DL-T 5180-2003水电枢纽工程等级划分及设计安全标准_(高清).pdf
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1、DL 5 1 8 0一2 0 0 3All舌 本标准的全部技术内容为强制性口 S D J 1 2-1 9 7 8 水利水电 枢纽工程等级划分及设计标 准(山区、丘陵部分)及 S D J 2 1 7-1 9 8 7 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原、滨海部分)先后于 1 9 7 8年和 1 9 8 7年颁发试行。1 9 9 0年又颁发了山区、丘陵部分的补充规定。这些 标准的实施对我国水电工程建设起到了重大指导作用。上述标准颁布实行二十多年来,我国水电工程技术取得了长足进步,设计、施工和管理水平不断提高,积累了很多新的经验;与此同时,与水电枢纽工程建设有关的技术标准体系也逐渐完善,原标准中
2、的有些规定与后来制定或修编的水工建筑物设计规范不尽协调和统一,尤其是 G B 5 0 2 0 1-1 9 9 4 防洪标准和 G B 5 0 1 9 9-1 9 9 4 水利水电工程结构可靠度设计统一标准颁布后,原 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准更是巫待修改、补充和完善。根据原电力工业部 关于下达 1 9 9 7年制定、修订电力行业标准计划项目的通知(综科教【1 9 9 8 2 8号文)的安排,中国水电 顾问有限公司组织对 S D J 1 2-1 9 7 8及 S D J 2 1 7-1 9 8 7进行了修编。修编后的标准合并了原标准山区、丘陵部分和平原、滨海部分并做了必要的补充和修改,更
3、名为 水电枢纽工程等级划分及设计安全标准。与 S D J 1 2-1 9 7 8,S D J 2 1 7-1 9 8 7以及 S D J 1 2-1 9 7 8的补充规定比较,本标准有以下一些主要修改:增加了引用标准和术语解释;统一和简化了水电枢纽工程分等指标:调整了拦河坝提高级别的坝高指标:D L 5 1 8 0 一2 0 0 3 明确了低水头水电站降低级别的具体条件;协调和统一了建筑物的洪水设计标准;增加了建筑物抗震设计标准的规定;增加了建筑物整体稳定安全标准的规定;增加了建筑物边坡抗滑稳定安全标准的规定;增加了条文说明。本标准自 实施之日 起代替 S D J 1 2-1 9 7 8.S
4、D J 2 1 7-1 9 8 7以 及S D J 1 2-1 9 7 8的补充规定。本标准由水电水利规划设计标准化技术委员会提出、归口并负责解释。本标准主要起草单位:中国水电顾问有限公司。本标准参加起草单位:中南勘测设计研究院、西北勘测设计研究院和北京勘测设计研究院。本标准主要起草人:王柏乐、周建平、朱铁铮、王小润、袁玖、沈义生、杨多根、梁文浩、李天扶、刘明宏、周汝沛、钟廷英。w w w.b z f x w.c o mDL 5 1 8 0一2 0 0 3范围1.0.1 本标准规定了水电枢纽工程(包括抽水蓄能电站)的工程等别划分、水工建筑物级别划分的技术指标,以及水工建筑物的洪水设计标准、安全
5、超高、抗震设计标准、整体稳定设计安全标准、边坡抗滑稳定安全标准。1.0.2 本标准适用于新建的大、中、小型水电枢纽工程,包括抽水蓄能电站工程的设计。已建水电枢纽工程的改建、扩建的设计和安全鉴定,参照本标准执行1.0.3 水电 枢纽 工程中的防洪、灌溉、供水、通航、过木、过鱼、公路、桥梁等建筑物的级别和设计安全标准,应同时参照相关专业部门的有关规定确定w w w.b z f x w.c o mDL 5 1 8 0一2 0 0 32 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据
6、本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。G B/T 1 7 7 4 2-1 9 9 9 中国 地震烈 度表 G B 1 8 3 0 6-2 0 0 1 中国地震动参数区划图 G B 5 0 2 0 1-1 9 9 4防洪标准 G B 5 0 1 9 9 水利水电 工程结构可靠度设计统一标准 D L IT 5 0 5 7 水工混凝土结构设计规范 D L 5 0 7 3 水工建筑物抗震设计规范 D L 5 0 7 7 水工建筑物荷 载设 计规范 D L 5 1 0 8 混凝土重力坝设计规范 S D 3 3 5 水电 站厂 房设计规范w
