水工建筑物抗震设计标准
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水工建筑物抗震设计标准范文第1篇
关键词：高层建筑工程；质量监督；控制要点
从我国加入世贸组织后，经济得到快速的发展，近年来，经济已经到稳定发展阶段。建筑业的发展，使其成为我国的主要经济产业之一，不仅标志着一个城市的经济发展情况，很大程度上，也体现着我国的经济情况。目前，我国在建筑技术、材料以及建筑工艺上，已经有了较大的成就，随着建筑物的层数增多，对质量的要求与施工标准的要求也越来越高。建筑工程在进行施工时，必需要对质量进行加强管理，加强监督力度，提高管理水平，使得工程质量满足标准。本文将分别对设计、技术、施工以及安装方面的监督要点进行分体，全方面控制工程的质量。
1 设计监督要点以及抗震分析
由于地震的不可抗力因素，一旦发生时便会造成严重的破坏，根据多次地震灾害来看，对于结构突变能力弱，刚度扭变能力弱的高层建筑物，其工程质量差，平面不规则，使得遭受地震时，便会发生较大的破坏。因此，对高层建筑进行结构设计时，要将抗震设计融入其中，这是目前建筑设中重点内容之一。对高层建筑进行抗震设计后，会使施工材料、施工图纸以及施工工艺等受到影响，对工程的成本投入，施工安全等都会一定的影响。对高层建筑物进行勘察时，要严格进行岩土勘察工作，勘察工作要做到全面，一个勘察失误将会造成不可弥补的损失。根据建筑物的整体设计理念，岩土勘察的资料，地基的稳定情况，施工现场环境等，再与持力层与地层结构相结合，对地基的承载力进行确定，对变形情况进行预测。对结构方案进行确定时，要对水文条件以及地质条件的利弊进行分析，在这基础上再进行结构方案的确定。对于平面形状较为复杂的施工环境，进行抗震设计时，对其进行防震缝的设计，然后划分成几个简单的结构，再对其进行防震设计。对抗震缝的宽度进行确定时，应该以低侧的高度进行计算，还要加强对缝隙处的连接，若抗震的防护烈度在六度或者是以上时，则要对施工现场进行地震效应的评价。
2 给排水施工环节的监督要点
对高层建筑进行施工时，对达到的标准要求高，由于高层建筑中住户多，人口密集程度大，对水的需求量也大，若在高层建筑中出现给排水管道堵塞的现象，将会造成严重的影响，居民的生活将不能正常进行，影响建筑物的使用功能。因此，在对给排水环节进行施工时，必须采取有效的技术措施，提高给排水施工的质量，确保水的应用与排放，提供供水安全。只有给排水工程施工质量高，不仅会给居民的生活带去方便，还会减少水资源的浪费，使其合理使用。在进行给排水施工时，要重视对材料与设备的选择，更要重视施工的环节，将主要的施工环节结合起来，构建质量管理体系，并对其进行严格地监督，将管理落实到施工环节中。
首先，消防系统在高层建筑中对水压有较高的要求，因为此系统在高层建筑中，静水压力大，不能进行一个区域的供水方式，这样不仅会影响到供水功能的正常实施，而且还会对管道等设备造成损坏。为此，要对供水形式进行合理的分布，采用竖向分区处理，降低静水压力，确保消防系统的安装顺利进行。但是，消防设备还有很大的提高空间，还不够先进，所以对于高层建筑来讲，消防系统的目标要以自救为标准。
其次，高层建筑物的管道会比多层的长很多，且排水量大，因此管道中的波动情况明显。因此，要对管道施工采用的有效措施，进行新型材料的使用或者是在管道中设置通气管，只有对管内的压力进行稳定，才能够保护水封。对排水管道的材料进行选择时，应该选择机械强度高的，并加强管道接口位置的衔接问题。
第三，在进行土建施工时，要事先对给排水管道进行预埋，进行孔洞的预留，并确保孔洞的预留位置，井管的预留位置，都要准确无误，且符合设计标准，这是给排水施工保证质量的基础。对管道进行预埋工作以及孔洞的预留工作时，必须要按照施工图纸的要求进行，避免出现遗漏现象，否则将会对后期工程造成影响。
