1FJD34130FJD水利水電工程技術(shù)設(shè)計階段差動式調(diào)壓室設(shè)計大綱范本水利水電勘測設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化信息網(wǎng)1998年3月2水電站技術(shù)設(shè)計階段差動式調(diào)壓室設(shè)計大綱主編單位主編單位總工程師參編單位主要編寫人員軟件開發(fā)單位軟件編寫人員勘測設(shè)計研究院年月3目次1引言42設(shè)計依據(jù)文件和規(guī)范43設(shè)計基本資料44調(diào)壓室工作布置105設(shè)計工作內(nèi)容與方法106專題研究（必要時）147應(yīng)提供的設(shè)計成果1441引言_工程位于_，是以_為主，_等綜合利用的水利水電樞紐工程。水庫最高洪水位_，正常蓄水位_，死水位_。最大壩高_。電站設(shè)計水頭_，最大水頭_，最小水頭，發(fā)電設(shè)計引用流量_3，裝機_臺，單機容量_，總裝機容量_，保證出力_，多年平均發(fā)電量_H。2設(shè)計依據(jù)文件和規(guī)范21有關(guān)本工程的文件（1）預(yù)可行性研究和可行性研究報告（包括補充文件等）；（2）預(yù)可行性研究和可行性研究報告審批文件；（3）預(yù)可行性研究和可行性研究專題研究報告；（4）有關(guān)文件或會議紀(jì)要等。22主要設(shè)計規(guī)范（1）GB5020194防洪標(biāo)準(zhǔn)（2）13484水工隧洞設(shè)計規(guī)范；（3）2078水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（試行）；（4）G8685錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范；（5）1078水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范（試行）（6）G20483鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范（7）17385水力發(fā)電廠機電設(shè)計技術(shù)規(guī)范（試行）（8）21283水工建筑物地下開挖工程施工技術(shù)規(guī)范（9）DL/T50581996水電站調(diào)壓室設(shè)計規(guī)范。3設(shè)計基本資料31工程等別和建筑物級別建筑根據(jù)G5020194，本工程為_等工程。調(diào)壓室為_級物。32地震烈度5（1）基本烈度根據(jù)中國地震烈度區(qū)劃圖（1990）或經(jīng)國家地震局等有關(guān)單位鑒定，本工程區(qū)地震基本烈度為_度。（2）建筑物設(shè)計烈度根據(jù)1078的規(guī)定，確定調(diào)壓室設(shè)計烈度為_度。33洪水標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)G5020194的規(guī)定（1）本工程設(shè)計情況洪水重現(xiàn)期,壩區(qū)為_A，廠區(qū)為_A。（2）本工程校核情況洪水重現(xiàn)期,壩區(qū)為_A，相應(yīng)流量_3廠區(qū)為_A,相應(yīng)流量_3。34水位與流量關(guān)系表1水位與流量關(guān)系設(shè)計工況水庫水位大壩下泄流量3S發(fā)電引用流量3S廠房尾水位備注校核洪水情況設(shè)計洪水情況正常蓄水位情況庫水位限制情況35氣象資料1月平均氣溫表2月平均氣溫單位月份123456789101112年平均氣溫（2）絕對最高氣溫_絕對最低氣溫_（3）歷年平均水溫_歷年最高水溫_歷年最低水溫_；（4）地下洞室圍巖恒溫_（5）風(fēng)荷載；（6）最大雪荷載MAX_KG2；（7）最大凍土深度_。36機電設(shè)備及其主要參數(shù)（1）機組額定轉(zhuǎn)速_/MIN；6（2）機組飛逸轉(zhuǎn)速_/MIN；（3）機組飛輪力矩GD2_2。