水電站重要設施設備防震抗震研究設計

1、7 重要設施設備的防震抗震研究設計7.1 機電及金屬結構抗震設計概況在電站設計中，按布置區(qū)域劃分，機電設備一般包括以下幾個主要部分：壩區(qū)機電設備、調壓井機電設備、廠區(qū)機電設備。壩區(qū)機電設備有：包括引水系統(tǒng)和泄洪系統(tǒng)的金屬結構、配電、通信和控制保護設備；調壓井機電設備有：主要包括調壓井金屬結構、配電、通信和控制保護設備；廠區(qū)機電設備有：尾水金屬結構、水力機械、電氣一次、電氣二次、通信和采暖通風設備等。7.1.1水力機械設備(1)水力機械重要實施設備中，水輪發(fā)電機組、橋式起重機、進水閥門、調速器、壓力容器(包括氣罐、油罐、濾水器等)等重要設備均布置在電站主廠房中，這些設備的主要部件強度均滿足電力設

2、施抗震設計規(guī)范(GB 50260-1996)的要求，并按電站所在地的地震烈度進行設計，對水輪發(fā)電機組還應明確規(guī)定在該地震烈度時的極端載荷下非轉動部件的最大應力值和轉動部件的最大剪應力值。設備的基礎及基礎板應考慮各種工況下的設計荷載，以保證足夠的抗震能力。(2)地震發(fā)生時，若機組調節(jié)失靈，機組會失控過速，因此，在機組大軸上裝設純機械液壓過速保護裝置，保證機組在設定的過速限制條件下關閉水輪機導葉使機組停機，避免事故擴大。(3)橋式起重機的主要部件如大梁、車架、卷筒等均應按地震烈度設防，橋式起重機起吊能力應考慮電站所在地的地震垂直及水平方向加速度載荷的影響。(4)水力機械輔助系統(tǒng)防震設計的重點是廠房

3、滲漏排水系統(tǒng)。當?shù)卣鸢l(fā)生時，廠房設備可能損壞或水系統(tǒng)管路可能破裂而導致漏水，廠房水工建筑物漏水也可能會增加，因此應適當加強了廠房滲漏排水系統(tǒng)排水能力。在不增加廠房尺寸的前提下，滲漏集水井有效容積設計盡量大，排水設備選用深井泵三臺，一臺工作，一臺為工作備用，一臺為檢修備用，緊急情況下可同時啟動三臺深井泵排水。(5)為防止地震發(fā)生時移位，電站中、低壓空氣壓縮系統(tǒng)的空壓機不應采用無基礎安裝方式，若空壓機需設置減震墊，應另采用地腳螺栓或膨脹螺栓與基礎連接。(6)固定設備與帶旋轉部件的設備或可能發(fā)生移動的設備間管路連接應設置伸縮節(jié)或連接軟管。(7)發(fā)生地震時，水工建筑物可能發(fā)生破壞、變形、移位、錯動，明

4、敷管路的連接處應按高一級壓力等級考慮連接方式，埋設在混凝土內的管路，在過水工伸縮縫時的過縫處理應適當加強(過縫處理長度及包裹直徑適當加大)，防止水工建筑物變形剪斷埋設管路。7.1.2 電工7.1.2.1電氣一次本電站的電氣一次設備主要由水輪發(fā)電機、主變壓器、離相封閉母線(IBP)、發(fā)電機斷路器(GCB)、升壓站設備(GIS)、高壓開關柜、低壓配電盤、廠用變壓器等組成。本電站工程所在地的地震烈度為度，按電力設施抗震設計規(guī)范的規(guī)定，本工程為一般電力設施，所有電氣一次設備均按地震烈度度設計。電氣一次主要設備的廠房布置，嚴格按建筑物防震等級和規(guī)范的要求，設備基礎應考慮各種工況下的設計荷載，以保證足夠的

5、抗震能力。保證地震后主要電氣一次設備在沒有發(fā)生結構性破壞的情況下，仍然能正常工作。7.1.2.2電氣二次(1)電氣二次設備布置1)控制樓(中控室、計算機室、蓄電池室、繼保室)。中控室及計算機室主要布置下述設備：控制臺、操作員工作站等；系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務器柜、網(wǎng)關機、網(wǎng)絡柜及其它外設柜、工程師工作站等。蓄電池室布置蓄電池組。繼保室主要布置下述設備：500kV線路保護屏、500kV斷路器保護屏、500kV系統(tǒng)故障錄波屏、主變保護屏、火災報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)屏、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)屏、直流電源系統(tǒng)充電屏/主饋線屏、UPS饋電屏、500kVGIS樓現(xiàn)地控制單元(LCU)、公用設備現(xiàn)地控制單元(LCU)、電能計量

6、裝置屏、電力系統(tǒng)繼電保護故障信息系統(tǒng)子站及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定裝置屏等。2)主廠房發(fā)電機層機旁主要布置下述設備：發(fā)電機保護屏、發(fā)變組故障錄波屏、勵磁調節(jié)柜、勵磁功率柜、勵磁滅磁柜、交/直流電源分配屏、機組現(xiàn)地控制單元(LCU)等。 3)壩區(qū)配電房設置一套閘首現(xiàn)地控制單元(LCU)。4)其它輔助設備的控制設備就近布置在被控對象附近。(2)其他電氣設備抗震設計概況電站監(jiān)控設備及通信設備設計選取的地震基本烈度為7度，因此要求設備制造廠嚴格按規(guī)范要求，在設計中充分考慮地震中強烈震動和擺動對控制及通信設備產生的影響，保證控制、保護、通信系統(tǒng)屏柜內裝置及接線的可靠、牢固，使其在遇到地震災害時盡可能的完成監(jiān)控、