最后，由于高层建筑物的高度大，对施工带来一定的难度，在一个垂直高度上，需要有多个施工人员，给安全与质量管理造成困难。因此，对于这一部分施工时，最好是采用分区施工的方式，对排水以及给水管道的施工加强管理，做到保质保量，安全施工，减少不必要的耗损，提高建筑工程的经济效益。可以按照层数进行施工区域的划分，将高层建筑物分为上中下三层进行分别施工，也可以分为上下两层进行分别施工。也可以按照施工密集程度进行，将洗手间、浴室进行分区施工等。对高层建筑进行分区施工，可以避免因垂直高度大而造成的施工困难与管理困难，这样有利施工的有效进行，利于工程质量的监督与管理，对提高工程质量有很大的帮助。
3 安装工程的控制要点
首先，要重视防火问题。对给排水管道进行明敷安装时，要对其进行防火措施的处理，使用防火套管等方式来提高防火能力，还需要在防火套管周围进行阻水圈的设置；暗设立管与横支管连接时，在穿过墙体的部分，应该进行防火套管或者是防火圈的设置；横干管进行防火区的穿越时，应该进行防火套管以及防火圈的设置。根据施工图纸要求，将防火设备进行准确位置的安装，如报警器、消防栓等。
其次，防雷设置。高层建筑物受到雷电危害较多，因此要重视对防雷的设置，对接闪器、引线以及防雷网格进行严格地设置。另外，还要对均压环进行严格设计；对于电梯的轨道、金属管道与门窗等金属物质，进行等电位联结。对于地下室中的金属设备以及用电设备进行可靠的接地，避免因雷击造成安全事故。
4 对砼施工的监督要点
对于高层建筑施工来讲，砼裂缝现象一直是较为常见的质量问题，砼产生裂缝的原因很多，砼表面与里面的温差、初凝阶段、收缩现象等，有的裂缝产生很小，像发丝一样，而有的裂缝则较为严重。当砼裂缝在零点二到零点三毫米之间时，便会对建筑物的安全问题造成影响。因此，要加强对砼施工过程的质量监管工作，提高其施工质量，减少裂缝发生。
首先，对于组成砼的材料进行选择时，要严格进行，尤其是水泥的选择与使用，在满足砼强度的基础上，减少水泥的使用，从而降低砼出现水化热现象。也可以在砼中加入适量的粉煤灰，这样可以是其缩性降低，提高其密度。这是减少裂缝产生的有效措施之一，同时还对砼的抗裂能力有所提高。
其次，对砼进行浇筑过程中，要严格按照浇筑工艺进行。施工时，工作人员不要在钢筋板上走动，要在施工现场进行临时脚手架的铺设，施工人员应该在此上完成浇筑环节的施工。施工后，要做好养护工作，对其进行保温以及保湿处理，避免内外温差大而造成裂缝出现。
5 结束语
综上所述，对于建筑工程来讲，提高工程的整体质量是非常重要的，影响到工程质量的环节很多，因此要加强对其的监督力度，保障人民群众的人身安全与财产安全。提高工程质量同时促进着建筑企业的稳定发展，提高市场竞争力，因此，建筑企业要对建筑工程质量加以重视。
参考文献
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水工建筑物抗震设计标准范文第2篇
关键词：泵站；泵房设计；防渗排水；稳定性
泵房，顾名思义是指安置水泵的场所，泵房是给排水系统的重要组成部分，是整个给排水系统运转的重要环节。一般情况下，在建筑物方案的设计阶段，给排水专业就要参与进来，并结合建筑物的自身特点，提出相应的给排水设计方案，结合当地供水的实际情况，根据项目运转周期，与建筑专业相协调，从而建立合理的、与建筑物相适应的给排水系统。
1 泵房位置的选择
在给排水系统设置中，泵房位置的选择及其重要，泵房是设置在建筑物内还是设置在建筑物外，是单独设置还是集中设置，这是设置泵房需要考虑的基本问题。合理地设置泵站的泵房，不经能够提升建筑物的品质，而且有利于开发商节省大量设备基建投资及日后的维护管理费用。
