“5.12”汶川大地震时冶勒大坝实测动力反应

2008年5月12日14时28分四川汶川发生M8.0级大地震,冶勒大坝距震中汶川约258公里,具有强烈震感,大坝的强震监测台阵对此次大地震有较完整的有效数据记录。针对这些实测地震记录,采用时程分析方法和频谱分析方法分析大坝的地震反应特征和规律,并结合其它监测资料,考察了此次大地震对冶勒大坝所产生的影响,认为冶勒大坝在震后运行性态稳定,情况基本正常。此外,将此次地震记录与以往监测的地震记录进行对比分析,获得了冶勒大坝与一般土石坝不同的地震动力反应规律,这种特殊规律与冶勒大坝特殊的地质条件密切相关。

芦山地震冶勒大坝强震监测资料分析

冶勒沥青混凝土心墙堆石坝最大坝高为124.5 m,坝址区地震烈度高,地质条件复杂,两岸坝基条件严重不对称。大坝上布设了9台强震仪组成的强震监测台阵,曾获得2008年汶川地震和攀枝花地震的大坝强震监测记录。2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生里氏7.0级地震,冶勒大坝距震中约212.5 km,坝址区震感较为强烈,强震监测台阵获得了此次地震较为完整的有效记录。对芦山地震主震记录进行时域分析和频谱分析,总结冶勒大坝在芦山地震中的动力反应规律,并与汶川地震时坝体动力反应进行对比分析。研究表明,芦山地震主震时冶勒大坝最大加速度记录为47.043 cm/s2,最长持续时间为76.98 s,坝顶动力放大效应明显;芦山和汶川地震时大坝动力反应规律的差异与地震波频谱特性及大坝自振特性等密切相关。总体而言,冶勒大坝在震后运行安全稳定,芦山地震未对冶勒大坝造成明显不利影响。

汶川地震冶勒大坝动力响应规律分析

冶勒大坝为沥青混凝土心墙堆石坝,最大坝高124.5 m,坝基地质条件复杂。该坝址距"5.12"汶川大地震震中约258 km,地震发生时坝区有强烈震感,大坝强震监测台阵获得了主震较为详细的地震记录。采用三维非线性动力有限元方法对冶勒大坝在"5.12"汶川地震主震作用下的动力反应进行分析。分析时,以基岩实测加速度时程作为地震动输入,最大峰值加速度为11.968g,持续时间为124.4 s。有限元动力计算结果与监测资料反映规律吻合较好,获得了冶勒大坝与一般土石坝不同的地震动力反应规律:大坝地震响应分布从左岸到右岸逐渐增大且横河向地震响应较大,这种特殊的反应规律与冶勒大坝左右岸基础严重不对称的特殊地质条件密切相关。

混凝土防渗墙开裂对坝基渗透稳定性的影响

采用渗流有限元方法分析混凝土防渗墙开裂对坝基土体渗透稳定性的影响。以冶勒水电站工程为例,分析在坝基地层地质条件复杂、各岩层的渗透特性差别较大的情况下,在坝基混凝土防渗墙开裂时,坝基覆盖层各土层渗透破坏区的范围,同时还对坝基渗透破坏区域进行了渗透扩展过程分析。计算结果表明:若防渗墙不开裂,设计防渗工况能满足工程安全要求,若防渗墙开裂,则坝基土体可能会发生渗透破坏,而且防渗墙裂缝宽度和条数对坝基渗透稳定性和渗透破坏区范围的大小有重要影响。

湿化效应对沥青混凝土心墙坝的应力变形影响

对冶勒沥青混凝土心墙坝蓄水变形及实际运行中存在的问题进行了有限元仿真计算。分析结果表明,在蓄水湿化变形后,坝体的最大沉降区域向心墙上游侧偏移,上游侧坝体围压显著降低,坝体应力水平增大。这与大坝变形规律较吻合,具有一定的工程参考价值。

