【正文】 圍均較大。在樞紐布置中首先考慮避讓的原則。在強霧化區(qū)及較強霧化區(qū)不布置水工建筑物；其次對霧化區(qū)內(nèi)的邊坡不穩(wěn)定巖體及其他存在地質(zhì)缺陷的巖體采取挖除或其它工程加固措施，加強坡面排水，確保兩岸邊坡的穩(wěn)定性。(5)河芥狹窄，不具備布設(shè)壩后廠房的條件，利用河床左右兩岸地形地質(zhì)條件基本對稱，山體雄厚，圍巖條件好的特點，將18臺機組均勻分設(shè)在左、右兩岸的地下廠房，每座廠房裝機容量6 300MW。(6)初期施工導(dǎo)流采用斷流圍堰、隧洞導(dǎo)流、基坑全年施工的方案。在左右兩岸共布置6條大斷面導(dǎo)流隧洞。在樞紐布置時盡量考慮將導(dǎo)流隧洞與永久建筑物相結(jié)合，后期略加改建便可成為永久建筑物。這樣不僅減少工程量節(jié)省投資，而且使處于狹窄河谷的樞紐布置更加緊湊。(7)兼顧分期蓄水提前發(fā)電，提早發(fā)揮工程效益，降低工程總投資。對多個樞紐布置方案進行了全面的技術(shù)經(jīng)濟比較，提出推薦的樞紐布置方案(參見圖2)，其優(yōu)點如下：(1)充分利用玄武巖出露的4km長的峽谷河段布設(shè)整個水工樞紐。壩軸線選擇在峽谷中段，地形微向下游收斂，河床覆蓋層厚(2)壩身孔口泄洪流量可達30 000m3／s，占樞紐總泄量的60％。下泄水流順應(yīng)河勢，歸槽條件好，對岸坡穩(wěn)定影響相對較小，且能節(jié)省投資。多套泄洪設(shè)施可靈活運用。下游消能區(qū)沿河床縱向和橫向拉開，避免對下游河床的集中沖刷。(3)壩址區(qū)左岸屬四川省，右岸屬云南省，在左右兩岸各設(shè)一座裝機6 300MW的地下廠房，滿足向華中2回177。500kV直流輸電和向華東2回177。600kV直流輸電的需要，同時也兼顧了川、滇兩省的用電要求。(4)有利于分期蓄水，提前發(fā)電。初期施工導(dǎo)流采用斷流圍堰、隧洞導(dǎo)流、基坑全年施工的方案。后期在壩身設(shè)兩層導(dǎo)流底孔。在410m高程布置6個5mXl0m導(dǎo)流底孔，在 。在大壩尚未完建、壩體灌漿至580m、高程的情況下，即可蓄水至死水位540m發(fā)電，并能妥善解決發(fā)電后按設(shè)計標準要求的度汛問題。能提前8個月發(fā)電，?h電能。(5)樞紐布置緊湊，工程量小。主體工程的工程量包括：石方明挖1 970萬m3，石方洞挖1 580萬m3，混凝土和鋼筋混凝土1 300萬m3，鋼筋、鋼材36萬t。關(guān)鍵技術(shù)問題 在溪洛渡樞紐設(shè)計中，對幾個關(guān)鍵的技術(shù)問題進行了深入的研究，即：大壩建基面的選擇、拱壩的體型設(shè)計、大壩的靜動應(yīng)力分析、壩肩穩(wěn)定分析、大壩的抗震設(shè)計、泄洪消能和超大型地下洞室群設(shè)計。 大壩的建基面選擇壩址區(qū)自然條件優(yōu)越，山高谷深，兩岸地形完整對稱，河道順直，河谷為窄“U”型，其寬高比小于2，壩址區(qū)出露490～520m厚的二疊系峨眉山玄武巖，河床壩基及兩岸壩肩均置于玄武巖之上，是理想的修建混凝土雙曲拱壩的壩址。選擇大壩建基面時，考慮壩高達278m，承受總水推力約 l 400萬t，對基礎(chǔ)的要求較高，因此將拱壩基本上置于微一新和弱風(fēng)化下段的玄武巖巖體上，拱壩壩肩、壩基巖體質(zhì)地堅硬，以整體塊狀和次塊狀結(jié)構(gòu)為主，完整性、均勻性好，能夠滿足拱壩承載能力及壩基變形的要求。大壩建基面高程確定為332m，最大壩高278m，，在嵌深上適當留有余地。 雙曲拱壩的體型設(shè)計(1)壩體應(yīng)具有較大的整體剛度，以改善壩身開孔后對拱壩整體剛度削弱的不利影響；通過加強壩體剛度，提高壩體整體性，改善地震反映較強的壩體中上部位應(yīng)力條件，提高大壩的抗震能力。(2)在滿足壩體強度要求的前提下，采用扁平拱布置，盡量使拱推力轉(zhuǎn)向山體內(nèi)部，改善壩肩穩(wěn)定條件。(3)大壩應(yīng)具有較強的適應(yīng)壩基變形、壩基變模浮動及變模各向異性的能力；在各種計算工況下，均有較好的應(yīng)力、變形狀況；大壩的應(yīng)力、變形變化幅度合理，并能兼顧提前發(fā)電需要。