团滩河水库电站工程防震抗震设计.docx

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1、团滩河水库电站工程防震抗震设计1.1 区域稳定性评价及地震1.1.1 区域稳定性评价工程区域处于新华夏系四川沉降带之川东褶束的北东缘弧形构造带，由北向南区域发育长店坊向斜、马槽坝背斜。地质基本构造定型于燕山运动晚期，挽近期以来新构造运动，主要表现为间歇性上升隆起为主，河流下切，侵蚀作用加强，沿河发育有多级阶地和夷平面，第四系地层未发现断层，也未见新构造运动以来断层复活现象。据现有资料，测区及附近区域地应力值总的显示不高，区域地壳厚度稳定，无区域性重磁异常，挽新构造运动较微弱，无现代活动断层。第四系以来，地壳处于相对稳定状态，具有较好的区域构造稳定性。1.1.2 地震区带及潜在震源区划分据长江三

2、峡工程地区各地震带中强震统计资料，本区属兴山黔江地震带，外围地震活动较强烈，主要是石柱黔江地震危险区和长寿南川地震危险区，距工程区120220km。相邻地区历史最大地震为黔江小南海地震和房县安康地震、四川汶川大地震。1856年6月10日，黔江小南海地震,震级6.25级,距工程区约180km；公元788年3月房县安康地震,震级6.5级,距工程区15Okn1以上。2008年5月12日四川汶川大震，距工程区45Okn1以上，震级8.0级。其余地震均W5.5级，震中均距工程区约70IOOkm以外，1983年12月5日发生在万州新田镇的3.8级地震，距工程区70km以上。而这些中强地震活动波及到本区其影

3、响烈度均未超过V度，显示库、坝区属地震弱活动区。1.1.3 地震动衰减关系及地震活动性参数工程区40km范围内，历史上无中强强地震记录(详见研究区地震震中分布见图17-1,历史地震统计表17-1)据中国地震动参数区划图(GB18306-2001),工程区50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期0.35s,相应地震基本烈度为VI度。1.1.4 场地地震安全性测区及附近区域地应力值总的显示不高，区域地壳厚度稳定，无区域性重磁异常，挽新构造运动较微弱，无现代活动断层，历史上未发现过中强以上破坏性地震。测区50km范围无Ms4.0级地震发生，IOOkm以外中强以上大地震

4、波及到本区，但震感较小，按烈度衰减关系，影响烈度均在V度以下。据三峡工程资料，三峡工程蓄水，奉节、云阳以上库段，地壳稳定性较高，不具备诱发较强水库地震的条件。工程区具有较好的区域构造稳定性。根据对国内、外有关水库诱发地震的原因分析，诱发地震的产生主要与工程区断裂构造的发育程度、水库规模及可溶岩类岩溶构造发育程度三个方面有关。工程区所处区域构造以褶皱为主，无大断裂构造发育，区域稳定性好，因此由断裂构造导致诱发地震的可能性极小；根据坝址区勘察钻孔揭示，坝址区及近坝段河床以下基岩不属可溶岩类岩，不会出现岩溶地震的可能;据统计研究分析:库容大于10亿立方的高坝大库诱发地震概率较高。该工程库容相对较小，

5、诱发地震的概率较低；从以上三个方面分析，本工程场地诱发地震的可能性较小。图177研究区地震震中分布图相邻地区（50-50Okm范围内）历史地震统计表表17-1频啊（年月.日）敝(Ms)蝴乜度距曲廨（Km）峰东径17883.鹿65174T721854.1224SKpS川29.1107.152V36931855.10-11蓟燎水292108.14.7VI289541856.6.10黔工小髓29.7108.8625VD123251856湖!喊丰龙各62520261931.7.1湖!闲川30.0109.05.0VI15971965.928石W南29.910834.02285819728.12川2931

