DL T 5369 2007 电力建设工程量清单计价规范 火力发电厂工程 15

1  范    围

   本标准规定了水电站进水口设计的基本原则。

本标准适用于岩基上的大、中型常规水电站进水口及抽水蓄能电站进/出口建筑物设计。小型水电站进水口设计科参考使用。

2  规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后的修订版本均不适用于本标准，但使用本标准的各方应探讨使用下列文件最新版本的可能性。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

    GB 50199水利水电工程结构可靠度设计统一标准 

    DL 5073水工建筑物抗震设计规范

  DL 5077永工建筑物荷载设计规范

  DL 5108混凝土重力坝设计规范

  DL5180水电枢纽工程等级划分及设计安全标准

  DL/T 5057水工混凝土结构设计规范，

  DL/T 5082水工建筑物抗冰冻设计规范

  DL/ZF 5089水电水利工程泥沙设计规范

  DL/2T5141  水电站压力钢管设计规范

  DL/F5166溢洪道设计规范

  DL/T5 178  混凝土坝安全监测技术规范

  DL/T5195水工隧洞设计规范

  DL/T 5208抽水蓄能电站设计导则

  DL/T 5353  水电水利工程边坡设计规范

3  术语和符号

3.1  术    语．

    下列术语适用于本标准。

    3.1,1

    水电站进水口  intake of hydropower station

    以引水发电为主要用途的避水口。按工程布置划分为整体布  置和独立布置两种：整体布置是与枢纽挡水建筑物组成整体结构的进水口，包括坝式进水口、河床式水电站进水口；独立布置是独立布置于枢纽挡水建筑物之外的进水几，包括岸式进水口、塔式水电站迸水口。按水流条件，分为开敞式和有压式以及抽水蓄能电站上、下水库进／出水口三种型式。

3.1.2

    开敞式进水口open inlet

    进水口流道有自由水面，且水面以上净率与外界空气保持贯通的进水口。

  3.1.3

    有压式进水口  pressure inlet

   流道均淹没于水中，并始终保持满流状态，具有一定的压力水头的进水口口

3.1.4

  坝式进水口  intake integrated with the dam

    布置在挡水坝或挡水建筑物上的艇体布置进水口（含水电站压力前池进水口）．

 3.1,5

    河剌冰电站进水口intake of run-of-river hydropower station

    河床式水电站挡水建筑物的一部分，与电站厂房连为一体的

整体布置进水口。

3.1.6

    塔式进水口intake tower

    布置于大坝或库岸以外的独立布置进水口，根据需要可设计

成单面单孔进水或周圈多层多孔径向进水。

3.1.7

    岸塔式进水口  intake tower built against the bank 

    背靠岸坡布置，闸门设在塔形结构中，可兼作岸坡支挡结构

的进水口口．

3.1.8

    闸门竖井式进水口  intake with gate well

  闸门布置于山体竖井中，入口与闸门井之间的流道为髓洞段

的进水口。

3.1.9

    岸坡式进水口  intake with inclined gate slots in the bank

    闸门门槽（含拦污栅槽）贴靠倾斜岸坡布置的进水口。

3.1.10

  抽水蓄能电站上、下水库进，出水口intake/outlet in upper

reservoir and lower reservoir of pumped storage station

    抽水蓄能电站具有抽水．（水泵工况）和发电（水轮机工况）

两种运行工况，水流是双向流动的，对上水库，在发电时为进水

口，抽水时为出水口；对下水库，在发电时为出水口，抽水时为

迸水口，分别简称上、下水库进／出水口。

3.1.11.   

