新沂河某水電站安全檢測(cè)成果匯編

新沂xxxx水電站復(fù)核計(jì)算報(bào)告一、基本資料1、工程布置xx水電站新建于1975年，為河床式小型水電站，站身底板為反拱結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)流量為20m3/s，落差3.5m，四臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量640kW。水電站位于原南x(chóng)x閘南側(cè)，站身主體結(jié)構(gòu)從下至上由尾水室、輪機(jī)層、排架、電機(jī)層組成，站身上游設(shè)翼墻，下游設(shè)交通便橋。底板底板底高程為2.5-3.5m，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度為8.5m，垂直水流方向長(zhǎng)度為21.4m。本水電站主要建筑物為3級(jí)、附屬建筑物為4級(jí)。圖1站身剖面示意圖2、工程土質(zhì)（1）、土層土質(zhì)水電站穩(wěn)定驗(yàn)算未進(jìn)行專門(mén)地質(zhì)勘探，本次驗(yàn)算依據(jù)《新沂河沭陽(yáng)樞紐工程地質(zhì)勘察報(bào)告》（江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司提供，編號(hào)06113）中“7－7’”斷面提供的工程土質(zhì)數(shù)據(jù)，“7－7’”斷面位于水電站南岸，工程土質(zhì)自上而下共分為如下數(shù)層：①3層(Q4al)：褐黃、灰黃、灰褐色重、中粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)粘土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，局部夾雜輕粉質(zhì)壤土、細(xì)砂，軟塑～可塑狀態(tài)，中壓縮性，場(chǎng)地分布比較廣泛，層厚1.2～2.6m。①4層(Q4al)：褐黃、灰黃色含少量礫的粘土，北xx閘部位為灰褐、褐黃色粉質(zhì)粘土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，局部含砂礓，可塑狀態(tài)，中壓縮性，層厚0.9～2.9m，南x(chóng)x閘部位缺失。②1層(Q4al)：棕黃夾灰色粘土、粉質(zhì)粘土，局部含砂礫，含鐵錳質(zhì)結(jié)核及砂礓，可塑～硬塑狀態(tài)，中壓縮性，層厚0.4～3.7m，場(chǎng)地廣泛分布，局部泓道內(nèi)因人工開(kāi)挖缺失或?qū)雍褫^小。③層(Q3al)：棕黃夾灰白色粘土、粉質(zhì)粘土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核及砂礓，砂礓直徑1～7cm，含量10～30％，下部含量漸少，硬塑～可塑狀態(tài)，中壓縮性，場(chǎng)地普遍分布，未揭穿，最大揭示厚度18.1m。（2）水文地質(zhì)場(chǎng)地上部①3層粘性土直接出露于地表，由于近地表生物影響、地下水位上下波動(dòng)及風(fēng)干等因素，產(chǎn)生裂隙，因此①3層粘性土表層具有一定的透水性，構(gòu)成場(chǎng)地的上部潛水含水層，①4、②1、③層粘性土為潛水含水層隔水底板。根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，判定場(chǎng)地河水及地下水對(duì)砼均無(wú)腐蝕性。場(chǎng)地分布土層滲透變形類型皆為流土型。（3）場(chǎng)地及地基的地震效應(yīng)水電站建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類。場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度為0.15g，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ度，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s。該場(chǎng)地不存在可能液化土層。（4）站身地基地質(zhì)分析根據(jù)勘察報(bào)告，發(fā)電廠基礎(chǔ)座落于②1層上，②1層為含少量礫的粘土，直接快剪c=55kPa，Ф=19度，地基允許承載力為220kPa，根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》，②1層為堅(jiān)硬粘土，允許滲流坡降，水平段取0.4，出口段取0.7，允許滲徑系數(shù)取3.0。3、水位組合根據(jù)分析，站身穩(wěn)定驗(yàn)算水位組合如下：表1穩(wěn)定計(jì)算水位組合工況水位(mm)備注上游水位下游水位上下游水頭差最高發(fā)電水位8.76.02.7正常發(fā)電水位8.35.33.0最低發(fā)電水位8.04.53.5完建期6.53.53.0檢修期8.35.33.0正常發(fā)電水位+地震8.35.33.0地震烈度7°二、站房防滲計(jì)算（1）驗(yàn)算防滲長(zhǎng)度：據(jù)文獻(xiàn)[2]知，站房地下輪廓布置如圖1所示圖1閘基地下輪廓布置示意圖單位：cm根據(jù)水下檢測(cè)資料：“站房上游側(cè)翼墻底部靠近底板部分漿砌塊石松動(dòng)，且有少量坍落?！