7、控制、保護及通信的功能。蓄電池必須采用支架式安裝，設置在具有防暴隔離墻的房間內，并能保證在非極端情況下的正常供電。7.1.2.3 通信根據(jù)電站可研設計，電站接入系統(tǒng)通信采用沿電站500kV輸電線路敷設雙OPGW光纜，采用光纖傳輸互為備用的通信方式，光纜線路沿輸電線路敷設可靠性較高。7.1.3 金屬結構本電站金屬結構設備的閘門和啟閉機設備抗震設計按相應的閘室地震設計烈度設計（均為度），以保證地震后閘門及啟閉機不發(fā)生結構性破壞并能正常啟閉，設計中主要考慮了以下幾個方面：(1)在閘門設計中，各種工作閘門、檢修閘門及事故閘門均考慮了地震荷載。地震時閘門所受的地震荷載主要考慮作用在閘門上的水平動水壓力，

8、其值按水工建筑物抗震設計規(guī)范DL 5073-2000中的有關規(guī)定確定。地震荷載屬于特殊荷載，但計算時地震荷載只與設計水頭下的相應荷載組合，該計算工況下的各種應力均不超過規(guī)范規(guī)定的允許應力。在啟閉機的設計中，考慮地震的水平荷載。(2)閘門均采用鋼閘門，抗震設計所用鋼的性能與鋼的強度與塑性的配合、可焊性、韌脆轉變溫度等有很大關系，在設計中根據(jù)各閘門的重要性、各自所承受的水壓力的大小以及當?shù)刈畹蜌鉁氐葪l件，選用相應的鋼材。(3)在抗震設計中，應使閘門結構構件和連接部位具有良好的延性，避免脆性破壞，提高閘門結構的整體變形能力。應合理設計結構尺寸，防止局部失穩(wěn)或整體失穩(wěn)，如梁翼緣和腹板的寬厚比和高厚比應

9、在規(guī)范允許的范圍內，弧門支臂的長細比和平面內、外的穩(wěn)定應滿足規(guī)范要求。(4)對于各泄水系統(tǒng)的工作弧形閘門，由于其在大壩安全運行中所處的重要位置，在設計時應特別加以關注，在支鉸裝置中采用具有調心功能的自潤滑球面軸承作為支鉸軸承。表孔弧形閘門的主橫梁及支臂盡量采用箱型結構，同時盡量減小主橫梁及支臂的單位剛度比K0值，以提高支臂的抗震能力，主橫梁與支臂之間可用高強螺栓聯(lián)接，支承處設加強筋板，使之能滿足傳遞地震力時的強度要求。(5)從閘門、啟閉機的選型和布置方面設法降低門架及排架的高度、減輕啟閉機的重量，提高了設備的抗震能力。(6)固定卷揚式啟閉機采用螺栓連接或焊接措施與啟閉機基礎牢固連接，防止地震時

10、移位。啟閉機基礎預埋件應具有足夠的錨固強度，預埋件的錨固破壞不應先于連接件，在連接件破壞之前不應將預埋件的錨筋拔出或拉斷。(7)所有門式啟閉機均設置可靠的夾軌器和錨定裝置，并具有足夠的穩(wěn)定性，在遭受大地震的作用時，不應因地震而發(fā)生脫軌或失穩(wěn)傾覆事故。(8 )弧形工作閘門液壓啟閉機油缸上、下吊頭采用球面滑動軸承，油缸可以自由擺動，以消耗地震輸入的能量。液壓管道在遇壩體伸縮處以及與設備本體連接處設軟管連接。(9)根據(jù)閘門周圍的可能墜落物情況，在閘門門槽的頂部設置不影響通風的擋板，防止地震時零星碎物掉入門槽影響閘門啟閉。7.1.4 通風空調根據(jù)本工程抗震設計烈度為度，通風空調設備基礎及支吊架安裝需滿

11、足國家相關規(guī)范規(guī)定。7.2 應急電源的布置與數(shù)量本電站工程所在地的地震抗震烈度為度，且工程所在地較為偏遠，交通不便。在首部設置1臺容量為250kW的柴油發(fā)電機作為事故保安應急電源，直接接入右岸2#主泄洪洞400V低壓供電系統(tǒng)。并保證有足夠的柴油貯量，以保證在事故情況，失去主供電源和外來備用電源后，泄洪閘、通信、控制、事故照明的供電。首部柴油發(fā)電機布置在右岸主泄洪洞（2#）啟閉機室旁。廠區(qū)距大壩較遠(約10km)，也設置1臺容量為250kW的柴油發(fā)電機作為事故保安應急電源，直接接入廠區(qū)400V低壓供電系統(tǒng)。并保證有足夠的柴油貯量，以保證在事故情況，失去主供電源和外來備用電源后，廠房排水、通信、直

12、流和控制保護、氣系統(tǒng)、事故照明等設備的供電。廠區(qū)柴油發(fā)電機布置在500kVGIS樓下游側靠安裝間位置。7.3 永久通信的備用通信方式7.3.1 接入四川電力應急通信網(wǎng)根據(jù)四川電力規(guī)劃，目前四川電網(wǎng)正在規(guī)劃建設電力應急通信網(wǎng)，為滿足電站在遭遇各種自然災害時電力調度通道的可靠性，在電站端配置衛(wèi)星通信終端設備，設備型號和配置應結合四川電網(wǎng)正在規(guī)劃建設的電力應急通信網(wǎng)設計選擇，滿足電站在出現(xiàn)緊急情況時對系統(tǒng)調度通信和對外通信聯(lián)系的需求。衛(wèi)星通信電源設備應根據(jù)衛(wèi)星終端設備需要配置可靠，并應盡量與電站通信系統(tǒng)相結合，避免投資浪費和設備長時間不運行造成的老化和損壞。衛(wèi)星地面站的選址應遠離存在滑坡和滾石風險的

