1、1FJD34030 FJD水利水电工程 技术设计阶段水电站岸塔式进水口设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1998 年 12 月2工程 技术设计阶段水电站岸塔式进水口设计大纲主 编 单 位 :主编单位总工程师: 参 编 单 位 :主 要 编 写 人 员: 软 件 开 发 单 位 : 软 件 编 写 人 员 : 勘测设计研究院年 月3目 次1. 引言42. 设计依据文件和规范43. 设计基本资料54 进水口布置与比较.115. 进水口水力计算.146. 进水口结构设计.167. 细部结构构造设计.218. 原型观测、运行要求.229. 专题研究.2210. 工程量计算.2211. 应提供的设
2、计成果.2241 引言1.1 工程概况水电站(水利)枢纽工程，位于 省 市（县）以 、距 km 的 河上。枢纽是以 为主，兼有 等综合利用效益的水利水电枢纽工程。工程初步设计(可行性研究)报告于 年 月经 审查通过。选定坝址为 坝址，坝址控制流域面积 km2，总库容亿 m3，最大坝高 m。电站进水口设在 ，采用 条有压引水隧洞作为发电引水建筑物。引水隧洞单条长分别为 、 m，直径 m，引用流量 m3/s，电站装机 台 MW 的 式机组，总装机容量 MW，保证出力 MW，年平均发电量 kWh。枢纽由 、 、 、 等主要水工建筑物组成。1.2 设计任务简述本大纲覆盖从 (指所设计的引水建筑物 )
3、的岸塔式进水口拦污栅到进水口末端与发电(或引水)隧洞连接处止的设计。设计内容包含设计参数选择、进水口总体布置、水力计算、细部结构设计、施工技术要求、工程量计算、施工期监测及运行期观测设计，以及其他辅助设施设计。1.3 设计主要思想及应考虑的主要因素2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程的文件(1) 工程初步设计(可行性研究)报告；(2) 工程初步设计(可行性研究)报告审批文件；(3) 工程技术设计或招标设计大纲；(4) 工程专题(试验)报告；(5) 工程其他有关文件。2.2 主要设计规范(1)SDJ 1278 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准和补充规定(山区、丘陵区部分)(试行)(2)SD
4、J 21787 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原、滨海部分)(试行)；提示：岸塔式进水口对地形地质条件适应性较广，布置于地形较陡、岩体较完整且稳定，但是水库岸坡不适于布置进水口喇叭口的情况。根据地形条件，岸塔可布置为直立式或倾斜式。在设计中，应充分利用地形地质条件，减少明挖量及尽量避免可能出现的高边坡问题，加快施工进度，缩短工期，降低工程造价。5(3)SD 30388 水电站进水口设计规范（试行） ；(4)SDJ 1078 水工建筑物抗震设计规范(试行) ；(5)SDJ 2078 水工钢筋混凝土结构设计规范(试行) ；(6)SDJ 2178 混凝土重力坝设计规范（试行）及补充规定；(7
5、)SD 14485 水电站压力钢管设计规范（试行） ；(8)SL 7495 或 水利水电工程钢闸门设计规范；DL/T 5013 95(9)SD 13384 水闸设计规范（试行） ；(10)SDJ 20782 水工混凝土施工规范；(11)SL 6294 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范；(12)SL 4794 水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范；(13)SDJ 2081 钢筋焊接及验收规程；(14)(88)水规设字第 8 号 水利水电工程设计工程量计算规定(试行)；(15)GBJ 20483 钢筋混凝土工程施工及验收规范；(16)GBJ 789 建筑物地基基础设计规范；(17)GBJ 1089
