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文檔簡介
ICS27.140
P59
備案號:J209—2002
中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
P
DL/T5166—2002
代替SDJ341—1989
溢洪道設(shè)計規(guī)范
Designspecificationforriver-bankspillway
2002-09-16發(fā)布
2002-12-01實施
中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會發(fā)布
目次
-A4.1-
刖§
1范圍
2規(guī)范性引用文件
3總則
4主要術(shù)語與符號
5溢洪道布置
6水力設(shè)計
7建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計
8地基及邊坡處理
9觀測設(shè)計
附錄A(規(guī)范性附錄)水力設(shè)計計算公式
附錄B(規(guī)范性附錄)高速水流區(qū)的防空蝕設(shè)計
附錄C(規(guī)范性附錄)消力池護坦抗浮穩(wěn)定計算
附錄D(規(guī)范性附錄)泄槽直線段重力式邊墻結(jié)構(gòu)計算
條文說明
前言
本標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)原電力工業(yè)部綜科教[1998]28號文下達(dá)的計劃要求,對SDJ341
-1989《溢洪道設(shè)計規(guī)范》進(jìn)行修訂的。
通過本標(biāo)準(zhǔn)的實施,在溢洪道的設(shè)計中貫徹國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策,做到安全適
用、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠。
本次修訂遵循下列原則:保持原標(biāo)準(zhǔn)的基本框架不變;吸收近年成熟的科研成果及
工程的經(jīng)驗和教訓(xùn);結(jié)構(gòu)設(shè)計按GB50199—1994《水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》
的原則進(jìn)行轉(zhuǎn)軌套改。
本次修訂的主要內(nèi)容有:
1.明確本標(biāo)準(zhǔn)使用范圍為河岸式溢洪道,刪去了原標(biāo)準(zhǔn)中廠頂溢流、廠前挑流及泄
洪隧洞出口水力設(shè)計等相關(guān)內(nèi)容。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計采用概率極限狀態(tài)設(shè)計原則,以分項系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式替代原標(biāo)
準(zhǔn)采用的定值設(shè)計方法。
3.增加了窄縫式消能工設(shè)計的有關(guān)內(nèi)容。
4.增加了挑流消能霧化影響的有關(guān)條文。
本標(biāo)準(zhǔn)必須與按照GB50199制訂、修訂的其他標(biāo)準(zhǔn)配套使用。
本標(biāo)準(zhǔn)實施后,替代SDJ341—1989。
本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A、附錄B、附錄C、附錄D均為規(guī)范性附錄。
本標(biāo)準(zhǔn)由水電規(guī)劃設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出并歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)由國家電力公司水電水利規(guī)劃設(shè)計總院負(fù)責(zé)解釋。
本標(biāo)準(zhǔn)主編單位:國家電力公司中南勘測設(shè)計研究院。
本標(biāo)準(zhǔn)參編單位:中國水利水電科學(xué)研究院。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:陳其煌、黎顯恭、謝省宗、李世琴。
本標(biāo)準(zhǔn)首次發(fā)布時間:1989年12月。
1范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了河岸式溢洪道(簡稱溢洪道)的設(shè)計原則及建筑物布置、水力設(shè)計、
結(jié)構(gòu)設(shè)計、地基和邊坡處理設(shè)計、觀測設(shè)計等技術(shù)要求。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于大、中型水電水利工程中巖基上的1、2、3級溢洪道的設(shè)計,4、5
級溢洪道設(shè)計可參照使用。對于特殊重要的工程,應(yīng)進(jìn)行專門研究。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文
件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵根
據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,
其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
GB50199水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)
GB50201防洪標(biāo)準(zhǔn)
DL/T5039水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范
DL/T5057水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范
DL5073水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范
DL5077水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范
DL/T5082水工建筑物抗冰凍設(shè)計規(guī)范
DL5108—1999混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范
DL/T5144水工混凝土施工規(guī)范
SD133—1984水閘設(shè)計規(guī)范
SDJ12—1978水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(山區(qū)、丘陵區(qū)部分)
(試行)及補充規(guī)定
SDJ336—1989混凝土大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(試行)
SL60土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范
3總貝!!
3.0.1設(shè)計溢洪道時,應(yīng)掌握并分析氣象、水文、泥沙、地形、地質(zhì)、地震、建筑材料、
生態(tài)與環(huán)境及壩址上下游河流規(guī)劃要求等基本資料,還應(yīng)考慮施工和運用條件。
3.0.2泄洪建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn):
1泄洪的設(shè)計及校核洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)GB50201和SDJ12及其補充規(guī)定的
有關(guān)條文執(zhí)行。
2消能防沖的設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn):一級建筑物按100年一遇洪水設(shè)計;二級建筑物
按50年一遇洪水設(shè)計;三級建筑物按30年一遇洪水設(shè)計。
同時,還應(yīng)考慮低于消能防沖設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)時,尤其是常遇洪水和施工期(含初期
運用)可能出現(xiàn)的不利情況,保證工程安全和正常運行.