6、0754.036991976.1.17陕西宝鸡飕狗343107.13.4VI4371019782.11泉325108422565111979522渤啾归5.192.41219823.11陕西山阳332110345245131983.125万外断田3.8179141987.72朝4.4240151997.7.15柱43230161998.15陕西泾阳34.4108.94.8V25651.2 水工建筑物防震抗震设计1.2.1 设计依据及基本资料（1）设计依据1）水电枢纽工程等级划分及设计安全标准（D15180-2003）；2）水工建筑物抗震设计规范（D15073-2000）；3）中国地震动峰值加速

7、度区划图（GB18306-2001）；4）水电站工程防震抗震研究设计及专题报告编制暂行规定（水电规计200824号）；（2）基本资料团滩河（水库）电站工程开发任务为发电，由一级电站、二级电站两个梯级电站组成。其设计概况、基本资料、各水工建筑物抗震设计标准、筑坝材料、其他水工建筑材料和地基与基础的静力特性、动力特性详见第4、6章。1.2.2 抗震计算分析和评价本区地震动峰值加速度小于0.05g,地震动反应谱特征周期0.35s。大坝抗震类别为乙类，大坝、消能、引水系统、发电厂房地震设计烈度为6度，根据水电站工程防震抗震研究设计及专题报告编制暂行规定（水电规计200824号）、水工建筑物抗震设计规范

8、（D150732000）,本工程不需要抗震计算分析，对重要结构采取适当的抗震措施。1.2.3 工程抗震措施在面板坝设计中，选择了合理的平面布置，坝顶宽度在满足交通及施工的前提下适当加宽，采用坝顶宽度为6m,下游坝坡采用干砌大块石护坡，坝顶采用1Om高的低防浪墙；坝顶设计安全超高较计算值高0.39m；岸坡较陡的部位垫层料与基岩接触长度延长2m；河床段4块面板顶部的面板配筋率采用0.4%；本工程坝体堆石料均采用硬岩填筑。趾板及坝轴线上游范围内的坝基基础建在弱风化岩上部，堆石体其它部位基础需清除覆盖层和松散岩体，挖至强风化基岩顶部；坝基及坝肩设置防渗帷幕，趾板进行固结灌浆，且左岸中等可溶岩类帷幕灌浆

9、孔深要求深入基岩相对隔水层（q31u）以下5m；设置永久放空建筑物，有利于震后检修。引水发电系统在工程布置上，结构布置尽量避开断层和浅薄山嘴，引水洞进出口布置在地形、地质条件良好的地段，避免因地震造成结构整体破坏。发电厂房按规范设置构造柱和现浇圈梁。1.2.4 极限抗震能力分析本工程按库容确定规模最大的工程为一级水电站，工程等别为三等中型工程，大坝为面板堆石坝，坝高72m,根据水电枢纽工程等级划分及设计安全标准(D15180-2003)之规定，确定大坝为3级建筑物。根据水电站抗震设计专题报告编制暂行规定水电规计(2008)24号规定，不需进行极限抗震能力分析。1.2.5 水库诱发地震监测设计本

10、工程存在发生水库诱发地震的可能性较小。其对建筑物无影响，因此不需要地震监测。1.3 重要设施设备的防震抗震研究设计1.3.1 重要设施设备抗震设计要求1.3.2 及通信设施团滩河(水库)电站工程要求按照V1级地震烈度作为设计标准。在主要电气设备选择设计中，严格遵循VI级地震烈度的要求来进行选择、校验，设备型式和基本参数的选定均能够满足电气设备的防震抗震要求。通信设备的安装需加固，主要通信设备做防震处理，通信终端、电视摄像头及高空设备进行加固防止坠落。(2)水力机械部分团滩河(水库)电站工程水机专业重要设施设备包括：水轮发电机组、主阀装置、厂内桥式起重机、供排水设备、空气压缩机、储气罐、储油设备