7、w w.b z f x w.c o mDL 5 1 8 0一2 0 0 33 基本规定3.0.1 水电 枢纽工程等别、水工建筑物级别及其设计安全标准应根据本标准的规定确定。3.0.2 水工建筑物的结构设计应采用可靠度设计的基本原则和方法,以结构目标可靠度指标为设计安全标准,或以分项系数为设计安全标准。对于尚未按结构可靠度原理修编设计规范的,仍可采用定值设计方法,以安全系数为设计标准。3.0.3 1级永久性奎水建筑物结构的设计基准期应采用 1 0 0年,其他永久性建筑物结构的设计基准期应采用 5 0年。临时性建筑物结构的设计基准期应根据预定的使用年限及可能滞后的时间确定。3.0.4 规模巨大、特
8、别重要的水电枢纽工程,水工建筑物设计基准期和设计安全标准,可进行专门研究论证,经主管部门审查批准确定。w w w.b z f x w.c o mDL 5 1 8 0一2 0 0 34 术 语 和 定 义 下列术语和定义适用于本标准。4.0.1 水电 枢纽工程 h y d r o p o w e r c o m p l e x o r h y d r o e l e c t r i c p r o j e c t 以 水力发电为主要任务,由奎水建筑物、泄水建筑物、引 水系统及电站厂房、开关站等建筑物所组成的综合体。根据水资源综合利用要求,水电枢纽工程有时需要兼顾防洪、灌溉、供水、排沙、通航、过木
9、、过鱼等功能要求,枢纽建筑物组成中还包含此类功能的水工建筑物。4.0.2 水 工 建筑 物 h y d r a u li c s t r u c t u r e 水电枢纽工程中的各种单项工程实体的总称,包括奎(挡)水建 筑物、泄水建筑物、输水建筑物、水电站厂房、开关站、通航建筑物、过木建筑物、过鱼建筑物等。4.0.3 奎(挡)水建筑物 w a t e r r e t a i n i n g s t r u c t u r e 在水电枢纽工程中,具有拦截水流、奎高水位功能的水工建筑物,如 拦河坝、水闸、河床式水电 站厂房等建筑物。4.0.4 抽水蓄能电 站 p u m p e d s t o r
10、 a g e p o w e r s t a ti o n 利用电网低谷负荷时的电能,从下水库 向上水库抽水蓄能,在高峰负荷时,从上水库放水发电的水电站,即具有抽水蓄能和放水发电两种功能的水电站。按开发方式分为纯抽水蓄能电站、混合式抽水蓄能电站和调水式抽水蓄能电站 三类。w w w.b z f x w.c o mDL 5 1 8 0一2 0 0 34.0.5 设计安全标准 d e s i g n s a f e t y s t a n d a r d 设计安全标准包括洪水设计标准、抗震设计标准、建筑物安全超高标准,以及结构整体安全性、局部安全性设计标准等诸多方面。结构设计安全标准系指结构在正常
11、使用条件下,满足各种预定功能要求的 最低能力,包括结构的安全性、适用性和耐久性当以概率表示时,即为目标可靠度;当以安全系数表示时,即为设计最小安全系数。4.0.6 结构可靠度及结构可靠指标 s t r u c t u r e r e l i a b i l i ty&r e li a b i l i tyi n d e x 口 结构物在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率,称为结构可靠度;结构可靠指标是度量结构可靠性的数量指标,由 巾 一,(1-P f)定义的、代替失效概率P r 的指标,其中 4?-i()为标准正态分布的反函数。4.0.7 工程等别 p r o j e c t s
12、 c a l e o r r a n k o f p r o j e c t 为适应建设项目不同设计安全标准和分级管理的要求,水电枢纽工程按照库容大小和装机容量,对工程建设规模所进行的分类。水电枢纽工程划分五等(一、二、三、四、五),分别对应大 ll 型、大(2)型、中型、小(1)型和小(2)型工程。4.0.8 水工建筑物级别 g r a d e o f h y d r a u li c s t r u c t u r e 根据水工建筑物所属工程等别及其在该工程中的作用和重要性所体现的对设计安全标准的不同要求。在具体的水电枢纽工程中,永久性水工建筑物的级别高于临时性水_ L 建筑物,主要建筑物
