锦屏一级水电站大坝混凝土碱-硅酸反应抑制措施及长期安全性

第1章 绪论1．1 锦屏一级水电站工程简介1．2坝址区骨料料源情况1．3 大坝混凝土碱-骨料反应特点与案例1．4大坝混凝土AAR抑制措施及长期安全性研究的必要性第2章 锦屏一级水电站砂岩骨料的碱活性2．1骨料碱活性检验方法简介2．2岩相法检验2．3 化学法检验2．4砂浆长度法检验2．5砂浆棒快速法检验2．6混凝土棱柱体法检验2．7快速混凝土棱柱体法检验2．8压蒸法检验2．9本章小结第3章砂岩骨料ASR抑制措施3．1 研究现状3．2大理岩细骨料取代砂岩细骨料3．3 混凝土总碱量限值及控制措施3．4粉煤灰品质与掺量选择3．5 大试件长龄期ASR试验3．6工程实施过程控制3．7本章小结第4章 AAR长期膨胀变形动力学预测模型4．1 研究现状4．2 碱金属离子在砂岩骨料中的扩散4．3 砂岩骨料SiO2溶出速率4．4 ASR长期膨胀变形动力学预测模型的建立4．5预测模型准确性验证4．6 本章小结第5章 基于细观力学的大坝混凝土AAR变形控制指标研究5．1 研究现状5．2 混凝土AAR细观力学模型5．3混凝土细观模型构建与参数反演5．4 混凝土AAR致裂机理5．5 大坝混凝土AAR膨胀变形控制指标5．6 本章小结参考文献第6章 基于结构分析的高拱坝碱-硅酸反应变形控制指标6．1研究现状6．2碱-硅酸反应的结构分析方法及控制标准6．3高拱坝碱-硅酸反应结构变形控制指标6．4本章小结第7章 大坝混凝土碱硅酸反应长期安全性评价

第1章绪论

1.1锦屏一级水电站工程简介

锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县与盐源县交界处的雅砻江大河湾干流河段上，是雅砻江下游卡拉一江口河段水电规划梯级开发的龙头水电站。水电站以发电为主，装机容量3600MW，年发电量166.2亿kW.h。水库正常蓄水位1880.00m，死水位1800.00m，总库容77.6亿m’，调节库容49.1亿m’，属不完全年调节水库锦屏一级水电站由挡水、泄水及消能、引水发电等永久性建筑物组成，属工等大(1)型工程，永久性建筑物为1级建筑物。挡水建筑物采用混凝土双曲拱坝，坝顶高程1885.00m，建基面高程1580.00m，最大坝高305m，是世界上已建最高坝。拱冠梁顶厚16m，拱冠梁底厚63m，最大中心角93.12，顶拱中心线弧长552.23m，厚高比0.207,弧高比1.811，大坝工程混凝土方量608万m’，其中大坝结构混凝土方量532万m’。坝身设置25条横缝，将大坝分为26个坝段，横缝间距20~25m，坝段平均宽度为22.6m,施工期不设纵缝，通仓浇筑，最大浇筑块尺寸约30m X 65m，最大浇筑仓面面积约2000m7锦屏一级水电站地处青藏高原东侧边缘地带，属川西高原气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，干、湿季分明。每年11月至次年4月，高空西风带被青藏高原分成南北两支，流域南部主要受南支气流控制，它把在印度北部沙漠地区所形成的干暖大陆气团带入本区，使南部天气晴和，降水很少，气候温暖干燥。流域北部则受北支干冷西风急流影响，气候寒冷干燥。此期为流域的干季。干季日照多，湿度小，日温差大。5-10月，由于南支西风急流逐渐北移到中纬度地区，与北支西风急流合并，西南季风盛行，携带大量水汽，使流域内气候湿润、降水集中，降水量约占全年降水量的90%~95%，雨日占全年的80%左右，是流域的雨季。雨季日照少、湿度较大、日温差小。根据洼里(三滩)专用气象站1990-1999年断续气象资料统计，坝区多年平均气温17.2*C、极端最高气温39.7"C、极端最低气温一3.0*C，多年平均年降水量792.8mm，多年平均相对湿度67%，多年平均年蒸发量1861.3mm,

工程于1989年开始预可行性研究工作，1999年底开始可行性研究选坝阶段，2005年11月开工建设，2006年12月截流，2009年10月23日拱坝混凝土开始浇筑。工程首次蓄水分四个阶段蓄水:

(1)第一阶段蓄水。2012年10月8日，锦屏一级水电站左岸导流洞下闸封堵，右岸导流洞继续泄流。待左岸导流洞临时堵头施工完成后，于2012年11月30日，右岸导流洞下闸封堵、水库开始第一阶段蓄水。坝前水位从1648.40m开始上升，至2012年12月7日上午8:00，坝前水位上升至1706.67m，坝身导流底孔开始泄流。2012年12月7日至2013年6月17日，坝前水位维持在1706.00m左右

2)第二阶段蓄水。2013年6月17日，开始第二阶段蓄水，坝前水位从1706.00m开始上升，至2013年7月18日 23:00，水库蓄水至设计死水位1800.00m。

)第三阶段蓄水。2013年9月26日，坝前水位从1800.00m开始上升，至2013年10月14日，水位蓄至1840.00m，此后维持在1840.00m左右，2013年12月23日拱坝浇筑完成，创造了50个月完成305m超高拱坝优质高效建设的新纪录;至2014年1月水位开始下降，2014年5月底水位回落至死水位1800.00m。

(4)第四阶段蓄水。2014年6月17日-7月10日，开始第四阶段蓄水，由1800.00m水位利用发电剩余水量逐步蓄水并控制在1840.00m水位附近运行。泄洪洞11-1支洞封堵完成，具备应急过流条件后，2014年7月11日，坝前水位从1840.00m开始上升，2014年7月12日，机组全部投产发电;至2014年7月23日蓄水至1855.00m，停留10d进行安全监测分析评价;2014年8月4日水库水位继续从1855.00m抬升，至2014年8月24日，水库水位首次蓄至正常蓄水位1880.00m.

2016年4月19-22日，四川省发展和改革委员会授权水电水利规划设计总院组织的专家组和验收委员会对锦屏一级水电站枢纽工程进行了正式验收，创造了我国巨型水电工程全部投产后20个月即完成枢纽工程验收的先例。

本书总结了锦屏一级水电站工程大坝混凝土碱硅酸反应的抑制措施和长期安全性评价。提出了采用掺加优质粉煤灰、限制总碱量、使用组合骨料等综合措施作为控制碱硅酸反应的技术思路，通过反应动力学预测模型、离散单元法材料细观力学模型、有限单元法结构宏观受力模型等模拟分析手段，与全级配混凝土长龄期暴露试验、大坝实体芯样试验相结合，对大坝混凝土碱硅酸反应的长期安全性进行了系统论证。本书是国内首次对大坝混凝土碱硅酸反应特点、抑制措施和安全评价的全面总结，研究成果值得类似工程参考和借鉴。