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SL 266-2014 水电站厂房设计规范(完整正版、清晰无水印).pdf

工程岩体中的软弱夹层、岩层层面等不连续面，可用节理单 元进行模拟。 （5）监控量测法。监控量测法是通过现场量测围岩的应力 变形和支护结构的受力状况，评价围岩的稳定性和支护结构的安 全性，是一种较为直观和实用的设计方法。 监控量测法与动态反馈分析相结合，根据洞室围岩施工期的 变形和应力监测等信息，并充分考虑开挖揭露围岩地质条件的变 化情况，及时调整数值分析模型和参数取值，对围岩稳定性和支 护系统的工作性态进行综合分析和评价，并对施工顺序、支护方 案及其参数进行必要的调整和优化。 监控量测法已在地下工程设计和施工中广泛采用，特别适用 于高地应力状态的围岩和稳定性差的软弱围岩或跨度较大的地下 洞室。 （6）模型试验法。国内常用的模型试验类型主要有原位模拟 洞试验和地质力学模型试验。 原位模型试验能反映实际洞室的地质构造、地应力情况，并 较直观地对地下洞室围岩稳定性和支护效果进行评价。原位试验 常需较大比尺。这种模型试验一般只用于大型的地下工程。 地质力学模型试验是研究洞室围岩的变形、应力、破坏形态 和支护效应，评价支护和开挖对洞室围岩稳定的影响。模型试验 材料应根据岩性相似性原理确定。 7.2.820世纪60年代以后国内外的地下洞室普遍采用新奥法施

7.2.820世纪60年代以后国内外的地下洞室普遍采用新奥法施

工。现场监测是新奥法施工主要内容之一，是隧洞安全施工的保证。

自前新奥法在设计理论上不很成熟，很多情况下还不能作出准 确的定量计算，有限元虽然可以作为一种计算手段，但岩体情况复 杂，施工状况又受很多条件影响，因此计算结果还难以准确地反映 实际情况。目前常用经验统计类比的方法作事先的设计，然后在施 工过程中不断监测围岩应力应变状况，随时调整支护措施。 广房洞室开挖前，在先期开挖的厂外排水洞内，提前理设多 点位移计等变形监测仪器，这样在厂房主洞室开挖过程中，监测

到的围岩变形结果，更为真实可靠。故围岩变形监测应于主洞室 开挖之前实施，结合厂外排水洞布置监测设备DB22／T 5037-2020 装配式混凝土建筑结构检测技术标准，可节约工程投资 地下水监测主要是地下水位和外水压力的监测

7.2.10地下工程的设计理论和方法，在20世纪60年在

7.2.11洞室的进口段、交贫段、洞室间岩体或岩柱，由

临空、应力集中以及多次开挖爆破影响，围岩稳定性大为降低， 故一般需采取加强支护措施，并选择适当的施工程序。例如刘家

图3洞壁位移与支护抗力关系图

峡水电站的窑洞式地下厂房的进口段采用了全断面钢筋混凝土衬 砌，以及先拱后墙的施工程序，保证了施工和运行的安全。 渔子溪和龚嘴水电站的母线洞与主厂房正交，当母线洞衬砌后 再开挖主厂房下部尾水管时，由于围岩变形，母线洞衬砌开裂，以 致漏水滴在母线上，影响运行安全。对于这些部位可以先作一层锚 喷支护，以保证开挖厂房下部岩石时母线洞室的围岩稳定与安全 待变形趋向稳定后，再对母线洞作局部二次锚喷支护或衬砌。 映秀湾水电站机组间距17m，尾水管宽10m，衬砌厚1m 尾水管间的岩柱厚度只有5m，采用了先挖1号、3号尾水管 待衬好后再挖2号尾水管的措施，保证了施工安全。白山水电站 亦采取了先挖2号尾水管，后挖两侧的1号和3号，并对尾水管 之间的岩柱采用了对穿锚索加固。 7.2.1220世纪70年代以来锚喷支护在国内外地下工程中得到 广泛应用，在减少洞室开挖、节约材料、加快施工进度和降低工 程造价等方面，起了显著作用。所以本标准提出首先研究柔性支 护的合宜性，尽量不单独使用刚性支护。 表10列出了国内部分已（在）建洞室规模较大的地下电站 柔性支护设计参数，供设计参考。

7.2.16～7.2.23作用在衬砌上的有些荷载（如围岩压力、外水 压力、温度作用等）常常是难于准确确定的，这不仅仅因为确定 这些荷载的客观条件复杂，还因为它们还与施工情况和工程措施 等因素有关，也就是说，这些荷载在一定程度上是可以人为控制 的。因此，地下厂房衬砌设计时应着重研究减小不利荷载的各种 结构、施工及其他工程措施，并经过经济比较后确定结构型式及 其荷载值。 当作用在衬砌上的外水压力较大时，宜考虑采取排水孔等 导、排措施降低外水压力，减小衬砌内力，和由衬砌直接承担较 大的外水压力相比，更为经济。 当厂房洞室跨度较大时，顶拱固结灌浆深度太浅，对形成稳 定拱圈作用不大，故应加大固结灌浆孔深。 对复合支护，宜将围岩与钢筋混凝土衬作为共同承载结 构，用有限元法进行结构计算。若采用结构力学方法分析钢筋混 凝土衬砌时，宜考虑初期柔性支护作用，不计或少计松散围岩压 力荷载，但应注意围岩变形（或地应力调整）在钢筋混凝土衬砌 上产生的变形压力荷载。 7.2.24岩锚式吊车梁可减少地下洞室的宽度，节省工程量，同 时可使厂内吊车提前投入运行，有利于加快施工进度。近年来， 此种型式的吊车梁在国内地下厂房中得到广泛应用，如鲁布革、 广蓄、东风、太平驿、天荒坪、小浪底、二滩、拉西瓦、三峡地 下电站、彭水、构皮滩等工程，取得许多有益的经验。 已建部分工程统计表明，当洞壁围岩为Ⅲ类及以上时，采用

7.2.25厂房边墙围岩稳定是岩锚式吊车梁安全的基础，当

岩锚式吊车梁成功的关键是施工技术，应采用光面预裂爆 破，严格控制超欠挖，近年来国内已建或在建工程中，一般超挖 控制在100mm以内，并尽量避免欠挖，以保证梁体的断面尺

