GB 50071-2002 小型水力发电站设计规范.pdf

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1、中华人民共和国国家标准小型水力发电站设计规范发布实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中华人民共和国建设部联合发布中华人民共和国国家标准小型水力发电站设计规范主编部门水利部水利水电规划设计管理局批准部门中华人民共和国建设部施行日期年月日建设部关于发布国家标准水型水力发电站设计规范的公告第号现批准小型水力发电站设计规范为国家标准编号为自年月日起实施其中第条款为强制性条文必须严格执行原小型水力发电站设计规范同时废止本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行中华人民共和国建设部二二年十一月二十六日前言经建设部同意水利部组织水利部水利水电规划设计总院和水利部四川水利水电勘测设计研究院于

2、年对国家标准小型水力发电站设计规范进行了修订本修订后的规范主要内容包括水文工程地质勘察水利及动能计算工程布置及建筑物水力机械及采暖通风电气金属结构消防施工水库淹没处理及工程占地环境保护工程管理工程概估算经济评价等各专业的设计要求对进行修改补充的内容主要包括以下几个方面规范适用范围改为装机规模出线电压等级以下机组容量不超过的水电站设计增加工程地质勘察消防施工水库淹没处理及工程占地环境保护工程管理工程概估算经济评价等章内容增加了小型水电站工程等别划分及建筑物级别和洪水标准的规定反映我国近年小型水电站设计技术进步方面的内容增加了混凝土面板堆石坝碾压混凝土坝地下厂房贯流式机组计算机监控等设计内容和技术

3、要求对中涉及的部分设计参数进一步提出量化指标增强了规范的可操作性本规范由建设部负责对强制性条文的解释由水利部负责日常管理工作由水利部水利水电规划设计管理局负责具体技术内容的解释在本规范执行过程中希望各单位结合工程实践认真总结经验注意积累资料如发现本规范需要修改和补充之处请将意见和有关资料寄往水利部水利水电规划设计管理局邮编传真以供今后修订时参考本规范主编单位和主要起草人主编单位水利部水利水电规划设计总院水利部四川水利水电勘测设计研究院主要起草人司志明张仁忠戴晓文吴迪如骆继明刘聪凝赵德金方宜生李霞高明军徐孝刚刘德印许宁翟启荣叶纪刚胡振华吴克罗健何福鉴郑绮萍目录总则水文一般规定径流洪水水位流量关系

4、曲线泥沙蒸发冰情及其他工程地质勘察一般规定区域地质水库工程地质水工建筑物工程地质天然建筑材料水利及动能计算一般规定径流调节计算洪水调节及防洪特征水位选择正常蓄水位和死水位选择装机容量及机组机型选择引水道尺寸及日调节容积选择水库泥沙淤积分析及回水计算工程布置及建筑物一般规定工程布置挡水建筑物泄水建筑物引水建筑物厂房及开关站通航建筑物水工建筑物安全监测设计水力机械及采暖通风水轮发电机组选振调速系统和调节保证计算技术供排水系统压缩空气系统油系统水力监视测量系统采暖通风主厂房起重机水力机械布置机修设备电气电站与电网连接电气主接线厂用电及坝区供电过电压保护及接地装置照明厂内外主要电气设备布置电缆选型及敷

5、设继电保护及系统安全自动装置自动控制电气测量仪表装置操作电源通信电工修理及电气试验金属结构一般规定泄水闸门及启闭设备引水发电系统闸门拦污栅及启闭设备消防一般规定工程消防施工一般规定施工导流料场选择及开采主体工程施工场内外交通施工工厂设施施工总布置施工总进度水库淹没处理及工程占地水库淹没处理范围及标准水库淹没实物指标调查农衬移民安置集镇乡镇企业专业项目的迁改建防护工程库底清理水库淹没处理补偿投资概估算工程占地环境保护环境影响评价环境保护设计工程管理一般规定工程管理范围和保护范围生产生活设施工程管理运用工程概估算经济评价总则为适应我国小型水力发电站以下简称电站建设发展的需要反映电站建设的技术进步和

6、忻的经验统一设计技术要求提高设计质量特制定本规范本规范适用于装机容量机组容量以下出线电压等级不超过的新建扩建和改建的电站设计装机容量小于的电站可参照执行电站设计应在河流河段或地区水利水电规划和地方电力规划的基础上进行对上下游有影响的电站开发时应征求相邻地区意见电站设计必须执行国家现行的技术经济政策根据地方水利水电航运水土保持环境保护等的要求和电力市场的需要统筹安排因地制宜合理利用水资源电站设计必须进行调查研究勘测试验工作获取水文气象地形地质建材水库淹没移民环境和国民经济综合利用要求等基本资料和数据电站设计除应符合本规范外尚应符合国家现行的有关标准的规定水文一般规定水文分析计算应收集本流域和邻近

7、流域的水文气象及自然地理特征资料本流域水利水电工程开发水土保持等人类活动影响资料区域历史洪水调查资料以及区域水文气象综合分析研究成果等对水文计算所依据的基本资料采用的各种参数和分析计算成果应进行分析检查论证其合理性径流径流计算应提供坝址下列全部或部分径流成果年月旬径流系列和多年平均径流量设计代表年的年期径流量及其年内分配日平均流量历时曲线等设计径流计算应根据不同的资料条件采用以下方法当坝址有年以上含插补延长的连续径流系列资料时可用频率计算方法直接计算设计年径流当坝址径流资料少于年但上下游或相邻流域有年以上含插补延长的径流资料时可将参证站设计径流成果按集水面积和雨量修正移用到坝址当无以上资料条件