應(yīng)視需要對消能防沖建筑物進(jìn)行校核,消能防沖校核洪水標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)樞紐布置及泄
洪對樞紐安全的影響程度經(jīng)論證選定。此時消能防沖建筑物允許出現(xiàn)局部破壞,但不得危及
大壩及其他主要建筑物的安全或長期影響樞紐運行,并易于修復(fù);當(dāng)危及擋水建筑物安全時,
應(yīng)采用擋水建筑物的校核洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校核。
3.0.3溢洪道的各孔工作閘門應(yīng)具備同步、均勻、對稱啟閉的運行條件,并應(yīng)制定初步運
行規(guī)程。
對于大型工程,應(yīng)制訂施工期間閘門的啟閉調(diào)度計劃。
3.0.4溢洪道的閘門啟閉設(shè)備及基礎(chǔ)抽排水設(shè)備,應(yīng)設(shè)置備用電源,并保證供電可靠。
4主要術(shù)語與符號
4.1主要術(shù)語
4.1.1
河岸式溢洪道river-bankspillway
建于壩兩端河岸上的溢洪道,又稱岸邊式溢洪道。
4.1.2
側(cè)槽式溢洪道sidechannelspillway
泄槽軸線與進(jìn)口溢流堰軸線大致平行的開敞式溢洪道。
4.1.3
滑雪式溢洪道skijumpspillway
進(jìn)口控制段位于壩頂、通過泄槽將水流挑射到遠(yuǎn)離壩腳處排入河道的開敞式溢洪
道。
4.1.4
控制段controlsection
位于進(jìn)水渠與泄槽間控制溢洪道泄量的堰、閘及兩側(cè)連接建筑物。
4.1.5
泄槽chute
溢洪道進(jìn)口控制段與出口消能段之間的急流泄水道,又稱陡槽。
4.1.6
底流消能energydissipationbyhydraulicjump
利用水躍消剎從泄水建筑物貼底泄出的急流的余能、將急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚髋c下游水流
相銜接的消能方式,又稱水躍消能。
4.1.7
挑流消能ski-jumpenergydissipation
在泄水建筑物出流處設(shè)置挑坎,將泄出的急流挑向空中,形成摻氣射流落入下游水
墊的消能方式。
4.1.8
挑坎flipbucket
建在泄水建筑物末端、能將下泄的高速水流向下游拋射的、具有一定反弧半徑和一
定角度的坎,又稱挑流鼻坎。
4.1.9
連續(xù)挑坎continuousflipbucket
建在泄水建筑物末端的連續(xù)實體挑坎。
4.1.10
差動挑坎slottedflipbucket
由齒臺和溝槽相間構(gòu)成的或設(shè)于不同高程、有不同挑角的挑坎。
4.1.11
窄縫挑坎slit-typebucket
急流出口處的泄槽邊墻急劇收縮形成窄縫的挑坎。
4.1.12
異型挑坎special-shapedconvergentflipbucket
通過底面扭曲、坎端切角或其他方式所形成的特殊體型挑坎。
4.1.13
空化cavitation
在高速水流中某處的絕對壓強低于該處的汽化壓強時,出現(xiàn)含空穴(涉及空穴的發(fā)
生、發(fā)展與潰滅)的水流現(xiàn)象。
4.1.14
空蝕cavitationdamage(pitting)
由于空化所引起的固體邊界的剝蝕破壞。
4.1.15
泄洪霧化jet-flowatomization(resultinginrainstorm,rainofatomization
flowandfog)
泄洪消能水舌激濺形成雨霧的物理現(xiàn)象。
4.2主要符號
4.2.1分項系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計
Yo一一結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);
中一一設(shè)計狀況系數(shù);
S(?)一一作用效應(yīng)函數(shù);
R(?)——結(jié)構(gòu)及構(gòu)件抗力函數(shù);
Ss(?)一一作用效應(yīng)短期組合時的效應(yīng)函數(shù);
SL(?)——作用效應(yīng)長期組合時的效應(yīng)函數(shù);
GK一一永久作用的標(biāo)準(zhǔn)值;
YG-----永久作用的分項系數(shù);
QK---可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值;
YQ——可變作用的分項系數(shù);
AK---偶然作用的代表值;
砥一一幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值;
丫m一—材料性能的分項系數(shù);
Ydl——承載能力極限狀態(tài)基本組合的結(jié)構(gòu)系數(shù);
Yd2一—承載能力極限狀態(tài)偶然組合的結(jié)構(gòu)系數(shù);
Yd3——正常使用極限狀態(tài)短期組合的結(jié)構(gòu)系數(shù);
Yd4一一正常使用極限狀態(tài)長期組合的結(jié)構(gòu)系數(shù);
G——正常使用極限狀態(tài)短期組合的結(jié)構(gòu)功能限值;
G一一正常使用極限狀態(tài)長期組合的結(jié)構(gòu)功能限值;
p——可變作用的長期組合系數(shù)。
4.2.2幾何特征
P——上游堰高;
Pz----下游堰高;
D----孔口高度;
R一一反弧半徑;
i——渠道坡度。
4.2.3材料性能
E「——基巖變形模量;
Ec一一混凝土的彈性模量;
U——混凝土泊松比;
Yr一一巖石的重度;
Yw------水的重度;
Yc一一混凝土的重度;
C——混凝土強度等級符號;
龍一一混凝土抗壓強度設(shè)計值;
fr一一混凝土與基巖接觸面的抗剪斷摩擦系數(shù);
fc一一混凝土層面的抗剪斷摩擦系數(shù);
fd一—地基巖體結(jié)構(gòu)面的抗剪斷摩擦系數(shù);
C'r一一混凝土與基巖接觸面的抗剪斷黏聚力;
cc——混凝土層面的抗剪斷黏聚力;
ud一—地基巖體結(jié)構(gòu)面的抗剪斷黏聚力。
4.2.4水力計算參數(shù)
H一一上、下游水位差;
H\----上游水深;
H2一一下游水深;
v----流速;
Q---流量;
q----單寬流量;
Hd一一定型設(shè)計水頭;
ik一一渠道臨界坡度。
4.2.5水力計算系數(shù)
F,——弗勞德數(shù);
。----水流空化數(shù);
m——溢流堰的流量系數(shù);
。m-----淹沒系數(shù);
(P----流速系數(shù)。
5溢洪道布置
5.1一般原則
5.1.1溢洪道布置應(yīng)包括進(jìn)水渠、控制段、泄槽、消能防沖設(shè)施及出水渠等建筑物。
5.1.2溢洪道的布置應(yīng)根據(jù)自然條件、工程特點、綜合利用要求、樞紐布置要求、施工及
運用條件、經(jīng)濟指標(biāo)等因素,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較選定。
同時應(yīng)注意協(xié)調(diào)泄洪、發(fā)電、航運、漂木及灌溉等建筑物在布置上的矛盾,避免相
互干擾,并適當(dāng)注意景觀要求。
對于河谷狹窄的樞紐,應(yīng)重視泄洪消能布置和型式的合理選擇,以保證各建筑物正
常運行。
5.1.3當(dāng)具備合適的地形地質(zhì)條件時,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較論證后,可將溢洪道布置為正常溢
洪道和非常溢洪道:
1正常溢洪道和非常溢洪道宜分開布置。非常溢洪道宜采用開敞式,經(jīng)論證亦
可采用自潰式,控制段以下結(jié)構(gòu)可結(jié)合地形、地質(zhì)條件適當(dāng)簡化,但不得影響主要建筑物的
安全;
2正常溢洪道的泄洪能力,不應(yīng)小于設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)下所要求的泄量。非常溢洪
道用以宣泄超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的洪水;
3非常溢洪道的啟用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)工程等級、樞紐布置、壩型、洪水特性及標(biāo)準(zhǔn)、
庫容特性及對下游的影響等因素確定。非常溢洪道泄洪時,水庫最大總下泄流量不應(yīng)超過壩
址本次天然洪水流量.