(4)在雙曲拱壩布置中，考慮不設(shè)縱縫，簡化溫控措施，加快施工進度，提高拱壩整體性?？刂粕嫌蔚箲叶龋纳剖┕て趹?yīng)力條件。盡量使體型簡單，方便施工。(5)要求建基面規(guī)則、縱坡平順，避免產(chǎn)生應(yīng)力集中。按此要求，經(jīng)各種拱圈線形的優(yōu)化設(shè)計及綜合比較，推薦拋物線雙曲拱壩，其體型參數(shù)見表1。表1 拋物線雙曲拱壩體型參數(shù)特性表 ________________________________________ 項目 參數(shù) 項目 參數(shù)________________________________________ 壩高（m）278 厚高比 拱冠頂厚（m） 弧高比 拱冠底厚（m） 上游倒懸度 拱端最大厚度（m）（360m高程拱端）壩體混凝土量（萬m3） 頂拱中心角（176。) 壩基開挖量（萬m3）540 最大中心角（176。)（480m高程）單位壩高柔度系數(shù) 頂拱中心線弧長（m） ________________________________________ 采用我院開發(fā)的ADSC—CK拱梁分載法計算程序，對推薦的拋物線雙曲拱壩進行位移、應(yīng)力計算，并采用水科院結(jié)構(gòu)所ADASO拱梁分載法靜動力分析程序水科院抗震所SD—TAM88拱梁分載法靜動力分析程序以及浙江大學(xué)ADAO拱梁分載法靜動力分析程序進行輔助驗證。計算分析表明：在自重荷載作用下，上下游壩面基本處于受壓狀態(tài)，局部產(chǎn)生的拉應(yīng)力與水沙、溫度荷載下的拉應(yīng)力發(fā)生部位不同。水沙荷載作用下的最大主拉應(yīng)力的出現(xiàn)部位在自重荷載作用下則出現(xiàn)最大主壓應(yīng)力，荷載組合作用下壩體拉應(yīng)力相互抵消， 壩體應(yīng)力分析、(1)應(yīng)力控制標準 應(yīng)力控制標準系根據(jù)《混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范》和《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，以國內(nèi)外高拱壩容許應(yīng)力標準為基礎(chǔ)，結(jié)合我國近期高拱壩的建設(shè)經(jīng)驗及溪洛渡拱壩工程特點，本著安全可靠、經(jīng)濟合理、施工方便等要求而確定的。溪洛渡拱壩應(yīng)力分析以拱梁分載法為主。相配套的容許應(yīng)力控制標準見表2和表3。表2 拱壩應(yīng)力控制標準容許拉應(yīng)力（MPa）混凝土抗壓 強度安全系數(shù)荷載組合 容許壓應(yīng)力（MPa）上游面 下游面基本組合 特殊組合[無地震］ 表3 特殊組合（有地震）工況應(yīng)力控制標準混凝土設(shè)計強度（MPa）容許壓應(yīng)力（MPa）容許拉應(yīng)力（MPa） 30 36 注：混凝土設(shè)計強度定義為在標準制作和養(yǎng)護條件下．20cm立方體試件，180d齡期，具有85%保證率。離差系數(shù)Cυ≤。(2)壩體應(yīng)力分析壩體應(yīng)力分析以多拱梁法為主，有限元法及模型試驗為輔。通過對各種工況包括施下：期的壩體應(yīng)力分析以及甚礎(chǔ)特性等參數(shù)的敏感性分析，拱壩應(yīng)力分布良好，應(yīng)力水與二灘拱壩相當，不僅滿足設(shè)汁要求，而且對基礎(chǔ)變模的浮動具有較好的適應(yīng)能力。壩身設(shè)有表孔、中孔后，對大壩整體應(yīng)力分布從拱壩整體穩(wěn)定無影響，儀導(dǎo)致孔口附近局部應(yīng)力集中，通過配筋即可解決。大壩混凝土強度以R180 350控制。