水电站竖井式进水口设计大纲范本

1FJD34050FCD水利水电工程技术设计阶段水电站竖井式进水口设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1997年11月2工程水电站竖井式进水口技术设计大纲主编单位: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...............................................44.进水口布置与优化............................................115.进水口水力计算..............................................156.进水口结构设计..............................................157.细部结构构造设计............................................198.原型观测、运行要求..........................................219.专题研究....................................................2110.工程量计算..................................................2111.应提供的设计成果............................................2111引言1.1工程概况工程位于省市(县)，距市(县)km的河上。本枢纽是以为主，兼有等综合利用的水利水电枢纽工程。电站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。1.2设计任务简述本大纲为该工程竖井式进水口技术设计大纲，包含从拦污栅开始到竖井式进水口末端与发电(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、水力学计算、竖井式进水口前隧洞工程一次及二次支护设计、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提示:本进水口布置于地形较缓、岩体较完整且稳定的水库岸坡，大部分地段围岩地质条件较好，进水口竖井及其之前的隧洞结构设计可参照有压隧洞设计，充分发挥围岩的承载能力，做到简化衬砌结构，加快施工进度，缩短工期，降低工程造价。2设计依据文件和规范2.1有关本工程的文件(1)工程可行性研究报告;(2)工程可行性研究报告审批文件；(3)工程技术专题(试验)报告；(4)工程上阶段设计有关文件和会议纪要；(5)工程初步设计有关文件。2.2主要设计规范(1)SDJ1278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)和补充规定；(2)SDJ21787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)；(3)SD30388水电站进水口设计规范(试行)(4)SD13484水工隧洞设计规范(试行)；(5)SDJ1078水工建筑物抗震设计规范(试行)；(6)SDJ2078水工钢筋混凝土结构设计规范(试行)；(7)SDJ5785水利水电地下工程锚喷支护施工技术规范；2(8)SDJ21283水工建筑物地下开挖工程施工技术规范；(9)SL4794水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范；(10)SDJ2081钢筋焊接及验收规程1；(11)(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)；(12)SDJ20782水工混凝土施工规范；(13)SL6294水工建筑物水泥灌浆施工技术规范；(14)GBJ5020492钢筋混凝土工程施工及验收规范；(15)GBJ8685锚杆喷射混凝土支护技术规范；(16)GBJ789建筑物地基基础设计规范；(17)GBJ1089混凝土结构设计规范及其局部修改条文；(18)GBJ1788钢结构设计规范；(19)GBJ987建筑结构荷载规范；(20)SDJ2178混凝土重力坝设计规范及补充规定(试行)；(21)SD14485水电站压力钢管设计规范(试行)；(22)SL7495水利水电工程钢闸门设计规范；(或DL/T503995)(23)SD13384水闸设计规范(试行)。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)灌区水工建筑物丛书《涵洞》、《涵洞》；(4)《水工设计手册》；(5)《地下建筑物设计手册》(1993版)；(6)《铁路工程设计技术手册》；(7)《喷射混凝土》程良奎编著(1990版)；(8)《铁路隧道新奥法指南》(1988版)。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《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)》(SDJ1278)(试行)，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1未见有此规范，待查——编者。33.2.1气温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)平均土层冻深m，最大土层冻深m；(7)多年月平均气温，见表1。表1各月气温表单位：℃月份123456789101112多年平均气温极端最高气温极端最低气温3.2.2水温(1)本库区多年平均水温℃，极端最高水温℃，极端最低水温℃。