1、中华人民共和国行业标准溢洪道设计规范发布实施中华人民共和国能源部水利部发布中华人民共和国行业标准溢洪道设计规范主编单位中南勘测设计院批准部门中华人民共和国能源部水利部中华人民共和国能源部水利部关于颁发溢洪道设计规范的通知能源水规号根据国家计委关于编制设计规范的要求原水利电力部委托中南勘测设计院会同北京勘测设计院和陕西省水利水电勘测设计院编制了溢洪道设计规范在编制过程中进行了广泛的调查研究和征求意见吸收了有关设计科研成果并经多次讨论审查现批准颁发溢洪道设计规范自一九九年九月一日起施行本规范由水利电力出版社出版各单位在执行中如有意见请函告中南勘测设计院和水利水电规划设计总院一九八九年十二月三十一日
2、说明本规范在我国系首次制定在编制过程中进行了广泛地调查研究认真总结了我国溢洪道工程的实践经验试验研究和原型观测成果同时也借鉴了国外已有的研究成果和实践经验本规范编制组由中南勘测设计院北京勘测设计院和陕西省水利水电勘测设计院等三个单位组成中南勘测设计院为主编单位参加本规范编写的主要人员有中南勘测设计院陈其煊李诚邓正湖席与光北京勘测设计院吴季宏陕西省水利水电勘测设计院曹国兰目次第一章总则第二章溢洪道布置第一节一般原则第二节进水渠第三节控制段第四节泄槽第五节消能防冲设施第六节出水渠第三章水力设计第一节一般规定第二节进水渠第三节控制段第四节泄槽第五节消能防冲第六节出水渠第七节厂顶溢流及厂前挑流第八节泄
3、洪隧洞出口第九节防空蚀设计第四章建筑物结构设计第一节一般规定第二节进水渠渠底衬护第三节控制段第四节泄槽底板第五节挑流鼻坎第六节消力池护坦第七节边墙第八节下游防冲第五章地基及边坡处理第一节一般规定第二节地基开挖第三节固结灌浆第四节地基防渗和排水第五节断层软弱夹层及岩溶处理第六节边坡开挖及处理第六章观测设计第一节一般原则溢洪道设计规范第二节一般性观测第三节专门性观测附录一水力设计计算公式附录二高速水流区的防空蚀设计附录三荷载计算附录四常用参数表附录五水力观测设计附录六本规范用词说明溢洪道设计规范第一章总则第条本规范使用范围以河岸式溢洪道的设计为主兼顾厂顶溢流厂前挑流及泄洪隧洞出口的水力设计第条本规
4、范适用于大中型水利水电工程中岩基上的级溢洪道的设计级溢洪道的设计可参照使用对于特殊重要的工程应进行专门研究制定补充条例第条设计河岸式溢洪道时应符合水利水电枢纽工程等级划分及设计标准山区丘陵区部分及其它标准和规范的有关规定厂顶溢流厂前挑流及泄洪隧洞出口的水力设计还应符合水电站厂房设计规范水工隧洞设计规范的有关规定第条泄洪建筑物的洪水标准一泄洪的设计及校核洪水标准应根据枢纽的等级按照水利水电枢纽工程等级划分及设计标准山区丘陵区部分及其补充规定的有关条文执行二消能防冲的设计洪水标准一级建筑物按百年一遇洪水设计二级建筑物按五十年一遇洪水设计三级建筑物按三十年一遇洪水设计同时还应考虑低于消能防冲设计洪水
5、标准时可能出现的不利情况保证工程安全和正常运行应视需要采用超过消能防冲设计标准的洪水进行校核此时消能防冲建筑物允许出现局部破坏但不得危及大坝及其它主要建筑物的安全或长期影响枢纽运行并易于修复消能防冲建筑物的校核洪水标准可根据枢纽布置及泄洪对枢纽安全的影响程度具体选定消能防冲建筑物的局部破坏危及大坝及挡水建筑物安全时应采用大坝及挡水建筑物的校核洪水标准进行校核第条溢洪道的布置应结合枢纽总体设计全面考虑注意协调泄洪发电航运漂木及灌溉等建筑物在布置上的矛盾避免相互干扰并适当注意景观应根据运用条件使枢纽的泄洪建筑物布置协调充分研究分散与集中的利弊进行优选对于河谷狭窄的枢纽应重视泄洪消能布置和形式的合理
6、选择避免下泄水流对河床和岸坡的严重冲刷以及河道的淤积保证其它建筑物的正常运行第条在有条件时经技术经济比较论证后溢洪道可布置为正常溢洪道和非常溢洪道一正常溢洪道的泄洪能力不应小于设计洪水标准下所要求的泄量非常溢洪道宣泄超过设计情况的洪水二非常溢洪道的启用标准应根据工程等级枢纽布置坝型洪水特性及标准库容特性及对下游的影响等因素确定控制段以下结构结合地形地质条件可适当简化三非常溢洪道启用时水库最大总下泄量不应超过坝址同频率的天然洪水四正常溢洪道在布置和运用上可分为主副溢洪道应根据地形地质条件枢纽布置坝型洪水特性及对下游的影响等因素研究确定副溢洪道控制段以下结构亦可根据实际条件适当简化第条设计溢洪道时