8、时可采用区域综合方法进行设计径流计算设计径流断面以上流域人类活动影响径流时应调查分析影响程度并进行径流的还原计算当还原水量资料短缺时可通过分析直接统计受人类活动影响后的实测径流系列或按资料短缺的径流计算方法进行设计径流计算径流计算时段可根据设计要求选用年期非汛期枯水期等在项连续径流系列中按由大到小顺序排列的第项的经验频率应按式计算频率曲线的线型可采用皮尔逊型其统计参数可用矩法初步估算并用适线法调整确定采用区域综合方法进行径流计算应利用省级以上主管部门审定的区域降雨径流及统计参数等值线图或径流计算经验公式对选定的年径流系列应根据区域内水文站雨量站资料通过其长短系列统计参数对比分析其代表性设计代表

9、年的月日径流分配可选用年期径流量经验频率接近设计频率的实测年作为典型年并用设计径流量进行修正确定当实测资料短缺时设计代表年的月日径流分配可采用已有的径流区域综合图表推算电站所在河流有特殊水文地质条件时应分析研究其对径流设计值的影响推求日平均流量历时曲线可根据资料条件采用以下方法用丰平枯三个代表年的日平均流量或平水年的日平均流量排序统计将参证站的日平均流量历时曲线按集水面积和雨量修正移用到站址洪水应根据电站设计要求提出下列坝厂址全部或部分的设计洪水成果各设计频率的年最大洪峰流量和时段洪量各设计频率的分期最大洪峰流量各设计频率的年和分期洪水过程线当坝址上下游附近水文站有年以上的实测和插补洪水资料时

10、可采用频率分析计算方法直接推求设计洪水当坝址上下游附近实测洪水资料短缺时应根据经主管部门审定的全国和省自治区直辖市暴雨和产汇流区域综合研究成果及其配套的暴雨径流查算图表由设计暴两推求设计洪水由设计暴雨推求设计洪水时不同历时设计暴雨量可采用设计点暴雨量和点面关系推算设计点暴雨量可从经审定的暴雨统计参数等值线图上查算设计暴雨的时程分配可根据区域综合雨型或典型雨型采用不同历时设计暴雨量同频率控制放大求得设计暴雨历时可取也可根据流域面积及汇流历时确定由设计暴雨推求设计洪水的产流汇流参数可从经审定的暴雨径流查算图表查算对设计采用的产流汇流参数应进行合理性分析设计洪水计算采用的历史洪水可直接引用省自治区直

11、辖市刊布的历史洪水调查成果当电站所在河流无历史洪水资料时应在坝厂址或其上下游河段进行历史洪水调查计算分期设计洪水时分期应根据工程设计要求确定其起迄日期应符合洪水季节变化规律分期不得少于个月分期设计洪水可跨期使用当电站上游有调节水库时应估算区间设计洪水并将上游水库设计洪水经调节后的下泄洪水与其组合推求受上游水库调蓄影响的坝址设计洪水水位流量关系曲线当坝厂址上下游附近有水文站时应在坝厂址进行水位观测和洪枯水位调查分析河段水面比降经水位修正后将水文站水位流量关系移用到设计断面坝厂址河段无水文站时应根据河段纵断面图和横断面图以及调查估算的洪水枯水水面比降采用水力学公式推算设计断面水位流量关系曲线对拟定

12、的水位流量关系曲线应用实测和调查的水位流量资料对其进行验证泥沙蒸发冰情及其他应根据电站设计要求提出下列坝厂址处全部或部分的泥沙成果多年平均悬移质年输沙量和丰沙平沙少沙年的悬移质输沙量及其年内分配多年平均悬移质含沙量及实测最大含沙量悬移质泥沙颗粒级配及中值粒径最大粒径悬移质泥沙矿物成分及硬度河床质颗粒级配推移质输沙量电站悬移质泥沙计算可根据不同的资料条件采用以下方法当坝址上下游或流域内有泥沙测验资料时可经面积修正后移用参证站的泥沙特征值电站所在流域泥沙测验资料短缺或无泥沙测验资料时可根据邻近流域泥沙测验资料或侵蚀模数区域综合图表估算泥沙特征值电站水库可根据流域内邻近地区蒸发站资料或蒸发量区域综合

13、图表计算多年平均水面蒸发量及其年内分配对有冰情的设计河段应提供河段的封冻和解冻时河流形势岸冰出现流凌出现全河封冻及融冰等最早最迟日期封冻冰厚流冰大小冰塞冰坝发生时间地点及规模等工程地质勘察一般规定工程地质勘察的内容应包括工程区的基本地质条件和主要工程地质问题天然建筑材料的分布储量和质量工程地质勘察应按勘察任务书进行勘察任务书应明确设计初拟的主要技术指标和应查明的主要工程地质问题要求提交的勘察成果及提交时间工程地质勘察应搜集和利用已有地形地质资料勘察方法应以地质测绘轻型勘探和现场简易试验为主必要时采用重型勘探在进行工程地质勘察和评价时宜采用工程地质类比法和经验分析法区域地质应研究工程区已有的区域

