理论教育 江垭水库:PMF大坝安全核算与评述

江垭水库:PMF大坝安全核算与评述

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:大坝稳定复核分别选定非溢流坝和溢流坝两个最高剖面进行计算。当发生PMF,水位高达247.7m时,按基本假定计算,则大坝的抗滑稳定能满足规范要求。所得结果,从计算来看,大坝的抗滑稳定和基面应力均可满足新老规范中特殊荷载组合的安全要求,计算是恰当的。

江垭水库:PMF大坝安全核算与评述

(一)计算条件

1)上游最高洪水位247.70m,相应下游水位155.44m。

2)应力控制标准:坝基面的垂直正应力σmax<坝基容许压应力7MPa。

3)基岩物理力学指标:坝基主要持力层抗剪断强度;坝基加权平均摩擦系数为1.02~1.05,取1.035;粘聚力为1.36~1.40MPa,取1.38MPa。

4)其他。坝基帷幕位置距上游坝面10.5m,折减系数0.5;排水孔位置距上游坝面12.5m,折减系数0.25。淤沙高程165.00m,浮容重0.65t/m3,内摩擦角12°。混凝土设计容重2.4t/m3(竣工检验结果,坝体混凝土容重为2.48t/m3)。

5)荷载组合。根据规范规定,当特大洪水发生时,大坝稳定复核按特殊组合考虑,考虑的荷载包括:①坝体自重;②静水压力;③动水压力;④扬压力;⑤泥沙压力;⑥风浪压力。

6)计算剖面。大坝稳定复核分别选定非溢流坝和溢流坝两个最高剖面进行计算。非溢流坝坝顶高程245.0m,顶宽12m,建基面高程118m,最大坝高127m。溢流坝表孔堰顶高程224.0m,中孔进口底板高程180.0m,建基面高程114.0m,最大坝高131m。

7)基本假定。为了计算方便,假定大坝两岸山体的绕坝渗流防渗体系能够封闭最高洪水位247.7m;同时,坝顶漫洪水深2.7m时,不会冲淘破坏两岸非溢流坝坝趾,保证坝趾能承载大坝最大主压应力。这只是计算所需要的两条基本要求,目前在工程实际中尚未实施。

(二)按“78”规范复核

1.本工况为特殊荷载组合

抗剪断稳定安全系数K′≥2.5;坝基面所承受的最大垂直正应力σymax应小于坝基容许压应力(计入扬压力,坝基容许压应力为7MPa);坝踵最小垂直正应力σymin应大于零(计入扬压力)。(www.daowen.com)

2.计算成果

PMF发生时,按1993年原初设采用的“78规范”及有关计算参数,经核算,大坝最高断面的抗滑稳定安全系数及坝基边缘应力主要成果列于表6-24。

表6-24 抗滑稳定、坝基应力成果表

① 坝体混凝土容重改按竣工检验资料24.3kN/m3计算成果。

从表6-24可以看出,若能满足计算中的基本假定,大坝抗剪断稳定安全系数、坝基面边缘正应力均满足“78规范”的安全要求。

(三)按“99规范”复核

根据新颁规范(DL5108-1999)《混凝土重力坝设计规范》复核。当发生PMF,水位高达247.7m时,按基本假定计算,则大坝的抗滑稳定能满足规范要求。但坝趾应力略大于坝基容许应力,非溢流坝坝踵出现有0.052MPa拉应力,不能满足规范的安全要求。

但若考虑坝体容重由23.52kN/m3改为24.3kN/m3,修改计算时,坝踵拉应力消失,转为0.049MPa的压应力,可以达到规范的安全要求。

(四)大坝安全评述

当江垭水库发生可能最大洪水(PMF)22700m3/s时,大坝上、下游水位分别为247.7m和155.44m,坝顶漫溢水深2.7m(拆除防浪墙后),湖南省水电院对这种特殊工况,按照“78规范”(初设时采用)和新颁“99规范”,进行了大坝安全复核。所得结果,从计算来看,大坝的抗滑稳定和基面应力均可满足新老规范中特殊荷载组合的安全要求,计算是恰当的。因此,只要采取措施使两岸坝端防渗设施能抵御247.7m的坝前水位,在漫坝水深2.7m时坝趾不会被冲蚀破坏,大坝抗御可能最大洪水(PMF)是安全的。

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