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1、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
2、司提供，编号 06113）中“77”断面提供的工程土质数据， “77”断面位于水电站南岸，工程土质自上而下共分为如下数层：3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1.22.6m。4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0.92.9m，南xx闸部位缺失。1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0.43.7m，场地广泛分布，局部泓道内
3、因人工开挖缺失或层厚较小。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17cm，含量1030，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3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3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，4、1、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类。场地地震动峰值加速度为0.15g，相应的地震
4、基本烈度为度，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1层上，1层为含少量砾的粘土，直接快剪c=55kPa，=19度， 地基允许承载力为220kPa，根据水闸设计规范，1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 (m)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+
5、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38cm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=8.04.5=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
6、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 =0.5103.57.5=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
7、向力（kN）水平力（kN）力矩（kNm）上部楼层传递荷载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3105.768012088.3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=7.5/2-12
8、088.3/3105.7=-0.142m (偏向上游) pmax/pmin=96.1/76.5=1.26=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f0.25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：FiahGEii/g=0.0375GEii式中： GEi-集中
9、在质点上的重力作用标准值i-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 (m)距墩底高度 (m)iFi（kN）上部楼层传递荷载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65.12.11.435.13合计373.54地震动
10、水压计算 F10.65 ahwH02B =0.650.29.810.251.02.5232.4=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：1.00.85（1.0373.54+1.065+1.0680）950.8kN抗滑效应：0.25（0.954260.3524.4630.21.2）576 kN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）由于上游翼墙部分浆砌块石坍落站房底板断裂，站房地基防渗长度不满足规范安全要求，经站房地基渗流计算表明站房地基及有可能发生渗透变形。（2）因站房底板裂缝，导致其底部渗透压力增大，站房稳定不满足规范安全要求。可能产生滑动，应尽快采取安全措施。（3）地震期站房抗滑稳定也不满足规范安全要求，极可能产生滑动，建议尽快采取安全加固措施或拆除重建。