7、应充分掌握和认真分析气象水文泥沙地形地质地震建筑材料生态与环境及坝址上下游河流规划要求等基本资料特别是工程地质和水文地质资料设计溢洪道时应认真考虑施工和运用条件溢洪道设计规范第条大型或水力条件较复杂的中型工程的溢洪道应经水工模型试验论证其布置及水力设计的合理性并根据洪水调度要求编制溢洪道运行和闸门操作规程第条溢洪道设计应在不断总结实践经验和科学试验的基础上积极慎重地采用新技术选择最优方案使设计不断创新有所前进第二章溢洪道布置第一节一般原则第条河岸式溢洪道一般包括进水渠控制段泄槽消能防冲设施及出水渠第条溢洪道包括正常溢洪道和非常溢洪道的布置应根据自然条件工程特点枢纽布置的要求施工及运用条件经济指
8、标等综合考虑全面规划正常溢洪道和非常溢洪道一般宜分开布置非常溢洪道宜采用开敞式经论证亦可采用自溃坝式包括漫溢式和引冲式第条溢洪道的泄量溢流前缘总宽度及堰顶或闸底高程等应根据下列因素通过技术经济比较选定一水库特性洪水调度二地形地质条件下游河床及两岸抗冲能力三河道特性及消能要求四与相邻建筑物的关系五闸门形式及定型尺寸六运用条件七造价及维修费用第条溢洪道的位置应选择有利的地形布置在岸边或垭口以减少工程量并应尽量避免深挖形成高边坡特别是对于不利的地质条件以免造成边坡失稳或处理困难根据地形条件也可布置侧槽式溢洪道或其它形式的进口第条应将溢洪道布置在稳定的地基上并应考虑岩层及地质构造的性状还应充分注意建库
9、后水文地质条件的变化对建筑物及边坡稳定的不利影响第条溢洪道进出口的布置应使水流顺畅溢洪道轴线一般宜取直线如需转弯时应尽量在进水渠或出水渠段内设置弯道第条溢洪道下泄水流的流态和对河床的冲淤不应影响其它建筑物的安全和正常运行第条当溢洪道靠近坝肩特别是拱坝坝肩时其布置及泄流不得影响坝肩及岸坡的稳定第条在土石坝枢纽中溢洪道的布置应考虑一运用应灵活可靠一般优先采用河岸开敞式溢洪道二当溢洪道靠近坝肩时其与大坝连接的导墙接头泄槽边墙等必须安全可靠第条溢洪道的闸门启闭设备及基础抽排水设备应设置备用电源保证供电可靠第二节进水渠第条进水渠的布置应考虑溢洪道设计规范一选择有利的地形地质条件保证施工及运行期的岸坡稳定
10、二在选择轴线方向时宜使进水顺畅当渠道较长时应设置渐变段与控制段连接三渠道需转弯时轴线的转弯半径不宜小于倍渠底宽度弯道至控制堰闸宜有适当长度的直线段第条进水渠进口应因地制宜地布置使水流平顺入渠体形宜简单便于施工当进口布置在坝肩时靠坝一侧应设置顺应水流的曲面导水墙靠山一侧可开挖或衬护成规则曲面当进口布置在垭口面临水库时一般布置成对称或基本对称的喇叭口形式第条进水渠底板一般为等宽或顺水流方向收缩在与控制段连接处应与溢流前缘等宽底板宜为平底或不大的反坡倾向水库第条进水渠一般可不衬护为了减少水头损失或为满足不冲流速的要求是否衬护应通过经济比较确定当岩性差时为防止严重风化剥落或为降低渗压应进行衬护第条进水
11、渠的导墙应满足本规范第条的要求当导墙一侧临水库时墙顶应高于泄洪时的最高库水位防止水流漫溢导墙顺水流长度应满足下列要求一宜大于渠道最大水深的两倍以保持良好的入流条件二与土石坝连接时应以挡住大坝坡脚为下限三当有防渗铺盖时应与坝体防渗设施协调以形成整体防渗系统第三节控制段第条控制段包括控制泄量的堰闸及两侧连接建筑物第条控制堰闸轴线的选定应考虑下列因素一从整个溢洪道的布置出发统筹考虑进水渠泄槽消能防冲设施及出水渠的要求二应满足建筑物对地基的强度稳定性抗渗性及耐久性的要求三便于对外交通和两侧建筑物布置四当控制堰闸靠近坝肩时应与大坝布置协调一致五便于防渗系统的布置使堰闸与两岸或大坝的止水防渗系统形成整体第
12、条控制堰闸有开敞式实用堰和宽顶堰及堰上带胸墙的孔口等剖面形式应根据地形地质条件水力条件运用要求及技术经济指标综合比较选用开敞式溢流堰有较大的超泄能力宜优先选用堰顶是否设置闸门应从工程安全洪水调度运行方便工程投资等方面论证确定第条闸墩的形式和尺寸应满足闸门包括门槽交通桥和工作桥的布置水流条件结构及运行检修等的要求第条控制堰闸的工作桥交通桥布置应根据启闭设备运行观测检修和交通等要求确定当有防洪抢险要求时交通桥与工作桥必须分开设置桥下应有足够的净空以满足泄洪排凌及排漂要求第条控制段的顶部高程在泄洪时应不低于校核洪水位加安全超高值关门时应不低于设计洪水位加波浪的计算高度和安全超高值安全超高值可根据建筑