一般来说，在单栋建筑物中，泵房往往设置在最下层，这样主要是考虑到经济方面的原因，泵房安置在建筑物内，管线短，对总体影响小。由于水泵质量层参不齐，泵房的噪音对居民生活质量造成很大影响，容易遭到居民的投诉，因此，某些地方出台了严禁泵房设置在建筑物内的政策，例如，上海市《住宅设计标准》(DGJ08－20－2001)第6.1.7 条规定：水泵房不应设在住宅建筑内。这类政策的出台，解决了噪音扰民的问题，但是在有些情况下，这样的规定造成了很大困难：首先，在商住楼的情况下，住宅设置在商场上面，水泵房安放在建筑物内，泵房噪音在经过商场的缓冲后，到达居住区后并不会对居民造成多大影响，这时，泵房安放在建筑物内还是可行的；其次，对于高层建筑，由于水泵出水压力很大，也需要放在建筑物内。
在多栋建筑物中，每栋建筑物都设置单独的泵房，显然不太现实，这样不仅需要增加大量投资，而且设备的维护管理费用也大大提高，在这种情况下，一般考虑设置集中泵房。集中泵房的设计在一些地区有具体的参考标准，同时要根据建筑物的具体情况制定设计方案。
2 泵房的布置
泵房布置应根据整个泵站的总体规划要求和站址自然环境情况，机电设备型号和参数，进、流水管道，电源进线方向，周围交通及有利于泵房施工、机组安装及检修和工程管理等，通过技术上和费用上的比较确定。泵房设置要符合下列规定：满足机电设备布置、安装、运行和检查维修检修的需求；满足泵房结构布置的要求；满足泵房内空气流通、采暖和采光的要求，并符合防火、防潮、防噪音等技术规定；满足周围交通便利的要求；注意建筑造型，做到布置合理，适用美观；泵房挡水部位顶部安全超高应大于下面图表规定。下面图表是泵房挡水部位顶部安全超高下限值：
泵站建筑物级别 1 2 3 4.5
安全超高（m）
运用情况
设计 0.7 0.5 0.4 0.3
校核 0.5 0.4 0.3 0.2
注：安全超标是指波浪、壅浪计算机高程以上距离泵房挡水部位顶部的高度；设计的运用情况是指泵站在设计水位时运用的情况，校核的运用情况是指泵站在最高运行水位或洪（涝）水位时运用的情况。
在布置泵房时，主机组间距应根据机电设备和建筑结构布置的要求确定。主泵房长度应根据主机组台数、布置形式、机组间距、边机组段长度和安装检修间的布置等因素确定，并应满足机组吊运和泵房内部交通的要求。主泵房宽度应根据主机组及辅助设备、电气设备布置要求，进出水流道（或管道）的尺寸，工作通道宽度，进、出水侧必须的设备吊运要求等因素，结合起吊设备的标准跨度确定。
3 关于泵房防渗排水的布置
防渗排水布置应根据站址地层物质条件和泵站扬程等相关因素，结合泵房、两岸联接构造和出、进水构件的布置，设置整套的防止渗水、排水系统。当泵房地基基地防渗长度不足时，要使用钢筋混凝土铺盖水池水池底板。在铺盖时要注意设久变形缝，缝距要保持在20m以内，丙炔要与泵房底板永久变形缝错开布置。松砂或砂壤土地基上的防渗设施适合利用铺盖和齿墙、板桩（或截水墙）相结合的布置形式。板桩（或截水墙）宜布置在泵房底板上游端（出水侧）的齿墙下。在地震区的粉砂地基上，泵房底板下的板桩（或截水墙）布置宜构成四周封闭的形式。前池、 进水池底板上可以依据排水需要设置适量的排水孔。在渗流出口处必须设置级配良好的排水反滤层。当地基持力层为较薄的砂性土层或砂砾石层，其下有相对不透水层时，可在泵房底板的上游端（出水侧）设置截水槽或短板桩。截水槽或短板桩嵌入不透水层的深度应该大于等于1.0m。在渗流出口处应设置排水反滤层。当下卧层为相对透水层时，应验算覆盖层抗渗、抗浮性。必要时，前池、进水池可设置深入相对透水层的排水减压井。岩基上泵房可以依据防渗需要在底板上游端（出水侧）的齿墙下设置灌浆帷幕，其后应设置排水设施。高扬程泵站的泵房可依据需要在其上游侧（出水侧）岸坡上设置通畅的自然排水沟和可靠的护坡措施。所有顺水流向永久变形缝（包括沉降缝、伸缩缝）的水下缝段，应埋设不少于一道材质耐久、性能可靠的止水片（带）。侧向防渗排水布置应根据泵站扬程，岸、翼墙后土质及地下水位不等等情况整体分析结果，并应与泵站正向防渗排水布置相适当。具有双向扬程的灌排结合泵站， 其防渗排水布置应以扬程较大的一向为主， 合理选择双向布置形式。
3 关于泵房的稳定性分析