361水輪機（1）水輪機型式_；臺數(shù)_臺；（2）水輪機額定出力_；（3）水輪機水頭設(shè)計水頭P_；最大水頭_；最小水頭；（4）單機引用流量設(shè)計_3；最大_3；最小_3；（5）水輪機的安裝高程_；尾水管的吸出高度_；（6）水輪機調(diào)速時間及其行程曲線圖；（7）水輪機的特征曲線（8）水輪機導(dǎo)葉關(guān)閉時間。362發(fā)電機（1）發(fā)電機型式_；臺數(shù)_臺；（2）發(fā)電機額定容量_；（3）發(fā)電機轉(zhuǎn)動慣量_237地形圖提示一般需要比例不小于11000的地形圖,如能達到1500則更好。38地質(zhì)資料381工程地質(zhì)資料（1）圍巖分類及其巖石物理力學(xué)指標(biāo)表3圍巖分類及其巖石物理力學(xué)指標(biāo)圍巖類別項目單位容重）KN/M3彈性模量EGPA變形模量E0GPA干抗壓強度RMPA飽和抗壓強度RMPA凝聚力CKPA內(nèi)摩擦角7泊松比）側(cè)壓力系數(shù)巖石堅固系數(shù)F單位彈性抗力系數(shù)K0MPA/CM（2）地質(zhì)圖提示包括平面、剖面、平切面圖等（3）洞口開挖邊坡永久開挖邊坡_臨時開挖邊坡_。382水文地質(zhì)資料（1）地下水水位_；滲流量_3；（2）地下水水質(zhì)分析。39引水發(fā)電系統(tǒng)布置391圖紙技術(shù)設(shè)計階段引水發(fā)電系統(tǒng)的平、剖面布置圖。392特征參數(shù)（1）進水口主要高程及尺寸等；（2）引水隧洞斷面形式與尺寸、長度、支護型式及底板縱坡等參數(shù)；（3）壓力管道斷面形式與尺寸、長度、支護型式、控制點高程等參數(shù)。310材料特性及安全系數(shù)3101混凝土（1）混凝土設(shè)計強度與彈性模量表4混凝土設(shè)計強度與彈性模量單位MPA設(shè)計強度混凝土標(biāo)號軸心抗壓A彎曲抗壓抗拉抗裂彈性模量（2）容重素混凝土容重_KN/M3鋼筋混凝土容重_KN/M3（3）混凝土抗?jié)B標(biāo)號_；抗凍標(biāo)號_。3102噴混凝土（1）噴混凝土設(shè)計強度與彈性模量表5噴混凝土設(shè)計強度與彈性模量單位A8設(shè)計強度噴混凝土強度等級軸心抗壓彎曲抗壓抗拉彈性模量（2）噴混凝土容重_KN/M3（3）噴混凝土與圍巖間粘結(jié)力_A。3103鋼筋表6鋼筋設(shè)計強度與彈性模量單位MPA設(shè)計強度鋼筋品種符號與直徑受拉（G）受壓（G）彈性模量（G）級鋼筋28級鋼筋28級鋼筋5號鋼筋3104普通錨桿表7普通錨桿設(shè)計強度與彈性模量單位MPA設(shè)計強度錨桿材料品種直徑受拉受剪彈性模量（G）3105強度安全系數(shù)（1）混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件強度安全系數(shù)表8混凝土強度安全系數(shù)建筑物級別12、34、5荷載組合基本特殊基本特殊基本特殊受力按抗壓強度計算的受壓構(gòu)件、局部承壓特征按抗拉強度計算的受壓、受彎、受拉構(gòu)件（2）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件強度安全系數(shù)表9鋼筋混凝土強度安全系數(shù)建筑物級別12、34、5荷載組合基本特殊基本特殊基本特殊受力軸心受壓構(gòu)件、偏心受壓構(gòu)件、局部承壓、斜截面受剪、受扭特征軸心受拉、受彎、偏心受拉構(gòu)件（3）錨噴支護安全系數(shù)9表10錨噴支護安全系數(shù)受力特征錨桿對局部危巖抗力局部砂漿內(nèi)錨頭錨桿錨入穩(wěn)定巖體的長度噴混凝土對局部不穩(wěn)定巖體的抗力安全系數(shù)311水力計算參數(shù)（1）引水隧洞過水?dāng)嗝娣e_2；（2）引水隧洞長度_；（3）引水隧洞糙率_；_；（4）引水隧洞最大水頭損失_2,；（5）引水隧洞最小水頭損失_2,；（6）壓力管道水頭損失_2,；（7）蝸殼及尾水管的水頭損失0_2,；（8）尾水道的水頭損失_2,；（9）調(diào)壓室斷面凈面積_2；（10）調(diào)壓室升管斷面凈面積1_2；（11）調(diào)壓室升管溢流口高程_；（12）調(diào)壓室升管溢流周長_；（13）調(diào)壓室阻抗孔口斷面積2_2；（14）阻抗孔口的流量系數(shù)丟荷時1_；增荷時2_；（15）溢流口的流量系數(shù)丟荷時1_；增荷時2_；（16）機組導(dǎo)葉關(guān)閉與開啟時間_。