卡爾塔水庫大壩抗震安全評價

邢喜梅

(巴州水利水電勘測設計院, 新疆庫爾勒 841000)

卡爾塔水庫大壩抗震安全評價

邢喜梅

(巴州水利水電勘測設計院, 新疆庫爾勒 841000)

根據(jù)卡爾塔水庫實際情況，對水庫大壩的抗震現(xiàn)狀進行了安全評價。結(jié)果表明：水庫大壩在Ⅶ度地震作用下，右壩段0+200、0-230上下游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)大于規(guī)范要求，大壩在地震作用下抗滑穩(wěn)定；壩基-8～-10.5m有一液化層，需要采取一定的抗液化措施。

抗震；安全評價；卡爾塔水庫

1 工程概況

卡爾塔水庫位于新疆輪臺縣城南，是一座引水注入式平原水庫，引蓄迪那河支流卡爾塔河河水。水庫大壩長3160m，最大壩高4.7m，總庫容850萬m3，主要調(diào)節(jié)輪臺鎮(zhèn)和哈爾巴克鄉(xiāng)3.5萬畝耕地灌溉，同時卡爾塔水庫還承擔向下游草場輸送生態(tài)水的任務，以解決下游生態(tài)灌溉問題。

工程區(qū)地震基本烈度據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》1/400萬劃分[1]，該工程區(qū)地震動峰值加速度為 0.15g，地震動反應譜特征周期 0.40s，相應的地震基本烈度為Ⅶ度。

卡爾塔水庫大壩抗震安全評價按照《水庫大壩安全評價導則》（SL258-2000）[2]的要求進行。復核計算中采用《水工建筑物抗震設計規(guī)范》（SL203-97）、《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL274-2001）等規(guī)范和標準。

2 評價目的與內(nèi)容

2.1 抗震安全復核的目的

按現(xiàn)行規(guī)范復核大壩工程現(xiàn)狀是否滿足抗震要求。

2.2 抗震安全復核的對象

卡爾塔水庫庫區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度，根據(jù)《水庫大壩安全評價導則》的有關(guān)規(guī)定，需對工程進行抗震復核。根據(jù)水庫所處地區(qū)基本地震烈度，對大壩和附屬建筑物進行了抗震結(jié)構(gòu)穩(wěn)定復核計算。

2.3 抗震安全復核的內(nèi)容

卡爾塔水庫大壩抗震安全復核包括以下內(nèi)容。

（1）按最新《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》確定該工程場區(qū)的地震烈度。

（2）按《水工建筑物抗震設計規(guī)范》（SL203-97）[3]表1.0.5及表4.5.3復核大壩的設防類別及相應的地震效應計算方法。

（3）對大壩、地基及可能發(fā)生的地震滑塌的近壩庫岸等做地震穩(wěn)定分析，核算抗滑安全系數(shù)，對土石壩（包括壩基和近壩庫岸）可液化土層的液化可能性及抗震工程措施作出評價。

（4）對抗震設施的質(zhì)量和運行的狀況做出安全評價，包括壩基防滲、軟弱層加固、結(jié)構(gòu)的整體性和剛度、施工接縫處理。

3 抗震安全復核計算

3.1 場區(qū)地震烈度

按照《水庫大壩安全評價導則》7.1.3規(guī)定，2級及其以下建筑物，其設計烈度復核標準值采用基本烈度值即卡爾塔水庫庫區(qū)的設計烈度為Ⅶ度。

3.2 抗震設防類別和地震效應計算方法

按《水工建筑物抗震設計規(guī)范》（SL203-97）表1.0.5及表4.5.3卡爾塔水庫抗震設防類別為丁級。相應的地震效應計算方法為擬靜力法。

3.3 壩體及壩基的抗震穩(wěn)定性計算

卡爾塔水庫大壩的壩體和壩基土性不同，故應將壩體壩基土分層進行抗震穩(wěn)定計算。

計算斷面和參數(shù)見表1。地震加速度a =0.15g。計算結(jié)果見表2。

通過計算，水庫大壩在Ⅶ度地震作用下，右壩段 0+200、0-230上下游壩坡、穩(wěn)定安全系數(shù)大于規(guī)范要求，大壩在地震作用下抗滑穩(wěn)定。

3.4 地基液化判定

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，該區(qū)地震動峰值加速度為 0.15g，地震動反應譜特征周期為0.40s。相應的地震基本烈度為 7度，按《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50287-99)[4]附錄N土的液化判別對壩基的飽和無粘性土和少粘性土進行初判，壩基地層年代飽和無粘性土和少粘性土均屬第四系全新統(tǒng)地層，相應于地震設防烈度（7度）不小于16% 時，可判為不液化。其粘粒含量粒徑小于0.005mm的顆粒含量為5%～35.5%，壩基的飽和低液限粉土，粉土質(zhì)砂存在液化的可能。

根據(jù)標準貫入試驗錘擊數(shù)進行復判，因標準貫入試驗貫入深度和地下水位在試驗地面以下的深度與工程正常運用時的深度相同，按《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》[4]附錄N第N.0.4條的規(guī)定，實測標準貫入錘擊數(shù)不必進行校正。

式中：cρ為土中粘粒顆粒含量質(zhì)量百分率（%），當cρ小于3%，cρ取3%；Ncr為液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值；ds為工程正常運用時，標準貫入點在當時地面以下的深度（m）；N0為液化判別標準貫入錘擊數(shù)基準值；dw為工程正常運用時，地下水位在當時地面以下的深度（m），當?shù)孛嫜蜎]于水面以下時dw取0。

符合下式要求的土應判為液化土：N 63.5＜Ncr地震液化判別詳見表3。

由表3數(shù)據(jù)分析可知，壩基飽和低液限粉土和粉土質(zhì)砂經(jīng)判別-8～-10.5m有一液化層。

4 結(jié) 論

（1）水庫場區(qū)地震烈度為Ⅶ度，需要對壩體、壩基進行抗震復核。

（2）通過對大壩抗震穩(wěn)定的復核計算，水庫大壩在Ⅶ度地震作用下，右壩段 0+200、0-230上下游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)大于規(guī)范要求，大壩在地震作用下抗滑穩(wěn)定。

（3）壩基液化判別結(jié)果：壩基飽和低液限粉土和粉土質(zhì)砂經(jīng)判別-8～-10.5m有一層液化層，因此需要采取有效的抗液化措施。

[1] GB18306-2001中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖 [S].北京:中國標準出版社,2001

[2] SL258-2000水庫大壩安全評價導則[S].北京:中國水利水電出版社出版,2001

[3] SL203-97水工建筑物抗震設計規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社出版,1997

[4] GB50287-99水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,1999

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.01.005

TV741；P315

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1008-1305（2014）01-0013-03

邢喜梅(1982年- )，女，工程師。