1、小型水力发电站设计规范试行 GBJ71 84 编制说明 小型水力发电站设计规范系根据原国家基本建设委员会(78)建发设字第562号通知由水利电力部负责主编并由湖北省水利局和湖北省水利勘测设计院会同原国家林业总局湖南省林业设计院等有关设计单位共同编制的 在编制过程中对中小型水电站的设计施工运行管理等作了较深入的调查研究总结了小型水电站的建设经验并进行了有关专题的测试工作同时根据我国小水电站规划设计施工运行管理的特点和在现有的技术经济水平的基础上编写本规范文稿广泛地征求了全国有关设计科研生产和高等院校等单位的意见最后会同有关部门共同审查定稿 本规范并分六章三十六节和一个附录其主要内容有总则水文水利
2、及水能工程总体布置及水工建筑物水力机械电气部分闸门拦污栅和启闭设备等 本规范在试行过程中请各单位注意总结经验积累资料如若发现有不妥和需要补充之处请将意见和资料函告湖北省水利勘测设计院抄送我部水利水电规划设计院以供下次修订时参考 水利电力部 一九八四年六月 第一章 总则 第1.0.1条 小型水力发电站(以下简称水电站)设计必须认真执行国家的技术经济政策根据国民经济发展的需要按照地方水利电力航运木材流送水产和环境保护等规划的要求统筹安排因地制宜合理利用水资源做到技术先进经济合理安全适用确保质量 第1.0.2条 本规范适用于装机容量2.5万kW及以下机组容量1万kW以下其中机电部分适用于机组容量为5
3、00 6000kW出线电压不超过35kV的新建水电站的设计 第1.0.3条 水电站的初步设计宜在河流(河段或地区)规划和地方电力规划的基础上根据经审批的设计任务书进行对上下游有影响的河段的开发应征求相邻地区意见 第1.0.4条 水电站设计必须认真进行调查研究勘测和试验工作以便取得水文气象地形地质地震建材及地方工农业和淹没移民以及其他国民经济综合利用要求等项基本资料和数据 第1.0.5条 水电站设计除应符合本规范的规定外尚应符合现行的有关标准和规范的规定 第二章 水文水利及水能 第一节 水文 第2.1.1条 水电站设计应收集流域自然地理特性气象水文资料并应进行整理分析或进行必要的复查和修正整理分
4、析的主要内容如下 一流域和河道特征值 二实测水文资料中的水尺位置水尺零点高程水准基面的变动水位和流量观测情况浮标系数的采用测流断面的冲刷和淤积变化水位流量关系曲线高低水部分的延长方法等 三受水利工程或分洪决口等因素影响的径流和洪水资料 四历史洪水枯水资料 第2.1.2条 水电站的水文计算应根据工程特点和设计要求提供下列各项成果的全部或部分内容 一径流 取水口或坝址历年各月(旬日)平均流量的系列表年平均流量时段(旬日)平均流量频率曲线指定频率的设计年平均流量及其年内各月(旬日)平均流量 二洪水 (包括分期洪水) 设计洪峰流量不同时段设计洪水量及设计洪水过程线 三泥沙 悬移质的多年平均年输沙量和月
5、分配典型年月分配多年平均颗粒级配曲线推移质年输沙量及其最大粒径河道历年冲淤变化及泥石流情况 四水位流量关系曲线 设计断面上设计条件下使用的水位流量关系曲线 五水质分析成果 六冰情及其他 第2.1.3条 年或时段平均流量频率曲线可采用频率分析法绘制曲线线型可采用皮尔逊型其统计参数中的均值应采用计算值变差系数(CV)和偏差系数(CS)应进行计算但可根据经验点据与频率曲线的配合情况适当调正确定经验频率(Pm)可用下式计算 Pmnm=+1100%式中 Pm经验频率以百分比计(%) m n项连续系列中按大小排列的序位 n连续序列的总项数 第2.1.4条 设计断面上径流系列较短时应进行插补延长使延长后的系
6、列不少于20年 第2.1.5条 设计断面无径流资料时径流量可采用以下两种或两种以上的推算方法分析确定 一选择径流资料较长控制集水面积的自然条件相似的水文站作参证站按面积比将参证站各种频率径流量换算为设计断面的径流量 二根据本流域上下游水文站的径流资料用内插法进行推算 三参照省地区水文手册水文图集资料进行推算 四参照相似地区的降水量径流关系用控制集水面积内的平均降水量推求径流量 五在工程所在河段设水文观测站进行观测 第2.1.6条 设计典型年的确定应在实测系列中选择其年和时段径流量宜接近设计值且其年内分配宜选择对工程设计较为不利的年份 第2.1.7条 采用的设计径流成果应从以下几方面进行合理性检