寸。当岩锚式吊车梁以下洞壁超挖影响岩锚式吊车梁稳定安全 时，可采用在超挖部位设置钢筋混凝土护壁和护壁锚杆的措施， 保证安全。三峡地下电站岩壁式吊车梁岩台的开挖，采取的主要 措施有：厂房洞室分层开挖，开挖岩壁式吊车梁所在层岩体时 在中部拉槽梯段爆破开挖前，对两侧进行超前施工预裂，隔断和 消弱爆破振动对岩台区的影响；对斜岩台下拐点以下1m范围的 洞壁采用角钢、锚杆、喷钢纤维混凝土等进行加强支护；采用钢 管样架强制定位技术，严格控制岩台垂直爆破孔和斜面爆破孔的 位置和深度；进行现场爆破试验，优化爆破参数；岩台垂直孔和 斜孔双光面爆破等。以上措施保证了三峡地下电站岩壁式吊车梁 岩台开挖成型好，超挖控制在80mm内。 在主洞室与其他洞室相交处，岩锚式吊车梁以下支持岩体消 弱，应采取有效结构措施。一是减小交叉洞室洞口尺寸，保证梁 下有足够的岩体厚度，如厂蓄工程采取局部缩小母线洞洞口尺寸 的措施。二是当交叉洞室尺寸较大时，在交叉洞口部位，洞顶采 用拱形钢筋混凝土梁、洞口两侧采用贴岩钢筋混凝土柱的措施， 保证洞口部位岩锚式吊车梁的可靠支持，如三峡地下电站、构皮 滩地下电站在交通洞口就是采取这种措施。或在洞口部位，采用 普通钢筋混凝土梁代替岩锚式吊车梁，如东风水电站，在交通洞 洞口上方，采取普通钢筋混凝土吊车梁。 岩壁式吊车梁受拉锚杆入岩深度应保证锚杆内锚段位于稳定 岩体内。国内已建岩壁式吊车梁，受拉锚杆人岩深度一般6～ 3m，大吨位的岩壁式吊车梁受拉锚杆入岩深度可达10m。受拉 锚杆入岩深度多大于岩壁式吊车梁部位洞室系统锚杆入岩深度。 受拉锚杆倾角日越小，锚杆受力越小，但岩壁式吊车梁抗滑稳定 性降低；越大，锚杆受力越大，岩壁式吊车梁抗滑稳定性提 高，但锚杆上覆岩体变薄，不利于锚杆的锚固安全。统计27个 已（在）建工程岩壁式吊车梁资料，上排受拉锚杆倾角有20个 为25°，6个为20°，1个为10°，下排受拉锚杆水平倾角全部比 上排锚杆小5。锚杆倾角应与岩层层面（层状岩体）及比较发

育的结构面有一定的交角。当采用预应力锚杆时，锚杆倾角应小 于岩壁面的残余摩擦角。 在实际工程设计中，岩壁式吊车梁的计算分析，主要采用刚 体极限平衡法和有限元法。刚体平衡法简单明了，但无法计算吊 车梁以下洞室开挖洞壁变形产生的吊车梁锚杆应力。有限元法可 模拟洞室开挖过程，能考虑洞壁变形对岩壁式吊车梁锚杆及梁体 的影响，故在大型、复杂地质条件、高地应力区、高地震烈度区 的岩壁式吊车梁设计宜采用有限元法。 工程中常采用的岩壁式吊车梁受拉锚杆类型有普通砂浆锚杆 和预应力锚杆（张拉镭杆），其中预应力锚杆又可分为全预应力 和部分预应力锚杆，全预应力锚杆按其预应力设计值张拉锁定， 部分预应力锚杆张拉锁定值小于设计值。实际工程监测表明，洞 壁变形引起的岩壁式吊车梁受拉锚杆应力远大于桥机轮压引起的 应力，桥机轮压产生的锚杆应力一般为1OMPa左右，而岩壁变 形产生的应力可接近甚至超过锚杆的设计强度。因此，当采用普 通砂浆锚杆时，应预留足够的安全余度或补强措施，补强措施主 要是在梁体预留锚杆孔，便于以后增加锚杆。岩壁式吊车梁设计 中，当采用刚体平衡法时，工程中常采用较大的受拉锚杆安全系 数，一般取为2.0～2.5。 三峡地下电站、构皮滩水电站、彭水电站等工程的岩壁式吊 车梁受拉锚杆，采用可二次张拉的预应力锚杆，锚杆初期采用较 小的张拉荷载锁定，在厂房洞室开挖完成洞壁变形稳定后，对锚 杆进行二次调节张拉，锁定在设计值，这样有效地解决了洞壁变 形引起的锚杆应力过大的问题，保证了岩壁式吊车梁的安全。小 浪底水电站岩壁式吊车梁受拉锚杆采用500kN级预应力镭杆， 初期锁定在250kN，洞室开挖完成后，再次张拉锁定在400kN， 预留100kN做为安全储备，以适应洞壁的后期变形。 岩壁式吊车梁受拉锚杆在岩壁孔口一定深度范围做成自由 段，不仅可保证锚杆拉力向深处岩体传递，还可使锚杆能适应梁 体沿岩壁方向的位移，避免锚杆产生较大的切向应力。国内已建

