某贯流式机组河床水电站厂房整体稳定性探究

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1、某贯流式机组河床水电站厂房整体稳定性探究　　摘要：本文以某贯流式水电站河床式厂房作为研究对象,对电站进行了整体稳定分析，分析了厂房整体稳定的主要影响因素以及在体型设计时的需特别注意的事项。关键词：贯流式水电站河床式厂房整体稳定中图分类号：TV2文献标识码：A0引言开发低水头水力资源一般采用贯流式水电站，这种水电站有其自身的特点，一般工程量少、建设周期短、见效快、便于集资，因此发展很快。在我国可采用贯流式水电站开发形式的水能资源非常丰富，有很好的发展前景。做好贯流式水电站整体稳定分析是非常必要的，对贯流式电站整体稳定设计起着指导性的作用。1工程概况该水电站位于西部某河段上。枢纽

2、主要由河床式电站厂房、泄洪闸、右岸砂砾石坝、左岸混凝土防渗墙及中控楼、GIS室等建筑物组成。电站等别为三等中型工程，主要建筑物级别为3级。该水电站厂房为河床式厂房，主厂房采用单机单缝，厂房为枢纽挡水建筑物的一部分。2计算内容6（1）厂房整体抗滑稳定计算。（2）厂房整体抗浮稳定计算。（3）厂房基础应力计算。3计算假定（1）假定计算结构所处应力场为均匀应力场。（2）假定计算结构所用材料为均质材料。（3）计算选取的典型坝段或建立的模型按照偏安全的原则进行计算。（4）计算滑动面假定为平面。4安全系数及应力标准4.1安全系数的选取按照《水电站厂房设计规范》的相关规定，厂房整体抗滑稳定安

3、全系数要求不小于表4.1中有关数值。4.2应力标准的选取（1）厂房地基面上所承受的最大法向应力不允许超过最大的地基承载力。在地震情况下地基承载力可适当提高。（2）厂房地基面上所承受的最小法向应力（计入扬压力）应满足河床式厂房除地震情况外都应大于零。在地震情况下允许出现不大于0.1MPa的拉应力。按上述规定，结合实际地质参数取值范围，确定本工程地基允许承载力取值为0.75MPa。表4.1厂房稳定安全系数表6注：1.特殊组合Ⅰ适用于机组检修、机组未安装及非常运行情况；2.特殊组合Ⅱ适用于地震情况。5计算工况及荷载组合表5.1厂房稳定计算荷载组合表6计算公式（1）抗滑稳定计算公式抗

4、剪强度计算公式：抗剪断强度计算公式：式中：—按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；—按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；—滑动面的抗剪摩擦系数；—滑动面的抗剪断摩擦系数；—滑动面的抗剪断粘结力，kPa；—全部荷载对滑动面的法向分值，包括扬压力，kN；—全部荷载对滑动面的切向分值，包括扬压力，kN；A—基础面受压部分的计算面积，m2；（2）抗浮稳定计算公式：式中：—抗浮稳定计算系数；—机组段的全部重量，kN；U—作用于机组段的全部扬压力总和，kN。（3）基础应力计算公式：6式中：—坝基上、下游面垂直正应力（MPa）；—坝基以上垂直力总和（kN）；A—基础面受压部分的计算面积，m2；

5、y—计算截面上计算点至形心轴的距离（m）；—荷载对计算截面形心的力矩总和（kN·m）；6.2计算简图图6.1整体稳定分析计算简图7整体稳定分析过程7.1各工况下荷载计算各工况下应详细计算对应的各自荷载，由于荷载计算较为常规，在此不再赘述。7.2整体稳定分析结果.采用6.1节相关公式，对本电站进行整体稳定分析，分析结果如下：表7.1厂房整体稳定、抗浮计算分析表表7.2厂房基础应力计算成果分析汇总表8结论6（1）河床式水电站特性是即承受上下游的水平推力又承受基础向上的扬压力，因此河床式水电站与其他工民建建筑物不同，需要对其进行抗滑稳定计算和抗浮稳定计算。（2）本文研究对象基础坐落

6、于软岩，基岩参数比较低，但厂房底宽大，自重较大，厂房整体稳定满足设计要求。因此坝段底宽的确定应在满足设备布置前提下，还应满足厂房稳定性的要求。（3）底宽加大，流道跨度会相应加大，会导致配筋面积相应较大。而且底宽加大，混凝土量相应上升。增加了水电站的投资，因此水电站结构设计时需在控制投资和为满足结构整体稳定的结构体型之间找到平衡点。（4）根据上文整体稳定分析，采取帷幕灌浆手段后，由于渗透压力强度系数的折减，扬压力显著降低，有效的提高了抗滑及抗浮安全系数，因此在河床式水电站设计时进行帷幕灌浆是降低扬压力并提高安全系数的有效手段。参考文献：刘启钊.水电站[M].北京：中国水利水电出

7、版社，1997.祁庆和，水工建筑物[M].北京：中国水利水电出版社，1998.顾鹏飞，喻远光.水电站厂房设计[M].水利电力出版社，1987.潘家铮，重力坝设计[M].北京：水利电力出版社，1987.6DL5108-1999.《混凝土重力坝设计规范》[S].中国电力出版社，2000SL266-2001.《水电站厂房设计规范》[S].中国水利水电出版社，2001简介：韩斌（1981-），男，西安市人，职称：工程师，学历：硕士研究生，主要研究方向：水电站设计6