7、查 一上下游干支流的水量平衡 二径流量与降水量的比较 三均值和变差系数(CV)在地区上分布的合理性 四径流的年内分配的合理性 第2.1.8条 设计洪水的计算应符合洪水计算规范的规定 第2.1.9条 多年平均年输沙量的计算应符合下列要求 一当工程所在地的测站悬移质系列较长时可采用算术平均值 二当工程所在地的测站悬移质系列较短时可接本站水量与输沙量关系或本站与相似流域年(月)输沙量关系插补延长后进行计算 三当工程所在地无实测悬移质资料时可用水电站所在地区的输沙量模数(侵蚀模数)图查算或参照已建水库的淤积量估算 第2.1.10条 悬移质泥沙的多年平均颗粒级配的确定应符合下列要求 一当资料较多时(如五
8、年以上且其中至少一年为丰水年)可采用其历年的算术平均值 二当资料较少(如五年以下)或无资料时可参照邻近相似流域资料确定条件允许时宜通过实测进行检验 第2.1.11条 推移质输沙量可通过调查或采用其它计算方法确定 第2.1.12条 水位流量关系曲线的绘制应符合下列要求 一有实测资料时应综合分析实测的成果绘制 二无实测资料时可参照历史洪水枯水流量调查成果或用水力学公式计算绘制计算中应根据该河道特性选择糙率 三设计断面有水位资料上下游水文站也有水位流量资料且其区间集水面积不大(例如10%)时可通过水位相关法绘制 四缺乏实测资料且有条件实测时应进行实测确定 在绘制水位流量关系曲线时应考虑回水顶托弯道水
9、流和河道冲刷淤积等的影响 第二节 水利及水能 第2.2.1条 水电站的技术经济分析一般可采用动态的投资回收年限法投资回收年限宜定为15年 第2.2.2条 兼有发电和灌溉任务等综合利用的水利枢纽其取水方式和水量分配应根据任务主次灌区分布电站规模等因素确定 第2.2.3条 径流调节和水能计算应符合下列要求 一对多年调节水库应采用长系列(或代表段)按月平均流量进行计算 二对年调节水库应采用设计年的月(旬)平均流量进行计算 三无调节或日调节电站应采用日(时)平均流量进行计算 四对年调节或无调节的水库其计算年份可选择丰水平水枯水三个代表年进行计算 第2.2.4条 径流调节和水能计算成果应绘制成下列曲线
10、一调节流量过程线(有灌溉或其它通航过木等任务时应反映流量的年内分配)及历时曲线 二水头过程线及水头保证率曲线 三出力过程线及出力保证率曲线 四出力与发电量关系曲线及装机容量年利用小时关系曲线 第2.2.5条 水电站上下游已有或经批准即将兴建调节水库时其径流调节和水能计算应考虑上下游的调节作用和补偿调节要求 第2.2.6条 梯级水电站应研究各梯级间相互影响的因素按获得梯级最大综合利用效益的原则确定其特征值 第2.2.7条 水电站跨流域引水时应分析外流域和本流域的经济效益阐明引水的合理性 第2.2.8条 水电站水库的正常蓄水位及死水位应根据地形地质水力资源条件水库淹没损失近期与远景用水用电要求等拟
11、定若干方案通过技术经济比较和分析论证确定 第2.2.9条 水电站为小型但水库或水利枢纽属大中型工程时除小水电站本身外其它设计必须遵守有关大中型工程标准规范的规定 第2.2.10条 泄洪建筑物的规模应结合枢纽总体布置通过洪水调节计算及技术经济比较确定 第2.2.11条 水库的洪水调节可采用静库容计算当水库下游有防洪要求时应根据水库规模研究洪水调度规则及安全泄量等如水库的防洪库容较大可根据洪水特性重复利用一部分库容兴利的可能性 第2.2.12条 水电站位于已建工程下游时应根据水电站规模上游工程的防洪能力统一考虑洪水的调度规则确定本枢纽的防洪特征水位 当水电站位于已建工程上游时应根据本水电站的要求确
12、定防洪特征水位并应考虑对下游工程的影响 第2.2.13条 在多沙河流上修建水电站其引水建筑物的进水口和枢纽布置应采取减缓水库泥沙淤积的措施 第2.2.14条 水库的回水曲线应按规定频率的设计洪峰流量及相应的坝前水位和坝前最高水位时的相应泄量两种情况分别进行计算取其外包线确定并应根据计算河段的特性选择糙率回水影响较大河段较复杂应适当加测河道横断面提高计算精度回水影响较小时计算可简化对多沙河流推算回水曲线时应考虑泥沙淤积的影响 第2.2.15条 对灌溉发电结合的工程应合理进行水量分配制定调度运用计划 第三节 装机容量和机组台数 第2.3.1条 水电站设计水平年可采用第一台机组投入运行后的第五年并宜