13、山體，或設置在抗地震烈度較高的建筑物內。7.3.2 備用應急通信在電站內配置1部電信公網(wǎng)的衛(wèi)星移動電話，利用公網(wǎng)作為電站應急通信備用傳輸通道。7.4 水情自動測報系統(tǒng)的通信方式根據(jù)對在水情測報領域廣泛使用的各類通信方式的綜合比較，結合木里河流域的自然地理、氣象、水文等特性，并考慮當?shù)赝ㄐ刨Y源和通信技術的發(fā)展趨勢，以及系統(tǒng)建成后的運行管理等綜合因素，水電站水情自動測報系統(tǒng)通信方式采用神州天鴻(北斗星)與移動短信(GSM/CDMA)組成的混合通信組網(wǎng)方式，具體設置設置如下：(1)遙測站雨量站與中心站通信采用神州天鴻(北斗星)單信道通信方式；(2)遙測站水文(位)站與中心站通信采用神州天鴻(北斗星)

14、與移動短信(GSM/CDMA)組成互為主備的雙信道通信方式，主備信道可自動切換。卡基水電站水情自動測報系統(tǒng)通信組網(wǎng)示意圖見圖7-4-1。當依雨量站GSM/CDMA成都中心站北斗星四合水文站卡基娃水文站上通壩水文站濯桑水文站藏壩雨量站木拉雨量站德巫雨量站布昌雨量站絨古牧場雨量站圖7-4-1 水電站水情自動測報系統(tǒng)通信組網(wǎng)示意圖目前普遍使用通訊手段主要有兩種模式：一是地面網(wǎng)通信網(wǎng)絡，二是空中通信網(wǎng)絡。地面通信網(wǎng)絡包括有互聯(lián)網(wǎng)、移動、電信等，空中通信網(wǎng)絡主要指衛(wèi)星通信方式，這一類通信方式由于受到中轉基站、通信線路和電源等地面設施的限制，在通常情況可保證正常通信，而在地震、雷暴等惡劣災害天氣發(fā)生后，往

15、往造成基站、線路和電源等受到破壞而無法正常通信，而此時空中通信網(wǎng)絡由于基本不受地面條件的制約而可發(fā)揮充分的優(yōu)勢，保證正常的通信，目前雖然可使用的衛(wèi)星通信方式較多，但神州天鴻(北斗星)為我國自主研發(fā)的通信導航衛(wèi)星，對我國地域覆蓋完整，基本無茫區(qū)，非常適應我國地形復雜的山區(qū)使用，可保證在任何區(qū)域通信系統(tǒng)的暢通無阻。在5.12大地震發(fā)生后，地震區(qū)域內已建的數(shù)十套采用采用神州天鴻(北斗星)與移動短信(GSM/CDMA)通信組網(wǎng)方式的水情自動測報系統(tǒng)均經受了大地震的考驗，通信系統(tǒng)暢通，水情數(shù)據(jù)傳輸正常，同時在后期堰塞湖防治過程中，也大量使用了神州天鴻(北斗星)通信導航技術，進行水文數(shù)據(jù)傳輸，為抗震救災提

16、供了寶貴的水文信息。本系統(tǒng)采用神州天鴻(北斗星)與移動短信(GSM/CDMA)組成的互為主備通信方式可保證系統(tǒng)在惡劣的自然環(huán)境條件下通信系統(tǒng)的暢通和水情數(shù)據(jù)的正常傳輸，通訊系統(tǒng)在通常情況下可通過移動短信(GSM/CDMA)發(fā)送水情數(shù)據(jù)，在地震等特殊的環(huán)境條件下(當?shù)匾苿泳W(wǎng)絡故障)，啟動神州天鴻(北斗星)通信系統(tǒng)進行通信。7.5 應急電源、通信、照明等設備清單7.5.1 應急電源設備表應急電源設備表表7-5-1序號名 稱 型 號 規(guī) 格 單位數(shù)量備 注 1柴油發(fā)電機250kW臺1大壩250kW臺1廠房2柴油-25#kg300大壩-25#kg300廠房7.5.2 應急通信設備表應急通信設備表表7-

17、5-2序號名 稱 型 號 規(guī) 格 單位數(shù)量備 注 1衛(wèi)星通信終端設備衛(wèi)星終端設備2CH語音、1CH數(shù)據(jù)套1接入四川電力應急網(wǎng)UPS逆變器2kVA/AC220V套12移動衛(wèi)星電話移動衛(wèi)星電話電信公網(wǎng)部17.5.3 應急照明設備表應急照明設備表表7-5-3序號名 稱型 號 規(guī) 格單位數(shù)量備 注1燈具事故照明燈套60廠房內疏散指示燈套50廠房內通道2移動式手電筒充電型部4大壩值班室充電型部20廠房值班室7.6 極端條件下必須完成的操作及其實施程序7.6.1 水力機械在電站運行安全條例中制定地震等自然災害發(fā)生后的緊急操作預案。在地震等自然災害發(fā)生后，應使機組在第一時間緊急停機。如果在失去所有廠用電的情

