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文档简介

附件2

ICS27.140

CCSP59

备案号:

中华人民共和国电力行业标准

DL/T××××—202×

水电站泄水建筑物水力安全评价导则

Specificationforhydraulicsafetyassessmentforwaterdischarge

structuresofhydropowerstation

(征求意见稿)

“在提交反馈意见时,请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。”

202×-××-××发布202×-××-××实施

国家能源局发布

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的

规定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国电力企业联合会提出。

本文件由电力行业大坝安全监测标准化技术委员会(DL/TC32)归口。

本文件起草单位:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院、国家能源局大坝安全

监察中心、杭州国家水电站大坝安全和应急工程技术中心有限公司、中国电建集团华东勘测设计研

究院有限公司、天津大学、华能澜沧江水电股份有限公司、中国电建集团中南勘测设计研究院有限

公司

本文件主要起草人员:

本文件主要审查人员:

本文件为首次发布。

本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路

二条一号,100761)。

II

1范围

本文件规定了水电工程泄水与消能建筑物水力安全评价的项目、内容、依据、方法。

本文件适用于运行期1~3级泄水建筑物,其它级别泄水建筑物可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,

仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本

文件。

DL5077水工建筑物荷载设计规范

DL/T5207水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范

DL/T5313水电站大坝运行安全评价导则

DL/T5772水电水利工程水力学安全监测规程

NB/T3526混凝土重力坝设计规范

NB/T10391水工隧洞设计规范

NB/T10392水电工程泄水建筑物消能防冲设计导则

NB/T10512水电工程边坡设计规范

NB/T10867溢洪道设计规范

NB/T35023水闸设计规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

泄水建筑物waterreleasestructure

为保障挡水建筑物和其他建筑物安全,宣泄水库多余水量或水库泥沙或必要时放空水库而设置的

水工建筑物。

3.2

水力安全评价hydraulicsafetyassessment

评价泄水建筑物在水动力作用下的运行性态,对存在或潜在的安全隐患及其严重程度进行分析,提

1

出对策或建议。

3.3

水力性态hydraulicbehavior

泄水建筑物水流进出条件、运动形态、作用力性质与作用表现。

4总则

4.1水力安全评价宜结合工程安全鉴定或大坝定期检查等定期进行,当泄水建筑物运行的水力条件与

设计时相比较发生不利变化,或运行期出现水力安全问题,应及时开展水力安全专项评价。

4.2泄水建筑物首次水力安全评价宜按本导则规定的内容进行全面评价,其后可根据水力条件变化或

运行中出现的水力安全问题选择相关内容进行评价。

4.3水力安全评价应收集相关基础资料,当基本资料不满足水力安全评价要求时,应进行必要的检测、

试验或水力学观测,安全评价相关基础资料见附录A。

4.4水力安全评价应在分析基础资料、现场检查情况与历次大坝安全评价意见等基础上开展,必要时

应进行数值模拟计算或物理模型反演试验。

注:当泄水建筑物发生水力安全问题,但现有资料不足以分析成因、预估发展趋势时,应开展水力性态的数值模

拟计算或物理模型反演试验。

4.5水力安全评价项目应包括结构性态评价和水力性态评价。

4.6水力安全评价应编写评价报告,报告应说明评价方法与依据,提出安全评价结论及对策建议。

4.7泄水建筑物水力安全评价除符合本导则外,尚应符合国家有关标准的规定。

5结构性态评价

5.1一般规定

5.1.1泄水建筑物结构性态评价主要内容包括过流面掺气减蚀及抗蚀耐磨、边墙高度或洞顶余幅、消

力池(水垫塘)底板稳定性、冲坑对周边建筑物的影响、下游防护安全性、地基及边坡安全性等。

5.1.2泄水建筑物结构安全性评价,应依据现行规范,采用现状结构、设计或施工复查的地质和材料

性能参数,并考虑实际运行情况,评价建筑物的结构性态是否满足规范与运行要求。

5.2评价内容

5.2.1过流面掺气减蚀及抗蚀耐磨水力结构性态安全评价主要包括:

a)流速超过30m/s或水流空化数低于初生空化数时,是否设置掺气减蚀设施;掺气减蚀体型是否

2

合理;掺气减蚀设施通气是否顺畅,能否满足宣泄各级流量时有足够的空腔长度。

b)水流边界壁面的不平整度控制是否满足DL/T5207《水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范》