13、与国民经济和社会发展五年计划年份相一致设计水平年的负荷水平可有一个变化范围 第2.3.2条 水电站的设计保证率可用历时保证率表示其值应根据水电站装机容量占当地电力系统总容量的比重按表2.1选择 表2.1 水电站设计保证率 水电站装机容量占当地电力系统总容量的比重(%) 15以下 15 30 30以上 水电站设计保证率(%) 75 80 80 85 85 90 注以灌溉为主的水库或仅供农业排灌用的水电站其设计保证率可根据排灌要求水文特性等确定 第2.3.3条 水电站的装机容量工作容量及备用容量可通过电力电量平衡经技术经济比较和综合分析确定 第2.3.4条 调节性能较好的水电站可设置负荷备用容量和
14、事故或检修备用容量调节性能较差的水电站可设置重复容量但应是经济合理的 第2.3.5条 水电站装机容量占当地电力系统总容量的比重较小且受资料条件限制时可采用保证出力倍数和年利用小时数等简化方法选择水电站的装机容量 一无调节或日调节水电站的装机容量可按保证出力的1.5 2.0倍或年利用小时不低于5000h确定 二调节性能较好的水电站的装机容量可按保证出力的2.0 5.0倍或年利用小时不低于3000h确定 第2.3.6条 低水头水电站装机容量的选择应考虑洪水期水头减小出力降低的影响梯级电站应考虑下一梯级的回水对上一梯级尾水位的影响渠道电站应考虑上游用水渠道水位消落的影响 第2.3.7条 灌溉期结合灌
15、溉用水发电的水电站其装机容量应根据灌溉设计流量确定 第2.3.8条 水电站的机组台数不宜少于二台或多于四台 第四节 水库淹没处理 第2.4.1条 水库的淹没处理应符合下列规定 一土地的赔偿或防护按2 5年一遇洪水的回水高程计算 二人口房屋的外迁或后靠按10 20年一遇洪水的回水高程计算 第2.4.2条 多年和年调节水库可根据利用其周边土地的可能性确定其利用范围但不得围堤耕种和减少调节库容 第三章 工程总体布置及水工建筑物 第一节 一般规定 第3.1.1条 水电站枢纽工程总体布置及水工建筑物设计根据工程的具体情况应具备下列基本资料 一地形图测图项目及其比例尺宜符合表3.1的规定 二工程地质勘察报
16、告和图纸其内容深度应符合工程地质勘察规范的规定 三气象水文资料及有关水利水能计算成果 四施工条件调查资料 表3.1 测图项目及比例尺 序号 测图项目 比 例 尺 1 2 3 4 5 6 库区 坝段 坝(闸)址渠首溢洪道 隧洞函闸进出口调压井厂房等 天然料场施工场地 地质测图 1:10000 1:25000 1:1000 1:2000 1:200 1:1000 1:200 1:1000 1:10000 1:5000 与地质图要求相同 注库区地形复杂时比例尺可选用1:2000 1:10000 五水力机械电气及金属结构方面的资料 六水资源综合利用方面的资料 第3.1.2条 水电站的工作水头可分为低水
17、头中水头和高水头三级低水头为30m以下中水头为30 100m高水头为100m以上 第3.1.3条 水电站的坝址厂址宜在河流规划的基础上根据下列条件通过技术经济比较确定 一地形地质条件 二枢纽布置 三施工条件 四水流条件 五运行管理和送电条件 六人口及房屋迁移和农田淹没损失 第3.1.4条 枢纽的总体布置应满足综合利用的要求并应符合下列规定 一当为混凝土坝后式厂房时在溢流水面宽度进厂交通和基础深度等条件可能的情况下电站厂房宜布置在靠近坝的下游侧 二当有通航船闸的枢纽中厂房宜布置在与船闸相对的溢洪道一侧 三当坝下游河床落差较大时厂房是否布置在远离大坝的下游应进行经济比较后确定 四在低水头枢纽里厂房
18、下部结构可以全部或部分与进水口结构结合中水头电站厂房厂房下部结构和上游墙宜和坝脚分缝 第3.1.5条 引水式水电站的首部枢纽可采用无坝或低坝引水在弯曲河段上其进水闸宜设置在凹岸稍偏下游 第3.1.6条 河床式水电站的厂房位置应选择在河床稳定河槽顺直的河段上应使厂房进水口处的水流平顺和不应有泥沙淤积 第3.1.7条 渠道上的水电站宜与跌水或陡坡建筑物联建当电站与落差建筑物分建时其引水渠及尾水渠与渠道的衔接应使水流流态稳定当渠道流量不变而分多级设站时宜选择等水头多级电站 第3.1.8条 挡水建筑物为土石坝时引水管道宜采用隧洞或岸边压力管道引水水电站厂房宜布置在岸边或地下 挡水建筑物为混凝土浆砌石重