工程中，自由段长度一般为1.0～2.0m，常采用杆体上涂沥青 的办法，沥青外套PE管则更可靠，并有利于杆体防腐。当设置 自由段时，应验算桥机运行时，自由段变形引起的轨顶位移，避 免影响桥机正常运行。 《水工混凝土结构设计规范》（SL191一2008）中壁式连续牛 腿的结构计算公式可用于岩壁式吊车梁梁体结构设计，包括单位 长度桥机轮压、横向水平刹车力的计算公式。岩壁式吊车梁梁体 内应避免配置弯起钢筋，故要求梁体高度h大于轮压距梁下岩壁 距离的3.33倍。 不设伸缩缝，可保证岩壁式吊车梁的整体性，有利于桥机的 运行和吊车梁的安全。但当洞壁高度变化较大、围岩地质条件差 异较大时，洞壁变形不一致会造成吊车梁开裂，因此在这些部 位，应设置伸缩缝以适应岩壁变形。同时，在交叉洞口等部位： 当采用了其他型式的吊车梁，或岩壁式吊车梁结构尺寸有大的变 化，也应设置伸缩缝避免梁体开裂。在靠近伸缩缝处，岩壁式吊 车梁锚杆内力会增加，故在该部位，锚杆应加强，一般是减小锚 杆间距，加密锚杆，加密范围一般取伸缩缝两侧各2.0m长。 为避免或减少岩壁式吊车梁混凝土产生温度裂缝，吊车梁浇 筑中应设置施工缝，由于岩壁的约束作用，吊车梁每次浇筑长度 不宜太长，8～15m较为合适，实际工程中有采用20m长的，但 裂缝较多，因此不宜采用较长分段。施工缝面凿毛、设置键槽、 拼缝插筋、梁体纵向钢筋跨缝布置，均是为了保证梁体的整 体性。 由于岩壁式吊车梁上作用荷载大、结构重要，而受拉锚杆的 安全对岩壁式吊车梁的安全起控制作用，故工程中一般要求对受 拉锚杆全部进行无损检测，主要是检查其注浆密实度。 岩锚式吊车梁的监测包括施工期和运行期，施工期监测主要 为了在洞室开挖过程中，及时掌握岩锚式吊车梁的变形、受力状 态，对其安全性进行评估，及时预报险情，反馈设计，指导施 工。运行期的监测，其目的主要是了解岩锚式吊车梁的稳定状

级岩三) 人2?2深5岩钢深深人级长岩岩岩U人入入M口面W6杆孔游wg'上青面察7岩钢涂深深深人级长岩岩岩U人人面深口游面2杆1302上?孔?下铺青筋浙77岩钢涂深深深续2252为类表5I2类0222I2992完S度岩区类1较花52类2抗2类2粗(uu中I花I母拉INT白细(u质00000I类灰Iu)/(u的新微灰1112质燕0S8中船00%花P5局程称抽能林蓄期坝驿州布平工名惠水思广二鲁大太号6789162

岩岩岩g号钢入入人?mo8?（）u6=I=钢IIL级二）L"ug二)L7岩梁岩螺孔体岩青岩青口人斗沥用梁青人纹人2孔涂干孩?沥“U6=??“（z涂长岩IY口筋岩级L级L内钢人孔体纹口内6孔2岩二梁青"(S82樂青岩青岩口（人人用沥人人干豫IW?涂8·6长长Pwl筋钢11E级L内口内LL孔体纹孔体6孔9()I15度22量525模表形(ut单变i2一互景a5554片绿2主53有大00010000或数局006带09009009为类0000814008变006变5大桥渡程称屏级工名锦号9编164

态，及时发现异常，确保桥机运行安全。监测内容主要有梁体变 位、钢筋应力、锚杆应力、梁体与岩壁接触面缝面开合变化、压 应力大小等。 国内大吨位岩锚式吊车梁均进行了现场承载试验，以检验其 承载能力和工作状况。 由于桥机轨道大部分是在厂房洞室开挖支护完成前安装的 在岩锚式吊车梁以下洞室开挖过程中，由于岩壁变形引起轨道变 位，影响桥机正常运行，实际工程中已发生过桥机啃轨、卡轨的 情况，故建议在厂房洞室开挖支护完成后，桥机吊大件前，对桥 机轨道位置进行测量校正，重新定位，避免桥机啃轨甚至卡轨。 附录E给出了岩壁式吊车梁按刚体极限平衡法设计的计算 方法，表11给出了国内部分已（在）建地下电站岩壁式吊车梁 的设计参数，供设计参考。

7.2.26本条补充地下厂房顶棚应预留上人通道。

7.2.26本条补充地下厂房顶棚应预留上人通道。 7.2.27本条补充地下厂房要做好防潮处理和厂内排水系统 设计。 7.2.28补充了地下厂房提高抗振性能的构造措施，

7.2.28补充了地下厂房提高抗振性能的构造措施

其他型式厂房的布置及结

8.1.1灯泡贯流式机组具有效率高、流道简单、机组过流量大、 机组尺寸小、水头损失小、经济指标好等特点。 贯流式机组厂房与立轴机组厂房相比，其厂房高度低，机组 间距小，结构体形简单，土建投资省。这种形式的水电站已成为 30m水头以下的水电站发展趋势。 灯泡贯流式机组厂房的厂区布置与一般河床式厂房的厂区布 置原则基本相同，因水头低，更应重视进水渠和尾水渠布置，使 进出水流顺畅，水头损失小，发挥更大效益。 灯泡贯流式机组厂房分为水上、水下两大部分，水下墩墙和 流道顶板面层以下的大体积混凝土称为水下部分，流道顶板以上 的板、梁、柱等称为水上部分。水上部分和进口墩墙的布置与常 规立轴机组河床式厂房基本相同。水下流道部分则与立轴机组截 然不同。灯泡贯流式机组为横轴，机组布置在流道内，发电机密 封安装在水轮机上游的灯泡形金属壳体中，水平主轴上游与发电 机转子相连，下游与水轮机转轮体连接。这种机组没有蜗壳、肘 管，厂房结构相对简单。流道段水下部分根据过流要求和机组安 装要求可分为进水口段、中段和尾水管段。进水口段通常为矩形 截面，中段包括管形壳段，水轮发电机组安装在该段内，断面由 矩形渐变为圆形，尾水管段由锥管段和渐变段组成，断面由圆形 渐变为矩形，流道断面形状和尺寸（主要由厂家提供）应满足机 组出力要求。 根据灯泡贯流式机组特点，厂房的主要尺寸基本由流道尺寸 控制（见图4和图5）。机组流道尺寸由水轮发电机制造厂提供 前期缺乏厂家资料时，也可按下列经验公式估算：

