1、 水电站厂房设计规范(试行) SD33589 编制说明 前 言 水电站厂房设计规范(SD33589)(以下简称规范)编制的主要原则是： 1.规范适用于大中型水利水电枢纽工程中岩基上的1、2、3级水电站厂房设计； 2.规范内容以地面厂房为主，对地下厂房也作了较详细的规定，对其它型式的厂房仅就其特殊问题提出要求； 3.规范以总结国内已建电站的经验为主，并参考国内外有关的规范或准则，吸取已建、在建工程的一些科学研究成果； 4.与国家建委和原水电部颁发的规范配套相适应，其它规范已有内容，除少数需结合水电站厂房特点进行补充外，一般不重复； 5.计量单位采用1984年2月17日国务院发布的中华人民共和国法
2、定计量单位。 规范编制工作经历了编制提纲、调查研究、专题编写和规范编制四个阶段，先后召开了四次讨论、审查会议。兹分述如下： 第一次会议于1983年7月在天津由水利水电规划设计院和天津勘测设计院共同主持召开，讨论并通过了编制提纲，协调了任务分工，成立了水电站厂房设计规范编制组，制定了编制工作计划，出席会议的代表30人。 第二次会议于1984年10月在上海由水利水电规划设计院和天津勘测设计院共同主持召开，讨论了各单位提出的专题报告(共51篇)，会议着重对防洪标准、厂区布置、厂内布置、稳定计算、地下厂房布置、围岩稳定、温控措施、混凝土抗裂、厂房建筑设计等专题进行了讨论审查，出席会议的代表53人。 第
3、三次会议于1986年2月在天津由水利水电规划设计院和天津勘测设计院共同主持召开，讨论规范初稿，并对下步补充修改工作做了安排，出席会议的代表62人。 第四次会议于1988年1月在北京由水利水电规划设计院主持召开，审查规范的送审稿，会议对规范各章节逐条进行了讨论审查，并提出了具体的修改意见，对某些章节及附录也作了调整，并明确规范的正文、编制说明及专题报告汇编三者构成一个整体。 1988年5月由天津勘测设计院提出了规范的报批稿，呈送水利水电规划设计院审查，1989年3月由能源部、水利部批准试行。前后参加本规范工作的同志近60人，参加审查会议的专家达94人。 本规范内容是我国近40年水电站厂房设计实践
4、的总结，反映了我国水电站厂房设计已达到的水平，在技术上有所进步。例如：本规范提出的坝后窑洞式地下厂房、厂前挑流式、厂顶溢流式、坝内式厂房布置型式，可因地制宜的进行方案比较；在结构设计上，本规范把厂坝联合作用、锚喷支护、预应力、蜗壳联合作用等置于一定的位置，供设计人员考虑；关于地震荷载计算、结构的温度应力及配筋、地下厂房围岩稳定分析、有限元的应用等都进行了论证；对洪水设计标准、厂房下部结构的抗裂要求提出明确规定，相应设计标准作了适当降低。 经过试设计，表明设计比过去有很大改进，可节约工程量和投资。 本规范未包括通过厂房泄流等水力学设计方面内容，可参照其它泄水建筑物有关规范。附录中的“参考附录”是
5、本规范初次编制，考虑到所涉及问题比较复杂，设计者可以根据具体情况有选择性的使用，不应盲目套用。 编制说明是按规范正文的章、节、条顺序编写，由于某些正文及附录比较简明，无需再作解释。 规范的编制工作是在原水利电力部水利水电规划设计院的直接领导下，各兄弟单位的热情支持和参编单位的共同努力下完成的，特致以谢意。 编者 1989年11月 第一章 总则 第1.0.1条 根据原水利电力部水利水电规划设计院指示，并结合我国自然条件和已建水电厂的情况，大、中型水电站厂房大都建在岩基上，故本规范的适用范围确定为大、中型水利水电枢纽工程中岩基上的1、2、3级水电站的厂房土建设计。本规范也涉及了主变压器场地和开关站
6、。 4、5级及非岩基上的水电站厂房设计、本规范仅供参考。 第1.0.2条 本条的正文是水电站厂房设计总的指导原则，应贯穿于设计各个阶段。 第1.0.3条 水电站厂房、既是水工建筑物，又是工业建筑物，包括的内容广，涉及的专业多，本规范不可能将有关的规程、规范全部列出。本条只列出了几本关系最密切的规范，本规范未列出的其他现行(国家和部级标准)的规程、规范必须遵守。例如，上部结构就应满足工民建有关专业规范的要求。 第1.0.4条 水电站厂房的分类是根据本规范所涉及的范围和便于条文的叙述而提出的。本规范未对厂房的分类作出全面规定。 第1.0.5条 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