19、力坝时引水管道可埋设在坝体内 第3.1.9条 水电站所在河流的漂浮物较多时其引水泄水建筑物的进水口附近应设置拦污排并应设置排污和清污措施 第二节 挡水建筑物 第3.2.1条 挡水建筑物的型式应根据坝高坝(闸)址的地形地质建筑材料施工条件工期等因素通过技术经济比较确定 第3.2.2条 挡水建筑物的建筑材料的选择其质量指标应符合建筑物的稳定强度防渗和抗冲等要求 一当采用土石坝时土石料的抗剪强度可塑性渗透性压实性抗水性填筑标准有机质和水溶盐含量等应符合有关设计规范的规定 二当采用砌石坝时石料和胶结材料的强度和规格应保证满足设计要求 三当采用混凝土坝时混凝土的强度抗渗抗冻抗裂抗冲刷抗浸蚀和热学等性能应
20、符合混凝土坝设计规范的规定 第3.2.3条 岩石地基上挡水建筑物的地基处理和岸坡连接方式的设计根据地质条件上部结构和施工条件等因素应能满足强度抗滑稳定渗透稳定和减少不均匀沉陷等要求 第3.2.4条 非岩石地基上挡水建筑物的地基设计应满足强度防渗和排水方面的要求 第三节 泄水建筑物 第3.3.1条 水电站枢纽必须设置泄洪建筑物放水孔的布置应根据灌溉排沙检修或其它特殊要求确定 第3.3.2条 泄洪建筑物的型式尺寸及高程应根据坝型泄量防洪特征水位地形地质条件等通过技术经济比较确定 第3.3.3条 泄洪建筑物的设计应符合下列要求 一土石坝宜采用开敞式岸边溢洪道 二混凝土坝砌石坝宜采用坝顶溢流 三河床式
21、水电站可采用泄洪闸 第3.3.4条 泄洪建筑物泄放设计洪水时应保证挡水建筑物及其它主要建筑物的安全并应考虑下游河道的防洪要求泄放校核洪水时应保证挡水建筑物的安全 第3.3.5条 泄洪建筑物的下游应设置消能和防护设施消能方式应通过技术经济比较确定 第3.3.6条 泄洪建筑物的泄洪能力消能设计及高速水流区弯道流态等均应通过水力计算确定并宜经水工模型试验校验 第3.3.7条 开敞式岸边溢洪道的布置应符合下列要求 一在平面上其轴线宜直线布置 二在纵剖面上进口陡槽出口等各段间的水面线衔接应平缓 三应设置人行交通设施 第3.3.8条 开敞式岸边溢洪道宜作衬砌在地质条件特别良好并远离主要建筑物时可采用部分衬
22、砌或不衬砌 第3.3.9条 泄洪隧洞应通过技术经济比较选择有压流或无压流土石坝下的泄洪管道应按无压流设计 泄洪隧洞和泄洪的坝下埋管严禁采用有压流和无压流相互交替的工作方式 第四节 引水建筑物 第3.4.1条 引水建筑物型式的选择应根据水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通过技术经济比较确定 第3.4.2条 潜没式和开敞式进水口的设计均应满足下列要求 一进水流量应能满足发电及其它用水的要求 二水流平顺水头损失小 三设置闸门或其他节制水流的设施 四设置拦污设施严寒地区还应设置防冰和排冰设施 五在多沙河流上引水应设置拦沙和冲沙设施 六施工运用和检修方便 第
23、3.4.3条 潜没式进水口的顶缘应淹没在水库死水位以下其淹没深度应按下列公式计算并应取其最大值 dtVgS=+ +15 122.( )(1) dthS=+2(2) dtS+1(3) 式中 dS潜没式进水口的顶缘淹没在水库死水位以下的淹没深度m V进水口正常断面处的最大流速m/s h进水口的正常断面高度m 进水口水头损失系数 t冰盖层的厚度或风浪引起的水面下降值m 进水口的下缘(底坎)应高于该处设计的泥沙淤积高程1.0m 第3.4.4条 低坝引水枢纽中的开敞式进水闸的设计应满足下列要求 一根据自然条件和引水系数的大小确定最佳引水角度 二设有防沙和冲沙设施时进水闸的底坎高程应高于冲沙闸和冲沙廊道进
24、口的底面高程其离差一般不宜小于1.0m 第3.4.5条 引水隧洞的线路选择应符合下列要求 一隧洞线路宜顺直隧洞转弯的弯曲半径一般不宜小于隧洞直径(或洞高)的5倍弯曲段的首尾宜设直线段 二进出口应设在山坡稳定岩石坚硬和土石方开挖量较小处 三洞线与岩石层层面构造断裂面和主要节理裂隙面应有较大的夹角并应避开严重的构造破碎带及地下水丰富地段 第3.4.6条 洞顶上复岩体最小厚度应符合下列要求 一无压隧洞不宜小于1.5倍开挖跨度 二压力隧洞除上述要求外且不宜小于最大水头的0.2倍 三傍山隧洞其外侧围岩的最小厚度 (一)无压隧洞不宜小于开挖跨度的3倍 (二)压力隧洞除上述要求外且不宜小于最大水头的0.4倍