13、物级别坝型及运用条件等选定泄洪时一般采用关门时一般采用溢洪道设计规范波浪高度计算见附录三当溢洪道布置在紧靠坝肩时控制段的顶部高程应与大坝协调一致第四节泄槽第条在选择泄槽轴线时应尽量采用直线当必须设置弯道时弯道宜设置在流速较小水流比较平稳底坡较缓且无变化的部位第条泄槽的纵坡平面型式及横断面应根据地形地质条件及水力条件等确定泄槽纵坡一般大于水流的临界坡临界坡的计算见附录一当条件限制需要变坡时纵坡变化不宜过多且宜先缓后陡泄槽横断面一般可采用矩形断面以使水流分布均匀当结合岩石开挖采用梯形断面时边坡不宜过缓第五节消能防冲设施第条消能防冲设施的形式应根据地形地质条件泄流条件运行方式下游水深及河床抗冲能力消
14、能防冲要求下游水流衔接及对其它建筑物的影响等通过技术经济比较选定河岸式溢洪道一般采用挑流消能或底流消能亦可采用其它消能形式第条选定的消能设施应满足本规范第条的要求并应在设计流量消能防冲洪水标准及以下各级流量尤其是在常遇洪水时消能效果良好结构可靠防空蚀抗磨损和抗冰害必要时可采取相应措施淹没于水下的消能工如消力池辅助消能工等应尽量考虑检修条件第条挑流消能一般适用于岩石地基的高中水头枢纽挑流消能设施的平面形式有等宽式扩散式和收缩式包括窄缝式挑流鼻坎有连续式差动式和各种异型鼻坎等当采用挑流消能时还应慎重考虑挑射水流的雾化对枢纽其它建筑物及运行安全的影响当遇有下列情况时必须采取妥善措施处理一地基存在延伸
15、至下游的缓倾角层面及地质构造有可能被冲坑切断危及建筑物的安全二岸坡有可能被冲塌危及坝肩稳定堵塞出水渠或下游河道三下游涌浪及回流危及大坝与其它建筑物的安全和正常运行第条底流消能可适用于各种岩基或设有船闸筏道等对流态有严格要求的枢纽但不得排漂和排凌底流消能设施有平底式斜坡式或扩散式收缩式等消力池及各种形式的辅助消能工必要时可设多级消力池排底砂时应注意磨蚀问题第条厂顶溢流和厂前挑流消能一般适用于狭窄河谷岩石地基的高中水头枢纽其布置应符合本节有关条文规定第条泄洪隧洞出口一般采用挑流或底流消能应根据地形地质条件水力条件运行条件和下游水位等因素经比较选定第六节出水渠第条溢洪道下泄水流经消能后不能直接泄入河
16、道而造成危害时应设置出水渠第条选择出水渠线路应经济合理其轴线方向应尽量顺应下游河势溢洪道设计规范第三章水力设计第一节一般规定第条溢洪道的水力设计内容一般包括一泄流能力的计算二进水渠的水力设计三控制段的水力设计四泄槽的水力设计五消能防冲的水力设计六出水渠的水力设计七高速水流区的防空蚀设计八其它有关的水力设计上述各项水力设计内容对大型和水力条件较复杂的中型工程应经水工模型试验验证水力条件较简单的中型工程可参照附录一和附录二及类似工程经验通过计算确定第条溢洪道的水力设计应满足下列要求一泄流能力必须满足设计和校核情况所要求的泄量二消能防冲设计的洪水标准应按本规范第条二执行三体型合理简单水流均匀平稳并应
17、避免发生空蚀四下泄水流应符合本规范第条的规定第条溢洪道的水头损失包括沿程损失和局部损失沿程水头损失计算中的糙率值可根据水流边界条件长期运行可能引起的变化及类似工程的经验参考附录四选用局部水头损失计算采用的局部阻力系数一般可参照有关资料分析选用第二节进水渠第条进水渠水力设计应符合本规范第条的规定当渠道较长时应尽量减小水头损失第条进水渠的水流应满足下列要求一水流平稳水面波动小横向水面比降小二渠道流速应大于悬移质不淤流速小于渠道的不冲流速一般不大于如因条件限制流速超过上述规定值应进行论证三渠道流速一般沿程逐渐增加不得突变第条进水渠末端断面水位的确定应计入水流的沿程水头损失和进口渐变段及弯道等的局部水
18、头损失该水位可作为堰闸前控制断面的水位第三节控制段第条溢洪道控制堰闸的泄流能力应满足设计要求泄流能力计算见附录一泄流时堰面上不得出现过大的局部负压体型宜简单便于施工溢洪道设计规范第条控制堰分为高堰和低堰采用开敞式实用堰时堰面曲线可采用幂曲线圆弧曲线驼峰堰当堰上设有胸墙为孔口泄流时堰面曲线可采用抛物线上述曲线可参照附录一公式计算经过水工模型试验论证也可采用其它形式的堰面曲线胸墙底缘可采用椭圆曲线圆弧曲线或其它形式第条选择堰面曲线时堰顶附近出现的压力值应符合下列规定考虑当地大气压的影响一常遇洪水闸门全开时一般不出现负压二校核洪水位闸门全开时出现的负压不得超过三正常蓄水位或常遇洪水位闸门局部开启时以
19、运行中较常出现的开度为准可允许有不大的负压值第条低实用堰一般应满足下游堰面坡度宜陡于设计中应尽量避免形成淹没流第条溢流面与泄槽间采用反弧曲面联接时反弧半径可采用当反弧曲面下游为平直段或消力池护坦时反弧半径可采用流速大时宜选用较大值第条闸墩墩头的体型应使过堰闸水流均匀平顺墩头可采用圆弧型或其它曲线形式当闸墩设置门槽时应选择合理的形式避免引起空蚀破坏墩尾型式可采用曲线型齐头型或宽尾型第四节泄槽第条泄槽的水力设计应根据布置和流量进行水力要素计算确定水流边界面的体型尺寸以及需要采取的工程措施第条泄槽的水面线应根据能量方程用分段求和法或其它方法计算沿程的水深水面线起始断面水深可参照附录一公式计算第条泄槽
