2014年6月歐美大地與中國水科院水電科技有限公司談定向家壩強震監測項目的供貨合同。截止2014年7月,該項目已經完成全部設備交貨,及5臺強震聯網調試。整個項目已于8月底完成。并成功監測到了2014年8月3日云南魯甸6.5級地震和2014年8月17日云南永善5.0級地震。
工程等別及建筑物級別:
向家壩水電站位于云南省水富縣(右岸)和四川省宜賓縣(左岸)境內
金沙江下游,是
金沙江水電基地最后一級水電站。上距
溪洛渡水電站壩址157公里, 電站
攔河大壩為混凝土重力壩,壩頂高程384米,最大壩高162米,壩頂長度909.26米。壩址控制
流域面積45.88萬平方公里,占金沙江流域面積的97%,
多年平均徑流量3810立方米/秒。水庫總庫容51.63億立方米,調節庫容9億立方米,回水長度156.6公里。電站
裝機容量640萬kW,保證出電200.9萬kW,多年平均發電量307.47億kW.H。總投資約542億元。是我國整體規模第三大水電站,也是西電東送骨干電源點。
本工程為I等工程,大壩、泄洪建筑物、電站廠房及通航隧洞擋水閘首等建筑物為I等建筑物,消能防沖建筑物為3級建筑物。
向家壩創造的世界之最:
1. 為克服金沙江松軟的地質條件,工程人員為向家壩打造了世界上最大規模的沉井群。
2. 為最有效利用金沙江巨大的水流落差,向家壩安裝了世界上最大的80萬千瓦超級水輪機。
3. 為配合水富萬里長江第一港的區位優勢不影響水富上游航運,向家壩建設了世界最大單體升船機。
4. 由于向家壩緊鄰城市建設,也由于金沙江的松軟地址條件,向家壩不能采用三峽大壩那樣簡單的挑流消能方式而被迫選用技術難度更大維護成本更高的底流消能方式,為此向家壩建設了世界上最大的兩個大型洪水消力池。
5. 采用的纜機是亞洲第一大跨度的巨型國產纜機。
6. 為解決向家壩砂石骨料供應問題,向家壩工程特地建立了世界上最長的砂石骨料輸送帶長達40余公里。
設計標準:
1. 防洪標準
根據《防洪標準》(GB50201-94),本工程大壩、泄水建筑物、電站進水口擋水部分的洪水標準按500年一遇洪水設計,5000年一遇洪水校核;電站廠房按200年一遇洪水設計,1000年一遇洪水校核;消防能防沖建筑物的設計標準按100年一遇洪水設計。
2. 抗震標準
向家壩水電站拱壩的抗震設計和校核標準地震概率水準分別為100年基準期超越概率2%和1%,相應大壩基巖動峰值加速度分別為0.116g和0.148g;泄洪洞進水塔壅水建筑物復核,其抗震設計概率水準取100年超越概率2%,相應基巖峰值加速度為0.116g。
水工建筑物強震動監測設計:
《水工建筑物強震動安全監測技術規范》(DL/T5416-2009)中對臺陣布設的規定:“……設計烈度為Ⅶ度的1級大壩,應設置結構反應臺陣……”。
向家壩水電站工程為一等大(1)型工程,大壩、泄洪建筑物、電站廠房及通航隧洞擋水閘首等主要水工建筑物為I級建筑物。大壩抗震設防類別為甲類,抗震設計烈度為7度。根據上述要求應在向家壩水電站布設強震動結構反應臺陣。
強震動監測是利用強震動和加速度儀布置臺陣來監測強震動是地面運動的全過程及其在其作用下水工建筑物的地震反應。一旦發生強震,可通過在預先在建筑物上布置的強震動反應臺陣,自動獲取加速度記錄,進行及時分析和快速震害等級評估,采取應急措施,達到減災、防災的目的。同時,強震記錄還能為向家壩水電站抗震設計地震動參數和地震烈度的評估提供定量的資料。
強震動安全監測系統設計:
1. 規范要求
《水工建筑物強震動安全監測技術規范》(DL/T5416-2009)中對結構反應臺陣測點布置要求為:“混凝土拱壩反應臺陣應在拱冠梁從壩頂到壩基布置2-4個測點;在1/4拱圈處,壩肩處沿頂拱各布置1個測點;拱座沿不同高度處布置2-3個測點;河谷自由場布置一個測點。……”
2. 結構反應臺陣測點布置
測點的布置主要根據建筑物的動力特性、規范要求以及地震反應監測效果而設定的。向家壩水電站測點布置部位一般布設在建筑物各階振型的最大值,地震反應較大以及重要的動力特征部位。目前,已有的拱壩抗震研究表明:混凝土拱壩拱冠梁頂部是對稱振型的最大處。1/4壩頂拱圈是反對稱振型的最大處。拱座穩定十分重要和復雜,故沿不同高度處布置測點。地下電站進水塔和泄洪洞進水塔等主要是考慮結構的兩個主軸方向的水平地震作用。河谷自由場主要是反應地震動輸入參數的情況。
3. 強震動監測系統結構
本水工建筑物強震動監測系統為分布式結構,或稱分散記錄式結構。該系統第一層有加速度傳感器和記錄儀組成,第二層有數據處理中心設在監控中心的服務器、計算機及外圍設備組成,該兩層由光端機及光纖相連接,組成一個獨立的強震監測網絡系統。
4. 數據處理中心
強震數據匯集中心設在建設者管理營地辦公室二樓,由光纖局域網匯聚數據與此。該中心要提供220伏交流電并保證觀測連續供電,中斷時間不大于8小時。同時應鋪設接地電阻小于4歐姆的地線。
向家壩水電站強震監測系統由18套現場強震監測一體化系統(強震監測儀內置三向加速度計)、數據中心服務器、數據通訊及供電系統、數據中心服務器和數據采集分析軟件構成。整個系統采用分布式組網,由數據中心服務器控制現場監測設備,存儲監測數據,分析處理并實時顯示監測成果。系統結構拓撲圖如下:
室內調試
儀器開機檢查
安裝平臺
現場安裝1
現場安裝2
現場安裝3