SL 266-2001（条文说明） 水电站厂房设计规范.pdf

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1、中华人民共和国行业标准水电站厂房设计规范SL266-2001 条文说明2001北京目次1 总则.(79) 2 地面厂房布置.(80) 2.1 电站等级与洪水标准.(80) 2. 2 厂区布置. (80) 2.3 厂房内部布置.(8日2.4 水斗式和灯泡贯流式机组厂房布置.(89) 3 厂房整体稳定分析及地基处理. . (91) 3.1 一般规定. . (91) 3.2 荷载及其组合. . (91) 3.3 整体稳定及地基应力计算. . (93) 3.4 地基设计及处理4 地面厂房结构设计.(97) 4.1 一般规定 . (97) 4.2 上部结构 4.3 机墩与风罩(101)4.4 下部结构(

2、103)4.5 构造设计(106)5 地下厂房及其他形式厂房设计.(1 07) 5.1 地下厂房布置.(1 07) 5.2 地下厂房结构设计(112) 5.3 其他形式厂房的布置及结构设计(116) 6 建筑设计.(119)7 安全监测设计.(122) 7.1 一般规定(122)7.2 监测项目(122)1总则1. 0.1 我国水力资源丰富，全国水能资摞理论蕴藏量为6.76亿kW，年发电量59222亿kW.h，其中可开发装机容量3.79亿kW，年发电量19233亿kW.h，居世界之首。据不完全统计，截止到1998年，全国已建成2.5万kW以上的水电站约220座，总装机达6506万kW，年发电量

3、2043亿kW.h，分别居世界第4位、第3位。三峡、二滩等大型水电站的建设，标志着我国的水电建设已进入一个崭新的阶段。制定本规范的目的，就是为了统一厂房标准，在设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行管理方便，确保设计质量，促进我国水电事业的发展。1.0.2 小型水力发电站巳有国标，故本规范的适用范围确定为大、中型工程。小型水电站厂房设计亦可参照执行本规范。近年来，我国已修建了一批抽水蓄能电站，故本规范明确规定适用于抽水蓄能电站厂房。本次修订取消了岩基上的限制，相应增加了非岩基上厂房的设计要求和内容。水电站扩建或改建是增加电站出力，提高经济效益的重要措施，此类项

4、目日益增多，这次修订明确规定本规范不仅适用于新建项目，而且适用于扩建或改建工程。1. O. 6 积极地推行国内外的建设经验和采用新技术、新材料、新结构，是加快建设速度、减少投资的重要措施。在执行过程中应持慎重态度，注意其成熟性，重要的新技术、新材料和新结构，应经过国家有关部门或权威机构的鉴定论证。79 2地面厂房布置2. 1 电站等级与洪水标准2.1.2 厂房洪水设计标准及防洪标准是确定厂房防洪高程、整体稳定和结构设计的主要依据。根据GB50201-94(防洪标准和SL252-2000的有关规定z对事水厂房，作为挡水建筑物时，其防洪标准应与枢纽挡水建筑物的防洪标准相一致;对非窒水厂房，按照GB

5、50201-94中6.2.5原则作了适当的调整，并与SL252一2000取得一致，使之更趋合理。2.2厂区布置2.2.1 厂区布置是水利水电枢纽总体布置的一部分，必须结合枢纽综合条件全面考虑，经技术经济比较确定。厂房位置及其上下游衔接应选择相对优越的地形、地质、水文条件，还必须与枢纽其他建筑物相互协调。河道较宽的水电站溢洪道一般与厂房分两侧布置，河道较窄的水电站泄洪建筑物与厂房可成空间交叉布置。应注意溢洪射流离厂房、变电设备及开关站等必须有一定的距离，否则必须采取相应的防护措施，以免雾化水流影响安全运行。当厂房与溢流坝相邻时，两者之间一般应设置足够长度的导流墙，以防止泄洪对厂房及其尾水的影响。

6、有通航需要的枢纽应注意河势的研究，航道及引航道水流流速宜缓慢。如设漂木道，其位置宜远离电站进水口，以防沉在水下的木块杂物进入电站进水口;排漂设施应根据水工模型试验决定。鱼道的布置需通过试验及实地调查研究确定。排沙洞(孔)尽可能靠近电站进水口布置。排沙洞(孔)进口高80 程应低于电站进水口底坎，以利排沙。在低水头的河床式水电站中可把排沙孔设置在厂房机组段内;在水头较高的水电站中可设置单独的排抄洞，或设分散与集中相结合的排抄设施。与土石坝连接的河床式厂房，应解决好侧向渗流、排水，并应符合土石坝设计规范的有关规定。连接段的翼墙或裹头的布置应符合水电站进水口引水顺畅要求，避免发生涡流。在峡谷山区坝后式