7、和结构设计的主要依据。防洪标准偏低，将给电站安全运行带来不利，不仅不能保证正常发电，甚至造成厂房失事；标准偏高，则不仅增加投资，而且给厂房布置增加困难，甚至要设置竖向进厂交通，极为不便。 1978年颁布的水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)SDJ1278(以下简称等级标准)，对水电站厂房设计洪水的采用，只提出某些基本原则，对各种类型的厂房洪水标准规定不够具体，致使出现同一等级同样类型厂房所采有的防洪标准相差甚远的问题；非壅水厂房采用的防洪标准和壅水厂房一样，不尽合理问题；按装机容量和按库容分等级确定建筑物洪水标准出现的不协调问题，例如：非壅水厂房洪水标准高于闸坝的标准。另外，
8、该标准所订洪水标准偏高。如按照等级标准要求，则一部分已建电厂需要加固处理，重新设防，补充花费一笔资金。但实际上，某些水电站厂房设计采用的防洪标准低于等级标准，见表1.0.5。 表1.0.5 国内几个水电站厂房采用的洪水设计标准 大坝洪水重现期 (年) 厂房洪水重现期 (年) 工程名称 总库容(108m3)装机容量(104kW) 工程等别设计校核厂房型式厂房等级设计 校核 发电日期 龙羊峡 水电站 247.0 128 1000 坝后式地面厂房 1 150 1700 1987年安康水电32.0 80 310 5000坝后式地面1 100 1000 在建站 厂房 天生桥(二级)水电站 0.879 1
9、32 100 1000岸边式地面厂房 1 100 1000 在建潘家口水电站 29.3 42 1000 5000坝后式地面厂房 2 100 500 1981年现等级标准已编制了补充规定，正在审批中，本条规定与等级标准(补充规定)一致。 第二章 地面厂房布置 第一节 厂区布置 第2.1.1条 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，还必须与枢纽其它建筑物相互协调。 有通航需要的枢纽应注意河势的研究，厂房与航运有设置在河岸同一侧，如葛洲坝、大化水电站；也有设置在不同侧，如石泉、柘溪、西津
10、等水电站。航道及引航道对水流流速要求较缓慢，纵向及横向流速要求控制较严格。 河道较宽的水电站溢洪道一般与厂房分居两侧布置，如三门峡、丹江口、潘家口、新丰江、石泉等水电站；河道较窄的水电站泄洪建筑物与厂房成空间交叉布置，如乌江渡、龙羊峡等水电站。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，新丰江水电站初期投入运行时，紧靠主厂房的溢流鼻坎太短，溢洪道出口处的水雾影响到厂房运行，后将鼻坎延长，将溢洪射流的雾区往下游延伸后，避免了雾区对厂房的影响。 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
11、响。 如设漂木道，其位置最好远离电站进水口，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。富春江水电站的鱼道布置在厂房与泄水道之间，运行后效果不理想。 排沙洞(孔)尽可能靠近电站进水口布置。排沙洞(孔)进口高程应低于电站进水口底坎，以利排沙，高差大效果尤为显著。在低水头的河床式水电站中往往把排沙孔设置在厂房机组段内，例如葛洲坝、青铜峡、天桥等水电站；在水头较高的水电站中多设置单独的排沙洞，例如刘家峡水电站在右岸设有单独的排沙洞。 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
12、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。 在峡谷山区坝后式厂房布置中应考虑厂房开挖对坝肩及岸坡稳定的影响。例如黄河龙羊峡水电站，为此把厂房从坝趾移往下游70余m处布置。 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。厂坝之间的空间常用来布置副厂房或主变压器。这种型式的厂房在国内有龙羊峡、刘家峡、盐锅峡、三门峡、丰满、新丰江、丹江口等水电站。 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
13、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也是选择合理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。 第2.1.3条 河床式厂房，进水口是厂房建筑物不能分隔的一部分，泥沙的淤积和磨蚀，漂浮污物的堵塞、冰凌的壅阻都可能造成电站不能正常发电，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，拦污栅、闸门和启闭机的布置，通气孔的设计等均应按
