大空腔浆砌石引水坝三维有限元应力分析与安全评价

王小玲 陶雪辉 欧 健

（湖南省水利水电勘测设计研究总院 长沙市 410007）

大空腔浆砌石重力坝应力分析为一较复杂的三维空间问题，其结构应力分析工作目前尚无规范可循，安全评价也无准则可依。某水库引水坝段在安全评价时遇到了这一问题，下面以该水库这一具体工作为例，从结构理论和安全评价准则及具体分析方法等方面进行探索性研究。

1 工程概况

某水库坝址以上控制流域面积3 189 km2，大坝正常蓄水位146.00 m，相应库容2 020万m3，总库容3 060万m3。是一座具有防洪、灌溉、航运、发电等综合利用的中型水利枢纽。

根据《水利水电工程等级划分洪水标准》（SL 25-2000）规定，该工程等别为Ⅲ等，永久性主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。相应设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇。

发电厂房为坝后地面厂房，装机2台 （2×6 300 kW），水轮机型号为ZZ5b0a-LH-275，额定水头13.5 m，额定流量58 m3/s，额定出力6 597 kW；发电机型号为SF6300-32/425，额定功率6 300 kW。

发电引水管为两根，设于引水坝段内，单机单管引水，管径在进口处4.5 m×3.85 m（宽×高）。入厂房处为 8.1 m×3.85 m（宽×高）。 单机过流量 58 m3/s，进口设有拦污栅、检修门和快速工作门，进口底板高程136.50 m。

引水坝段为大空腔浆砌石坝，坝顶高程为149.40 m。发电引水管材料为钢筋混凝土。

水库工程1996年下闸蓄水投运，为当地工农业及经济的发展作了较大贡献，但一直带病运行，影响工程效益的发挥，还给下游人民的生命和财产安全造成严重的威胁。原因是工程建设周期较长、施工指标控制不严，质量达不到设计要求，存在安全隐患，以引水坝段工程安全隐患最为严重。……