铜街子水电站大坝及岸坡抬升变形分析

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：铜街子水电站位于四川省乐山市沙湾区，是大渡河梯级开发的最末一个梯级电站。铜街子水电站主坝为混凝土重力坝，副坝为堆石坝，最大坝高82.0m。图10.2铜街子水电站枢纽平面布置1.水文地质条件坝区出露地层为二叠系峨眉山玄武岩和沙弯组页岩。图10.3水文地质结构2.抬升变形规律表10.2是截至2004年坝段抬升变形统计表。大坝和右岸岩体抬升变形最大值分别达到22.2mm和24.3mm。铜街子大坝抬升变形发生在坝基和右岸岸坡中。

铜街子水电站位于四川省乐山市沙湾区，是大渡河梯级开发的最末一个梯级电站。工程于1985年1月正式开工，1992年4月水库开始蓄水，同年10月第一台机组发电，1994年12月全部4台600MW机组完建发电。

铜街子水电站主坝为混凝土重力坝，副坝为堆石坝，最大坝高82.0m。枢纽布置图见图10.2。

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图10.2　铜街子水电站枢纽平面布置

1.水文地质条件

坝区出露地层为二叠系峨眉山玄武岩和沙弯组页岩。玄武岩总厚度200m，其中第2层较薄（2～25m），其余各大层厚30～60m，主体工程建筑物坝基置于第5层玄武岩上。各层间受地质构造作用影响，普遍连续分布着倾向下游的层间错动带C4和C5等，第5层和第4层间有厚度为0.3～0.4m的软弱夹层C5，该软软弱夹层贯穿整个坝基，加之F6、F9、F3、F3-1、F4等断层切割，破坏了岩体完整性。

大坝地基属于多个含水层的水文地质结构，包括基岩裂隙水地层和玄武岩承压水地层。基岩玄武岩地层原生裂隙和构造断裂发育，渗透性强。压水试验资料表明地层渗透性随深度的增加没有出现降低的现象，在深部分布有弱或微渗透性岩层，岩石的渗透和含水特征由地质构造条件控制。沿着夹层剪切带及平行破碎带之间的层间错动带，形成了高渗透性的断裂顺层带。沿断层方向，层间不透水层被分割，从而形成强渗透性区。在断层垂直方向，形成不透水层。这样，横切断层的承压含水层的水力关系被断层分割开来。

如图10.3所示，A和B两处之间的水力联系被F3断层分隔，两个分区的水力特性特不相同。F3断层厚度约2m，走向与河流走向平行，并倾向右岸，倾角约20°。断层带将平行岩层剖开，形成具有强渗透性的非均质含水网络渗透区。此外，常规现场调查揭示承压水头比河流水位高0.2～1.1m，并且大部分承压含水层在河床底部或河流上游出露。随着河流蓄水水位增加，为承压水头增加提供了可能的机制。图10.3还表明承压水流出区域断层出露位置完全一致。

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图10.3　水文地质结构

2.抬升变形规律

表10.2是截至2004年坝段抬升变形统计表。根据1991年11月始测的水准测量成果发现：1992年4月以前表现为坝体下沉，1992年4月15日水库蓄水后18号坝段以右表现为坝体上抬。大坝和右岸岩体抬升变形最大值分别达到22.2mm和24.3mm。在随后12年中（1993—2004年）大坝抬升变形由22.2mm增加到27.5mm；右岸边坡岩体抬升变形由24.3mm增加到28.9mm。

表10.2　水库蓄水后至2004年右岸坝段抬升变形量　单位：mm

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根据实测成果，抬升变形现象呈现以下规律：

（1）抬升变形空间分布。铜街子大坝抬升变形发生在坝基和右岸岸坡中。坝顶和廊道的变形规律与趋势基本一致，上抬量也基本相等，基础略大。18号段及以右坝段、右岸灌浆平洞、筏闸上、下闸室以及大坝下游约1.0km的大桥右岸等部位，范围较大。

沿坝轴线方向，18～24号坝段的抬升变形量梯度较大，至右岸堆石坝段趋缓并略有下降，但右岸灌浆平洞上抬变形量最大，达27.08mm；沿筏闸纵轴线方向，从上游往下游方向，抬升变形量依次递增，下闸室最大，达14.68mm；位于右岸堆石坝边坡下游测点（距坝轴线158m）上抬量值只有对应坝轴线上廊道测点的1/4。

（2）抬升变形时间效应。抬升位移主要发生在蓄水期间的第一年；随后大坝和岩体产生缓慢的抬升变形，但抬升变形仍未停止（2011）。

铜街子水电站大坝及岸坡抬升变形分析

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