18、況下，機組未能停機發(fā)生飛逸，裝設在機組調速系統(tǒng)的純機械液壓過速保護裝置能自動關閉水輪機導葉使機組停機，同時操作操作球閥油路，關閉機組進水閥。主廠房橋式起重機在地震等自然災害發(fā)生后，所有運行和起升機構在第一時間緊急停機。7.6.2 電氣二次在電站運行安全條例中應制定地震等自然災害發(fā)生后的緊急操作預案，確保在地震等自然災害發(fā)生后，第一時間有序地按既定防震預案實施緊急操作。當發(fā)生地震時，壩區(qū)應首先通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)或現(xiàn)地開啟各泄水孔閘門。如不能通過啟閉設備開啟閘門，在大壩安全受到威脅時，則應采取果斷措施，或通過機組空載泄水(若可能)，或采用爆破措施破壞泄水孔工作閘門泄水，以保證大壩安全。當發(fā)生地震時

19、，水輪發(fā)電機組應按正常程序進行緊急停機，若機組突甩負荷，轉速持續(xù)會上升至設定的保護整定值，動作調速器關閉導葉接力器，如調速器或監(jiān)控系統(tǒng)故障，機組轉速繼續(xù)上升，純機械液壓過速保護裝置會動作，通過過速限制裝置或事故配壓閥，關閉導葉接力器，避免機組受到損壞。7.6.3 金屬結構在電站運行安全條例中制定地震等自然災害發(fā)生后的緊急操作預案。確保在地震等自然災害發(fā)生后，第一時間進行閘門、啟閉機常規(guī)檢查(包括常規(guī)電源)。如果常規(guī)電源發(fā)生故障，應接通應急電源，有序閘門。首先開啟2#泄洪洞弧形閘門（最大泄量約1180m3/s）。必要時開啟1#泄洪洞弧形閘門（最大泄量約387.83m3/s）。極端條件下，如不能通

20、過啟閉設備開啟閘門，在大壩安全受到威脅時，則應采用爆破措施破壞泄水系統(tǒng)工作閘門泄水，以保證大壩安全。7.6.4 通風空調全廠通風空調設備在地震發(fā)生時全部關閉。8 次生災害的預警預防和應急預案研究8.1 地震災害的影響分析水電站工程規(guī)模較大，壩、庫區(qū)涉及范圍大、且地質條件較復雜，工程建設可能遭受地震地質災害的影響。8.1.1 庫區(qū)地震地質災害影響分析庫區(qū)為典型的高山峽谷型水庫，兩岸山體連續(xù)、渾厚，水庫岸坡坡度一般為3060，多為巖質岸坡，部分地段為土質岸坡。庫區(qū)出露的地層為奧陶系下統(tǒng)及三疊系義敦群淺變質巖系，巖性以千枚狀板巖、變質石英砂巖、粉砂巖為主，易溶巖分布少且不連續(xù)。庫區(qū)構造較為復雜，構造

21、格局為理塘北西向構造帶、玉農希構造帶和木里弧形構造帶的復合部位，發(fā)育的斷層長度一般幾十公里至百公里左右，全新世以來均無活動性。庫尾、庫中為穩(wěn)定、基本穩(wěn)定庫岸，僅在庫首10km范圍內，為不穩(wěn)定性庫岸。水庫蓄水后，岸坡的穩(wěn)定性條件和穩(wěn)定狀態(tài)不會發(fā)生大的改變，局部淺表風化卸荷破壞巖體、不利結構面切割組合塊體及色翁橋、唐央滑坡的前緣可能產生小規(guī)模塌滑，若發(fā)生烈度為度的地震，可能局部失穩(wěn)、拉裂，形成小規(guī)模塌滑、溜滑等。庫區(qū)及其主要支溝，現(xiàn)狀較為穩(wěn)定，發(fā)育的9條中、小規(guī)模的稀性泥石流中， 8條處于穩(wěn)定期和衰退期，致災能力弱，地質災害現(xiàn)狀危險性小，若發(fā)生烈度為度的地震，溝內可能新增松散物源，在暴雨情況下有發(fā)

22、生泥石流可能，此外，在庫區(qū)土質岸坡及其它部位因為地震而產生的松散物質也可能誘發(fā)中小規(guī)模的泥石流,對水庫運行影響較小。經初步研究，水庫不存在巖溶誘發(fā)地震的可能性，蓄水后誘發(fā)的構造型水庫地震的最大震級為5.0級，可能發(fā)震區(qū)域在麻若溝庫尾段，距壩址1030km，對壩區(qū)的影響烈度不會超過度，低于工程場地的地震基本烈度值，對水工建筑物不會造成破壞性影響。綜上所述，若發(fā)生烈度為度的地震，庫內岸坡可能會產生小規(guī)模的塌滑坡，產生整體滑坡的可能性相對較??；庫區(qū)內的泥石流溝規(guī)模較小，即使發(fā)生泥石流，亦不會對工程安全產生較大的影響；即使發(fā)生水庫誘發(fā)地震，但震級小于場地地震基本烈度值，對水工建筑物不會造成破壞性影響。