要求,包括混凝土施工中留下的接缝错台、模板印痕、钢筋头、混凝土表面的凹凸不平及其他

突体、跌坎等;过流面是否存在混凝土裂缝、冲蚀坑槽、露筋等破损。

c)过流面选用的抗冲耐磨材料是否符合DL/T5207《水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范》

要求。

d)对于易遭受冲磨和空蚀破坏过流面混凝土的维护与修补是否满足DL/T5207《水工建筑物抗冲

磨防空蚀混凝土技术规范》要求,维护与修补效果是否满足实际运行要求。

e)泄洪建筑物运行方式是否合理。

5.2.2边墙高度或洞顶余幅评价主要包括:

a)明流流道边墙高度应高于最高水位,避免墙顶翻水形成横向流,破坏正常流态。

b)无压隧洞断面尺寸应考虑掺气的影响,掺气水面线以上的面积宜大于横断面面积的15%~25%;

对圆拱直墙型断面,掺气水面应低于直墙高度,当水流有冲击波时,应将波峰限制在直墙范围

内;洞内结构尺寸应满足NB/T10391《水工隧洞设计规范》相关要求。

5.2.3消力池(水垫塘)底板稳定性评价主要包括:

a)消力池(水垫塘)底板厚度是否满足要求应从布置要求、水力设计、抗浮稳定计算、地基条件

及其处理措施等方面进行评价。

b)消力池(水垫塘)底板抗浮稳定安全系数应符合NB/T10867《溢洪道设计规范》相关规定。

c)采取抽排降压措施的消力池(水垫塘)底板,应评价地基的渗透稳定性与抽排系统运行可靠性。

d)消力池(水垫塘)底板细部布置及结构是否合理,具体应对底板混凝土标号、底板分块尺寸、

底板结构缝止水布置、底板锚筋设置、底板分缝间距等进行评价。

e)消力池运行条件是否符合设计要求,具体应评价各工况下消力池下游水位、水垫塘塘内水深、

闸门孔口开启方式等要素的设计符合性及实际运行效果。

5.2.4挑流消能冲坑安全性主要评价冲坑是否远离坝趾,一般最低点距坝趾的距离不得小于2.5倍坑

深,冲坑是否影响大坝、周边建筑物及边坡稳定。

5.2.5面流消能、戽流及急流衔接消能区安全性主要评价防护措施是否满足规范要求,如鼻坎下游是

否设置齿墙或短护坦、两侧是否设置导墙。

5.2.6下游防护评价主要包括:

a)结合出口区地质条件及实际运行情况,评价防护措施是否满足保护消能建筑物运行要求。

b)根据下游河道实际冲刷情况,并结合河道地质条件、水流特性,评价防护范围、防护措施是否

满足河道岸坡、桥梁、通航、灌溉等建筑物的安全要求。

c)根据枢纽布置、实际泄洪雾化影响、地形地质条件,评价泄洪雾化防护措施是否满足工程安全

3

运行要求。

5.2.7地基及边坡评价主要包括:

a)结合建筑物的结构、运用特点及实际运行情况,评价泄水消能建筑物地基处理方案是否满足承

载力、抗滑稳定、地基变形、渗流控制、抗冲及耐久性等要求。

b)对易风化、易崩解、易塌落或抗冲能力低的岩体所组成的边坡,应评价采取防护措施后是否满

足稳定要求;应对受泄洪雾化影响严重的边坡稳定性进行评价。

c)评价地基及边坡排水设施是否排水通畅、检修方便。

5.3评价依据

5.3.1过流面掺气减蚀及抗蚀耐磨结构安全性评价标准宜依据NB/T10392《水电工程泄水建筑物消能

防冲设计导则》、NB/T10392《水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范》、NB/T10867《溢洪道设计规

