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贺一轩等：河北易县抽水蓄能电站上水库沥青混凝土面板堆石坝设计与有限元分析

河北易县抽水蓄能电站上水库沥青

混凝土面板堆石坝设计与有限元分析

贺一轩1，张振伟1，高轩1，苏丽莉1，樊亚男2

（1．河北易县抽水蓄能有限公司，河北省保定市074299；2．太原学院，山西省太原市030032）

摘要：河北易县抽水蓄能电站上水库为沥青混凝土面板堆石坝，全库采用沥青混凝土面板防渗，坝轴最大坝高

87.5m。对上水库坝轴线最大坝高处坝体横剖面建立有限元分析模型，采用DuncanE-B模型及“南水模型”对易县

上水库大坝进行有限元分析，分析其在静力和动力荷载下的应力应变。研究结果表明，在静力作用下大坝整体应力

和变形在合理范围内。校核地震情况下，大坝动力反应加速度、动位移、永久变形、面板动应变等均比设计地震有

所增大，不过各特征值仍在正常范围内，防渗体安全。易县抽水蓄能电站上水库沥青混凝土面板大坝体型、分区设

计合理可行。

关键词：沥青混凝土面板；堆石坝；有限元分析；抽水蓄能

中图分类号：TV642.2文献标识码：学科代码：DOI：

A570.3510.3969/j.issn.2096-093X.2025.02.014

为上水库沥青混凝土面板堆石坝设计及有限元计算。

0引言

目前抽水蓄能电站建设如火如荼，抽水蓄能电站具有调1上水库沥青混凝土面板堆石坝设计

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峰填谷能力。河北易县抽水蓄能电站位于河北保定易县柴大坝采用沥青混凝土面板堆石坝坝顶高程638.50m，坝

厂，电站安装4台单机容量为300MW的立轴单级混流可逆式顶宽10m，主坝坝轴线长458.0m，副坝坝轴线长431.0m；主

水泵水轮机，总装机容量为1200MW，额定发电水头354m。坝最大坝高87.5m，副坝最大坝高32.5m。上水库采用沥青混

电站枢纽总体布置由上水库、下水库、输水系统和地下厂房凝土面板全库防渗，沥青混凝土面板包括防渗层、整平胶结层、

系统等组成，为大（1）型一等工程。建筑物设计洪水标准为2

封闭层，防渗总面积37.28万m。下游坝面采用干砌石护坡，

200年一遇，校核洪水标准为1000年一遇。工程场地地震基本护坡厚度0.5m。下游坝坡每20.0m高差设一条2.0m宽马道。

烈度为7度，上水库挡水及泄洪建筑物抗震设计标准采用100从大坝上游到大坝下游填筑料分布为：垫层区、过渡区、上

年基准期。游堆石区、下游堆石区和干砌石护坡区。主副坝以强风化岩

上水库位于九源东沟的支沟东峪口沟，为一由东、南、体作为坝基，对断层带及局部强风化破碎岩体进行相应的加

西三面环山，内有大驴道沟和东峪口沟两条沟谷形成的天然固处理，以提高地基的稳定性。

山间洼地。库区地形总体呈下缓上陡。上水库正常蓄水位为为了节省石料开挖，大坝填筑料采用上水库库盆中开挖

636.00m，死水位为606.00m，坝顶高程638.50m，坝轴线长出来的石料。坝体采用上水库库盆开挖的石料填筑，堆石填

450.2m，副坝坝轴线处最大坝高32.5m，坝轴线长427.7m，3

筑及库底回填总方量为622万m。坝体填筑料从上游到下游

坝顶宽度均为10.0m。采用沥青混凝土面板堆石坝坝型，上分为碎石垫层、过渡层、上游堆石区、下游堆石区、干砌石

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游坝坡采用11.75，下游坝坡采用11.5。本文重点研究内容护坡；库底填筑自上到下为碎石垫层、过渡层、上游堆石区。

排水系统由碎石排水垫层和排水检查廊道两部分组成。库底

基金项目：山西省基础研究计划青年项目“二次元生物