 105
2.4.4 壩體度汛標(biāo)準(zhǔn)的合理選取 125
2.5 小結(jié) 140
2.5.1 主要結(jié)論 140
2.5.2 規(guī)范制(修)訂建議 142
第3章 梯級電站環(huán)境下施工導(dǎo)截流標(biāo)準(zhǔn)影響因素 143
3.1 梯級電站的施工導(dǎo)截流標(biāo)準(zhǔn)問題 143
3.1.1 國內(nèi)梯級電站施工導(dǎo)截流工程實踐 143
3.1.2 國外梯級電站的施工導(dǎo)截流工程實踐 144
3.1.3 國內(nèi)外梯級電站的施工導(dǎo)截流問題研究 144
3.2 梯級電站施工洪水特性及其導(dǎo)截流標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用 145
3.2.1 梯級電站水庫群類型及其特點 145
3.2.2 梯級電站水庫施工洪水分析 149
3.2.3 梯級電站水庫調(diào)蓄下的導(dǎo)截流標(biāo)準(zhǔn)實施現(xiàn)狀 154
3.3 梯級電站運行的水庫調(diào)蓄作用 163
3.3.1 上游電站水庫調(diào)蓄作用下施工洪水流量的合理選取原則 163
3.3.2 梯級電站水庫運行減小施工設(shè)計洪水 166
3.4 梯級電站運行對導(dǎo)截流的影響 177
3.4.1 上游水庫調(diào)蓄對導(dǎo)截流影響 177
3.4.2 下游梯級水庫回水對導(dǎo)截流的影響 188
3.5 梯級電站圍堰潰決對導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選取影響分析 197
3.5.1 梯級電站圍堰潰決影響分析 197
3.5.2 梯級電站圍堰潰堰需進(jìn)一步研究的問題 201
3.6 梯級電站水庫調(diào)蓄對白鶴灘、烏東德電站導(dǎo)截流影響研究 202
3.6.1 梯級電站水庫調(diào)蓄對白鶴灘電站導(dǎo)截流影響研究 202
3.6.2 上游水庫調(diào)蓄對降低烏東德導(dǎo)流流量的作用分析 210
3.7 小結(jié) 215
3.7.1 結(jié)論 215
3.7.2 建議 217
第4章 截流水動力學(xué)過程與能量耗散規(guī)律 218
4.1 立堵截流進(jìn)占規(guī)律 218
4.1.1 立堵截流戧堤進(jìn)占擴展斷面的形成 219
4.1.2 口門水力參數(shù)變化規(guī)律 220
4.1.3 舌形體形成與水力條件的關(guān)系 221
4.2 立堵截流龍口合龍水力參數(shù) 224
4.2.1 截流龍口水力參數(shù)的確定 225
4.2.2 立堵截流合龍期龍口水力計算 227
4.2.3 計算結(jié)果與實測驗證 232
4.2.4 單戧立堵合龍期諸參數(shù)的變化規(guī)律 233
4.3 截流過程水能耗散機理及戧堤進(jìn)占速度與拋投料流失關(guān)系 235
4.3.1 水流與拋投料的相互作用 235
4.3.2 截流龍口的水流能量 235
4.3.3 戧堤進(jìn)占速度分析 236
4.3.4 拋投料流失分析 238
4.4 截流難度及其衡量指標(biāo) 242
4.4.1 截流難度概念的探討 242
4.4.2 截流難度影響因素分析 244
4.4.3 截流難度的衡量指標(biāo) 247
4.5 小結(jié) 249
第5章 截流料抗沖穩(wěn)定性研究 251
5.1 截流塊體穩(wěn)定機理及其計算公式 251
5.1.1 截流塊體穩(wěn)定計算基本關(guān)系式推導(dǎo) 251
5.1.2 截流塊體穩(wěn)定經(jīng)典計算公式探討 253
5.1.3 截流塊體穩(wěn)定實用計算基本關(guān)系式 254
5.1.4 平堵截流中基本關(guān)系式的應(yīng)用 254
5.1.5 立堵截流中基本關(guān)系式的應(yīng)用 259
5.2 特殊截流料抗滑穩(wěn)定性 264
5.2.1 混凝土塊體抗滑穩(wěn)定試驗 264
5.2.2 六面體鋼筋籠穩(wěn)定性試驗 270
5.2.3 四面體鋼筋籠穩(wěn)定性試驗 281
5.2.4 圓柱線體材料穩(wěn)定性試驗 284
5.3 寬級配群體拋投石渣混合料的穩(wěn)定性 288