5.1.4溢洪道的泄量、溢流前沿總寬度及堰頂(或閘底)高程等應(yīng)根據(jù)下列因素通過技術(shù)
經(jīng)濟比較選定:
1水庫特性及洪水調(diào)度;
2地形、地質(zhì)條件,下游河床與兩岸抗沖能力;
3河道特性及消能要求;
4與相鄰建筑物的關(guān)系;
5閘門型式及定型尺寸;
6運用條件;
7造價及維修費用。
5.1.5溢洪道應(yīng)選擇有利的地形布置在岸邊或坡口,并應(yīng)避免深挖形成高邊坡(特別是對
于不利的地質(zhì)條件),以免造成邊坡失穩(wěn)或處理困難。
根據(jù)地形條件,也可布置側(cè)槽式溢洪道、滑雪式溢洪道。
5.1.6溢洪道應(yīng)布置在穩(wěn)定的地基上,并應(yīng)考慮巖體結(jié)構(gòu)特征和地質(zhì)構(gòu)造以及建庫后水文
地質(zhì)條件的變化對建筑物及邊坡穩(wěn)定的不利影響。
5.1.7溢洪道軸線宜取直線。如需轉(zhuǎn)彎時,宜在進(jìn)水渠或出水渠段內(nèi)設(shè)置彎道。溢洪道進(jìn)、
出口的布置,應(yīng)使水流順暢。
5.1.8在宣泄設(shè)計洪水及常遇洪水時,溢洪道下泄水流的流態(tài)、泄洪霧化和河道的沖淤不
應(yīng)影響其他建筑物的安全和正常運行。
5.1.9當(dāng)溢洪道靠近壩肩(特別是拱壩壩肩)時,其布置及泄流不應(yīng)影響壩肩、壩腳及岸
坡的穩(wěn)定。
5.1.10在土石壩樞紐中,溢洪道的布置應(yīng)符合下列原則:
1運用應(yīng)靈活可靠,宜優(yōu)先采用河岸開敞式溢洪道;
2當(dāng)溢洪道靠近壩肩時,其與大壩連接的導(dǎo)墻、接頭、泄槽邊墻等必須安全可
靠。
5.2進(jìn)水渠
5.2.1進(jìn)水渠的布置,應(yīng)符合下列要求:
1選擇有利的地形、地質(zhì)條件,保證施工及運行期的岸坡穩(wěn)定。
2在選擇軸線方向時,宜使進(jìn)水順暢。當(dāng)渠道較長時,應(yīng)設(shè)置漸變段與控制段
連接。
3渠道需轉(zhuǎn)彎時,軸線的轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于4倍渠底寬度,彎道至控制堰(閘)
宜有適當(dāng)長度的直線段。
5.2.2進(jìn)水渠進(jìn)口應(yīng)因地制宜地布置,使水流平順入渠,體形宜簡單,便于施工。
當(dāng)進(jìn)口布置在壩肩時,靠壩一側(cè)應(yīng)設(shè)置順應(yīng)水流的曲面導(dǎo)水墻,靠山一側(cè)可開挖或
襯護成規(guī)則曲面。
當(dāng)進(jìn)口布置在城口時,宜布置為對稱或基本對稱的喇叭n型式。
5.2.3滑雪式溢洪道進(jìn)口的布置應(yīng)符合5.2.2的規(guī)定。
5.2.4進(jìn)水渠底寬可為等寬或順?biāo)鞣较蚴湛s,在與控制段連接處應(yīng)與溢流前沿等寬。渠
底坡可為平底或不大的反坡(傾向水庫)。
5.2.5進(jìn)水渠可不襯護。當(dāng)巖性差易風(fēng)化剝落時,應(yīng)進(jìn)行襯護。
當(dāng)需要減少水頭損失、降低滲壓或滿足不沖流速的要求時,是否襯護應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)
濟比較確定。
5.2.6進(jìn)水渠的導(dǎo)墻應(yīng)滿足522的要求。當(dāng)導(dǎo)墻一側(cè)臨水庫時,墻頂應(yīng)高于泄洪時的最
高庫水位。導(dǎo)墻順?biāo)鏖L度應(yīng)滿足下列要求:
1宜大于渠道最大水深的2倍,以保持良好的入流條件;
2與土石壩連接時,應(yīng)以擋住大壩上游坡腳為下限;
3當(dāng)有防滲鋪蓋時,應(yīng)與大壩防滲設(shè)施協(xié)調(diào),形成整體防滲系統(tǒng)。
5.3控制段
5.3.1控制段的設(shè)計應(yīng)包括控制泄量的堰(閘)及兩側(cè)連接建筑物。
5.3.2堰(閘)的布置應(yīng)符合下列要求:
1從整個溢洪道的布置出發(fā),統(tǒng)籌考慮進(jìn)水渠、泄槽、消能防沖設(shè)施及出水渠
的要求;
2應(yīng)滿足建筑物對地基的承載能力、穩(wěn)定性、抗?jié)B性及耐久性的要求;
3便于對外交通和兩側(cè)建筑物布置;
4當(dāng)堰(閘)靠近壩肩時,應(yīng)與大壩布置協(xié)調(diào)一致;
5便于防滲系統(tǒng)的布置,使堰(閘)與兩岸(或大壩)的止水、防滲系統(tǒng)形成
整體。
5.3.3堰(閘)型式可采用開敞式或帶胸墻的實用堰、寬頂堰、駝峰堰等,應(yīng)根據(jù)地形地
質(zhì)條件、水力條件、運用要求及技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)等綜合比較選用。
開敞式溢流堰有較大的超泄能力,宜優(yōu)先選用。
堰頂工作閘門設(shè)置應(yīng)從工程安全、洪水調(diào)度、運行條件、水庫淹沒、工程投資等方
面論證確定。
檢修閘門設(shè)置應(yīng)根據(jù)工程安全、運行需要確定。當(dāng)溢流堰頂常年位于水下時,應(yīng)設(shè)
置檢修閘門。
5.3.4閘墩的型式和尺寸應(yīng)滿足閘門(包括門槽)、交通橋和工作橋的布置、水流條件、
結(jié)構(gòu)及運行檢修等要求。
5.3.5堰(閘)的工作橋、交通橋布置,應(yīng)根據(jù)啟閉設(shè)備、運行、觀測、檢修和交通等要
求確定。當(dāng)有防洪搶險要求時,交通橋與工作橋應(yīng)分開設(shè)置。橋下應(yīng)有足夠的凈空,以滿足
泄洪、排凌及排漂要求。
5.3.6控制段的頂部高程必須同時滿足:在校核洪水時,不低于校核洪水位加安全超高值;
在正常蓄水位時,不低于正常蓄水位加波浪的計算高度和安全超高值。安全超高值按表5.3.6
采用。
表5.3.6控制段的安全超高m
控制段的建筑物級別
運用情況
1級2級3級
正常蓄水位0.70.50.4
校核洪水位0.50.40.3
波浪高度根據(jù)溢洪道的位置及布置按DL5077的規(guī)定計算。
5.4泄槽
5.4.1泄槽軸線宜采用直線。當(dāng)必須設(shè)置彎道時,彎道宜設(shè)置在流速較小、水流比較平穩(wěn)、
底坡較緩且無變化的地段。
5.4.2泄槽的縱坡、平面型式及橫斷面,應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件及水力條件等確定。