6、 混凝土结构设计规范及其局部修订内容(1993.3.15)；(18)GBJ 1785 钢结构设计规范；(19)GBJ 887 建筑结构荷载规范；(20)GBJ 1189 建筑抗震设计规范。2.3 主要参考资料（1） 水力计算手册(武汉水利电力学院编)；（2） 水力学上、下册(成都科技大学编)；（3） 水电站进水口设计 （杨欣先、李彦硕主编） ；（4） 水工设计手册 ；（5） 铁路工程设计技术手册 。3 设计基本资料3.1 工程等别与建筑物级别根据本工程规模，按照 SDJ 12-78，本工程属 等工程，进水口为本工程之 建筑，应按 级建筑物设计。3.2 气象资料3.2.1 气温 已有新标准 DL
7、 5073-1997。 范本是按 SDJ 20-78 编写的，如采用新标准 DL/T 5057-1996，有关内容应作相应修改。6本进水口区气温情况如下：（1）多年平均气温 ；（2）绝对最高气温 ；（3）绝对最低气温 ；（4）最低月平均气温 ；（5）最高月平均气温 ；（6）多年月平均气温，见表 1。表 1 各月气温表 单位：月 份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12多年平均气温极端最高气温极端最低气温3.2.2 水温本库区多年平均水温 ，极端最高水温 ，极端最低水温 。各月水温见表 2。表 2 各月水温表 单位：月 份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12多年
8、平均水温极端最高水温极端最低水温3.2.3 风速与吹程(1) 相应于洪水期多年平均最大风速： m/s；(2) 风的吹程： km。3.3 设计洪水标准洪水标准及相应流量见表 3。表 3 洪水标准及相应流量表项目 洪水重现期，a 入库洪峰流量，m 3/s 下泄流量，m 3/s校核洪水设计洪水3.4 水位和流量运行水位及引用流量见表 4。表 4 运行水位及引用流量表名称 水库水位，m 引用流量，m 3/s 下游水位，m 备注校核洪水位设计洪水位7正常蓄水位死水位初期发电水位最低运行水位检修水位3.5 地震烈度(1)基本地震烈度： 度；(2)设计地震烈度： 度。3.6 水库淤积和泥沙(1)进水口推移质
9、粒径： mm；推移质含量： kg/m 3；(2)进水口悬移质粒径： mm；悬移质含量： kg/m 3；(3)泥砂淤积高程： m；(4)淤砂内摩擦角： ；(5)淤砂浮容重： kN/m 3。3.7 污物情况及冰情(1)污物来源： ；(2)污物种类： ；(3)污物数量： ；(4)漂浮规律： ；(5)冰期： 月；(6)冰盖最大厚度： m；(7)流冰特征：冰块厚度： m；面积： m 2；流速： m/s；流冰抗碎强度：MPa；(8)冻土深度： m。3.8 拦污栅及清污机(1)拦污栅容许最大过栅流速： m/s；(2)拦污栅设计情况水压差：Hs= m；拦污栅校核情况水压差：Hx= m；(3)每片拦污栅宽度：B
10、= m；(4)栅条间距： cm；栅条厚度： mm；(5)拦污栅栅槽宽度： m；栅槽深度： m；(6)清污方式： ；(7)清污机布置：高程： m；轨距： m；中心线桩号： m；(8)清污机荷载：轮压(最大)： kN。3.9 闸门及启闭机3.9.1 闸门(1)工作闸门孔宽： m；孔高： m；工作闸门门槽宽： m；门槽深： m；门槽中心线桩号： m；8(2)检修闸门孔宽： m；孔高： m；检修闸门门槽宽： m；门槽深： m；门槽中心线桩号： m；(3)事故闸门孔宽： m；孔高： m；事故闸门门槽宽： m；门槽深： m；门槽中心线桩号： m。3.9.2 启闭机室高程： m3.9.3 旁通管（或充水阀）
11、直径： m3.10 地质资料3.10.1 区域工程地质及水文地质资料3.10.2 进水口区工程地质、水文地质资料(1)进水口区岩层分类及稳定评价、岩性、物理力学指标、地应力、水文工程地质条件及渐变段一次支护的措施，汇总见表 5。表 5 进水口区工程地质、水文地质条件汇总表岩体抗剪断强度围岩分类围岩分类分段长度围岩地质特征及段号隧洞埋深洞上地下水头单位弹性抗力系数K0坚固系数f结的构影面响对程围度 岩地力应主力应及力洞方轴向与夹地角应岩体状态RQD岩体弹性模量E103岩体变形模量E0103岩体抗拉强度岩体抗压强度岩体泊松比tg C岩体容重岩体完整性能I岩石质量S岩体工程质量M水文地质条件渗透系数