泵房的稳定性分析可采取一个典型的机组段或一个连段作为计算单元。分析泵房稳定性应考虑的荷载因素主要有：自重、静水压力、扬压力、土压力、泥沙压力、波浪压力、地震作用及其它荷载等。它的计算方法应遵循下列规定：自重包括泵房结构自重、填料重量和永久设备重量；静水压力应根据各种水位运行计算。对于泥沙多的河流，应考虑单位水沙含量对水容重的影响；扬压力应包括浮托力和渗透压力。渗透压力应根据地基类别，各种运行情况下的水位组合条件，泵房的基础底部防渗、 排水设施的布置等相关状况的计算确定。 对于土基，适合利用改进阻力系数计算法；对岩基，适合利用直线分布计算法。土压力应根据地基情况、回填土性质、泵房结构产生的可能变形等相关因素，按主动土压力或静止土压力计算；计算时应计及填土面上的超载作用；泥沙压力应根据泵房位置、泥沙可能淤积的情况经过计算来确定；波浪压力可采用官厅一鹤地水库公式或莆田试验站公式计算来确定；在设计水位时，风速适合利用相应时期多年平均最大风速的1.5至2.0倍；在洪（涝）水位时，风速适合利用相应埋藏多年平均最大风速；地震作用可按国家标准《水工建筑物抗震设计规范》中的相关标准计算确定。其它荷载可依据工程实际情况确定。
水工建筑物抗震设计标准范文第3篇
关键词：景观闸；反应谱；动力分析；有限元；附加质量
中图分类号：TV698.1 文献标志码：A 文章编号：16721683（2015）05090505
Dynamic finite element analysis of a landscape sluice in Shanghai
QIU Jianchunl，2，WANG Xingmei3，NI Yanbo3，CHEN Jian1，2，CAO Ruizhe1，2
（1.College of Water Conservancy and Hydropower，Hohai University，Nanjing 210098，China；
2.National Engineering Research Center of Water Resources Efficient Utilization and Engineering Safety，
Hohai University，Nanjing 210098，China；3. Huai′an Water Conservancy Design Institute，Huai′an 223005，China）
Abstract：Seismic analysis should be carried out for the landscape sluice which has the risk of earthquake.As an important numerical simulation method used in the engineering field，finite element method has been widely used for seismic analysis.In this paper，a landscape sluice in Shanghai was taken as an example.The response spectrum method was adopted to simulate the seismic response，and the additional mass method was adopted to simulate the earthquake dynamic water pressure.Finite element software ABAQUS was used to perform the numerical calculations，to analyze the stress and displacement of the sluice chamber，and to verify the validity.