7、厂房布置中应考虑厂房开挖对坝肩及岸坡稳定的影响，确保工程安全。坝后式厂房厂、坝间的距离，在首先确保坝趾不被削弱的前提下，尽量缩短压力管道的长度，以减少水头损失，节约钢材用量，改善引水道的运行条件。厂坝之间的空间宜用来布置副厂房或主变压器。建筑物经过一定时间的运用，难免由于冲刷、磨损、气蚀和锈蚀等原因，使某些部位或设施遭受破坏，故对预计可能损坏的部位或设施尽可能创造必要的检修条件，使建筑物能得以及时修复，以利工程安全运用。例如排沙洞、取水口、基础排水廊道等。我国水电站多修建在山区，在满足运行与管理的前提下，尽量利用荒坡地，少占农田。有旅游等综合经营的水电站应统一规划，分期实施。施工导流问题和工期

8、也是选择布置方案的主要因素之一。例如，有时为了缩短工期，提早发电，将厂房布置在河滩一侧以简化导流，即便引水渠工程量增加一些，也是可行的。2.2.2 位于冲沟口附近的厂房应仔细研究山洪的影响，要注意洪量和泥石淤积问题，应根据情况采取相应防御设施。岸边式地面厂房往往布置于高边坡下，边坡必须具有足够的稳定性，当边坡地质条件较差时，应采取必要的工程措施，以确保厂房的安全。应注意调压井和引水道的结构，避免引水建筑物可能渗水而影响边坡的稳定性。2.2.3 岸边式地面厂房位置选择与引水方式密切相关，应综合考虑。为了预防明敷压力管道或高压闸阀渗水或发生破裂事故而影81 响厂房安全，宜将厂房位置避开压力管道事故

9、水流的直接冲击，当难以避开时可考虑修筑能将事故水流导离厂房的围护建筑物，或其他加固的安全措施。2.2.4 副厂房的位置和组成，主要根据机电设计基本要求结合水电站枢纽布置及环境具体情况综合考虑。副厂房一般紧邻主厂房周围布置，为节省投资尽量利用已有空间。厂坝间、尾水管上及主厂房两端都是可供选择的地方，应因地制宜利用一切空间。2.2.5 主变压器尽可能靠近主厂房，其主要目的是缩短发电机低压母线，减少母线电能损耗，节约工程投资。应因地制宜，充分利用厂坝周围的空间。主变压器场地运输通道，应考虑任何一台变压器搬运时不至妨碍其他设备的正常运行。若主变压器不能进厂使用安装间检修时，应创造就地检修的条件。通风、

10、散热、防火、防爆，是保证电气设备安全运行所必需，应足够重视F须根据有关规范和机电设计要求，采取必要措施。开关站靠近厂房，可缩短电缆及与主变压器的连线，简化附属设施，但应根据具体条件，经方案比较确定。开关站布置应注意出线方便，避免交叉跨越水跃区、挑流区。根据运行经验.泄水设备在泄棋期间，水跃区上空会产生异常气流，使导线受到复杂的作用力，可能产生舞动和混线事故，影响安全运行。一般在挑流跃点上、下游lOO150m内，特别是距水跃最高点上15m内不宜布线。户外开关站，受气象影响较大，与泄洪建筑物应有足够的距离，并注意风向，应避开世流时水流雾化区。水电站户外开关站，多数布置在河岸山坡开挖而成的平地上，其

11、土建主体工程除构架外一般不宜分期建设，例如场地土石方开挖，宜按主接线最终规模一次完成，以免续建时影响运行设备的安全。2.2. 河床式厂房进水口是厂房建筑物不可分隔的一部分，泥沙的淤积和磨蚀、漂浮污物的堵塞、冰凌的塞阻都可能造成电站不能82 正常发电，故应根据枢纽具体情况采取综合措施加以解决。进水口的体形，拦污棚、闸门和启闭机的布置，通气孔的设计等均应按照进水口设计规范的要求进行。2.2.8 坝后式厂房在通常情况下，厂、坝间宜采用分离式，即在厂、坝间用永久变形缝隔离开，使受力不互相传递。地质条件不利，厂房基础较深以及尾水位较高的情况下，有必要研究采用厂、坝整体连接的合理性。厂、坝采用整体连接，坝

12、和厂房联合受力，应恰当设计连接方式，使厂房下部结构应力不超过允许限度，厂、坝连接后厂房的应力状态和变位宜通过有限元或模型试验仔细研究。2.2.9 尾水渠的布置应根据地形地质、河道流向、泄洪影响、泥沙淤积等情况，并通过水工模型试验研究确定。1 坝后式、河床式地面厂房的尾水渠宜与河道平行或接近平行，岸边式地面厂房的尾水渠一般采取与河道斜交，使水流顺畅。2 尾水渠首段与其后段断面不同时，应有渐变段连接。3 尾水管出口水流紊乱，璇涡多，流速分布极不均匀，易发生淘刷，应根据地质情况适当加强保护。其余渠段亦应根据流态、流速及地质情况选择稳定边坡及必要的防淘刷设施。当尾水管出口的水流可能受到泄洪水流的影响时