13、级别高于次要建筑物级别。水工建筑物级别愈高,设计安全标准 也愈高。w w w.b z f x w.c o mDL 5 1 8 0一2 0 0 34.0.9 水库总库容 m a x i m u m r e s e r v o i r c a p a c i t y 水库最高运用水位以下的静库容。般情况下,指校核洪水位以下的水库静库容。4.0.1 0 洪水设计标准 d e s i g n s t a n d a r d o f f l o o d c o n t r o l 水1建筑物在规定条件下,抗御洪水的能力,一 般以洪水重现期表示;与海洋潮位相关的沿海地区水电枢纽工程洪水设计标准用潮位的重现
14、期表示。4.0.1 1 设计洪水 d e s i g n fl o o d 洪水设计标准之一,又称正常运用洪水,指当出现该标准洪水时,能够保证水工建筑物的安全或防洪设施的正常运用。4.0.1 2 校核洪水c h e c k f l o o d 洪水设计标准之一,又称非常运用洪水,指当出现该标准洪水时,采取非常运用措施,在保证主要建筑物安全的前提下,允许次要建筑物遭受破坏。校核洪水是为提高工程安全和可靠程度所拟定的高于设计洪水的标准,用以对主要水工建筑物的安全性进行校核,这种情况 卜 安全系数允许适当降低。4.0.1 3 坝顶超高f r e e b o a r d 拦河坝坝顶(有时指防浪墙顶部)
15、在水库正常洪水位、非常洪水位或正常蓄水位以 上的高度。4.0.1 4 山区、丘陵区mo u n t a i n a r e a&h i l l a r e a 地表面起伏、群山或冈丘连绵,大部分地面倾斜角在 2 0以上或地面高差在 2 0 m 以上的地区。从工程意义上,还包括建筑物挡水高度高于 1 5 m,上、下游最大水头差大于 I O M的其他地区w w w.b z f x w.c o mDL 5 1 8 0一2 0 0 34.0.1 5 平原、滨海区 p l a i n a r e a&s e a s h o r e a r e a 地表面平坦宽阔,大部分地面倾斜角在 2。以下或地面高差不
16、超过 2 0 m的地区,以及与海邻接,受潮位影响的地区。从工程意义上,还包括建筑物挡水高度低于 1 5 m,卜、卜 游最大水头差小于 1 0 m的其他地区。w w w.b z f x w.c o mDL 5 1 8 0一 2 0 0 35 工程等别及建筑物级别5.0.1 水电 枢纽工程(包括抽水蓄能电站)的工程等别,根据其在国民经济建设中的重要性,按照其水库总库容和装机容量划分为五等,应按表 5.0.1 确定。表501 水电枢纽工程的分等指标工程等别1:程规模水库总库容 亿 m 3装机容量 MA大(ll 型-1 0,1 2 0 0大(2)型 10-1 1 12 00-3 00中型里 1.0 0
17、0.10翼四小(曰 型 0.10-0.0 1 10五小(2)型 0.01 332 5 0 I)】050-1 5 1 1.0-0.1 1 5 I 1 01 0 一 01 1 001(X)一 505 0 卜 一 2 0混 凝土坝、浆砌石坝 市现 期。年5 05 0一2 02 0 1 06 众1 4 导流泄水建筑物封堵后,如永久性泄水建筑物尚未具备设计泄洪能力,坝体度汛的洪水设计标准应通过分析坝体施工和运行的要求,在表 6 0.14 所规定的范围内确定。表6.0.14导流建筑物封堵后坝体度汛洪水设计标准坝 型拦河坝的级别 一3儡正常 运用洪 水重现期,年5 00 一 2 002 00 一 1 001
18、 00 5 0非常 运少 月 洪水重现期,年1 以训 5 屯 X)5(X 2州2 00 1 00混凝土坝浆砌石坝正常 运用洪水重现期,年2 00 1 001 00 5 05 0 一 2 0非常 运 用 洪水重现期,年5 00 2 002 00 一 1 001 00 5 0DL 5 1 8 0一2 0 0 37 抗 震 设 计 标 准7.0.1 水工建筑物应能抵御设计烈度的地震作用,如出 现局部损坏,应不危及工程安全,经修复后可正 常运行。7.0.2 水工建筑物抗震设计烈度一般采用场地基本烈度。1级奎水建筑物的抗震设计烈度,在基本烈度的基础上可提高 1 度。7.0.3 场地基本烈度应根据 GB/
19、T 1 7 7 4 2确定,相应地震动参数应依据GB 1 8 3 0 6确定7.0.4 符合下列条件之一者,应进行专门的地震危险性分析:1 基本烈度为 6度或 6度以上,坝高超过 2 0 0 m或水库总库容大于 1 0 0 亿 m 的大(1)型工程。2 基本烈度为 7 度或 7 度以上,坝高超过 1 5 0 m的大(1)型工程。抗震设计标准,奎水建筑物取 基准期 1 0 0年超越概率 P,o o 为0.0 2,其他主要水工建 筑物取基准期5 0 年超越概率P s。为0.0 5.7.0.5 抗震设计烈度高于 9度的水工建筑物或高度大于 2 5 0 m 的奎水建筑物,其抗震设计标准应进行专门研究论
