锦屏一级水电站左岸边坡长期变形对拱坝结构安全影响分析评价

摘要

锦屏一级水电站是世界第一高坝,坝高305m,大坝左岸边坡最大开挖高度达540m.坝址区为典型的深切"V"形峡谷,谷坡陡峻,岩体松弛卸荷、变形拉裂现象严重,地质条件复杂.左岸坝肩高程1800.00m以上为砂板岩,以下为大理岩,边坡中软弱结构面主要有f2、f5、f8、f42-9.断层及层间挤压错动带、煌斑岩脉等.边坡岩体中普遍存在倾倒、拉裂、卸荷和松动等变形现象,且发育深度较大,存在倾倒变形体剪切滑移、块体滑移、楔形状破坏等变形破坏模式.左岸边坡整体稳定控制性失稳滑移破坏模式以SL14-1松弛拉裂带为上游边界、以f42-9断层为下游边界及底滑面、以煌斑岩脉为后缘面形成的楔形体(简称"大块体").经系统支护处理后,边坡"大块体"的稳定得到有效控制.2005年9月开始开挖,于2009年8月边坡开挖与支护施工基本完成.2013年12月23日大坝混凝土全线浇筑到1885.00m,2014年8月24日水库蓄水至正常蓄水位1880.00m,目前经过3个高水位.监测成果显示大坝左岸边坡变形尚未收敛,但边坡整体处于稳定状态.本文根据工程建设情况,介绍了基于锦屏一级拱坝边坡监测数据,采用流变计算模型,预测的左岸边坡的长期变形趋势和量值.在大坝和边坡相互作用分析的精细网格模型边界上加载位移荷载,找到能够拟合边坡变形的边界位移荷载的加载范围和量值.计算分析正常水位工况和死水位工况作用下的坝体,在承受预测的边坡长期变形下的应力和稳定状况,评价边坡长期变形对拱坝结构的影响.将边坡长期变形的预测值作为荷载基数,成倍地增加位移量,研究大坝承受左岸边坡长期变形的开裂、大变形和极限破坏时的超载系数,分析评价了拱坝承受边坡变形的安全度.分析表明,锦屏一级拱坝能够承受一定量值左岸边坡变形,拱坝有较高的安全裕度.