溢洪道设计规范_精品文档资料下载.pdf

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备案号中华人民共和国电力行业标准代替溢洪道设计规范发布实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布目次前言范围规范性引用文件总则主要术语与符号溢洪道布置水力设计建筑物结构设计地基及边坡处理观测设计附录规范性附录水力设计计算公式附录规范性附录高速水流区的防空蚀设计附录规范性附录消力池护坦抗浮稳定计算附录规范性附录泄槽直线段重力式边墙结构计算前言本标准是根据原电力工业部综科教号文下达的计划要求对溢洪道设计规范进行修订的通过本标准的实施在溢洪道的设计中贯彻国家的有关技术经济政策做到安全适用经济合理技术先进质量可靠本次修订遵循下列原则保持原标准的基本框架不变吸收近年成熟的科研成果及工程的经验和教训结构设计按水利水电工程结构可靠度设计统一标准的原则进行转轨套改本次修订的主要内容有明确本标准使用范围为河岸式溢洪道删去了原标准中厂顶溢流厂前挑流及泄洪隧洞出口水力设计等相关内容结构设计采用概率极限状态设计原则以分项系数极限状态设计表达式替代原标准采用的定值设计方法增加了窄缝式消能工设计的有关内容增加了挑流消能雾化影响的有关条文本标准必须与按照制订修订的其他标准配套使用本标准实施后替代本标准的附录附录附录附录均为规范件附录本标准由水电规划设计标准化技术委员会提出并归口本标准由国家电力公司水电水利规划设计总院负责解释本标准主编单位国家电力公司中南勘测设计研究院本标准参编单位中国水利水电科学研究院本标准主要起草人陈其煊黎显恭谢省宗李世琴本标准首次发布时间年月范围本标准规定了河岸式溢洪道简称溢洪道的设计原则及建筑物布置水力设计结构设计地基和边坡处理设计观测设计等技术要求本标准适用于大中型水电水利工程中岩基上的级溢洪道的设计级溢洪道设计可参照使用对于特殊重要的工程应进行专门研究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所有的修改单不包括勘误的内容或修订版均不适用于本标准然而鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本凡是不注日期的引用文件其最新版本适用于本标准水利水电工程结构可靠度设计统一标准防洪标准水利水电工程钢闸门设计规范水工混凝土结构设计规范水工建筑物抗震设计规范水工建筑物荷载设计规范水工建筑物抗冰冻设计规范混凝土重力坝设计规范水工混凝土施工规范水闸设计规范水利水电枢纽工程等级划分及设计标准山区丘陵区部分试行及补充规定混凝土大坝安全监测技术规范试行土石坝安全监测技术规范总则设计溢洪道时应掌握并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还应考虑施工和运用条件泄洪建筑物的洪水标准泄洪的设计及校核洪水标准应根据和及其补充规定的有关条文执行消能防冲的设计洪水标准一级建筑物按年一遇洪水设计二级建筑物按年一遇洪水设计三级建筑物按年一遇洪水设计同时还应考虑低于消能防冲设计洪水标准时尤其是常遇洪水和施工期含初期运用可能出现的不利情况保证工程安全和正常运行应视需要对消能防冲建筑物进行校核消能防冲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经论证选定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他主要建筑物的安全或长期影响枢纽运行并易于修复当危及挡水建筑物安全时应采用挡水建筑物的校核洪水标准进行校核溢洪道的各孔工作闸门应具备同步均匀对称启闭的运行条件并应制定初步运行规程对于大型工程应制订施工期间闸门的启闭调度计划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并保证供电可靠主要术语与符号主要术语河岸式溢洪道建于坝两端河岸上的溢洪道又称岸边式溢洪道侧槽式溢洪道泄槽轴线与进口溢流堰轴线大致平行的开敞式溢洪道滑雪式溢洪道进口控制段位于坝顶通过泄槽将水流挑射到远离坝脚处排入河道的开敞式溢洪道控制段位于进水渠与泄槽间控制溢洪道泄量的堰闸及两侧连接建筑物泄