卡尔塔水库大坝抗震安全评价

2014-04-06邢喜梅

水利技术监督 2014年1期

关键词：烈度坝基液化

邢喜梅

(巴州水利水电勘测设计院, 新疆库尔勒 841000)

卡尔塔水库大坝抗震安全评价

邢喜梅

(巴州水利水电勘测设计院, 新疆库尔勒 841000)

根据卡尔塔水库实际情况，对水库大坝的抗震现状进行了安全评价。结果表明：水库大坝在Ⅶ度地震作用下，右坝段0+200、0-230上下游坝坡稳定安全系数大于规范要求，大坝在地震作用下抗滑稳定；坝基-8～-10.5m有一液化层，需要采取一定的抗液化措施。

抗震；安全评价；卡尔塔水库

1 工程概况

卡尔塔水库位于新疆轮台县城南，是一座引水注入式平原水库，引蓄迪那河支流卡尔塔河河水。水库大坝长3160m，最大坝高4.7m，总库容850万m3，主要调节轮台镇和哈尔巴克乡3.5万亩耕地灌溉，同时卡尔塔水库还承担向下游草场输送生态水的任务，以解决下游生态灌溉问题。

工程区地震基本烈度据《中国地震动参数区划图》1/400万划分[1]，该工程区地震动峰值加速度为 0.15g，地震动反应谱特征周期 0.40s，相应的地震基本烈度为Ⅶ度。

卡尔塔水库大坝抗震安全评价按照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）[2]的要求进行。复核计算中采用《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）、《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）等规范和标准。

2 评价目的与内容

2.1 抗震安全复核的目的

按现行规范复核大坝工程现状是否满足抗震要求。

2.2 抗震安全复核的对象

卡尔塔水库库区地震基本烈度为Ⅶ度，根据《水库大坝安全评价导则》的有关规定，需对工程进行抗震复核。根据水库所处地区基本地震烈度，对大坝和附属建筑物进行了抗震结构稳定复核计算。

2.3 抗震安全复核的内容

卡尔塔水库大坝抗震安全复核包括以下内容。

（1）按最新《中国地震动参数区划图》确定该工程场区的地震烈度。

（2）按《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）[3]表1.0.5及表4.5.3复核大坝的设防类别及相应的地震效应计算方法。

（3）对大坝、地基及可能发生的地震滑塌的近坝库岸等做地震稳定分析，核算抗滑安全系数，对土石坝（包括坝基和近坝库岸）可液化土层的液化可能性及抗震工程措施作出评价。

（4）对抗震设施的质量和运行的状况做出安全评价，包括坝基防渗、软弱层加固、结构的整体性和刚度、施工接缝处理。

3 抗震安全复核计算

3.1 场区地震烈度

按照《水库大坝安全评价导则》7.1.3规定，2级及其以下建筑物，其设计烈度复核标准值采用基本烈度值即卡尔塔水库库区的设计烈度为Ⅶ度。

3.2 抗震设防类别和地震效应计算方法

按《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）表1.0.5及表4.5.3卡尔塔水库抗震设防类别为丁级。相应的地震效应计算方法为拟静力法。

3.3 坝体及坝基的抗震稳定性计算

卡尔塔水库大坝的坝体和坝基土性不同，故应将坝体坝基土分层进行抗震稳定计算。

计算断面和参数见表1。地震加速度a =0.15g。计算结果见表2。

通过计算，水库大坝在Ⅶ度地震作用下，右坝段 0+200、0-230上下游坝坡、稳定安全系数大于规范要求，大坝在地震作用下抗滑稳定。

3.4 地基液化判定

根据《中国地震动参数区划图》，该区地震动峰值加速度为 0.15g，地震动反应谱特征周期为0.40s。相应的地震基本烈度为 7度，按《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)[4]附录N土的液化判别对坝基的饱和无粘性土和少粘性土进行初判，坝基地层年代饱和无粘性土和少粘性土均属第四系全新统地层，相应于地震设防烈度（7度）不小于16% 时，可判为不液化。其粘粒含量粒径小于0.005mm的颗粒含量为5%～35.5%，坝基的饱和低液限粉土，粉土质砂存在液化的可能。

根据标准贯入试验锤击数进行复判，因标准贯入试验贯入深度和地下水位在试验地面以下的深度与工程正常运用时的深度相同，按《水利水电工程地质勘察规范》[4]附录N第N.0.4条的规定，实测标准贯入锤击数不必进行校正。

式中：cρ为土中粘粒颗粒含量质量百分率（%），当cρ小于3%，cρ取3%；Ncr为液化判别标准贯入锤击数临界值；ds为工程正常运用时，标准贯入点在当时地面以下的深度（m）；N0为液化判别标准贯入锤击数基准值；dw为工程正常运用时，地下水位在当时地面以下的深度（m），当地面淹没于水面以下时dw取0。

符合下式要求的土应判为液化土：N 63.5＜Ncr地震液化判别详见表3。

由表3数据分析可知，坝基饱和低液限粉土和粉土质砂经判别-8～-10.5m有一液化层。