13、，应设置向下游延伸足够长度的导水墙。4 具有泄水孔的河床式地面厂房，尾水渠应结合泄水孔泄水方式和消能要求设计。应考虑泄水孔泄流对水轮机产生的影响(吸出高度、发电水头、逆向落差、射流效果等L5 尾水渠应考虑下游梯级回水及枢纽各泄水建筑物挑流泄水引起的河床变化等带来的对尾水位及其流态的影响。尾水渠宽度一般应与机组段出水边宽度一致，如需改变宽度时应渐变连接。如尾水管出口底板与其后渠底高程不同时，可以1 : 41 : 5的底坡(重要电站宜通过水工模型试验验证)相接。2.2.10 厂区防洪应保证主副厂房、主变压器场地及开关站在该等级的各种设计条件下不受水淹。厂区排水设计降雨重现期、降雨83 历时等参数主

14、要参照DL-GJ2491(火力发电厂生活、消防给水和排水设计技术规定和给排水设计手册(第5册)并结合水电站厂房特点综合确定的。1 当厂房下游洪水位较高时，可采用尾水挡墙、防洪墙、防洪门、全封闭厂房，或抬高进厂公路及安装间高程，或采用以上几种综合措施加以解决。2 厂房被淹多半因对洪水量估计过小，山坡护岸未处理好，当山洪来时使泥石流俱下，堵塞抽水泵的进口，或因水泵房高程太低，一旦山洪来时水泵来不及抽排，致使泵房被海后导致厂房被淹。3 广区排水尚应考虑厂区与泄洪建筑物的相对位置，以及泄流雾化水流的不利影响。4 施工及运行初期，对可能导致水进入厂房的孔洞、管沟、临时通道、预留缺口等，均应设必要的密封盖

15、板。5 对厂区边坡，应根据不同地质条件采用不同的保护措施。各层边坡应设有排水肉，把山坡汇集的雨水排泄到厂区以外，防止因暴雨引起边坡失稳或泥石流失，汇入厂区危及厂房安全。2.2.11 厂区交通应在枢纽总体布置设计中统一规划，厂区对外、对内交通设施及布置应满足电站建设及建成后的设备器材的运输及管理需要，保证机电设备重件、大件的运输。大、中型水电站施工期较长，设计中应充分考虑电站建设中需要的临时交通与电站永久交通的结合。电站对外交通有公路、铁路及水运三肿。应根据地区交通具体条件，经技术经济方案比较确定。进厂交通线布置，一般情况下应位于校核洪水位以上。对于高尾水位的电站，尾水位往往超过厂房安装间，有的

16、甚至超过厂房顶高程，布置高线进厂交通有困难或者下游水位陡涨陡落，洪峰历时较短的电站，经过论证，真进厂交通线也可以低于校核洪水位。但是厂房的防洪措施必须满足本规范2.2.0的要求，同时应另设在校核洪水时不宜阻断的人行通道。84 2.3厂房内部布置2.3.2 决定主厂房长度和宽度应注意的事项:1 尾水管和蜗壳一般均应按厂家提供的尺寸进行布置，如确有困难时，征得厂家同意后可作某些修改。例如尾水管可作如下修改z1)水平扩散段采用窄高形尾水管，减小机组间距;2)高水头电站尾水管用圆形断面，也可缩小机组间距;3)水平扩散段底版，在满足尾水管出口顶部有足够淹没深度的条件下可适当上翘，以减少厂房基础部分的开挖

17、;4)适当加长尾水管，以便利用其上空间布置变压器或副厂房;5)改变高度及扩散角，以适应厂房布置的需要;6)平面上尾水管中心线与机组中心线成夹角布置或偏离布置以造应河道流向，便于尾水衔接。又如蜗壳z各蜗壳包角多为3450，不应作太大变动。?昆凝土蜗壳的包角一般在1350270。内，常用为18002250，蜗壳断面常采用r形。但在某些情况下，如下游水位变幅较大，须抬高发电机层楼板高程，或为减少工程量，尾水管上翘一角度后而又需避免与蜗壳相交，或水下结构部分需布置泄水孔道等，可采用上突的蜗壳断面形状。2 在一般情况下，混流式或铀流式水轮机机组间距由蜗壳平面尺寸加海凝土厚度尺寸决定。高水头电站由于单机引

18、用流量小，机组间距由定子尺寸或发电机层机组周围电气设备布置尺寸决定。坝后式厂房机组间距主要由蜗壳平面投影响尺寸控制，混凝土厚度在1.02. 3m之间，据不完全统计，机组间距与水轮机转轮直径的比值约4左右。河床式厂房，蜗壳平面投影尺寸不完全是控制尺寸，这和选用水轮机1昆凝土蜗壳包角有关(一般选用包角1800)。从蜗壳混凝土85 厚度来看，差别较大，这和蜗壳内壁有无铜板衬砌关系较大，如有钢材，钢筋棍凝土结构即可以考虑放宽限裂要求，混凝土壁厚可以减小，反之要增大。河床式厂房机组间距与水轮机转轮直径的比值在3.O3. 8之间。岸边式厂房机组间距与转轮的比值在4.46. 0之间。3 发电机的布置，常见的

