广西全州天湖水电站水压致裂三维地应力测量及其应用

测量岩体地应力的方法很多,测试成果分为平面应力和空间三维应力.在大型水电工程中,为了研究工程所在地区的应力场,需要获得现场岩体的三维地应力状态.介绍了通过三孔交汇的钻孔布置方式,采用水压致裂法获得三维地应力成果过程并与套钻解除孔径变形法地应力成果进行了对比佐证,认为采用三维水压致裂法测试地应力在水电工程中是可行的.

介绍了天湖水电站压力钢管的整体水压试验的全过程及发现的问题与对策。

[文章编号]100124683(2004)012095206 [收稿日期]2003208224;[修定日期]200321225。 [项目类别]金沙江溪洛渡水电站地应力测试项目。 [作者简介]丁立丰,男,1974年生,工程力学硕士,主要从事地应力测量研究。 金沙江溪洛渡水电站水压致裂 地应力测量分析研究 丁立丰　安其美　王海忠　赵仕广 (中国地震局地壳应力研究所,北京市德外西三旗　100085) 关键词:　金沙江　溪洛渡水电站　水压致裂地应力测量　摩擦滑动 [中图分类号]p553　　　　[文献标识码]a 溪洛渡水电站位于四川省雷波县与云南省永善县接壤的金沙江峡谷中。电站设计采用 的是双曲拱坝、两岸库内地下厂房的方案,最大坝高273m。电站以发电为主,兼用于拦沙、 防洪、改善下游航运等。电站规模巨大,工程厂址的稳定性分析以及

我们采用小型轻便水压致裂应力测量设备对位于黄河上游的龙洋峡水电站大坝左坝肩附近的四个约100m深的钻孔进行了原地应力测量。结果表明,在所测深度范围内三向主应力之间的关系s_h>s_h>s_v,水平主应力s_h和s_h以及最大剪应力τmax的值随高程的降低有增加的趋势.由对实测孔部分压裂段的印模得出坎区s_h方向近南北。龙羊峡地区现今构造应力场复杂,s_h方向在深部为ne—nne,浅部大致为近南北—ne向.在现今构造应力场作用下f_7断层带有复活的可能,其形式将表现为浅部逆断层型、深部右旋走滑型错动.然而,四个实测孔周围的岩体稳定性计算结果说明,处于活动断裂带以外的岩体完整部位基本上处于稳定状态。

7{；r水压致法在乌江渡水电站 地应力测试中的应用与分析 中南勘测设计研究院工—rv2己3．／ 国内外岩体应力测试方法较多，各有利弊。 就其测试的物理量来分，有直接法和间接法；就 其测试的部位来分，有孔内法和表面法；就其测 试的元件来分，有机械式、电阻式、电感式等。 目前，国内岩体应力测试基本采用钻孔测试法。 钻孔测试分套钻应力解除测试法和水压致裂测 试法两大类。钻孔套钻应力解除测试法在国内 应用较广，时间较长，测试经验也较为丰富。水 压致裂法测试岩体应力，起始于老油井的挖潜 二次采油技术。1970年美国首先在油气田中 将该技术应用于地应力测量，后来海姆森 (haimson．b．c．)和佐巴克(zoback，m．d．)等人 发展了此项测试技术。由于它具有独特的优 点，例如测量深度可达

择要总结天湖水电站1986年5月至1990年12月各阶段设计中(不包括1993年的规划修订部分),关于工程总体布置和突破技术难题的途径这两方面的内容。本电站具有三大自然条件优势——总落差大、水量丰沛、地质条件好,其中落差大是主导性优势。这些物质基础优势应当充分发挥,以免浪费。本区域水力资源合理开发方案的取得,离不开对于总落差的正确划分。务使利用迳流量与电站水头两者之问得到最优的匹配,从而获得最多的设计年发电量,定出最优的电站设计水头。本电站工程建设中存在三大技术难题——压力井洞、压力钢管、水机设备,皆因超常高水头所引起。突破技术难题的途径主要是开展跨行业技术协作,实行“技术嫁接”。天湖水电站的实现,客观上是其高水头优势的实现。