20、水流在一般情况下应考虑波动和掺气影响波动和掺气水深可参照附录一公式计算第条泄槽平面的收缩或扩散应进行冲击波验算确定合理的渐变型式与尺寸使水流扰动影响限制在最小范围内并尽量使水流在横断面上分布均匀收缩或扩散宜采用直线冲击波和扩散收缩角可参照附录一公式计算第条泄槽在平面上设置弯道时应尽量满足下列要求一横断面内流量分布均匀二冲击波对水流扰动影响小三在直线段和弯段之间一般设置过渡段四为降低边墙高度和调整水流宜在弯道渠底设置横向坡弯道的水力计算可参照附录一公式第条槽底纵坡变化处应采用曲线连接当坡度由缓变陡时可采用抛物线连接抛物线方程可参照附录一公式计算当坡度由陡变缓时可采用半径的反圆弧连接流速大时溢洪道
21、设计规范为校核洪水位闸门全开时反弧最低点的水深为下游堰高为上游堰高为定型设计水头宜选用较大值当泄槽设置掺气减蚀设施时在其保护范围内变坡处的连接可不受上述限制第条泄槽边墙顶高程应根据波动和掺气后的计算水面线加的超高对于扩散收缩段过渡段弯道等水力条件比较复杂的部位以及考虑可能出现的不利运行方式超高宜适当增加第条泄槽在平面上扩散收缩或转弯时水力条件复杂其水力计算应经水工模型试验验证第条侧槽溢洪道的水力设计应符合本规范第条和第条的规定尚应满足下列要求一侧槽底坡应小于槽末断面的水流临界坡在宣泄设计流量时侧槽内应为缓流二侧槽首端水深超过堰顶的高度与堰上水头之比一般小于以保证非淹没出流三侧槽内和槽末断面处不
22、得产生水跃为了改善水流条件可在侧泄槽之间设长度为为侧槽末端的临界水深的水平段四应尽量避免在侧槽后紧接收缩段或弯曲段当受条件限制不可避免此种布置时宜在泄槽前适当位置设抬堰用以控制或消除水流由于收缩或弯曲而造成的不利流态侧槽溢洪道的水力计算可参照附录一公式第五节消能防冲第条挑流消能的水力设计应对各级流量包括起挑流量进行计算水流挑射距离冲坑最大深度及范围可参照附录一公式估算安全挑距和水舌入水宽度的确定应以不影响鼻坎基础两岸边坡及相邻建筑物的安全为原则冲坑上游坡度应根据地质条件进行估算一般工程经验为垂直水平同时还应考虑贴流和跌流的冲刷及保护措施第条挑流鼻坎的反弧半径应结合泄槽的底坡反弧段的流速和单宽流
23、量鼻坎挑角等综合考虑一般可采用泄槽底坡愈陡反弧段流速或单宽流量愈大反弧半径宜选用较大值第条挑流鼻坎挑角的大小应通过比较选定一般可采用当采用差动式鼻坎时应合理选择反弧半径高低坎宽度比高低坎的高差及挑角差必要时可设通气孔以防止鼻坎空蚀破坏第条鼻坎高程应通过比较选定在保证自由挑流的前提下鼻坎高程亦可略低于下游最高水位第条底流消能的水力设计应符合本规范第条及第条的规定还应注意下列事项一应保证在池内形成稳定的水跃并应避免产生回流二消力池应尽量采用等宽的矩形断面三护坦上是否设置辅助消能工应结合其运用条件研究确定当跃前断面平均流速大于时不宜在池中设置消力墩第条底流消能的水力设计应对各级流量进行计算以确定池底
24、高程池长边墙高程及水跃淹没度等并应考虑下列各点一护坦长度可根据是否设置辅助消能工及水力特性参照附录一公式估算必要时应经水溢洪道设计规范工模型试验验证二水跃淹没度应根据下游河床可能出现的冲淤变化按倍跃后水深选用不设辅助消能工的消力池下游的最小尾水深度可参照附录一公式计算三多级消力池可参照有关资料进行水力设计并应通过水工模型试验验证四消力池两侧边墙顶部高程可根据跃后水深并适当考虑超高确定第条当采用平面扩散型收缩型包括窄缝式或分流墩等消能工以及异型如折线形扭曲形曲面贴角等鼻坎时其体型尺寸动水压力挑距冲坑深度和范围等应经水工模型试验确定第条护坦上的动水压力估算一当护坦为水平时作用在其上的时均压力可近似
25、按计算断面的水深估算不设消力墩的护坦可取跃首跃尾间水面连一直线作为近似的水面线估算设有消力墩的护坦则墩下游可按跃后水深估算墩上游可按跃后水深的一半估算二脉动压力可参照附录一公式估算第条当消力池的出池水流流速超过基岩的容许流速可能危及消力池基础时应采取保护措施消力池下游河床为非岩石或软弱岩石应按水闸设计规范的有关条文执行第六节出水渠第条出水渠的水面线可根据其下游水流衔接条件和水力要素进行计算第七节厂顶溢流及厂前挑流第条厂顶溢流及厂前挑流的水力设计应根据泄流水力要素和厂顶布置要求对各级流量进行计算合理确定溢流面的体型和消能工形式有关水力计算可参照附录一公式并应经水工模型试验验证第条厂顶溢流时应防止