5.3.1 立堵截流拋投穩(wěn)定性 289
5.3.2 平堵截流起動試驗 300
5.4 覆蓋層河床截流沖刷問題 307
5.4.1 河床覆蓋層穩(wěn)定影響因素分析 307
5.4.2 覆蓋層起動流速計算 309
5.4.3 截流龍口覆蓋層沖刷深度計算 313
5.4.4 覆蓋層河床截流模型的模擬技術(shù)問題 320
5.5 降低截流難度的技術(shù)措施 326
5.5.1 從拋投材料角度提高抗滑止動能力 326
5.5.2 從拋投材料接觸邊界角度提高抗滑止動能力 328
5.6 小結(jié) 329
第6章 降低截流難度的截流施工方案與措施 330
6.1 雙戧截流落差分配有效控制技術(shù) 330
6.1.1 雙戧堤截流落差分配的影響因素 330
6.1.2 落差分配控制的敏感性 333
6.1.3 分析與討論 347
6.2 寬戧堤截流水力特性及減輕截流難度效果 348
6.2.1 模型設(shè)計及測點布置 348
6.2.2 預(yù)備試驗 350
6.2.3 寬戧堤截流水力特性 351
6.2.4 寬戧堤效應(yīng)分析 359
6.2.5 分析與討論 360
6.3 減小截流指標(biāo)的臨機決策截流 361
6.3.1 明渠提前截流的必要性 362
6.3.2 截流標(biāo)準(zhǔn)的選擇 362
6.3.3 明渠截流方案分析 366
6.3.4 明渠提前截流工程影響分析 366
6.3.5 截流短、中期水情預(yù)報 367
6.3.6 截流方案模型試驗及截流難度措施 371
6.3.7 明渠提前截流風(fēng)險分析 376
6.4 梯級水庫調(diào)度措施 376
第7章 粗粒料力學(xué)特性與滲透特性的尺寸效應(yīng) 377
7.1 縮尺效應(yīng) 377
7.1.1 壓實及力學(xué)特性試驗縮尺效應(yīng) 377
7.1.2 滲透試驗尺寸效應(yīng) 379
7.2 壓實和力學(xué)特性縮尺研究 380
7.2.1 縮尺方法與試驗級配 380
7.2.2 壓實特性縮尺研究 382
7.2.3 力學(xué)特性縮尺研究 385
7.3 滲透試驗尺寸效應(yīng) 388
7.3.1 滲透試驗尺寸效應(yīng)規(guī)律 388
7.3.2 滲透試驗超徑顆粒處理方法研究 392
7.4 成果應(yīng)用 398
7.4.1 粗粒料力學(xué)特性試驗成果應(yīng)用 398
7.4.2 滲透試驗成果的應(yīng)用 401
7.5 小結(jié) 403
第8章 深厚覆蓋層上圍堰滲流控制 405
8.1 圍堰滲流控制體系 406
8.1.1 圍堰和基坑安全對滲流控制的要求 406
8.1.2 圍堰和基坑滲流控制措施 407
8.1.3 圍堰滲流控制體系實例 410
8.1.4 滲流控制體系失效的后果及其早期判別 412
8.1.5 滲流控制體系失效的應(yīng)急處置與后期處理 413
8.2 圍堰滲流控制安全論證 414
8.2.1 圍堰運行狀態(tài)下穩(wěn)定滲流分析 414
8.2.2 基坑施工降水滲流分析 420
8.3 防滲體、堰體與地基相互作用模擬技術(shù) 428
8.3.1 防滲墻墻壁與周圍介質(zhì)接觸面剪切特性試驗 428
8.3.2 防滲墻刺入土體變形的模型試驗與數(shù)值模擬 434
8.3.3 復(fù)合土工膜與圍堰填料接觸特性 441
8.3.4 防滲體與堰體和地基相互作用數(shù)值模擬 444
8.4 小結(jié) 459
第9章 圍堰結(jié)構(gòu)與邊坡穩(wěn)定安全變形監(jiān)控 461
9.1 圍堰結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測布置原則 461
9.1.1 圍堰結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測原則 461
9.1.2 深厚覆蓋層條件下土石圍堰安全監(jiān)測布置原則 463
9.2 圍堰監(jiān)測埋設(shè)技術(shù) 464
9.2.1 界面土壓力盒埋設(shè)方法存在的不足 465
9.2.2 頂推法埋設(shè)界面土壓力盒的優(yōu)化模型試驗 465
9.3 圍堰結(jié)構(gòu)安全綜合評價 470