泄槽縱坡應(yīng)大于水流的臨界坡,臨界坡按附錄A式(A.10)計算。當(dāng)條件限制需
要變坡時,縱坡變化不宜過多,且宜先緩后陡。
泄槽橫斷面宜采用矩形。當(dāng)結(jié)合巖石開挖采用梯形斷面時,宜采用較陡的邊坡。
5.5消能防沖設(shè)施
5.5.1消能防沖設(shè)施的型式,應(yīng)根據(jù)地形與地質(zhì)條件、泄流條件、運行方式、下游水深及
河床抗沖能力、下游水流銜接、泄洪霧化及其對其他建筑物的影響等,通過技術(shù)經(jīng)濟比較選
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。
5.5.2選定的消能設(shè)施,應(yīng)滿足5.1.8的要求,并應(yīng)在宣泄消能防沖設(shè)計流量及以下各級
流量,尤其是在常遇洪水時,消能效果良好,結(jié)構(gòu)可靠,防空蝕、抗磨損和抗冰害,必要時
應(yīng)采取相應(yīng)措施。淹沒于水下的消能工(如消力池、輔助消能工等)應(yīng)具備檢修條件。
5.5.3挑流消能適用于巖石地基的高中水頭樞紐。挑流消能設(shè)施的平面型式可采用等寬
式、擴散式和收縮式。挑坎可采用等寬連續(xù)挑坎、差動挑坎、窄縫挑坎和異型挑坎等。對高
中水頭、大泄量、狹窄河谷和地質(zhì)條件較差的工程,宜優(yōu)先采用窄縫挑坎。
當(dāng)遇有下列情況時,還必須采取妥善措施處理:
1地基存在延伸至下游的緩傾角層面及地質(zhì)構(gòu)造有可能被沖坑切斷,危及建筑
物的安全。
2岸坡有可能被沖塌,危及壩肩穩(wěn)定,堵塞出水渠或下游河道。
3下游涌浪及回流危及大壩與其他建筑物的安全和正常運行。
5.5.4挑流消能設(shè)計時還應(yīng)參照已建工程的經(jīng)驗,對泄洪霧化影響進(jìn)行研究論證。
樞紐布置設(shè)計時應(yīng)對挑射水舌的方向、落點、擴散范圍等進(jìn)行合理調(diào)配,避免泄洪
霧化危及重要建筑物和露天機電設(shè)備的安全或影響其運行;重要的交通線路應(yīng)避開雨霧密集
區(qū),或采用廊道、隧洞等防雨霧措施;當(dāng)霧化影響邊坡穩(wěn)定時,應(yīng)采取必要的工程處理措施。
5.5.5底流消能可適用于各種巖基,或設(shè)有船閘、筏道等對流態(tài)有嚴(yán)格要求的樞紐,但不
得排漂和排凌。底流消能設(shè)施包括常規(guī)消力池以及各種輔助消能工,消力池剖面型式可根據(jù)
具體情況采用平底式、斜坡式及多級消力池,其平面形式宜采用矩形,必要時可采用擴散型
或復(fù)式消力池。
5.6出水渠
5.6.1當(dāng)溢洪道下泄水流經(jīng)消能后,不能直接進(jìn)入河道并造成危害時,應(yīng)設(shè)置出水渠。
5.6.2選擇出水渠線路應(yīng)經(jīng)濟合理,其軸線方向宜順應(yīng)下游河勢。
6水力設(shè)計
6.1一般規(guī)定
6.1.1水力設(shè)計應(yīng)包括以下內(nèi)容:
1泄流能力的計算;
2進(jìn)水渠的水力設(shè)計;
3控制堰(閘)的水力設(shè)計;
4泄槽的水力設(shè)計;
5消能防沖的水力設(shè)計;
6出水渠的水力設(shè)計;
7高速水流區(qū)的防空蝕設(shè)計;
8泄洪霧化及其他水力設(shè)計。
6.1.2大型工程和水力條件較復(fù)雜的中型工程,水力設(shè)計應(yīng)經(jīng)水工模型試驗驗證;中型工
程宜進(jìn)行水工模型試驗驗證;水力條件較簡單的中型工程,可參照類似工程經(jīng)驗,通過計算
確定。
6.1.3水力設(shè)計應(yīng)滿足下列要求:
1泄流能力必須滿足設(shè)計和校核情況所要求的泄量;
2消能防沖設(shè)計的洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按3.0.2執(zhí)行;
3體型合理、簡單,水流均勻平穩(wěn),并應(yīng)避免發(fā)生空蝕;
4下泄水流應(yīng)滿足5.1.8的要求。
6.1.4溢洪道的水頭損失,應(yīng)包括沿程水頭損失和局部水頭損失。沿程水頭損失計算中的
糙率n值,可根據(jù)水流邊界條件,長期運行可能引起的變化及類似工程的經(jīng)驗,按附錄A
表A.5選用。局部水頭損失計算采用的局部阻力系數(shù),可參照有關(guān)資料分析選用。
6.2進(jìn)水渠
6.2.1進(jìn)水渠水力設(shè)計應(yīng)符合521的要求。當(dāng)渠道較長時,宜采取措施減少水頭損失。
6.2.2進(jìn)水渠的水流應(yīng)滿足下列要求:
1水流平穩(wěn),水面波動小,水面橫向比降小。
2渠道流速應(yīng)大于懸移質(zhì)的淤積流速;小于渠道的不沖流速,且不宜大于4m
/s;如因條件限制,流速超過上述規(guī)定值,應(yīng)進(jìn)行論證。
3渠道流速可沿程逐漸增加,不得突變。
6.2.3進(jìn)水渠末端斷面水位,應(yīng)在計入水流的流速水頭,沿程水頭損失,進(jìn)口、漸變段、
彎道等的局部水頭損失后確定。該水位可作為堰(閘)前控制斷面的水位。
6.3控制段
6.3.1控制堰(閘)的泄流能力應(yīng)滿足設(shè)計要求,泄流時堰面上不得出現(xiàn)過大的局部負(fù)壓;
體型宜簡單,便于施工。泄流能力按附錄A中A.2計算。
6.3.2低實用堰應(yīng)滿足上游堰高PN0.3Hd,下游堰高P220.6Hd;下游堰面坡度宜陡于
1:設(shè)計中應(yīng)避免形成淹沒流。
6.3.3采用開敞式實用堰時,堰面曲線宜采用轅曲線、圓弧曲線(駝峰堰);當(dāng)堰上設(shè)有
胸墻,為孔口泄流時,堰面曲線可采用拋物線。上述曲線可按附錄A中A.1計算。
經(jīng)過水工模型試驗論證,也可采用其他型式的堰面曲線。
胸墻底緣宜采用橢圓曲線。
6.3.4選擇堰面曲線時,堰頂附近出現(xiàn)的壓力值應(yīng)符合下列規(guī)定(考慮當(dāng)?shù)卮髿鈮旱挠?/p>
響):
1宣泄常遇洪水閘門全開時不宜出現(xiàn)負(fù)壓;
2宣泄校核洪水閘門全開時堰面壓力應(yīng)大于一0.06MPa;
3在正常蓄水位或常遇洪水位閘門局部開啟時(以運行中較常出現(xiàn)的開度為
準(zhǔn)),可允許有不大的負(fù)壓值。
6.3.5溢流面與泄槽間采用反弧曲面連接時,反弧半徑可采用(3~6)h(/?為校核洪水
位閘門全開時反弧最低點的水深,下同);當(dāng)反弧曲面下游為平直段或消力池護坦時,反弧
半徑可采用(6~12)h,流速大時宜選用較大值。