23、8.1.2 工程區(qū)地震地質災害影響分析壩址區(qū)呈深切略微不對稱“V”型峽谷地貌，兩岸基巖裸露，局部為陡崖地形，右岸為順向坡，左岸為逆向坡，壩址區(qū)河流兩岸階地不發(fā)育，在遭受烈度為度的地震作用時，壩址區(qū)地震地質災害評價如下：壩區(qū)兩岸谷坡陡峻，岸坡巖體風化卸荷較強烈，受地形和結構面控制，局部存在危巖體和松動巖體，上述巖體在天然狀態(tài)下穩(wěn)定性較差，在重力作用下發(fā)生局部的崩塌。若發(fā)生設計校核烈度的地震，上述危巖體和卸荷松動巖體會產生小規(guī)模的崩塌，并在陡峭岸坡會新增一些危巖體，但發(fā)生大規(guī)模崩塌的可能性小。對工程區(qū)范圍內的自然邊坡內的危巖已采取了清除或錨固，并布設主動、被動防護網(wǎng)等措施，保證危巖崩塌不會對工程安

24、全造成較大的影響?；挛挥趬屋S線下游約5001050m河段的木里河左岸斜坡中下部，為一特大型基巖滑坡?；虑熬壐叱?6872690m，直抵木里河河床，后緣高程3140m，被崩塌堆積物覆蓋，前后緣相對高差約450m?；缕骄穸?0m左右，最大軸長930m，平均寬度598m，滑坡方量約3723萬m3。后緣滑壁圈椅狀地形明顯，為崩滑后形成的寬“U”型槽谷，滑坡剪出口位于侵蝕基準面附近?；挛窗l(fā)現(xiàn)大面積復活的跡象，滑體上亦未見有貫通性好的拉裂縫及鼓脹裂隙等變形痕跡，僅在前緣岸邊因河流沖刷出現(xiàn)兩個次級溜滑體，宏觀地質判斷，除前緣局部活動外，滑坡整體是基本穩(wěn)定的。若滑坡出現(xiàn)復活，因滑坡體物質已解體，且前

25、緣已抵河床，不會出現(xiàn)整體高速下滑。分析計算結果表明，該古滑坡體在各種工況條件下均處于穩(wěn)定狀態(tài)，但在地震工況下安全裕度較小。鑒于該滑坡距離泄洪（導流）建筑物出口較近，坡體前緣地形較陡，暴雨后存在局部塌岸和坡面沖刷現(xiàn)象，需對滑坡前緣2個溜滑體坡面應加強排水，封閉溜滑體上張拉裂縫，在滑坡體前緣設置防護措施，確?；麦w(溜滑體)的穩(wěn)定及不被沖刷并及時開展必要的監(jiān)測。壩址區(qū)兩岸其他自然邊坡高陡，基巖大多裸露，巖性復雜，砂巖以堅硬巖和中硬巖為主，板巖以中硬巖和較軟巖為主，以互層狀結構為主，層面為控制性結構面，沒有較大規(guī)模的變形體發(fā)育，邊坡整體穩(wěn)定。若發(fā)生烈度為度的地震，產生較大規(guī)?；鶐r滑坡的可能性小，局部

26、有垮塌、拉裂變形和小規(guī)?；鶐r塌滑的可能。部分覆蓋層邊坡，為結構較密實的孤塊碎石土，天然條件下穩(wěn)定性較好，在烈度為度的地震作用時，局部有產生滾石和小規(guī)模覆蓋層塌滑的可能。機落斷裂位于工程場地以南，距壩址的最近距離約11km，斷層西北起于馬邦埡口附近，向南東經竹林山、機落、沙灣、大海子，于標勒壟附近消失，全長約46km。斷層斷錯了木里河階地、全新世洪積扇和規(guī)模不一的水系等地質地貌體，形成了醒目的斷層陡坎、斷塞塘和地震斷層，具有明顯的全新世活動性，表現(xiàn)為左旋走滑兼逆沖運動特征，其滑動速率估計為2.10.3mm/a。壩址及引水線路區(qū)無大的斷層通過，但小斷層及擠壓破碎帶較發(fā)育，以前第四紀小斷層為主要。近

27、場區(qū)范圍內目前發(fā)生的最大地震為1975年1月16日四川九龍西4.8級地震，今后發(fā)生大于5級以上地震的可能性也很小，因此不存在抗斷問題以及同震地表位錯破壞的可能。8.1.3 樞紐建筑物地震災害影響分析樞紐建筑主要由混凝土面板堆石壩、右岸有壓接無壓泄洪洞(2#)、左岸導流洞改建豎井旋流洞(1#)、左岸導流洞改建放空洞等組成，按照50年超越概率10%的地震基巖動峰值加速度149cm/s2進行抗震設計，混凝土面板堆石壩按照100年超越概率2%的地震基巖動峰值加速度310cm/s2進行抗震校核，在設計地震與復核地震工況下，各建筑物安全性均滿足規(guī)范要求。8.2 次生災害的預警預防發(fā)生較大地震時經常會引發(fā)次

28、生災害，主要有下列一些基本形式：由于強烈地震使山體崩塌，形成滑坡，泥石流；水壩河堤決口造成水災；震后流行瘟疫；易燃易爆物的引燃造成火災、爆炸或由于管道破壞造成毒氣泄漏等等。地震次生災害主要有：火災、水災(水庫垮壩等)、傳染性疾病(如瘟疫)、毒氣泄漏與擴散、其他自然災害(滑坡、泥石流)、停產、生命線工程被破壞(通訊、交通、供水、供電等)等等。8.2.1 次生災害的預防8.2.1.1 邊坡工程邊坡主要涉及左右岸趾板、電站進水口、泄洪洞進出口、放空洞進出口、調壓井以及發(fā)電廠房邊坡。工程邊坡采用建筑邊坡工程技術規(guī)范、水電水利工程邊坡設計規(guī)范進行復核，工程邊坡通過以預應力錨索、掛網(wǎng)噴錨支護、設置排水、柔

