公示材料-湖南水利水电勘测设计研究总院

一、项目名称：欧阳海拱坝反拱稳肩消能防冲工程技术研究

二、推荐单位意见

2017年1月11日，湖南省水利厅在长沙组织召开了本课题的科技成果鉴定会，鉴定意见认为研究成果具有国际先进水平。

该项目成功应用于欧阳海水库大坝除险加固工程，并取得明显的经济效益和社会效益，其理论、方法与工程技术研究成果均对同类新建或除险加固工程具有重要的参考价值和指导意义。

该成果提交的内容、完成单位以及完成人员真实有效，填报内容符合填报要求。同意推荐申报湖南省水利水电科技进步奖。

三、项目简介

本项目属水利水电工程建筑优化设计领域。

欧阳海水利枢纽工程是一个以灌溉为主，兼有发电、防洪、航运及养殖等综合效益的大（Ⅱ）型水利工程。欧阳海大坝为砼双曲拱坝，坝基为巨环班黑云母花岗岩，坝高58m，坝腰开设5个大孔口（高7m×宽11.5m）泄洪，相应孔口单宽流量105.91 m3/s.m,采用挑流消能。主坝下游180m处，设二道坝。工程完建于1972年，限于当时的条件，坝下未设消力池，经30多年运行，左右岸坡在宣泄洪水时遭受冲刷，崩坍严

重，2002年4月实测冲刷深度已达9m。经地勘工作查明，左岸存在断层F

A1和F

A2

碎裂

隙面4组，倾向河床，同时岸坡顺流向倾角节理发育，对拱肩稳定极为不利，安全鉴定认为必须除险加固。考虑到冲刷坑将会继续加深，F

A2

组破碎裂面将切断坡脚，形成临空面，破坏左岸拱肩稳定，直接威胁大坝安全。为了采取有效工程措施除险加固，确保大坝安全，2002年1月正式成立课题组，开展“欧阳海拱坝反拱稳肩消能防冲工程技术研究”，该课题被列为湖南省水利水电重点攻关科研项目。

课题组进行了工程地质、水工结构、数学、结构力学、弹塑性力学、水力学、混凝土结构学、工程安全监测等多学科综合系统研究，创建了“二次抛物线曲面砼反拱消力塘体型”，并对该体型稳肩消能防冲理论与工程技术作了深入研究，经多方案比较，最终提出采用“二次抛物线曲面砼反拱稳肩消能防冲优化设计方案”为欧阳海拱坝除险加固技施方案，于2004年3月竣工并投入运行，经历了百年一遇大洪水的考验，运行安全，效果良好。课题组进行了长达12年的泄洪运行观测和工程安全监测及分析，2016年又进行了砼现状质量检测及分析，取得各运行工况下的科学数据进行科学总结，完成课题研究。

课题组首创抛物线曲面砼反拱消力塘，解决了传统圆弧反拱不能解决的工程结构难题，创造性地集消能、防冲、稳肩（拱坝坝肩）三大功能于反拱消力塘一体，打破了国际上反拱消力塘只具消能、防冲两大功能的常规设计法，首次将反拱消力塘用于大型拱坝工程除险加固，在拱坝坝肩失稳的特殊情况下获得成功，大大节省了防止拱坝坝肩山体滑坡稳肩的工程量，从而解决了这一世界性工程除险加固难题。经检测通过12年的泄洪考验，表明反拱体型优良，流态平稳消能防冲，应力分布合理，稳定坝肩，确保了大坝安全，在国际上尚属首例。

课题组通过水力学科学试验和原型观测，建立了目前国际上尚未建立的抛物线反拱消力塘一系列水力学计算公式，填补了该领域的空白。

“二次抛物线曲面砼反拱稳肩消能防冲工程技术”成功应用于欧阳海水库拱坝除险加固工程，并取得了显著的经济效益和社会效益。

该项研究成果具有国际先进水平。其理论、方法与工程技术研究成果均对同类新建工程及除险加固工程设计都具有重要参考价值和指导意义，具有广阔的推广应用前景。

四、客观评价

1、科技查新报告

水利部发展研究中心于2016年10月17日对本项目进行了国际查新，得出如下查新结论：

本查新课题创建二次抛物线曲面砼反拱数学力学模型，得出二次抛物线曲面砼反拱消力塘最大时均动水压力、动水压力最大变幅值和脉动压力的最大均方根值的经验关系式，经有限元力学计算分析和水力学模型试验验证，并应用于工程实际，欧阳海反拱原型运行良好。本次检索未见相同的文献报道。

本查新课题在欧阳海拱坝除险加固工程中，采用二次抛物线曲面砼反拱消力塘与预应力锚索有机联合共同作用，在拱坝坝肩失稳、消能坑破坏且最大单宽流量达105.91m2/s的工程状况下进行除险加固，并获得成功，反拱同时具有稳肩（拱坝坝肩）、消能、防冲三大功能。本次检索未见相同的文献报道。

2、科技成果主要鉴定意见

该成果主要创新点：

(1)首次将反拱体型水垫塘技术用于大型水库大坝除险加固工程。

(2)首次将“二次抛物线曲面砼反拱体型”用于欧阳海拱坝下游消能防冲加固，经有限元力学计算分析和水力学模型试验验证，并成功应用于工程实际，经原型观测表明，体型流态平稳、应力分布合理、消能效果好。

(3)结合欧阳海拱坝实际情况，二次抛物线反拱消力塘不仅具有消能、防冲功能，还具有稳肩作用；既减少了河槽段除险加固工程量，又节省了拱坝坝肩稳定处理的工程量。

(4)经水力学模型试验研究，成功地得出二次抛物线曲面砼反拱消力塘最大时均动水压力P、动水压力最大变幅值Amax和脉动压力的最大均方根值2P的经验关系式，对于类似工程设计与研究具有重要指导意义。

该项成果“二次抛物线曲面砼反拱稳肩消能防冲工程技术”成功应用于欧阳海水库拱坝除险加固工程，并取得了显著的经济效益。其理论、方法与工程技术研究成果均对同类新建或除险加固工程具有重要参考价值，具有广阔的推广应用前景.

综上所述，该项研究成果达到国际先进水平。对同类新建工程及除险加固工程设

计都具有重要参考价值和指导意义。

五、推广应用情况

该项研究成果从工程地质、水工结构、数学、结构力学、弾塑性力学、水力学、混凝土结构学、工程安全监测和材料等科学领域系统深入细致地研究了二次抛物线曲面砼反拱稳肩消能防冲工程，并成功地应用于欧阳海水库拱坝除险加固工程，该工程于2004年3月竣工，投入运行后经历了百年一遇大洪水的考验，经过12年的实际运行考验，有效地起到了反拱稳肩消能防冲作用，确保了拱坝的稳定安全，并对下游行洪安全起到了可靠的保障作用。该工程没有发生过任何安全事故和工程质量问题，运行正常（详见欧阳海灌区水利水电工程管理局关于欧阳海拱坝反拱稳肩消能防冲工程运行情况证明）。该项目其理论与工程技术研究成果、设计与施工及运行管理经验对同类新建或除险加固工程均具有重要的参考价值和借鉴意义，具有广阔的推广应用前景。

随着科学技术的不断发展，二次抛物线曲面砼反拱稳肩消能防冲工程技术研究的成功，必将推动水利水电工程拱坝及其它坝型反拱稳肩消能防冲工程技术研究和工程实践。

六、主要完成人情况:详见表1。

表1主要完成人情况表