范》或工程经验类比。

5.3.2流道边墙高度或洞顶余幅结构安全性评价标准宜依据NB/T10867《溢洪道设计规范》、NB/T

10391《水工隧洞设计规范》或工程经验类比。

5.3.3消力池(水垫塘)底板结构稳定性评价标准宜依据NB/T10867《溢洪道设计规范》或工程经验

类比。

5.3.4挑流消能冲坑及面流消能、戽流、急流衔接消能区防护措施结构安全性评价标准宜依据NB/T

10867《溢洪道设计规范》、NB/T3526《混凝土重力坝设计规范》,低水头闸坝宜依据NB/T35023《水

闸设计规范》或工程运行经验类比。

5.3.5下游防护结构安全性评价标准宜依据NB/T10867《溢洪道设计规范》或工程经验类比。低水头

闸坝可依据NB/T35023《水闸设计规范》或工程运行经验类比。

5.3.6地基及边坡结构安全性评价标准宜依据NB/T10867《溢洪道设计规范》、NB/T10512《水电工

程边坡设计规范》或工程经验类比。

5.4评价方法

5.4.1泄水建筑物结构安全评价方法主要采用审阅资料、现场检查、专题研究的方式,根据水文地质

条件、水工模型试验、施工质量、监测资料、运行现状、专题研究成果,对照设计要求,分析泄水建筑

物出现的问题,综合泄水建筑物结构安全性及消能防冲结构运行效果,判断缺陷对工程安全及使用功能

影响程度。

5.4.2收集和审阅泄水建筑物结构安全有关的设计资料、施工资料及运行资料。

5.4.3现场检查与检测。

5.4.4泄水建筑物结构出现如下重大缺陷时,应对结构现状进行专题复核。

a)过流面蚀损严重,影响过流结构及基础安全性;

4

b)流道边墙及基础淘蚀严重,影响结构安全稳定性;

c)消力池(水垫塘)底板损坏,影响结构稳定性;

d)泄水冲蚀临近建筑物结构或基础、边坡、公路等,影响临近建筑物安全或正常运行;

e)下游防护工程损毁频繁,不能满足保护消能建筑运行要求;

f)泄洪雾化严重影响地基及边坡安全性;

g)其他。

5.4.5进行过多次修补处理或者补强加固的泄水建筑物,应对以往的修补、加固工程进行全面总结,

查找屡修屡坏原因,寻找有效修补方案,评价其运行效果。

6水力性态评价

6.1评价内容

6.1.1泄水建筑物水力性态评价内容宜包括进流条件、出流条件、运行工况、流态、流速、泄流能力、

水面线、动水压力、冲蚀磨蚀、空化空蚀、通风掺气、消能防冲、泄洪雾化、流激振动等。

6.1.2进流条件应依据现状下水库运行水位、进水口地形、水流边界、泥沙淤积等情况,评价进流对

泄水建筑物运行的不利影响。

6.1.3出流条件应依据现状下出流流态、水力特性、河道冲淤、河床下切等情况,评价出流对泄水建

筑物运行及机组发电的不利影响。

6.1.4运行方式应依据上下游梯级调度原则、枢纽各建筑物运行方式、泄水建筑物运行条件等,评价

运行方式对泄水建筑物与枢纽运行的不利影响。

6.1.5水流流态评价宜包括下列主要内容:

a)偏流、绕流、回流、旋涡等进流流态;

b)水翅、冲击波、回流、明满流等泄流流态;

c)偏流、回流、碍流、壅水等出流流态,归槽水流衔接。

6.1.6流速评价宜包括下列主要内容:

a)偏流、绕流、回流、旋涡等进流的特征流速、流向;

b)流道内沿程特征流速、流向及其分布;

c)出流的特征流速、流向及其分布。

6.1.7泄流能力评价宜包括泄水建筑物的泄量是否满足防洪设计要求、下游河道行洪不畅对泄水建筑

物泄流能力的影响。

6.1.8水面线宜观测沿程分布,评价异常变化的不利影响,重点是平面收缩(扩散)段、平面转弯段、

变坡段、过渡段等部位。

5

6.1.9动水压力评价宜包括下列主要内容:

a)泄水建筑物时均压力沿程大小与分布,重点是水流冲击区;

b)泄水建筑物脉动压力的随机分布特征、时域数字特征与频域能量特征,重点是主消能区、水气

掺混区、水流剧烈紊动区。

6.1.10冲蚀磨蚀宜依据蚀损的分布、形态与特征尺寸等特性,分析磨蚀成因与发展趋势,评价对泄水

建筑物运行的不利影响。

6.1.11空化空蚀评价宜包括下列主要内容:

a)依据水流噪声的随机分布特征、时域数字特征与频域声强特性,分析对比其泄水前后的变化,

判别水流空化发生、发展的过程与特征,重点是流速15m/s以上区域或结构局部不平整度较

大、水流边界突变等部位;

b)依据结构蚀损分布、形态与特征尺寸等特性,分析空蚀成因与发展趋势,评价对泄水建筑物运

行的不利影响。

6.1.12通风掺气评价宜包括下列主要内容:

