新沂河某水电站安全检测成果汇编

新沂xxxx水电站复核计算报告一、基本资料1、工程布置xx水电站新建于1975年，为河床式小型水电站，站身底板为反拱结构，设计流量为20m3/s，落差3.5m，四台机组，总装机容量640kW。水电站位于原南xx闸南侧，站身主体结构从下至上由尾水室、轮机层、排架、电机层组成，站身上游设翼墙，下游设交通便桥。底板底板底高程为2.5-3.5m，顺水流方向长度为8.5m，垂直水流方向长度为21.4m。本水电站主要建筑物为3级、附属建筑物为4级。图1站身剖面示意图2、工程土质（1）、土层土质水电站稳定验算未进行专门地质勘探，本次验算依据《新沂河沭阳枢纽工程地质勘察报告》（江苏省水利勘测设计研究院有限公司提供，编号06113）中“7－7’”断面提供的工程土质数据，“7－7’”断面位于水电站南岸，工程土质自上而下共分为如下数层：①3层(Q4al)：褐黄、灰黄、灰褐色重、中粉质壤土、粉质粘土，含铁锰质结核，局部夹杂轻粉质壤土、细砂，软塑～可塑状态，中压缩性，场地分布比较广泛，层厚1.2～2.6m。①4层(Q4al)：褐黄、灰黄色含少量砾的粘土，北xx闸部位为灰褐、褐黄色粉质粘土，含铁锰质结核，局部含砂礓，可塑状态，中压缩性，层厚0.9～2.9m，南xx闸部位缺失。②1层(Q4al)：棕黄夹灰色粘土、粉质粘土，局部含砂砾，含铁锰质结核及砂礓，可塑～硬塑状态，中压缩性，层厚0.4～3.7m，场地广泛分布，局部泓道内因人工开挖缺失或层厚较小。③层(Q3al)：棕黄夹灰白色粘土、粉质粘土，含铁锰质结核及砂礓，砂礓直径1～7cm，含量10～30％，下部含量渐少，硬塑～可塑状态，中压缩性，场地普遍分布，未揭穿，最大揭示厚度18.1m。（2）水文地质场地上部①3层粘性土直接出露于地表，由于近地表生物影响、地下水位上下波动及风干等因素，产生裂隙，因此①3层粘性土表层具有一定的透水性，构成场地的上部潜水含水层，①4、②1、③层粘性土为潜水含水层隔水底板。根据水质分析结果，判定场地河水及地下水对砼均无腐蚀性。场地分布土层渗透变形类型皆为流土型。（3）场地及地基的地震效应水电站建筑场地类别为Ⅱ类。场地地震动峰值加速度为0.15g，相应的地震基本烈度为Ⅶ度，地震动反应谱特征周期为0.40s。该场地不存在可能液化土层。（4）站身地基地质分析根据勘察报告，发电厂基础座落于②1层上，②1层为含少量砾的粘土，直接快剪c=55kPa，Ф=19度，地基允许承载力为220kPa，根据《水闸设计规范》，②1层为坚硬粘土，允许渗流坡降，水平段取0.4，出口段取0.7，允许渗径系数取3.0。3、水位组合根据分析，站身稳定验算水位组合如下：表1稳定计算水位组合工况水位(mm)备注上游水位下游水位上下游水头差最高发电水位8.76.02.7正常发电水位8.35.33.0最低发电水位8.04.53.5完建期6.53.53.0检修期8.35.33.0正常发电水位+地震8.35.33.0地震烈度7°二、站房防渗计算（1）验算防渗长度：据文献[2]知，站房地下轮廓布置如图1所示图1闸基地下轮廓布置示意图单位：cm根据水下检测资料：“站房上游侧翼墙底部靠近底板部分浆砌块石松动，且有少量坍落。”可以推断站房上游铺盖与底板之间的止水及有可能被拉断。此外，“上游底板部分、上下游中分缝部位两板面间有高差现象，为东侧高西侧低，高差3～8cm不等。”由此可以推测站房底板裂缝部位的防渗长度为：L实≤7.5mHmax=8.0－4.5=3.5mC=L实/Hmax=7.5/3.5=2.14＜[C]=3故站房地基防渗长度已经不满足规范要求。