25、 第3.4.7条 引水隧洞的底坡当采用压力隧洞时可选用2 5当采用无压隧洞时可选用1 2且宜选用单一底坡 第3.4.8条 在确定压力引水隧洞的洞顶高程和洞底坡度时应考虑在最不利条件下(如进水口水位最低而负荷突增)沿隧洞全线洞顶以上的压力余幅不得小于1.5 2m 第3.4.9条 隧洞的横断面设计应符合下列要求 一压力隧洞宜采用圆形断面一般可采用钢筋混凝土或混凝土衬砌如条件许可亦可采用锚喷混凝土或不衬砌隧洞的最小内径不宜小于1.8m隧洞的设计流速当衬砌材料为混凝土时一般可采用3 4m/s 二无压隧洞当地质条件许可时宜采用圆拱直墙式洞宽不宜小于1.5m洞高不宜小于1.8m在恒定流情况下隧洞横断面水面
26、以上的面积一般不宜小于横断面积的15%由水面至洞顶的净高亦不宜小于0.4m 第3.4.10条 挡水坝为土石坝坝后式水电站宜采用隧洞引水如因受条件限制可采用坝下埋管引水其埋管应采用钢筋混凝土管并应符合下列要求 一应使管基坐落在均匀坚硬的岩石地基上 二引水管的建筑物级别应与土石坝的建筑物级别相同 三引水管轴线应垂直于大坝轴线引水管应合理设置伸缩缝和沉陷缝分缝长度一般不宜大于20m伸缩缝和沉陷缝应有可靠的止水每条分缝应设置两道止水片 四在引水管穿过土石坝时引水管周围坝体的填筑质量必须满足坝体和坝基渗流稳定的要求 引水管穿过防渗体处防渗体断面尺寸应适当加大并应设置截流环 五闸门应设置在大坝的上游侧并应
27、与大坝的防渗帷幕和防渗体构成连续的防渗带 第3.4.11条 调压井(塔)的位置宜靠近厂房多用途的压力引水道调压井(塔)应设置在分叉后的发电专用水道上 第3.4.12条 调压井(塔)的容积应在负荷变化时水电站仍能满足稳定运行的要求其井内最高上升水位应按上游为最高运行水位甩去全负荷的情况下通过计算确定此时压力引水道内的糙率应采用最小值 调压井(塔)内最低水位应按上游为最低运行水位负荷由50%突增至100%的情况下通过计算确定此时压力引水道内的糙率应取最大值 第3.4.13条 动力渠道线路的选择和布置应符合下列要求 一宜避开地质构造复杂渗透性大和有崩滑塌陷可能的地段渠身宜坐落在挖方地基上并应尽量少占
28、耕地在山区部分线段也可采用隧洞或其他通水线路 二渠道线路宜顺直如需转弯在平坦地区渠道线路的弯曲半径不宜小于渠道正常水面宽的5倍在山区应避免急弯严寒地区渠道线路宜沿阳坡布置 三应合理选定渠道上建筑物的位置和型式 第3.4.14条 动力渠道的纵坡和横断面应根据地形地质和水力条件通过经济分析合理确定 渠顶超过应符合表3.2的规定严寒地区冬季仍运行的渠道其超高值宜适当加大 当渠堤或渠墙的顶宽无通车要求时土渠一般宜采用1.0 2.5m砖石砌的渠墙一般为0.5 0.7m地形险峻的渠段宜适当加宽 表3.2 渠顶超高 最大流量(m3/s) 50 50 10 10 超高(m) 1.0以上 1.0 0.6 0.4
29、 注渠道内的水位按最大流量时最高涌浪水位计算 第3.4.15条 动力渠道的防渗设计一般可采用衬砌或护面严寒地区对渠身还应采取防冻胀措施 第3.4.16条 动力渠道的水流流速宜限制在不冲不淤的流速范围内土渠宜采用0.6 0.9m/s衬砌渠道及输冰运行的渠道宜采用1.2 1.5m/s 第3.4.17条 动力渠道的防护设施宜根据具体情况设置泄水节制排沙和排冰等设施在严寒地区可利用低洼地设置排浮冰的蓄冰池 第3.4.18条 前池的位置应结合压力水道的线路和厂房的位置选择在地基坚实稳定透水性小的地段并宜靠近厂房 第3.4.19条 前池应有一定容积和水深应能在电站负荷变化时使前池的水位波动最小并应满足沉沙
30、的要求 前池的溢流堰的泄流能力应能泄放水电站全部机组甩去负荷时的最大流量前池墙顶超高可按渠顶超过加0.1 0.3m计算 第3.4.20条 前池进水室或进水闸的设计应满足下列要求 一压力输水管的进口顶缘应淹没在进水室最低运行水位以下其深度不应小于管中最大流速水头的2倍且不得小于0.5m 二进水室底面应高于前室底面其高差一般不得小于0.5m当水中含沙量较大时宜适当加大高差 第3.4.21条 前池的冲沙设施一般宜采用冲沙廊道冲沙廊道的进口应与压力管道的进水口方向相同且两者应分上下层排列 第3.4.22条 压力水管的类型应符合下列规定 高水头电站宜采用钢管中水头电站宜采用预应力钢筋混凝土管或钢管低水头