26、在厂顶发生空蚀防空蚀设计按本章第九节有关规定执行掺气设施可设在厂坝连接处第条溢流式厂房水流所引起的振动可参照类似工程的经验脉动压力可参照附录一公式估算第条当厂顶溢流采用挑流消能时其挑流鼻坎高程应根据厂房布置确定鼻坎的反弧半径应结合厂顶溢流面形式并参照本规范第条规定选用鼻坎挑角在满足挑距要求的前提下宜采用小角度当厂顶溢流采用差动式挑流鼻坎时应作专题研究第条厂前挑流消能防冲的水力设计应符合本规范第条第条第条的规定并应考虑下列事项一在能形成自由挑流的前提下鼻坎与厂顶高程之差宜取小值二鼻坎挑角在满足挑距要求的前提下宜采用小角度三闸门启闭过程中的泄流水舌对厂顶及尾水平台的冲击不应危及厂房安全及运行冲击力
27、的大小应经水工模型试验确定溢洪道设计规范动水压力包括时均压力和脉动压力溢流段闸墩是否延长应根据水流流态消能要求等因素通过水工模型试验确定第条厂顶溢流及厂前挑流的厂顶和鼻坎反弧段应设置排水设施第八节泄洪隧洞出口第条泄洪隧洞出口的水力设计应参照本章有关条文的规定执行第九节防空蚀设计第条溢洪道各部位的水流空化数应大于该处体型的初生空化数可通过减压试验或水工模型试验以及参照已建工程经验确定对空蚀的判别可参考附录二第条对溢洪道应特别注意下列容易发生空蚀的部位和区域一闸墩门槽溢流面平面弯曲段收缩或扩散段陡坡曲线段水流边界突变不连续或不规则处二反弧段及其下游的水平段三异型鼻坎分流墩四消力池中的趾墩消力墩五水
28、流空化数的区域不包括门槽第条对于易发生空蚀的部位或区域可采用下列防空蚀措施一选择合理的体型二控制水流边界壁面的局部不平整度其控制标准可参考附录二确定三设置掺气设施掺气防蚀设计可参考附录二当有掺气防蚀设施时掺气保护段内水流边界壁面的局部不平整度控制标准可参考附录二确定四选用合理的运行方式五采用抗蚀性能好的材料六采用其它防空蚀措施第条设置掺气减蚀设施的一般原则一当流速在左右时是否设置掺气设施可根据具体情况确定二当流速超过时应设置掺气设施掺气设施可参考附录二选择并经水工模型试验验证第条在多泥沙河流上应同时考虑挟砂水流的磨损和空蚀作用选用抗冲耐磨性能好的材料第四章建筑物结构设计第一节一般规定第条溢洪道
29、的结构设计应根据布置水力设计地基及运用条件结合防渗排水止水及锚固等工程措施保证工程安全选用经济合理的结构形式及尺寸第条本规范中溢洪道建筑物的材料除说明者外均按混凝土和钢筋混凝土考虑混凝土的性能要求应参照混凝土重力坝设计规范确定混凝土的强度抗渗抗冻指标及抗冲要求应按水工钢筋混凝土结构设计规范确定寒冷地区混凝土的抗冻指标宜适当提高止水材料应具有足够的耐久性和可靠性溢洪道设计规范第条进水渠底板泄槽底板挑流鼻坎护坦及贴坡式边墙等必要时可按弹性地基上的板或梁进行内力计算根据水工钢筋混凝土结构设计规范并参照类似工程经验配筋上述板块的结构缝一般采用伸缩缝缝中可不设弹性层当作为沉陷缝时缝中应设置弹性层第条溢洪
30、道建筑物设置锚筋时锚筋孔可按方格或梅花形布置孔距孔深及抗拔力应经计算并参照类似工程的经验确定必要时应进行锚筋抗拔试验第条溢洪道的混凝土结构应考虑温度应力的影响并根据当地的气候条件结构特点地基约束等因素采取必要的结构措施和施工措施第二节进水渠渠底衬护第条进水渠需要衬护时可采用干砌块石浆砌块石喷浆或混凝土护面等第条底板衬护厚度宜按构造要求确定混凝土衬砌厚度一般为必要时还应满足抗渗梯度和抗浮的要求第条混凝土衬砌的分块尺寸的选定可参照本规范第条的规定结构缝可采用平缝有防渗要求时缝中应设止水设施第三节控制段第条控制段的结构设计一般包括一结构型式选择和布置二荷载计算及其组合三稳定计算四结构计算五细部设计六
31、材料标号及施工要求特别是混凝土施工温度控制要求第条控制堰闸的结构型式一般有分离式和整体式分离式适用于岩性比较均匀的地基整体式适用于地基均匀性较差及设有弧形门的情况第条分离式底板在垂直水流方向必要时应设置纵缝缝的位置和间距应根据地基结构气候和施工等条件确定分离式底板的横缝有铅直式台阶式倾斜式和键槽式等应根据应力传递要求选用第条控制段范围内的结构缝均应设置止水设施第条闸室的胸墙有固定式活动式和混合式可根据运用条件选用固定式胸墙与闸墩的连接可根据闸室的结构特点采用简支或固结胸墙应有足够的刚度在水压力作用下不应产生过大变形影响水封效果第条闸墩的形式和布置应符合本规范第条的规定对设置大型弧形闸门的闸墩通