12、K类别名称建议施工支护措施m m m kN/m3 () % MPa MPa MPa MPa MPa kN/m3 m/d(2)基岩物理力学指标及混凝土/基岩抗剪（断）强度指标见表 6。表 6 基岩物理力学指标及混凝土/基岩抗剪（断）强度指标表抗剪断强度基岩岩性 抗压强度 MPa 泊松比 变形模量 MPa 承载力 MPa 抗剪强度 f f cMPa备注(3)进水口边坡稳定性评价(4)枢纽平面地质图及洞线地质剖面图。3.10.3 进水口区地温及岩石热常数(1)地温梯度： ；(2)岩石热常数，见表 7。提示：本节由地质专业根据区域地质条件提供，供进水口设计使用。(1)简述地形地貌、地层岩土性质、地质构
13、造产状、有无有害气体等；(2)简述含水层的类型、地下水的化学性质、地下水的补给与排泄、沿线地表水与地下水动态等；(3)提供地下水的排堵措施，供设计参考。提示：（1）分析是否存在软弱夹层；（2）提供各结构面产状及物理力学指标；（3）提供建筑物永久和临时开挖边坡。9表 7 岩石热常数表岩石名称 导热系数 cJ/（mh） 比热系数 J/（kg） 线胀系数 -13.11 材料特性及结构安全系数3.11.1 钢筋(1)钢筋设计强度及弹性模量，见表 8。表 8 钢筋设计强度及弹性模量表 单位：MPa钢筋种类 符号 钢筋受拉设计强度 Rg 钢筋受压设计强度 Rg 弹性模量 E 备注级钢筋（3 号钢） 240
14、 240 2.1105级钢筋（16Mn）直径28mm 320 320 2.0105直径28mm 340 340 2.0105级钢筋（25Mn） 380 380 2.01055 号钢筋 280 280 2.0105(2)钢筋泊松比：=0.30。3.11.2 钢材(1)钢材为 钢；钢板为 钢；(2)钢材设计强度及弹模，见表 9；表 9 钢材设计强度及弹性模量表 单位：MPa钢材号 符号 钢材受拉设计强度Rg钢材受压拉设计强度 Rg 弹性模量 E 备注级钢材（3 号钢） A3 240 240 2.1105级钢材（16Mn） 16Mn板厚 mm 320 320 2.0105板厚 mm 340 340
15、2.0105级钢材（25Mn） 25Mn 380 380 2.01055 号钢材 A5 280 280 2.0105(3)钢材泊松比：=0.30；(4)钢板强度指标及弹模，见表 10；表 10 钢板强度指标及弹性模量表钢材号 钢板厚度 mm 钢板屈服强度 RgMPa 钢板极限强度 RgMPa 弹性模量 E105MPa(5)钢板允许应力，见表 11；10表 11 钢板允许应力表 单位：MPa埋 管 明管钢板钢号 钢板厚 mm 荷载组合直管 弯、锥管 按明管校核 直管 弯、锥管基本特殊基本特殊(6)焊缝系数： ；(7)钢板泊桑比：=0.30；(8)线膨胀系数： ；(9)钢板抗外压失稳安全系数 。3
16、.11.3 混凝土和钢筋混凝土(1)混凝土标号： ；(2)混凝土容重：=24 kN/m 3；(3)钢筋混凝土容重：=25 kN/ m 3；(4)混凝土设计强度及弹性模量，见表 12；表 12 混凝土设计强度及弹性模量表 单位：MPa项目 符号 混凝土标号混凝土标号 C C15 C20 C25 C30轴心抗压 Ra弯曲抗压 Rw抗拉 Rl抗裂 Rf弹性模量 E(5)混凝土泊松比：=1/6；(6)强度安全系数，见表 13；表 13 强度安全系数表荷载组合结 构 受 力 特 征基本 特殊按抗压强度计算的受压构件、局部承压混 凝 土按抗拉强度计算的受压、受弯、受拉构件轴心受压、偏心受压、局部承压、斜截
17、面受剪、受扭构件钢筋混凝土轴心受拉、受弯、偏心受拉构件(7)钢筋混凝土轴心受拉、小偏心受拉构件抗裂安全系数： ；(8)钢筋混凝土结构构件允许最大裂缝宽度： mm；11(9)混凝土抗渗标号： ；(10)混凝土抗冻标号： ；(11)混凝土与围岩粘结强度不得小于 MPa；(12)混凝土热学常数：导热系数 c= J/（mh） ；比热系数 = J/（kg.） ；线胀系数 = -1 。3.11.4 喷混凝土设计指标(1)喷混凝土标号：；(2)喷混凝土容重： kN/m 3；(3)喷混凝土强度及弹性模量，见表 14；表 14 喷混凝土设计强度及弹性模量表 单位：MPa项目 符号 喷混凝土标号喷混凝土标号 C