31、电站宜采用普通钢筋混凝土管但普通钢筋混凝土管的最大静水头不宜超过50m 第3.4.23条 压力水管的内径和根数应通过技术经济比较确定每根压力水管连接的机组台数不宜超过3台 管内的经济流速钢筋混凝土管可采用2.5 3.5m/s钢管可采用3 5m/s 第3.4.24条 露天的压力水管的设计应满足下列要求 一管线宜顺直如需转弯其弯曲半径不应小于管径的3倍 二管座镇墩的地基应坚实稳定且不受山洪滚石塌坡雪崩等危害 三管线宜最短 四钢管伸缩节宜设置在镇墩的下游侧附近其最大间距不宜超过150m钢筋混凝土管的伸缩缝间距应符合有关标准规范的规定 第3.4.25条 压力水管的镇墩应设置在下列部位 一水管转弯或分叉
32、处 二陡坡段的钢筋混凝土管伸缩缝之间 三钢管伸缩节之间 第3.4.26条 压力水管在产生最大负水锤的不利条件下其管顶处水头的压力余幅不得小于2.0m 第3.4.27条 压力水管的分叉管宜由主管一侧分叉或由两侧错位分叉其分叉角钢筋混凝土管一般宜为30 60钢管一般宜为45 70 当对称分叉时钢筋混凝土管一般宜为45 60钢管一般宜为60 120 第3.4.28条 斜坡上的压力水管的两侧应设置排水沟沿管线的一侧应设维修人行通道 第3.4.29条 压力钢管的管材和主要受力构件应采用镇静钢或16锰钢附属构件的材料可采用3号沸腾钢 第3.4.30条 压力钢管的支承结构型式管径小于1500mm时可采用鞍型
33、墩管径为1500 2500mm时宜采用平面滑动式或滚动式管径大于2500mm时宜采用滚动式或摆动式 支墩的间距一般可采用6 12m 第3.4.31条 压力钢管应设置人孔其孔径不宜小于500mm当压力钢管管径小于800mm时可设嵌入节 管底与地面之间的距离不宜小于600mm 第3.4.32条 焊接成形的钢管应分别进行焊缝探伤检验和钢管水压试验水压试验宜分段进行试验压力不应小于设计压力的1.25倍 第3.4.33条 压力钢管的内表面宜喷刷耐磨涂料露天钢管的外表面应涂漆保护 严寒地区露天式压力钢管应有防冻设施 第五节 厂区布置厂房及升压变电站 第3.5.1条 厂区建筑物及交通道路等的布置应满足电站的
34、安装运行检修和维护的要求 第3.5.2条 厂区的布置应符合下列要求 一厂区内主要行车道路的宽度宜不小于3.5m主厂房前应设回车场 二厂区的排水系统当不能自流排水时应设置专用的排水泵 三傍山水电站厂房山坡上应设置防山洪及滚石的设施 四厂区应绿化 第3.5.3条 厂区应设置消防设施厂房的耐火等级不应低于二级厂区其他建筑物的消防应符合有关防火规范的规定 油库与建筑物的防火间距应符合表3.3的规定 表3.3 油库与建筑物的防火间距 间 距 (m) 建筑物耐火等别 露天油库 非露天油库 二级 三级 四级 12 15 20 10 12 14 第3.5.4条 厂房的位置应结合厂区总布置厂房型式以及防洪通风采
35、光等的要求通过方案比较确定 主厂房应建在稳定的岩基或坚实的土基上 第3.5.5条 布置在河岸的厂房宜顺河流方向靠岸布置不侵占河道的行洪断面以免洪水直接冲击厂房并应采取防止厂房在超设计标准洪水时被淹没的措施 第3.5.6条 水电站厂房的型式宜采用地面式厂房 第3.5.7条 水电站尾水渠的位置宜远离泄洪建筑物的出口当受条件限制尾水渠可靠近泄洪建筑物出口布置但两者之间应设导流墙 第3.5.8条 水电站厂房的设计洪水标准一般宜为30 50年一遇其校核洪水标准应符合下列规定 一引水式坝后式混合式水电站为200年一遇 二河床式水电站一般宜为300年一遇当厂房建筑物级别低于坝(闸)级别时其洪水标准与坝(闸)
36、的洪水标准宜相同 三厂房的防洪高程应等于校核洪水位加超高并考虑下游回水的影响超高不得小于0.5m 第3.5.9条 厂房的防洪建筑物型式根据水位变幅可按下列型式选择 一当水位变幅较小地形条件允许时宜在厂房外修建防洪墙或防洪堤 二当水位变幅较大时宜采用厂房挡水当机组台数不超过1 2台时可采用圆筒式厂房 三当水位变幅大于25m时可采用溢流式坝内式或地下式厂房 第3.5.10条厂房主机室的高度应根据机电设备布置机组安装和检修设备吊运及厂房通风采光的要求确定水轮机层的高度应按机电设备布置和通道的要求确定 第3.5.11条 厂房主机室的宽度应根据机电设备布置和上下游侧的通道要求确定 厂房下部结构的外形轮廓