采用拱梁分載法(9拱17梁)，在荷載基本組合工況和特殊荷載組合工況下，壩體應(yīng)力位移汁算成果見表表5表4 荷載基本組合工況下的壩體應(yīng)力成果基本組合Ⅰ 基本組合Ⅱ 基本組合Ⅲ 荷載工況數(shù)值（高程m）數(shù)值（高程m）數(shù)值（高程m）最大主壓應(yīng)力（MPa）上游壩面 下游壩面 （480）（520）（332）（480）（480）（520）最大主拉應(yīng)力（MPa）上游壩面 （480）（332）（610）（610）（480）（3321）最大徑向位移（cm）壩體 基礎(chǔ) （520）（332）（440）（332）（480）（332）最大切向位移（cm）壩體 基礎(chǔ) （480）（440）（440）（400）（480）（440）注：基本組合Ⅰ：上游正常蓄水位＋相應(yīng)下游水位＋泥沙壓力＋自重＋溫重基本組合Ⅱ：上游死水位+下游最低尾水位+泥沙壓力自重+溫升基本組合Ⅲ：上游正常蓄水位十相應(yīng)下游水位十泥沙壓力+自重＋溫升表5 特殊荷載組合工況下的壩體應(yīng)力成果項目 上游壩面 下游壩面最大主壓應(yīng)力（MPa)/(高程m）（MPa)/(高程m）（mm)/(高程m）徑向 切向 壩體/（高程mm）（高程m）從計算結(jié)果可知：在基本組合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ工況作用下，，壩體位移平順光滑；壩休應(yīng)力狀態(tài)良好，壩體大部分處于受壓狀態(tài)，只在中部高程壩踵部位局部出現(xiàn)拉應(yīng)力，最大主拉、主壓應(yīng)力值滿足應(yīng)力控制標準。說明拋物線體型設(shè)計符合要求。在特殊荷載組合工況下，壩體應(yīng)力滿足應(yīng)力控制標準，應(yīng)力分布規(guī)律及最大位移、最大應(yīng)力出現(xiàn)部位與基本組合相似，主要差別在于上游壩踵拉應(yīng)力增大，增幅約30％。線彈性有限元法計算結(jié)果表明：壩體位移對稱、均勻與拱梁分載法計算成果一致；壩體拉應(yīng)力主要受上游面控制，從拉應(yīng)力區(qū)分布及拉應(yīng)力值綜合判斷，壩體拉應(yīng)力滿足設(shè)計要求；壩體壓應(yīng)力主要受下游面控制，從壓力區(qū)分布及壓應(yīng)力值總和判斷，壩體壓應(yīng)力滿足設(shè)計要求。 壩肩穩(wěn)定分析從壩址區(qū)的地形地質(zhì)分析，對拱壩壩肩穩(wěn)定有利，主要表現(xiàn)為：河谷狹窄，地形完整對稱，山體雄厚；壩肩出露的巖體為堅硬、完整的去武巖，具有較高的強度。壩肩巖體內(nèi)無特定的陡傾角結(jié)構(gòu)面發(fā)育，只有稀疏、短小、擠壓緊密的陡傾角裂隙發(fā)育(其連通率壩肩抗滑穩(wěn)定分析以剛體極限平衡法為主，壩肩抗力休的側(cè)滑面為一套極不發(fā)育的節(jié)理裂隙；底滑面為特定的層間層內(nèi)錯動帶，傾角平緩，面有起伏，連續(xù)性較好。按照地質(zhì)勘探揭示的裂隙產(chǎn)狀及層間層內(nèi)錯動帶的產(chǎn)狀、分布和位置，列出壩肩各種町能的滑移面組合，按規(guī)范要求，采用剛體極限平衡法進行壩肩穩(wěn)定計算，結(jié)果見表6。計算結(jié)果表明，純摩、剪摩安全系數(shù)均達到并超過規(guī)范要求，穩(wěn)定性較好。除此之外，采用目前國內(nèi)的多種計算程序進行靜、動荷載作用下的壩體應(yīng)力分析、拱座穩(wěn)定分析和大壩的地震反應(yīng)分析，計算結(jié)果表明：在不同荷載組合工況下，拱座基本上無不良應(yīng)力分布，拱壩應(yīng)力分布較為理想；左右岸拱肩的穩(wěn)定安全系數(shù)滿足要求；壩體設(shè)計符合地震設(shè)防要求。表6 各典型滑動塊體穩(wěn)定安全系數(shù)滑塊編號 滑塊高程（m)底滑面左岸 純摩剪 摩滑塊高程（m）底滑面右岸 純摩 剪摩 C3 C4 2 C4 C7 3 5層內(nèi)總體 C8 4 Lc534 5層內(nèi)總體 5 6層內(nèi)總體 Lc649 6 Lc614 6層內(nèi)總體 7 8層內(nèi)總體 8層內(nèi)總體 8 Lc840 拱壩抗震設(shè)計溪洛渡水電站位于南北向的峨邊一金陽斷裂，北東向蓮峰斷裂及北西向馬邊一鹽津隱伏斷裂帶所圍限的雷波一永善三角形塊體之中南部，塊體面積約1 600km2，斷裂不發(fā)育，具有良好的穩(wěn)定性。