14、照进水口设计规范等要求进行。进水闸墩常可结合两岸交通需要布置桥梁。 第2.1.4条 坝后式厂房在通常情况下，厂、坝间宜采用分离式，即在厂、坝间用永久变形缝伸缩沉陷缝隔离开，使受力不互相传递；在任何情况下，厂房自身要能维持其稳定性及满足其强度的要求。 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。例如石泉水电站，由于尾水位过高，影响厂房的抗倾覆稳定，故在厂房下部结构与坝体之间不设伸缩缝，也不设插筋，混凝土接触面亦不进行凿毛处理，紧靠坝体浇筑厂房下部混凝土，待混凝土干缩后自然形成平缝，汛期温度较高平缝将闭合，当尾水位过高而使厂房向上游倾倒时，可使坝体给厂房
15、结构一个抗力，以确保厂房的安全，另外其压力引水钢管在厂坝分缝处未设伸缩节，为防止厂坝分缝处管道焊缝开裂而造成危害，特在管道外侧设一道“V”形止水铜片，运转多年来尚未发生任何事故。 厂坝整体连接，横缝有厂坝错缝、厂坝直缝和厂坝斜缝三种；纵缝有整体连接、平靠连接和并缝连接三种。厂坝整体连接，国外有法国坚尼西亚水电站，美国大苦力水电站、乌干达欧文瀑布坝水电站、巴西阿瓜威尔梅拉水电站；国内有石泉水电站、池潭水电站、乌江渡水电站、安康水电站及设计中的岩滩水电站，万家寨水电站等。 厂、坝采用整体连接，坝和厂房联合受力，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
16、通过模型试验仔细研究。 坝块横缝可能影响压力管道的位置及机组分段尺寸，应仔细研究使厂房分缝与坝块协调。 第2.1.5条 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。为了预防压力管道或高压闸阀发生破裂事故而危及厂房安全，将厂房位置避开压力管道事故水流的主要方向。或可考虑修筑能将事故水流导离厂房的围护建筑物，或加固管道及高压闸阀的强度，或其它安全措施。国内外管道破裂的实例不少，见表2.1.5。 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
17、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。 表2.1.5 管道爆破事故的情况与分析 电站名称 电站地址 事故日期 事故情况 损失情况事故原因 拉可-奴阿尔水电站 法国 1934年1月4日 靠近厂房的水管爆破，冲击射流高达45m，电站水头为100m 死9人，厂房几乎全毁 错误操作导叶，瞬时关闭，出现直接水击压力 阿格瓦水电站 日本 1950年6月18日 水管有8m顶部爆破，其上端有53m被压扁，死伤4人，损失当时的错误操作蝶阀，0.3s关闭，产生直接水击约水流从爆破处喷出 45万日元 340420m，电站水头124m 菜昂水电站 希腊 1955
18、年3月 电站水头230m，水管长约190m，闸门室突然出现水击冲击波 厂房与闸门室全被毁管理员语言不通导致操作错误，瞬时关闭阀门产生水击冲击波伯尔密士No.2水电站 加拿大魁北克1961年 压力水管严重地爆破损失严重 由于水击共振所造成 大洪河水电站 中国四川省 1962年1月26日 1月10日曾做甩荷试验，压力表观测水击压力升高率=38.5% 管长270m爆破一段 可能在1月10日甩荷试验已产生较大水击压力，而使管段开裂，终至爆破 芒特普茨水电站 美国 1964年3月6日 电站投产仅10h，空放阀出现大振动，致使厂房严重振动，迫使停产停产进行试验，推迟投产达一年之久 空放阀上游段形式设计欠妥
19、，产生旋涡流无通气设施，致产生水击与气击的严重振动下马岭水电站 中国河北省 1964年3月9日 高压斜井破裂而涌水冲下泥石约700800m3，幸好及时关闭快速闸门 斜井破坏停产修建，清理厂后堆积的泥石 施工质量差，错误选用岩石坚固系数，不能抗御水击 下硐水电站(龙溪河) 中国四川省 铸铁一段破裂造成事故 水管爆破一段 管厚度不够，水击压力超过设计值而破裂以礼河三级水电站 中国云南省 1971年1月8日 高压平洞上34号与36号管段爆破。长达2.15与44m，裂缝宽约25mm 停产28d 球阀下游管道因空气造成孔口出流，气压突增，两者使水压从62.8105Pa增至90105Pa 绿水河水电站 中