Key words：landscape sluice；response spectrum；dynamic analysis；finite element method；additional mass
城市景观闸结构性能关系到工程的安全及城市的风貌。地震作为一种对工程有破坏性影响的自然灾害，对水闸的安全及稳定性有着很大的威胁。统计表明[1]，水闸的主要震害为底板、护坦、闸墩、消力池等结构的裂缝，机架桥支架断裂甚至坍塌。
目前，很难对震害进行定量的计算，一般通过计算地震惯性力作以作定性判断。由于地震是一种复杂多变的振动过程，地震惯性力的计算非常复杂。目前关于地震荷载的计算理论较多，反应谱理论作为国内外抗震规范中规定的方法之一，已受到较广泛的应用。反应谱法[2]以单质点体系的反应为基础，对结构进行地震反应的分析，即基于振型分解，将结构多质点体系的地震反应，简化为若干单质点系地震反应的总和[36]。
本文以上海某新型结构的景观闸为例，采用反应谱法进行动力有限元计算，研究该新型节制闸的结构特性，并验证设计方案的抗震性能。
1 数值模拟
1.1 动力反应谱法
应用有限单元法对水闸进行动力分析时，对于结构受到的载荷，需考虑单元惯性力及阻尼力。
根据最小势能原理，整个结构的动力平衡方程为[7]
（[MD]+[MP]）{δ″}+[C]{δ′}+[K]{δ}=
-（[MD]+[MP]）{δ″g}
（1）
式中：[C]、[K]、[MD]分别为结构的整体阻尼矩阵、劲度矩阵和集中质量矩阵；{δ′}、{δ}、{δ″}分别为整体结构的相对速度、相对位移、相对加速度列阵；[MP]为附加集中质量矩阵。
振型分解反应谱法作为计算多自由度体系地震作用的一种方法，是在振型分解时程法的基础上推导出的、直接利用标准的设计反应谱，避免了地震加速度选择的困难，它的缺点是不能够应用于非线性振动的情况。
采用的水工抗震设计标准反应谱见图1。该反应谱是加速度谱，且相应于阻尼比ζ=005，故当ζ≠005时，由该反应谱得出的设计反应谱β应按下式换算：
β=β04ζ0.05
（2）
式中：β0为相应于ζ=0.05时的标准值；β为其它阻尼比ζ对应的设计反应谱。
图1 水工建筑物抗震设计反应谱
Fig.1 Seismic design response spectra of hydraulic structure
在应用反应谱法对结构物求解地震反应时，首先计算得出结构的若干个低阶振型和周期，然后根据计算出的周期并联合使用设计反应谱图求出各振型对应的设计反应谱值，最后进而求解得出结构各振型的最大加速度向量、最大荷载向量、最大位移向量和最大应力向量。
1.2 附加质量法
当地震发生时，结构因此发生运动，考虑到水体质量及运动的作用，作用在结构上的水压力因此发生变化，这种变化的水压力即为地震动水压力。进行动力模型分析时，需要着重解决水体与结构的动力相互作用的问题。附加质量模型是将水体简化为与闸室一起运动的附加质量，近似模拟水体的作用，求解规模小[8]。
附加质量法首先由Westergaard H.M提出，其计算结构自振特性时闸体侧单位面积水的附加质量可以按式（3）计算[912]：
Mw（z）=7ηρhz/（8g）
（3）
式中：Mw（z）为水深处的附加质量；z为计算点至水平面的竖直向距离；h为闸内水深；ρ为水的密度；η为折减系数。
1.3 工程概况
某水闸位于上海市内，是集防洪、挡潮、引水及排水与一体的节制闸，属于软土地基，工程场地土层物理力学参数见表1。该工程的景观要求较高，闸门开启时要求不外露，因此选择翻转式弧形门作为水闸的工作闸门，门宽220 m，高862 m。闸室底板设计成闸门运行轨迹的圆弧形，其两侧采用1∶3坡率与上下消力池底顺接，两侧闸墩均设有30 m的空箱，闸室顺水流方向剖面图及横河向剖面图分别见图2和图3，图中所示标注为高程。该水闸布置成C30钢筋混凝土坞式结构，闸室顺河向长为300 m，闸底板总宽为344 m，桩基础为PHC桩。此外，为减小渗流对闸室结构的影响，在闸室底板上、下游齿墙处设一道钢筋混凝土板桩防渗墙，侧向防渗由下游翼墙及其基础防渗板桩承担。而该建筑场地属Ⅳ类场地，属于对建筑抗震不利地段，抗震设防烈度按7度考虑，设计基本地震加速度为010 g，计算工况为外河水位为614 m，内河水位为250 m。