a)通气孔通气通畅性、吸气噪声等情况,通气风速、通气量;

b)掺气设施积水、回水等情况,掺气空腔长度与稳定性;

c)近壁水体掺气浓度。

6.1.13消能防冲评价宜包括下列主要内容:

a)底流消能的水跃类型、水跃长度、跃首位置、临底动水压力、临底流速、消能率、出流流速、

水流衔接等;

b)挑流消能的水舌形态、冲击压力、临底流速、冲坑堆丘尺度与稳定性、消能率、出流流速、水

流衔接等;

c)面流或戽流消能流态、水位波动、涌浪特性、流速分布等;

d)泄洪雾化、场地振动等对枢纽运行与坝区环境的不利影响。

6.1.14泄洪雾化评价宜包括影响范围、雾化降雨分布及强度、防护范围及措施是否满足安全运行要求

等。

6.1.15流激振动评价宜包括泄水建筑物混凝土结构、水工闸门及启闭机、坝区场地等振动的响应特征、

传播规律与可能危害。

6.2评价依据

6.2.1水流流态

a)进水口依据现场检查观察成果,针对偏流、绕流、回流、漩涡等不良流态的特性,评价对泄水

建筑物进流的不利影响,对游移性漩涡、贯穿漩涡、影响进流流量的偏流等恶劣流态,应分析

其对泄水结构、水工闸门、发电机组、防洪安全的可能危害;

6

b)流道依据现场检查观察成果,针对依据水翅、折冲流、回流、明满流交替等不良流态的特性,

评价对泄水结构的不利影响;

c)出水口依据现场检查观察成果,针对偏流、回流、绕流、壅水等不良流态的特征,评价对下游

冲淤、行洪能力或机组发电的不利影响。

6.2.2流速宜依据模型试验或原型观测资料,分别评价:

a)进水口针对偏流、绕流、回流的流速、流向,评价进流的均匀性、稳定性等;

b)流道应依据沿程流速的异常变化,分析水力特性变化,评价避免冲蚀、水流空化等不利影响;

c)出水口应依据出流流速、流向及其分布规律,评价对下游冲淤、行洪能力或机组发电的不利影

响。

6.2.3泄流能力应依据设计要求、现状调度方案和当前泄水建筑物的泄量、下游河道的行洪能力,评

价枢纽工程的泄洪能力。

6.2.4沿程水面线宜依据模型试验和原型观测发现的异常变化,重点是平面收缩(扩散)段、平面转

弯段、变坡段、过渡段等部位,评价对泄水建筑物运行的不利影响。

6.2.5动水压力宜依据模型试验或原型观测资料,分别评价:

a)时均压力应依据沿程分布与异常变化,评价其对泄水结构强度与稳定的不利的影响;

b)脉动压力应依据随机分布特征、时域数字特征与频域能量特征,评价其对泄水结构强度、稳定、

振动、疲劳的不利影响。

6.2.6冲蚀磨蚀宜根据现场检查发现的蚀损分布、形态与特征尺寸,分析蚀损发展趋势,评价对结构

安全的不利影响。

6.2.7空化空蚀宜依据现场检查观察或模型试验成果,分别评价:

a)水流空化应依据流速特征、动水压强特性、水流空化噪声特性,评价水流空化的发生、发展与

空蚀风险;

b)结构空蚀应依据蚀损分布、形态与特征尺寸,结合水力特性、水流空化特性等,分析蚀损发展

趋势,评价对结构安全的可能危害。

6.2.8通风掺气宜依据设计要求、模型试验和现场观察监测成果,分别评价:

a)通气孔通风宜依据通气风速、通气量等运行参数,评价通气孔布置、尺度或泄水洞洞顶余幅的

合理性;

b)掺气设施补气宜依据掺气空腔稳定性与特征尺寸、水体掺气浓度、减蚀效果等,评价掺气设施

布置、体型的合理性。

6.2.9消能防冲

a)底流消能应依据水跃类型、水跃长度、跃首位置、临底动水压力、临底流速、消能率、出流流

速、下游水流衔接等,评价底流消能设计合理性、运行安全性;