14、地质资料确定工程区所属大地构造部位还应分析区域主要构造对工程的影响工程区的地震基本烈度应按国家地震局编制的中国地震参数区划图年确定水库工程地质水库渗漏问题勘察应包括下列内容水库周边有无单薄分水岭低邻谷和通向库外的透水层断层破碎带等对渗漏的可能性和严重程度作出评价可溶岩分布库段的岩溶发育规律泉水及地下水分水岭的分布高程相对隔水层的分布及封闭条件地下水与河水的补给与排泄关系等评价渗漏的可能性渗漏途径渗漏性质管道溶隙及其对建库的影晌库岸稳定勘察应包括下列内容岸坡岩土体性质结构组成软弱土层的分布断裂构造切割情况各种对岸坡稳定不利的控制结构面的产状延伸及相互组合关系岩质库岸风化卸荷状态及变形特征并鉴别变

15、形的类型性质范围及其形成条件近坝库岸滑坡坍滑体泥石流的分布及其稳定性坍岸地段各类土层的分布高程稳定坡角浪击带的稳定坡角并预测坍岸的范围浸没勘察应包括下列内容浸没地段土层结构厚度组成及下伏基岩或相对隔水层埋深土层渗透性地下水位埋深地下水的补给与排泄条件土层毛细水上升高度产生浸没的地下水临界深度预测产生浸没的范围应通过勘察对建库条件蓄水后可能产生的环境地质问题进行评价并对不良地质问题提出处理措施的建议水工建筑物工程地质混凝土坝和砌石坝坝址勘察应包括下列内容坝址地形地貌覆盖层厚度及其渗透特性河床深槽范围和深度坝基肩岩性特征及其物理力学性质软弱夹层泥化夹层的分布和性状坝基肩岩体的风化卸荷特征断层破碎带

16、裂隙密集带顺河断层和缓倾角结构面的位置充填物性状和延伸情况进行坝基岩体质量分类确定可利用岩面位置提出岩土体物理力学参数坝基肩岩体透水性分带相对隔水层埋深提出坝基肩防渗范围及深度评价坝基肩抗滑稳定变形及渗透稳定性提出不良工程地质问题处理措施的建议土石坝坝址勘察应包括下列内容河床覆盖层及阶地堆积物的地层结构分层厚度分布特征现代河床及古河床冲积层内淤泥和粉细砂层及架空漂孤石层的分布对土层的承载能力抗剪特性地震液化等建坝条件作出评价提出岩土体渗透系数允许渗透坡降和物理力学参数并对不良地质问题提出处理意见防渗体部位断层破碎带和裂隙密集带的分布宽度充填状况并评价其渗透稳定性坝基肩岩体风化卸荷厚度及性状坝基

17、肩相对隔水层分布高程两岸地下水位埋深并提出坝基肩防渗范围及深度泄水建筑物勘察应包括以下内容地形地貌地层岩性地质构造岩体风化卸荷特征地下水位岩土体的物理力学性质两岸边坡稳定条件及冲刷区岩体抗冲特征提出岩土体物理力学参数和处理措施的建议隧洞地下厂房调压室及埋管等地下建筑物勘察应包括下列内容地形地貌地层岩性地质构造地下水位上覆岩体厚度进出口地段岩体风化卸荷带厚度主要断层及软弱层结构面的性状延伸长度及其与洞室轴线方向的组合关系并进行围岩工程地质分类提出岩土体物理力学参数应对隧洞成洞条件和进出口边坡稳定条件进行评价调查隧洞穿越煤系地层的洞段有毒易爆气体的危害程度并对采空区洞室围岩稳定深埋隧洞岩爆作出评价

18、可溶岩地区的岩溶洞穴暗河水系对成洞条件的影响并作出评价对地下厂房和调压室应结合地应力分别评价洞顶高边墙及交叉段岩体稳定性提出处理措施和建议在层状地层内布置埋管时还应查明岩层倾角倾向与埋管的倾斜角的关系压力管道勘察应包括以下内容地形地貌覆盖层厚度基岩面坡度山体稳定条件镇墩地基岩土体物理力学性质对压力管道沿线边坡稳定地基承载能力作出评价渠道勘察应包括以下内容地形地貌地层岩性滑坡泥石流的分布按坡高岩土体性质岩层产状等因素进行工程地质分段评价渠道的渗漏渠基和边坡的稳定性提出相应的岩土体物理力学参数稳定边坡建议值及处理措施的建议主副厂房厂址勘察应包括以下内容地形地貌岩土体性质承载能力变形特征透水性及边坡

19、稳定岩基上的建筑物应查明岩体风化带卸荷带软弱夹层分布及其性状并提出持力层的物理力学参数软基上的建筑物应查明覆盖层厚度性质分层特征渗透性地下水位埋深淤泥及粉细砂层的分布性状及地震液化条件对变形和渗透稳定作出评价并提出各项物理力学参数和处理措施的建议天然建筑材料天然建筑材料应按不同设计阶段要求的精度进行初查或详查在天然骨料缺乏或开采不经济时应进行人工骨料料源调查并对其储量质量和开采条件作出评价水利及动能计算一般规定水利动能设计应以河流河段或地区水利水电规划及电力规划为基础根据开发目标和工程安全的要求经综合分析论证选定工程规模及特征值水利动能设计应在收集和分析当地社会经济自然条件电力系统生态环境等基

