大壩安全可靠性分析

1、<p><b>　　大壩安全可靠性分析</b></p><p>　　摘要：本工程根據(jù)運行45年以來的洪水過程線的實測資料，結(jié)合理論計算，大壩的安全穩(wěn)定性較高。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：大壩；安全；分析 </p><p>　　Abstract: This project according to the measured data

2、 of flood hydrograph operation in 45 years, according to the theoretical calculation, high safety and stability of the dam. </p><p>　　Key words: dam; safety； analysis; </p><p>　　中圖分類號：TV698.2+3文

3、獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號： </p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　潭嶺水電廠位于廣東省北部連州市境內(nèi)，連江上游星子河支流的潭源洞水。是一座以發(fā)電為主，兼顧防洪、灌溉等效益的綜合性利用工程。壩址以上集水面積142km2，設(shè)計多年平均進(jìn)庫流量4.75m3/s，水庫的正常高水位643.0m，設(shè)計洪水位644.8m，校核洪水位645.7m，水庫

4、總庫容17650萬m3，屬多年調(diào)節(jié)水庫。工程等級為大（二）型?？傃b機3×12.5MW=37.5MW，設(shè)計多年平均發(fā)電量1.43億kWh。灌溉面積5.5hm2。 </p><p>　　電站樞紐建筑物組成包括砼重力壩、泄洪底孔、電站取水口、引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道及地下廠房和開關(guān)站等。大壩工程于1966年10月完工，1969年4月第一臺機組投產(chǎn)發(fā)電，1970年10月三臺機組全部投產(chǎn)。大壩工程于1967年1

5、月12日進(jìn)行了水庫蓄水驗收工作。 </p><p>　　大壩壩址區(qū)為燕山期中粒斑狀花崗巖，巖性堅硬，強度較高，風(fēng)化層厚度在2~10m左右，為良好的壩基基礎(chǔ)。由于斷層和裂隙比較發(fā)育，在壩軸線附近共分布有18條斷層，其性質(zhì)為壓性或壓扭性，且往往互相穿插，寬度亦極不穩(wěn)定，致使某些地段形成了一些缺陷，但河床巖石尚較完整、新鮮。岸坡大部份為微風(fēng)化基巖。 </p><p>　　壩址區(qū)地震基本烈度為六度

6、。 </p><p>　　大壩安全可靠性分析，包括兩個方面的內(nèi)容：（1）復(fù)核大壩運行設(shè)計的安全可靠性，（2）出現(xiàn)非常情況時，大壩的安全情況的分析。 </p><p>　　2 大壩運行設(shè)計的安全可靠性復(fù)核 </p><p>　　2．1大壩的運行設(shè)計 </p><p>　　本樞紐工程系以發(fā)電為主，兼有防洪、灌溉綜合效益的工程，但水庫不設(shè)置專門的防

7、洪庫容。水庫的運行調(diào)試方式為：庫水位低于或達(dá)到正常高水位643.0m時，除非出現(xiàn)意外情況，泄洪底孔一般不渲泄流量，全部來水均用于發(fā)電和存入庫內(nèi)，水庫的運行調(diào)度服從發(fā)電的需要，由省電力局中調(diào)所統(tǒng)一調(diào)度。在汛期，不論是否發(fā)生洪水，當(dāng)庫水位低于正常高水位時，仍不泄洪，將全部來水用于發(fā)電和存入庫內(nèi)；當(dāng)庫水位超過正常高水位（汛期防洪限制水位）時，則根據(jù)水文預(yù)報資料，算出洪水總量、洪峰流量及下游洪水情況，由防洪領(lǐng)導(dǎo)小組確定泄洪要求，在確保大壩安全的

8、條件下，盡量減少排洪量，以提高下游的防洪能力和電廠的發(fā)電效益。在正常高水位時，兩條泄洪底孔的泄洪能力為110.2m3/s，發(fā)電引水流量為9.5m3/s。 </p><p>　　2．2水庫運行的實際情況 </p><p>　　水庫自1966年10月下閘蓄水以來，歷年達(dá)到的最高庫水位及其泄洪情況如下表： </p><p>　　從上表可以看出，由于本水庫系完全多年調(diào)節(jié)水庫