20、证,报主管部门审查批准。7.0.6 当 水电 枢纽工程受到水库诱发地震影响的烈度大干 6度时,应进行抗震验算和采取相应的抗震措施。DL 5 1 8 0 一2 0 0 38 建筑物安全超高8.0.1 水电枢纽工程奎水建筑物的顶部高程,应按正常运用洪水或非常运用洪水下的水库静水位加相应的波浪高度、风奎高度和安全超高确定。其中,安全超高根据水工建筑物类型和级别按表8.0.1 确定。表 8.0.1 童水建筑物安全超高建筑物类型和运用状 况水工建筑 物级别1234.5土坝、堆石坝正常 运 用洪水1.51.0住70.5非常 运 用洪水1.00.70.50.3混凝上坝、桨 砌石坝正常 运 用洪水0.70.5
21、0.40.3非 常运 用洪水0.50.40.30.2注当 正 常 运 用洪水位和 非常运用洪水 位均低于水库 正常蓄水位时,坝顶超高 以正常蓄 水位 为 基准8.0.2 混凝土坝、浆砌石坝和混凝土面板堆石坝的顶部设有坚固、稳定和不透水的防浪墙,且与奎水建筑物的防渗体结合可靠时,防浪墙顶部的高程可按 8.0.1条的规定确定,但奎水建筑物顶部高程应不低于正常运用洪水时的水库静水位。8.0.3 土坝、堆石坝和干砌石坝等的防渗体顶部在水库正常运用洪水水位以上的安全超高,应在表 8.0.2规定范围内选取,目 _ 防渗体的顶部高程应不低于非常运用洪水时的水库静水位DL 5 1 8 0一2 0 0 3表 8
22、.0.2 土坝、堆石坝防渗体顶部在水库正常运用 洪水位以上的安全超高防渗体结构 型 式 斜墙 心墙安 全 超 高0.8-0 60.6-0.38.0.4 在地震基本烈度为 7度及 7度以上地区修建土坝、堆石坝时,坝顶超高中应考虑地震涌浪高度。地震涌浪高度,可根据设计烈度和坝前水深,在 0.5 m-1.5 m 之间选取。抗震设计烈度为 8度、9度时,坝顶超高中还应考虑坝体和地基在 地震作用下的附加沉陷量。8.0.5 当库区有可能发生大体积塌岸或滑坡并在奎水建筑物前形成涌浪时,坝顶超高应进行专门研究后确定。DL 5 1 8 0一2 0 0 39 建筑物结构整体稳定安全标准9.0.1 大坝、溢洪道、发
23、电厂房、引水隧洞、压力钢管以及其他水工建筑物结构等应根据水工建筑物的级别,按照相应结构设计规范的规定,满足相应结构安全级别和分项系数的要求。9.0.2 土坝、堆石坝的坝坡稳定性计算的基本方法是刚体极限平衡法。采用瑞典圆弧法计算坝坡稳定性时,抗滑稳定安全系数应不小于表 9.0.2规定的数值。采用其他精确计算方法时,最小抗滑稳定安全系数应相应提高。表9.0.2 土坝、堆石坝坝坡的最小抗滑稳定安全系数荷 载组合 或运用 状况栏河 坝的级别1234.5基本组合(正常运用)1.3 01.251.2 01.1 5特殊 组合(非常 运用)I(非 常洪水状况)1.2 01.1 51.1 01.0 5I I(设
24、计地 震 状况)1.1 01.0 51.0 51.0 5注 1:荷载计算及其组合,应满足 D L 5 0 7 7 的有关规定注 2:特殊组合 工 的安全系数适用于特殊组合 1 1 以外的其他非常运用荷载组 合9.0.3 水电站厂房整体稳定安全性包括抗滑稳定和抗浮稳定,应按照 S D 3 3 5的要求进行水电 站厂房整体稳定安 全性的评 价。对于河床式厂房及与坝体有联合作用的坝后式厂房,应选择与拦河坝整体稳定评价相协调的计算方法及安全标准。DL 5 1 8 0 一2 0 0 31 0 建筑物边坡抗滑稳定安全标准1 0.0.1 水工建 筑物边坡的级别,根据 边坡所影响的 建筑物的级别及边坡失事的
25、危害程度,按表 1 0.0.1 的规定划分为 3级。边坡失事仅对建筑物运行有影响而不危害建筑物和人身安全的,经论证,该边坡级别可降低一级。表1 0.0.1 水工建筑物边坡级别划分边坡级别所影响的水土建筑物级别1 级1 级2 级2、3 级3 级4.5 级1 0.0.2 边坡 抗滑稳定分析计算应根据 边坡类型和滑移机制,合理选取计算模型、岩土参数和计算方法。极限 平衡方法是边坡抗滑稳定安全系数计算的基本方法。对于 1 级、2级边坡,应采取两种或两种以上常用计算分析方法,包括有限元法等进行验算,综合分析评价边坡变形与稳定安全性。1 0.0.3 水工建筑物边坡稳定计算分析应区分不同的荷载组合或运用状况
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