B:=(1.7~2.1)D

图4灯泡贯流式机组流道纵部面尺寸图

灯泡贯流式机组进口闸墩及上游挡水墙顶高程一般与相邻闸 项坝顶高程一致并兼顾上游交通要求。尾水墩及下游挡水墙顶高 程一般高于厂房下游校核洪水位0.51.0m。

图5灯泡贯流式机组流道平面尺寸图

灯泡贯流式机组厂房的内部布置可分为主机间布置、安装间 布置和副厂房布置。安装间和副厂房的布置与一般立轴机组河床 式厂房基本相同。 主机间流道层布置：流道以水轮机中心线为界，上游至进口 检修闻门为进口流道，下游至尾水闸门为尾水流道。从上游至下 游依次布置发电机灯泡体、管形壳和转轮室。灯泡体的顶部设有 交通竖井至流道顶板的发电机井，从灯泡体内引出的发电机主引 出线通常沿交通竖井壁敷设。管形壳的上、下支柱兼做进人孔， 上可至流道顶板层，下可经廊道进入水轮机井底部。转轮室布置 在水轮机井内，上游与管形壳相接，下游与尾水管钢衬连接。水 轮机井内通常还布置有接力器、轴承回油箱和防飞逸配重等设 备。接力器根据不同的支承情况，布置在不同的部位，垂直支承 布置在水轮机井底部，侧支承布置在水轮机井侧壁。 为方便运行管理，水轮机井底部通常由交通廊道串连。交通 郎道与设在厂房底部的渗漏排水廊道和检修排水阀室、廊道 相通。 水轮机井下游的尾水流道由锥管段和渐变段组成。锥管段通 常有钢衬，渐变段为钢筋混凝土结构。 主机间流道顶板层布置：流道顶板层顺水流向布置有发电机 并、管形壳进人孔和水轮机并。发电机井用于安装、检修时起吊 灯泡头、发电机定子、转子等设备，人员也可以通过交通竖井进

入灯泡头内发电机处。水轮机井用于安装、检修时起吊机组主轴 和转轮等设备，也作为运行管理时厂房底部的交通通道。 在发电机井的上游和水轮机井的下游各布置一条通道，宽度 1.5~2.0m。 在机组之间的墩顶部位布置敷设有油气水管道和电缆的管沟 或廊道。 在上游侧布置调速器和油压装置。机旁盘可布置在下游侧排 架柱之间。 主机间运行层布置：有的水电站在流道顶板层上再设一运行 层，将调速器、油压装置和机旁盘布置在运行层。不设运行层的 布置紧凑，工程量省，但工作环境稍差。 根据对已建灯泡贯流式机组水电站的统计资料分析，进口拦 污栅平均流速为1.0～1.4m/s。贯流式机组水电站水头低，为此 尽可能减少水头损失，对提高水电站效益十分重要。 尾水管出口淹没深度各水电站差异较大，统计资料为0.5~ U 为0.18~0.38m。灯泡机组安 2g 装高程由以下两个条件决定：一是满足水轮机汽蚀要求；二是满 足尾水管没深度。灯泡机组比卡普兰机组有较好的气蚀特性 在大多数情况下，气蚀对机组的安装高程影响不大，尾水管出口 的淹没深度一般是控制因素。为此灯泡机组的安装高程除满足气 蚀要求外，应保证任何工况下尾水管出口顶部有0.5m以上的淹 没水深且不小于出口处的流速水头。 灯泡贯流式机组由于受水力条件的限制，发电机组的尺寸较 小，因而机组的转动惯量较小，机组运行的稳定性较差。厂家在 机组制造设计时，防飞逸保护一般采用重锤方式，即当调速器失 灵引起机组过速时，可依靠控制环上的重锤，利用导叶自关闭力 矩自动关闭导叶，为此一般灯泡式机组厂房进水口不设工作闸 门，仅布置一道检修闸门。但是，在许多水电站的实际运行和机 组试验中，常发生异常情况，机组防飞逸保护问题单靠重锤难以

解决。近儿年国内外大型贯流式机组均在尾水管出口处设置快速 闻门，如王甫洲水电站，尾水快速闸门能快速切断水流，切实起 到防飞逸保护机组安全运行的作用。 国内、国外部分灯泡贯流式机组水电站见表12和表13。

国内部分灯泡贯流式机组水电站一览表

国外部分灯泡贯流式机组水电站一览

厂房顺水流向可分为进口段、流道段、出口段。进口段、出 口段以及流道段水上结构布置与常规立轴机组河床式水电站基本 相同，水下流道部分则与立轴机组截然不同。流道段水下部分根 据过流要求和机组安装要求可分为进水口段、中段和尾水管段。 进水口段通常为矩形截面，中段包括管形壳段，水轮发电机组安 装在该段内，断面由矩形渐变为圆形，尾水管段由锥管段和渐变 组成，断面由圆形渐变为矩形，流道断面形状和尺寸（主要由 厂家提供）应满足水轮机出力要求。 流道进水口段和尾水管段是过流部位，其结构布置、断面 形状、所受的荷载及组合工况与立轴机组的进水口段和尾水管 扩散段基本相同，因此该部位的计算假定和计算方法也基本与 立轴机组相同。宜切取单位宽度结构按弹性地基梁上的平面框 架计算。

流道中段除了过流外还是机组的支承结构，承受灯泡机组传 来的各种动荷载、静荷载。流道中段的荷载包括径向和轴向两个 方向，因此流道中段的结构设计也应考虑两个方向。大中型厂房 宜根据具体情况采用三维有限元进行结构分析。 8.1.3本条为原规范4.4.12条。

8.2.2本条沿用原规范2.4.1条。原条文第4款和第6款均为 厂房宽度确定内容，予以合并。原条文第5款关于引水管高压阀 布置是卧式和立式水斗式机组厂房均应遵守的条款，单独成条， 列于8.2.5条中。 卧式水斗式机组厂房一般分两层布置，上层为运行层，其主 要结构与其他型式厂房上部结构一致，下层为流道层或管道层。 机组安装高程Hs（水轮机主轴中心线高程）可按式（11） 和式(12) 确定:

Hs=V十h十0.5D1 h=(1.0～1.5)D,十h

H.=V十h，十0.5D

h=（1.0～1.5)D十h

式中√一一设计尾水位，m，一般取下游最高尾水位，对于选 取最高尾水位而水头损失较大者，宜进行动能经济 比较，选取合适水位； Di一一水轮机转轮直径，m; hp一一排水高度； h通风高度，一般不小于0.4m，hr一般由机电专业 提供。 .2.3~8.2.4本条沿用原规范2.4.2条和2.4.3条。 立式水斗式机组厂房一般分四层布置，第一层为发电机层 第二层为电气夹层，第三层为水轮机层，第四层为流道层，水轮 机层以上结构与其他型式厂房上部结构基本一致。 安装高程H。（喷嘴射流中心线高程）可按式（13）和式 （14）确定：