37、应与上部结构相吻合排架立柱不宜设在管道上蜗壳上或尾水管道的顶板上 第3.5.12条 主厂房机组的间距应符合下列要求 一当采用卧式机组时应满足安装和检修时能抽出发电机转子的要求且机组之间的净距应不小于1.5 2.0m 二当采用立式机组时宜按发电机风洞直径蜗壳和尾水管的尺寸在平面上统一考虑确定相邻混凝土蜗壳之间和尾水管之间的隔墩厚度不宜小于1.0 2.0m(设永久缝时取大值)金属蜗壳之间的隔墩厚度不宜小于1.0m发电机风洞盖板之间的净距不宜小于1.52.0m 坝内式溢流式厂房的机组间距尚应考虑尾水管之间有必要的混凝土厚度 边机组段的长度应结合安装场的位置主机室与安装场的高差和起重机的起吊范围等因素
38、确定 第3.5.13条 主副厂房的出口及通道应满足下列要求 一主机室应有两个出口主厂房大门的高度和宽度应满足设备最大部件运输进厂大于3m宽的大门应设人行小门 二发电机层水轮机层的上下游侧的主要通道宽度不应小于1.5m次要通道宽度不应小于1.0m监护操作运行的通道宽度不应小于2.0m通道净高不小于2.2m 三发电机层至水轮机层的通道不宜少于两个楼梯的净宽可采用1.0 2.0m 四控制室和长度超过7m的配电室应有两个出口门应向外开启 五主副厂房之间应设通道 第3.5.14条 安装场的地面高程宜与主机室地面高程相同并与进厂公路的高程相适应 第3.5.15条 在非岩性的地基上主机室与安装场副厂房之间应
39、设沉陷缝 第3.5.16条 厂房整体的稳定和地基应力在各种荷载组合情况下均应符合以下规定 一地基应力可采用材料力学公式计算其最大正应力不得大于地基容许应力最小正应力不得小于零(计算时应计入扬压力)对于非岩性的地基应力不均匀系数一般不应大于1.5 2.0 二抗浮稳定安全系数不应小于1.0 三抗滑稳定安全系数不应小于表3.4的规定 四在非岩性的地基上厂房的渗径长度应满足地基渗透稳定要求 表3.4 厂房抗滑稳定安全系数 地 基 性 质 荷 载 组 合 岩 基 非 岩 基 基本组合 特殊组合( ) ( ) 1.05 1.00 1.00 1.15 1.05 1.00 注基本组合系指正常运行时在厂房上下游
40、侧为正常水位或设计洪水位时的荷载组合 特殊组合施工期或检修期两种情况的荷载组合校核水位时的荷载组合或正常水位时遭遇地震的荷载组合 第3.5.17条 厂房应设置良好的通风采光和减少噪声的措施对地下式坝内式厂房还应设置防潮设施 第3.5.18条 主厂房控制室开关室宜采用水磨石地面和装设纱窗严寒地区宜采用双层玻璃窗 第3.5.19条 蓄电池室酸室宜设在厂房的地面层其入口处宜设套间室内应采用耐酸地面其墙壁天花板门窗通风管道等均应涂防酸漆 蓄电池室的窗玻璃宜采用磨砂玻璃或在玻璃上涂白油漆 第3.5.20条 厂用变压器室厂内油库和油处理室均应设防火墙与其它房间隔开并应设向外开的防火门 厂内油库应设有两个出
41、口厂用变压器室及油库应设挡油门坎 第3.5.21条 开关站和主变压器宜靠近厂房并应使出线方便当受地形限制时主变压器和开关站可分开布置并应设置人行通道 第3.5.22条 主变压器及开关站的地基及附近山坡应稳定山坡上的危石应进行处理 主变压器和开关站的周围应设围拦防护设施 第3.5.23条 升压开关站的地面高程应高出水电站厂房的防洪高程 第六节 通航过木及过鱼建筑物 第3.6.1条 通航过木建筑物的规模型式及其位置应根据过坝运送量的大小及木材流送工艺的要求通过技术经济比较会同有关部门协商确定 第3.6.2条 运送量很大的通航与过木建筑物宜分开建设但受条件限制时也可合建 第3.6.3条 通航过木建筑
42、物宜远离进水口厂房和溢洪道如因条件限制须傍靠这些建筑物时应采取安全措施 第3.6.4条 船闸应布置在靠近主航道一侧下游引航道应与主航道平顺衔接应使上下游引航道口门区水流的流速流态满足通航要求并应设置防泥沙淤积的措施 第3.6.5条 升船机的型式应通过技术经济比较确定 斜面升航机道的位置宜选择在地形平缓工程量小地质条件较好和有良好水域条件的地方 第3.6.6条 低水头水电站的过木建筑物可采用水筏道水筏道设计应符合下列要求 一水筏道在平面上应直线布置进口应设置导航设施首部应设置闸门并宜采用下沉式闸门出口一般宜靠近主流 二水筏道纵坡的选择应便于过排和安全 三水筏道出口的水面不得出现淹没式水跃 第3.