18、C15 C20 C25 C30轴心抗压 Ra弯曲抗压 Rw抗拉 Rl抗裂 Rf弹性模量 E(4)喷混凝土泊松比： ；(5)强度及抗裂安全系数 ；(6)喷混凝土抗渗标号 。3.11.5 钢纤维喷射混凝土设计指标(1)普通碳素钢纤维抗拉强度不低于 MPa；(2)钢纤维直径为 mm；(3)钢纤维长度为 mm；(4)钢纤维的参量为混合料重的 %；(5)钢纤维喷射混凝土容重 kN/m 3。3.12 水力计算参数(1)衬砌糙率1)钢模混凝土衬砌：n= ；n max= ；n min= ；2)木模混凝土衬砌：n= ；n max= ；n min= ；3)喷混凝土衬砌：n= ；n max= ；n min= ；4)
19、浆砌石衬砌：n= ；n max= ；n min= ；5)钢板衬砌：n= ；n max= ；n min= ；6)不衬砌：n= ；n max= ；n min= 。(2)局部水头损失系数121)拦污栅： ；2)进水口： ；3)闸门槽： ；4)渐变段： 。3.13 初设阶段进水口布置图(1) 进水口布置图 (2) 其他专业布置图4 进水口布置与比较4.1 进水口布置提示：进水口布置图取自初步设计成果，其上部结构及设备初步设计阶段一般较为粗略，故应根据技术设计阶段中间成果，及时明确上部结构布置及作用荷载。提示：包括闸门槽二期混凝土及埋件图、启闭机及启闭机室布置图、旁通管（或旁通阀）布置图，以及拦污栅布置
20、图等。提示：此阶段应根据地形、地质等条件，需考虑电站最低运行水位下的最小淹没深度、防沙、防污、防冰等要求，以及工程是否要求分期发电、设计流量等，并应和金属结构、电气、建筑等专业配合，对初步设计提出的布置方案、进口设置高程、进口体型、孔口尺寸等进行复核、修改及优化。提示：(1)进水口布置系在批准的初步设计方案的基础上，根据隧洞挂口地质条件及进水口布置条件，进一步结合地形、地质、防沙等实际情况，进行局部的调整与修正。(2)原则上应选择地质条件较好处作为隧洞挂口，并应便于进水口布置；进口流向应尽量与河道流向一致，使进水流态较平稳，以防水流边界急剧变化偏折，在进水口前形成回流或旋涡。(3)进行进水口布
21、置修正时，应考虑下列条件：1)进水口应当满足枢纽总布置的要求；2)应考虑隧洞进口沿线的岩性、产状、断层、节理等结构特征、地下水分布规律等因素，应尽可能避开对隧洞不利的工程地质和水文地质条件的区段（如地质构造有很大破坏、逸出气体、地下水渗流、坍塌和喀斯特等） ，避开具有不利卫生环境条件的区段（如坟墓、垃圾厂以及渗滤场地等） ；3)进水口布置应尽量使洞线在平面布置上为直线型，使洞线为最短，工程量最小，满足洞内水流条件，且施工方便，便于机械化施工；4)进水口宜选在地质构造简单、岩体完整稳定、岩石坚硬、上覆厚度大、水文地质条件有利以及施工方便的区段；5)对要求布置两个或两个以上进水口的布置，隧洞轴线中
22、心距应根据围岩地质条件，开挖施工机械和方法对围岩扰动的影响，原则上要求隧洞间岩柱厚度应大于 23倍隧洞开挖直径。如岩柱厚度小于 2 倍隧洞开挖直径，应作专门论证。134.1.1 进水口底板高程确定4.1.2 进水口孔口尺寸确定4.1.3 进口段体型设计4.1.4 闸门段布置(1)闸门段布置根据具体情况布置工作闸门、检修闸门或事故闸门；(2)确定工作门和检修闸门之间距离、闸门段长度。4.1.5 充水阀设计4.2 拦污栅布置4.2.1 拦污栅道数选择提示：(1)进水口的高程应满足在最低水位下的运行要求。有压进水口还应满足最小淹没深度的要求，以不产生漏斗状吸气漩涡，且能保证引水管道顶部压力不小于 0
23、.02MPa 为原则，但也不宜过深，以免增加金属结构和土建工程的造价。寒冷地区计算淹没深度时，还应考虑冰盖厚度的影响，冰盖下淹没深度不宜小于 2 m。(2)进水口底坎高程应在预计的河流泥沙、水库淤积高程以上，如不能满足此要求时，应设置冲砂孔，保证进水口“门前清” 。应根据淤砂颗粒级配及冲砂孔泄量等确定冲砂漏斗范围，初步估算时可假设冲砂孔底坎为起坡点，两侧边坡为 1：3 左右。提示：(1)参照 SD 30388 及 水工设计手册第七卷第三十一章第三节、 水力计算手册第六篇第二章（武汉水利电力学院编）进行计算后确定。(2)为减少水头损失，工作闸门孔口面积宜为引水管截面积的 1.21.5 倍，孔口高