6.3.6閘墩墩頭的型式,應(yīng)使過堰(閘)水流均勻平順,墩頭可采用圓弧型或其他曲線型
式。當(dāng)閘墩設(shè)置門槽時,應(yīng)選擇合理的門槽型式,避免引起空蝕破壞。墩尾型式,可采用曲
線型或齊尾型。
6.4泄槽
6.4.1泄槽的水力設(shè)計,應(yīng)根據(jù)布置和流量進(jìn)行水力要素計算,確定水流邊界面的體型、
尺寸,以及需要采取的工程措施。
6.4.2泄槽的水面線,應(yīng)根據(jù)能量方程用分段求和法或其他方法計算沿程的水深。水面線
起始斷面水深hl可按照附錄A中A.3計算。
6.4.3泄槽水流的波動和摻氣水深,可按照附錄A中A.3計算。
6.4.4泄槽平面的收縮或擴散,應(yīng)進(jìn)行沖擊波驗算,確定合理的漸變型式與尺寸,使水流
擾動影響限制在最小范圍內(nèi),并使水流在橫斷面上分布均勻。收縮或擴散宜采用直線型式。
沖擊波和擴散(收縮)角6可按照附錄A中A.3計算。
6.4.5泄槽在平面上設(shè)置彎道時,應(yīng)符合下列要求:
1橫斷面內(nèi)流量分布均勻;
2沖擊波對水流擾動影響??;
3在直線段和彎段之間,宜設(shè)置過渡段;
4當(dāng)需要降低邊墻高度和調(diào)整水流時,宜在彎道渠底設(shè)置橫向坡。
彎道的水力計算可按附錄A中A.3進(jìn)行。
6.4.6槽底縱坡變化處應(yīng)采用曲線連接。當(dāng)坡度由緩變陡時,可采用拋物線連接,按附錄
A中A.3的拋物線方程計算;當(dāng)坡度由陡變緩時,可采用半徑(6-12)h的反圓弧連接,
流速大時宜選用較大值。
當(dāng)流速大于30m/s,且反弧曲線末端下游為直線段時,在反弧曲線與下游直線段
之間可采用一曲率連續(xù)的過渡曲線相連接。
當(dāng)泄槽設(shè)置摻氣減蝕設(shè)施時,在其保護范圍內(nèi),變坡處的連接可不受上述限制。
6.4.7泄槽邊墻頂高程,應(yīng)根據(jù)波動和摻氣后的計算水面線加0.5m?1.5m的超高;對于
擴散(收縮)段、過渡段、彎道等水力條件比較復(fù)雜的部位,以及可能出現(xiàn)的不利運行方式,
超高宜適當(dāng)增加。
6.4.8側(cè)槽溢洪道的水力設(shè)計,除應(yīng)符合6.4.1的規(guī)定外,尚應(yīng)滿足下列要求:
1側(cè)槽底坡應(yīng)小于槽末斷面的水流臨界坡,在宣泄設(shè)計流量時,側(cè)槽內(nèi)應(yīng)為緩
流;
2側(cè)槽首端水深超過堰頂?shù)母叨壬c堰頂水頭之比應(yīng)小于0.5,以保證非淹沒
出流;
3側(cè)槽內(nèi)和槽末斷面處不得產(chǎn)生水躍;為了改善水流條件,可在側(cè)槽與泄槽之
間設(shè)長度為(2?3)hk(如為側(cè)槽末端的臨界水深)的水平段;
4當(dāng)受條件限制,必須在側(cè)槽后緊接著布置收縮段或彎曲段時,宜在泄槽前適
當(dāng)位置設(shè)抬堰,用以控制或消除水流由于收縮或彎曲而造成的不利流態(tài)。
側(cè)槽段的水力計算見附錄A中A.4。
6.5消能防沖
6.5.1挑流消能的水力設(shè)計,應(yīng)對各級泄量(包括起挑流量)進(jìn)行計算。
安全挑距和水舌入水寬度的確定,應(yīng)以不影響挑坎基礎(chǔ)、兩岸邊坡及相鄰建筑物的
安全為原則。沖坑上游坡度,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行估算,可采用1:3?1:6(鉛直:水平)。
同時,還應(yīng)考慮泄小流量時貼流和跌流的沖刷及保護措施。
6.5.2當(dāng)采用等寬挑坎時,其水力計算應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1挑流水舌挑距、沖坑最大水墊深度及范圍可按照附錄A中A.5估算。
2挑坎的反弧半徑,應(yīng)結(jié)合泄槽的底坡、反弧段的流速和單寬流量、挑坎挑角
等綜合考慮,可采用(6?12)在泄槽底坡較陡、反弧段流速或單寬流量較大時,反弧半
徑宜選用較大值。
3挑坎挑角的大小,應(yīng)通過比較選定,宜采用15。?35°。當(dāng)采用差動挑坎時,
應(yīng)合理選擇反弧半徑、高低坎寬度比、高低坎的高差及挑角差。必要時可設(shè)通氣孔,以防止
挑坎空蝕破壞。
4挑坎高程,應(yīng)通過比較選定。在保證自由挑流的前提下,挑坎高程亦可略低
于下游最高水位。
6.5.3當(dāng)采用窄縫挑坎時,其水力計算應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1挑流水舌內(nèi)、外緣挑距,沖坑最大水墊深度及范圍可按照附錄A中A.5估算。
2挑坎挑角可在一10°?10°之間選擇,以0°為宜;當(dāng)挑坎高程距下游水位
較高,或為采用較小的收縮比以增加水舌在空中的擴散時,挑角可取負(fù)值。挑坎高程應(yīng)根據(jù)
溢洪道布置及水力條件經(jīng)比較選定。
3窄縫挑坎的收縮比£=6/和B分別為挑坎出口和進(jìn)口寬度)宜采用0.2?
0.5,出口單寬流量宜控制在500m③/(s?m)~1000m3/(s?m)之間,同時應(yīng)避免在收
縮段內(nèi)產(chǎn)生水躍。
4挑坎的寬度可采用一次或多次收縮。
5挑坎的收縮角宜在8.5°~12.5°之間選擇,以使側(cè)墻收縮產(chǎn)生的沖擊波交匯
點接近挑坎出口為宜。沖擊波交匯點可按附錄A中A.3計算。
6.5.4當(dāng)要求出坎水流轉(zhuǎn)向、控制水舌落點和沖刷坑位置時,可根據(jù)工程實際情況或水工
模型試驗選用異型挑坎(等寬異型挑坎或窄縫異型挑坎)。
6.5.5底流消能的水力設(shè)計,除應(yīng)符合552及555的規(guī)定外,還應(yīng)符合下列要求:
1應(yīng)保證在池內(nèi)形成穩(wěn)定的水躍,并應(yīng)避免產(chǎn)生回流;
2消力池宜采用等寬的矩形斷面;
3護坦上是否設(shè)置輔助消能工,應(yīng)結(jié)合其運用條件研究確定。
當(dāng)躍前斷面平均流速大于18m/s時,在消力池中設(shè)置輔助消能工,應(yīng)經(jīng)水工模型
試驗驗證。
6.5.6消力池的水力設(shè)計,應(yīng)根據(jù)各級流量計算的結(jié)果,確定池底高程、池長、邊墻高度
及水躍淹沒度等。
1護坦長度,可根據(jù)是否設(shè)置輔助消能工及水力特性,按附錄A中A.6估算,
必要時應(yīng)經(jīng)水工模型試驗驗證。
2水躍淹沒度,應(yīng)根據(jù)下游河床可能出現(xiàn)的沖淤變化按1.05?1.10倍躍后水深
選用.