光纤传感技术在冶勒水电站大坝变形监测中的应用

用传统传感器检测混凝土大坝的裂缝在全面收集其重要实况信息方面尚有一定局限性,分布式传感光纤可以有效解决这一难题。基于"瑞利散射一微弯损耗"原理机制,当混凝土出现裂缝时,埋设于其中的传感光纤受到拉剪作用,引起光纤产生微弯,并引发光强损耗,通过光损耗变化大小、分布状态和距离,从而迅速检测出裂缝的位置、宽度等。冶勒水电站大坝混凝土防渗墙基座变形监测中应用了分布式光纤传感技术,效果良好。

高寒多雨地区碾压式沥青混凝土心墙施工技术

针对四川冶勒水电站的气候条件,对其碾压沥青混凝土心墙堆石坝进行了适应高寒多雨地区碾压沥青混凝土施工方法的试验研究。先后多次进行沥青混合料摊铺层厚30cm的碾压试验研究、环境气温在-5℃以上和日连续铺筑2～3层施工方法的试验研究,并取得了成功。经过冶勒水电站大坝碾压沥青混凝土防渗心墙铺筑施工的实践,验证了应用这些施工方法进行沥青混凝土心墙铺筑施工的质量可靠性,增加了高寒多雨地区沥青混凝土的施工天数。

冶勒水电站沥青混凝土心墙堆石坝

冶勒水电站沥青混凝土心墙堆石坝是国内已建和在建同类型堆石坝中最高的一座,且建于深厚覆盖层上,其设计技术有特色、有创新。本文对冶勒水电站堆石坝的设计作了较全面的介绍。

试论冶勒大坝地震动力反应分析

对冶勒大坝所取得的2次地震监测资料进行整理,分析大坝几个特征点的动力加速度反应情况;并采用有限元数值模拟技术,对坝体在地震作用下的动力反应进行了计算。根据强震监测资料分析成果以及有限元地震动力反应计算结果,分析了大坝地震动力反应特性。

冶勒水电站坝基防渗处理设计

冶勒水电站大坝为沥青混凝土心墙堆石坝,建造于高地震烈度区、深厚不均匀覆盖层上。坝基防渗左岸采用混凝土防渗墙接基岩灌浆帷幕,河床部位采用混凝土防渗墙嵌入覆盖层相对隔水层内一定深度,连接渐变为右岸防渗墙接深帷幕灌浆,右坝肩基础最大防渗深度约200 m,采用两层合计140 m深混凝土防渗墙接60 m深帷幕灌浆联合防渗。该坝基防渗处理的设计与施工难度国内外罕见,目前工程进展基本顺利。

冶勒水电站大坝深厚覆盖层防渗墙施工

四川冶勒水电站大坝基础防渗处理的重点及难点在右岸,右岸覆盖层深达400m以上,要处理的深度达到220m,防渗墙结构复杂,特别是墙与墙上下相接、墙下还设有帷幕灌浆,以及超深槽孔的接头等,施工难度极大,目前国内外防渗墙施工的水平无法达到该深度。通过设备改造和相关技术研究,以及采用上下三层墙相连接的形式进行施工,即台地上明挖现浇、台地悬挂防渗墙和其底部廊道内的防渗墙,解决了超深防渗墙施工及墙接头和洞内施工的难题,并取得了一些经验。

基于强震监测记录的冶勒大坝动力反应特性初步分析

冶勒沥青混凝土心墙堆石坝最大坝高为124.5m,坝址区地震烈度高,地质条件复杂。大坝上布设了9台强震仪组成的强震监测台阵,自2005年12月开始投入运行至2014年12月底共获得有效记录57次,其中包括汶川地震、攀枝花地震和芦山地震记录。对典型强震记录进行时域分析和频谱分析,初步总结了冶勒大坝的动力反应特性。研究结果表明,大坝坝顶部位的动力反应主要以放大为主,并且随着底部PGA的减小,坝体放大倍数明显增大;由于地震动本身震源特性、传播途径的差异,大坝在不同地震中动力反应的频谱特性明显不同,但多次记录均显示土石坝体有较为明显的滤波作用。