20、国云南省 1971年8月 调压井、2号斜井、3号高压平洞共长188m，首次运行放水，发生管道压扁事故 停产14个月重新修复投产 施工质量差，未清除衬砌处的杂物，外水压力大于设计值，导致压扁管道 映秀湾水电站 中国四川省 1972年7月31日 利用调压井内的闸门充水 管道严重振动 高压水管存在空气，发生气击所造成 以礼河四级水电站 中国云南省 1972年10月 4号机球阀产生强烈振动，沿管轴线继续约2min 使值班员情绪紧张 由于球阀漏水而发生水击共振，导致振动泉水水电站 中国广东省 1974年5月 山岩内衬钢板厚68mm。管道压扁一段长达204.2m，并有三处环向断裂 推迟发电重新修建管道施工
21、质量差产生孔洞，并增大加劲间距，外压预计过低，由原估2.5105Pa增至7.5105Pa 第2.1.6条 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。 一、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。 二、尾水渠首段与其后渠段断面不同时，应有渐变段连接。 三、尾水管出口水流紊乱，漩涡多，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，应设置向下游延伸足够长度的导
22、水墙。 四、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)。 五、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。 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1415的底坡(重要电站宜通过水工模型试验验证)相接。 第2.1.7条 施工弃碴应按施工组织设计指定的地点堆弃，尤其是狭窄河谷更需引起重视，例如龙羊峡水电站弃碴填入上游库区，因库容大且距离短，在不影响底孔泄流排沙情况下，这样做还是可行的。往下游出碴必须按指
23、定的地点堆放，避免弃碴缩窄和淤积河道，以致抬高尾水位。近年来尾水渠水位抬高的现象比较普遍，且数量也比较大，而河床清碴工作则各水电站多未进行，应引起设计、施工等方面注意，制定措施。 第2.1.8条 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。我国已建水电站副厂房主要设于厂坝间的有葠窝、陈村、新丰江、丹江口、石泉等水电站；副厂房主要设在尾水管上的有下苇甸、岗南、天桥、八盘峡、西洱河四级、拉浪、柘林、葛洲坝等水电站；副厂房主要设在厂房一端的有双牌、柘溪、
24、青铜峡、官厅、麻石、映秀湾、三门峡等水电站；大多数电站副厂房都是分设在几个位置上，如刘家峡等水电站，应因地制宜利用一切空间。 第2.1.9条 主变压器尽可能靠近发电机。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它设备的正常运行。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、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；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，简化辅属设施，但应根据具体条件，经方案
25、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，泄水设备在泄洪期间，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100150m范围内，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。1983年新安江水电站泄洪时，下泄水流产生的水雾，引起右岸升压开关站跳闸，造成停电事故；又如丰满水电站，冬季泄水时水雾凝结在导线上引起倒塔事故。 水电站广外开关站，多数布置在河岸山坡开挖而成的平地上，其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，
26、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。 第2.1.10条 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。 一、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，例如采用全封闭厂房，进厂公路以隧洞连接的有乌江渡水电站；进厂公路以斜坡与安装间相连的有柘溪水电站和凤滩水电站；采用防洪门的有石泉水电站；采用抬高安装间(即安装间高出主机间)的有西津、八盘峡、官厅等水电站。还有的电站采用安装间端侧加设地面高程高出安装间的进厂间，以求安装间与主机间能在同一高程，使运行、检修方便，
