清华水利系参与完成的铜头拱坝创新工程经受雅安地震考验

　　清华新闻网4月27日电（记者 高 原）由清华水利系教授周维垣、杨强、杨若琼、刘耀儒以及多名研究生组成的研究团队参与完成的铜头拱坝创新工程，在雅安7.0级地震中经受住考验，避免了垮坝可能产生的巨大次生灾害。经成都水电勘测设计研究院专家查勘，专家组一致认为：铜头水电站坝体、坝肩、渗流、边坡、排架等皆无明显破坏迹象，总体分析后认为是安全的。

　　铜头拱坝创新工程位于四川雅安芦山县境内宝兴河中游，直接为雅安市芦山县供电。此次雅安地震，铜头拱坝距离震中仅16.5公里，是宝兴河流域5个梯级水电站中距离震中最近的一个。

以坝肩锚固为主的加固方案解决了铜头拱坝坝基软弱的难题。

　　铜头拱坝是我国坝工界颇受关注的工程。水电站地处宝兴河中游段，是典型的窄“U”型峡谷，两岸地势高，边坡陡，地形条件适宜建设双曲薄拱坝。拱坝最大坝高75米，平均坝厚不足10米，相较其他坝型如重力坝或混凝土面板堆石坝，工程量大幅降低，但地质条件却非常恶劣。坝区基础岩石主要为钙质砾岩、泥钙质砾岩等，岩石开挖后大块石较少，块体遇湿后易风化崩解；坝肩及河床分布较多的泥质泥化、溶蚀软弱夹层。坝区基岩岩性软弱，坝基岩体变形模量只有大坝混凝土的1/6。在如此软弱的地基上建双曲薄拱坝，除伊朗有一个小规模的类似工程外，国际上尚无其他成功先例。因此，铜头拱坝在设计之初就饱受关注和争议，周维垣曾形象地评价铜头拱坝工程是“钢刀插在豆腐上。”

　　面对这一坝工难题，清华团队完成了包括3个三维地质力学模型试验以及大量数值分析工作，为拱坝体型调整、加固方案优化提供了有力的科技支撑。针对超软弱坝基，他们提出的以坝肩锚固为主的加固方案被采纳实施。这一设计方案在当时国内对锚固机理认识和设计方法都尚不成熟的情况下，具有很大的创新性和前瞻性。

　　1989年铜头水电站大坝正式开工，1990年成功截流，1995年正式发电，1996年正式完工投入运行。由于拱坝的复杂性，相关部门对其稳定安全性一直没有明确结论，直到2006年国家大坝安全中心才将其定为正常坝。20多年来，清华水利系科研团队不仅为大坝的设计施工提供了过硬的技术保证，而且在大坝运营期间始终保持技术跟踪，解决了多个技术难题，确保了铜头拱坝创新工程实践的成功。

　　清华水利系科研团队发展的研究方法和理论也在全国主要高拱坝上得到了全面应用，并进入我国拱坝设计规范。周维垣、杨强曾分获国家科技进步一等奖和二等奖。

　　目前，雅安震区芦山县已实现通电，基本保证了应急抢险救援用电和居民生活用电，铜头水电站大坝设施正常运行。

　　来源：新清华 第1915期 2013-04-26