32、过技术经济比较可采用预应力钢筋混凝土结构第条作用在控制段上的荷载分为基本荷载和特殊荷载两类一基本荷载溢洪道设计规范贴坡式边墙是指沿岩石开挖边坡衬护而成的边墙结构结构自重及其上的永久设备重量正常蓄水位或设计洪水位时的静水压力取其一种控制情况相应于正常蓄水位或设计洪水位时的扬压力包括渗透压力和浮托力相应于正常蓄水位或设计洪水位时的波浪压力设计洪水位情况下泄流时的动水压力土压力泥沙压力冰压力其它出现机会较多的荷载二特殊荷载校核洪水位时的静水压力相应于校核洪水位时的扬压力相应于校核洪水位时的波浪压力相应于校核洪水位时的动水压力地震荷载其它出现机会很少的荷载第条荷载组合控制段设计的荷载组合分为基本组合和
33、特殊组合两类基本组合由基本荷载组成特殊组合由基本荷载和一种或几种特殊荷载所组成根据各种荷载实际同时出现的可能性按表选择最不利的情况进行计算表荷载组合表荷载组合计算情况荷载自重静水压力扬压力波浪压力动水压力土压力泥沙压力冰压力地震荷载其它荷载说明基本组合正常蓄水位情况设计洪水位情况冰冻情况按冬季运用水位计算项特殊组合校核洪水位情况地震情况按正常蓄水位计算项检修情况按正常蓄水位或检修水位计算项注对于施工期情况应作必要的核算作为特殊组合在运用期如排水设施易于堵塞应考虑排水失效的情况作为特殊组合第条作用在控制段上的荷载应按附录三进行计算第条堰闸基底面的抗滑稳定安全系数应按下列抗剪断强度公式计算溢洪道设
34、计规范式中按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数堰闸体混凝土与基岩接触面的抗剪断摩擦系数堰闸体混凝土与堰闸基岩接触面的抗剪断凝聚力作用于堰闸体上的全部荷载对计算滑动面的法向分量包括扬压力作用于堰闸体上的全部荷载对计算滑动面的切向分量包括扬压力堰闸体与基岩接触面的截面积对于中型工程若无条件进行试验时也允许按下列抗剪强度公式计算沿堰闸基底面的抗滑稳定安全系数式中按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数堰闸混凝土与基岩接触面的抗剪摩擦系数同公式当堰闸地基内存在不利的软弱结构面时其抗滑稳定需作专门研究当堰闸承受横向垂直水流方向荷载时还应验算其最不利荷载组合方向的抗滑稳定性第条大中型工程的规划可行性研究报告阶段值和
35、值可参考附录四选用可行性研究报告以后的各设计阶段应根据野外及室内试验成果分析确定对中型工程若无条件进行野外试验时宜进行室内试验并参照类似工程经验及参考附录四选用值的选取可根据野外或室内试验成果并参照类似工程经验选用第条堰闸沿基底面的抗滑稳定安全系数不得小于下表规定值表抗滑稳定安全系数荷载组合按抗剪断强度的计算公式按抗剪强度的计算公式建筑物级别基本组合特殊组合注地震情况为特殊组合其它特殊组合情况为特殊组合第条堰闸基底面上的垂直正应力应满足下列要求一运用期在各种荷载组合情况下地震荷载除外堰闸基底面上的最大垂直正应力应小于基岩的容许压应力计算时分别计入扬压力和不计入扬压力最小垂直正应力应大于零计算时
36、应计入扬压力计算双向受力情况时基底面上可容许出现不大的拉应力二施工期堰闸基底面下游端的最小垂直正应力可容许有不大于的拉应力第条溢流堰体上游面的最小主压应力不计扬压力应不小于该点静水压强的倍不满足此项要求时应配置钢筋溢洪道设计规范第条堰闸断面设计的应力分析一般采用材料力学方法当结构断面对称受纵向对称荷载作用时按单向偏心受压公式计算当结构断面不对称或结构同时承受纵横向荷载时应按双向偏心受压公式进行计算第条闸墩及其底板应根据闸室的结构形式和运用条件进行下列情况的稳定和应力分析一闸墩两侧工作闸门全关闭二闸墩一侧工作闸门全关闭另一侧闸门全开启泄洪三闸墩一侧工作闸门全关闭另一侧检修闸门全关闭四其它不利的运
37、用条件第条对于分离式底板应校核其抗浮稳定性必要时应采取加强排水和锚固等措施以保证其稳定第条闸墩应力分析一般采用材料力学方法弧形闸门和大型平面闸门的闸墩应力分析宜采用有限元法第条岩基上闸底板的应力分析根据闸室形式规模和地基条件可采用材料力学法弹性地基梁法或有限元法计算第条对于大型和受力条件复杂的中型工程的闸室应尽量进行结构模型试验验证各部位的应力状态第四节泄槽底板第条泄槽底板的厚度应考虑溢洪道的规模及其与坝的相对位置沿线的工程地质和水文地质条件水力特性气候条件水流中挟砂情况等因素并参照类似工程经验进行类比确定大中型工程的溢洪道泄槽底板的厚度不应小于第条为满足泄槽底板稳定的要求应采取防渗排水止水锚