利用水压致裂地应力测量法对实际工程区进行了地应力测量,详细分析了水压致裂曲线压力-时间的特征及破裂压力、重张压力、关闭压力及最大水平主应力的破裂方向的确定方法。此外,在获得已知各个测点的地应力大小和方向后,进一步分析工程区地应力及侧压力系数的分布规律,分析了侧压力系数对隧道围岩稳定性构成影响的可能性。地应力测量数据的分析结果可以作为隧道设计、断面的选择及隧道轴线方向的确定的科学依据。

各位来宾、朋友们、同志们:今天,具有亚洲领先地位的超千米水头的天湖水电站举行发电庆祝大会,水利部杨振怀部长专程前来参加,在这喜庆的时刻,我代表自治区人民政府,向各位来宾表示热烈的欢迎。向从事天湖水电站设计、施工的工程技术人员和广大干部职工,表示亲切的慰问。向支持和帮助过天湖水电站建设的国家水利部、银行金融部门和有关单位表示衷心的感谢。20多年以前,我在全州县担任领导期间,曾去信向国内一家有名的发电设备生产厂询问,得到的答复是无法攻克设计难关,现在我们终于胜利地建成投产,这也从一个侧面反映了改革开放以来我国科技的巨大进步。

高水头水电站压力管道及其镇支墩的稳定和安全至关重要，安全监测应以镇支墩位移为主．观测精度指标的选取要依据管道结构本身对镇支墩位移的实际承受能力来确定，在天湖水电站，其观测中误差允许值，镇墩纵向位移取１．６ｍｍ，镇支墩间沉降差取０．４ｍｍ．在场地特殊和气候变幻大情况下，研究选用视准线－钢尺直伸导线法观测镇墩纵向位移不仅经济简便，还可大量消除量距系统误差影响，预期精度为１．１ｍｍ．这是用一般电磁波测距无法相比的．

我国和亚洲第一座水头超千米的水电站广西桂林天湖电站,经过三年多的建设,目前建成发电。该电站位于广西全州县才湾乡境内,设计水头高1074m,在亚洲位居榜首。由于水头高,每立方米水量可发电2.37kw·h,该电站总装机容量

各位领导、各位来宾、朋友们、同志们:在全国各族人民深入学习贯彻党的“十四大”精神,各条战线加快改革开放步伐,经济建设蓬勃发展的大好形势下,天湖电站第一期工程如期建成顺利发电了。今天,我们在这里隆重举行天湖电站建成发电庆祝大会,我代表中共桂林地委、桂林地区行署和全地区330多万各族人民,对天湖水电站的建成发电表示热烈的祝贺!对远道而来参加庆祝活动的水利部部长杨振怀、自治区人民政府副主席龙川、经贸部领导、自治区领导和来自全国各地的领导、专家、朋友,对各级金融部门、铁路部门的领导,自治区计委、建委、科委、外经

今天是全国第一座水头超千米的水电站——天湖水电站的投产典礼,这是广西壮族自治区人民真抓实干,认真贯彻“十四大”精神,加快经济建设的一个具体行动,也是广西改革开放和自力更生、自筹资金、多家办电的成果。我代表水利部表示热烈的祝贺,向对天湖水电站建设做出贡献的勘察设计、施工和所有参加建设的有关部门表示感谢和慰问。建国40多年来,我国地方水电建设取得了卓著的成就,开发了不少高、中、低水头电站,但对超高水头的电站开发,尚处于起步阶段,已建的有湖北四方洞水电站,水头800多m。装机2×2500kw;湖南相公洞水电站,水头612m,装机2500kw。天湖水电站利用水

介绍了天湖水电站的现状及天湖水源区独特的地理、气候环境,分析了尚未开发的水资源、风能资源、旅游资源等资源优势,论述了开发这些资源的有利条件和紧迫性.并分析了抽水蓄能电站、风力发电、矿泉水资源、生态旅游开发的可行性.

