邢喜梅

(巴州水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院, 新疆庫爾勒 841000)

卡爾塔水庫大壩抗震安全評(píng)價(jià)

邢喜梅

(巴州水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院, 新疆庫爾勒 841000)

根據(jù)卡爾塔水庫實(shí)際情況，對(duì)水庫大壩的抗震現(xiàn)狀進(jìn)行了安全評(píng)價(jià)。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(píng)價(jià)；卡爾塔水庫

1 工程概況

卡爾塔水庫位于新疆輪臺(tái)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(zhǎng)3160m，最大壩高4.7m，總庫容850萬m3，主要調(diào)節(jié)輪臺(tái)鎮(zhèn)和哈爾巴克鄉(xiāng)3.5萬畝耕地灌溉，同時(shí)卡爾塔水庫還承擔(dān)向下游草場(chǎng)輸送生態(tài)水的任務(wù)，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(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》1/400萬劃分[1]，該工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為 0.15g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期 0.40s，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ度。

卡爾塔水庫大壩抗震安全評(píng)價(jià)按照《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（SL258-2000）[2]的要求進(jìn)行。復(fù)核計(jì)算中采用《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL203-97）、《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）等規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

2 評(píng)價(jià)目的與內(nèi)容

2.1 抗震安全復(fù)核的目的

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

2.2 抗震安全復(fù)核的對(duì)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(píng)價(jià)導(dǎo)則》的有關(guān)規(guī)定，需對(duì)工程進(jìn)行抗震復(fù)核。根據(jù)水庫所處地區(qū)基本地震烈度，對(duì)大壩和附屬建筑物進(jìn)行了抗震結(jié)構(gòu)穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算。

2.3 抗震安全復(fù)核的內(nèi)容

卡爾塔水庫大壩抗震安全復(fù)核包括以下內(nèi)容。

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

（2）按《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL203-97）[3]表1.0.5及表4.5.3復(fù)核大壩的設(shè)防類別及相應(yīng)的地震效應(yīng)計(jì)算方法。

（3）對(duì)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(duì)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(píng)價(jià)。

（4）對(duì)抗震設(shè)施的質(zhì)量和運(yùn)行的狀況做出安全評(píng)價(jià)，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(fù)核計(jì)算

3.1 場(chǎng)區(qū)地震烈度

按照《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》7.1.3規(guī)定，2級(jí)及其以下建筑物，其設(shè)計(jì)烈度復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)值采用基本烈度值即卡爾塔水庫庫區(qū)的設(shè)計(jì)烈度為Ⅶ度。

3.2 抗震設(shè)防類別和地震效應(yīng)計(jì)算方法

按《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL203-97）表1.0.5及表4.5.3卡爾塔水庫抗震設(shè)防類別為丁級(jí)。相應(yīng)的地震效應(yīng)計(jì)算方法為擬靜力法。

3.3 壩體及壩基的抗震穩(wěn)定性計(jì)算

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

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

通過計(jì)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(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，該區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為 0.15g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s。相應(yīng)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(duì)壩基的飽和無粘性土和少粘性土進(jìn)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(yīng)于地震設(shè)防烈度（7度）不小于16% 時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)進(jìn)行復(fù)判，因標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)貫入深度和地下水位在試驗(yàn)地面以下的深度與工程正常運(yùn)用時(shí)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(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)不必進(jìn)行校正。

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

符合下式要求的土應(yīng)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(chǎng)區(qū)地震烈度為Ⅶ度，需要對(duì)壩體、壩基進(jìn)行抗震復(fù)核。

（2）通過對(duì)大壩抗震穩(wěn)定的復(fù)核計(jì)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(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖 [S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2001

[2] SL258-2000水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則[S].北京:中國(guó)水利水電出版社出版,2001

[3] SL203-97水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)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(guó)標(biāo)準(zhǔn)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。