(2)各月水温如表2。表2各月水温表单位：℃月份123456789101112多年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,m3/s下泄流量,m3/s备注校核洪水设计洪水3.4水位和流量运行水位及引用流量见表4。4表4运行水位及引用流量表项目水库水位，m引用流量,m3/s下游水位,m备注校核洪水位设计洪水位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)进水口推移质粒径：mm；(2)进水口推移质含量：kg/m3；(3)进水口悬移质粒径：mm；(4)进水口悬移质含量：kg/m3；(5)泥沙淤积高程：m(a)；(6)淤沙内摩擦角：；(7)淤沙浮容重：kN/m3。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：m2，流速：m/s；流冰抗碎强度：MPa。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；5(3)每片拦污栅宽度：B=m；(4)栅条间距：cm；栅条厚度：mm；(5)拦污栅栅槽宽度：m；拦污栅栅槽深度：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(1)闸门工作闸门孔宽：m；工作闸门孔高：m；工作闸门门槽宽：m；工作闸门门槽深：m；工作闸门门槽中心线桩号：m；(事故)检修闸门孔宽：m；(事故)检修闸门孔高：m；(事故)检修闸门门槽宽：m；(事故)检修闸门门槽深：m；(事故)检修闸门门槽中心线桩号：m；提示:如设置事故检修闸门，应注明闸门工作条件是静水启闭还是动水启闭。(2)启闭机室启闭机室高程：m；启闭机室面积：m2，(3)旁通管(或充水阀)直径：m；(4)检修平台检修平台高程：m；检修平台面积：m2。3.10地质资料3.10.1区域工程地质及水文地质资料6提示:本节由地质专业根据区域地质条件提供。供隧洞进水口及竖井布置使用。(1)简述地形地貌、地层岩土性质、地质构造产状、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。3.10.2进水口区围岩工程地质、水文地质资料(1)进水口隧洞沿线围岩分类及稳定评价、岩性、围岩物理力学指标、地应力、水文地质条件及一次支护的措施，汇总见表5。表5隧洞围岩地质、水文地质条件汇总表代表性剖面桩号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坚固系数结构面对围岩影响程度地应力及洞轴与地应力主应力方向夹角岩体状态岩体弹性模量岩体变形模量岩体抗拉强度岩体抗压强度岩体泊松比岩体抗剪(断)强度岩体容重岩体完整性能岩石质量岩体工程质量水文地质条件渗透系数围岩分类建议施工支护措施类别名称kofRQDEEOtgCISMkmmmkN/m3(*)%MPaMPaMPaMPaMPakN//m3m/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)强度指标表基岩岩性基岩抗压强度MPa泊松比变形模量MPa承载力MPa抗剪强度f抗剪断强度备注fc,MPa(3)进水口洞脸边坡稳定指标见表7。表7洞脸边坡稳定指标表基岩岩性基岩抗压强度MPa泊松比变形模量MPa永久稳定坡比抗剪强度f抗断剪强度水上水下fc,MPa提示:包括竖井上口平台以上地坪和周边明挖的岩性、开挖稳定坡度及承载力等。7(4)进水口区地应力资料。提示:由地质专业根据区域地质和实测地应力资料，按隧洞桩号提供地应力值及方向。(5)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：度。(2)岩石热常数，见表8。表8岩石热常数表岩石名称导热系数cJ/(mh℃)比热系数J/(kg℃)线胀系数℃-1(3)竖井轴线地温。提示:按所处桩号和埋深提供地温。3.11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9。表9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EI级钢筋(3号钢)2402402.1×105II级钢筋(16Mn)直径28mm3203202.0×105直径28mm3403402.0×105III级钢筋(25Mn)3803802.0×1055号钢筋2802802.0×105(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10。表10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钢材受压设计强度Rg弹性模量EI级钢材(3号钢)A32402402.1×105II级钢材(16Mn)8板厚mm16Mn3203202.0×105板厚mm16Mn3403402.0×105III级钢材(25Mn)25Mn3803802.0×1055号钢材A52802802.0×105(3)钢材泊松比：=0.30；(4)钢板强度指标及弹模，见表11；表11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Rg,MPa钢板极限强度Rg,MPa弹性模量E,MPa(5)钢板允许应力，见表12。表12钢板允许应力表单位：MPa钢板钢号钢板厚mm荷载组合埋管明管直管弯、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：。3.11.3混凝土和钢筋混凝土(1)混凝土重度：=24kN/m3；(2)钢筋混凝土重度：=25kN/m3；(3)混凝土泊松比：=1/6；(4)混凝土设计强度及弹性模量，见表1