设计尾水位，m，一般取下游最高尾水位，对于选 取最高尾水位而水头损失较大者，宜进行动能经济 比较，选取合适水位； D,一一水轮机转轮直径，m； hp一排水高度； h 通风高度，一般不小于0.4m，h，一般由机电专业 提供。

立式水斗式机组厂房一般分四层布置，第一层为发电机层， 第二层为电气夹层，第三层为水轮机层，第四层为流道层，水轮 机层以上结构与其他型式厂房上部结构基本一致。 安装高程H。（喷嘴射流中心线高程）可按式（13）和式 (14)确定：

h,=（1.0～1.5)D十h

式中√一一设计尾水位，m，一般取下游最高尾水位，对于选 取最高尾水位而水头损失较大者，宜进行动能经济 比较，选取合适水位； hp一一排水高度，立式水斗式机组一般取大值； Di一水轮机转轮直径，m； h,——通风高度hr，h,一般不小于0.4m，h，一般由机电 专业提供。 国内外近年大容量立式水斗式机组厂房见表14。其中治勒 水电站总装机2×120MW，机组为6喷嘴立轴冲击式，设计最 大水头为644.80m，额定水头为580m，额定转速375r/min，转 轮最大直径3.346m，节圆直径2.6m，21个水斗。发电机为悬 吊式结构形式，推力轴承采用全刚性支撑结构。治勒水电站是我 国第一次引进六喷嘴水斗冲击式水轮发电机组，也是在亚洲地区 第一次安装六喷嘴的冲击式机组，水电站平均水头高达597m， 最高水头高达644.80m

表14国内外主要大型立式水斗式机组参数

8.2.7上部结构包括板梁柱系统、吊车梁、屋顶结构等与常规 水电站上部结构设计相同。配水环管外围混凝土结构型式与常规 机组的金属蜗壳外围混凝土结构型式相似，根据配水环管外部混 凝土受力情况，可分为三种结构型式： （1）垫层式。垫层式配水环管是在配水环管外一定范围内铺 设软垫层，后浇筑外围混凝土。这种结构型式由配水环管承担大 部分的内水压力，配水环管外围混凝土结构可以承担较小的内水 压力，主要承担水轮发电机荷载以及主厂房上部结构荷载。由于 钢板与混凝土间软垫层的存在，使混凝土对配水环管的约束降 低，影响机组运行稳定性。 （2）充水保压式。充水保压式配水环管是在配水环管充水保 压状态下浇筑外围混凝土。这种结构型式配水环管与外包混凝土 内拉应力均匀，并且配水环管与外包混凝土之间的荷载分配比例 可以根据需要选择，荷载分配明确可靠。在运行时，配水环管能 紧贴外包混凝土，使座环、配水环管与外包混凝土能结合成整 体，增加了机组的刚性，提高了其抗疲劳性能，可以依靠外包混 凝土减少配水环管及座环的扭转变形，有利于减少机组的振动和 稳定运行。 根据国内外已建工程，充水保压值一般为0.51.0倍最大 静水头，建议采用0.50.8倍最大静水头。充水保压值越高， 外围混凝土受力越小，但是保压值越高，配水环管与外包混凝土 间的缝隙越大，对机组的运行不利。因此需对保压值进行充分论 证，使钢筋混凝土配筋受力满足要求，同时也需满足机组特性、 电站运行要求等。 （3）直理式。直理式配水环管是在配水环管外直接浇筑混 凝土，既不设垫层，也不充内压。外围钢筋混凝土结构和配水 环管联合承受内水压力，配水环管和座环受力小，因而可以减 薄钢板厚度，但混凝土受力较大以致开裂，对混凝土受力 不利。 卧式机组常用无外包混凝土的配水环管型式。立式水斗式机

组配水环管由于水头较高，流量较小，采用垫层式配水环管单独 运行稳定较难保证；采用直理式配水环管外围混凝土受力较大， 混凝土结构较难满足要求，故立式水斗式机组一般采用充水保压 式配水环管。 配水环管外围混凝土结构计算与反击式机组蜗壳外围混凝土 计算基本一致，主要宜采用三维有限元分析计算，或工程类比确 定配筋。配水环管外围混凝土厚度受配水环管外围混凝土结构型 式和水头影响，至少1~1.5m。

8.3.1、8.3.2坝内式厂房需在项体内形成巨大空腔，厂房 的引水道和尾水管分别穿过坝前、后腿，对坝体应力影响较 大。因而，摸模清空腹项应力规律，选择能适应于布置坝内式 房的优化坝体断面是坝内式厂房设计的关键问题之一。坝 内式厂房因位于坝项内，施工干扰问题常常制约此类厂房型式 的采用。 优化坝体断面，应包括下列四个因素： （1）应力分布和变化较为均匀。 （2）各主要部位应力值控制在充允许范围内。 （3）满足厂房布置要求。 （4）混凝土量最小。 对空腹坝而言，其应力控制点主要有：坝；空腹上游面； 顶拱；坝趾。 在最不利荷载组合下，应使以上四处的应力值控制在允许的 范围内

坝体应力。根据国内已建工程实践经验，尾水管在大项后腿 中的开孔宽度，宜控制在坝块宽度的30%～40%左右。国内 已建和在建的5个坝内式厂房尾水管对坝后腿削弱度可参考 表15。