29、性防護網(wǎng)等措施進行處理，邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)滿足設計地震工況下的規(guī)范要求。8.2.1.2 滑坡滑坡主要涉及位于壩址下游的滑坡以及位于壩址上游的唐央滑坡、色翁橋滑坡，通過對其進行地質勘察、物探試驗、現(xiàn)場踏勘和數(shù)值分析等綜合分析，唐央、色翁橋不會產生整體高速下滑，應做好坡面綠化工作(鋪草皮、植樹)減少地表雨水下滲。并加強變形觀測。滑坡需對前緣溜滑體施加削坡減載、排水、防沖等保護措施，保護后在遭遇設計地震工況下，穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求。8.2.1.3 泥石流工程區(qū)泥石流溝規(guī)模較小，主要涉及滑坡上游邊界小溝，根據(jù)泥石流災害防治工程設計規(guī)范DZ/T0239-2004，設計采用攔擋排導工程措施進行了整治，整

30、治后滿足規(guī)范要求。8.2.1.4 崩塌堰塞工程區(qū)邊坡均進行了有效治理，工程區(qū)以外邊坡仍可能出現(xiàn)崩塌情況，破壞性地震甚至可能出現(xiàn)堰塞等情況。如果出現(xiàn)堰塞情況則需盡早進行爆破清除，避免產生堰塞湖。8.2.1.5 潰壩本工程土石壩采取了壩頂采用U型防浪墻、適當提高壓實標準、下游壩坡第一級馬道以上較緩壩坡至1:1.5、壩頂下游采用混凝土框格+錨筋、下游壩坡大塊石護坡、下游壩腳壓重等多種抗震工程措施，潰壩可能大大降低。各種地震工況下的大壩地震永久變形分析表明，壩頂?shù)卣鸪料葑畲笾禐?.28m，由于壩頂超高值較大，不會出現(xiàn)洪水漫頂，不致引起潰壩次生災害。8.2.2 次生災害的預警8.2.2.1 工程監(jiān)測范圍

31、及內容 根據(jù)水電站的水文、地質條件，建設規(guī)模及其地震設防烈度，工程安全監(jiān)測涉及的部位包括擋水建筑物、泄水建筑物、引水發(fā)電建筑物和邊坡工程及臨時建筑物等。設計內容包含壩址區(qū)環(huán)境量監(jiān)測、邊坡及建筑物變形、滲流滲壓、應力應變和大壩地震反應等。8.2.2.2 壩址區(qū)環(huán)境量監(jiān)測主要布置水尺、溫度計、簡易氣象站等對庫水溫、水位、降雨、氣溫、風速等進行觀測。在壩前、近壩區(qū)、庫區(qū)各布置一個觀測斷面，采用水聲勘探儀對壩前淤積進行觀測。并在運行初期和運行期進行不定期觀測。下游河床沖涮觀測包括：下游水位及河道水面波動、流態(tài)、波浪爬高、臨岸流速等項目。下游河床沖刷，依據(jù)運行初期和運行期現(xiàn)場情況進行臨時布設和觀測。 8

32、.2.2.3 擋水建筑物監(jiān)測在壩頂、下游壩坡2802.00m、2752.00m高程馬道設3個監(jiān)測縱剖面。在壩0+053.00、0+166.00、0+228.50樁號位置垂直壩軸線共布設3個監(jiān)測橫剖面。擋水建筑物安全監(jiān)測主要針對面板堆石壩表面變形、內部變形、壩體壩基滲流、應力應變等進行監(jiān)測設計。8.2.2.4 泄水建筑物監(jiān)測泄水建筑物安全監(jiān)測主要針對放空洞、泄洪洞的洞室變形、滲流及水力學進行監(jiān)測設計。變形、滲流監(jiān)測剖面根據(jù)結構及地質條件，主要選擇在圍巖薄弱處。主要采用多點位移計、錨桿應力計、鋼筋計、滲壓計等監(jiān)測儀器對其進行監(jiān)測。8.2.2.5 引水發(fā)電建筑物監(jiān)測監(jiān)測項目有變形、應力應變、外水壓力

33、、圍巖壓力及水位監(jiān)測等。根據(jù)地質條件、地下水位和結構布置的具體特點，監(jiān)測斷面主要布置有：根據(jù)地質情況和隧洞長度，在引水隧洞進口段F4、F2斷層出露處各布置一個斷面，在樁號引1+070.00m、引2+782.00m、引4+117.00m、引6+156.00m處各布置一個斷面，共6個監(jiān)測斷面；調壓井布設2個典型監(jiān)測斷面；在壓力管道樁號管0+207.682下弧段處、0+504.344下弧段處各取一個監(jiān)測斷面，在岔管處布置兩個2個斷面，共布置4個監(jiān)測斷面。引水隧洞進口處監(jiān)測斷面電纜就近引至引水系統(tǒng)進口邊坡測站處，引水隧洞其余斷面監(jiān)測儀器電纜均就近引至施工支洞進行觀測，調壓井及壓力鋼管段監(jiān)測儀器電纜引入