19、有定子外露布置、定子埋入布置、上机架埋入布置三种。前一种布置方式在大型机组中少见，因其占去发电机层地板很多位置，显得拥挤，同时水轮机层高度小，不便在其间布置夹层。后两种布置虽要增加一些厂房高度，但发电机层却较宽敞，由于提高了发电机层高程而增高了水轮层高度，可利用增设中间层，故目前采用后两种布置较多。4 坝后式地面厂房机组段长度一般与坝体分缝相对应。岸边式厂房除由蜗壳平面投影尺寸控制外，有的还受到引水隧洞间的岩壁厚度控制。允许引水钢管中心线与机组的Y轴(顺水流方向成斜交，减小机组间距。我国多数水电站厂房基础为基岩，一般一机一缝。在一些河床式厂房或小容量电站厂房也有两机一缝的。5 在河床式厂房中，

20、往往在机组段兼设有泄流的排沙孔，如葛洲坝水电站在机组两侧设冲抄孔，铜街子水电站在机组间设骑缝冲沙孔，故机组间距还应结合泄洪排沙孔布置确定。6 边机组段长度，除考虑中间机组段需考虑的因素外，应考虑起重机吊钩的极限位置，应保证起吊设备在吊钩极限位置以内，并留有余地。边机组段的加长与选用起重机台数有关，选用一台起重机时边机组加长相对要大。边机组段加长除满足起重机起吊机组设备要求外，有的还考虑了安装场地需要而加长，还有的电站为起吊主机间的进水阔也要求加长。这些应根据各水电站的实际情况决定。进水阀及其伸缩节一般布置在主厂房内，可利用主厂房内的吊车安装及检修进水阀，运行管理方便，布置紧凑，但可能因此而86

21、 增加厂房的宽度和长度，吊车的跨度也有所加大。高水头的电站厂房可将进水阀布置在主厂房外，另设进水阀室。2.3.3 安装间的面积，一般可按一台机组扩大性检修需要的面积确定。SDJl73-85列出检修部件的内容，见表1。水斗式卧式机组，则安装间面积按发电机转子、水轮机转轮、发电机定子、水轮机机壳四部件考虑;水斗式立式机组，则安装间面积按发电机转子、发电机上机架、水轮机转轮三部件考虑。表1安装间放置的机组大件L只芒混流悬式混流伞式轴流悬式轴流伞式机组机组机组机组发电机转子、/、J、j、j发电机上机架、j、JJ J 水轮机转轮J 、/、/、J水轮机顶盖、/、/、/J 水轮机支持盖、J、j推力轴承支架、

22、/J 布置安装间应注意以下问题:1 视需要考虑水轮机转轮体补焊，组装要求倒置的适当位置;2 应考虑检修人员的工作场所及临时放置工具和设备(如电焊机试验仪表等)所需场地面积;3 一般不考虑机组与变压器同时检修。安装间的布置，还要考虑安装检修设备起吊次序。多机组厂房的安装间面积，还应根据机组安装投产进度计划，机组大修期安排以及工作量等情况和多种因素确定。多泥沙河流的电站，机组磨蚀相对比较严重，检修周期短，而且检修工作量大，检修工期长，因此安装间亦可视具体情况适当加大面积。安装间位置与对外交通联系密切。从统计资料看，安装间多为87 一侧布置，并与对外交通同侧。根据主机间布置的具体条件，也可布置成左右

23、安装间。安装间地面高程与进厂交通相联系，如与发电机层地面同高可增加安装检修使用面积;如因尾水较高也可采用高于发电机层的地面高程。2.3.7 水轮机安装高程为水电站控制高程，由水能参数及机组特性确定。应根据S01173-85的规定选定外，尚应结合厂房位置的地形、地质条件，经济比较后确定。尾水管底板最低点高程与选定尾水管形式有关，尾水管形式对机组效率及机组稳定有较大影响，其尺寸超过允许变化植围要与厂家商定，变动过大应请厂家作模型试验。水轮机层高程一般由蜗壳尺寸及蜗壳顶板混凝土层厚度决定。发电机层高程由机组尺寸决定，并与上机架采用埋入式或非埋入式有关，发电机上机架采用埋入式后，增加了水轮机层到发电机