（2）站房渗流计算采用直线比例法计算，由图1可得到简化地下轮廓布置，见图2。图2简化地下轮廓布置图单位：m底板所承受的渗透压力计算F=0.5×10×3.5×7.5=131.3kN/m渗透坡降计算水平平均坡降J＝故站房渗流可能产生渗透变形。三、站房稳定计算作用在站房上的荷载主要有：结构自重、水重、水压力、扬压力、土压力及地震荷载，各种荷载按国家现行的有关标准的规定计算确定，对可能同时作用的的各种荷载按基本及特殊两种情况进行组合。根据文献［1］按正常使用情况，取相邻闸孔中心线之间的站房为一个计算典型段，其宽度为4.8m，底板长按7.50m计算，以站房底部下游边缘为矩心，站房结构各荷载计算结果汇总见表1。表1站房结构荷载汇总表分布荷载名称竖向力（kN）水平力（kN）力矩（kNm）上部楼层传递荷载载1154.94626.5上部闸墩自重187.8859.2下部闸墩自重953.83954.3水轮机室顶板122498胸墙及蜗壳室437.5912.2水轮机室底板85.3305前帷墙重681.54696底板重525.52003水轮机及尾水管重重65.1234.3闸门前水重46.9386渗透压力-630.2-3151水平水压力619.2-1197.2下游尾水及浮力-524.4-1966.5水平土压力60.8-71.5合计=SUM(ABOOVE)3105..7=SUM(ABOOVE)680=SUM(ABOOVE)120888.3注：表中竖向力以向下为正，力矩以逆时针向为正。1、基底压力计算：偏心距：e0=7.5/2-12088.3/3105.7=-0.142m(偏向上游)η＝pmax/pmin=96.1/76.5=1.26＜［η］=2.5满足规范安全要求。2、站房抗滑稳定计算站房持力层为重粉质粘土，取f＝0.25计算：Kc===1.14＜[Kc]=1.25故站房稳定不满足规范安全要求,有可能发生滑动。3、地震期站房抗滑稳定计算计算对象选取与前面相同，考虑地震荷载与正常运用情况组合。按文献[6]的要求，计算水平向地震荷载，且水平向设计地震加速度代表值ah=0.15g,g=9.8m/s2。地震惯性力计算按文献［6］，沿建筑物高度作用于质点上的水平向地震惯性力代表值Fi：Fi＝ahξGEiαi/g=0.0375GEiαi式中：GEi---集中在质点上的重力作用标准值αi---质点上的动态分布系数,按文献［6］取。地震惯性力计算见表2表2水平向地震惯性力计算表构件名称GEi距墩顶高度(mm)距墩底高度(mm)αiFi（kN）上部楼层传递荷载载1154.94.54.02174.12上部闸墩自重187.82.253.8126.83下部闸墩自重953.83.251.8766.89水轮机室顶板1226.52.09.15胸墙及蜗壳室437.55.51.8931.01水轮机室底板85.32.41.464.67前帷墙重681.52.01.4136.03底板重525.50.21.019.71水轮机及尾水管重重65.12.11.435.13合计=SUM(ABOOVE)373.554地震动水压计算F1＝0.65ahξρwH02B=0.65×0.2×9.81×0.25×1.0×2.52×32.4=65kN站房地震期抗滑稳定计算按文献［6］，闸室地震期抗滑稳定极限状态可由下式表示：滑动效应：1.0×0.85×（1.0×373.54+1.0×65+1.0×680）＝950.8kN抗滑效应：×0.25×（0.95×4260.3－524.4－630.2×1.2）＝576kN故其相应的抗滑稳定安全系数：不满足规范安全要求，闸室地震期抗滑不稳定。四、结论与建议（1）由于上游翼墙