24、宽比也宜在 1.21.5 之间，孔口宽度宜等于或略小于引水管道直径。检修孔口尺寸视进水口曲线布置而定。(3)对于多沙河流，应按照不磨蚀流速，确定检修闸门孔口尺寸。提示：进口体型主要根据进水口布置方式以及引用流量决定。其长度在满足工程结构布置需要及进水可能允许的尺寸与水流顺畅条件下，原则上要求布置紧凑。必要时，可通过水工模型试验确定。为减少水头损失又便于施工，顶部和两侧可采用圆弧曲线，曲率半径分别取工作闸门孔口高度和孔宽的一半左右，底部通常可为平底或斜坡。一般顶部和两侧采用曲线如下：（1）进口段的边界曲线，一般采用 1/4 椭园或园弧曲线。（2）进口段的顶板曲线，一般采用 1/4 椭园曲线。曲线
25、方程为： 12byax提示：考虑检修方便和结构要求选取，闸门段体形主要根据所采用的闸门、门槽型式以及结构的受力条件而决定。其长度取决于闸门及启闭设备运行与检修的需要，并考虑引水道检修通道要求。工作门和检修闸门之间距离不宜小于 1.5 m2 m。提示：充水阀（或旁通管）截面积应根据充水容积、下游漏水量和充水时间要求确定，但不应大于通气截面积的 0.2 倍。提示：通常设一道拦污栅，当清污频繁而又不宜停机清污时，可考虑设两道栅，或设备用栅。污物很多时还可设导污排等辅助设施。144.2.2 支承平台及封顶平台高程选择4.2.3 清污设施布置4.3 渐变段布置确定渐变段长度、渐变段截面变化规律。4.4
26、通气孔(1)确定通气孔尺寸、面积。(2)确定通气孔布置：通气孔上部和下部孔口高程、位置。5 进水口水力计算5.1 进水口水力计算(1)最小淹没深度确定(2)水头损失计算(3)引用流量计算提示：主要根据过栅流速要求（采用机械清污时，一般过栅流速控制在 1 m/s1.25 m/s 左右），确定拦污栅支承平台及封顶平台高程。为减小过栅流速并使水流平顺，支承平台高程可略低于进水口底坎高程。通常封顶平台高程也不宜高出死水位过多。提示：根据清污方式(机械或人工)确定。提示：(1)渐变段为将矩形断面（闸门段）变到园形断面（引水道） ，一般采用在四角加园角过渡。其长度一般为引水道直径的 1.52.0 倍，收缩
27、角一般不超过 10，以 68为宜。(2)为方便施工，渐变段高度、宽度及圆角半径通常可按线性变化设计。提示：通气和通气设施是压力引水道中不可缺少的重要组成部分。压力隧洞中，排水时需要补气，充水时需要排气。（1）目前，还无法对通气作出数字分析，只能根据试验和原形观测资料，由经验判断决定。前苏联规范规定风速不宜超过 50 m/s；美国规定风速不超过 45 m/s；我国一些工程的实测风速为 10 m/s30 m/s，最大达 80 m/s；（2）为避免引水道出现负压及气蚀现象，通气孔布置应遵循下述原则：通气孔面积宜适当取大些，一般为引水道截面积的 5 %8 %；通气孔下部孔口应尽量靠近闸门。充水排气用的
28、通气孔，应放在充水段的最高点；通气孔上部孔口高程，应不被水淹没，必要时对孔口进行保护；通气孔上部孔口不可设在启闭机室内。（3）参照水利水电工程技术设计阶段发电或引水有压隧洞设计大纲范本有关要求进行。155.2 通气孔面积计算提示：(1)参照 SD 30388 附录四计算。(2)进水口最小淹没深度不应小于 1 m。165.3 管道充水时间计算6 进水口结构设计6.1 设计荷载确定及荷载组合6.1.1 设计荷载确定 ghVF/提示：根据设计的充水方式（充水方式有：在进水口闸室边墙混凝土中埋设旁通管；在进水口闸门上设置充水阀门；小开度提升进水口闸门充水） ，选用与充水方式相同的流量公式，计算管道充水
29、时间。提示：参考水工设计手册第七卷第三十一章附录二计算。一般常用的方法有：(1)最大需气量计算1)我国一些明流隧洞的观测资料经验公式：Qa=(1020)Q w式中：Q a隧洞中需要的气流量；Qw相应的需水流量。2)原水电部十一工程局推荐的公式：Qa=0.015(VwA)1.2式中：V w最大工作水头下闸门全开时闸门孔口的平均流速；A明流泄水隧洞的断面面积。3)DL/T 5013-95 推荐公式：Qa=0.09VwA式中：符号意义同前。(2)建议的需气系数1)美国陆军工程师兵团建议数据：Q a/Qw=0.03(F-1)1.06式中：最大需气系数；F佛劳德数， ；V闸门流速，V=2gH；h闸门全开