7

b)挑流消能应依据水舌形态、冲击压力、临底流速、冲坑堆丘特征、消能率、出流流速、下游水

流衔接等,评价挑流消能设计合理性、运行安全性;

c)面流或戽流消能应依据消能流态、水位波动、涌浪特性等,评价面流或戽流设计合理性、运行

安全性;

d)结合泄洪雾化、场地振动、下游水流衔接等特性,评价泄洪消能对周边建筑物运行、岸坡稳定、

河道行洪、机组发电、生态环境的不利影响。

6.2.10泄洪雾化应依据影响范围、雾化降雨分布及强度等参数,评价其对周边建筑物运行、重要设施、

动植物生态、岸坡稳定的不利影响,雾化防护的范围、分区、措施的合理性。

6.2.11流激振动评价应依据振动响应的随机分布特征、时域数字特征与频域能量特征,结合水力特

性,分析振源与振动传播规律,评价流激振动对混凝土结构、水工闸门及启闭机、坝区场地的可能危害。

6.3评价方法

6.3.1水力性态资料分析宜采用比较法、作图法、特征值统计法或数学模型法等,资料分析过程应包

括下列内容。

a)分析资料的可靠性;

b)根据泄水建筑物的异常现象及其部位、变化规律和发展趋势,定性判断与工程安全的联系;

c)分析水力学指标时变规律,考察相同运行条件下的变化趋势、时变速率,判断建筑物运行性态

有无异常、不利发展的时效作用等;

d)分析水力学指标空间分布特性,判断泄水建筑物安全是否存在异常、不安全部位等;

e)分析水力学指标特征值,与经验值、规范值、设计值、试验值或模型预报值偏离较大时,分析

原因及对建筑物安全的影响;

6.3.2泄流能力复核宜通过实际泄流时的原型水力学观测、水力复核计算、水库调度结果分析、下游

水位流量关系复核、补充水力学模型试验、工程类比等多种方式,分析实际泄流能力与设计泄流能力的

符合性,差距较大时,应修正原设计的泄流曲线。

6.3.3水力性状评价应遵循定量和定性相结合的原则,评价方法宜采用初步评价、对比评价、变化过

程评价和综合评价等。

6.3.4水力性状评价程序应包括下列步骤。

a)明确评价对象和评价要求,提出所需资料;

b)收集整理基础资料,必要时需补充反演数据或监测数据;

c)分析基础资料,掌握泄水建筑物水力安全各方面信息;

d)评价泄水建筑物水力安全,提出对策或建议;

e)资料整理和报告编制。

8

7评价结论

7.1泄水建筑物水力安全评价宜综合结构性态、水力性态的安全评价结论,进行水力安全综合评定与

等级划分,安全等级分为正常、基本正常、异常三级,分级标准见附录B。

7.2泄水建筑物泄流能力满足运行要求,无次生不良流态,过流面无明显蚀损,结构的强度、稳定满

足规范要求,相邻边坡稳定,消能防冲对下游行洪或相邻建筑物或机组发电无不利影响,泄水建筑物水

力安全宜评为正常。

注:相邻边坡包括泄水建筑物上游进水口相邻边坡,下游消能影响区域的边坡。

7.3泄水建筑物泄流能力满足运行要求,次生不良流态不危害运行安全,过流面产生蚀损但不危害结

构安全,结构强度、稳定满足规范要求,相邻边坡稳定,消能防冲结构局部损坏但对下游行洪或机组发

电没有危害性影响,泄水建筑物水力安全宜评为基本正常。

7.4出现下列情况之一时,泄水建筑物水力安全应评为异常。

a)泄流能力不满足运行要求;

b)不良流态危害运行安全;

c)过流面蚀损危害结构安全;

d)结构强度或稳定不满足规范要求;

e)相邻边坡呈不稳定状态;

f)消能防冲结构损坏严重影响下游行洪或严重淘刷建筑物地基或严重影响机组发电。

9

附录A泄水建筑物水力安全评价基础资料

A.1工程安全鉴定报告、竣工验收报告和历次定期检查报告。

A.2泄水建筑物地质资料包括以下内容:

a)库区工程地质:包括与近坝库岸稳定、水库渗漏等;

b)枢纽区基本地质条件:包括地形地貌、地层岩性、地质构造、岩体风化卸荷、不良物理现象、岩

土体物理力学试验成果;

c)泄洪隧洞的上覆岩体厚度、圈岩岩性、断层、破碎带、围岩分类、岩体物理力学参数、地下水

位、围岩失稳、模式等;

d)边坡基本地质条件,包括岩性、地质构造、岩体风化卸荷、岩土体物理力学参数、地下水位等;