槽溢洪道进口控制段与出口消能段之间的急流泄水道又称陡槽底流消能利用水跃消刹从泄水建筑物贴底泄出的急流的余能将急流转变为缓流与下游水流相衔接的水能方式又称水跃消能挑流消能在泄水建筑物出流处设置挑坎将泄出的急流挑向空中形成掺气射流落入下游水垫的消能方式挑坎建在泄水建筑物末端能将下泄的高速水流向下游抛射的具有一定反弧半径和一定角度的坎又称挑流鼻坎连续挑坎建在泄水建筑物末端的连续实体挑坎差动挑坎由齿台和沟槽相间构成的或设于不同高程有不同挑角的挑坎窄缝挑坎急流出口处的泄槽边墙急剧收缩形成窄缝的挑坎异型挑坎通过底面扭曲坎端切角或其他方式所形成的特殊体型挑坎空化在高速水流中某处的绝对压强低于该处的汽化压强时出现含空穴涉及空穴的发生发展与溃灭的水流现象空蚀由于空化所引起的固体边界的剥蚀破坏泄洪雾化泄洪消能水舌激溅形成雨雾的物理现象主要符号分项系数极限状态设计结构重要性系数设计状况系数作用效应函数结构及构件抗力函数作用效应短期组合时的效应函数作用效应长期组合时的效应函数永久作用的标准值永久作用的分项系数可变作用的标准值可变作用的分项系数偶然作用的代表值几何参数的标准值材料性能的标准值材料性能的分项系数承载能力极限状态基本组合的结构系数承载能力极限状态偶然组合的结构系数正常使用极限状态短期组合的结构系数正常使用极限状态长期组合的结构系数正常使用极限状态短期组合的结构功能限值正常使用极限状态长期组合的结构功能限值可变作用的长期组合系数几何特征上游堰高下游堰高孔口高度反弧半径渠道坡度材料性能基岩变形模量混凝土的弹性模量混凝土泊松比岩石的重度水的重度混凝土的重度混凝土强度等级符号混凝土抗压强度设计值混凝土与基岩接触面的抗剪断摩擦系数混凝土层面的抗剪断摩擦系数地基岩体结构面的抗剪断摩擦系数混凝土与基岩接触面的抗剪断黏聚力混凝土层面的抗剪断黏聚力地基岩体结构面的抗剪断黏聚力水力计算参数上下游水位差上游水深下游水深流速流量单宽流量定型设计水头渠道临界坡度水力计算系数弗劳德数水流空化数溢流堰的流量系数淹没系数流速系数溢洪道布置一般原则溢洪道布置应包括进水渠控制段泄槽消能防冲设施及出水渠等建筑物溢洪道的布置应根据自然条件工程特点综合利用要求枢纽布置要求施工及运用条件经济指标等因素经技术经济比较选定同时应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要求对于河谷狭窄的枢纽应重视泄洪消能布置和型式的合理选择以保证各建筑物正常运行当具备合适的地形地质条件时经技术经济比较论证后可将溢洪道布置为正常溢洪道和非常溢洪道正常溢洪道和非常溢洪道宜分开布置非常溢洪道宜采用开敞式经论证亦对采用自溃式控制段以下结构可结合地形地质条件适当简化但不得影响主要建筑物的安全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用以宣泄超过设计标准的洪水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非常溢洪道泄洪时水库最大总下泄流量不应超过坝址本次天然洪水流量溢洪道的泄量溢流前沿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水库特性及洪水调度地形地质条件下游河床与两岸抗冲能力河道特性及消能要求与相邻建筑物的关系闸门型式及定型尺寸运用条件造价及维修费用溢洪道应选择有利的地形布置在岸边或垭口并应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滑雪式溢洪道溢洪道应布置在稳定的地基上并应考虑岩体结构特征和地质构造以及建库后水文地质条件的变化对建筑物及边坡稳定的不利影响溢洪道轴线宜取直线如需转弯时宜在进水渠或出水渠段内设置弯道溢洪道进出口的布置应使水流顺畅在宣泄设计洪水及常遇洪水时溢洪道下泄水流的流态泄洪雾化和河道的冲淤不应影响其他建筑物的安全和正常运行当溢洪道靠近坝肩特别是拱坝坝肩时其布置及泄流不应影响坝肩坝脚及岸坡的稳定在土石坝枢纽中溢洪道的布置应符合下列原则运用应灵活可靠宜优先采用河岸开敞式溢洪道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进水渠进水渠的布置应符合下列要求选择有利的地形地质条件保证施工及运行期的