27、场地利用面积更为有效，如葛洲坝二江厂房就设有进厂间，其与安装间高差达4.59m。对于尾水变幅太大的水电站，若采取水平进厂方式有困难时，可采取垂直进方式，例如石门、窄巷口、大化等水电站，其设备靠提升机械从厂顶吊运。 二、厂房被淹多半因对洪水量估计过小，山坡护岸未设计好，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，致使泵房被淹后导致厂房被淹。所以处在洪水威胁较大的水电站则需设置深井泵，使厂房处于不受淹的有利保证。凤滩水电站厂房在安装间挡水闸门之内设有抽水泵房，以防厂房可能被洪水淹没。 三、厂区排水尚应考虑厂区与泄洪建筑物的相对位置，不应将厂房布置在射流
28、水雾区。例如黄龙滩水电站厂房，曾于1980年6月24日堵河发生约50年一遇的洪水时，坝址最大洪水流量为11500m3/s，当时暴雨泄洪与不利风向组合，倾盆大雨洒进厂区，又适泥石流俱下，进入排水泵房造成水泵失效，厂房被淹。 四、施工及运行初期，对可能导致水淹厂房的孔洞、管沟、临时通道、预留缺口等，均应设必要的密封盖板。 五、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沟，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。 第2.1.11条 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
29、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、铁路及水运三种。一般对铁路均乐于采用，因其货运量较大，但需视已有铁路干线与厂址距离长短及筑路难易情况，经经济比较决定。如龙羊峡水电站就未采用铁路而选择了公路。刘家峡水电站因从兰州接线路程近、投资省而采用了铁路。水运在条件许可的情况下，它对水电站的运输将起很大的作用，例如葛洲坝采用了水运；柘溪有些重件因桥梁载重量的限制故在进厂前的一段距离采用水运；龙羊峡水电站的设备运输吨位量较大，故沿程所通过的桥梁均进行加固，以满足重件、大件运输的要求
30、。 进厂交通线布置，一般情况下应位于非常运用洪水位以上。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，其进厂交通线也可以低于非常运用洪水位，但是厂房的防洪措施必须满足第2.1.10条要求，同时应另设在非常运用洪水时不受阻断的人行通道。 第二节 厂房内部布置 第2.2.2条 决定主厂房长度和宽度应注意的事项： 一、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： 1.水平扩散段采用窄高型尾水管，减小机组间距； 2.高水头电站、尾水管用圆
31、形断面，也可缩小机组间距； 3.水平扩散段底板，在满足尾水管出口顶部有足够淹没深度下可适当上翘，以减少厂房基础部分的开挖； 4.适当加长尾水管，以便其上安设变压器或副厂房； 5.改变高度及扩散角，以适应厂房布置； 6.平面上尾水管中心线与机组中心线成夹角布置，或偏离布置以适应河道流向，便于尾水衔接。 又如蜗壳：金属蜗壳包角多为345，不应作太大变动。混凝土蜗壳的包角一般在135270范围内，常用为180225，蜗壳断面常采用形。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，抑或水下结构部分需布置泄水孔道等，可采用上突的蜗壳断
32、面形状。 二、在一般情况下，混流式或轴流式水轮机机组间距由蜗壳平面尺寸加混凝土厚度尺寸决定。高水头电站由于单机引用流量小，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，这和选用水轮机混凝土蜗壳包角有关(一般选用包角180)。从蜗壳混凝土厚度来看，差别较大，这和蜗壳内壁有无钢板衬砌关系较大，如有钢衬，钢筋混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