24、层高度。一些电站在两层之间增加一层母线电缆，以使机、电布置分开，增加了使用面积。层高可根据机电及其附属设备布置情况，满足安全运行和检修需要确定。从统计数字看，水轮机层到电缆层，或电缆层到发电机层高度多在3m以上。吊车轨顶高程通常由起吊大件确定，起吊大件与固定设备的安全距离，在S01173-85中已有规定。2.3.8 尾水平台宽度应根据尾水闸门及其启闭机的操作和检修需要确定。尾水闸门启闭机平台一般应高出下游正常运用洪水位;如尾水平台设有泄流排沙底孔的工作闸门启闭机，则应结合考虑。2.3.9 中央控制室的布置:1 中央控制室是整个电站运行、控制、监护的中心。控制室的位置宜从方便电站运行、操作、维护

25、和监视，消除故障迅速和控制电缆最短等因素综合考虑。短的控制电缆不仅可节省有色金属，而且还能减少发生故障的机会，提高运行的可靠性。所以大多数中央控制室都布置在主厂房发电机层附近。2 中央控制室一般均与发电机层同高。如果布置在同高程有88 困难时，可布置在不同高程上。当中央控制室高于发电机层时，两者之间应设置宽敞的楼梯和方便的专门交通道。3 中央控制室虽需要临近发电机层，但又希望环境安静，宜用隔音墙将两者隔开。中央控制室的自然采光必须防止或避免阳光直接射在表盘上，朝向西晒的应作好可靠的隔热遮阳措施。中央控制室布置在主厂房下游侧尾水管上，受尾水管的振动影响较为明显，容易引起电气设备的误操作，运行人员

26、也难于忍受，应采取有效的防振措施。2.4 水斗式和灯泡贯流式机组厂房布置2.4.4 灯泡贯流式机组具有效率高、过流能力大、机组尺寸小的优点。贯流式机组厂房与竖轴机组厂房相比，其厂房高度低，机组间距小，结构体形简单，土建投资省。这种形式的电站已成为20m水头以下的水电站发展趋势。根据对已建灯泡贯流式机组电站的统计资料分析，进口拦污栅平均流速为1.O1. 4m/s。贯流式机组电站水头低，为此尽可能减少水头损失，对提高电站效益是十分重要的。尾水管出口淹没深度各电站差异较大，统计资料为O.5 V2 4. 76m.尾水出口处流速水头一为O.18O.38m。灯泡机组安装高2g 程由以下两个条件决定:一是满

27、足水轮机气蚀要求，二是要满足尾水管淹没深度。灯泡机组比卡普兰机组有较好的气蚀特性。在大多数情况下，气蚀对机组的安装高程影响不大，尾水管出口的淹没深度一般是控制因素。为此灯泡机组的安装高程除满足气蚀要求外，应保证任何工况下尾水管出口顶部有O.5m以上的淹没水深且不小于出口处的流速水头。灯泡贯流式机组由于受水力条件的限制，发电机组的尺寸较小，因而机组的转动惯量(GD2)较小，机组运行的稳定性较差。厂家在机组制造设计时，防飞逸保护一般采用重锤方式，即当调速器89 失灵引起机组过速时，可依靠控制环上的重锤，利用导叶自关闭力短自动关闭导叶，为此一般灯泡式机组厂房进水口不设工作闸门，仅布置一道检修闸门。但

28、是，在件多电站的实际运行和机组试验中，常发生异常情况，机组防飞逸保护问题单靠重锤难以解决。近几年国内外大型贯流式机组均在尾水管出口处设置快速闸门，如王甫洲电站，尾水快速闸门能快速切断水流，切实起到防飞逸保护机组安全运行的作用。90 3 厂房整体稳定分析及地基处理3. 1一般规定3. 1. 3 由于厂房机组之间均设有伸缩缝，把整个厂房划分成中间机组段、边机组段及安装间段三个独立体，故一般分别对每段进行整体稳定及地基应力计算，满足规定的安全度。边机组段及安装间段有侧向水压力作用时，应计算上、下游及左、右侧两个方向的水压力等共同作用的稳定及地基应力。3.1.4 坝后式厂房若坝基抗剪强度指标较低或厂房

29、困尾水较高，大坝或厂房单独的抗滑稳定不能满足设计要求时，可采用厂坝连接的结构措施，利用厂房重量(力)与坝体重量(力)联合抗滑。国内采用厂坝联合抗滑作用的工程有乌江搜、漫湾、水口、安康、万家寨等。3.2荷载及其组合3.2.1 作用在厂房上的荷载未列入雪荷载和风荷载，是因为该两项荷载在抗滑稳定计算中所占的比重很小，对厂房整体稳定的影响可忽略不汁。3.2.2 根据海凝土钢筋含量的高低，将厂房混凝土分成两部分:水下大体积结构含钢率较低，一般在300 500N /m3 ，其重度取24kN/m3(如进水口、闸墩、尾水管、蜗壳、水下墙等);水上部分主要指梁、板、柱等，含钢率较高，一般在1.02. 5kN/m