4調(diào)壓室工程布置提示根據(jù)本階段設(shè)計要求、新的樞紐布置及資料、水力計算成果,對調(diào)壓室布置進行調(diào)整和修改,確定控制性高程與尺寸,提出新的布置圖。1021G5設(shè)計工作內(nèi)容與方法51基本資料復(fù)核提示根據(jù)技術(shù)設(shè)計階段的樞紐布置，復(fù)核引水系統(tǒng)建筑物的尺寸、位置和高程，以及水力計算參數(shù)等基本資料。52水力計算521調(diào)壓室穩(wěn)定斷面積計算調(diào)壓室的穩(wěn)定斷面積按托馬（O）準(zhǔn)則計算并乘以系數(shù)確定式中FTH托馬臨界穩(wěn)定斷面積，2；壓力引水隧洞長度，；壓力引水隧洞斷面積，2；0發(fā)電最小靜水頭，；自水庫至調(diào)壓室之間的水頭損失系數(shù)（包括局部損失和沿程損失），在無連接管時用代替0壓力引水隧洞水頭損失，；壓力管道水頭損失，；系數(shù)，一般可采用10110,選用10時，應(yīng)有可靠的論證。522涌浪水位計算工況分析提示根據(jù)調(diào)壓室的布置特點、壓力管道的供水方式以及電站的運行情況，分析確定電站負荷變化的可能工況。523涌浪水位計算涌浪水位計算包括最高涌浪水位和最低涌浪水位計算。最高涌浪水位計算情況以水庫最高水位，引水隧洞采用最小糙率,共用一調(diào)壓室的全部機組滿載運行，瞬時丟棄全部負荷。最低涌浪水位計算情況以水庫最低運行水位，引水隧洞采用最大糙率，共用一調(diào)壓室的全部N臺機組，由（1）臺增至臺，或全部機組由23負荷突增至滿載。310WNTHHHGLFKF11涌浪水位計算方法詳見水電站調(diào)壓室設(shè)計規(guī)范報批稿提示水電站調(diào)壓室設(shè)計規(guī)范報批稿尚未正式發(fā)布，參考水力計算還可參考水工設(shè)計手冊等有關(guān)資料。53結(jié)構(gòu)設(shè)計531結(jié)構(gòu)布置提示根據(jù)水力計算成果對調(diào)壓室頂高程、底高程等進行調(diào)整。調(diào)壓室最高涌浪水位以上的安全超高不宜小于1；調(diào)壓室最低涌浪水位與調(diào)壓室處壓力引水隧洞頂部之間的安全高度應(yīng)不小于2M3；調(diào)壓室底板應(yīng)留有不小于10的安全水深。532圈梁與穹頂結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）設(shè)計原則按限裂設(shè)計，限制裂縫寬度_；（2）主要荷載垂直山巖壓力襯砌自重灌漿壓力；（3）計算方法將圈梁與穹頂視為整體，按薄殼基礎(chǔ)理論進行計算；在地質(zhì)條件許可情況下，穹頂盡可能采用錨噴支護，支護參數(shù)選擇可通過殼體薄膜理論計算、空間赤平投影穩(wěn)定性分析及工程類比法等綜合分析確定。533井筒及底板的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)按_級建筑物設(shè)計；（2）設(shè)計原則按限裂設(shè)計，限制裂縫寬度_；（3）主要荷載及其組合見表11。表11主要荷載及其組合荷載計算情況內(nèi)水壓力外水壓力圍巖彈性抗力山巖側(cè)壓力襯砌自重溫度應(yīng)力灌漿壓力運行情況檢修情況施工情況（4）荷載假定根據(jù)地質(zhì)條件、施工情況、井筒與底板的連接方式等因素，對計算情況的荷載組合作出分析后確定。（5）計算方法結(jié)構(gòu)力學(xué)方法?？砂磁思义P編著的“調(diào)壓井襯砌”一書或“水工隧洞設(shè)計規(guī)范”所推薦的公式計算。必要時可進行有限元分析。