    侧式进，出水口  side intake/outlet

    抽水蓄能电站的输水道里水平向与水库连接的进，出水口。

    3.1.12

竖井式进，出水口  shaft intake/outlet．

    抽水蓄能电站的输水道用竖井与水库底垂直连接的进，出水口。

3.1.13

    有压式进水口最小淹没深度minimum inundation depth of pressure inlet

    有压式进水口闸孔项板高程或涧顶高程，与最低运行水位之筹。

3.2  符    号

    下列符号适用于本标准。

3.2.1  水力计算参数：

     n——-输水道表面糙率系数； 

    ξ——-局部水头损失系数；

    v_k——泥沙起动流速：

    d_max——越人冲沙稍内的撮大推移质粒径；

    h——冲沙时的槽内水深；

    L——输水道长度；

C——谢才系数；

    h_m——局部水头损失：

    h_f——沿程水头损失；

  R——水力半径；

   m——-流量系数：

    σ_g——淹投系数；

   B——闸孑L宽度；

    H_O——包括行近流速水头的堰上水头7

    h_s——堰顶算起的下游水深：，

ε——堰流侧收缩系数；

   S——进水口最小淹没深度；

    d——阌孔高度，

   
 3.2.2作用、作用效应及承载力：

    γ₀——结构重要性系数：

       Ψ一设计状况系数：

   γ_d——结构系数；

    ∑W_R——基础计算面上全部法向作用之和：

    ∑P_R——基础计算面上全部切向作用之和；

    A_R——基础底部计算面的截面面积；

      f′_RK——基础底面混凝土与基岩接触面的抗剪断摩擦系数标准值）；

    c′_RK——基础底面混凝土与基岩接触面的抗剪断凝聚力

    （标准值）；

    γ_f′——f′_RK的材料性能分项系数；

    γ_c′——c′_RK的材料性能分项系数；

        ∑M_R——全部作用对基础计算截面形心的力矩之和；

    σ——进水口建基面上的法向应力（包括或不包括扬压

    力）；

J_R——基础计算截面对形心轴的惯性矩：

    T_R——基础计算截面形心轴到上游面或下游面的距离：

  ∑U_R——基础计算面上扬压力之和：

    ∑M_s——基础计算面上抗倾覆力矩之和：

    ∑M_o——基础计算面上倾覆力矩之和。

3.2.3几何参数：

α——侧式进出水口扩散段的平面扩散角：

   θ——抽水蓄能电站进／出水口扩散段的项板扩张角：

    α_k——结构构件几何参数的标准值；

c——与进水口几何形状有关的系数。．

     4.0.1  水电站进水口的设计应做到安全可靠、技术先进、经济合理．保证工程设计质量，满足环保要求。

  4.0.2进水口设计应收集相应的地形、地质、地震、水文、泥沙、气象、漂污、冰情、水电站运行及水库运用等基本资料。

4．0.3  进水口建筑物的组成包括拦污段、入口段、闸门段、渐变段和上部结构。有压引水系统的迸水口还庇设有充水设施和通气孔。多泥沙、多污物或多漂浮物河流以及严寒地区的水电站，还应分别建造专门的防沙、防污、排漂和防冰建筑物或观测设备。

    进水口应设置拦污栅、闸门、启闭机、清污和观测设施。

  4.0.4本标准按照．GB 50199的规定，采用概率极限状态设汁原则，以分项系数设计表达式进行结构设计。

  4.0.5除本标准已有规定外，尚应符合国家、电力行业现行有关标准的规定。

4.0.6首次运用新技术和采用新结构，应进行专题论证。

5工程布置

    5.1  一般规定

5.1.1  在各级运行水位下，进水口应水流顺畅、流态平稳、迸流匀称和尽量减少水头损失，并按运行需要引进所需流量或中断进水。

5.1.2进水口应避免产生贯通式漏斗漩涡，否则，应采取消涡措施。进水口过水边界体形及其尺寸，必要时可通过水工模型试验选择。

5.1.3进水口所需的设备庇齐全，闸门和启闭机的操作应灵活可靠，充水、通气和交通设施应畅通无阻。

5.1.4多泥沙河流七的进水口应设置有效的防沙措施，防止泥沙淤堵进水口，避免推移质进入引水系统。

5.1.5多污物河流上的迸水口应设置有效的导污、排污和清污设施，肪止大量污物汇集于进水口前缘堵塞拦污栅影响电站运行。

5.1.6严寒地区的进水口，应有必要的防冰措施。

5.1.7进水口席具备可靠的电源和良好的交通运输条件；并应有设备安装、检修及清污场地以便于运行和管理。

5.1.8进水口应与枢纽其他建筑物的布置柏协调，并便于与发电引水系统的其他建筑物相衔接。整体布景的进水口顶部高程宜与坝顶采用同一高程。闸门井的顶部高程，可按闸门井出现的最高涌浪水位控制。