34、調壓井或廠房的測站處。8.2.2.6 邊坡工程安全監(jiān)測邊坡工程安全監(jiān)測的目的是監(jiān)測邊坡的穩(wěn)定性安全，監(jiān)測的范圍包括壩肩開挖邊坡、電站進水口邊坡、尾水出口邊坡、導流洞進出口邊坡、泄洪洞進出口邊坡、放空洞進出口邊坡和滑坡等。監(jiān)測內部包括邊坡的變形監(jiān)測、結構支護應力監(jiān)測等。(1)變形監(jiān)測在邊坡上布置表面變形監(jiān)測墩，采用外觀監(jiān)測手段對邊坡的表面位移進行監(jiān)測；在邊坡上布置測斜管和多點位移計，以監(jiān)測邊坡的深層位移變化。(2)結構支護應力在系統(tǒng)支護錨桿安裝錨桿應力計，在預應力錨索上安裝錨索測力計，以監(jiān)測結構支護受力。8.2.2.7 大壩地震反應監(jiān)測本工程設防烈度采用基本烈度7度。修建高堆石壩后，水位抬高，形

35、成較大的庫容，可能會出現(xiàn)水庫誘發(fā)地震，也需加強地震監(jiān)測。大壩強震監(jiān)測是驗證設計烈度和抗震分析十分重要的監(jiān)測手段。 (1)監(jiān)測布設在壩頂、下游面及最大壩高布置強震儀。(2)監(jiān)測布置a. 在壩頂0+053.00、0+166.00、0+228.50樁號位置各布置一臺，在下游2802.00m高程的觀測房內布置兩臺，在2752.00m和2710.00m高程最大壩高剖面的觀測房內各布置1臺。b. 在壩的下游400600m距離的河岸基巖上布設1個測點，作為自由場測站。(3)儀器數(shù)量：強震儀：8臺。8.3 地震應急預案8.3.1電源為保證機組在地震后仍能迅速啟動，恢復發(fā)電能力，水電站要求機組具有黑啟動能力，機

36、組冷卻供水系統(tǒng)從高位消防水池取水經減壓后作為機組冷卻水的備用水源。全廠配直流電源作為應急電源，疏散通道有直流電源照明，保證人員的疏散安全，為電站設備提供應急情況下的直流電源。大壩上配有柴油發(fā)電機，保證閘門的正常工作。8.3.2交通本電站壩址距木里縣城約178km，距西昌市約424km。木里河干流(上通壩立洲)規(guī)劃的六級水電站中固增、俄公堡、沙灣與S216省道相通，立洲廠區(qū)和工程區(qū)有通鄉(xiāng)公路相連，但現(xiàn)有道路路況較差。木里河流域梯級對外公路干線建成后，交通條件將大為改觀。平時應加強對公路、橋梁、邊坡等重要部位的監(jiān)測工作，并定期組織對已有設施進行抗震檢查、加固，落實防范措施。地震發(fā)生后，應盡快集結隊

37、伍和機械、車輛等，及時趕到災區(qū)，并派出技術人員赴主要路段查看公路、橋梁的損毀情況，迅速修復被毀壞的公路橋梁等重要設施，加強與當?shù)卣?lián)系，必要時通過政府實行交通管制，征調交通運輸工具，優(yōu)先保證搶險救災人員、物資的運輸及災民的疏散。8.3.3通訊本電站通訊采用光纖通訊。設計選用一套數(shù)字式程控交換系統(tǒng)作為調度生產通信。由于本電站地形條件較復雜，建議業(yè)主配置衛(wèi)星電話通訊方式作為備用。8.3.4大壩監(jiān)測針對面板堆石壩表面變形、內部變形、壩體壩基滲流、應力應變等進行監(jiān)測設計。通過以上的監(jiān)測能夠反映大壩的變形、應力、滲流情況，根據(jù)觀測結果分析大壩的運行狀態(tài)。震后更應加強安全監(jiān)測。8.3.5工程安全管理單位

38、(項目業(yè)主)應事先明確并劃分重大危險目標，做好地震后將泄洪設施閘門打開泄洪、首先確保大壩安全的可靠應急預案。8.3.6人員撤離管理單位(項目業(yè)主)應事先明確應急疏散通道、避難場所(包括直升機停機坪等)，并做好地震后緊急情況下的人員撤離應急預案和演練。9 結論和建議9.1 結論(1)汶川地震的影響 汶川8.0級地震震中距工程場地達600km以上，工程區(qū)位于汶川8.0級地震烈度圖的度區(qū)之外，汶川8.0級地震對工程場地的影響烈度小于度，遠低于工程場地度的地基本地震烈度值，汶川8.0級地震對水電站基本無影響。(2)區(qū)域構造穩(wěn)定性工程區(qū)位于理塘德巫斷裂帶、鹽源麗江斷裂帶、德欽中甸斷裂帶和金沙江斷裂帶所圍

39、限的斷塊內，距工程區(qū)較近的理塘德巫斷裂帶，主要活動性表現(xiàn)在北西段強，南東段活動性較弱，壩址區(qū)主要靠近南東段(約8km)，其他邊界斷裂均距工程區(qū)較遠(約100km以上)。斷塊內無深大的區(qū)域性斷裂分布，主要為延伸4060km長的次級斷層，斷塊內部地殼差異運動不顯著，區(qū)域地質構造較復雜。工程區(qū)位于地跨中國西部強烈隆升區(qū)一級新構造運動單元內，處于西部強隆區(qū)川西面狀強隆區(qū)的三江深切割強隆區(qū)內。第四紀以來表現(xiàn)為強烈整體快速抬升。該區(qū)新第三紀末期尚處于準平原狀態(tài)，高程僅1000m左右，第四紀以來與青藏高原同步快速抬升，為青藏高原的組成部分，現(xiàn)存高夷平面為海拔44004600m，第四紀以來的抬升幅度達3000