30、3，故重度取25kN/m3。3.2.6 岩基上河床式厂房和坝后式厂房的扬压力是参照DL5077一1997(水工建筑物荷载设计规范有关海凝土坝的分析成果确定的。岩基上岸边式厂房上游侧扬压力作用水头一般取正常尾水位，也就是以正常尾水位作为稳定水头计算浮托力。91 厂房扬压力受下游尾水位影响很大，当洪峰流量大、持续时间短、尾水位变幅大时，下游侧作用水头往往为不稳定水头，其基岩内各点的渗透压力向内传导需一定的时间，渗透压力可考虑时间效应予以折减。非岩基上的厂房国内工程实例还不多，故仅作原则性的规定。3.2. 土压力的计算方法有许多，国内现行的设计规范大多采用主动土压力，如建筑地基基础设计规范、水工建筑

31、物荷载设计规范等。主动土压力的计算主要有朗肯理论和库仑理论。库仑公式能考虑较多的影响因素，并具有相对较高的准确度，但公式较复杂，所需参数多。考虑到对厂房整体稳定而言，土压力占的比重有限，故本规范推荐较为简单的朗肯公式计算水平土压力。3.2.10 依据SL203-97中4.1.1和4.5. 3的规定并结合厂房的特点，本条文明确提出在厂房整体稳定计算中一般只计水平向地震作用，计算方法除1级辈水厂房应按动力法外，其余各类厂房均按拟静力法计算。本规范表3.2. 10-2中水平地震加速度分布系数q是天津大学水利系在对18个电站厂房进行抗震计算和3个电站试验资料的基础上提出的，考虑了厂房下部结构对厂房上部

32、结构的放大影响。3.2.11 基本组合是厂房在正常运行情况下的荷载组合;词床式厂房一般上游设计洪水位与上游正常蓄水位相差不大，甚至相同，而起控制作用的乃是上游正常蓄水位及下游最低水位时的组合情况。但是对于上游设计洪水位与正常蓄水位相差较大或者下游洪水位很高时，电站还应考虑设计洪水情况作为基本组合。坝后式及岸边式厂房显然是下游设计洪水位控制。特殊组合是厂房在非常运行情况下的荷载组合:1 机组检修。厂房机组检修时的下游水位与电站装机台数及水库调节等有关。故在本规范表3.2.11中不作具体规定，笼统的用下游检修水位，以适应各种电站的具体情况，计算时可根据电站机组检修期安排的具体情况选择下游检修水位。

33、92 2 机组未安装。机组台数较多的厂房全部机组安装完毕一般要许多年，在此期间，未装机的厂房机组段除了承受正常蓄水位和尾水位的作用外，还需抗御可能发生的洪水位。此种情况的设计洪水位一般按厂房正常运行的设计洪水位相同标准采用。但若未装机的时间较短，经研究后也可采用低于厂房正常运行的设计洪水位。3 非常运行。电站遇到非常洪水的情况，显然不论何种形式厂房均应用校核洪水分别来核算。4 地震情况。河床式厂房以上游正常蓄水位、下游最低水位作为组合的计算水位;坝后式及岸边式厂房以下游电站满载运行水位作为计算水位。厂房在施工期的情况则应根据具体情况来确定计算水位。正常运行的设计洪水位和非常运行时的校核洪水位应

34、按本规范Z.l的规定确定。河床式厂房是多用途建筑物，当上游处于正常运行的设计洪水或非常运行的校核洪水位时，相应下游可能出现的洪水位，应根据枢纽的发电、防洪等综合利用的运行调度规划确定。如一时难以判断时，对广房整体稳定起控制作用的下游最不利水位，可选择若干不同情况水位分析比较。3.3 整体稳定及地基应力计算3.3.1 本规范并列了两种公式，可由设计者依据情况选用。当采用抗剪断强度的计算公式时，应注意到厂房基础面由于尾水管埋深需要，常常形成台阶式，在陡坡处基础应力比较复杂，在推力作用下，该部位接触面的凝聚力容易首先遭受破坏，在计算基础面受压部分的截面积A值时，应适当减去陡坡段的投影面积。3.3.2

35、 由于河床式厂房是枢纽童水建筑物的一部分，与坝体起联合抗滑稳定作用的坝后式厂房在稳定计算时同坝体是不可分割的，所以本规范要求这两种形式厂房抗滑稳定计算采用的公式宜93 与拦河坝(闸)的计算相协调，以求统一。3.3.3 岩基上的厂房基础内存在缓倾角软弱夹层或剪切带时，应根据地质构造分析确定滑动模式，如单面滑动，双面滑动等，选择最危险的滑动面进行分析计算。计算方法以刚体极限平衡法为主。附录A给出了单丽滑动和双面滑动的深层抗滑稳定计算公式。双面滑动的稳定计算通常有三种方法:被动抗力法;剩余推力法;等稳定安全系数法。等稳定安全系数法，可求得滑动体整体安全度，为近期多数工程采用，故本规范推荐等稳定安全系