表15国内5个坝内式厂房尾水管对坝后腿削弱度表工程名称项目断面位置上犹江凤滩枫树坝牛路岭长潭水电站水电站水电站水电站水电站尾水管在坝进口处5. 1310.9412.444.985.97后腿内的开孔宽度（m）出口处4. 007.006.003.504.00进口处16.0019.8621.0012.5013.00大坝坝段宽度(m)出口处16.0017.2821.0012.5013.00尾水管开孔进口处32.1055.1059.2039.8078.90宽度对坝后腿出口处25.0040.5028.6028.0030.80宽度的削弱度(%)加权平均26.2046. 4038.7031.5036.60注：“进口处”均指尾水管进入大坝后腿处的断面。8.4溢流式厂房8.4.1溢流式厂房又分为厂项溢流和厂前挑流两种型式。溢流式厂房厂、坝连接的结构型式主要有下列几种：厂、坝上下部完全分开；厂、坝下部分开，上部采用简支加拉板连接；厂、坝下部固接，上部分开；厂、坝上下部整体固接。厂、坝连接结构型式，若厂房位于高拱坝或重力拱坝之后，由于坝体断面比较单薄，刚度较小，承受上游水压力后，坝体变形大，厂坝基础反力分布不均一，在厂、坝间沉陷变形有显著变化，宜采用厂、坝上下部完全分开的型式。在基础地质条件较复杂，有软弱带，节理较发育条件下宜采用厂、坝下部分开，上部简支加拉板的连接型式。厂坝基础完整均一，宜采用整体型式连接。8.4.2厂顶溢流式厂房、厂前挑流式厂房的结构布置及受力比178

较复杂，可根据结构特点选择结构力学或有限元进行静力和动力 分析，必要时与结构模型试验成果对照。 溢流式厂房顶部高速水流的脉动问题，是一种复杂的随机现 象，由于均化作用，面的脉动频率较点脉动频率小得多，采用厂 房构架的自振频率大于4Hz的工程如新安江水电站、池潭水电 站，经多年运行，未出现过异常现象。为慎重起见，本标准仍提 出厂房上部结构的自振频率应大于高速水流脉动优势频率的规 定。高速水流脉动频率，重要工程应经水工模型试验确定，一般 可参照已建工程原型观测成果类比分析确定。 8.4.3厂项溢流或厂前挑流时作用在项板上的脉动压力，根据 国内已建成溢流式厂房的原型观测与理论计算成果，建议厂项溢 流的脉动压力宜按厂顶流速水头的3%～5%作为静荷载考虑， 重要工程应经水模型试验洲定

国内已建成溢流式厂房的原型观测与理论计算成果，建议厂项落 流的脉动压力宜按厂顶流速水头的3%5%作为静荷载考虑 重要工程应经水力模型试验测定。

9.1.19.1.3厂区建筑总体规划应因地制宣，结合厂区布置、 地形地貌、周边环境、当地建筑风格民俗特点，满足交通运输、 防火要求，选择抗震有利地段等诸多因素。就厂区而言是个总体 建筑，在决定建筑形体时，要考虑群体空间的组合及功能分区， 各建筑之间应有机联系、风格协调。在群体空间或自然环境中， 设计时必须分析建造地段的环境特点，用较省的投资创造一个与 自然有机结合的、完整的、富于感染力和宜人的环境，做到用地 紧、布局合理、形式大方和总体协调。 2008年5月12日四川省汶川县发生8级强烈地震后，针对 国内水电工程国家发展和改革委员会、国家能源局分别发布《关 于加强水电工程防震抗震工作有关要求的通知》（发改能源 【2008】1242号）和《关于委托开展水电工程抗震复核工作的 函》（国能局综函【2008】16号），进一步明确和规范水电工程 防震抗震研究设计工作内容和专题报告编制要求，做好水电工程 防震抗震研究设计工作，提高水电工程的防震抗震能力，据此提 出抗震设防区水电站工程，厂区总体规划应明确工程紧急避难场 所与应急疏蔬散线路的要求。 9.1.4水电站厂区道路涉及生产、生活、消防、应急疏散等方 面，给排水水质涉及工作人员生活质量和局域环境影响，设计应 给予足够重视。 9.1.5水电站厂区、生活区绿化可以使电厂显得活泼和富有生 气，绿化美化还起到分隔空间和组织交通，改善小气候，提高环 境质量，维持生态平衡和降低噪声，减小灰尘等作用，应引起足 够的重视。水电站工作环境和条件有其特殊性，职工及家属常年 处于山区，交通、生产生活、物资供应等都很困难，所以改善环

境可直接关系到职工身心健康

9.2.1建筑的节能设计是在建设节约型社会背景下应运而生的

水利建筑的节能设计也是项目审查的重点之一。 使用功能、结构技术或建筑造型三者的协调统一对建筑具有 重要意义，现代工程建筑的形式美，主要取决于其结构的新颖和 先进性。 进行体形、外装修和建筑第五立面屋顶设计时，应从空间各 角度多方位考虑，如考虑从坝顶、山头、水面等主要交通线上跳 望厂房的艺术效果，此点往往被忽视。 在进行厂房的外立面设计时，其体型、比例、建筑风格、线 条、色彩和材料质感都是建筑造型艺术的有机因素，如何处理这 些因素并且满足功能要求，达到适用、经济、美观，并且与周围 建筑物以及自然环境的相互协调，都应对空间组合进行研究，精 心构思进行多方案必选，表现出各部分的对比、质感、明暗和 色彩。

活的有效空间和良好的空间感任要求室因空间有适宜的尺度利 各部件之间的比例关系，室内空间的墙面、地面、顶棚形状、色 泽和材料质感及其间的设备、家具和装修应保持有机的内在联系 和外观的统一。创造合用的室内空间，应深入分析和研究建筑物 的使用要求，这一点要贯穿于建筑构思的全过程。如一般发电厂 房主机间应保持大尺度空间的完整性；但对地下或封闭式厂房则 应着力于打破沉闷的压抑感，采用轻巧、通透和明快手法以改善 不利环境气氛。要注意室内设计应以机电设备为主要表现对象， 利用色彩装修和照明等手段表现出水电站厂房的特点。

声源的建筑与要求安静的建筑合理分隔开来，并注意到噪声的 播特性，如中央控制室等重要工作部位，运行监测要求较高，

简化，有的只用纺织品挂在墙上，既美观又能吸声，而且可以 换室内色彩。

简化，有的只用纺织品挂在墙上，既美观又能吸声，而且可以变 换室内色彩。 9.2.6主厂房的顶棚一般应满足室内空间设计总体构思的要求 宜平整光洁，有良好的光分布和色反射，除了地下式或坝内式厂 房外，一般不需吊顶。 如采用钢屋架，必要时可以做防火吊顶保护屋架，钢屋架及 吊顶钢结构的保护层应采用高级耐火涂料，满足整座建筑耐火等 级对构件的耐火时限要求。 副厂房部分除中央控制室、电子计算机室外，无特殊要求 的，可不设吊顶，但地下厂房、坝内厂房的拱顶可因排水、防 潮、通风、照明和美观等需要而设置吊顶；由于吊顶所处位置对 运行安全有直接影响，对其耐久性应予足够重视，做到安全 可靠。 9.2.7主副厂房的窗户宜采用工业厂房钢窗，主厂房启闭窗扇 宜用摇窗机或转动链。主、副广房的窗都应配有严密的纱窗，以 防止飞虫和鸟类进入厂内。如主厂房窗扇较大，应进行抗风计 算。门窗的五金配件应采用坚固耐久的防锈钢件。有特殊要求的

