工程地质作业_白鹤滩水电站

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资源描述

一、白鹤滩水电站拱坝推力对坝肩的影响分析对于地质条件复杂的高拱坝,坝肩的变形及稳定性对拱坝的受力状态有很大的影响,在研究过程中必须考虑拱坝与坝肩之间的相互作用。为降低三维有限元建模的难度和更好地模拟坝肩复杂的地质构造,分别建立坝肩和拱坝的有限元模型,采用试算迭代的方法考虑二者之问的相互作用;并运用卸荷岩体力学理论的方法分析坝肩岩体开挖卸荷后,在拱坝推力作用下的应力应变情况。结果表明,考虑拱坝推力后坝肩槽上、下游边坡位移变化不大,变幅在1cm左右;拱坝推力对拱端边坡有比较明显的影响,在推力作用下,边坡向坡内有一定的变形。白鹤滩拱坝与坝肩边坡之间的相互作用,并运用卸荷理论分析了蓄水后坝肩岩体的应力应变情况,分析结果表明,(1)分别建立坝肩和拱坝的有限元模型,并采用试算迭代的方法考虑二者之间的相互作用,可以较为准确的模拟坝肩边坡和拱坝的实际应力应变状态,并在很大程度上降低三维有限元建模的难度,有利于更准确地模拟坝肩复杂的地质构造条件。(2)考虑拱坝推力后,坝肩槽上、下游边坡位移变化不大,变幅在1cm左右;拱坝推力对拱端边坡有比较明显的影响,在推力作用下边坡向坡内有一定的变形。(3)蓄水后拱坝推力对坝肩边坡受力状态有很大影响,考虑拱坝与坝肩之间的相互影响十分必要。所以选择对白鹤滩水电站拱坝及坝肩加固。(抗剪洞加固效果、柱状节理扩挖垫座加固等)加固后效果分析及整体安全度评价:根据实际地质信息建立三维数值模型,通过坝肩、坝基岩体及坝体的应力、位移对比及监测点应力、位移随坐标变化的关系曲线,定量分析了工程处理措施对改善坝肩、坝基及坝体应力、位移的作用。采用了水压力超载法及强度折减法来评价拱坝的整体安全性,同时针对坝基采用了点安全系数法进行了分析。计算结果表明:(1)设置抗剪洞后,抗剪洞部位岩体位移连续,断层F33位移错动减小,但抗剪洞设置仅对其设置区域局部应力、位移产生影响,对下游岩体影响不明显。(2)设置柱状节理扩挖垫座后,拱坝坝趾的应力扩散改善,坝体内部的压应力较好地传递到下游岩体中,有效控制了坝体及坝基岩体应力及变形。(3)白鹤滩下坝线拱坝超载系数五=3.2,无=5.4;强度折减安全系数为2.3~2.5,坝基岩体的点安全系数为2.0--2.5。参照国内外类似工程计算结果,白鹤滩下坝线拱坝及坝基岩体的安全度基本满足要求。二、水库地震水库地震:在原来没有或很少地震的地方,由于水库蓄水引发的地震称水库地震。水库蓄水是引起岩体中应力集中和能量释放而产生地震的直接原因。水库地震一般是在水库蓄水达一定时间后发生,多分布在水库下游或水库区,有时在大坝附近。2004年6月,国务院发布《地震监测管理条例》规定,坝高100米以上、库容5亿立方米以上,且可能诱发5级以上地震的水库,应当建设专用地震监测台网。西南诸河规划的水电站基本都在地震活跃地带上,其中,金沙江流域有东川-嵩明地震带、马边-昭通地震带、中甸-大理地震带等。“是否会诱发破坏性地震,要视具体情况,比如地质环境、地质构造背景、水库运行的总体组合条件等。”范晓说,横断山区的地质活动性非常强烈,向家坝、溪洛渡电站处于马边-昭通地震带,历史上曾发生7.1级地震;白鹤滩、乌东德电站处于东川-嵩明地震带上,历史上曾发生过8级地震。“地震预测预报是一个尚未攻破的世界性难题,水库诱发地震的动力机制、水文机制和岩石应变机制等都还存在较大争议。”杨勇说,特别是在青藏高原、横断山这样的地质科学前沿地区更应该继续深入研究。数年前,杨勇曾经把自己考察的一手资料递交有关部门,呼吁重新审视西南水电开发,他提得更多的是如何提高警惕,预防灾变。地震预报是现今最好的办法。建立地震监测台网也受到电站业主和地方政府重视。2004年,相关专家、学者与环保人士曾经呼吁西南水电开发要建立地震监测网络,这一呼声有了良好的落实。据介绍,金沙江下游梯级水电站水库地震监测系统自2006年3月开始建设,包括数字遥测地震台网、强震动观测台网、地壳形变监测网络、地下水动态监测井网和系统网络管理中心,监测网络覆盖金沙江下游4个梯级水电站工程区、水库区及附近范围。该项目已完成一期工程的建设任务,是国内规模最大、组网难度最高的流域水库地震监测系统,打破了以前单个电站、单个水库进行水库地震研究的模式,从流域梯级的角度对4个梯级电站进行整体规划设计。如果所有规划的电站全部建成,金沙江以后就是一个水库连接一个水库的平湖,将失去河流的自然属性。

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