紫坪铺水利工程坝前堆置品之地震动态响应及稳固性复核分析

《紫坪铺水利工程坝前堆置品之地震动态响应及稳固性复核分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、紫坪铺水利工程坝前堆置品之地震动态响应及稳固性复核分析第1章前言1.1选题依据及研究意义水利水电工程建设和运行过程中，库岸边坡的稳定性一直是影响工程安全的重要因素，尤其是近坝边坡的稳定性，近坝边坡一旦失稳，将对人们的生命财产安全构成严重威胁，1963年的意大利瓦伊昂水库近坝地段滑坡便是一次惨痛的教训，该事故导致当时世界最高的双曲拱坝失效，坝下游两千多人因巨大浪涌丧生。至此之后，各国在水利水电建设中特别重视库岸边坡稳定问题。我国在水电工程建设过程中也逐渐重视水库库岸边坡稳定性分析与评价，例如雅砻江二滩水电站、长江三峡水利工程、黄河小浪底水利枢纽工程。紫

2、坪铺水利枢纽工程规模大，所处地理位置尤其重要，必须确保其万无一失。而左岸坝前堆积体距大坝、引水发电隧洞等主要水工建筑物均很近，一旦失稳，将严重威胁水库和大坝的运行安全，严重威胁下游人民的生命财产安全。对于紫坪铺水利枢纽工程来说，后期蓄水时期堆积体的稳定性如何？地震是否会导致堆积体失稳破坏？以及是否需要进行进一步的工程处理？这都是需要面对解决的问题。在枢纽工程建设阶段，前期大量勘察分析研究得出结论为[1-3]堆积体在水库运行情况下遭遇Ⅶ度地震工况时稳定安全系数仅为1.001～1.005,灯盏坪-胡豆坪一带安全系数均小于1；为了提高堆积体的安全度，四川水

3、利水电勘测设计研究院设计采取了堆碴反压前缘坡体和坡脚的措施对其进行治理。所谓反压，是指在滑坡体的前缘抗滑段以及其外填筑土石从而达到增加抗滑力的一种措施，这种做法主要适用于牵引式滑坡。压重体距坝轴约600m，填筑750.0m～845.0m高程，填筑总方量为184.45万m3。为动态评估堆积体的稳定性状态，成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室采用优化的监测设计方案，对三面临空且曾发生过数次次生蠕滑的灯盏坪前缘部分进行重点监测。2008年5月12日14时28分，距离紫坪铺水利枢纽工程仅17km四川省汶川县映秀镇(北纬31.0°，东经

4、103.4°)发生里氏8.0级强烈地震，地震导致四川盆地西缘(青藏高原东缘)的龙门山断裂带之中央断裂和前山断裂迅速向北东方向破裂，形成长达近300km的地震破裂带[4-5],同时使龙门山和四川盆地的边界沿线发生了9m多的滑动[6]，该次地震具有震级高、震源浅、破坏性强、次生地质灾害严重等特点，产生了数以万计的崩塌、滑坡、堰塞湖等地质灾害[7-10]。该地震导致紫坪铺混凝土面板堆石坝产生了最大为100cm的沉降和60cm的水平位移，枢纽区地震烈度高达Ⅸ～Ⅹ度[11-13]。在汶川地震后，堆积体灯盏坪前缘845.0m～890.0m高程部位发生了3

5、处小规模的地表崩塌，890.0高程公路外侧产生了多条连续的裂缝，堆积体890.0m～915.0m高程有两处小规模滑塌，915.0m高程沿公路外侧有小裂缝，观音坪建筑物倒塌围墙受损，堆积体内部监测仪器亦显示堆积体内部产生了30mm～70mm的水平位移，错动变形大致都发生在基覆界面附近，孔口累计位移均在60mm以上[14-15]。地震导致堆积体前缘发生了一定的变形，但是堆积体整体上处于稳定状态。2009年3月四川省水利水电勘测设计研究院及中国水电顾问集团成都勘测设计研究院在《紫坪铺水利枢纽工程灾后恢复重建初步设计报告》中明确提出：按新的抗震设计标准，左岸

6、坝前堆积体抗滑稳定初步分析计算尚不满足规范安全系数要求，应结合堆积体现状与监测资料，对稳定性计算及参数作进一步复核，合理论证采取工程措施的必要性。通过前期大量资料分析我们可以知道，堆积体在水库运行情况下遭遇Ⅶ度地震工况时稳定安全系数仅为1.001～1.005,灯盏坪-胡豆坪一带安全系数均小于1[1]；尽管其后采取了前缘坡脚反压治理的措施，堆积体的稳定性与否一直是备受关注的问题。经历了汶川8.0级强震，尽管堆积体产生了一些变形，但总体上堆积体仍处于稳定状态。汶川地震场地烈度高达Ⅸ度，远远超出了前期稳定性分析的条件，但坡体总体上处于稳定状态。究竟是前期计

7、算方法里采用的拟静力法方法上的缺陷，还是原计算方法里参数取值不合理，这些问题都值得我们探讨。震后堆积体的稳定性如何也是需要关注的，紫坪铺水利枢纽工程部位极其重要，其稳定性对下游人民的生命财产安全乃至整个成都平原都具有十分重要的意义。故而需要对地震后堆积体的稳定性进行复核，不管在理论方面还是实践来看，这项研究都具有很大价值。自2005年以来，我们一直从事于堆积体监测与稳定性分析工作，拥有大量监测资料及稳定性计算资料，具备解决目前所面临的问题的能力。本文拟结合堆积体现状，充分利用堆积体的监测成果，采用数值分析法模拟堆积体在汶川大地震作用下的动态响应，并对

8、堆积体的稳定性进行复核，具有重要理论意义和工程实用价值。堆积体监测成果反映了堆积体边坡在强震作用下的工程变形