    5.2进水口型式、体形及布置

5．2.1  进水口型式按照水流条件可分为：

    1  开敞式进水口。

  2有压式进水口。

      3抽水蓄能电站上、下水库的进，出水口。

    有压式进水口按照进水口位置、闸门槽和引水管道的布置又可分为：

1．坝式进水口。

    2河床式进水口。

  3  塔式（含岸塔式）进水口。

    4  闸门竖井式进水口

    5岸坡式进水口。

    6从水库分层取水的进水口。

    进水口的型式及其适用条件见附录A。

5.2.2坝式进水门是坝体结构的组成部分，其布置应与坝型及坝体结构相适应。河床式进水口为厂房坝段建筑物的组成部分，其布置应与厂房结构相适应。

 5.2.3  塔式进水口按其位簧和下部嵌固结构特点可分为独立塔式和岸塔式。采用何种型式，应结合地形地质条件进行选择。

    独立塔式迸水口是独立于坝体及岸边之外的塔形结构，根据需要可设计成单面单孔引水或用罔多层多孔引水。

    高地震区、基础地质条件较差时，不宜布置独立塔式进水门口岸塔式进水口是将进水塔靠岸边布置的形式。

5.2.4有压入口段的底板宜采用水平布簧，喇叭口项部和两侧可采用椭圆曲线或双圆弧曲线，直对称布置二有压式进水口与有压引水道（隧洞）之连接宜采用渐变收缩型。渐变段长度不宜小于1倍～2倍引水道宽度（或洞径）.过水边界的外形宜采用接近流线型的曲线，也可选用圆弧曲线。

5.2.5应根据运行水头和设计流量，综合考虑孔口流速、闸门尺寸系列和启闭机容量，确定进水口孔口尺寸。有压引水道的进水口，其孔口面积不宜小于后接引水道的面积。

5.2.6开敞式进水口引渠之翼墙应圆滑平顺。直立墙的弧线曲率半径不宜过小，其顺水流向长度不宜过短。

  
5.2.7对于调节性能好的大水库，可研究采用分层取水的结构型式并论证其合理性。经不同布置方案的技术经济比较，选择安全、经济、可靠的进水口型式口

5.2.8按工作性质，进水口闸门可分为：

    1  工作闸门（动水启闭）。

  2事故闸门（动水闭静水启）。

    3检修闸门（静水启闭）。

  大、中型水电站厂房机组有快速下门保护的要求时，工作闸门还应满足下门速度的要求。

    进水口中需要装设的闸门：

    l开敞式进水口。当其后明渠引水道的进水流量需要进水口闸门进行控制时，除设霞检修闸门外，还应设置工作闸门：当前池压力管道进口设有事故闸门，又不需要闸门控制进水流量时，进水口可设置事故闸门或者检修闸门，

    2有压式迸水口。

    1)坝式进水口。应设置检修闸门和事故闸门或者检修闸

    门和工作闸门。

    2)塔式、闸门竖井式：岸坡式进水口。当压力管道末端设有进水主阀或厂内设有简阀时，进水口可设置事故闸门

    一道，否则应设检修闸门和事故闸门各一道。  

    3)河床式电站进水口。轴流式机组迸水口应设置检修闸

    门和事故闸门，检修闸门是否与拦污栅共槽，应通过

    技术经济比较确定：灯泡贯流式机组，当厂房尾水设

    有事故闸门时，进水口应设簧检修闸门。

  3  抽水蓄能电站进／出水口。

    1)上水库进／出水口。当压力管道采用埋藏式且设有工作主阀时，宣设置一道事故闸门；当压力管道为明管或者埋藏式压力管道和地下厂房有快速闭门保护要求时，可设置柃修闸门和工作闸门各一道。

       2)下水库进，出水口。当尾水闸门为事故闸门时，宜在事故闸门的下水库一侧设置一道检修闸门。

    3)根据进，出水口的维修需要，结合水工建筑物和拦污栅的布置，通过技术经济比较后，可设置一道检修门与拦污栅共槽。

4有特殊要求装设闸门的进水口，可根据对进水口下游建筑物的保护要求论证确定。

5.2.9有压引水道进水口工作（事故）闸门后应设置通气孔，出口应与闸门操作室分开。整体布置进水口通气孔上口应高于上游最高库水位，独立布置进水口通气孔应通至塔顶高程。．当工作（事故）闸门为上游止水时，可利用闸门井作通气孔，应使其出口通气良好．

5.2.10有压引水道中，充水阀门的设置应便于操作、检查和维修。

    5.3  进水口位置选择

     5.3.1  进水口建筑物足水电枢纽的一个组成部分，其位置的选择应根据枢纽布置方案经技术经济比较确定。进水口的平匝位置应能直接取水或通过引渠取水。当引渠较长时，应考虑不稳定流的影响。