20、本资料和综合利用要求的基础上进行径流调节计算径流调节计算应收集长系列逐月旬径流典型年逐日径流电站下游水位流量关系曲线水库库面蒸发和库区渗漏水库水位容积面积关系曲线综合利用部门需水要求等资料径流调节计算应根据电站的调节性能和各部门用水要求进行水量平衡计算电站保证出力多年平均发电量和特征水头阐明电站运行特征和效益电站设计保证率可根据系统中水电站容量占电力系统容量的比重设计电站的调节性能和容量大小等因素在范围内选取径流调节计算应采用时历法对于多年调节水库及年调节水库应采用长系列不少于年按月旬平均流量进行计算无调节或日调节电站可采用典型年日平均流量计算典型年可选择丰水平水枯水三个代表年也可增加平偏丰水

21、平偏枯水两个代表年当设计电站的上下游有已建或在设计水平年内拟建的水利水电工程时应进行梯级电站径流调节计算保证出力应根据径流调节计算结果绘制出力保证率曲线按选定的设计保证率确定多年平均发电量可采用长系列年电量或典型年年电量的平均值洪水调节及防洪特征水位选择洪水调节计算应根据工程防洪标准及下游防洪要求对拟定的泄洪建筑物规模及汛期限制水位进行技术经济比较确定泄洪建筑物尺寸和汛期限制水位设计洪水位及校核洪水位汛期限制水位应按照防洪与兴利相结合的原则根据不同汛期限制水位对主要兴利目标下游防洪泥沙淤积库区淹没工程投资的影响综合分析确定对于梯级水库应分析梯级中各水库的防洪标准防洪任务洪水调度原则等使设计电站

22、的泄洪建筑物布置规模及运行方式与梯级中其他水库相协调正常蓄水位和死水位选择正常蓄水位选择应根据河流梯级开发方案综合利用要求工程建设条件泥沙淤积水库淹没生态环境等因素拟定若干方案进行动能经济指标计算经综合分析确定死水位选择除应比较不同方案的电力电量效益和费用外还应分析其他部门对水位的要求及水库泥沙龄积水轮机运行工况等因素经综合分析确定装机容量及机组机型选择装机容量应在分析水库的调节性能综合利用要求系统设计水平年的负荷及其特性供电范围电源结构的基础上计算各装机方案的年发电量发电效益和相应费用结合电力电量平衡综合比较后确定设计水平年可参照系统国民经济计划本电站的规模及其在系统内的比重确定系统中的骨干

23、电站可采用第一台机组投产后年为电站设计水平年对并入孤立地方电网中运行的电站其装机容量可在全网电力电量平衡的基础上选择对并入地方电网运行的电站当地方电网与国家电网联网时电站的装机容量选择可在地方电网电力电量平衡的基础上结合国家电网吸收电力电量的能力经经济分析比较后确定与国家电网联网运行的电站或调节性能差或容量占电力系统容量比重小的电站其装机容量选择可根据能量指标采用方案比较和经济评价的方法确定可不进行电力电量平衡灌溉和供水为主的水库电站其装机容量的选择应以灌溉和供水流量过程为依据选择若干装机方案进行技术经济比较确定装机容量选择时其引用流量应与上下游梯级电站相协调水轮机额定水头应根据电站开发方式确

24、定高水头引水式电站的额定水头可取最小水头其他型式电站的额定水头应按额定水头与加权平均水头的比值在之间选择且额定水头不宜高于汛期加权平均水头水轮机机组机型及机组容量应根据电站的出力水头变化特性枢纽布置及电力系统的运行要求等因素计算不同方案的效益与费用通过综合分析比较选择机组台数不宜少于台选定电站装机容量后应结合系统电力电量平衡计算分析电站有效电量对不进行电力电量平衡的电站可采用有效电量系数折算有效电量引水道尺寸及日调节容积选择引水式水电站引水道尺寸和日调节池容积的选择应根据地形地质冰凌泥沙淤积电站装机容量日运行方式等分析比较确定日调节容积可按设计保证率条件下经调节后能满足日负荷运行要求所需的库容

25、确定安全系数可采用水库泥沙淤积分析及回水计算库容和年输沙量之比以下简称库沙比小于的电站应根据水库形态河流输沙特性泄流规模以及泥沙淤积对环境的影响等因素拟定排沙减淤的水库运行方式当库沙比大于时拟定水库运行方式可不计入库泥沙淤积的影响高水头电站应分析过机含沙量泥沙级配及硬度水库泥沙冲淤计算应根据泥沙特性水库运行方式资料条件等可选用类比法或经验法也可采用数学模型水库泥沙淤积预测年限为工程投入运行后的年当水库冲淤相对平衡年限小于年时水库泥沙淤积预测年限为水库冲淤相对平衡年限水库回水计算应根据河道条件水库特性水库运用方式按满足设计要求的流量推求建库前天然水面线及建库后泥沙淤积预测年限的库区回水水面线回水

26、计算时应采用洪水水面线推求各河段综合糙率分析水库泥沙冲淤后河段糙率的变化计算断面应能反映河道基本特性及淤积后河床特性工程布置及建筑物一般规定工程等别及建筑物级别应遵守下列规定电站工程应根据其规模效益和在国民经济中的重要性分为两等其等别按表的规定确定表电站工程的等别工程等别工程规模装机容量水库总库容万灌溉面积万亩防洪保妒农田万亩小型小型注表中的水库总库容指校核洪水位以下水库静库容综合利用的水利水电枢纽工程当按其各项用途分别确定的等别不同时应以其中的最高等别确定整个枢纽工程的等别水工建筑物的级别应根据其所属枢纽工程的等别作用和重要性按表的规定确定表水工建筑物的级别工程等别永久性水工建筑物级别主要建