不設(shè)輔助消能工的消力池,下游最小尾水深度可按附錄A中A.6計算。
3消力池兩側(cè)邊墻頂部高程,可根據(jù)池內(nèi)水深或躍后水深并適當(dāng)考慮超高確定。
4多級消力池,可參照有關(guān)工程經(jīng)驗進(jìn)行水力設(shè)計,并應(yīng)通過水工模型試驗驗
證。
6.6出水渠
6.6.1出水渠的水面線可根據(jù)其下游水流銜接條件和水力要素進(jìn)行計算。
6.6.2當(dāng)消力池的出池水流流速超過基巖的允許抗沖流速并可能危及消力池地基時,應(yīng)
采取保護措施。當(dāng)消力池下游河床為非巖石或軟弱巖石時,應(yīng)按SD133的有關(guān)條文執(zhí)行。
6.7防空蝕設(shè)計
6.7.1溢洪道各部位的水流空化數(shù)。應(yīng)大于該處的初生空化數(shù)。諄。i可通過減壓模型
試驗、水洞試驗以及參照已建工程經(jīng)驗確定。空蝕可能性的判別可按照附錄B中B.1進(jìn)行。
6.7.2在溢洪道設(shè)計時,應(yīng)注意下列部位或區(qū)域發(fā)生空蝕破壞的可能性:
1閘墩、門槽、溢流堰面、平面彎曲段,收縮或擴散段、陡坡曲線段、水流邊
界突變(不連續(xù)或不規(guī)則)處;
2反弧段及其下游的直線段;
3挑坎、分流墩;
4消力池中的趾墩、消力墩及其他類型的輔助消能工;
5水流空化數(shù)。<0.3的區(qū)域(不包括門槽)。
6.7.3對于易發(fā)生空蝕的部位或區(qū)域,可采用下列防空蝕措施:
1選擇合理的體型;
2控制水流邊界壁面的局部不平整度,其控制標(biāo)準(zhǔn)可按附錄B中B.2確定;
3可按照附錄B中B.3設(shè)置摻氣設(shè)施,當(dāng)有摻氣防蝕設(shè)施時,摻氣保護段內(nèi)水
流邊界壁面的局部不平整度控制標(biāo)準(zhǔn)可按附錄B中B.3確定;
4選用合理的運行方式;
5采用抗空蝕性能好的材料;
6采用其他防空蝕措施。
6.7.4當(dāng)流速超過30m/s時應(yīng)設(shè)置摻氣設(shè)施。
摻氣設(shè)施可按照附錄B中B.3選擇,并經(jīng)水工模型試驗驗證。應(yīng)確保摻氣設(shè)施在
宣泄各級流量時通氣順暢,不應(yīng)出現(xiàn)水流倒灌現(xiàn)象。
6.7.5在多泥沙河流上,應(yīng)同時考慮挾沙水流的磨損和空蝕作用,選用抗沖耐磨性能好
的材料。
6.8泄洪霧化
6.8.1對于大型工程和水頭較高、霧化影響較大的中型工程,在可行性研究階段,泄洪
霧化的影響可參照類似工程的經(jīng)驗進(jìn)行類比估算,有條件時可進(jìn)行試驗研究驗證。
7建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計
7.1一般規(guī)定
7.1.1溢洪道的結(jié)構(gòu)設(shè)計,應(yīng)根據(jù)布置、水力設(shè)計、地基及運用條件,結(jié)合防滲、排水、
止水及錨固等工程措施,保證工程安全,選用經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)型式及尺寸。
7.1.2本標(biāo)準(zhǔn)采用概率極限狀態(tài)設(shè)計原則,按分項系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行結(jié)構(gòu)計
算。
7.1.3溢洪道結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)水工建筑物的級別,采用相應(yīng)的水工建筑物
結(jié)構(gòu)安全級別,見表7.1.3。
表7.1.3水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級別
水工建筑物級別水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級別
1I
2,311
4,5III
7.1.4溢洪道結(jié)構(gòu)應(yīng)分別按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行計算和驗算:
1承載能力極限狀態(tài)。包括控制段及邊墻的抗壓承載力和抗滑穩(wěn)定計算、護坦
抗浮穩(wěn)定計算、結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力計算等,必要時應(yīng)進(jìn)行抗傾驗算,對于需抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu),
尚需按DL5073進(jìn)行驗算。
2正常使用極限狀態(tài)。用材料力學(xué)方法進(jìn)行控制段及邊墻的邊緣拉應(yīng)力驗算,
必要時應(yīng)進(jìn)行復(fù)雜地基的滲透穩(wěn)定計算。
7.1.5溢洪道結(jié)構(gòu)應(yīng)按持久狀況、短暫狀況、偶然狀況設(shè)計。
上述三種設(shè)計狀況均應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計,對持久狀況,尚應(yīng)按正常使用極
限狀態(tài)設(shè)計;對短暫狀況可根據(jù)需要按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計;對偶然狀況可不按正常使用
極限狀態(tài)設(shè)計。
7.1.6按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時,應(yīng)考慮下列兩種作用效應(yīng)組合:
1基本組合一一持久狀況或短暫狀況下,永久作用與可變作用的效應(yīng)組合;
2偶然組合一一偶然狀況下,永久作用、可變作用與一種偶然作用的效應(yīng)組合。
7.1.7按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時,應(yīng)考慮下列兩種作用效應(yīng)組合:
1短期組合一一持久狀況(根據(jù)需要也可為短暫狀況)下,永久作用效應(yīng)與可
變作用短期效應(yīng)的組合;
2長期組合一一持久狀況下,永久作用效應(yīng)與可變作用長期效應(yīng)的組合。
7.1.8承載能力極限狀態(tài)計算規(guī)定。
1對基本組合,應(yīng)采用下列設(shè)計表達(dá)式:
Yo*i/r*SYQ?Q^,怎)/)
(7.1.8-1)
式中:
Yo——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),對于結(jié)構(gòu)安全級別為I、H、IH
級的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件,可分別采用1.1、1.0、0.9:
中——設(shè)計狀況系數(shù),持久狀況取1.0,短暫狀況取0.95,偶然狀況取0.85。
2對偶然組合,應(yīng)采用下列設(shè)計表達(dá)式:
為?ks(rff,5,為)<——>/]
(7.1.8-2)
7.1.9正常使用極限狀態(tài)計算規(guī)定。
1作用效應(yīng)的短期組合,應(yīng)采用下列設(shè)計表達(dá)式:
Yo?Ss(Gk,Qk,人,“k)WCi/Yd3
(7.1.9-1)
2作用效應(yīng)的長期組合,應(yīng)采用下列設(shè)計表達(dá)式:
Y0,5L(Gk.p,Qk>Jk>”k)WC2/Yd4
(7.1.9-2)
式中:
p一一可變作用標(biāo)準(zhǔn)值的長期組合系數(shù),本標(biāo)準(zhǔn)取p=l。
7.1.10溢洪道建筑物的混凝土強度等級、抗?jié)B等級、抗凍等級及抗沖要求,應(yīng)符合DL
5108和DL/T5057的規(guī)定。寒冷地區(qū)混凝土的抗凍等級應(yīng)符合DL/T5082的規(guī)定。
止水材料應(yīng)具有足夠的耐久性和可靠性。
7.1.11進(jìn)水渠底板、泄槽底板、挑坎、護坦及沿巖石開挖邊坡襯護而成的貼坡式邊墻等,
必要時可按彈性地基上的板或梁進(jìn)行內(nèi)力計算,根據(jù)DL/T5057并參照類似工程經(jīng)驗配
筋。
上述板塊的結(jié)構(gòu)縫可采用伸縮縫,縫中可不設(shè)彈性層。當(dāng)作為沉陷縫時,縫中應(yīng)設(shè)
置彈性層。
7.1.12溢洪道建筑物設(shè)置錨筋時,錨筋孔可按方格或梅花形布置,孔距、孔深及抗拔力