  5.3.2  进水口不宜设置在含有大量推移质的支流或山沟的汇口附近。

  5.3.3进水口应避开容易聚积污物的回流区，并应避免流冰或漂木的直接撞击。

  5.3.4  低水头引水式水电站的岸边开敞式进水口或有压式进水口宜选在“稳定河段”上，并靠近主槽布置，不宣布置在河床过宽、主流分散的河段上。

  5.3.5岸边扦敞式进水口，若以防沙为主，其位置宜选在弯曲河段的凹岸，最有利的位置为弯道顶点的下游附近：若以防污或防冰为主，宜选在直河段。

 5.3.6岸塔式进水口应充分利用有利地形，选择良好的地质地，保证地基可靠，山体稳定，减少土石方开挖量，尽量避免高边坡开挖。对于难以避开高边坡等不良地质条件时，应进行边坡稳定分析，因地制宜地选择边坡处理工程措施口

5.4  进水口设置高程

5.4.1  开敞式进水口应保证在上游最低运行水位时能够引进发电所需流量。逆水口的底板高程应结合防沙、排沙设施确定，以防止推移质进入引水道。

5.4.2  有压式进水口应保证在上游最低运行水位以下有足够的淹没深度。最小淹没深度可参照附录B估算淹投深度的最小取值不应小于1.5 m

  进水口底扳应高融孔口前缘水库冲淤平衡高程，或设在排沙漏斗范围以内、沉沙高程之上。孔口最大设置深度还应结合孔口尺寸和考虑现有启闭枫的制造水平确定。

5.4.3  闸门竖井式进水口、竖井式进／出水口底板高程及闸门井与水库间的流道缄坡的布置还应满足闸门井在最低涌浪水位时闸孔顶部最小淹没水深1.5m的要求。

5.4.4高坝大库大型水电站，避水口设置高程可根据工程需要考虑分期发电的引水要求确定。

       5.5  抽水蓄能电站进／出水口的布置及型式

515.1  池出水口的布置及型式选择应按DL/T 5208的规定执行。

5,5.2侧式和竖井式进/出水口的水力设计应满足6.0.9及6.0.10中的水力设计原则。

5.5.3可通过数值计算进行方案比较，选择进水口的体形及尺寸。大型或重要工程还应通过水工模型试验确定。

5.5.4对于与河道（沟岔）相连通的上、下水库，应对其泥沙资料进行分析，必要时，应在进／出水口的布置及型式选择中考虑泥

  沙的影响和防沙、排沙工程措施。

5.6防    沙

5.6.1  防沙设计所需的泥沙资料应包括推移质输沙量，悬移质的含沙量，泥沙粒径、级配、硬度、容承及其运动规律。自水库引水的进水口，还应掌握库区泥沙的淤积形态和淤积高程。

5.6.2  多泥沙河流在选择枢纽位置进行总体布置、设置泄洪建筑物和拟定水库运行方式时，都应把防沙问题放在重要地位。

5.6.3  防沙设汁应防止泥沙淤积、堵塞进水口闸门槽，减少粗颗粒泥沙进入进水口和对水轮机叶片的磨损。

 5.6,4防沙设计应估计治理泥沙来源措施的实效，考虑上、下游梯级电站的相且影响，统筹规划水库防淤和进水门防沙问题。

    通常的防沙措施有；导（将泥沙导离进水口）、拦（将泥沙阻拦在进水口前缘）、排（将进水口前的泥沙排往下游）、沉（将越过进水口的泥沙沉淀在、沉沙池内）和冲（将沉沙池内的泥沙冲往下游）。

5.6.5  闸坝式引水枢纽中的进水口及河床式电站防沙设旌见附录C，其防沙设计应遵循下列基本原则：

    1  水库防淤和进水口防沙应统筹规划。

  2布置上应促使水、沙分离，引水排沙。宜采用两道防线防沙。

    1  第一道坊线以防推移质为主，拦、排结合，立足于

    排，进水口上游有施工围堰时，在围堰的布置及其拆除高程设计中，宜结合拦沙、导沙的要求考虑，  

    起到拦沙坎的作用。

    2)  第二道防线以治理进水口下部之悬移质为主，沉、

    冲结合，及时冲沙，形成冲刷漏斗。

    3结合合理的水库调度，制订水库的最佳运行方式。采用“蓄清排浑”的方式运行，当汛期大量来沙时，降低库水位冲沙。

5.6.6  闸坝式引水枢纽中进水口应根据水库地形，库区淤积形态和进水|]底板高程等因素考虑排沙设施。如需设置排沙底孔时，

  
其位置和高程的选定应使排沙漏斗足以控制进水口，以满足“门前清”的要求。

5.6.7枢纽排沙或冲沙是防沙的重要环节，所设排沙、冲沙建筑，物应具有足够的排沙冲沙能力。电站进水口的拦沙、冲沙设施有拦沙坎、冲沙闸、排沙孔或者排沙廊道以及排沙洞等，需要根据工程实际和技术经济比较选定。

