十三陵抽水蓄能电站上水库工程结构抗震复核研究与评估

状况，是震灾防御的重要基础。且随着国家和社会对 陵风景区，距市区约 40km。电站上水库工程位于上寺沟 地震安全提出的更高要求，《中国地震动参数区划图》 沟头，采用挖填结合方式兴建，库区面积近 1km2。根据
（GB 18306—2015）对十三陵上库工程区 50 年超越概 地形条件，上水库修建主、副坝各一座，均为面板堆石 率 10% 的地震动峰值加速度，由 0.15g 调整为 0.20g[1]， 坝。主坝位于库区东南侧沟口，坝基倾向下游，清基后纵
2 抗震复核关键指标及研究方法
虑坝体填筑施工次序及逐级加载过程，并对水库蓄水至 正常蓄水位（566.0m）后的坝体和面板的静、动力应
2.1 关键指标设定
力变形进行研究。
根 据《 中 国 地 震 动 参 数 区 划 图 》（GB 18306—
3.2 静、动力计算理论和模型
2015）、《 水 电 工 程 水 工 建 筑 物 抗 震 设 计 规 范 》（NB
1:7
530.2
ᵔ㤙㑰 ➴ 䑂 㼀
ᵒ㤙㑰 530.0
518.0
1:5
510
506.0
2150 548.0
1 :1.7
䊎⭹㘇㼀
1:4 ⺞Ⱚ㑰
6100 522.0
ⶪ㡗㬐600
470.75
1750 490.0
480.0
1:1.75
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Vol.5 No.2(Ser.24) April,20,2019
法对电站上水库工程主坝、副坝等重点部位开展结构抗 基岩完整，下游坝坡坡脚大部支撑在两侧山梁上，对坝
震复核计算，按照坝体单元抗震安全性的评价方法以及 体向下游位移具有一定的约束作用，对坝体整体稳定有
坝坡抗震稳定性的动力时程线法，并结合坝体应力变形 利。副坝位于池区西侧垭口处，坝高 12.82m，坝顶长度
的分析结果，对坝体抗震安全性进行了评价，为电站上 187m，上游坡比为 1 ：1.5，下游坡比为 1 ：1.3。主、副
水库工程安全稳定及运行期的精准管理提供科学依据和 坝坝体全部采用池盆开挖出的不同风化安山岩料进行分
保障。同时，十三陵抽水蓄能电站的结构抗震复核工作 区填筑。上水库平面布置见图 1。水库正常蓄水位 566m， 的开展和研究成果，也为我国水电行业的工程结构抗震 工作水深 35m，总库容 445×104m3。上水水库库区地层
特别策划——大坝抗震安全关键技术研究
十三陵抽水蓄能电站上水库工程 结构抗震复核研究与评估
张秀梅，张 毅 （国网新源控股北京十三陵蓄能电厂，北京市 102200）
摘 要：本文是鉴于《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）对十三陵上库工程区 50 年超越概率 10% 的地 震动峰值加速度，由 0.15g 调整为 0.20g，原设计场地基本烈度Ⅶ度提高为Ⅷ度区，为进一步核实十三陵抽水蓄能电 站上库工程安全稳定运行的可靠性，采用拟静力法和非线性动力有限元法对电站上水库工程主坝、副坝等重点部位 开展结构抗震复核计算，按照坝体单元抗震安全性的评价方法以及坝坡抗震稳定性的动力时程线法，并结合坝体应 力变形的分析结果，对坝体抗震安全性进行了评价，为电站上水库工程安全稳定及运行期的精准管理提供科学依据 和保障。
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第 5 卷 第 2 期（总第 24 期） 2019 年 4 月 20 日
䑘➴⪚䐒0+240㠫㘇 :1000
水电与抽水蓄能
Hydropower and Pumped Storage
5179
566 䎞⧄㿏㯏㸜
⮇⥄㑰1664 ⺞Ⱚ㑰2219
1: 1: 5
5816
567.52
563.0
1 :1.7
原设计场地基本烈度Ⅶ度提高为Ⅷ度区。为进一步核实 坡在 1 ：4 左右，坝轴线处最大坝高 75m，填筑最大高
十三陵抽水蓄能电站上水库工程在参考地震作用下安全 差 118m，坝顶长度 550m，上游坡比为 1 ：1.5，下游
稳定运行的可靠性，采用拟静力法和非线性动力有限元 坡比为 1 ：1.75~1 ：1.70。坝趾处地形狭窄，呈瓶口状，
关键词：抽水蓄能电站；面板堆石坝；抗震复核；邓肯—张模型；有限元计算 中图分类号：TV736 文献标识码：A 学科代码：470.4054 DOI：10.3969/j.issn.2096-093X.2019.02.008
0 引言
1 工程概况
地震区划图反映了不同地区潜在地震危险程度的
Hale Waihona Puke 十三陵抽水蓄能电站位于北京市昌平区以北的十三
449.0
㠞㾱0−061.159 㠞㾱0−060.0
➴䑂㼀 㠞㾱0+141.0 㠞㾱0+217.25
山体 1:0.3
图 1 主坝典型剖面图（0+240.00） Figure 1 Typical sectional drawing of the main dam（0+240.00）
528.50 524.20
混凝土面板300
砂浆保护层50 碎石垫层
42682
副坝典型剖面图 1:500
垫层料2500 过渡料4000
水平缝 558.30
5000 5000
568.0
干砌石护坡600 Ⅲ区料 1:1.3
混凝土面板300
1:1.5
无砂混凝土300
二布六涂防漆层
副
混凝土整平层
坝
轴
线
60618
图 2 副坝典型剖面图 Figure 2 Typical sectional drawing of the auxiliary dam
3.2.1 静力计算模型
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特别策划——大坝抗震安全关键技术研究
填筑 ；1995 年 8 月 3 日上水库初期充水，1997 年 10 形情况，有限元计算网格对上述实际结构进行刻画，面
月上水库正式蓄水至 566m 水位运行，1998 年 6 月通 板和连接缝等都按照实际情况进行了描绘。
过竣工安全鉴定及验收。
根据非线性静、动力计算分析的需要，计算分析考
安全复核工作的进一步推进提供参考和借鉴。
断裂构造发育，风化严重，透水性强，地下水位低，全池 采用钢筋混凝土面板防渗，防渗面积 17.48×104m2。
基金项目：国网新源控股十三陵电厂上库工程结构抗震复核，SSL
计划物资部 JSFW[2017]85 号。
上水库工程于 1991 年 4 月 13 日开工，1993 年 9 月 20 日完成主坝填筑 ；1993 年 11 月 28 日完成副坝