密云水库潮河主坝渗流与稳定数值分析及安全评价

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1、密云水库潮河主坝渗流与稳定数值分析及安全评价(申请清华大学工程硕士专业学位论文)培养单位：水利水电工程系工程领域：水利工程申请人：张丽娟指导教师：杨强教授联合指导教师：左丰收高级工程师二○一七年九月NumericalanalysisofseepageflowandstabilityofchaohemaindamofmiyunreservoirSafetyassessmentThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementfortheprofessionaldeg

2、reeofMasteroffEngineeringbyZhangLijuanThesisSupervisor:ProfessorYangQiangAssociateSupervisor:ProfessorZuoFengshouSeptember,2017摘要摘要密云水库是一座以防洪、供水为主，发电和养鱼等多种功能综合利用、多年调节的大型水利枢纽工程，是华北地区最大的水库，总库容43.75亿m³，是目前北京最重要的地表饮用水源地。2015年9月11日，南水北调长江水正式进入密云水库，水库增加消纳南水北调来水、实现北京水资源优化配置的重要作用。密云水库水工建

3、筑物多且全，共有2座主坝、5座副坝、7条隧洞和1座调节池。其中，潮河主坝是密云水库两座主坝中的一座，横跨潮河主河道，是水库挡水建筑物中最重要的组成部分之一。1995年清华大学对密云水库进行第一次安全鉴定，发现潮河主坝上游坝坡8度地震时安全系数不足，随后进行了水上换料，水下抛石压坡的抗震加固措施。距今20年，未经过高水位检验和专门安全评价，所以对潮河主坝渗流、坝坡稳定等关键指标进行复核非常必要。论文结合密云水库工程实际，以潮河主坝加固后的渗流与稳定数值分析及安全评价为课题，对潮河主坝进行大坝安全综合分析和评价。通过日常渗流资料、变形监测资料和专业岩土软件G

4、EO-studio中SEEP/W、SLOPE/W、QUAKE/W模块分别进行数据分析和数值模拟计算，从大坝渗流安全、坝坡稳定安全、抗震安全等方面进行了安全评价，结果表明：（1）潮河主坝渗流监测设备完好齐全，运行正常，渗流状态总体上满足大坝安全运行要求。水力比降较大区域主要位于齿槽防渗的内部，最大水力比降为5.0，斜墙内水力比降较小为0.52，不会发生渗透破坏，下游浸润线位置低于设计值，坝体斜墙防渗作用明显，坝体渗透稳定。（2）坝坡变形监测设施布置合理，水平位移和垂直位移变化已趋于稳定。主坝蓄水后的沉降、位移和应力分布规律合理，沉降量符合土石坝的一般规律，

5、应力水平也在安全范围内，现场检查没有发现大坝存在明显裂缝和塌陷。（3）上、下游坡在峰值加速度为0.20g地震工况下，安全系数满足规范要求。规范波作用下，相对水平加速度和相对水平位移同时达到最大值，最大相对位移主要位于坝顶，整体动位移较小，变形分布符合一般规律，对坝体整体抗震性能影响较小。（4）根据《水库大坝安全评价导则》和相关技术规范，参照渗流安全、结构安全和抗震安全等方面安全评价标准，结果为：渗流安全—A级、结构安全—A级、抗震安全—B级，潮河主坝运行正常。关键词：密云水库；潮河主坝；渗流安全；坝坡稳定；抗震安全ⅠAbstractAbstractMiy

6、unreservoirisamainlyfloodcontrol,watersupply,powergenerationandfishandsooncomprehensiveutilizationofavarietyoffunctions,regulationoflargewaterconservancyprojectsformanyyears,isthebiggestreservoirinnorthChina,afteratotalcapacityof4.375billionm,isthesourceofdrinkingwaterofBeijing's

7、mostimportantsurface.OnSeptember11,2015,theYangtzeriverwasofficiallyenteredintomiyunreservoirinthesouth-to-northwaterdiversionproject.Thereservoirincreasedthewaterresourcesofthesouth-northwaterdiversionprojectandrealizedtheimportantroleofBeijing'swaterresourcesoptimizationallocat

8、ion.Therearetwomaindams,fivesub-dams,sev