汶川地震对冶勒大坝右岸抗渗稳定性的影响评价

冶勒大坝为沥青混凝土心墙堆石坝,最大坝高124.5 m,坝基地质条件极其复杂。该坝址距"5.12"汶川大地震震中约258 km,地震发生时坝区震感强烈。从渗流量及渗流场变化、坝基覆盖层液化和防渗墙地质雷达检测结果等3个方面分析评价了汶川地震对冶勒大坝右岸抗渗稳定性的影响。结果表明:汶川地震对冶勒大坝右岸局部地层确有轻微影响,但防渗墙未出现横向贯穿性裂缝;坝基覆盖层在地震主震作用下不会发生液化;右岸整体抗渗稳定性并未受到实质性影响。

冶勒水电站沥青混凝土心墙堆石坝填筑质量控制

从监理的角度出发,根据冶勒水电站沥青混凝土心墙堆石坝坝体填筑料种类多、填筑方量大、强度高、工序繁多、施工交叉作业干扰大、技术问题复杂等特点,建立了科学的质量保证体系,并制定了符合实际、可操作性强的质量控制程序、措施和现场控制方法,最终确保了坝体填筑的施工质量。

从监测资料看冶勒大坝右岸排水孔灌浆及边坡反滤排水保护处理效果

从排水孔排水量、含沙量、渗流量、地下水位以及边坡出水点等方面,结合渗流量BP网络模型分析预报结果,分析评价了冶勒大坝右岸排水廊道排水孔灌浆及8号沟左侧边坡反滤排水保护处理效果。结果表明:处理后初期,个别排水孔排水出现异常增减、浑浊,局部地下水位发生较大变化,之后逐渐稳定;总渗流量逐年减小并趋于平稳,但渗流有向河床部位移动趋势;边坡出水情况有所改善。排水孔灌浆和边坡反滤排水保护处理具有一定效果。同时,对今后的监测、计算和处理工作亦提出粗浅建议。

运行期大坝安全评价

当前大坝安全评价以定性为主,定量并直观地评价大坝安全运行状态的方法不多。文章提出一种定量的评价方法,以历史监测资料为数据库,对大坝近期监测值进行分析评价,得到大坝综合安全评价值。以冶勒大坝为例,在确保自动化监测数据可靠的前提下,对大坝渗流渗压、应力监测、坝内水平位移、坝内垂直位移、基座裂缝监测5个监测项目分别进行分析评价,最终得到大坝整体安全状态评分。各监测项目分析结果与监测成果吻合,验证了评价方法合理。

分布式光纤传感技术在冶勒大坝心墙基座裂缝监测中的应用实践

分布式光纤传感技术应用于冶勒水电站大坝心墙基座裂缝监测,是其作为一项具有创新性的高新技术在大坝工程中的首次应用实践。本文对冶勒大坝心墙基座分布式光纤裂缝传感监测系统、光纤传感网络的布置、施工工艺及技术措施、光纤的成活率、系统应用情况等几个方面进行了介绍,归纳总结了其应用实践过程中的成功经验和教训。

冶勒水电站廊道混凝土防渗墙施工技术

根据设计要求,冶勒水电站工程右坝体深厚覆盖层防渗墙处理深度需达220m。目前,国内外施工工艺无法达到该深度,设计将防渗墙分为上、下两段,下段防渗墙在廊道内施工,在施工中采用了最先进的成墙设备--双轮铣及改型的低桅杆冲击反循环钻机,取得了良好效果。

冶勒大坝地震动力反应分析

对冶勒大坝所取得的2次地震监测资料进行了整理,分析了大坝几个特征点的动力加速度反应情况,并采用有限元数值模拟技术,对坝体在地震作用下的动力反应进行了计算。根据强震监测资料分析成果以及有限元地震动力反应计算结果,分析了大坝地震动力反应特性。

冶勒水电站大坝基础防渗系统的设计和施工

冶勒水电站大坝位于西南地区的四川南桠河流域上,是亚洲最高的沥青混凝土心墙堆石坝。由于复杂的地质条件和高地震烈度(8度),地基处理的设计和施工都面临着许多特殊的难题。冶勒大坝布置于极不对称的地基上,左岸坝肩基础为石英闪长岩,坝体、右岸坝肩和台地基础位于弱胶结的粉质壤土和砂卵砾石互层的覆盖层上,其深度超过420m。