36、数法。非岩基上厂房除了校核平面滑动抗滑稳定性，还应校核平面转动抗滑动稳定性。深层滑动的计算模式应根据地基地质具体条件以及地下轮廓设计综合研究选定。3.3.4 岩基上的厂房考虑到已建成的大多数水电站厂房抗滑安全系数计算值都超过允许值，具有较高的安全度，为简化起见，大中型电站厂房不再按工程等级或建筑物等级分别提出不同的要求。非岩基上的厂房抗滑稳定安全系数与泵站设计规范、水闸设计规范基本一致。3.3.5 岩基上厂房地基面上最小垂直正应力满足了本规范3.3.6的规定后，一般无需进行抗浮稳定性验算。但是，对于高尾水位的厂房，当地基面上拉应力区面积较大时，应进行抗浮稳定性验算。3.3.6 由于水电站厂房水

37、下部分由尾水管、蜗壳和纵横墙等块体结构所组成，整体刚度较大，通常建在地质构造简单的岩石地基上。因此，厂房地基面上的法向应力按材料力学的偏心受压构件公式计算一般足够满足要求，边机组段及安装间往往受双向水压力作用.故公式中列入X、Y两个方向的弯曲应力。当地基的岩石较好，尾水管扩散段底板如设计成分离式，或厚度较薄只起保护基岩作用时，则此部分底板不承担传递厂房荷载至地基的作用，即在基础截面积计算中不应计入此部分的面积。3.3.7 不论何种形式广房的地基面所承受的最大法向应力max94 均应小于基岩允许压应力。在计算max时，计入扬压力的作用，max值有可能减小，也可能增大，因此为了求得偏于安全的数值，

38、要求计算时分别考虑计入扬压力和不计入扬压力两种情况，选择其中一种控制情况。最小法向正应力控制与厂房的抗倾、抗浮稳定有关，只有当基础面出现拉应力达到一定值时，才有可能导致厂房倾覆，因此，恰当的控制基础面的拉应力，也就控制了厂房的抗倾稳定。参照u昆凝土重力坝设计规范及以往的厂房稳定设计实践，不论河床式还是坝后式或岸边式厂房，在正常情况均不允许出现拉应力，只有在特殊组合情况下允许出现局部拉应力。如地震情况的局部拉应力超过O.lMPa(河床式厂房)或O.2MPa(坝后式或岸边式厂房)，可考虑基础应力重分配，将超过允许拉应力的部分从基础计算截面中扣除，以满足基础最大、最小应力在允许值之内。3.3.10

39、对非岩基上的厂房应避免由于基础底部应力分布不均匀而导致基础产生过大的不均匀沉降。本规范规定的基底应力不均匀系数允许值与泵站设计规范和水闸设计规范一致。3.4 地基设计及处理3.4.1 厂房地基处理取决于地基条件和厂房的形式及规模。经处理后的地基必须符合强度、整体性、抗渗性和耐久性等要求，这是初步总结了国内外厂房地基处理经验后，提出的基本要求。3.4.2 基础开挖深度与厂房布置及结构要求有密切关系。我国大部分大、中型厂房的基础修建在中等好的岩石基础上。考虑到厂房一般承受的水头并不太大，地基应力要求不高，故开挖深度在满足本规范3.4.1和厂房布置及结构强度要求条件下，可尽量减少，以节省工程量。3.

40、4.6 非岩基厂房的地下轮廓及两岸连接方式应在满足本规范3.4.1的条件下，根据地基地质和水文地质条件合理选择齿墙、防渗帷幕或灌浆等，以坚向防渗为主，结合设置竖向排水、水平排水等措施以削减地基的渗透水压力。厂房与铺盖、翼墙的连缝以及厂95 房永久变形缝中的防渗止水必须可靠。3.4.7 排水反滤层的设计可参照水闸设计规范及碾压式土石坝设计规范。96 4 地面厂房结构设计4. 1一般规定4.1.1 本章是按照GB50199-94(水利水电工程结构可靠度设计统一标准的原则和要求进行修订的。4. 1. 2 直接承受水压力的厂房下部结构构件，如钢筋氓凝土蜗壳、挡水墙、尾水管等，除应进行结构强度设计外，还

41、应满足抗裂或限裂要求。根据以往工程的设计经验，要同时满足抗裂和限裂(即双控)是比较困难的，且这些构件由于温度变化等因素，难以保证不开裂，故本规范没有硬性规定需满足抗裂要求，允许按限裂设计。4.1.3 本条明确了厂房结构安全级别与水工建筑物级别的关系，结构重要性系数凡的取值与GB50199-94一致。4.1.4 根据GB5019994规定.以结构在施工、运行、检修等不同阶段可能出现的不同结构体系、作用(荷载)和环境条件分为三种设计状况:1 持久状况:在结陶正常使用过程中，一定出现且持续时间很长，一般与结构设计基准期为同一量级的设计状况;2 短暂状况:在结构施工、安装、检修或使用过程中，短暂出现的

