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王仁坤:沙牌拱坝经受了汶川强地震考验
2009/5/12 12:08:47    新闻来源:中国水力发电工程学会

中国水电顾问集团成都勘测设计研究院副院长王仁坤介绍了“沙牌拱坝经受了汶川强地震考验”的情况

王仁坤:沙牌拱坝位于四川省阿坝州汶川县境内,岷江支流草坡河上游。拱坝高132m,是我国于上世纪末建设的世界最高碾压混凝土拱坝,坝顶高程1867.5m,正常蓄水位1866m,总库容1,800万m3,电站装机容量36MW。

    坝址位于龙门山地震断裂带之北侧,距龙门山后山断裂约10km,距离龙门山中央断裂约20公里,根据原地震烈度区划及工程地震危险性分析,坝址原地震基本烈度为Ⅶ度,结合工程规模及抗震要求,拱坝抗震设防标准以100年基准期,超越概率10%确定设计概率水准,相应的地震水平峰值加速度为0.1375g。

    5·12汶川大地震震中距离坝址约36公里,根据文献【1】提供的汶川地震影响区烈度区划,沙牌坝址烈度约Ⅸ度。震前水库水位为正常蓄水位,电站正常运行。震后因山体滑坡,导致引水钢管跨河管桥波纹节破坏,地面发电厂房受损严重,但拱坝工程安然无恙,未发现拱坝结构与基础有明显的震损破坏。本文在简述拱坝设计与建设的基础上,就拱坝基础与结构的抗震安全进行了初步复核,分析成果表明沙牌拱坝经受了超强地震的考验,仍可继续发挥正常挡水任务。

拱坝建设与运行情况

    沙牌电站分两期建设:一期工程采用引水式开发,建低闸临时取水,于1995年11月开始施工,1997年5月发电;二期工程为高拱坝建设,形成具有季调节性能的水库。拱坝工程于1997年6月16日开工建设,后因建设资金短缺,大坝建设时断时续。拱坝 于2003年6月全面竣工,水库于2003年1月开始蓄水。投运以来,坝体结构与基础防渗等各项监测指标均在设计控制范围内。

    综上所述,沙牌拱坝基础地质条件总体较好,坝肩抗滑稳定有保障。拱坝为三心园单曲拱坝,结构受力均匀,主要表现为压力拱受载。在Ⅶ度地震设防情况下,结构应力与基础稳定,略有富裕。工程安全受控于基本组合工况下的拱坝结构应力。拱坝整体稳定性强,具有较高的超载安全度。

汶川地震对工程的影响

    地震发生前,水库水位近于正常蓄水位,二条泄洪洞闸门关闭,电站机组满发运行。地震发生后,经过航拍及现场检查,碾压混凝土拱坝外观完好,无任何破坏,坝肩抗力体稳定,仅见局部浅表岩体吊块或滑移;近坝库岸及可见库区的两岸边坡地形完整、植被葱郁、未见有规模的滑坡体,拱坝经受住了汶川8级地震及多次余震的考验。

    地震对其他建筑物的影响明显。坝上附属建筑如大坝电梯井操作房的填充墙开裂、进水口启闭机排架柱有剪裂,引水钢管的跨河管桥左端波纹管破裂,高压水射流,主副厂房及厂区被淹,发电机组及其他设备被水淹没;靠山侧主副厂房结构因山体飞石严重破坏,厂内桥机砸垮;调压井边坡垮塌,进厂道路多处塌方,厂区受损十分严重。但两条泄洪洞闸门开启正常,震后一条泄洪洞闸门开启泄流,库水位逐步下降。

    当库水位降至1806m高程左右,多次对上下游坝面进行了检查,发现上游面靠右侧横缝的顶部似乎有几米深的张开,但在坝顶横缝对应处无相应的张开迹象。除此之外,坝面实难发现其他开裂。坝内廊道亦未发现地震开裂。

结语

    沙牌拱坝基础地质条件整体较好,拱坝结构设计合理,整体稳定性能高,超载能力大,抗震潜力高;“5.12”汶川大地震波及坝址影响烈度高,但拱坝外观完好,拱坝结构无明显受损,经受了远超设防地震的考验,表现出了拱坝具有超强的抗震能力。沙牌拱坝仍可继续发挥正常挡水任务。

    经沙牌拱坝初步抗震安全复核分析,拱坝抗震潜能巨大,表明现有的拱坝设计理论与方法,完全能够确保大坝设计安全,但要真实掌握拱坝抗震潜能,尚需开展深入研究。

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