壩址區(qū)地震危險性主要自塊體東部馬邊地震帶強震的波及影響。1989～1990年國家地震局對溪洛渡水電站進行了地震基本烈度復(fù)核和地震危險性分析，壩址區(qū)地震基本烈度為Ⅷ度，；。總庫容l ，最大壩高278m，溪洛渡混凝土雙曲拱壩壩頂高程610m，壩高超過世界上最高的格魯吉亞英古里壩，溪洛渡拱壩、英古里拱壩和小灣拱壩都是建在基本烈度Ⅷ度的高地震區(qū)的特高拱壩。根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》(DL5073—2000)規(guī)定，拱壩抗震設(shè)計類別為甲類。由于壩高大于250m，其抗震安全性須進行專門研究。按現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范要求，進行如下計算分析：①動力拱梁分載法進行拱壩強度動力分析；②線彈性有限元反應(yīng)譜法進行拱壩強度動力分析；③線彈性有限元時程法進行拱壩強度動力分析；④采用剛性極限平衡法和剛體彈簧元法進行拱壩壩肩動力穩(wěn)定分析。圍繞以下幾個問題開展專題研究：①壩體橫縫張開對壩體動力反應(yīng)的影響：在強震作用下，拱壩中、上部會產(chǎn)生很大的拱向拉應(yīng)力，抵消靜態(tài)壓應(yīng)力的拉應(yīng)力，將使基本不能抗拉的橫縫張開，并隨著突變的地震作用而反復(fù)開合，使壩體應(yīng)力重分布，拱向應(yīng)力顯著降低，拱壩的強度反應(yīng)成為一個復(fù)雜的三維邊界接觸的非線性動力問題，直接關(guān)系到抗震安全性的評價，因此研究了壩體橫縫張開對壩體動力反應(yīng)的影響；②地基輻射阻尼對壩體動力反應(yīng)的影響：拱壩在地震作用的過程中，存在波動能量向遠域地基的、輻射。人為截斷地基邊界，造成截斷邊界上波的反射作用，加大了拱壩動力反應(yīng)。因此，在遭遇強震時應(yīng)考慮波動能量向遠域地基逸散的輻射阻尼影響；③地震動非均勻輸入對壩體動力反應(yīng)的影響：采用柯依納波作為輸入地震波，分析地震運動沿壩的相差幅差、分析對拱壩動力反應(yīng)的影響；④綜合考慮地基輻射阻尼，壩體橫縫張開對壩體動力反應(yīng)的影響；⑤動力模型試驗，模型壩體模擬了橫縫布置并設(shè)置人工阻尼邊界。拱壩抗震設(shè)計的各項研究，均采用目前國內(nèi)外先進的計算方法和模型試驗手段，結(jié)合工程類比進行了全面的分析和科技攻關(guān)。研究工作聯(lián)合了國內(nèi)高水平的科研單位、大專院校及知名專家共同完成。計算研究及模型試驗成果表明，溪洛渡高拱壩在遭遇設(shè)防烈度地震時，其強度及穩(wěn)定性均能滿足抗震設(shè)計要求，主要結(jié)論如下：(1)大壩自振頻率相對較低，呈現(xiàn)出各階模態(tài)分布密集的特點。在正常蓄水位及低水位運行時，大壩第一階振型呈反對稱，第二、三階振型呈正對稱。正常蓄水位時，～，～。(2)采用拱梁分載反應(yīng)譜法和線彈性有限元反應(yīng)譜法的分析結(jié)果基本一致，僅數(shù)值上有一定的差異。壩體壓應(yīng)力滿足設(shè)計要求，有一定的安全裕度。壩體的高拉應(yīng)力區(qū)集中出現(xiàn)在壩體中上部，由地震時的拱向拉應(yīng)力產(chǎn)生。在正常蓄水位情況，拉應(yīng)力值超過標準的壩體面積與壩體總面積之比〈％，低水位時其比值(3)反應(yīng)譜作用下的地震反應(yīng)與人工波作用下的計算結(jié)果基本相似。輸入不同的地震時間歷程，對動應(yīng)力的分布規(guī)律影響不大。(4)地基輻射阻尼對動應(yīng)力的分布規(guī)律影響不大，但拱壩地震反應(yīng)顯著降低。最大拱向應(yīng)力值減小25％～40％，最大梁向應(yīng)力值減小25％～50％。(5)地震運動幅差相差對壩體動應(yīng)力綜合影響不顯著。(6)強震作用下，壩體橫縫張開，壩體應(yīng)力重分布，頂部拱冠梁附近的高拉應(yīng)力被釋放。正常蓄水位及低水位運行時原出現(xiàn)高拉應(yīng)力部位的拉應(yīng)力遠小于應(yīng)力控制標