高地震烈度区复杂地质条件下高拱坝的安全可靠性研究

Research on the Safety and Reliability of High Arch Dams in High Seismic Intensity Zones with Complex Geological Conditions

问题年度:2024 问题类型:工程技术难题 学科领域:地球科学 学科细分归类:水利工程

推荐机构:中国大坝工程学会

高地震烈度区 高拱坝 相对单薄 不对称

问题描述

LP水电站地处青藏高原与云贵高原之间的斜坡过渡地带,区域构造稳定性较差,场地基本烈度Ⅷ度,挡水建筑物为300m级特高拱坝,抗震设防烈度Ⅸ度。拱坝坝址存在右拱肩山体相当单薄、左右岸地形不对称、两岸坝基综合变模对称性差、左岸坝基上下部变模差异较大等复杂地质条件,特高拱坝建设需重点开展相对单薄的右拱肩整体稳定性分析、地形地质条件不对称情况下的拱坝体形优化、复杂地质条件的建坝基础处理、工程安全可靠性评价等方面研究工作。

问题背景

LP水电站属300m级特高拱坝,地处青藏高原与云贵高原之间的斜坡过渡地带,区域地质构造稳定性较差,地震设防烈度Ⅸ度,同时坝址存在右岸拱肩山体单薄(最小距离不足300m)、两岸地形不对称、两岸建基面岩体变形模量不对称、左岸坝基相邻高程建基面岩体变形模量差异较大的特点。虽目前国内锦屏一级水电站坝高305m、地震设防烈度Ⅷ度,白鹤滩水电站坝高289m,地震设防烈度Ⅸ度,但同类项目两岸山体均较完整,拱座抗力体均较为雄厚,LP水电站存在的高地震烈度区复杂地质条件超同类工程经验,国内外无同类工程经验可参考,且针对该复杂情况下特高拱坝建设整体稳定无评判标准。因此,急需对高地震烈度区复杂地质条件下LP水电站特高拱坝的整体稳定性开展大量研究和论证工作。

最新进展(截止问题发布年度)

自白鹤滩水电站等工程建设后,强震区300m级特高拱坝建坝技术已取得一定的建设经验,但高地震烈度、300m级特高坝、拱肩抗力体相当单薄这些特征叠加的情况,在同类工程中无经验可参考。

在高拱坝工程建设中,已建龙羊峡水电站、沙牌水电站均存在拱坝抗力体相对单薄的问题,应该说积累了一定的工程经验。但龙羊峡水电站为混凝土重力拱坝,大幅降低拱端推力对抗力体的不利影响,且坝高仅178m,抗震设防烈度为Ⅸ度;沙牌水电站拱坝最大坝高仅130m,抗震设防烈度Ⅷ度,量级距300m坝差距较大。基于龙羊峡、沙牌等工程建设已积累的一定经验,对拱坝抗力体单薄等复杂情况下强震区特高拱坝的建坝技术有待进一步研究,通过研究工作解决类似LP水电站等工程建坝技术问题,同时形成拱坝抗力体定量或定性的评判标准。

重要意义

基于LP水电站特高拱坝建设的特点,开展高地震烈度区复杂地质条件下特高拱坝建坝技术研究工作,为LP水电站工程建设提供技术支持,是LP水电站工程建设急需解决的难点。同时研究成果可为同类特高拱坝建设提供实践和理论支撑,并形成拱坝抗力体整体稳定评判标准,有助于高地震烈度区特高拱坝的应用推广和筑坝技术的进步。