30、时其后的收缩断面水深；H闸门孔口顶点至库水位的高差；g重力加速度。2)罗马尼亚韦斯乃尔（Wisner）建议的数据：=0.024(F-1) 1.4式中：符号意义同前。3)韦斯乃尔对于闸门小开度时建议的公式：=0.033(F-1) 1.6(3)通气孔的风速在一般情况下，风速最好保持在 20 m/s40 m/s 左右，最大不宜超过 60 m/s（与溢洪道规范一致） 。另外，为了避免发生空蚀或振动，闸门后的压降不宜超过 1.5 m2.0 m，或负压不低于 1.5 m2.0 m。17（1）自重（A1）（2）设备重（A2）（3）静水压力（A3）（4）拦污栅前后水压差（A4）（5）进水口闸门前后水压差（A5
31、）（6）扬压力（A6）（7）泥沙压力（A7）（8）风压力（A8）（9）浪压力（A9）（10）雪压力（A10）（11）冰压力（A11）提示：自重为进水口结构重（包括启闭机室和交通桥、工作桥等上部结构的所有重量在内） 。在整体稳定计算中，上部结构重可忽略不计。提示：设备重包括闸门、启闭机和其他安装在进水口结构物上的永久设备重。闸门重可参照SL 7495 和 DL/T 501395 估算。启闭机和其他设备重由相应的产品目录中查找或由有关厂家提供。提示：相应于各种运行工况水位下的静水压力，包括引水道内水压力等。参照 SDJ 2178 附录二计算。水的容重一般取 9.81kN/m3。但对悬浮质泥沙含量特
32、大的河流（如黄河中下游段） ，应考虑泥沙的影响，采用浑水容重，具体数值最好采用实测值。提示：相应于各种运行工况水位下的水压差。一般为 0.03 MPa0.05 MPa。提示：相应于检修水位时的水压差。提示：扬压力包括浮托力和渗透压力。设计中常取相应的水库水位的全水头乘以容重，作为闸底板上的单位浮托力，作用面积系数取 1.0。即为进水口基底面积乘以相应于各种运行工况水位下的全水头和容重，不另计渗透压力。提示：在具有良好排沙设施和运行中能够实现“门前清”的进水口，一般不会出现泥沙压力。如果有可能出现泥沙压力时，可参照 SDJ 2178 附录二计算。当缺乏资料时，按下式计算：式中：hn泥沙淤积高度，
33、m；水容重，kN/m 3。提示：参照 GBJ 887 计算。提示：参照 SDJ 2178 附录二计算。提示：参照 GBJ 887 计算。2nhP18（12）温度影响力（A12）（13）地震力（A13）（14）经常作用的其它荷载（A14）（15）岩石压力（A15）(16）灌浆压力及其它施工荷载（A16）(17）机遇很少的其它荷载（A17）6.1.2 拦污栅及支承结构设计荷载组合根据“6.1.1”中所述各种设计荷载，在施工、运行和检修等情况下同时作用的实际可能性，分别考虑最不利的荷载组合，见表 15。表 15 拦污栅及支承结构设计荷载组合基本荷载 特殊荷载结构自重及永久设备重设计情况拦污栅前后水压
34、差 泥沙压力 冰荷载 雪荷载 活荷载地震惯性力地震水压力校核情况拦污栅前后水压差组合情况1 2 3 4 5 6 7 8 9基本组合 特殊组合 特殊组合 注：(1)表中 2 栏一般取 0.03 MPa0.05 MPa。(2)表中 6 栏一般为漂浮物撞击力、浪压力、风压力等，一般情况下浪压力和风压力所占比重很小，可忽略不计。(3)表中 9 栏一般可比设计情况增大 0.01 MPa6.1.3 进水口岸塔整体稳定计算荷载组合荷载组合，见表 16。表 16 进水口岸塔整体稳定计算荷载组合基本荷载 特殊荷载结构自重及永久设备重静水压力 扬压力泥沙压力 风压力 浪压力 冰压力其他荷载静水压力地震惯性力地震水
35、压力计算工况1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11正常蓄水位 设计洪水位 冰冻情况 基本组合完建情况 校核洪水位 特殊组合地震情况 提示：参照 SD 30388 附录三计算。提示：参照 SDJ 1078 计算。提示：参照 SD 13484 计算。19施工情况 检修情况 注：(1)特殊组合地震情况下表中 2 栏为相应于正常蓄水位时。(2)特殊组合检修情况下表中 2 栏为相应于检修水位时。6.1.4 进水口岸塔结构计算荷载组合荷载组合见表 17。表 17 进水口岸塔结构计算荷载组合基本荷载 特殊荷载结构自重及永久设备重静水压力 扬压力泥沙压力 风压力 浪压力 冰压力其他荷载静水压力地震惯性