9.2.7主副厂房的窗户宜采用工业厂房钢窗，主厂房启

宜用摇窗机或转动链。主、副厂房的窗都应配有严密的纱窗， 防止飞虫和鸟类进入厂内。如主厂房窗扇较大，应进行抗风 算。门窗的五金配件应采用坚固耐久的防锈钢件。有特殊要求 窗户还应按相应要求设计。

10.1.1水电站厂房设置必要的安全监测项目和设施的目的是监 控工程的施工和运行安全，反馈设计。 10.1.3监视建筑物安全运行的主要项目和测点，宜考虑集中 远传引至中央控制室（或机旁盘）进行遥测，有条件应建立监测 自动化系统，主要方便观测和管理，一旦有异常现象可及时监 测，随时获取资料。但仍应保留可以进行人工监测的条件，提高 监测工作的可靠性，保证监测工作，特别在非常情况下不中断。 10.1.4为使管理单位掌握并及时预报工程的安全情况，对主要 的安全性监测项目及测点，宜由设计单位提供监测值的预计变动 范围或极限值，作为控制工程安全度的参考指标。

10.2.1建筑物的变形及基础扬压力监测是厂房的常规而不可缺 少的基本监测项目，一般均应设置。变形监测主要指水平位移监 测、垂直位移监测，辅以变形缝监测，必要时可增设建筑物挠度 （倾斜）监测。 （1）水平位移监测。河床式水电站厂房，一般均设有厂房顶 或进水口和厂基水平位移监测系统。厂房顶或进水口水平位移监 测一般均采用引张线、真空激光准直法或视准线法监测，厂房基 础则一般采用引张线法监测。由于厂房结构布置上的一些特殊要 求，同时为提高监测精度，厂房段可以采用独立的水平位移监测 系统。这种监测的引张线、真空激光准直、视准线的两个端点设 在可动的坝段上，故需要校测其端点的位移值，一般采用倒垂 线、正垂线或其他方法进行校正。 坝后式厂房除在厂房坝段设置水平位移监测系统监测其项体

位移外，一般不再为房建筑物设置专门的水平位移监测设备。 但是在下述情况下，一些坝后式厂房，除在厂房项段设置坝体水 平位移监测系统外，对厂房建筑物亦设置专用的水平位移监测系 统。例如我国南方的丰水河流上建成的坝后式广房，一般下游洪 水水位较高，甚至高出厂房项部，在这种高尾水作用下或由于地 基岩层中存在软弱夹层，厂房建筑物稳定安全度较小。对于这样 的项后式厂房则需要设置厂房建筑物的水平位移监测系统，以监 测厂房建筑物的安全运行。 岸边式地面厂房建筑物的水平位移监测，除有特别要求外 可不设。 （2）挠度监测。有些厂房结构或地基条件比较复杂，除在厂 顶设有完整的水平位移监测外，可在沿高度设立若干测点进行挠 度监测，以监测厂房建筑物的变形。 龙羊峡水电站，除在厂房坝段设有完整的水平位移监测系统 外，还在主厂房顶高程2490.00m和厂项副厂房顶部高程各建立 一条视准线，以监测主副厂房的水平位移。同时还在主厂房左右 边墙的上下游各设一组激光铅直线，以监测主厂房框架的挠度 变形。 （3）垂直位移监测。厂房建筑物垂直变形监测标点，一般布 设在主副厂房项部、进水口或尾水平台、基础廊道等部位。 厂房建筑物的垂直位移监测，一般采用精密水准测量水准网 路。有基础廊道（包括灌浆排水以及交通廊道等）标点及其水准 网路，进水口平台（或尾水平台）标点及其水准网路。进行水准 测量，可按高程组成自行闭合网路，也可通过竖井，利用钢尺 作高程传递，进行各高程水准网路的闭合。为了得出厂房建筑物 的绝对垂直变形值，厂、坝建筑物的水准网路，需闭合于枢纽工 程的水准基点，该水准基点应设在远离建筑物稳固可靠的基岩 上，并应定期与国家一、二级水准点进行联测。 关于厂房建筑物基础的倾斜监测JJG (粤) 025-2014标准下载，除利用上述水准测量成果 推算其倾斜度外，还可采用管式倾斜仪进行监测，

（4）变形缝监测。变形缝的监测宜采用比较直观的机械式仪 器设备，除变形缝表面外，还利用廊道、竖并以及其他孔（洞） 穿过变形缝的部位，设置机械式测缝设备。变形缝内部测点，可 采用测缝计监测。测缝计可根据缝的变形特性，布置呈单向、双 向和三向测缝计组，变形缝测点应同时进行温度监测。变形缝监 测段选择及测点布置，应与厂房外部形变监测、应力应变监测、 温度监测等相配合，以便进行综合分析。 （5）地基扬压力监测。河床式厂房基础的扬压力监测，一般 根据其地质、结构条件以及机组台数，选择儿个机组段作为扬压 力监测断面，进行横向（沿水流向）扬压力分布监测。 关于监测断面内的扬压力测点分布，可根据上下游水位、 幕、排水以及厂房基础轮廓布置，对于如下的特征点则一般设有 测点：①惟幕上游测点，该测点是为监测水库淤积防渗效果而设 置的，对于多泥沙河流，一般设有雌幕上游扬压力测点；②排水 幕测点，该测点是为监测雌幕、排水效果而设置的，除扬压力监 测断面以外，其他部位可根据需要增加扬压力测点。设有尾水惟 幕和排水时一般在厂房基础尾部布置扬压力监测点，以监测这种 扬压力的分布情况。对于厂坝分离的坝后式厂房，一般与相应厂 房坝段的坝基扬压力监测通盘考虑布置监测断面。 10.2.2厂房地基不如高坝问题突出，但是对于软弱地基，厂房 受力复杂（如河床式和厂坝整体连接的坝后式厂房），则要考虑 设置监测地基工作状况的监测设备。 10.2.3国内已建的一些水电站中，厂房基础下卧有软弱夹层， 由于软弱夹层的抗剪强度极低，其厂房的整体稳定往往由这些软 弱夹层面的抗滑稳定所控制，故其扬压力监测，除沿基础面设扬 压力监测设备外，还要根据基础处理设计，沿深部软弱夹层滑动 面布设扬压力监测设备。特别是具有承压含水层的地层，以监测 基岩内承压水头沿基岩深度的变化。