为保证闸室及翼墙的稳定性，闸室段及翼墙下打入桩基。闸室、翼墙、钻孔灌注桩结构采用C30混凝土，PHC预制管桩采用C80混凝土，其力学参数指标见表2。
表1 地基各土层物理力学参数统计
Tab.1 Statistics of the physical and mechanical properties of soil
1.4 模型简介
本文采用有限元软件ABAQUS进行数值模拟，模型自闸室向左右岸延伸15倍闸室宽，自上下游翼墙端点向上、下游延伸15倍闸室宽，自桩基底部向下延伸10闸室宽。由于闸室段及翼墙下部打入大量桩基，且为准确把握闸室结构各部位的变形及应力状况，模型剖分较密集，模型共由1 008 839个节点组成。采用C3D8单元进行数值模拟，单元数共959 141个，不考虑桩与土之间的摩擦，按共节点考虑。水体与闸室结构的附加质量单元通过ABAQUS附属子程序实现。图4、图5、图6分别为整体模型图、闸室段模拟图及翼墙段模拟图。模型四周边界施加水平方向约束，底部施加固定约束[1315]。
从水闸结构受力的实际情况来看，它一方面承受静力荷载作用，又承受动力荷载作用。 因此，需先完成静力计算，加
图2 闸室纵剖面图
Fig.2 Longitudinal section of sluice chamber
图3 闸室某横剖面图
Fig.3 Transverse section of sluice chamber
表2 混凝土力学参数统计
Tab.2 Statistics of the physical and mechanical properties of concrete
上动力作用下的结构响应，从而求解结构的静动组合反应。静力作用下荷载有整体结构的自重，闸室底板结构下的扬压力通过在底板上施加水荷载模拟，其零水头面方程与上、下游水位相同；闸室边墩外侧的地下水位零水头面呈直线下降，侧向水压力零水头面分别于上、下游水位齐平；作用在闸门上的水压力由支铰承受，通过整体计算后平分至两支铰处。在计算地震对结构的动力响应时，考虑顺河向及横河向的地震作用，通过参照《水工建筑抗震设计规范》中规定取三阶振型进行计算。此外设计反应谱中的βmax取为225，由于建筑类别为Ⅳ类场地，则特征周期Tg取为065。
图4 整体模型
Fig.4 The whole model
图5 闸室及桩基模拟
Fig.5 Simulation of sluice chamber and pile foundation
图6 翼墙及其桩基模拟
Fig.6 Simulation of wing wall and pile foundation
2 结果分析
根据以上计算方法与数值模型，展开有限元动力计算，求得前3阶振型。表3给出了闸室结构的第1阶至第3阶振型相应的频率与周期。
表3 闸室结构自振频率及周期
Tab.3 Natural frequency and period of sluice chamber
阶数 1 2 3
频率/Hz 1.055 1.254 1.350
周期/s 0.948 0.797 0.741
图7与图8分别为闸室段顺河向动位移及横河向动位移，图9为闸室段顺河向静动组合位移。可以发现闸室段顺河向动位移及横河向动位移最大处均处于闸墩上部，最大值分别达到436 cm、404 cm，随着高程的降低，闸室段动位移逐渐减小，这符合地震动力响应的规律。比较闸室段顺河向动位移及顺河向静动组合位移后发现，动位移在静动组合位移中比例很大，对于地震监测，应尤其注意位移量的监测。
将静力计算结果与动力计算结果叠加后得到结构的静动组合反应。图10、图11、图12分别为闸室段顺河向总应力图、横河向总应力图、竖直向总应力图，均为对应的静动组合计算结果；图13为闸室段横河向静力计算应力图。可以发现闸室段横河向应力最大可达到198 MPa，而对应静力计算最大应力为186 MPa，最大应力均位于底板上部突出弯段，这主要由于该部位的顺河向刚度较小。而静力计算结果占主要部分，则说明这是由于两侧较大的闸墩自重与侧向水土压力所致，该部位应尤其注意结构的加强。另外闸墩及