33、比值在3.03.8之间。 岸边式厂房机组间距与转轮的比值在4.46.0之间。 三、表2.2.2-1表2.2.2-4列出各电站蜗壳混凝土厚度及发电机层通道尺寸统计表供参考。 发电机的布置，常见的有定子外露布置、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，因其占去发电机层却板很多位置，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机层高度，可利用增设中间层，故目前采用后两种布置较多。 四、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
34、洞间的岩壁厚度控制，如天生桥二级水电站厂房。 在龙羊峡水电站设计中，引水钢管中心线与机组的Y轴(顺水流方向)成30角，使蜗壳平面最大尺寸不在厂房的纵轴线上，因而减小机组间距1m。 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。 五、在河床式厂房中，往往在机组段兼设有泄流排沙孔，如葛洲坝水电站在机组两侧设冲沙孔，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研究确定。 六、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
35、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阀也要求加长。这些应根据各水电站的实际情况决定。表2.2.2-5为边机组段长度统计表，供参考。 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，但可能因此而增加厂房的宽度和长度，吊车的跨度也有所加大。考虑到万一进水阀爆破，水流将淹没厂房，为此进水阀强度应适当加大。高水头的电站厂房都将进水阀布置在厂外，可另建进水阀室或利用岸边式地面厂房与后山坡的空槽内建阀室。机旁盘宜布置在主厂房发电机层与调速器同一侧，般尽量靠近
36、调速器的机械柜。 表2.2.2-1 坝后式厂房金属蜗壳混凝土保护层厚度统计表 金属蜗壳混凝土保护层厚(m) 尾水管边墩厚(m) 电站名称 单机容量(万kW) 设计水头(m)单机引用流量 (m3/s) 机组间距 L(m) +X -X +Y -Y 左边墩 右边墩 中墩 蜗壳平面投影最大尺寸(X方向)(m)发电机定子外径 (m) 水转D乌江渡水电站 21 120 203 20 2.316 1.526 4.437 2.14 3.15 2.35 2.2 16.158 12.85龚咀水电站 10 48 241 22 1.56 1.44 3.03 1.04 3.5 3.5 2.0 18.98 14.46潘家
37、口水电站 15 63.5 277 23 1.47 2.0 3.2 1.95 4.1 3.9 2.0 19.985 14.6新丰江水电站 7.5 73 118 18 2.0 1.6 1.2 1.4 2.2 1.5 2.24 14.2 9.8 三门峡水电站 5 30 198 23 1.73 1.89 0.75 2.1 2.4 2.4 2.2 19.385 11.35故县水电站 2 65 36 13 2.23 3.235 2.624 1.55 3.715 3.715 7.535 阳辛水电站 1.7 28.5 72.2 13.8 1.03 0.8 0.65 0.694 1.2 1.2 1.2 11.9
38、42 6.5 丹江口水电站 15 88.5 275 23 2.4 2.4 2.2 17 陈村水电站 5 52 113 20.2 3.3 3.6 1.5 1.8 2.0 2.0 1.8 10.36安砂水电站 7.5 60 146 19.50 1.8 1.0 0.9 1.1 1.5 1.24 1.3 9.8 古田四级 水电站(宝湖) 1.7 28.5 71.1 13.8 0.8 0.8 0.9 0.75 1.2 1.2 1.2 8.0 6.6 古田三级 水电站(高洋) 1.6 25.2 76.5 15 0.8 0.6 1.0 3.0 1.2 1.2 1.2 7.75 6.46纪村水电站 1.7 2
39、8.8 71.1 13.8 1.5 1.0 0.8 2.2 4.5 3.2 1.2 6.46表2.2.2-2 河床式厂房混凝土蜗壳厚度统计 混凝土蜗壳壁厚(m)尾水管边墩厚(m) 电站名称 单机容量(万kW) 设计水头(m) 单机引用流量(m3/s) 机组间距 L(m) +X -X +Y -Y左边墩右边墩中墩蜗壳平面投影最大尺寸(X方向) 发电机定子外径(m) 水轮机转轮直径D1(m) LD1大化水电站 10 22 556 30 4.5 3.7 5 4 4 2 8.5 3.53两津水6 14.3 500 24 2.0 2.55 1.75 1.75 2 15.2 8.0 3.0电站 红石水电站