38、筋等必要的工程措施泄槽底板在消力池最高水位以下部分应按消力池护坦设计第条泄槽底板应设置结构缝其位置应满足结构布置要求分块尺寸应考虑气候特点地基约束情况混凝土施工特别是温控条件参照类似工程经验确定其纵横缝间距一般采用第条泄槽底板的纵横缝一般可采用平缝当地基不均匀性明显时横缝宜采用半搭接缝全搭接缝或键槽缝第条对于大中型工程的溢洪道泄槽底板的纵横缝包括与相邻建筑物的分缝一般情况下应设止水第条对于可能发生不均匀沉陷或不设锚筋的泄槽底板宜在板块上游端设置齿槽形成上下游板块的全搭接横缝及对地基的嵌固不应在板块下游端设置齿槽第五节挑流鼻坎第条挑流鼻坎在泄洪时所受的动水压力按附录三公式计算其抗滑稳定分析及安全
39、系数可与控制段相同第条挑流鼻坎的纵缝间距可按第条中的要求采用挑流鼻坎不宜设横向垂直水流向结构缝溢洪道设计规范第六节消力池护坦第条对消力池的护坦应进行抗浮稳定复核对设有消力齿消力墩或尾槛的护坦尚应进行抗倾及抗滑稳定复核采用抽排降压的护坦应复核地基的渗透稳定第条护坦稳定的计算情况一设计情况泄消能防冲的设计流量或小于该流量的控制流量二校核情况当需要进行校核时泄消能防冲的校核流量三检修情况消力池排水检修尚应根据具体条件分析闸门突然启闭的不利情况复核护坦的稳定必要时应考虑排水设施局部或全部失效作为校核情况复核护坦的稳定第条护坦的抗浮稳定可按公式计算其安全系数值为应根据工程等级枢纽布置地基特性计算情况等选
40、用校核情况下值可取下限式中护坦自重按混凝土密度计算护坦顶面上的时均压力当采用锚固措施时地基的有效重量按附录三公式计算护坦顶面上的脉动压力按附录一公式计算护坦底面的扬压力选定护坦厚度时还应参照已建类似工程的经验第条护坦底面的扬压力参照附录三计算第条护坦分缝间距宜与泄槽底板分缝间距相同垂直水流向的缝宜采用半搭接缝或键槽缝顺水流向的缝宜采用键槽缝第七节边墙第条溢洪道边墙是指进水渠控制段泄槽挑流鼻坎及消力池的两侧挡土或不挡土的导墙边墙或贴坡式边墙一般宜设置结构缝与底板分开根据实际情况泄槽挑流鼻坎消力池的边墙也可与底板连成整体第条泄槽边墙上的动水压力和反弧段边墙上的水流离心力按附录三公式计算对收缩型消能
41、工的侧墙所承受的动水压力设计时应特别注意第条泄槽鼻坎和消力池的边墙的设计应考虑脉动压力其强度可分别采用泄槽底板鼻坎和消力池护坦的脉动压力强度均按附录一公式计算当消能设施的边墙隔墙或导墙较高时应考虑水流诱发墙体振动的可能性第条边墙的荷载计算及组合参照本章控制段的规定沿墙基面的抗滑稳定计算公式及安全系数可与控制段相同当边墙可能沿地基内的软弱结构面滑动时还应校核深层抗滑稳定第条当库水位或下游水位骤降时应根据具体情况考虑是否需要核算进水渠导墙或溢洪道设计规范消力池边墙的稳定第条边墙基底最大垂直正应力不应大于地基容许压应力计算时分别计入扬压力和不计入扬压力对重要部位的边墙计及扬压力时在基本组合情况下基底
42、不应出现拉应力在特殊组合情况下可允许出现不大的拉应力对次要部位的边墙计及扬压力时在基本组合情况下基底面上合力的偏心距不应大于基底宽的在特殊组合情况下偏心距不应大于基底宽的计算墙基应力时不考虑基底承担拉应力开裂部位的扬压力按受拉面一侧全静水压强计算第条边墙在垂直水流方向的结构缝间距一般为有防渗要求时缝中应设置止水第条重力式混凝土边墙顶宽不应小于为增加边墙抗倾能力及减小基底面应力可利用渠槽底板的一部分作为墙趾在挖方渠道中可采用衡重式边墙第条进水渠边坡设置贴坡式边墙或护坡时可根据水流及地质条件分别采用喷水泥砂浆喷混凝土干砌块石浆砌块石和混凝土衬砌等其厚度按结构要求确定泄槽和鼻坎段的贴坡式边墙一般采用
43、混凝土衬砌其厚度不宜大于相应部位的底板厚度最小厚度应满足施工要求消力池贴坡式边墙的厚度宜按计算确定第八节下游防冲第条当消能设施出口区地质条件较差时为防止危害性冲淘可根据消能型式设置防淘齿墙翼墙二道坝海漫或防冲槽等设施第五章地基及边坡处理第一节一般规定第条溢洪道的地基处理设计应结合建筑物的结构和运用特点满足各部位对承载能力抗滑稳定地基变形渗流控制抗冲及耐久性的要求保证运行安全第条地基处理方案应根据工程的重要性地质条件施工条件和运用要求等因素经过技术经济比较确定第条当地基为软岩石或存在规模较大性状差的断层破碎带软弱夹层岩溶等缺陷时应进行专门的处理设计第条溢洪道的边坡必须保持稳定对可能失稳的边坡应采