5.6.8  多泥沙河流上的大型或重要丁程，进水口防沙方案宜通过水工模型或泥沙模型试验论证确定。

5.7防  ‘污

5.7.1  防污设计所需的污物资料成包括污物的来源、种类、数量和漂移物随尺寸程变化的规律。因地制宜地采取相应的防污措施。

5.7.2防污设计应满足下列要求：

  l  进水口避免正对漂浮污物运移轨迹的主轴线。

2防止污物堵塞进水口拦污栅。

3进水口前积聚的污物应能及时清除。

5.7.3在进水口设置拦污栅，并采取门前捞漂、机械清污或提栅清污等防污措施，必要时可设置拦漂、导污设施，集中清污。

5.7.4在单孔进水口前缘可设置多跨连通式拦污栅；在多个进水口前缘可设置通仓式拦污栅；栅墩末端与进水口入口前缘之间净距不宜小于闸孔宽度的一半。

5.7.5拦污栅孔口总面积由平均过栅流速控制。平均过栅流速可采用0.8m/s～1.2m/s口加大过栅流速时，要有论证。

5.7.6拦污栅和清污甲台的布置应便于清污机操作和污物的清理及运输,并有一定的场地用以临时堆放污物。

5.7.7进水口防污设旌的其他要求可见附录D。

5.7.8．多污物河流上进水口的拦污栅应装置监测压差的仪器，以掌握污物堵塞情况，便于及时清理。

5.7.9在拟定水库运行方式时应考虑防污、排污要求。．

 5.7.10  抽水蓄能电站进／出水口是否设置拦污栅可通过论证确定。拦污栅除应满足过栅流速、水流均匀以及布置上的要求外，还应研究发电和抽水各种不同工况下水流对拦污栅可能产生的小利影响。

5.8防  冰

  5.8.1  防冰设计所需的冰情资料应包括：冰期、流冰特征和流冰量：冰块大小和冰层厚度：电站进水门的冬季运行要求等资料。

  5.8.2进水口防冰应按枢纽防冰要求，在进水口采取必要的防冰、导冰、排冰等措施。

5.8.3进水口的防冰设计应满足如下要求：

l  避免流冰直接撞击进水口。

    2  防止冰块堵塞进水口。

        3防止静冰、动冰压力损坏进水口建筑物。

    4保证进水口拦污栅、闸门、启闭机等有关设备正常操作运行。

5.8.4预防或减轻进水口冰害可采取以下措施：

    1  调节水温、加热设备、建造暖房以及设备（如拦污栅）投入不结冰的水。．

  2人工或机械破冰，使水面不结冰或使冰盖脱离进水口，以消除冰压力。

    3利用隔板（如泡沫板）缓冲，以减小冰压力口

4．调整水库（包括上下游梯级水库）运行方式，限制流冰的产生：尽可能使库水位保持存较高水位的情况下运行。

  5加固建筑物结构，使其足以抵抗冰压力。

6定期启闭闸门。

5.8.5冰压力计算参见附录E。

5.8.6严寒地区进水口设计应符合DL/T 5082的要求。

6  水  力  设  计

  6.0.1  应根据水电站进水几的型式进行相止的水力设计。

6.0.2特大型或大型重要工程，抽水蓄能电站上、下水库进，出水口，多层迸水口的水力设计宜进行水工模型试验论证。

  6.0.3  电站进水口的水力计算应包括以下内容：

    1  各式进水口的水头损失。

        2开敞式进水口过流能力。

    3  有压式进水口最小淹没深度。

    4有压式进水口的通气孔面积。

'    5育压式进水口下游管道充水时间（必要时）。

    6  闸门蝇井式进水口竖井与进水口之间连接管道的水锤压力。

  7抽水蓄能电站进／出水口水力计算。

6,0,4进水口的水头损失应按沿程损失和局部损失分别进行计算，沿程损失计算中糙率系数n值、局部损失系数ξ值，可参见附求B。

6,0.5开敞式进水口过流能力计算可参见附录B。

6.0.6有压式进水口通气孔而积可参见附录B。

5.0.7有压式进水口下游管道充水时间应选用与允水方式相应的流量公式.