42、设计状况;3 偶然状况:在结构使用过程中，出现概率很低，持续期很短的设计状况。对于承载力极限状态，应按上述三种设计状况确定相应的设计状况系数。依据GB50199-94的规定，各专业规范可结合各种结构物的具体情况，确定值。SL/T191-96对三种设计状况值分别取为1.0、0.95及0.85。本规范将这三种设计状况的值分别取为1.0、0.9及0.8.其理由如下:原规范荷载组合按基本和特殊组合划分，施工期、检修期均属97 特殊组合，而按GB50199-94的规定，作用效应组合分为基本和偶然组合，施工期、检修期应归属短暂状况下的基本组合。原规范特殊组合与基本组合下的强度安全系数h的比值在O.880.

43、 93 之间变化，本规范将基本组合下短暂状况与持久状况的设计状况系数中的比值取为0.9，与原规范可靠度水平相当。对于偶然状况，由于出现概率很低，采用较低的结构可靠度水平，则是较为合理的。4.1.5 厂房结构上各项作用的分项系数，除渗透压力和吊车荷载作适当调整外，其余与DL5073-1997相同。渗透压力分项系数由1.2调整为1.0，主要考虑与浮托力分项系数1.。一致，便于计算。吊车荷载分项系数由1.1改为1.2，是根据吊车梁试设计的成果确定的。4.1.6 承载能力极限状态设计时，基本组合及偶然组合的结构系数阳，混凝土结构、钢筋呢凝土及预应力泪凝土结构按SL/T191-96规定采用。钢结构等的承

44、载能力极限状态设计及正常使用极限状态设计的表达式及各项系数应按有关设计规范采用。4.1.7 对正常使用极限状态作用效应的长期组合，作用分项系数、材料性能分项系数均采用1.0，可变作用的标准值应乘以小于1.0的长期组合系数。GB50199-94附录F提供了确定长期组合系数的原则方法。但是，因难以对每种可变作用进行长期连续观测，故无法得出每种可变作用随时间变化的关系图，本规范只作原则规定。4.1.8 动力作用引起的结构内力和变形往往比相应静力荷载引起的内力和变形大，故直接承受动荷载作用的结构，在进行静力计算时应考虑动力系数。本规范表4.1.8中动力系数是根据DL5073一1997的原则并结合水电站

45、厂房的特点确定的。4.1.9 根据对已建工程的调研，并结合SL/T191-96的存关要求，对厂房各部位氓凝土强度等级进行了修订，考虑到环境类别因素，其标准有所提高。98 4.2上部结构4.2.2 设计构件时取用的楼面活荷载，是指正常使用情况下可能出现的最大值。实际上活荷载的数量和作用位置都是经常变动的，整个楼面上同时布满活荷载并都达到最大值的可能性很小。对于楼板来说，由于负荷面积较小，在某一计算单元内满载是可能的，因此在计算楼板时活荷载不能折减。对于梁、柱来说，因负荷面积大，在它全部负荷面积上布满活荷载并都达到最大值的可能性就很小，故计算梁、柱时一般应乘折减系数。GB9-87(建筑结构荷载规范

46、中规定楼面活荷载折减系数为o.600. 90，结合水电站厂房的实际情况，本规范规定折减系数取O.800.邸，并与DL5077-1997相一致。主副厂房楼面活荷载已在水工建筑物荷载设计规范作了规定，故本规范取消了原规范附录一的主、副厂房楼面活荷载。4.2.5 作用在吊车梁上的吊车荷载(满载)属于短暂出现的设计状况，放在进行正常使用极限状态设计时，只需考虑短期组合。4.2.7 厂房构架除满足结构强度承载能力外，还应有足够的刚度，如吊车梁轨顶侧向位移过大，超过某一限制，就要影响吊车的正常运行。国内有关规植对此均有限定，例如:1 B8-81(机械工厂结构设计技术规定对钢筋棍凝土单层厂房的规定见表2。表

47、2厂房与露天械桥柱容许计算变形值按平面图形计算项次计算方向结构类别吊车起重量相对变形最大变形工作制计算值计算值t:.d/ Hd Aclmax 横向变形厂房柱重级1/2200 1 中、轻级1/1800 2 横向变形露天吊车找桥柱重、中、轻级10mm 3 纵向变形厂房与露天找桥柱重、中、轻级1/4000 注:Hd为从基础顶面到吊车梁顶面的高度.t:.d为计算变形值。99 2 GBJl7一88(钢结构设计规范对设有重级工作制吊车的厂房柱和设有中、重级工作制吊车的露天枝桥柱，在吊车梁或吊车珩架的顶面标高处，由一台最大吊车水平荷载所产生的计算变形值见表3。表3柱的容许计算变形项次变形的种类按平面结构图形计算按空间结构图形计算1 厂房柱的横向变形HT/