40、5 24.2 251 22 3.0 2.72 3.0 3.0 2.4 15.74 10.2 6.0 3.67麻石水电站 3.6 18.0 239 17.5 5.3 4.575 3.0 2.1 3.5 3.5 2 12.985 5.3 3.3天桥水电站 3.6 18 239 21.3 1.8 3.6 2.0 2.5 3.8 2 7.0 10.2 5.5 3.87恶滩水电站 6 14.3 500 3.0 3.0 2.0 2 3 2 21.5 15.28 8.0 双牌水电站 4.5 39 138.5 18 2.37 1.28 2.62 1.8 11.765 10.17 4.1 4.39合面狮水电站
41、1.7 27.1 76.5 13.5 1.55 0.75 2.75 0.75 2.54 2.54 1.2 11.3 6.5 3.3 4.09水府庙水电站 0.75 27.7 31.7 9.0 1.85 1.55 2.0 1.2 1.33 1.33 1.0 7.13 5.0 2.3 3.91太平哨水电站 4.025 36.2 133.5 17 2.58 2.555 4.125 2.425 3.7 2.1 1.5 11.865 14.3 4.1 4.15陆水水电站 0.88 18.5 62 11 1.6 1.2 1.2 1.2 3.0 3.67葛洲坝二江水电站 12.5 17 18.6 82511
42、3035.3 40.2 4.5 4.25 3.74.853.74.852.52.2526.831.210.1 11.3 3.53.56富江水电站 6.0 14.3 500 25 1.8 3.5 1.8 1.75 1.9 1.75 21.5 15.2 8 3.13表2.2.2-3 岸边式厂房金属蜗壳混凝土保护层厚度统计表 金属蜗壳混凝土保护层厚(m) 尾水管边墩厚(m) 电站名称 单机容量(万kW) 设计水头(m) 单机引用流量 (m3/s) 机组间距 L(m) +X -X +Y -Y左边墩右边墩中墩蜗壳平面投影最大尺寸(X方向)(m) 发电机定子外径 (m) 水轮机转轮直径D1(m) LD1云
43、峰水电站 10 89 137.5 18 2.772 1.856 3.35 1.694 3.404 3.386 1.59 12.489 8.93 4.1 3.8 4.394.74柘溪水电站 7.5 60 145 18 1.865 1.16 1.53 1.95 1.95 1.8 14.975 9.701 4.1 4.39黄龙滩水电站 7.5 73 123 18 1.7 2.1 1.42.43.0452.4 1.59 9.8 4.1 4.39南桠河三级水电站 4.0 265 17.8 11 0.82 1.15 1.52 0.86 1.5 1.5 6.24 5.25 2.1 5.24红林水电站 3.4
44、 142.4 31.7 11 1.412 1.366 0.575 0.67 1.5 2.0 0.73 6.552 5.1 2.0 5.5密云水电站 1.5 41.2 38.3 12 1.2 1 1 2.7 1.69 1 8.008 5.5 2.25 5.33窄巷口水电站 1.5 57.4 30.5 11 1.56 1.43 0.948 1.041.73.753.751.78.01 6.47 2.25 4.89红岩水电站 1.5 46.2 38.2 11 1.375 1.345 1.02 1.055 2.05 3.4 0.8 7.89 6.47 2.25 4.89下硐水电站 1.5 48.8 3
45、8.1 12.5 1.159 0.983 1.09 0.793 2.52 3.02 1.16 8.008 6.5 2.25 5.56华安水电1.5 47 38.6 11.2 1.06 1.89 0.65 0.85 4.04 2.37 8.008 6.5 2.25 4.98站 船场溪水电站 1.25 93.68 12.8 8.5 1.05 1.33 1.085 1.427 1 1 5.07 3.6 1.4 6.07狮子滩水电站 1.2 64.3 101.6 10 9.5 1.19 0.78 0.79 0.8 2.99 1.997.13 2.0 5.04.75跳鱼坑水电站 0.875 80 12.