 6.0.8抽水蓄能电站进／出水口水力设计应满足下列要求：

    1  水流在两个方向流动时流速均应分布均匀、水头损失小。

  2进流时，各级运行水位下进拙水口附近不产生有害的漩涡。

    3  进/出水口附近库内水流流态良好，无有害的回流或环流出现，水面波动小。

  4防止漂浮物、泥沙等进入进，出水口。

6.0.9-侧式进／出水口水力设计应遵循卞列原则：

 

      1  靠近进，出水口压力隧洞宜尽贯避免弯道，或把弯道布置在离逝出水口较远处，以期减小弯道水流对进，出水口进（出）流带来的不利影响。

    2扩散段的平面扩散角口应根据管道直径、布置条件、流量的大小、地形和地质条什、龟站运行要求等，经技术经济比较确定，宜在25°≤α≤45°范围内选用。

    3为避免扩散段山水流在平面上产生分离，应采用分流隔墩将扩散段分成几孔流道，其末端与拦污栅断面相接。每孔流道的平面扩张角宜小于1 0°。分流隔墩的布置应使各孔流道的过流量基本均匀，相邻近、中孔道的流量不均匀程度以不超过10%为宜。

    4在扩散段起始处，扩散段与上游直线段问甲面上应采用曲线连接，其半径可选用2倍～3倍管径。

    5  扩散段的纵断而宜采用顶板单侧扩张式，顶板扩张角口宜在3°～5 °范围选用。当θ>5°口时，宜在扩散段末接一段甲顶的调整段．其长度约相当于0.4倍的扩散段长度。

    6扩散段末端过水断面面积应以满足过栅流速和布置要求确定。   

    7  为防止发生吸气漩涡，应在扩散段术口门外部上方设防涡设施。

    8应保证进水口在水库最低水位下有足够的淹没深度。

    对于地面式厂房布置，当下水库的进／出水口建筑物为电站尾水管的延伸部分时，应参照已建工程经验，研究电站在不同运行工况下出流对拦污栅可能产生的影响。

6.0.10竖井式进／出水口水力设计应遵循下列原则：

  1竖井式进，出冰口的水力设计应包括压力管道与弯管起始断面间的联结扩散段、弯管段、喇叭口段、项盖、分流隔墩和拦污栅等项内容。

    2  为使各乱出流均匀，宜采用向两端缩小的渐缩式肘型弯管，弯管之上宜有适当长度的竖直管道，其上接渐扩式喇叭。

喇叭口上方的顶盖直径的大小依流量、压力、管道直径、过栅流速等条件，经综合比较确定。

3．当有防沙要求时，则应使拦污栅底槛高于周边底板适当高度。

6.0.11  抽水蓄能电站进，出水口水头损失应按发电和抽水两种工况分别计算口

    初拟尺寸时，抽水蓄能电站进／出水口的综合水头损失系数可参考类似工程经验选取。在确定进，出水口体形及水头损失系数时，应通过水工模型试验论证。

6.0.12抽水蓄能电站上、下库的进／出水口宜设拦污栅，平均过栅流速宜为0.5m/s～l.Om/s．不宜大于1.2m/s。同时应避免在同一工况（抽水或发电）下，拦污栅过栅水流出现反向流动。

结构设计与地基处理

 

7.1  一般规定

7.1.1  水电站进水口建筑物结构设计庶包括以下内容： 

    1  整体稳定分析。

    2地基应力计算。

    3整体结构设计。

  4局部构件设计。

7.1.2岩基上的迸水口地基处理设计按照DL 5108执行。

7.1.3进水口边坡处理设计应对周边的山坡进行清理、整治和设置地表排水口根据上程需要，按照DL/T 5353进行边坡稳定分析计算及护坡结构设计。

7.1.4进水口建筑物级别应按DL5180确定。进水口建筑物的结构安全级别按表7.1.4确定。

进水口建筑物级别	进水口建筑钫结构安全级别
l	l
2、3	Ⅱ
4、5	IⅡ

 