43、6.7条 当木材采用机械方式过坝应尽量不增加过坝工序和辅助材料 第3.6.8条 过木建筑物的上下游宜设置相应的停排编排合排场和防洪设施 第3.6.9条 过鱼建筑物的型式应会同水产部门研究确定 过鱼建筑物采用鱼道时其进出口位置纵坡宽度水深及诱鱼流速等宜通过模型试验确定 第七节 水工建筑物观测设计 第3.7.1条 水工建筑物的观测项目应符合表3.5的规定 表3.5 主要水工建筑物的观测项目 建筑物重要性 (1) 混凝土坝砌石坝 (2) 土石坝 (3) 河床式厂房闸 (4) 隧洞 重 大 工 程 1.上下游水位 2.气温水温混凝土温3.扬压力 4.漏水量 5.水平位移 6.沉陷 7.纵缝横缝裂缝 8
44、.泄洪冲淤 9.坝前淤积 1.上下游水位 2.浸润线与孔隙水压力 3.渗透流量 4.坝面沉陷与位移 5.坝基沉陷 6.列缝塌陷隆起 1.上下游水位 2.沉陷裂缝 3.渗透压力 4.水平位移 5.上下游冲游 1.上下游水位 2.压坡线或水面线 3.外水压力 4.进出口建筑物的沉陷位移 5.地表沉陷位移 小 型 工 程 1.上下游水位 2.扬压力 3.漏水量 4.水平位移 1.上下游水位 2.坝面沉陷与位移 3.裂缝塌陷隆起 1.上下游水位 2.沉陷位移 3.渗透压力 1.上下游水位 2.外水压力 第3.7.2条 观测设计应符合下列要求 一观测断面和观测点的选择应有代表性 二尽量排除或避免影响观测
45、精度的因素 三观测资料应及时分析总结 第四章 水力机械 第一节 水轮发电机组的选择 第4.1.1条 水电站的水轮发电机组宜采用国家标准的机组系列产品 第4.1.2条 在一个水电站内应选用同一型号同一规格的机组 第4.1.3条 转浆式水轮机的飞逸转速应取水轮机导叶和转轮叶片保持协联关系情况下在运行水头范围内产生的飞逸转速最大值在特殊情况下可取非协联工况下产生的最大值其他型式水轮机的飞逸转速应按水电站最大净水头和水轮机导叶(对冲击式水轮机为喷嘴对定浆式水轮机还应结合转轮叶片的装置角)的最大可能开度确定 配套发电机的飞逸转速不得小于水轮机的飞逸转速 第4.1.4条 水轮机的安装高程应根据水轮机各种工
46、况下允许的吸出高度值和相应尾水位确定 对装机多于两台的水电站应满足一台机组在各种水头下最大功率运行时的吸出高度和相应尾水位的要求对装机1 2台的水电站应同时满足一台机组在各种水头下50%最大功率运行时的吸出高度和相应尾水位的要求 第4.1.5条 水轮机蜗壳和尾水管应采用制造厂推荐的型式和尺寸如需修改应与制造厂协商 立轴水轮机弯曲型尾水管出口的顶缘应低于最低尾水位0.5m扩散段底板宜为水平必要时可上翘上翘后与水平面的夹角不宜超过12 立轴水轮机的蜗壳和尾水管均应设置人孔或检查孔 卧轴水轮机金属弯曲型尾水管出口的淹没水深不应小于0.3m 第4.1.6条 水电站每台机组应设自动调速器调速器应能满足机
47、组单机和并列运行对频率和功率调整的要求并应能在事故时紧急停机 对担负电力系统基荷任务且占系统容量比重较小的水电站可只装设自动开停机和事故停机功能的装置 第4.1.7条 机组甩去全负荷时水轮机的蜗壳允许的最大水压上升率当计算水头在40m以下时宜为50% 70%计算水头在40 100m时宜为30% 50%计算水头超过100m时宜小于30% 第4.1.8条 计算输水道的最大水锤压力应考虑 一与一条压力水管相联的机组台数 二电站与电力系统的连接电气主结线和机组运行方式 三允许的最大转速上升率 第4.1.9条 机组甩去全负荷时最大转速上升率不宜大于50% 对并入电力系统中运行且占系统容量20%以下的电站
48、机组甩去全负荷的最大转速上升率可允许达到50% 60% 转速上升率大于60%时应有充分的论证 第4.1.10条 当最大压力上升率及最大速率上升率不能满足设计要求时应采取下列的措施 一缩短压力水道的长度或加大其过水断面 二与制造厂协商加大机组的转动惯量 三在压力水道上设置调压井(塔)或在水轮机前装设调压阀 四机组采用分段关闭装置 第4.1.11条 当几台水轮机共用一条压力水道时每台水轮机前应装设进水阀 对单元压力水管可在进水口装设快速闸门或在水轮机前装设进水阀 当最大水头大于150m时在进水口应装设快速闸门或事故闸门同时在水轮机前装设进水阀 快速闸门或进水阀的关闭时间不应超过制造厂保证发电机在飞
49、逸转速下允许的运行时间 第4.1.12条 随机组配套的自动化元件的操作电压和调速器的操作电压必须一致 第二节 供水系统 第4.2.1条 技术供水(机组冷却水润滑水和主轴密封用水)系统应有备用水源其中润滑水的备用水源应能自动投入运转供水系统的取水口不应少于两个每个取水口应保证通过需要的流量 第4.2.2条 水电站的技术供水方式应符合下列规定 一水头在12m以上时宜采用自流供水最大水头大于50m时应设置可靠的减压设备或采用射流泵供水 二供水量较大(发电机有空气冷却器)且水头在80m以上时应在自流减压供水射流泵供水和水泵供水之间进行技术经济比较确定 三水头大于120m时宜采用水泵供水 四最大水头在12m上下最小水头小于12m时宜采用自流和水泵相结合的混合式供水 第4.2.3条 当采用水泵供水方式时应设置备用水泵当一组水泵中任一台水泵发生故障时备用水泵应能自动投入运转 第4.2.4条 机组冷却水系统应装设滤水器润滑水系统应加设专用的滤水器滤水器清污时系统供水不应中断 第4.2.5条 水电站厂房应设消防供水系统 水电站水头在30m以上消防供水可采用自流供水 水电站水头在30m以下消防供水宜采用水泵供水不考虑备用水泵但应有可靠的电源水泵的供水量应不小于最大一次失火的消防用水量 当技术供水采用水泵供水时消防供水与技术供水可合成一个系统 当供水水头和水量不能满足消防要求时可用化