27、筑物次要建筑物临时性水工建筑物级别水库大坝的坝高超过表规定者可提高一级但洪水标准不予提高表水库大坝提级的指标坝的原级别坝高土石坝混凝土坝浆砌石坝注当水工建筑物的工程地质条件复杂或采用新坝型新型结构时可提高一级但洪水标准不予提高当水库总库容大于等于万或土石坝坝高超过混凝土坝和浆砌石坝坝离超过时其挡水和泄水建筑物设计尚应执行国家现行的有关标准的规定水工建筑物的防洪标准应遵守下列规定水库工程水工建筑物的防洪标准按表的规定确定表水库工程水工建筑物的防洪标准水工建筑物级别防洪标准重现期年山区丘陵区平原区滨海区正常运用设计非常运用校核混凝土坝浆砌石坝及其他水工建筑物土石坝正常运用设计非常运用校核当山区丘陵

28、区的水库枢纽工程挡水建筑物的挡水高度低于上下游水头差小于时其防洪标准可按平原滨海区的规定确定当平原滨海区的水库枢纽工程挡水建筑物的挡水高度高于上下游水头差大于时其防洪标准可按山区丘陵区的规定确定当土石坝失事或混凝土坝及浆砌石坝洪水漫顶后对下游造成重大灾害时其非常运用校核洪水标准应取上限低水头或失事后损失不大的水库枢纽工程的挡水和泄水建筑物经过专门论证并报主管部门批准其非常运用校核洪水标准可降低一级非挡水厂房的防洪标准应根据其级别按表的规定确定河床式厂房的防洪标准应与挡水建筑物的防洪标准相一致表非挡水厂房的防洪标准水工建筑物级别防洪标准重现期年正常运用设计非常运用校核注副厂房主变压器场开关站和进

29、厂公路的防洪标准可参照此表确定电站型式按工作水头的大小可分为低水头以下中水头高水头以上电站按壅水方式可分为堤坝式引水式混合式电站枢纽总体布置及水工建筑物设计应根据工程的具体情况具备下列基本资料地形图测图项目及比例尺宜按表的规定选用表测图项目及比例尺序号测图项目比例尺库区坝段坝闸址渠首溢洪道隧洞渡槽迸出口调压井管道厂房等施工场地天然料场注库区地形复杂时比例尺可选用地质测图比例尺宜与相同部位的地形测图比例尺一致工程地质勘察报告和图纸气象水文资料及水利动能计算成果水资源综合利用资料水力机械电气及金属结构资料施工条件资料业主的意见和上级主管部门的有关批复文件工程布置坝址线厂址的选择应根据地形地质条件枢

30、纽布置运行条件施工条件淹没损失环境影响工程量及投资等因素经技术经济比较后选择枢纽总体布置应满足综合利用的要求通过技术经济比较合理布置挡水泄水引水发电通航等建筑物堤坝式电站的挡水建筑物为混凝土坝浆砌石坝时厂房可采用坝后式或河床式布置河床狭窄时也可采用坝内式河岸式地下式半地下式布置挡水建筑物为土石坝时厂房可采用河岸式地下式半地下式布置当受泥沙淤积影响时进水口应设置防沙排沙的设施河床式电站厂房宜选择在河床稳定水流平顺的河段上并有利于取水防沙航运对外交通及施工导流引水式电站的首部枢纽可采用无坝或低坝含底格栏栅坝引水在弯曲河段上进水闸宜设置在凹岸弯道顶点偏下游的稳定河岸处并应采取防沙排沙措施混合式电站的

31、挡水建筑物为混凝土坝砌石坝时进水口可布置在坝身或岸边当受泥沙淤积影响时应靠近枢纽排沙设施布置挡水建筑物为土石坝时进水口宜布置在岸边灌溉渠道上的电站宜结合跌水或陡坡建筑物统筹布置当电站与跌水建筑物分建时其引水渠尾水渠与渠道的衔接应使水流流态稳定在有通航建筑物的枢纽中厂房和通航建筑物宜分别布置在河床两岸当必须布置于同一岸时应采取工程措施满足通航水流和交通要求电站所在河流的漂浮物或冰凌较多时其引水建筑物的进水口附近应采取拦截排除措施电站各建筑物布置宜避开高陡边坡不能避开时应进行边坡稳定分析对不稳定的岩体应采取工程措施挡水建筑物挡水建筑物的型式应根据坝闸高地形地质条件建筑材料运行条件施工条件工期工程量

32、及投资等因素经技术经济比较后确定重力坝按筑坝材料可采用混凝土重力坝碾压混凝土重力坝及浆砌石重力坝按坝体结构可采用实体重力坝宽缝重力坝空腹坝及支墩坝其布置应满足下列要求重力坝宜建在岩基上低坝也可建在软基上坝身泄洪引水发电排沙建筑物的布置应避免相互干扰河谷狭窄时可采用横缝灌浆形成整体式重力坝河谷较宽时可采用分缝式重力坝当采用碾压式混凝土重力坝时坝体结构布置应有利于碾压混凝土施工重力坝应进行水力坝体稳定及坝体基应力计算对非岩基上的重力坝还应进行沉降和渗透稳定计算拱坝的建筑材料可采用混凝土或浆砌石体型可采用单曲拱坝和双曲拱坝其布置应满足下列要求拱坝直修建在河谷较狭窄地质条件较好的坝址上拱坝轴线宜选在河