稳定性分析,可能失稳边界、失稳模式、失稳、规模,变形监测等;

e)枢纽区地质平面圈、主要剖面图和建基面地质编录图等。

A.3泄水建筑物设计资料包括以下内容:

a)泄水建筑物及其消能防冲的布置、体型、结构设计成果;

b)水力计算、模型试验或数值模拟成果,如泄流能力、水面线、消能防冲等成果;

c)隧洞围岩分类资料,进、出口边坡开挖、支护和排水设计成果;

d)开挖和基础处理设计成果;

e)两岸防护设计成果。

A.4泄水建筑物施工质量资料包括以下内容:

a)混凝土原材料质量检测,混凝土施工配合比,混凝土取样性能试验,混凝土温度控制措施等;

b)基础固结、帷幕灌浆布置,灌浆参数,耗灰量分序统计、异常情况原因分析;检查孔芯样描述,

压水试验成果;声波测试成果;基础锚杆检测统计成果;基础排水孔孔深、孔斜和反滤施工情

况;

c)地基开挖轮廓尺寸、高程,声波测试统计成果,建基面岩体质量分类成果;

d)断层、破碎带、岩溶等地质缺陷的规模、分布情况,采取的工程处理措施和施工质量;

e)隧洞开挖、支护、衬砌和灌浆施工质量检测或试验成果;

f)过流面平整度检测成果;

g)施工质量缺陷原因分析、处理措施及效果。

A.5泄水建筑物运行资料包括以下内容:

a)水力学原型观测成果;

b)现场检查与监测资料;

10

c)运行期泄水建筑物改建、扩建和补强加固的勘测、设计、施工及验收报告;

d)运行管理资料;

e)上、下游地形地质条件、冲淤形态、河床下切等检查与观测结果;

f)边坡现场检查与监测资料。

A.6闸门及其启闭系统资料包括以下内容:

a)设计资料;

b)制造、安装资料;

c)运行资料。

11

附录B泄水建筑物水力安全综合评价标准

泄水建筑物水力安全综合评价标准见表B.1。

表B.1泄水建筑物水力安全综合评价标准

评价标准

分项评价要素评价依据

正常基本正常异常

泄水消能建筑物现状结构体型满泄水消能建筑物现状结构体型不

泄水消能建筑物现状结构体型满

足规范过流断面、掺气减蚀、抗满足规范过流断面、掺气减蚀、

过流面结足规范过流断面、掺气减蚀、抗

冲耐磨等要求,实际运行发生的抗冲耐磨等要求,实际运行发生

构体型冲耐磨等要求,实际运行未发生

较大冲蚀破坏等,经修复基本满的较大冲蚀破坏或异常等,仍可

较大的冲刷破坏或异常。

足正常运行要求。能发生冲蚀破坏。

泄洪消能建筑物底板抗浮稳定、泄洪消能建筑物底板抗浮稳定、

泄洪消能建筑物底板抗浮稳定、

挡墙稳定、洞室衬砌稳定等基本挡墙稳定、洞室衬砌稳定等不满

泄洪消能挡墙稳定、洞室衬砌稳定,消能

满足规范要求,冲坑对相邻建筑足规范要求,冲坑对相邻建筑物

结构性态建筑物结防护工程等满足规范要求,冲坑

物或边坡稳定影响较小;上述结或边坡稳定影响较大;上述结构

构稳定不影响相邻建筑物或边坡稳定;