40、3500m。從強震活動與新構造運動的關系來看，研究區(qū)6級以上強震往往發(fā)生在新構造運動較強的邊界斷裂附近，對工程區(qū)而言，距離最近的為理塘德巫斷裂帶，該帶雖然具備7級地震發(fā)震能力，但主要分布在北西段，距離工程場地區(qū)相對較遠。以工程區(qū)為中心，25km為半徑的范圍內迄今僅有1次4.8級地震，為1975年康定、九龍間6.2級地震的余震。19702004年以來臺網(wǎng)記錄的ML=1.03.9級地震共264次，34年間沒有ML4.04.6級地震記載，表明庫壩區(qū)周圍區(qū)域的地震活動頻度、強度均較低。在近壩附近無強震記錄，距離工程區(qū)25km的機落斷層為一全新世走滑活動斷層，地震危險性較大，預測最大發(fā)震能力為7級；工程

41、區(qū)50年超越概率10%的地震動峰值加速度壩址區(qū)為149cm/sec2，廠址區(qū)為150cm/sec2，對應地震基本烈度為度，100年超越概率2%的地震動峰值加速度為310cm/sec2。2008年5月12日汶川特大地震發(fā)生后，四川賽思特科技有限責任公司對木里河沙灣和水電站工程場地地震安全性評價結果進行了復核，維持工程區(qū)地震基本烈度和設計地震動參數(shù)與原報告一致的結論。綜上認為：工程區(qū)區(qū)域構造穩(wěn)定性較差。(3)工程區(qū)地震地質災害評價水電站的廠址區(qū)和庫壩區(qū)地處深切高山峽谷區(qū)，河谷為狹窄的“V”型谷，兩岸谷坡地形陡峻，坡度多在4050，局部可達70，形成高陡邊坡。谷坡基巖多裸露，但有崩坡積的塊石或坡洪積

42、塊碎石等堆積于上。在壩址上游5.3km和6.13km處分別有規(guī)模達1123萬m3的色翁橋滑坡和3589萬m3的唐央滑坡，在壩址下游500m處有規(guī)模達3723萬m3的滑坡，其前緣現(xiàn)今依然發(fā)育有不穩(wěn)定的小規(guī)模的滑坡。谷坡基巖中斷裂不發(fā)育，但裂隙發(fā)育，揉皺及層間滑動常見，在部分地段形成不穩(wěn)定邊坡。此外，谷坡上沖溝發(fā)育，地下水較豐富。綜合以上地質地貌條件，庫壩區(qū)和廠址區(qū)存在發(fā)生崩塌、滑坡和泥石流的條件，特別是色翁橋滑坡、唐央滑坡和滑坡在遭遇地震力作用下，有產生局部滑動的可能；廠址和壩址區(qū)均不存在發(fā)生巖土液化和震陷的條件，由于壩址區(qū)沒有活斷層及較大的斷層通過，在地震力作用下不會發(fā)生地表錯斷。根據(jù)區(qū)域地質

43、背景和庫壩區(qū)誘震環(huán)境因素分析，水庫蓄水后，可能誘發(fā)構造型地震及表層卸荷型地震，不存在巖溶地震的可能。綜合判定，水庫蓄水后誘發(fā)的構造型水庫地震的最大震級為5.0級，發(fā)震區(qū)域可能在麻若溝庫尾段，距大壩距離在1030km，對庫壩區(qū)的影響烈度不會超過度，對壩區(qū)建筑物基本無影響，但可能對當?shù)鼐用裆畹犬a生一定影響，由于壩高達170m左右、庫容近4億m3，且可能誘發(fā)5級地震，建議建設專用地震監(jiān)測臺網(wǎng)，對水庫誘發(fā)地震進行監(jiān)測。(4)大壩的安全評價標準根據(jù)水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準(DL 5180-2003)及水工建筑物抗震設計規(guī)范(DL5073-2000)，大壩采用50年超越概率10%(相應的基巖水

44、平峰值加速度149.0cm/s2)進行抗震設計，100年超越概率2%(相應的基巖水平峰值加速度310.0cm/s2)進行大壩抗震校核?？拐鹪O計工況下壩坡穩(wěn)定分析嚴格按碾壓土石壩規(guī)范要求進行，1級建筑物非常運用條件壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)不小于1.2。(5)材料的動參數(shù)河海大學對壩料動力學特性進行了試驗，動力變形基本特性與永久變形參數(shù)根據(jù)沈珠江模型經驗公式進行整理，對壩基砂、心墻料進行了動強度試驗研究，試驗規(guī)范，成果合理。結合工程類比方法提出動力計算參數(shù)，為動力反應分析提供了分析依據(jù)。(6)大壩的動力反應根據(jù)河海大學大壩動力反應分析結論：大壩的動力反應50年超越概率10%、100年超越概率2%情況下壩頂順河向反應加速度分別為巖基輸入加速度的3.2倍、2.92倍，垂直向地震加速度反應分別為巖基輸入加速度的4.5倍、3倍；地震最大永久沉降分別為10.2cm、28.2cm。(7)壩坡穩(wěn)定分別采用擬靜力法、有限元法分析了壩坡的穩(wěn)定。擬靜力法采用經水利水電規(guī)劃設計總院審查的在水利水電系統(tǒng)推廣使用的土石壩設計專用程序STAB計算，成果表明，設計地震工況壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)最小值為1.353，滿足規(guī)范規(guī)定；對復核地震工況，壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)最低值為1.214，具有一定安全裕度；有限元法設計地震工況下，僅在5個小時段內下游壩坡的最小安