10.2.4对于房建筑物有关的山体边坡稳定监测，越来越引起

边坡变形监测、地下水位监测设备，对边坡本身变形、地下水位 进行监测，而且要对加固工程的变形以及应力、应变进行监测， 以便及时了解整个边坡工程的工作状况和稳定性。 10.2.5国内已建大中型水电站的水情及水力学监测，如上下游 水位、泥沙和流量等，属于水电站水力监测和水情测验内容，在 《水利水电工程机电设计技术规范》（SL511）及有关规程均有明 确规定。国内30多座大、中型水电站调查结果表明，这些监测 项目一般都有。为了避免这些监测项目重复或设置不当，应统 考虑。 10.2.6厂房建筑物是一个复杂的空间受力结构，设计中常常把 它区分为不同的部件，如蜗壳、尾水管和机墩等，按杆件系统结 构力学为主的方法计算其内力。这些部件，特别是水下部分，其 截面尺寸大，形状不规则，受力复杂，且多数为厚壁结构，跨高 比常送1～2。采用这种简化计算方法所得成果，可能与实际受 力状况相差较远，因此可以在少而精的原则下有选择的在蜗壳、 尾水管和机墩等部件中，埋设监测仪器，以了解实际工作状况。 （1）蜗壳结构的应力应变监测，可沿水流方向选取蜗壳进口 段0°、45和90°等3～4个垂直水流方向的截面，按平面问题布 没监测仪器。监测截面内的测点布置应参照应力分析计算及其试 验成果，设在最大应力处和结构的特征点处，但距框架的结点或 端点应有一定的距离，埋设仪器一般有钢板计（对金属蜗壳）、 钢筋混凝土内外层钢筋计、混凝土应变计、无应力计、渗压计和 温度计等。 除按平面问题布设监测仪器外，宜沿蜗壳环向布设钢板计、 应变计以及裂缝计等，以监测蜗壳环向的工作状况。 （2）尾水管结构的应力、应变监测，可在弯管段、扩散段各 选取监测断面，布设钢筋计、裂缝计和应变计等，以监测钢筋和 混凝土的应力、应变。 尾水管顶板监测仪器布置，应顾及其施工程序及分期施工的 应力、应变状况的蓝测。

（3））房整体结构温度状况的监测，重点是水下部分，除利 用所设的差动电阻式应力应变仪器进行温度监测外，不足者应补 设温度计，可在混凝土底板尾水管和蜗壳混凝土结构中，选取若 干个截面，按单向热传导布设测温设备，进行混凝土温度的专门 性监测。在这些温度监测截面内，可视需要布设应变计和钢筋 计，以监测相应的温度应力。 （4）厂房结构的动态应力如振动监测，可在机墩、尾水管及 其他振动反应灵敏的部位，理设钢筋计和应变计等进行经常性的 静态应力、应变监测，在试运行或正常运行期，于上述部位安设 加速度计、速度计及位移计，以监测机械、水流和地震等引起的 结构振动反应（频率和振幅）。 10.2.7地下厂房监测，地下厂房洞室的监测包括施工期临时性 监测和永久性监测，本标准仅指永久性监测仪器设备的布置设 计，对于施工期临时性监测项目和仪器设备布置设计，可参照其 他规定执行。 大型地下厂房应根据围岩特性和支护设计，设置监控工程安 全的监测设备。厂房洞室围岩变形监测，可采用岩体多点位移 计，由测缝计改装的岩体变位计或其他应力应变计。多点位移计 的施测深度一般大于1.0倍洞跨（或洞径）。 采用锚喷支护可安设锚杆测力计，钢筋混凝土衬砌可设钢筋 计及混凝土应变计等。 厂房洞室内表面变形（断面收敛）可于洞室内表面设置收敛 测点，采用钢钢丝收敛计或全站仪进行监测，采用引张线（或视 准线）和垂线法监测上下游边墙的位移。 围岩有地下水时可采用测压管和渗压计监测地下水位和外水 压力，采用量水堰监测渗流量。 10.2.8岩锚式吊车梁是地下厂房中广泛运用的新型结构，为了 摸清岩锚梁的工作状况，国内较大吨位的岩锚梁均设置了变形监 测、缝面间隙监测和锚筋（索）应力应变监测。

10.2.8岩锚式吊车梁是地下厂房中广泛运用的新型结构西藏某政府招待所太阳热水系统施工组织设计_secret，为了

变形等监测外，宣增设水力学和溢流结构的动力学监测。水力学 监测设计可纳入枢纽整个水力学监测统一考虑。 10.2.10本条为新增内容，为便于设计人员使用，本条对河床 式厂房、坝后式厂房、岸边式厂房和地下式厂房按建筑物级别对 应设和可选监测项目进行了规定。 （1）各类厂房边坡的安全监测项目及要求应符合《水利水电 工程边坡设计规范》（SL386）的规定。 （2）降雨量、气温、风速等环境量监测与枢纽结合考虑，表 10.2.10中未作为厂房监测项目列出。 （3）地面厂房应力应变监测项目包括结构应力应变、锚杆应 力、地基应力等。 （4）溢流式广房除表10.2.10中选择的监测项目，还应增设 水力学和结构振动监测项目。 （5）厂房永久边坡工程的应力应变主要指锚索和锚杆应力： 加固工程的钢筋和混凝土应力应变。 （6）爆破振动、机组振动、厂房振动及流道内动水压力等专 项监测，可以根据工程需要选择，不作为长期安全监测项目。

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