岸坡稳定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时宜布置为对称或基本对称的喇叭口型式滑雪式溢洪道进口的布置应符合的规定进水渠底宽可为等宽或顺水流方向收缩在与控制段连接处应与溢流前沿等宽渠底坡可为平底或不大的反坡倾向水库进水渠可不衬护当岩性差易风化剥落时应进行衬护当需要减少水头损失降低渗压或满足不冲流速的要求时是否衬护应通过技术经济比较确定进水渠的导墙应满足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导墙顺水流长度应满足下列要求宜大于渠道最大水深的倍以保持良好的入流条件与土石坝连接时应以挡住大坝上游坡脚为下限当有防渗铺盖时应与大坝防渗设施协调形成整体防渗系统控制段控制段的设计应包括控制泄量的堰闸及两侧连接建筑物堰闸的布置应符合下列要求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应满足建筑物对地基的承载能力稳定性抗渗性及耐久性的要求便于对外交通和两侧建筑物布置当堰闸靠近坝肩时应与大坝布置协调一致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堰闸型式可采用开敞式或带胸墙的实用堰宽顶堰驼峰堰等应根据地形地质条件水力条件运用要求及技术经济指标等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工作闸门设置应从工程安全洪水调度运行条件水库淹没工程投资等方面论证确定检修闸门设置应根据工程安全运行需要确定当溢流堰顶常年位于水下时应设置检修闸门闸墩的型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要求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应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控制段的顶部高程必须同时满足在校核洪水时不低于校核洪水位加安全超高值在正常蓄水位时不低于正常蓄水位加波浪的计算高度和安全超高值安全超高值按表采用表控制段的安全超高运用情况控制段的建筑物级别级级级正常蓄水位校核洪水位波浪高度根据溢洪道的位置及布置按的规定计算泄槽泄槽轴线宜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地段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应大于水流的临界坡临界坡按附录式计算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宜采用矩形当结合岩石开挖采用梯形断面时宜采用较陡的边坡消能防冲设施消能防冲设施的型式应根据地形与地质条件泄流条件运行方式下游水深及河床抗冲能力下游水流衔接泄洪雾化及其对其他建筑物的影响等通过技术经济比较选定溢洪道宜采用挑流消能或底流消能亦可采用其他消能型式选定的消能设施应满足的要求并应在宣泄消能防冲设计流量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应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具备检修条件挑流消能适用于岩石地基的高中水头枢纽挑流消能设施的平面型式可采用等宽式扩散式和收缩式挑坎可采用等宽连续挑坎差动挑坎窄缝挑坎和异型挑坎等对高中水头大泄量狭窄河谷和地质条件较差的工程宜优先采用窄缝挑坎当遇有下列情况时还必须采取妥善措施处理地基存在延伸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岸坡有可能被冲塌危及坝肩稳定堵塞出水渠或下游河道下游涌浪及回流危及大坝与其他建筑物的安全和正常运行挑流消能设计时还应参照已建工程的经验对泄洪雾化影响进行研究论证枢纽布置设计时应对挑射水舌的方向落点扩散范围等进行合理调配避免泄洪雾化危及重要建筑物和露天机电设备的安全或影响其运行重要的交通线路应避开雨雾密集区或采用廊道隧洞等防雨雾措施当雾化影响边坡稳定时应