應(yīng)經(jīng)計算并參照類似工程的經(jīng)驗確定,必要時應(yīng)進(jìn)行錨筋抗拔試驗。
7.1.13溢洪道的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮溫度作用的影響,并根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、結(jié)構(gòu)特點、
地基約束等因素,采取必要的結(jié)構(gòu)措施和施工措施。
7.2進(jìn)水渠渠底襯護
7.2.1進(jìn)水渠渠底需要襯護時;可采用干砌塊石、漿砌塊石、噴混凝土或現(xiàn)澆混凝土護面
等。
7.2.2底板襯護厚度可按構(gòu)造要求確定,混凝土襯砌厚度可采用0.3m,必要時還應(yīng)滿足
抗?jié)B梯度和抗浮的要求。
7.2.3混凝土襯砌的分塊尺寸可按743選定。結(jié)構(gòu)縫可采用平縫,有防滲要求時,縫中
應(yīng)設(shè)止水。
7.3控制段
7.3.1控制段的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)包括下列內(nèi)容:
1結(jié)構(gòu)型式選擇和布置;
2結(jié)構(gòu)計算;
3細(xì)部設(shè)計;
4材料性能選擇,施工技術(shù)要求及混凝土溫度控制要求。
7.3.2堰(閘)的結(jié)構(gòu)型式可采用分離式或整體式。分離式適用于巖性比較均勻的地基,
整體式適用于地基均勻性較差及設(shè)有弧形閘門的情況。
7.3.3分離式底板在必要時應(yīng)設(shè)置垂直水流方向的縱縫??p的位置和間距可根據(jù)地基、結(jié)
構(gòu)、氣候和施工等條件確定。
分離式底板順?biāo)鞣较虻臋M縫可采用鉛直式、臺階式、傾斜式和鍵槽式等,可根據(jù)
應(yīng)力傳遞要求選用。
控制段范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)縫,均應(yīng)設(shè)置止水設(shè)施。
7.3.4閘室的胸墻可根據(jù)工程布置和運用條件選用固定式、活動式或混合式。固定式胸墻
可采用簡支或固結(jié)方式與閘墩連接。胸墻應(yīng)有足夠的剛度,在水壓力作用下,不應(yīng)產(chǎn)生過大
變形,影響閘門啟閉和水封效果。
7.3.5閘墩的型式和布置,應(yīng)符合5.3.4的規(guī)定。對設(shè)置大型弧形閘門的閘墩,通過技術(shù)
經(jīng)濟比較,可采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。
7.3.6控制段的堰(閘)、閘墩、接頭的結(jié)構(gòu)計算及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按照DL5108的規(guī)定執(zhí)
行。
7.3.7堰(閘)斷面設(shè)計的應(yīng)力分析可采用材料力學(xué)方法;
當(dāng)結(jié)構(gòu)斷面對稱,受縱向?qū)ΨQ荷載作用時,可按單向偏心受壓公式計算;
當(dāng)結(jié)構(gòu)斷面不對稱,或結(jié)構(gòu)同時承受縱、橫向荷載作用時,應(yīng)按雙向偏心受壓公式
計算。
7.3.8閘墩及其底板,應(yīng)根據(jù)閘室的結(jié)構(gòu)型式、運行條件,進(jìn)行下列情況的穩(wěn)定和應(yīng)力分
析:
1閘墩兩側(cè)工作閘門全關(guān)閉;
2閘墩一側(cè)工作閘門全關(guān)閉,另一側(cè)工作閘門全開啟泄洪;
3閘墩一側(cè)工作閘門全關(guān)閉,另一側(cè)檢修閘門全關(guān)閉;
4其他不利的運行條件。
7.3.9閘墩應(yīng)力分析可采用材料力學(xué)方法。弧形閘門和大型平面閘門的閘墩應(yīng)力分析宜采
用有限元法。
7.3.10巖基上閘底板的應(yīng)力分析,根據(jù)閘室型式、規(guī)模和地基條件,可采用材料力學(xué)法、
彈性地基梁法或有限元法計算。
7.3.11對于分離式底板,應(yīng)校核其抗浮穩(wěn)定性,必要時應(yīng)采取加強排水和錨固等措施。
7.4泄槽底板
7.4.1泄槽底板的厚度,應(yīng)根據(jù)溢洪道的規(guī)模及其與壩的相對位置、沿線的工程地質(zhì)和水
文地質(zhì)條件、水力特性、氣候條件、水流中挾砂情況等因素,并參照類似工程經(jīng)驗進(jìn)行類比
確定,厚度不應(yīng)小于0.3m。
7.4.2根據(jù)泄槽底板穩(wěn)定要求,應(yīng)采取相應(yīng)的防滲、排水、止水、錨筋等工程措施。
泄槽底板在消力池最高水位以下部分,應(yīng)按消力池護坦設(shè)計。
7.4.3泄槽底板應(yīng)設(shè)置結(jié)構(gòu)縫,其位置應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)布置要求。分塊尺寸應(yīng)根據(jù)氣候特點、
地基約束情況、混凝土施工及溫控要求等確定,縱、橫縫間距可采用10m?15m,或參照類
似工程經(jīng)驗確定。
7.4.4泄槽底板的縱、橫縫宜采用平縫。當(dāng)?shù)鼗痪鶆蛐悦黠@時,垂直水流方向的縫宜采
用半搭接縫、全搭接縫或鍵槽縫??p中應(yīng)設(shè)置止水。
7.4.5對于可能發(fā)生不均勻沉陷或不設(shè)錨筋的泄槽底板,宜在板塊上游端設(shè)置齒槽,并形
成上下游板塊的全搭接及對地基的嵌固。不應(yīng)在板塊下游端設(shè)置齒槽。
7.5挑流挑坎
7.5.1挑坎在泄洪時所受的動水壓力按DL5077的有關(guān)公式計算,其抗滑穩(wěn)定分析可與
控制段相同。
7.5.2挑坎不應(yīng)設(shè)垂直水流向的結(jié)構(gòu)縫,順?biāo)鞣较虻姆挚p間距可按7.4.3的要求采用。
7.6消力池護坦
7.6.1消力池護坦應(yīng)按附錄C進(jìn)行抗浮穩(wěn)定復(fù)核。對設(shè)有消力齒、消力墩或尾檻的護坦,
尚應(yīng)進(jìn)行抗傾及抗滑穩(wěn)定復(fù)核。
采取抽排降壓的護坦應(yīng)復(fù)核地基的滲透穩(wěn)定。
選定護坦厚度時,還應(yīng)參照已建類似工程的經(jīng)驗。
7.6.2當(dāng)護坦混凝土板較厚需要分層澆筑時,層面處理設(shè)計應(yīng)按DL/T5144的有關(guān)規(guī)
定執(zhí)行。
7.6.3當(dāng)護坦抗浮要求設(shè)置錨筋時,應(yīng)將錨筋向上延伸與護坦表層鋼筋網(wǎng)連接。
7.6.4護坦分縫間距宜與泄槽底板分縫間距相同。垂直水流方向的縫宜采用半搭接縫,順
水流方向的縫宜采用鍵槽縫。
7.6.5在護坦范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)縫中,應(yīng)根據(jù)工程的重要性設(shè)置1?2道止水設(shè)施。止水設(shè)施
的安裝施工應(yīng)保證其可靠性。
7.7邊墻
7.7.1溢洪道邊墻宜設(shè)置結(jié)構(gòu)縫,并與底板分開,根據(jù)實際情況,也可與底板或部分底板
連成整體。
7.7.2邊墻上的動水壓力和反弧段邊墻上的水流離心力應(yīng)按DL5077采用。
對收縮型消能工的側(cè)墻所承受的動水壓力,應(yīng)通過水工模型試驗確定。
當(dāng)消能設(shè)施的邊墻或?qū)^高時,應(yīng)研究水流誘發(fā)墻體振動的可能性。
7.7.3當(dāng)庫水位或下游水位驟降時,應(yīng)根據(jù)具體情況核算進(jìn)水渠導(dǎo)墻或消力池邊墻的穩(wěn)
定。
當(dāng)邊墻高度大于15m、斷面有突變時,應(yīng)按DL5108的規(guī)定,進(jìn)行墻體層面抗滑
穩(wěn)定、抗壓承載力及鉛直拉應(yīng)力計算。
位于地震地區(qū)的高度大于15m的邊墻,在失事后果較嚴(yán)重時,尚應(yīng)按DL5073
進(jìn)行驗算。
7.7.4重力式邊墻結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足以下要求:
1按承載能力極限狀態(tài)計算時,墻體與地基接觸面的抗滑穩(wěn)定、基底面邊緣的
抗壓承載力應(yīng)滿足要求,必要時應(yīng)進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定計算.