笨梢酝茢嗾痉可嫌武伾w與底板之間的止水及有可能被拉斷。此外，“上游底板部分、上下游中分縫部位兩板面間有高差現(xiàn)象，為東側(cè)高西側(cè)低，高差3～8cm不等?！庇纱丝梢酝茰y(cè)站房底板裂縫部位的防滲長(zhǎng)度為：L實(shí)≤7.5mHmax=8.0－4.5=3.5mC=L實(shí)/Hmax=7.5/3.5=2.14＜[C]=3故站房地基防滲長(zhǎng)度已經(jīng)不滿足規(guī)范要求。（2）站房滲流計(jì)算采用直線比例法計(jì)算，由圖1可得到簡(jiǎn)化地下輪廓布置，見(jiàn)圖2。圖2簡(jiǎn)化地下輪廓布置圖單位：m底板所承受的滲透壓力計(jì)算F=0.5×10×3.5×7.5=131.3kN/m滲透坡降計(jì)算水平平均坡降J＝故站房滲流可能產(chǎn)生滲透變形。三、站房穩(wěn)定計(jì)算作用在站房上的荷載主要有：結(jié)構(gòu)自重、水重、水壓力、揚(yáng)壓力、土壓力及地震荷載，各種荷載按國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定計(jì)算確定，對(duì)可能同時(shí)作用的的各種荷載按基本及特殊兩種情況進(jìn)行組合。根據(jù)文獻(xiàn)［1］按正常使用情況，取相鄰閘孔中心線之間的站房為一個(gè)計(jì)算典型段，其寬度為4.8m，底板長(zhǎng)按7.50m計(jì)算，以站房底部下游邊緣為矩心，站房結(jié)構(gòu)各荷載計(jì)算結(jié)果匯總見(jiàn)表1。表1站房結(jié)構(gòu)荷載匯總表分布荷載名稱豎向力（kN）水平力（kN）力矩（kNm）上部樓層傳遞荷載載1154.94626.5上部閘墩自重187.8859.2下部閘墩自重953.83954.3水輪機(jī)室頂板122498胸墻及蝸殼室437.5912.2水輪機(jī)室底板85.3305前帷墻重681.54696底板重525.52003水輪機(jī)及尾水管重重65.1234.3閘門(mén)前水重46.9386滲透壓力-630.2-3151水平水壓力619.2-1197.2下游尾水及浮力-524.4-1966.5水平土壓力60.8-71.5合計(jì)=SUM(ABOOVE)3105..7=SUM(ABOOVE)680=SUM(ABOOVE)120888.3注：表中豎向力以向下為正，力矩以逆時(shí)針向?yàn)檎?、基底壓力計(jì)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滿足規(guī)范安全要求。2、站房抗滑穩(wěn)定計(jì)算站房持力層為重粉質(zhì)粘土，取f＝0.25計(jì)算：Kc===1.14＜[Kc]=1.25故站房穩(wěn)定不滿足規(guī)范安全要求,有可能發(fā)生滑動(dòng)。3、地震期站房抗滑穩(wěn)定計(jì)算計(jì)算對(duì)象選取與前面相同，考慮地震荷載與正常運(yùn)用情況組合。按文獻(xiàn)[6]的要求，計(jì)算水平向地震荷載，且水平向設(shè)計(jì)地震加速度代表值ah=0.15g,g=9.8m/s2。地震慣性力計(jì)算按文獻(xiàn)［6］，沿建筑物高度作用于質(zhì)點(diǎn)上的水平向地震慣性力代表值Fi：Fi＝ahξGEiαi/g=0.0375GEiαi式中：GEi---集中在質(zhì)點(diǎn)上的重力作用標(biāo)準(zhǔn)值αi---質(zhì)點(diǎn)上的動(dòng)態(tài)分布系數(shù),按文獻(xiàn)［6］取。地震慣性力計(jì)算見(jiàn)表2表2水平向地震慣性力計(jì)算表構(gòu)件名稱GEi距墩頂高度(mm)距墩底高度(mm)αiFi（kN）上部樓層傳遞荷載載1154.94.54.02174.12上部閘墩自重187.82.253.8126.83下部閘墩自重953.83.251.8766.89水輪機(jī)室頂板1226.52.09.15胸墻及蝸殼室437.55.51.8931.01水輪機(jī)室底板85.32.41.464.67前帷墻重681.52.01.4136.03底板重525.50.21.019.71水輪機(jī)及尾水管重重65.12.11.435.13合計(jì)=SUM(ABOOVE)373.554地震動(dòng)水壓計(jì)算F1＝0.65ahξρwH02B=0.65×0.2×9.81×0.25×1.0×2.52×32.4=65kN站房地震期抗滑穩(wěn)定計(jì)算按文獻(xiàn)［6］，閘室地震期抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)可由下式表示：滑動(dòng)效應(yīng)：1.0×0.85×（1.0×373.54+1.0×65+1.0×680）＝950.8kN抗滑效應(yīng)：×0.25×（0.95×4260.3－524.4－630.2×1.2）＝576kN故其相應(yīng)的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：不滿足規(guī)范安全要求，閘室地震期抗滑不穩(wěn)定。四、結(jié)論與建議（1）由于上游翼墻