11、等。团滩河(水库)电站工程地址场地地震基本烈度为VI度，地震设防标准本着“确保安全，留有裕度”的原则，重要设备防震抗震设计目标是：“设计地震工况下设备无损坏，在校核地震工况下设备损坏可修复”。重要设备本身防震抗震设计要求，在机电设备招标标书技术条款中明确工程地址场地地震基本烈度为V1度，其防震抗震设计由设备制造商按场地地震烈度要求设计；设备的基础与土建接口防震抗震设计，由工程设计单位根据设备本身要求和设备运行的具体情况配合土建专业设计完成。当发生地震时可确保设备基础不松动，不位移。重要的设施设备，根据团滩河（水库）电站工程的工作环境，设计时考虑设备的防震抗震布置要求。设备与设备的间距，设备与建

12、筑物之间的距离，其净距足够安全。避免发生地震时设备之间发生碰撞而损坏。机械设备多为钢结构，其延性大强度高，设计上满足“设计地震工况下设备无损坏，在校核地震工况下设备损坏可修复”的要求。（3）金属结构设备团滩河（水库）电站工程金属结构由泄洪系统、引水发电系统和施工导流系统组成。1）设计选择了可靠的启闭设备，合理的止水装置及支承型式，减轻了由于地震而造成水工建筑物结构变形，导致闸门卡阻，启闭机过载等危害。2）泄洪系统启闭设备设置柴油发电机组作为备用电源，以保证动力电源的可能性。3）闸门及启闭机布置有利于降低启闭机排架高度，提高整体抗震性能。4）泄水系统金属结构设计中采用适当的抗震措施。1.3.3

13、应急设备的配置及其管理要求1）应急电源配置应急、保安备用电源系统的设备选型和参数要求，均按照高一级地震防护要求进行设计。为确保大坝安全泄洪，在坝区设置了一台柴油发电机组，作为保安备用电源，保证事故时现场人员、设备的安全性和可靠性。2）应急照明电源全厂设有工作照明和应急事故照明两个照明系统。当正常运行时，由工作照明系统来保证全厂各生产场所、交通通道、办公房间等部位的照明要求，应急照明系统处于充电状态。一旦遇到事故情况，在工作照明失去，应急照明系统将自动投入。另外，在各生产场所、交通通道等部位还设有事故照明和安全疏散指示标志照明。3）应急通信设备通信设备采购中对重要设备进行冗余配置，并明确抗震要求

14、，最大限度保证调度通信电路的畅通。1.3.4 永久通信的备用通信方式团滩河（水库）电站工程的电力系统调度通信主通道采用光纤通信方式，备用通道采用电力线载波通信方式，保证调度通道的可靠性。1.3.5 水情测报系统的通信方式在团滩河（水库）电站工程可研设计阶段，进行了水情自动测报系统必要性论证和站网规划。随着设计工作的不断深入，下阶段应尽快开展系统总体设计、完成系统总体设计报告，对系统通信组网方式进行深入研究，并通过超短波通信和短信通信等组网方式的技术条件和经济效益比较论证，提出合理可行的通信方式和组网方案。云阳地区抗震设防烈度为6度，对于团滩河（水库）电站工程水情自动测报系统而言，地震对系统通信

15、方式的影响主要体现在其对遥测站（或中继站）建筑物的破坏程度。当建筑物的建设场地条件、抗震设计及施工质量达不到本地设防烈度要求，发生一定级别的地震时，则会对各遥测站（或中继站）的设备产生影响，甚至毁坏，直接造成遥测数据采集失灵或发射、传输异常。因此，下阶段进行系统总体设计时，通信方式的设计和建设需符合有关规范要求，对系统建筑物的抗震设计应遵循以下原则：a）根据水利水电工程通信设计技术规程（D1/T50801997）的设计要求，本系统通信建筑物抗震设计烈度按当地基本设计烈度提高一度设防，即抗震设计烈度按7度考虑。设备安装抗震加固，按当地基本烈度设计。b）造成建筑的破坏，除地震动直接引起结构破坏外,还有场地条件的原因，诸如：地震引起的地表错动与地裂，地基土的不均匀沉