36、力地震水压力计算工况1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11正常蓄水位 设计洪水位 冰冻情况 基本组合完建情况 校核洪水位 地震情况 施工情况 特殊组合检修情况 注：(1)表中 2 栏一般取 0.03 MPa0.05 MPa。(2)表中 9 栏相应于校核洪水位。(3)特殊组合地震情况下表中 2 栏为相应于正常蓄水位时。(4)特殊组合检修情况下表中 2 栏为相应于进水口闸门前后水压差。6.2 进水口结构计算6.2.1 进水塔塔身稳定及应力计算6.2.1.1 基本假定（1）将塔体视为刚体，在荷载作用下，岩体受挤压变形产生抗力。（2）L 形地基变形符合文克尔假定，抗力或反力按线性规律分布，塔背
37、抗力不受闸孔影响，自下而上连续分布。（3）抗力或反力强度值，由力的平衡条件和转角相容条件列出的方程组求得。（4）塔体“转动趋势”由水平和垂直荷载合力作用点位置确定。提示：岸塔式进水口的特点，是正向承受荷载，背靠岸坡岩体，靠自重和岸坡岩体支撑维持稳定，即是镶嵌在 L 形地基上的承压结构，可将顺流向作用的荷载传递于平地基和岸坡。其整体问题没有沿水平基面滑动和绕趾点倾覆的可能。只要基底应力在岩体允许应力或岩体允许抗力范围之内，塔体就不致发生整体失稳。20（5）塔背与岸边基岩紧密连接。6.2.1.2 计算公式提示：（1）塔体绕塔背形心 O1点反时针转动时联立方程组：（2）塔体绕底板形心 O 点顺时针转
38、动时联立方程组：（3）塔体绕底板形心 O 点反时针转动时和塔体绕塔背形心 O1点顺时针转动时联立方程组，只需分别将（1） 、 （2）情况下联立方程组的第四个公式中的最后两项变负号为正号即可。式中：H 作用于塔体上所有水平力之和，kN；V 作用于塔体上所有垂直力之和，kN；L 进水塔底板宽度（垂直流向） ，m；b 进水塔底板长度（顺流向） ，m；h 塔背与岸边岩体接触高度或塔背岩体抗力作用范围，m；f 塔体混凝土与岩石之摩擦系数；M0 H 和 V 对底板形心之力矩，kNm；M01 H 和 V 对塔背形心之力矩，kNm；kh、k b 分别为塔背基岩和底板基岩之抗力系数，kN/m 2； 1、 2 塔
39、底板上之反力（抗力）强度（ 1 2） ，kN/m 2；P1、P 2 塔背上之基岩抗力（反力）强度，kN/m 2。6.2.1.3 计算成果分析提示：塔体“转动趋势”：(1)令 O 为进水塔底板之形心，当合力作用点落于底板上，在 0 点之左，塔体绕 O 点呈反时针转动（此情况很少出现） ；在 0 点之右，塔体绕 O 点呈顺时针转动。(2)令 O1为进水塔塔背与基岩接触面积之形心，当合力作用点落于塔背上，在 O1点之上，塔体绕 O1点呈顺时针转动（此情况很少出现） ；在 O1点之下，塔体绕 O1点呈反时针转动。 0)2()2(1bhfPLV1fH)(2121bhk0)46(43)( 20 bhffP
40、hLM0)2()(121hVbfLH)(2121bhkP0)46(43)( 20 hPffbM216.2.2 进水塔结构计算6.2.2.1 选取计算简图6.2.2.2 内力计算6.2.3 拦污栅支承结构计算6.2.4 工作平台、启闭机架结构计算6.2.5 闸门操作室的建筑结构计算6.3 配筋计算原则及方法(1）对于按混凝土构件进行强度计算不满足要求的部位，按钢筋混凝土构件进行配筋计算；(2）采用结构分析内力成果进行配筋计算时，按单一安全系数极限状态法进行；(3）混凝土构件强度校核及钢筋混凝土构件配筋计算，均参照 SDJ 2078 进行。6.4 裂缝宽度验算钢筋混凝土构件按限裂设计，计算最大裂缝
