智利考克內(nèi)斯地震期間大壩的性狀

[智利]G.諾格拉

劉 翔 譯自英刊《水電與大壩》2010年第 3期

當?shù)貢r間2010年2月27日凌晨 03∶34,智利發(fā)生了里氏8.8級的大地震,強震波及到考克內(nèi)斯(Cauquenes)和馬烏萊(Maule)地區(qū),使多座大壩受到影響。這些大壩到發(fā)震斷層的距離見表1。

表1 幾座大壩至發(fā)震斷層的距離

納斯卡(Nazca)板塊與美洲(American)板塊之間的接觸帶在2月27日發(fā)生斷層活動,波及范圍達58500km2。斷層位移以2.5～3.5 km/s速度延伸。位移延時約120s,其后發(fā)生的一次小于7.5 Mg的地震,延時 60s。

值得注意的是地震的垂直加速度。智利康塞普西翁(Concepción)的圣佩德羅(San Pedro)設(shè)計院記錄到的值如下:

(1)最大水平加速度,南北向為0.65 g;東西向為0.58 g;

(2)最大垂直加速度為 0.60g。

根據(jù)全球定位系統(tǒng)(GPS)的記錄,一些地區(qū)的地面升高了2m以上。本文主要是介紹離斷層帶最近的 3座大壩:拉佩爾(Rapel)壩(離斷層帶 60km)、孔本托?別霍(Convento Viejo)壩(離斷層帶90km)和科爾文(Colbun)壩(離斷層帶100km)。

1 拉佩爾壩

拉佩爾(Rapel)壩距斷層帶 60km,它是一座雙曲拱壩,壩高112m,壩頂長 350m,大壩體積為69.5萬 m3。電站裝機 350MW,設(shè)有5座進水塔。

地震發(fā)生當天,水庫處于最高運行水位狀態(tài)。

大壩上只裝有一臺加速度儀,記錄到的加速度如下:

(1)南北向最大地震加速度為 0.197 g;最小地震加速度為 0.142 g;

(2)東西向最大地震加速度為 0.194 g;最小地震加速度為 0.2074 g;

(3)最大垂直地震加速度為 0.124 g;最小垂直地震加速度為 0.141 g。

在左壩肩處,有一壩段靠近稱之為“Nido de Aguila”的斷層。該壩段與相鄰壩段之間的接縫升高了0.5 mm。沿右拱座的滲漏量從13 L/s增加到40L/s。

2 孔本托?別霍壩

孔本托?別霍(Convento Viejio)壩距斷層帶 90km,它是一座粘土心墻壩,壩肩為砂礫料。壩高 38 m,壩頂長728 m,大壩體積為 300萬 m3。

壩基為沖積砂礫層,厚 63 m,一道壩基粘土截水槽和塑性混凝土截水墻用來攔截地下滲流。

所安裝的 3臺加速度儀記錄的地震情況見表2。沿壩頂壩段的沉降情況見表 3。

表2 儀器記錄的孔本托?別霍壩上的地震加速度 g

表3 儀器測得的孔本托?別霍壩壩段的沉降 mm

從右壩肩獲取的照片看,沒有發(fā)現(xiàn)大問題。

大壩粘土心墻中安裝有14個卡氏測壓計。這些監(jiān)測儀器的周圍不密實,導致儀器沒有監(jiān)測到數(shù)據(jù)。未發(fā)現(xiàn)該壩存在其他問題。

3 科爾文壩

科爾文(Colloun)壩距斷層帶100km,它是一座砂質(zhì)粘土斜心墻土石壩,壓實的礫石壩肩約束著這道心墻。該壩壩高116m,壩頂長550m,大壩體積為1387萬 m3,建在厚 68 m的河流沖積層上,并設(shè)有一道混凝土截水墻用來防滲。

在巖石隧洞內(nèi),加速度儀記錄的水平地震加速度為 0.37 g。垂直地震加速度比最大水平地震加速度快50%。

沿著下游壩肩布置的測斜儀沒有觀測到因地震而產(chǎn)生的任何變形。沿壩肩布置的卡氏測壓計觀測到的情況與此相似。氣壓式空隙壓力計顯示無變化。

測壓計觀測到的唯一受到地震影響的是沿壩頂?shù)?3個壩段。這 3個壩段因壩頂下游邊緣附近的電纜廊道發(fā)生位移而受到了影響,其水平位移約為2 m,垂直位移約為1 m。

大壩其余部位產(chǎn)生的沉降和位移都較小,不到10cm。

在兩壩肩附近,一條寬1 cm的縱縫穿過壩頂;開挖發(fā)現(xiàn),其深達 3 m,除此以外,未發(fā)現(xiàn)其他問題。

4 結(jié) 論

綜上所述,可以得出以下結(jié)論:該地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施在里氏8.8級大地震中普遍遭到破壞,但大壩并未出現(xiàn)大的問題。