9.3.1 圍堰失效的主要形式及影響圍堰安全的主要因素 470
9.3.2 圍堰結(jié)構(gòu)安全綜合評價方法研究 471
9.3.3 深厚覆蓋層條件下土石圍堰安全綜合評價方法 473
9.4 圍堰邊坡穩(wěn)定變形與應(yīng)力協(xié)調(diào)性 475
9.4.1 高土石圍堰邊坡穩(wěn)定性分析 475
9.4.2 深厚覆蓋層高土石圍堰應(yīng)力及變形分析 481
9.5 小結(jié) 489
第10章 圍堰施工中新技術(shù)新材料的應(yīng)用 491
10.1 深水圍堰塑性混凝土墻體新材料 491
10.2 土工膜與防滲墻聯(lián)結(jié)形式新技術(shù) 504
10.2.1 復(fù)合土工膜與堰體砂礫料間的直剪摩擦試驗 504
10.2.2 聯(lián)結(jié)形式的離心模型試驗 512
10.2.3 試驗分析 520
10.3 小結(jié) 521
第11章 梯級水電站建設(shè)條件下導(dǎo)截流系統(tǒng)風(fēng)險分析 522
11.1 施工導(dǎo)截流系統(tǒng)風(fēng)險分析 522
11.1.1 風(fēng)險理論發(fā)展背景 522
11.1.2 施工導(dǎo)流風(fēng)險 523
11.1.3 施工圍堰風(fēng)險分析 524
11.1.4 結(jié)構(gòu)風(fēng)險分析 526
11.2 施工截流風(fēng)險分析 529
11.2.1 基于實測流量的截流風(fēng)險分析 529
11.2.2 基于實測水文資料的截流風(fēng)險分析 531
11.2.3 基于短期施工洪水預(yù)報截流風(fēng)險分析 533
11.2.4 截流方案比選及其風(fēng)險 536
11.3 梯級電站建設(shè)條件下導(dǎo)流系統(tǒng)風(fēng)險分析 542
11.3.1 施工導(dǎo)流系統(tǒng)風(fēng)險影響因素 542
11.3.2 梯級電站建設(shè)條件下施工洪水不確定性 543
11.3.3 梯級電站建設(shè)條件下施工導(dǎo)流風(fēng)險計算 550
11.3.4 上游水電站控泄條件下施工導(dǎo)流風(fēng)險計算 555
11.3.5 白鶴灘水電站施工導(dǎo)流風(fēng)險計算 564
11.4 高土石圍堰結(jié)構(gòu)風(fēng)險分析 571
11.4.1 圍堰邊坡失穩(wěn)風(fēng)險 571
11.4.2 圍堰滲透破壞風(fēng)險 578
11.4.3 土石圍堰結(jié)構(gòu)風(fēng)險 581
11.4.4 實例分析 584
第12章 施工導(dǎo)流系統(tǒng)綜合風(fēng)險多目標(biāo)決策 590
12.1 多目標(biāo)決策方法與工程實踐 590
12.1.1 多目標(biāo)決策理論與方法 590
12.1.2 決策指標(biāo)的計算方法 598
12.1.3 白鶴灘水電站施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選 605
12.1.4 烏東德水電站施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選 609
12.2 考慮決策者行為特征的導(dǎo)流方案優(yōu)選 615
12.2.1 問題描述 616
12.2.2 導(dǎo)流方案的風(fēng)險決策 620
12.2.3 實例分析 625
12.3 梯級建設(shè)條件下施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險決策 628
12.3.1 施工導(dǎo)流風(fēng)險分析 628
12.3.2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選 631
12.3.3 工程案例 634
12.4 基于效用理論的導(dǎo)流系統(tǒng)風(fēng)險配置 637
12.4.1 效用與效用函數(shù)概述 637
12.4.2 基于效用理論的施工導(dǎo)流風(fēng)險優(yōu)化配置 640
參考文獻(xiàn) 642
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