44、取适当的处理措施对易风化掉块易软化或抗冲能力低的稳定边坡也应进行相应的防护对高陡边坡或地质条件复杂的边坡应进行专门研究第条地基及边坡处理应重视防渗排水设施的设计设计排水设施应因地制宜的合理布设排水通畅便于检修第条建筑物建基面及边坡坡面开挖应按设计要求成型并应尽量避免损坏岩体的完整性和降低强度第二节地基开挖第条溢洪道地基的开挖深度应根据建筑物对地基的要求结合地质条件施工条件溢洪道设计规范及处理措施等综合研究确定主要建筑物的地基宜开挖至弱风化岩层全部或局部不衬砌的泄槽应开挖至坚硬完整的新鲜或微风化岩层对易风化易泥化的基岩应提出相应的施工保护措施第条建筑物的基坑形状应根据地形地质条件及上部结构要求确
45、定开挖面应尽量连续平顺当受地形地质条件限制高差过大时宜开挖成台阶状泄槽的衬砌段与不衬砌段应连接平顺第三节固结灌浆第条溢洪道地基固结灌浆的范围和深度应根据地质条件裂隙分布情况和受力条件确定一般在堰闸及消能建筑物的地基范围内进行孔深一般为基岩条件较好时可不进行固结灌浆第条固结灌浆孔一般呈梅花型或方格状布置钻孔方向应尽量穿过较多的裂隙灌浆孔的孔排距及灌浆压力宜进行灌浆试验确定孔排距一般为当无混凝土盖重时灌浆压力一般为当有混凝土盖重时为在不掀动岩体或盖重的条件下宜取大值地质条件较差灌浆压力可适当降低第四节地基防渗和排水第条溢洪道地基防渗排水系统的设计原则为防排并重应根据工程地质和水文地质条件建筑物的重
46、要性及作用水头大小等综合考虑防渗和排水的相互关系确定相应的措施第条防渗和排水设施及布设应满足下列要求一减少堰闸基的渗漏和绕渗二防止在软弱夹层断层破碎带裂隙软弱充填物及抗水性能差的岩层中产生管涌三降低建筑物基底面的扬压力四具有可靠的连续性和足够的耐久性五防渗帷幕不得设置在建筑物基底面的拉力区六在严寒地区排水设施宜考虑冻害的影响第条堰闸基的防渗措施一般采用水泥灌浆帷幕必要时可采用化学材料灌浆但应注意对环境污染的影响也可根据具体条件采用混凝土齿墙防渗墙水平防渗板或其组合措施等对于大中型工程必要时应进行帷幕灌浆试验第条控制段防渗帷幕的深度应符合下列规定一当地基下存在着明显的相对隔水层时一般应深入到该岩
47、层内相对隔水层的透水性控制标准见本规范第条二当地基的相对隔水层埋藏较深或分布无规律时帷幕深度应满足本规范第条的要求并应参照渗流计算和已建工程经验确定通常可在倍堰闸前最大水深范围内选择遇透水性强的软弱带应适当增加帷幕的深度和厚度三防渗帷幕伸入岸坡的范围深度及其走向应根据工程地质和水文地质条件确定防渗帷幕伸入岸坡的范围一般延伸至正常蓄水位与相对隔水层范围线或与蓄水前地下水位线相交处四靠近坝肩的溢洪道其帷幕设计应与大坝防渗要求统一并应与大坝帷幕衔接形成整体防溢洪道设计规范渗系统远离坝肩的溢洪道其防渗帷幕深度伸入岸坡的范围可适当降低要求第条防渗帷幕体内及地基相对隔水层的透水性控制标准一般要求与大坝帷幕
48、衔接的部位应与大坝帷幕要求的值相协调远离坝肩的溢洪道防渗帷幕的值标准可适当降低要求第条帷幕灌浆孔一般可设一排对地质条件较差的地段或有必要加强防渗帷幕时可适当增加排数帷幕灌浆的孔距一般为排距宜略小于孔距钻孔方向可为铅直或有一定的倾斜度使钻孔尽量穿过岩体的层面裂隙和主要节理裂隙但不宜倾向下游第条帷幕灌浆必须在一定厚度混凝土盖重的条件下进行在帷幕表层段灌浆压力一般不宜小于在孔底段不宜小于但以不破坏岩体为原则第条溢洪道地基的排水设施应能有效排泄通过建筑物地基岸坡及衬砌接缝的渗流充分降低渗透压力并应满足第条的要求其布设原则一一般以集水廊道或集水沟管为主导形成完整的排水系统二各部位如控制段泄槽地基的渗水可
49、分段分级导引至集水廊道或集水沟管三排水系统出口应能顺利地将渗水排出四应考虑防止排水失效的措施设置必要的检测设施五当必须降低地基内承压水的作用时应选择适宜的位置设置减压排水孔或减压井第条堰闸基底一般设一排主排水孔应布设在防渗帷幕下游的廊道和集水沟管内与帷幕灌浆孔的间距在基底面不宜小于必要时可增设辅助排水孔和排水沟管增加排渗能力主排水孔的孔距一般为孔深一般为帷幕深度的倍且不应小于固结灌浆孔的深度辅助排水孔孔距一般为孔深一般为第条泄槽底板下的排水设施应根据具体条件布设一泄槽底板下的排水设施一般设纵横向排水沟管构成互相贯通沟管网系统二软弱岩基底板下扬压力过大或不便于设锚筋的地段可设连续的排水垫层或垫层与排水沟管相结合三纵横排水沟管的间距一般与底板纵横缝相对应但不宜骑缝布设四为保证排水效果宜在侧墙基或底板下设置一条或多条纵向集水廊道第条挑流鼻坎坎基有自流排渗条件时其排水设施一般与泄槽底板下的排水系统相应布设并与其纵横排水沟管或廊道连通经鼻坎基底或坎体通向下游第条消力池护坦下的排水设施参照本规范第条及第条的规定布设必要时在排水沟管内设深入基岩一定深度的排水孔第条当下游水位较高消力池护坦需要采用抽排