    7.2结构，设计基本原则

7.2.1进水几建筑物应按承载能力极，限状态和正常使用极限状态分别进行下列计算和验算：

  l  承载能力极限状态。进水口建筑物整体扰滑、抗浮和抗倾

稳定计算；建基面基础岩体抗压承载力计算；需要抗震设防的进

水口结构及构件，尚麻按DL 5073进行抗震承载力验算，按拟静

力法计算水平向地震惯性力可见附录F；进水口混凝土结构构件

应进行承载力计算。

    2正常使用极限状态日按材料力学方法进行进水口建基面

上、下游拉应力验算。

    根据设计需要，尚应对混凝土结构构件进行变形、抗裂或裂

缝宽度验算。

7.2.2结构设计时应考虑下列三种设计状况：

  l持久状况。

  2短暂状况。

  3偶然状况。

    三种设计状况均应按承载能力极限状态进行设计。对持久状

况尚应进行正常使用极限状态设计；对短暂状况可根据运行需要

进行正常使用极限状态设计：对偶然状况可小进行正常使用极限

状态设计。

7.2.3按承载能力极限状态设计时，应考虑下列两种作用（荷载）

效应组合：

  1  基本组合。永久作用与可变作用的效应组合。

    2偶然组合。永久作用、可变作用与一种偶然作用的效应

组合。

7.2.4按证常使用极限状态设计时．应按作用（荷载）效应的标

准组合进行计算。标准组台’是对可变荷载采用标准值为荷载代表

值的组合。

7,3作用及其组合

7.3.1  水电站进水口承受的作用可分为永久作用、可变作用及偶

然作用三类，见表7.3.1。

表7,3.1  作用分类

序号	作用分类	作用名称
l		结构自重（包描其上的永久设备嘬）
2	永久作用	岩石压力和土压力
3		其他永久作用
4		设计运行水位时的静水压力
5		拦污栅前、后设计水压差
6		设计_运行水位时的扬压力（包括港避压力和浮托力）
7		设计运行水位时的浪压力
8	可变作用	泥沙压力
9		冰压力
10		雪荷载
11		风荷载
12		温度作用
13		其他可变作用
14		校校运行水位时的静水压力
15		校核运行水位时的扬压力
16	偶然作用	地震作用
17		其他偶然作用

 

7.3.2  作用（荷载）代表值应按DL5077和DL 5108的规定确定。整体稳定计算时，作用（荷载）的分项系数他按附录G取值。地基承载力计算时，作用（荷载>的分项系数取1.0。

7.3,3拦污栅前、后水压差标准值可取4m。

7.3.4承载能力极限状态设计时，作用的基本组合和偶然组合按表7.3.4的规定进行计算。

 

作用类别

设计 状况

作用 组合

计算 情况

自 重

静水 压力

扬   压 力

泥沙   压力

浪   压   力

风   压   力

冰   压   力

土   压   办

雪   荷   载

地 震   作   用

其   他

备 注

正常蓄 水位

√

√

√

√

√

√

√

√

√

持久 状况

检修 组台

设计洪 水位

√

√

√

√

√

√

√

√

√

冰冻   情况

√

√

√

√

J

√

√

短暂

基本

完建未 挡水

√

√

^l

√

√

状况

组台

检修 情况

√

√

√

√

√

√

√

√

偶然

偶然

校核洪 水位

√

√

√

√

√

√

√

√

状况

组合

地震 情况

√

√

√

√

√

√

√

√

√

注：地震情况下净水压力、扬压力接正常蓄水位计算．

 

7.3.5迸水口在施工和榆修情况下，应按承载能力极限状态短暂状况的基本组合及正常使用极限状态的标准组合进行设计。

7.3.6地震作用应按DL 5073的规定设计。

    7.4进水口整体稳定和地基承载力计算

7.4.1  进水口为挡水建筑物时，应进行沿建基面的整体抗滑稳定计算和地基抗压承载力计算。对于存在深层软弱面的地基，尚应核算深层抗滑稳定。塔式避水口尚应进行整体抗倾覆和抗浮稳定计算。

7.4.2．进水口混凝土与基岩接触面、基岩与基岩、软弱结构面的抗剪断摩擦系数f′_RK抗剪断凝聚力c′_RK的标准值以及相应的材料性能分项系数按DL5108确定。

7.43迸水口的整体抗滑稳定性可按下列抗剪断强度公式计算

  (7.4.3)

       式中：

    ’——结构重要性系数，对于结构安全级别为Ⅰ、Ⅱ、

    Ⅲ级的结构及构件，应分别取为1.1、1.0、0.9：

    ——设计状况系数，对于持久状况、短暂状况、偶

    然状况，可分别取为1.0、0.95、0.85;