9、，發(fā)電效益較好和有灌溉任務(wù)。因此，水庫蓄滿的機會是不多的。建庫45年來，在汛期達(dá)到正常高水位，并真正需要進(jìn)行泄洪的年份僅有1997年一年，且其泄洪流量有110m3/s，泄洪時間不足兩天，這說明需要動用泄洪底孔進(jìn)行泄洪的機會是很少的。另根據(jù)近幾年汛前檢查試放水的試驗表明，泄洪底孔的運行操作靈活方便，可靠性好（詳見電廠運行專題報告）。盡管在泄洪時，其噴射水流對下游山坡會發(fā)生沖刷，對山坡的穩(wěn)定有一定影響，但近期不致影響正常泄洪。 </p

10、><p>　　2．3根據(jù)調(diào)洪演算，大壩抗滑穩(wěn)定、大壩基礎(chǔ)處理及壩基應(yīng)力復(fù)核、泄洪底孔的水力計算和結(jié)構(gòu)計算的復(fù)核，說明大壩的設(shè)計均能滿足現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的要求。又根據(jù)大壩原型觀測資料的分析得知，大壩的運行情況是正常的。 </p><p>　　綜合上述三個方面的論證，可以認(rèn)為大壩的運行設(shè)計是安全可靠的。 </p><p>　　3 非常情況時大壩的安全情況分析 </p>

11、;<p>　　對大壩出現(xiàn)非常情況時其安全情況從下述情況兩個方面進(jìn)行了分析。一是在正常高水位情況下，大壩出現(xiàn)異常情況，需要將水庫放空所需時間的計算。二是當(dāng)出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)的異常洪水時，大壩的安全情況分析。 </p><p>　　3．1本水庫的泄洪底孔和發(fā)電引水隧洞的進(jìn)口高程均比較低，分別為616.0m和619.0m,均可以作為大壩出現(xiàn)異常情況時放空水庫之用。在庫水位降低至616.9m時，庫內(nèi)存水已不足80萬

12、m3。因此，不會對下游造成威脅。 </p><p>　　當(dāng)天然來水量為汛期最大月平均來水流量10m3/s，經(jīng)計算得知：⑴利用兩條泄洪底孔和電站滿負(fù)荷發(fā)電，將庫水位從正常高水位下降至水庫死水位623.0m時，約需17天。⑵單獨利用兩條泄洪底孔放水，庫水位從正常高水位降至死水位時約需18.7天；降至616.9m高程時約需23天。另根據(jù)上面的統(tǒng)計資料得知，水庫的水位能力達(dá)到正常高水位的機會是不多的。實測多年最高庫水位平

13、均值僅為638.06m，比正常高水位低5m。因此，實際上將水庫存水泄空的時間遠(yuǎn)比上述計算得出的放空時間少，可以滿足水庫放空的要求。 </p><p>　　3．2當(dāng)水庫出現(xiàn)超過校核標(biāo)準(zhǔn)的異常洪水，如達(dá)到5000年一遇的超標(biāo)準(zhǔn)洪水時，由于泄洪能力的不足，水庫水位將會上升，超過校核洪水位，經(jīng)調(diào)洪估算得知，庫水位約升高至646.35m，尚比壩頂高程647.0m低0.65m，即使加上風(fēng)浪高，亦不致出現(xiàn)漫壩現(xiàn)象。此時，大壩的

14、抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)（以3#壩段為代表）K’=3.72，壩基的應(yīng)力仍低于允許應(yīng)力范圍之內(nèi)。這說明大壩是具有足夠的安全度的。 </p><p><b>　　4 結(jié)語 </b></p><p>　　綜合上述兩方面的分析，在正常運行設(shè)計工況下的安全性十分可靠，能夠抗御正常來水下的安全穩(wěn)定；當(dāng)出現(xiàn)非常情況時，即5000年一遇的洪水時，庫水位約升高至646.35m，大壩的抗滑穩(wěn)定安