汶川地震对三峡工程挡水建筑物的影响
【概况】 2008年5月12日,四川省汶川县发生8级地震。三峡大坝与汶川不在一个地质构造单元。三峡库区主要在鄂西山地和四川盆地东部,汶川处于龙门山地震带。三峡大坝离此次地震震中大约1000km,地震影响烈度在Ⅳ度以内,而大坝是按Ⅶ度设防的。现场巡视检查和加密监测结果表明,三峡水利枢纽各建筑物在地震前后位移、变形量不大,变化规律正常。三峡枢纽建设及运行正常,均未受地震影响。

【三峡水利枢纽工程抗震安全性】 根据国家发展与改革委员会《关于加强水电工程防震抗震工作有关要求的通知》(发改能源1242号)和水电水利规划设计总院《关于印发〈水电工程防震抗震研究设计及专题报告编制暂行规定〉的通知》要求,对三峡水利枢纽工程抗震安全性进行初步复核工作,主要包括区域构造稳定性与场地地震安全性分析,工程主要建筑物抗震安全性分析复核工作,简述三峡工程挡水建筑物的抗震设计工作情况。

   区域地质构造与地震危险性分析 三斗坪坝址所处的黄陵地块,为前震旦纪变质杂岩和侵入其间的花岗—闪长岩组成的结晶基底。岩体坚硬完整,稳定程度较高;坝区外围断裂从规模、地质特征、新构造标志、定点变形测量、历史及2008年地震活动水平等综合分析,均属弱活动断裂,产生强震的可能性很小;区内地震活动水平不高,强度小、频率低。据统计,坝址及周围300km范围内发生中强震影响到坝区烈度都在Ⅴ度以下,坝区所在的黄陵地块,历史上无破坏性地震记载,坝区地震烈度的高低,主要取决于外围地震波及的影响,按较坏情况推算,影响到坝区的地震烈度不超过Ⅵ度。总体上看,三峡地区的地壳稳定性较好,工程所在的黄陵结晶地块的稳定性和安全度更高。国家地震部门1979年重新鉴定、1984年补充鉴定,将坝区的基本地震烈度定为Ⅵ度。

   挡水建筑物抗震安全复核 三峡大坝和坝后式电站厂房为地面建筑物。右岸地下电站和电源电站以地下建筑物为主,进水、出水结构和500kV升压站为地面建筑物。三峡坝址区地层稳定,经国家地震部门鉴定,坝址地震基本烈度为Ⅵ度,根据国家现行规范要求,大坝及电站引水发电系统各建筑物按Ⅶ度设防。

  在三峡水利枢纽大坝单项工程技术设计中,对所有挡水坝段进行拟静力法抗震计算,并选取典型坝段,进行有限元动力分析和抗震试验。提出提高大坝及其结构抗震性能的工程措施。根据抗震复核,大坝在地震设防烈度Ⅶ度作用下,大坝抗滑稳定安全系数均大于2.3,大坝坝踵及坝址的应力满足规范要求,大坝设计满足Ⅶ度抗震要求。

  坝后电站厂房,厂房下部为大体积筒体结构,上部为墩墙板梁结构,屋架为两端固定铰网架结构。厂房稳定和基础应力计算中,考虑Ⅶ度地震工况下其稳定和基础应力满足规范要求。结构设计中,采用三维有限元对厂房分别进行整体和局部动力分析,考虑地震动应力影响进行钢筋加强,并按规范要求进行抗震节点设计。

  地下电站,进水口为岸塔式,采用钢筋混凝土筒体加框架的混合结构,尾水平台为钢筋混凝土墩墙结构。进水塔及尾水平台在Ⅶ度地震条件下,稳定安全系数满足现行规范要求。建筑物结构设计时,按Ⅶ度设防标准进行动力分析,根据计算成果,对应力大的部位进行钢筋加强,根据国家现行规范要求,所有框架节点均按抗震节点进行设计。

  500kV地面升压站为框架剪力墙结构,在结构设计时,按Ⅶ度设防标准进行抗震复核,对所有构件的内力及配筋均采用地震工况的成果,所有框架节点均按抗震节点进行加强。

  采用三维有限元对地下洞室群的围岩稳定进行计算分析,计算成果表明,地下洞室群围岩稳定问题主要表现为块体失稳,在对块体进行预应力锚索加固时,充分考虑Ⅶ度地震的影响,可确保地下洞室群围岩的稳定。

   结论 三峡坝址区地层稳定,经国家地震部门鉴定,坝址地震基本烈度为Ⅵ度,根据国家现行规范要求,大坝及电站引水发电系统各建筑物按Ⅶ度设防,各建筑物的稳定及结构设计满足国家现行规程、规范的要求,其抗震烈度可达Ⅶ度。

   下一步的工作 根据国家发展与改革委员会和水电水利规划设计总院通知要求,2009年,开展三峡枢纽工程的抗震安全性复核专题研究工作,包括区域构造稳定性研究、场地地震安全性评价、工程抗震设防及抗震安全性评价、水库诱发地震研究及监测、地震应急设备及其管理、地震应急预案等复核工作,以完善和落实工程防震抗震措施,提高地震灾害的应急反应能力,确保工程抗震安全。

(陈鸿丽)
信息来源:中国三峡建设年鉴
发布日期:2009年03月17日