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1、1、主要工程问题及研究对策狮子滩水电站位于四川省长寿县境内，是龙溪河I川级开发利用中最上游一级。电站装机容量4.8万kW,年发电量2.06亿kW&middOt;h,水库总库容8.3亿n?,可对天然来流量作多年调节。主耍水工建筑物山混凝土挡墙堆石坝、溢洪道、有压引水系统及电站厂房组成。溢洪道位于堆石坝左端条形山脊天然规口，总宽112.0m,设计最大泄洪能力4910.Om3/s,从溢流坝至挑水坎总长358.Om,其中，首段为重力式混凝土溢流坝，共分5个坝段，坝段长22.0-23.Om,闸墩宽4.Om,在闸墩中心线分沉陷缝，
2、建基面高程从1号至5号坝段为326.5—318.Om,溢流堰顶高程340.Om,坝顶高程350.Om,最大坝高32,Om,溢流坝上设置7.0mxl8.Om(高x宽)弧形闸门5孔。中段为泄水陡槽，长322.5m,平均坡降4.95%,末端为混凝土低鼻坎矩形差动式挑水坎。狮了滩水电站于1957年3月全部建成，至今已安全运行41年。在多年运行期间，水库最低蒂水位325.09m,较死水位低3.14m,垠高运行水位347.58m,较正常高水位高0.85m,溢洪道实际下泄垠人流量1750n?/s,仅达设计泄洪能力的35.6%,溢洪道
3、各建筑物还未经受设计绘人泄流量考验，同时,经过多年蓄水运行，溢洪道相继岀现一些影响安全运行的工程问题，主耍包括：(1)溢流坝上游铺盖被淘空。原设计溢流坝上游铺盖为1：4坡度的粘土铺盖，表而再铺块石保护，施工时作了修改,铺盖粘土只回填至330.Om高程,330.Om高程以上改用废渣回填,经过多次泄洪,下泄水流将回填废渣及330.Om高程以下的粘土大量带走，铺盖人部分已失去保护，溢流坝前沿基础已经暴露在外，致使渗径缩短，増加了帐幕前坝基渗透压力，并可能拉裂帐幕，影响溢流坝体的整体安全。(2)溢流坝稳定安金参数偏低。由于溢流
4、坝基础大部分位于薄层砂岩上，砂岩厚度一般为3.0-4.Om,以下为砂质粘土与砂岩互层，岩性变化人，节理裂隙发育，问有风化破碎带，在砂质粘土岩中分布有埋深较浅，产状近于水平且连通性较好的G4、G5软弱夹层，其屮建基面以下8.Om的G5夹层分布于整个溢流坝基。原设计根据竣工资料,对1号一5号坝段在校核洪水条件下的稳定性进行复核，I号一3号坝段抗滑稳定安全参数Kc为1.0-1.08,4号坝段为0.91,5号坝段为0.94,山此可见4号、5号坝段的Kc值不能满足现行规范要求。为客观评价4号、5号坝段的稳定安全性，设计上建议在稳
5、定分析中考虑尾部岩体的抗剪作用，这种计入尾部岩体抗力的分析方法是合理的，但对4号、5号坝段稳定安全参数量值上的变化设计上未作详细说明。(3)溢流坝普遍出现贯穿性裂缝。据狮子滩溢洪道运行总结报告介绍，溢流坝体岀现的贯穿性裂缝可分为三类：第一类是遗留的施工冷缝;第二类是山于混凝上浇筑过程中耒采収严格温控措施和拆模过早等因素形成的，先期(末薔水发电询)裂缝;第三类则是在多年运行期间，山于坝ifii温度随外界气温变化所产生并逐步演变形成的。上述三类贯穿性裂缝的形成原因，以及对坝体安全性的影响程度，是工程上所关心的问题。针对狮子
6、滩电站溢洪道所存在的上述三个主要问题，结合溢洪道多年的运行与安全监测资料，以及1990年狮了滩水电站人坝安全定检时所修定的最新地质水文成果，运用三维弹塑性冇限方法，以上游铺盖、溢流坝及下游护坦和坝基岩体作为计算整体，对溢流坝体的变位与应力特征，以及上述（1）、（2）因素对坝体稳定性的影响进行定屋分析评价，给出狮子滩电站溢流坝现今与进行工程处理后所具冇的整体安全储备，同时，还对溢流坝出现贯穿性裂缝的原因及英影响作了初步分析。2、有限元数学模型及计算方法2.1有限元计算范围及结构离散选取最大坝高，抗滑稳定安全参数最低的4号
7、坝段作为分析对彖，并沿上下游及坝基方向延伸一定范围构成三维计算域，其中：垂直水流方向（Y向）：溢流坝1+81.31—溢流坝1+103.31m；平行水流方向（X向）：0-30.00-0+80.00m：垂直方向（Z向）:建基面以下32.0m至坝顶,绝对高程290.0—350.Om,相对高差60.Om。该区域包括4号坝段左右闸墩，溢流坝体、上游前坦30.0m与下游护坦50.Om,以及坝基以下薄层砂岩、砂质粘土岩互层与软弱破碎带G5。根据溢流坝受力特点及坝基地层分布界而，对计算域进行剖分，其中坝体和护坦混凝土结构，以及坝棊岩体
8、采用空间8节点等参元模拟，G5软弱夹层以8节点夹层单元模拟,为反映坝体与坝基岩体接他面相对剪切变形，该接触面用接触界面单元模拟“2.2材料物理力学参数参考原设计采用材料物理力学参数，并结合1990年狮了滩水电站溢洪道坝基岩右力学试验成果，木次冇限元分析计算选用材料参数见表1。农1材料物理力学参数农密度抗压强度抗拉强度抗剪断强度抗剪