534升管的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)按_級建筑物設(shè)計；（2）設(shè)計原則按限裂設(shè)計；（3）主要荷載內(nèi)水壓力（升管的最高水位與井筒的最低水位之差或者采用升管的最高水12位與井筒底板高程之差）和外水壓力（井筒的最高水位與升管的最低水位之差）。（4）計算方法結(jié)構(gòu)力學(xué)方法。可按SD13484中所推薦的公式計算。必要時可按有限元分析計算。535閘門井的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)按_級建筑物設(shè)計；（2）設(shè)計原則按限裂設(shè)計；（3）主要荷載內(nèi)水壓力和外水壓力，根據(jù)閘門井的布置情況以及不同工況下涌浪水位計算成果分析確定。（4）計算方法結(jié)構(gòu)力學(xué)方法。536起閉機操作平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)按_級建筑物設(shè)計；（2）設(shè)計原則按限裂設(shè)計；（3）主要荷載襯砌自重啟閉機設(shè)備重樓板活荷載（4）基本假定及計算方法視平臺為簡支于井筒上的樓蓋板，按板梁結(jié)構(gòu)分析方法進行計算。537橫撐梁結(jié)構(gòu)設(shè)計及其與大井連接處的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）計算假定將升管視為環(huán)形斷面的連續(xù)梁，底部假定為固端，支撐作為簡支進行結(jié)構(gòu)計算；（2）設(shè)計原則按限裂設(shè)計；（3）計算荷載地震荷載，包括升管自重和管內(nèi)水重的地震慣性力以及內(nèi)水壓力的附加水平慣性力；（4）計算方法結(jié)構(gòu)力學(xué)方法。538漸變段結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）設(shè)計原則按限裂設(shè)計，限制裂縫寬度_；（2）荷載及其組合運行情況內(nèi)水壓力山巖壓力圍巖彈性抗力襯砌自重放空情況外水壓力山巖壓力襯砌自重施工情況山巖壓力灌漿壓力襯砌自重（3）計算方法參照SD13484計算。13539通氣檢修洞結(jié)構(gòu)設(shè)計提示1通氣檢修洞斷面積應(yīng)大于10的引水隧洞斷面積，同時要考慮施工要求及閘門運輸要求，2采用錨噴支護時，根據(jù)圍巖條件，采用工程類比法，確定支護參數(shù)；3采用澆筑混凝土支護時，可按照SD13484進行設(shè)計。5310有關(guān)構(gòu)造、細部結(jié)構(gòu)設(shè)計提示包括伸縮縫設(shè)置、金屬結(jié)構(gòu)預(yù)埋件、攔桿、排水孔、閘門通氣孔等。54灌漿設(shè)計提示根據(jù)圍巖的地質(zhì)條件、施工情況、結(jié)構(gòu)布置等因素確定回填灌漿、固結(jié)灌漿的部位。灌漿孔的布置（孔深、孔距、排距）、灌漿程序、灌漿壓力及檢查標(biāo)準(zhǔn)等參數(shù)的選擇，可參照SD13484或采用工程類比法確定。55調(diào)壓室水位與圍巖觀測設(shè)計提示觀測設(shè)計應(yīng)結(jié)合差動式調(diào)壓室規(guī)模、地質(zhì)條件和運行等條件，提出觀測和布置要求。除參照某些安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范有關(guān)條文規(guī)定外，并應(yīng)考慮本調(diào)壓室的特點（如結(jié)構(gòu)設(shè)計中若推薦了錨噴支護等）提出觀測設(shè)計補充要求。56調(diào)壓室運行與維修要求提示1每臺機組加荷的間隔時間要求；2維修事故檢修閘門上游水庫水位限制；3事故檢修閘門放置的位置4要把運行和維修要求寫入技術(shù)設(shè)計說明書；57工程量計算571工程量計算說明提示說明工程量計算的原則、規(guī)定和方法等