    ——抗滑稳定结构系数，应按附录G取值；

——基础底面混凝土与基岩接触面的抗剪断摩擦系数(标准值）；   

——基础底面混凝士与基岩接触面的抗剪断凝聚力

   (标准值）KPa

、——分别为f′_RK、c′_RK的材料性能分项系数，可按DL5108的规定取值．对偶然组合地震情况采用拟静力法计算时，材料分项系数取1.0：

    ——基础计算面上全部切向作用之和（设计值），kN;

    ∑W_R—基础计算面上全部法向作用之和（设计值），向

    下为正，kN：

    A_R——基础底部计算面的截面面积，m²。

7.4.4建基面以下的深层抗滑稳定计算按照DL5108的规定执行。

7.4.5．塔式进水口抗浮稳定性可采用表7.3.4作用组合中最不利的情况，按下列公式计算

       (7.4.5)

        式中：

    ——抗浮稳定结构系数，可按附录G取值：

——基础计算面上的扬压力之和（设计值）．kN：

    ∑W′_R——基础计算面上全部重力之和（设计值），不含设备重力，kN。

7.4.6塔式进水口抗倾覆稳定性可按下列公式计算

      (7.4.6)

     式中：

   ——抗倾覆稳定结构系数，应按附录G取值：

  ——基础计算面上倾覆力矩之和（设计值）；

    ——基础计算面上抗倾覆力矩之和（设计值）。

7.4,7进水口基础下游面在荷载作用下的法向应力，可按下列公式计算

      （7.4.7)

       σ——进水口基础下游面的法向应力（包括或不包括扬压力）：

——基础计算面上全部法向作用力之和，向下为正    有关作用（荷载）的分项系数均应取为1.0；

    ∑M_R——全部作用对基础计算面形心的力矩之和，逆时针方向为正，有关作用的分项系数均府取为1.O；

    ——基础计算截血形心轴至下游面的距离；

    ——基础计算截面对形心轴的惯性矩：

    ——基础底部计算截面的截面面积。

7.4.8进水口建基面所承受的最大法向压应力σ应小于地基岩体允许承载力（计入或不计入扬压力）。

  7.5进水口基础上、下游面拉应力正常使用极限状态计算

7,5.1进水口基础上游面标准组合下的垂直应力不出现拉应力

    （计入扬压力），应符合下列规定 

       (7.5．1)

       式中：

   ——基础计算截面形心轴至下游面的距离。

7.5.2．进水几基础下游面标准组合下的垂直拉应力应符合下列规定

      (7.5.2)

    式中：

   ——基础计算截面形心轴至下游面的距离.

7.5.3  按平常使用极限状态计算时，作用（荷载）分项系数取1.0。

7.6结构设计

   7.6.1进水口结构计算可采用结构力学方法进行，大型或重要工程进水口宜采用有限元法分析计算。    ‘

7.6.2进水口的拦污栅支撑结构应有足够的刚度和整体稳定性。应合理设置栅墩，选择栅墩和胸墙厚度、墩间联系粱结构和顺水流向（含斜向）支撑结构型式与截面尺寸。

7.6.3对于岸坡式和闸门竖井式进水口，平洞和竖并部分的结构应按DL/T 5195设计。

7.6.4坝式进水口应根据运行条件、坝体荷载分段计算孔口应力。

7.6.5塔式和岸塔式进水口的塔身根据体形轮廓可按圆筒或框架设计；塔座可按弹性地基梁（板）或弹性地基上倒框架设计。

7.6.6  开敞式进水口的闸孔可按弹性地基上倒框架或弹性地基梁（板）设计。

7.6.7岸塔式和岸坡式进水口的边坡应根据边坡地形地质条件、

 

地下水位和水库运行等因素进行设计，可按照DL/T5353进行稳定分析；应从边坡的开挖、排水、衬护、喷锚或其他方案中进行技术经济论证后选取，以确保边坡的稳定性。对严寒地区可按DL/T5082考虑水库冻融作用的影响。

7.8.8抽水蓄能电站进／出水口的拦污栅结构应具有足够的强度、刚度和抗振动能力，应对栅体进行抗振分析，栅条和栅叶自振频率应高于水流脉动频率，其频率比值不宜小于2.5。

7.6.9进水口的混凝土结构构件设计应按DL/T5057进行。

7.7地基处理

7.7.1  进水口的岩石地基应具有足够的承载力、整体稳定性、渗透稳定性和良好的变形特性。 

7.7.2.岩石地基存在局部断裂发育、软弱夹层、岩溶及不稳定块体刚，应进行挖除或加固处理，以满足承载力、抗滑稳定和沉降变形等方面的要求。

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