图7 闸室段顺河向动位移（单位：m）
Fig.7 The dynamic displacement of sluice chamber
along the river （unit：m）
图8 闸室段横河向动位移（单位：m）
Fig.8 The dynamic displacement of sluice chamber
perpendicular to the river （unit：m）
图9 闸室段顺河向静动组合位移（单位：m）
Fig.9 The combined static and dynamic displacement
of sluice chamber along the river （unit：m）
桩基受力情况较好，闸墩空箱内应力均较小，应力状况处于安全状态。
3 结语
本文应用反应谱法对上海某景观闸进行动力有限元分析，对于水与闸室的相互作用，编译ABAQUS子程序采用附加质量法进行模拟，通过研究分析闸室段位移及应力，发现桩基受力情况较好，闸墩空箱内应力均较小，应力状况处于安全状态。闸室段动位移随着高程的降低而逐渐降低，动位移在整移中所占比例很大。此外，底板上部突出段横河向应力较大，该处应予以结构加强。闸室段应力状态整体较好，验证了设计方案在地震工况下的有效性，对于推广同类结构的水闸有着十分重要的意义。
图10 闸室段顺河向总应力（单位：m）
Fig.10 The total stress of sluice chamber along
the river （unit：Pa）
图11 闸室段横河向总应力（单位：m）
Fig.11 The total stress of sluice chamber perpendicular
to the river （unit：Pa）
图12 闸室段竖直向总应力（单位：m）
Fig.12 Vertical total stress of sluice chamber （unit：Pa）
图13 闸室段竖直向静力计算应力（单位：m）
Fig.13 Vertical stress of sluice chamber using static
calculation （unit：Pa）
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水工建筑物抗震设计标准范文第4篇
白龙江属长江水系，是嘉陵江上游最大支流，位于东径102.5°～105.7°，北纬32.5°～34.5°之间。发源于甘肃、四川两省交界的岷山西段郎木寺以西的郭尔莽梁北麓。河源海拔高程4072m，由西北流向东南，经四川若尔盖、甘肃迭部、舟曲、武都、文县后，再入四川，东南流经青川、广元等县至昭化汇入嘉陵江。白龙江全长576km，流域面积31808km2，天然落差2783m，平均比降4.9‰，蒿子店水文站以上流域面积16093km2，占全流域面积的50.6%。
苗家坝水电站坝址位于白龙江下游，控制流域面积16328km2，占白龙江流域面积的51.3%。坝址上游25km处有蒿子店水文站，蒿子店站～苗家坝坝址（以下称蒿～苗）区间面积235km2，占蒿子店站控制面积的1.46%；坝址下距碧口水电站31.5km，苗家坝坝址～碧口水文站区间有支流白水江、让水河加入，区间面积9758km2。
二、工程概况
苗家坝水电站位于白龙江下游，甘肃省文县境内，距下游已建成的碧口水电站公路里程31.5km。电站尾水与碧口水电站水库回水衔接。该工程的主要任务是发电。枢纽建筑物主要由混凝土面板堆石坝、溢洪洞、泄洪排沙洞、引水发电洞及岸边厂房等组成。电站正常蓄水位800m，死水位795m，汛期临时排沙水位795m，总装机容量240MW（3×80MW），单机最大过水能力为98m3/s，保证出力43MW，设计年发电量9.24亿kW·h，装机年利用小时3850h，水库正常蓄水位库容2.68亿m3，属日调节水库。防洪标准：挡水建筑物混凝土面板堆石坝按500年一遇洪水设计，5000年一遇洪水校核，相应入库洪峰流量分别为2930m3/s和3880m3/s。厂房按100年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。下游消能防冲建筑物按50年一遇洪水设计，相应洪峰流量1990m3/s。根据《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-2000，本工程地震基本烈度为7.6度，相应50年超越概率10%时的基岩水平向加速度代表值为0.195g，工程设防烈度按8度考虑。
