长江科学院-获奖成果详情水力发电科学技术奖

获奖名称: 热带雨林复杂地质条件下碾压混凝土高坝关键技术与应用

获奖等级: 二等奖

获奖类别: 水力发电科学技术奖

授奖单位: 中国水力发电工程学会

完成单位: 长江勘测规划设计研究有限责任公司,长江三峡技术经济发展有限公司,长江水利委员会长江科学院,中国水利水电第八工程局有限公司

获奖年度: 2022

获奖人员: 崔玉柱胡兴丹,肖浩波,万勇,石教豪杨启贵,付建平,丁建新,段寅,沈晓明

成果简介:项目所属科学技术领域、主要科技内容、技术经济指标、促进行业科技进步作用及应用推广情况本项目属水利水电工程技术领域。项目依托马来西亚沐若水电站碾压混凝土重力坝。沐若水电站位于赤道附近热带雨林土著地区，坝型为碾压混凝土重力坝，最大坝高146m，装机容量944MW，水库库容120亿m3，是国外采用中国标准建设的规模最大的水电站项目。坝址区岩层陡倾、软硬相间，河床两岸硬岩错位40m以上，地质条件复杂，且坝址右岸为当地土著居民朝拜的“圣石”，大坝布置、结构设计和基础处理难度大；坝址处河谷狭窄，坝后地质条件差，为高水头泄洪消能设计带来挑战；工程区全年均为高温多雨天气，对碾压混凝土温控、连续施工和层间结合等均有不利影响。通过多年的系统研究和创新，在重力坝设计、高水头泄洪消能和高温多雨地区碾压混凝土施工方面取得了重要突破，解决了热带雨林地区复杂地质条件下重力坝关键技术难题。主要创新内容包括：（1）开展了复杂地形地质条件下大坝协调布置和坝体结构安全关键技术的研究，提出了新型碾压混凝土重力坝布置、结构设计方法和准则以及基础处理技术。重力坝“弧形+直线”新型复合坝轴线布置，解决了坝基左、右两岸硬岩错位、坝后岩体约束条件下重力坝布置难题，使沐若重力坝成为工程、自然与文化成功结合的范例；“岩前重力坝”结构保障了坝体与坝后“圣石”良好结合、联合受力；“桥式”扩大基础处理技术避免了大规模的掏挖岩体及填塘混凝土。（2）开展了狭窄河谷软弱地基高坝消能关键技术的研究，研发了适用于狭窄河谷软弱地基条件的“台阶+挑流”联合消能工，提出了“宽尾墩+前置挑坎+沿程侧向掺气+分区导墙”的台阶面通气及掺气系统。“台阶+挑流”联合消能工在世界最高的台阶面重力坝——沐若水电站（坝高146m，其中台阶总高度120m）成功运用，2015年经历了超5000年一遇的校核洪水检验，汛后检查台阶面几乎无磨损，下游河床未见明显冲刷。（3）开展了典型热带雨林气候条件下高碾压混凝土坝优质高效施工关键技术的研究，创建了高温平峰强日照气候条件下碾压混凝土温控防裂技术体系与标准，研究形成了适应高温多雨地区碾压混凝土快速施工关键技术与方法。研究成果解决了热带雨林地区高温多雨强日照条件下碾压混凝土施工难题，有效缩短了工期。经检验，工程碾压混凝土施工质量良好，并成功取出21米的碾压混凝土长芯，刷新了世界碾压混凝土的长芯记录。研究成果已成功应用于工程建设，节省工程直接投资1亿元，缩短工期1年，尊重了当地宗教信仰，保护了生态环境，取得了显著的经济、社会和环境效益。沐若水电站已建成蓄水，运行状态良好。研究成果推动了碾压混凝土高坝筑坝技术的进步，对中国技术标准向世界推广具有重要意义。依托项目研究获得专利授权9项，其中发明专利5项；出版专著2部，获软件著作权4项，发表代表性论文9篇；成果纳入2部行业规范。沐若水电站被国际大坝委员会授予第三届碾压混凝土坝国际里程碑奖、被中国电力建设企业协会授予2016年度中国电力优质工程奖，以及被湖北省勘察设计协会授予2016年度湖北省优秀工程勘察设计一等奖。成果经专家鉴定达到国际领先水平，具有广泛的推广应用前景。