采用优化设计和模糊数学两门数学理论,对水电站压力钢管明管构造了一个完整的,合理的设计数学模型——水电站压力钢管明管膜应力区模糊优化设计数学模型.比较完满地解决了水电站压力钢管设计中人为地把现实存在的模糊集合规定为有明确边界的普通集合所带来的矛盾。并对天湖水电站压力钢管进行优化设计,取得了既安全又经济的效果。

在中国西南某新型引水式水电站工程中使用水压致裂技术开展了原地应力及相关岩体力学参数测试。结果表明,工程区现今应力场状态以nnw向挤压为主,最大主应力值为7.35～8.16mpa,方向约为n33～52°w,倾角约26～39°。气垫调压室三维原地应力状态的最大主应力值为10.63mpa,最小主应力为4.98mpa;围岩岩体抗劈裂强度高值区在5.50mpa以上,低值区为3.00～3.50mpa。根据围岩应力分布非均匀性遵循的一般性规律,结合原地应力测量与裂隙围岩原地承载能力测试结果的各自特点,提出了利用地应力测量数据、原地承载力测试结果、弹性模量数据综合评估承压洞室围岩最小主应力的方法,给出气垫式调压室部位最小主应力综合评估值2.86mpa。并分析了地应力状态对地下厂房、引水隧洞、气垫调压室稳定性的影响。

桂林人民银行、建设银行、农业银行、工商银行为缓解桂林地区电力供应紧张状况,在资金极为紧张的情况下,由建设银行牵头,组织银团贷款,鼎力支持全州天湖水电站项目建设,使这一亚洲目前最高水头的电站于1992年11月投产发电。4家银行组织银团贷款支持天湖电站建设之举,在当地传为佳话。

天湖水电站为一高水头引水式发电站，设计水头1074m．平洞内高压堵头长40m，承受静水头617m，最大工作水头679m，是压力引水洞的关键工程．为了保证高压堵头安全运行，采取了一系列灌浆措施：按目的的不同．包括固结灌浆、帷幕灌浆和接触灌浆；按灌注材料的不同，包括水泥灌浆、化学灌浆等．经过各种灌浆处理后，满足了设计要求，保证了电站按时输水发电。

岩体初始地应力场是地下洞室围岩稳定与支护结构设计所需要的基本因素之一,初始地应力场是否可靠将直接影响到工程设计与施工的可靠性与安全性。结合某水电站厂区的地质条件及地应力实测资料,引入灰色控制系统理论,采用三维有限元法和采用静态的三因素灰色计算模型gm(0,3)对厂区岩体初始应力场进行回归反演分析。计算结果表明,厂区存在较大的水平向地质构造作用,岩体的地应力由自重和构造应力叠加而成。实测点的计算应力值与实测值在量值上和方向上都较为接近,表明经过回归得到的地应力场是合理的,从而获得地下厂房厂区初始应力场较为合理的分布规律,为地下厂房的开挖模拟及稳定性分析提供了合理的初始应力场。

结合阴坪水电站厂区地应力实测资料,以ansys软件为平台,构建厂区地应力反演计算模型,采用位移函数法对阴坪水电站厂区岩体地应力进行反演分析,从而获得了初始应力场资料。同时,对精细模型的主应力分布及拟开挖的地下洞室群附近的各主应力进行了分析,结果表明实测点处地应力的计算值与实测值吻合较好,可用于地下洞室群围岩稳定性分析的精细模型中。

天湖水电站第一期工程装机容量2×15mw,设计水头1074m,引水流量3.42m~3/s,年发电量9280万kw·h。其压力水道和厂房布置是设计的重要内容。初步设计中比较了:“压力井道—地下厂房”、“压力钢管—地面厂房”和“压力井道—地面厂房”等3个布置方案,并推荐了“压力井道—地下厂房”方案。在初设审查中,经反复论证比较,选定了“压力井道—地面厂房”方案作为本工程的采用方案。实践证明,初设审查所选定的方案是正确的,达到了预期的目的。

广西水利水电l993年增刊 天湖水电站压力水道、厂房布置方案的选择 陈顺天-tv732’ (广西水利电力厅) [文摘]天胡水电站第一期工程装机容量2×15mw，设计水头1074m，『水流量s，42m，，s，年发电量 9280万kw-11．#压力水道和厂房布置是设计的重要内容．初步设计中比较丁：压力井道一地下厂 房、压力钢管一地面厂房和压力井道一地面厂房等3个布置方案，井推荐了压力井道一地下厂房 方案。在初设审盎中，经反复论证比较，选定了。压：0井道一地面厂房方案作为车工程的采用方案．宴践 择 selectlonofthelayout口rlhe}【ed—rao[~condu|lindthepoiler houseofthetianhuhrop0w盯slatloa ．cn5h

精心施工 力创优质工程:天湖水电站一期工程施工