33、谷两岸厚实的岩体上游形河谷宜选用双曲拱坝形河谷宜选用单曲拱坝当坝址河谷的对称性较差时坝体的水平拱可设计成不对称的拱或采取其他措施改善坝体应力当坝址河谷形状不规则或河床有局部深槽时宜设计成有垫座的拱坝泄水方式应根据坝高拱坝体型电站厂房位置泄量大小地形地质施工等条件经综合比较选定枢纽各建筑物的布置不应对拱坝应力及稳定产生不利影响拱坝应进行水力坝体应力与应变以及拱座稳定分析计算土石坝可根据下列条件分别采用均质坝分区坝及人工防渗材料坝筑坝材料的种类性质数量位置开采运输条件以及开挖弃料的利用枢纽布置地形地质基础处理型式坝体与泄水引水建筑物的连接及地震烈度等施工导流与度汛气象条件施工条件及进度要求当天然防

34、渗材料储量或质量不能满足要求或不经济时坝体的防渗体可采用沥青混凝土钢筋混凝土土工织物等人工材料土石坝宜根据坝高坝型进行坝体稳定坝基稳定坝体渗流渗透稳定沉降的分析计算当混凝土面板坝采用厚趾板高趾墙或趾板下基岩内有软弱夹层时应对趾板进行稳定分析并对高趾墙进行应力分析橡胶坝宜建在河道顺直河床及岸坡稳定泥沙少的河段上坝高不宜大于岩石地基上挡水建筑物的地基处理和岸坡连接设计应满足强度抗滑稳定渗流稳定和绕坝渗漏及耐久性的要求非岩石地基上挡水建筑物的地基处理设计宜采用铺盖截水墙换基等防渗措施对深厚覆盖层的地基处理可采用高喷混凝土防渗墙振冲等工程措施满足强度变形防渗排水和减少不均匀沉陷等要求泄水建筑物电站泄水

35、建筑物的型式尺寸及高程应根据地形地质枢纽布置泥沙泄量工程量施工投资等条件经技术经济比较确定电站放水孔的设置应根据供水排沙检修或其他要求确定土石坝的泄水建筑物宜采用开敞式溢洪道当受条件限制时可采用开敞式进口的无压泄洪隧洞混凝土坝砌石坝宜采用坝顶溢流也可采用坝身泄水孔或隧洞泄洪的方式河床式电站宜采用闸坝泄洪泄洪建筑物泄放正常运用设计洪水时应保证挡水建筑物及其他主要建筑物的安全满足下游河道的防洪要求泄放非常运用校核洪水时应保证挡水建筑物的安全泄洪建筑物的下游应设置消能和防护设施消能方式应根据上下游水位及泄量地形地质运行方式等条件经技术经济比较后确定泄水建筑物应进行泄流能力水面线高速水流的掺气及防空蚀

36、消能防冲等水力计算对泄量大水流流态复杂的泄水建筑物宜进行水工模型试验开敞式溢洪道应布置在稳定的地基上轴线宜取直线进出口水流宜顺畅水面衔接平稳下泄水流距坝体和其他建筑物应有安全距离泄洪隧洞应经技术经济比较选择有压流或无压流对高流速的泄水隧洞在同一段内不得采用有压流与无压流相互交替的工作方式泄洪隧洞放水底孔经技术经济比较可与施工导流洞相结合泄洪闸底槛高程应根据洪水调节泄洪排沙堰型门型施工导流等条件经技术经济比较确定软基上的泄洪闸应采用整体式结构布置并保持结构布置匀称闸室底板在中等紧密地基上或度以上地震区宜采用整体式平底板在紧密地基上可采用分离式平底板箱式平底板折线底板反拱底板等在地基表层松软时可采

37、用低堰底板岩基上的泄洪闸的闸室底板可采用分离式平底板在度以上地震区宜采用整体式平底板软基上的泄洪闸的闸室上游应设铺盖下游消能方式应采用底流消能并应设护坦海漫防冲槽等泄水建筑物应根据不同型式分别进行下列结构和稳定计算开敞式溢洪道和泄洪闸闸室稳定性地基应力结构强度溢洪道陡槽及消能设施结构强度泄洪隧洞衬砌结构强度软基上泄洪闸渗透稳定性地基沉陷量引水建筑物引水建筑物的型式应根据电站的开发方式使用要求地形地质条件和挡水建筑物的类型结合枢纽总体布置和施工条件经技术经济比较确定进水口设计应符合以下要求在各级运行水位下水流顺畅流态平稳进流均匀满足引用流量的要求避免产生贯通式漏斗漩涡泥沙淤积影响取水或影响机组安