构泄洪发生局部破坏,经修复基泄洪发生较大结构破坏,仍存在

上述结构实际泄洪运行正常。

本满足正常运行需要。结构失稳风险。

泄水消能建筑物地基处理方案、

泄水消能建筑物地基处理方案、泄水消能建筑物地基处理方案、

消能区及雾化区边坡防护不满足

地基处理消能区及雾化区边坡防护满足稳消能区及雾化区边坡防护基本满

稳定要求;实际运行可能发生较

及边坡定要求;实际运行未发生边坡失足要求;实际运行发生局部小范

大规模失稳,且对正常运行产生

稳情况。围失稳,对泄洪运行较小。

较大影响。

12

评价标准

分项评价要素评价依据

正常基本正常异常

运行工况设计要求泄水建筑物当前水位、运行方式

泄水建筑物当前水位、泄流、运与设计有变化,泄量小于设计要泄水建筑物实际泄量影响特征水

泄流能力调度方案与实际行方式与设计一致,泄流运行正求5%以内且不会影响特征水位,采用综合措施后,枢纽泄流

泄量

泄量常位,采用综合措施后能满足运行能力仍不能满足运行要求

要求

泄水建筑物现状进流条件与设计当前水位、流量、运行方式、现

当前水位、流量、运行方式、现

现场检查观察成一致,或当前水位、流量、运行状边界的变化,对进流条件不利

进流条件状边界的变化较大,严重影响泄

果方式、现状边界有变化,但对进影响可控,泄水建筑物能正常运

水运行

流条件无不利影响行

泄水建筑物现状出流条件与设计当前水位、现状边界、地形的变

当前水位、现状边界、地形的变

现场检查观察成一致,或当前水位、现状边界、化对出流条件不利影响可控,泄

出流条件化较大,严重影响泄水运行或危

果地形有变化,但出流条件无不利水能正常运行,不影响相邻建筑

害相邻建筑物、岸坡的安全

影响物、岸坡安全

产生了游移性漩涡、贯穿漩涡、

次生了偏流、绕流、回流、漩

水流流态现场检查观察成无次生不良流态,泄水建筑物运水翅、折冲流、明满流交替等恶

水面流态涡、雍水等不良流态,但基本不

果行正常劣流态,影响泄水结构、水工闸

影响泄水建筑物正常运行

门、发电机组的运行安全

局部的流速分布与变化有异常,流速分布与变化异常,已产生冲

模型试验或原型流速分布与变化无异常,泄水建

流速但基本不影响泄水建筑物正常运蚀、空蚀、淘刷或严重影响机组

观测资料筑物运行正常

行发电

产生流道水面翻顶、泄水洞洞顶

模型试验或原型水面线分布无异常,泄水建筑物局部水面线有异常,但基本不影

水面线余幅不足等异常水面线,影响泄

观测资料运行正常。响泄水建筑物正常运行

水建筑物运行安全

13

评价标准

分项评价要素评价依据

正常基本正常异常

动水压强异常,影响结构强度、

局部动水压强存在异常,但不影稳定;脉动压强异常,可能造成

模型试验或原型动水压强分布无异常,泄水建筑

动水压强响结构强度、稳定,泄水建筑物结构失稳,产生危害性振动,减

观测资料物运行正常

运行安全少疲劳寿命,影响泄水建筑物运

行安全

局部存在冲蚀磨蚀,但发展缓存在较严重冲蚀磨蚀,且发展迅

无明显冲蚀磨蚀,泄水建筑物运

冲蚀磨蚀现场检查成果慢,不影响结构强度、稳定,泄速,影响结构强度、稳定,影响

行正常

水建筑物运行安全泄水建筑物运行安全

局部存在空蚀,但发展缓慢,不存在较严重空蚀,且发展迅速,

现场检查观察或结构各部位无明显空蚀,泄水建

空化空蚀影响结构强度、稳定,泄水建筑影响结构强度、稳定,影响泄水

模型试验成果筑物运行正常

物运行安全建筑物运行安全

通风孔通风顺畅、风速、通气量通气风速、通气量与设计有不利通气孔运行异常,影响隧洞运行

设计要求、模型试

满足设计要求。掺气空腔稳定,差异,但基本不影响隧洞运行。安全。掺气设施基本失效,可能

通风掺气验和现场观察监

无回水或积水,掺气保护效果良掺气空腔基本稳定,有少量回流产生空化空蚀,影响泄水建筑物

测成果

好或积水,但掺气保护效果尚可运行安全

现场检查观察或混凝土结构、水工闸门及启闭机混凝土结构、水工闸门及启闭机混凝土结构、水工闸门及启闭机

流激振动原型监测或模型的流激振动在设计控制范围内,的流激振动较设计有不利影响,的流激振动,严重影响泄水建筑

试验成果泄水建筑物运行正常但泄水建筑物运行安全物运行安全

现场检查观察或消能效果良好,水流衔接平顺,

消能效果总体较好,冲淤不影响消能效果较差,冲淤危及消能工

消能形态原型监测或模型下游冲淤满足设计要求,相邻岸

消能工与岸坡稳定、机组发电与岸坡稳定,影响机组发电

试验成果坡稳定

消能防冲

现场检查观察或泄洪雾化对工程运行、岸坡稳定泄洪雾化的影响基本在设计防护

泄洪雾化严重影响工程运行、岸

泄洪雾化原型监测或模型与生态环境的影响在设计防护范范围,对工程运行、岸坡稳定与

坡稳定与生态环境

试验成果围生态环境影响可控

14

评价标准

分项评价要素评价依据

正常基本正常异常

现场检查观察或场地振动值响应值超过相应标准

采取综合措施后场地振动仍危及

原型监测或模型场地振动对下游建筑物、区域环限制,采取综合措施后振动不危

场地振动建筑物、区域环境和生物体的安

试验成果境和生物体的影响在标准范围内及建筑物、区域环境和生物体的

安全

15

目次

1范围...........................................................................................................................................................1

