关于汤河水库坝体对抗震安全要求的评价（王弛,李志）

时间：2021-01-14 08:10:30　来源：柠檬阅读网本文已影响人

摘要:本文根据规范《水库大坝安全评价导则》规定，对土坝、溢洪道、输水洞进行抗震复核计算，作出了抗震安全性综合评价。

关键词: 汤河水库抗震安全评价

1 工程概况

汤河水库是太子河一大支流汤河干流上的一座国家大（2）型水库，是一座以防洪、工业和生活用水为主，兼顾灌溉、发电、养鱼等综合利用的水利枢纽工程。坝址位于辽宁省辽阳市弓长岭区境内，距辽阳市39公里。洪水复核后水库总库容6.333×108m3，工程等别定为Ⅱ等，主要建筑物等级定为2级。永久性建筑物的洪水标准定为100年设计，10000年校核。

2 地震烈度复核

根据辽宁省地震局文件[辽震业烈字（ 1976）041号]汤河水库区地震基本烈度定为VII度，地震动峰值加速度为0.1g，设计地震裂度采用Ⅶ度。

根据规范《水库大坝安全评价导则》规定，对地震烈大于VII度的工程必须做抗震复核。所以，本次安全评价对土坝、溢洪道、输水洞进行抗震复核。

3 土坝抗震安全复核计算

根据《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97规定，复核土坝的地震设防类别为乙级，相应的地震效应计算方法可采用拟静力法。

3.1 抗滑稳定复核

3.1.1 计算参数的选取

边坡稳定抗震复核土料计算指标见下表1：

3.1.2 计算断面和荷载组合

根据本次抗震计算的计算工况，《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001规定对正常运用条件遇地震（地震烈度为VII度）的上下游坝坡。

计算断面选取实测现状的最大坝高断面。

坝体边坡稳定计算采用水利部推广应用的《水利水电电工程土石坝设计软件》中的《土石坝边坡稳定分析（STAB）》。计算方法分别采用瑞典圆弧法和毕肖普法。稳定计算成果见表2：

由计算成果可得出，土坝的上下游坝坡的地震抗滑稳定性在正常运用遇地震时，满足规范要求。

3.2 液化分析

大坝坝基和坝壳料都为非液化土层，所以不存在液化的可能。

4 溢洪道抗震安全复核计算

根据《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97规定，复核溢洪道的地震设防类别为乙级，相应的地震效应计算方法可采用拟静力法。

4.1 溢洪道控制段抗滑稳定计算

根据《溢洪道设计规范》SL253-2000堰闸基底面的抗滑稳定安全系数按抗剪断公式计算。

4.1.1 设计参数

混凝土与基岩接触面的抗剪摩擦系数f’=0.6,抗剪断凝聚力c’=0.4MPa。

4.1.2 荷载组合与计算内容

荷载组合为特殊组合：正常高水位时，闸门全关+VII度地震。

按此荷载组合分别复核计算堰体、中墩及边墩的抗滑稳定。稳定计算成果见表3：

计算结果满足规范要求

4.2 液化分析

溢洪道地基为岩石，所以不存在液化的可能。

4.3 强度复核

4.3.1 闸墩强度复核

根据《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97、《水工钢筋混凝土结构设计规范》SL T191-96，对溢洪道边墩和中墩的根部强度进行复核。复核方法为现状结构的极限承载能力对地震组合的所产生的荷载的安全系数。经计算边墩的强度安全系数为K边=5.8>[2.6],中墩的强度安全系数K 中=6.14〉[2.6]。因此边墩与中墩的强度满足地震要求。

4.3.2 牛腿强度复核

弧门牛腿位于闸墩下游侧，高程为108.395m。牛腿结构形式在平面上呈梯形断面，底边宽3.0m、顶边宽1.2m、厚1.05m。弧门支铰中心高程为108.36m。

7度地震时弧门支座推力值为2241400N。由于溢洪道在保坝加固期边墩加厚0.5m，中墩向两侧各加厚0.5m，对牛腿抗裂验算按新老混凝土结合成整体和结合不好分别进行计算：

经复核计算：在新老混凝土结合成整体时：

闸墩受两侧弧门支座推力作Fs=2520000N>2241400N

闸墩受一侧弧门支座推力作Fs=2302326 N>2241400N

在新老混凝土结合不好时按闸墩厚50cm计算：

闸墩受两侧弧门支座推力作Fs=1230000N<2241400N

闸墩受一侧弧门支座推力作Fs=1153200 N<2241400N

由计算可知：在新老混凝土结合良好时，牛腿截面抗裂满足要求。在新老混凝土结合不好时牛腿截面不满足抗裂要求。

由于右边墩牛腿位置已产生上下通长裂缝，缝宽较大（5mm），不具备温度缝特征，分析为新老混凝土结合不良而产生的应力缝。同样由于新老混凝土结合不良，在地震的情况下也不满足抗裂要求。

4.4 进口导流墙和泄槽边墙的稳定计算