38、全运行时设置防沙和冲沙设施在多污物河流上设置防污排污设施严寒地区设置防冰排冰设施岸边开敞式进水口位置宜选在稳定河段上对多泥沙河流进水口直选在弯曲河段凹岸弯道顶点的下游附近在漂浮物和冰凌严重的河段宜选在直河段进水口底板高程应高于冲沙闸底板和冲沙廊道进口高程其高差不宜小于潜没式进水口底板高程应高出孔口前缘水库冲淤平衡高程其顶缘在上游最低运行水位以下的淹没深度应满足进水口不产生贯通式漏斗游涡和不产生负压的要求并不小于开敞式进水口前拦沙坎高度不宜低于或为冲沙槽内水深的左右拦沙坎前缘与冲沙闸前缘的夹角宜采用采用底格栅引水时栅条应沿流向布置栅格间隙宜采用栅条宜采用梯形断面宽度宜采用进水口应进行水头损失引水

39、流量有压进水口的通气孔面积和竖井式进水口上游管道的水锤压力等水力计算进水口建筑物应满足稳定强度刚度和耐久性的要求并根据不同型式分别进行下列计算进水口整体抗滑抗浮稳定坝式进水孔口应力塔式岸塔式进水口塔座和塔身结构强度刚度及开敞式进水口闸室结构强度岸坡式进水口和竖井式进水口洞身结构强度引水隧洞的线路选择应符合下列要求隧洞线路宜顺直其转弯半径不宜小于洞径或洞宽的倍转角宜小于弯曲段首尾宜设直线段其长度宜大于倍洞径或洞宽进出口宜布置在地质构造简单山坡稳定岩石坚硬和土石方开挖量较小的地段并避免高边坡开挖洞线与岩层构造断裂面和主要节理裂隙面的夹角在整体块状结构的岩体中不宜小于在层状岩体中不宜小于并宜避开严重

40、构造破碎带软弱结构面及地下水丰富地段如无法避免应提出工程措施相邻两隧洞间的岩体厚度不宜小于倍的洞径或洞宽岩体好时可减小但不宜小于倍洞径或洞宽应有利于施工支洞的布置引水隧洞顶以上和傍山隧洞外侧岩体的最小厚度应根据地质条件隧洞断面形状及尺寸施工成洞条件内水压力衬砌型式等因素综合分析决定并应符合下列要求无压隧洞上覆岩体厚度不宜小于倍开挖跨度压力隧洞上覆围岩重量应大于洞内静水压力傍山隧洞外侧围岩的最小厚度无压隧洞不宜小于开挖跨度的倍压力隧洞应大于洞内静水压力引水隧洞的纵坡应根据运用要求上下游衔接沿线建筑物底部高程施工条件检修条件等因素综合分析确定沿程不宜设平坡和反坡有压引水隧洞全线洞顶处的最小压力余幅

41、在最不利运行工况下不宜小于引水隧洞的横断面设计应符合下列要求压力隧洞宜采用圆形其断面尺寸应根据隧洞工程投资和电能损失等综合分析比较确定隧洞最小内径不宜小于隧洞设计流速可选用无压隧洞宜采用圆拱直墙式断面或马蹄形断面圆拱直墙式断面的圆拱中心角可选用高宽比可选用洞宽不宜小于且洞高不宜小于在恒定流条件下洞内水面线以上空间面积不宜小于隧洞断面面积的且高度不宜小于在非恒定流条件下上述数值可减小引水隧洞应进行过流能力上下游水流衔接水头损失水锤压力压坡线以及水面线等水力计算引水隧洞根据围岩的强度完整性渗透性可采用喷锚衬砌混凝土衬砌钢筋混凝土衬砌或钢板衬砌引水隧洞的混凝土和钢筋混凝土衬砌强度等级不应低于单筋钢筋

42、混凝土衬砌厚度不宜小于双层钢筋混凝土衬砌厚度不宜小于限裂设计允许最大裂缝宽度不应超过当水质有侵蚀性时不宜超过采用喷锚衬砌的引水隧洞其洞内允许流速不宜大于喷混凝土厚度不应小于不宜大于引水隧洞的混凝土和钢筋混凝土衬砌顶部必须进行回填灌浆灌浆的范围孔距排距压力及浆液浓度等应根据衬砌结构的型式隧洞工作条件及施工方法等分析确定灌浆孔应深入围岩以上地质条件差的地段应采用固结灌浆处理固结灌浆的参数可通过工程类比或现场试验确定当土石坝采用坝下埋管引水时应符合下列要求管基置于均匀坚硬的岩石地基上引水管的强度和刚度满足要求引水管轴线垂直于大坝轴线引水管设置伸缩缝和沉陷缝其分缝长度宜为钢筋混凝土管的分缝内设两道止水

43、引水管周围坝体填筑质量满足坝体和坝基渗流稳定引水管穿过防渗体处设置截流环并加大防渗体断面尺寸闸门设在大坝上游侧调压室的设置应在机组调节保证计算和运行条件分析的基础上根据电站在电力系统中的作用地形地质压力水道布置等因素经技术经济比较确定初步判别设置调压室条件时可根据压力水道中水流惯性时间常数判断当其大于允许值时应设调压室允许值宜取当电站孤立运行或机组容量在电力系统中所占的比重超过时允许值宜取小值当电站机组容量在电力系统中所占比重小于时允许值宜取大值调压室的位置宜靠近厂房并结合地形地质压力水道布置等因素经技术经济比较确定调压室的型式应根据电站的工作特性结合地形地质条件以及各类调压室的特点经技术经济