2规范性引用文件.......................................................................................................................................1

3术语和定义...............................................................................................................................................1

4总则...........................................................................................................................................................2

5结构性态评价...........................................................................................................................................2

6水力性态评价...........................................................................................................................................5

7评价结论...................................................................................................................................................9

附录A泄水建筑物水力安全评价基础资料............................................................................................10

附录B泄水建筑物水力安全综合评价标准............................................................................................12

I

1范围

本文件规定了水电工程泄水与消能建筑物水力安全评价的项目、内容、依据、方法。

本文件适用于运行期1~3级泄水建筑物,其它级别泄水建筑物可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,

仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本

文件。

DL5077水工建筑物荷载设计规范

DL/T5207水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范

DL/T5313水电站大坝运行安全评价导则

DL/T5772水电水利工程水力学安全监测规程

NB/T3526混凝土重力坝设计规范

NB/T10391水工隧洞设计规范

NB/T10392水电工程泄水建筑物消能防冲设计导则

NB/T10512水电工程边坡设计规范

NB/T10867溢洪道设计规范

NB/T35023水闸设计规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

泄水建筑物waterreleasestructure

为保障挡水建筑物和其他建筑物安全,宣泄水库多余水量或水库泥沙或必要时放空水库而设置的

水工建筑物。

3.2

水力安全评价hydraulicsafetyassessment

评价泄水建筑物在水动力作用下的运行性态,对存在或潜在的安全隐患及其严重程度进行分析,提

1

出对策或建议。

3.3

水力性态hydraulicbehavior

泄水建筑物水流进出条件、运动形态、作用力性质与作用表现。

4总则

4.1水力安全评价宜结合工程安全鉴定或大坝定期检查等定期进行,当泄水建筑物运行的水力条件与

设计时相比较发生不利变化,或运行期出现水力安全问题,应及时开展水力安全专项评价。

4.2泄水建筑物首次水力安全评价宜按本导则规定的内容进行全面评价,其后可根据水力条件变化或

运行中出现的水力安全问题选择相关内容进行评价。

4.3水力安全评价应收集相关基础资料,当基本资料不满足水力安全评价要求时,应进行必要的检测、

试验或水力学观测,安全评价相关基础资料见附录A。

4.4水力安全评价应在分析基础资料、现场检查情况与历次大坝安全评价意见等基础上开展,必要时

应进行数值模拟计算或物理模型反演试验。

注:当泄水建筑物发生水力安全问题,但现有资料不足以分析成因、预估发展趋势时,应开展水力性态的数值模

拟计算或物理模型反演试验。

4.5水力安全评价项目应包括结构性态评价和水力性态评价。

4.6水力安全评价应编写评价报告,报告应说明评价方法与依据,提出安全评价结论及对策建议。

4.7泄水建筑物水力安全评价除符合本导则外,尚应符合国家有关标准的规定。

5结构性态评价

5.1一般规定

5.1.1泄水建筑物结构性态评价主要内容包括过流面掺气减蚀及抗蚀耐磨、边墙高度或洞顶余幅、消

力池(水垫塘)底板稳定性、冲坑对周边建筑物的影响、下游防护安全性、地基及边坡安全性等。

5.1.2泄水建筑物结构安全性评价,应依据现行规范,采用现状结构、设计或施工复查的地质和材料

性能参数,并考虑实际运行情况,评价建筑物的结构性态是否满足规范与运行要求。

5.2评价内容

5.2.1过流面掺气减蚀及抗蚀耐磨水力结构性态安全评价主要包括:

a)流速超过30m/s或水流空化数低于初生空化数时,是否设置掺气减蚀设施;掺气减蚀体型是否

2

合理;掺气减蚀设施通气是否顺畅,能否满足宣泄各级流量时有足够的空腔长度。

b)水流边界壁面的不平整度控制是否满足

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