46、5 7 1.932 1.348 0.891 1.275 2.402 2.452 5.068 1.4 5.0铁门关水电站 0.875 62.85 17.1 8.5 1.65 1.2 0.8 1.15 1.54 1.5 5.552 1.4 6.07澄碧河水电站 0.65 49.5 15.6 8.8 0.7 0.3 0.7 2.1 1.225 1.225 5.606 3.9 1.4 6.29古田二级水电站(龙亭) 6.5 103 75 14 2.7 0.8 0.8 0.7 2.2 2.2 1.8 7.56 3.3 4.24湖南镇水电站 4.25 95.5 55.7 14 1.75 1.0 1.0 3
47、.42 5.7 1.03 6.39 2.5 5.6表2.2.2-4 发电机层通道尺寸统计 发电机层通道 (m) 电站名称 单机容量 (万kW) 机组宽度(m) 机墩外径(m) 风罩外径(m) 上游侧 下游侧 云峰水电站 10 19.2 13.8 13.8 2.1 2.4 柘溪水电站 7.5 15.12 13.3 13.3 0.41 2.22 黄龙滩水电站 7.5 17.2 13.0 13.8 1.1 1.5 太平哨水电站 4.025 19.0 13.5 13.5 1.0 2.1 南桠河三级水电站 4.0 13.0 8.0 8.0 4.6 1.39 下硐水电站 1.5 12.5 6.35 9.0
48、 3.75 0.95 华安水电站 1.5 12.5 6.75 9.0 1.76 0.98 船场溪水电站 1.25 4.7 6.2 1.75 2.25 狮子滩水电站 1.2 12.7 6.2 7.5 1.3 1.0 毛尖山水电站 1.25 10.5 4.7 6.1 3.45 1.75 响洪甸水电站 1 12.5 6.5 6.95 跳鱼坑水电站 0.875 9.88 4.7 5.5 3.53 0.98 铁门关水电站 0.875 8.5 5.0 5.8 2.58 1.05 澄碧河水电站 0.65 14.3 5.0 6.36 0.8 0.8 红林水电站 3.4 10 6.1 8.4 花木桥水电站 2.
49、1 9 6.6 6.6 窄巷口水电站 1.5 13.0 4.5 9.2 红岩水电站 1.5 12.8 8.8 9.2 密云水电站 1.5 13.86 6.8 9.4 2 1.98 刘家峡水电站 22.5 21 17.5 17.5 1 1.45 23 2 下苇甸水电站 1.5 11.9 6.35 7.95 安砂水电站 7.5 2.0 21.0 11.6 7.9 13.9 7.9 1.0 2.0 湖南镇水电站 4.25 14.2 7.4 9.8 1.7 乌江渡水电站 21 20.5 15.5 15.5 1.15 3.05 龚咀水电站 10 20.7 17.5 17.5 1.7 2.5 潘家口水电站 15 21.2 17.8 2.8 2.0 新丰江水电站 7.5 17 13.5 13.5 2.0 2.3 三门峡水电站 5.0 21.2 13.21 14.8 1.9 2.9 双牌水电站 4.5 18 11.6 13.6 2.1 1.7 故县水电站站 2.0 6.2 7.9 1.5 1.6 阳辛水电站 1.7 7.55 9.3 1.1