44、比较确定调压室断面面积和高度应分别满足波动稳定和涌波要求调压室最高涌波计算时引水道的糙率取其小值当水库水位为正常蓄水位时应以共用同一调压室全部机组满载丢弃全负荷作为设计工况当水库水位为校核洪水位时相应工况作校核调压室最低涌波计算时引水道的糙率取其大值计算水库水位为死水位时共用同一调压室的全部台机组由台增至台或全部机组由负荷突增至满载并复核水库水位为死水位时全部机组瞬时丢弃全负荷时的第二振幅调压室涌波水位计算应对可能出现的涌波叠加不利工况进行复核当叠加的涌波水位超过最高涌波水位或低于最低涌波水位时可调整运行方式或修改调压室断面尺寸调压室最高涌波水位以上的安全超高不宜小于调压室最低涌波水位与压力引

45、水道顶部之间的安全高度不应小于调压室底板应留有不小于的安全水深调压室的衬砌应根据围岩类别分别采用锚杆钢筋网喷混凝土或钢筋混凝土衬砌其围岩宜进行固结灌浆加固寒冷地区尚应有防冻设施调压室上部及外侧边坡应进行稳定分析及加固处理其附近宜设排水设施顶部应设置安全保护设施在寒冷地区尚应有保温设施调压室的运行要求应根据电站的上游水位下游水位运行特性压力水道和调压室的结构型式等确定引水渠道线路的选择和布置应符合下列要求宜避开地质构造复杂渗透性大及有崩滑塌湿陷泥石流等地质地段避免深挖和高填方少占地少拆迁渠线宜顺直如需转弯衬砌渠道的弯曲半径不宜小于渠道水面宽度的倍不衬砌渠道的弯曲半径不宜小于水面宽度的倍严寒地区渠

46、道线路宜沿阳坡布置弯曲半径不应小于水面宽度的倍择优选定渠道建筑物的位置和型式引水渠道的型式应结合地形地质运行及枢纽总布置等条件经技术经济比较分别选用自动调节渠道非自动调节渠道或二者相结合的调节渠道引水渠道水力设计应进行下列计算电站在正常运用条件下按明渠均匀流确定渠道的基本尺寸和前池特征水位推求各部位的水深流速和水面高程电站突然增荷时按非恒定流方法计算渠道末端最低水位机组全部丢弃负荷时自动调节渠道按非恒定流方法推算水面线泄水建筑物的水力计算引水渠道的纵坡和横断面应根据地形地质水力条件经经济分析确定地面坡降陡且起伏大地下水位低的山丘及严寒地区宜采用窄深式断面地势平坦地下水位高地基土冻胀性强及有综合

47、利用要求的渠道宜采用宽浅式断面山区傍山渠道宜采用封闭的矩形箱式断面渠顶超高应符合表的规定严寒地区冬季运行的渠道超高可加大表渠顶超高最大流量超高以上渠堤或渠墙顶宽在无通车要求时土渠宜采用砌石衬砌渠道宜采用非自动调节渠道的泄水建筑物型式宜采用泄水闸侧堰或虹吸式泄水道在有控制水位调节流量及配水要求的引水渠道上应设置节制闸引水渠道两侧应设排水设施严寒地区应采取防冻措施和设置排冰设施多沙河流上的引水渠道应设置沉沙排沙设施引水渠道的流速非衬砌渠道应限制在不冲不淤流速范围内衬砌渠道及输冰运行的渠道宜采用引水渠道的防渗可选用混凝土衬砌浆砌块卵石衬砌或复合土工织物等前池布置应符合下列要求前池的位置宜避开滑坡顺坡

48、裂隙发育和高边坡地段并结合压力水道的线路和厂房位置选择在坚实稳定透水性小的地基上并应分析前池建成后水文地质条件变化对边坡稳定的影响前池的容积和水深应满足电站负荷变化时前池水位波动小和沉沙的要求当前池用作调节池时并应满足调节要求引水渠道与前池连接段的扩展角不宜大于底部纵坡宜小于或等于压力管道进水口顶缘最小淹没深度应符合本规范的规定前池末端底板高程应低于进水室底板高程以上前池应设置排沙放空设施其型式宜采用冲沙廊道洞寒冷地区还应设拦冰导冰排冰设施前池内电站进水口可采用闸门控制或虹吸式取水非自动调节渠道电站前池的泄水建筑物宜采用侧堰式泄水道其泄流能力应满足电站全部机组丢弃负荷时的最大流量要求调节池的设

49、置应根据电站的需要结合地形地质条件等经技术经济比较确定其布置应符合下列要求调节池的位置应根据所需的调节容积和消落深度结合地形地质条件选择宜利用天然洼地调节池的布置方式应根据地形地质条件选择可采用与引水渠相结合或相连通与前池相结合或相连通通过连接管渠直接向压力管道或前池供水等方式调节池与各连接建筑物的水流衔接经水力计算确定前池应进行电站正常运行突然丢弃负荷时的最高涌波和突然增加负荷时的最低涌波计算前池的最高水位对自动调节渠道为最高涌波水位对非自动调节渠道为溢流堰上最高水位前池墙顶超高可按渠顶超高加前池调节池建筑物应满足稳定强度变形抗裂抗渗及抗冻等方面的要求其压力墙应按挡水建筑物的要求进行稳定和强度计算压力水管应根据电站水头应用条件等经技术经济比较分别选用钢管钢筋混凝土管预应力钢筋混凝土管玻璃钢管钢套筒混凝土管及钢套筒预应力混凝土管等压力水管的线路应根据工程总布置结合地形地质施工运行条件经技术经济比较选择线路宜短而直压力水