2按正常使用極限狀態(tài)計算且計及揚壓力時,在長期組合情況下,基底面邊緣
不出現(xiàn)鉛直拉應(yīng)力;在短期組合情況下,可允許出現(xiàn)不大于0.3MPa的鉛直拉應(yīng)力。
當(dāng)邊墻可能沿地基內(nèi)的軟弱結(jié)構(gòu)面滑動時,還應(yīng)校核深層抗滑穩(wěn)定。
7.7.5泄槽直線段重力式邊墻的結(jié)構(gòu)計算應(yīng)按附錄D的規(guī)定進(jìn)行。
7.7.6邊墻在垂直水流方向的結(jié)構(gòu)縫間距宜采用10m?15m,縫中應(yīng)設(shè)置止水。
7.7.7重力式混凝土邊墻頂寬不應(yīng)小于0.5m。為增加邊墻抗傾能力及減小基底面應(yīng)力,
墻踵可利用部分渠槽底板,以擴大邊墻基礎(chǔ)。在挖方渠道中可采用衡重式邊墻。
7.7.8進(jìn)水渠邊坡設(shè)置貼坡式邊墻或護坡時,可根據(jù)水流及地質(zhì)條件分別采用噴水泥砂
漿、噴混凝土、干砌塊石、漿砌塊石和混凝土襯砌等。
泄槽和挑坎段的貼坡式邊墻,宜采用混凝土襯砌,其厚度不宜大于相應(yīng)部位的底板
厚度,但最小厚度應(yīng)滿足施工要求。
鋼筋混凝土貼坡式邊墻可按錨桿襯護進(jìn)行設(shè)計。
7.8下游防沖
7.8.1當(dāng)消能設(shè)施出口區(qū)地質(zhì)條件較差時,可根據(jù)消能型式設(shè)置防淘齒墻、翼墻、二道壩、
海漫或防沖槽等設(shè)施。
8地基及邊坡處理
8.1一般規(guī)定
8.1.1溢洪道的地基處理設(shè)計,應(yīng)結(jié)合建筑物的結(jié)構(gòu)和運用特點,滿足各部位對承載能力、
抗滑穩(wěn)定、地基變形、滲流控制、抗沖及耐久性的要求,保證運行安全。
8.1.2地基處理方案,應(yīng)根據(jù)工程的重要性、地質(zhì)條件、施工條件和運用要求等因素,經(jīng)
過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。
8.1.3當(dāng)?shù)鼗鶠檐泿r或存在規(guī)模較大、性狀差的斷層破碎帶、軟弱夾層、巖溶等缺陷時,
應(yīng)進(jìn)行專門的處理設(shè)計。
8.1.4溢洪道的邊坡應(yīng)保持穩(wěn)定。對可能失穩(wěn)的邊坡應(yīng)采取可靠的處理措施。對易風(fēng)化、
易崩解或抗沖能力低的巖體所組成的邊坡應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的防護。
對高陡邊坡、地質(zhì)條件復(fù)雜的邊坡以及受泄洪霧化影響嚴(yán)重的邊坡,應(yīng)進(jìn)行專門研
究。
8.1.5地基及邊坡處理,應(yīng)重視防滲排水設(shè)施的設(shè)計。排水設(shè)施的設(shè)計應(yīng)做到因地制宜、
排水通暢、便于檢修。
8.1.6建筑物建基面及邊坡坡面開挖,應(yīng)避免破壞巖體的完整性和降低地基承載能力。
8.2地基開挖
8.2.1溢洪道地基的開挖深度,應(yīng)根據(jù)建筑物對地基的要求,結(jié)合地質(zhì)條件、施工條件及
處理措施等綜合研究確定。
主要建筑物宜建在弱風(fēng)化上部至中部基巖上。
不襯護段的泄槽,應(yīng)開挖至堅硬、完整的新鮮或微風(fēng)化巖層。
對易風(fēng)化、易崩解的基巖,應(yīng)提出相應(yīng)的施工保護措施。
8.2.2建筑物的基坑形狀,應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)條件及上部結(jié)構(gòu)要求確定,開挖面宜連續(xù)平順;
當(dāng)受地形地質(zhì)條件限制,高差過大時,宜開挖成臺階狀?
泄槽的襯護段與不襯護段應(yīng)連接平順。
8.3固結(jié)灌漿
8.3.1溢洪道地基固結(jié)灌漿的范圍和深度,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、裂隙發(fā)育情況和受力條件確
定。堰(閘)及消能建筑物的地基宜進(jìn)行固結(jié)灌漿?;鶐r條件較好時,可不進(jìn)行固結(jié)灌漿。
8.3.2固結(jié)灌漿孔可呈梅花型或方格狀布置,鉆孔方向宜穿過較多的裂隙。
灌漿孔深可采用3m?5m,孔、排距可采用1.5m?4m。當(dāng)無混凝土蓋重時灌漿壓
力可為0.1MPa-0.3MPa;當(dāng)有混凝土蓋重時灌漿壓力可為0.2MPa~0.5MPa<,在不抬動巖
體或蓋重的條件下灌漿壓力宜取大值,地質(zhì)條件較差時可適當(dāng)降低。必要時可通過灌漿試驗
確定固結(jié)灌漿參數(shù)。
8.4地基防滲和排水
8.4.1溢洪道地基防滲、排水系統(tǒng)的設(shè)計原則為防排并重,應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條
件、建筑物的重要性及作用水頭大小等,綜合考慮防滲和排水的相互關(guān)系,確定相應(yīng)的措施。
8.4.2防滲和排水設(shè)施應(yīng)滿足下列要求:
1減少堰(閘)基的滲漏和繞滲;
2防止在軟弱夾層、斷層破碎帶、裂隙密集帶及抗水性能差的巖層中產(chǎn)生滲透
破壞;
3降低建筑物基底面的揚壓力;
4具有可靠的連續(xù)性和足夠的耐久性;
5在嚴(yán)寒地區(qū),排水設(shè)施應(yīng)考慮凍害的影響。
8.4.3堰(閘)基的防滲措施,宜采用水泥灌漿帷幕;必要時可采用化學(xué)材料灌漿,但應(yīng)
注意對環(huán)境污染的影響;也可根據(jù)具體條件采用混凝土齒墻、防滲墻、水平防滲板或其組合
措施等。對于大、中型工程,應(yīng)進(jìn)行帷幕灌漿試驗。
8.4.4控制段防滲帷幕的深度應(yīng)符合下列規(guī)定:
1當(dāng)?shù)鼗麓嬖谙鄬Ω羲畬訒r,應(yīng)深入到該巖層內(nèi)2m?3m。相對隔水層的透
水率控制標(biāo)準(zhǔn)見&4.5。
2當(dāng)?shù)鼗南鄬Ω羲畬勇癫剌^深或分布無規(guī)律時,帷幕深度應(yīng)滿足8.4.2的要
求,并應(yīng)參照滲流計算和已建工程經(jīng)驗確定,通??稍?.3?0.7倍堰(閘)前最大水深范圍
內(nèi)選擇,透水性較強時應(yīng)適當(dāng)增加帷幕的深度。
3防滲帷幕伸入岸坡的范圍、深度及其走向,應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件
確定。伸入岸坡的范圍,可延伸至正常蓄水位與相對隔水層范圍線(或蓄水前地下水位線)
相交處。
4靠近壩肩的溢洪道,其帷幕設(shè)計應(yīng)與大壩防滲要求統(tǒng)一,并應(yīng)與大壩帷幕銜
接形成整體防滲系統(tǒng)。
遠(yuǎn)離壩肩的溢洪道,其防滲帷幕深度,伸入岸坡的范圍可適當(dāng)降低要求。
8.4.5防滲帷幕體內(nèi)及地基相對隔水層的透水率控制標(biāo)準(zhǔn)宜為5Lu;與大壩帷幕銜接的部
位應(yīng)與大壩帷幕的要求相協(xié)調(diào)。
抽水蓄能電站的溢洪道防滲帷幕的透水率控制標(biāo)
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