41、宽度不得超过 mm。提示：(1)SD 30388 规定：在各种荷载组合情况下，进水口地基表面承受的最大垂直正应力应小于地基容许压应力；最小垂直正应力应大于零。(2)根据塔体的“转动趋势” ，求解上述任一联立方程组，可得塔底板和塔背地基的抗力或反力强度值，即 1、 2、P 1、P 2四个值。如果这些值都在地基的许可范围内，塔体处于稳定状态。否则，应修正进水塔布置及其体型尺寸，重新计算，直至满足要求为止。提示：进水塔一般分为塔座、塔身（塔筒）两部分。(1)塔座部分沿垂直流向选取计算断面，一般截取三个计算断面：1）闸槽前孔口断面，简化为弹性地基上的闭合框架；2）闸槽处断面，因闸槽处没有顶板，两侧边墙
42、与塔身相连，简化为弹性地基上的倒框架，两侧竖杆上端视为铰接；3）闸槽后孔口断面，简化为弹性地基上的倒框架，两侧竖杆上端视为固接。(2)塔身（塔筒）部分水平选取计算断面：1）塔背回填混凝土范围内，简化为两边杆件为固接的普通开口框架；2）塔背未回填混凝土范围内，简化为普通的矩形框架；3)若进水塔塔壁较厚，而塔筒净断面尺寸相对较小（杆件宽度达净跨的 1/4 以上） ，结构计算宜考虑杆件宽度的影响。参见水工结构计算 （潘家铮著） 。提示：(1)塔座部分框架内力计算，参考弹性地基上的梁和框架 （潘家铮主编） 。底板上作用的地基反力，可采用整体稳定分析中的数值。(2)塔身（塔筒）部分框架内力计算，参考建筑
43、结构静力计算手册 。提示：参考水工设计手册第七卷第三十一章第五节。提示：参考工业与民用建筑结构设计 。提示：参考工业与民用建筑结构设计 。226.5 受弯构件挠度验算计算最大挠度不得超过l/400 （l 为构件跨度） 。6.6 地基及塔后边坡处理6.6.1 地基处理6.6.2 塔后边坡处理6.6.3 固结灌浆设计6.7 进水口施工期监控设计7 细部结构构造设计提示：(1)岩基上的进水口，必须置于可供利用的基岩上；对局部断裂发育、软弱夹层和不稳定的岩石地基进行挖除或加固处理，以满足承载能力、抗滑稳定和沉陷变形等方面的要求。(2)软基上的进水口，其地基的要求和设计参照 SD 133 - 84 进行
44、。提示：(1)塔后边坡应进行清理、整治和设置地表排水。(2)对不稳定边坡的处理，应视边坡不稳定的类型而定：1)对边坡表层局部不稳定岩体，可根据具体情况采用挖除或灌浆锚杆等方法加固处理；对边坡表层大面积的碎块岩体，可根据具体情况采用系统锚杆并挂网喷浆、浇筑混凝土护板或建造挡墙(混凝土或浆砌石等材料)等方法加固处理。2)对边坡沿深层滑动面滑动失稳，可根据具体情况采用混凝土塞、沿滑动面挖除破碎软弱物质置换以混凝土或预应力锚束等方法加固处理。提示：参照 SDJ 2178 及水利水电工程技术设计阶段发电或引水有压隧洞设计大纲范本有关要求进行。提示：参照水利水电工程技术设计阶段发电或引水有压隧洞设计大纲范
45、本有关要求进行。提示：细部结构设计原则如下：(1)进水口混凝土标号不得低于 C20（28 天龄期） ，过流表面抗冲耐磨混凝土标号不宜低于 C25（28 天龄期） 。抗渗标号不宜低于 S4。抗冻标号不得低于 SDJ 20-78 表 3 的规定。(2)按构造配筋时，最小配筋率不得小于 0.05；或钢筋直径 16 20，钢筋间距20cm25cm。(3)在转角或应力突变的位置应配置加强筋，加强筋直径间距与径向钢筋相同。(4)进水口的分缝、止水及排水设施，以及混凝土施工缝的处理，要满足有关规程规范的要求。(5)应满足门槽二期混凝土、启闭机预埋件、拦污栅和闸门检修设施、电缆通道、电气操作、照明设施、栏杆、
46、水位计等监测设备、以及其他有关设施，在布置和结构上的要求。(6)平台孔口应加盖安全栅网或预制混凝土盖板。(7)进水口渐变段与引水隧洞连接处必须设置永久缝，缝内设止水带及充填嵌缝材料。(8)对一般施工缝，纵向钢筋要求穿过缝；对永久伸缩缝，纵向钢筋不穿过缝；(9)应满足混凝土分期分层施工及金属结构的运输、吊装、安装、检修时相应的要求；(10)尽量将临时结构与永久结构相结合。238 原型观测、运行要求9 专题研究10 工程量计算10.1 工程量计算原则10.2 工程量计算项目11 应提供的设计成果11.1 文字报告(1)技术设计报告；(2)施工技术要求(含开挖、基础处理、混凝土衬砌、锚喷支护、浆砌石、灌浆、监控等)；(3)观测、试验、管理等技术要求；(4)专题研究报告(含试验)。11.2 计算书(1)座标计算；(2)水力计算；(3)围岩及边坡稳定分析计算；(4)结构计算及配筋计