碧口水库建于甘肃省文县碧口镇上游3km的白龙江干流上，是一座以发电为主，兼有防洪、航运、养殖和灌溉等功能的大型水库。大坝为壤土心墙碾压式土石坝，最大竣工坝高715.3m。控制流域面26000km2，坝址处多年平均流量264m3/s，水库正常蓄水位704m，总库容5.21亿m3，设计调节库容2.21亿m3，是一座季调节性能的水库，电站装机容量300MW，单机最大过水能力为160m3/s，保证出力78MW，多年平均年电量14.63亿kW.h。碧口水电站大坝的防洪标准为：设计标准500年一遇，洪峰流量7630m3/s，校核标准5000年一遇，洪峰流量9950 m3/s，保坝标准10000年一遇，洪峰流量10700m3/s。
三、苗家坝水电站的开发对碧口水电站运行效益的影响
1、初期蓄水的影响
根据本工程进度安排，第4年12月底下闸，首台机组在第5年2月底或3月初发电。水库自第5年1月初开始蓄水计算，蓄水至初期发电水位795m，相应库容为2.33亿万m3。
根据苗家坝水电站坝址1958年～2005年48年长系列径流资料，经统计分析，按1月、2月保证率50%或75%入库流量蓄水（相应的平均入库流量分别为55.8m3/s和45.3m3/s），从1月初水库开始蓄水计算，蓄到初期发电水位795m的时间为49天和60.4天，即到2月中旬或3月初即可蓄到初期发电水位795m。
苗家坝水电站下游紧接碧口水库，蓄水期间1月、2月份碧口水库处于高水位运行，平均水位为698.84m，碧口水库回水与苗家坝尾水基本衔接。苗家坝水电站1月、2月初期蓄水期间，影响碧口水电站发电量约为0.44亿kW·h，仅占碧口水电站设计多年平均发电量的3%，对碧口水电站的影响不大。
2、发电后的影响
1）径流补偿调节影响
从表1和表2分析来看，由于苗家坝～碧口水电站区间河段有白龙江最大的支流白水江（流域面积8316km2）和支流让水河的加入，苗家坝坝址年径流量仅相当于碧口水电站坝址径流量的52%左右。从12月～3 月的枯水径流表也可以看出，苗家坝12月～3月的设计均值为61.5m3/s，而碧口水电站同期的设计平均值为117m3/s，从枯期径流设计成果可见，碧口水电站的枯期设计成果几乎是苗家坝水电站的设计年径流83%。由此可见苗家坝水电站开发对碧口水电站的补偿调节功能较为明显。
2）发电水头效益分析
水电梯级开发可提高水资源的利用率，协调水资源综合利用之间的矛盾，获得梯级效益。苗家坝水电站为日调节水库，正常蓄水位至死水位的消落深度为5m，根据水库调节径流，在一定程度上可以增加碧口电站的保证出力和发电量；上、下游水库联合调度，可协调发供电及用水要求之间的矛盾，通过科学合理地安排梯级水库发电用水量和机组负荷方式，能增加发电头效益；上游苗家坝水库在蓄水期还可为下游碧口水电站缩短水库蓄水时间，从而增加蓄水期的水头效益。但当碧口水库坝前水位由698m变化为正常蓄水位704m时，苗家坝坝址及其厂房尾水断面均受碧口水库回水影响，多年平均流量的回水在苗家坝尾水处水位抬高1.34m。
四、对碧口水库防洪标准的影响分析
1、防洪标准
碧口水电站的设计洪水标准为500年一遇，校核洪水标准为5000 年一遇，保坝洪水标准为10000年一遇。
苗家坝水电站挡水建筑物混凝土面板堆石坝按500年一遇洪水设计，5000年一遇洪水校核，相应入库洪峰流量分别为2930m3/s和33880m3/s。厂房按100年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。下游消能防冲建筑物按50年一遇洪水设计，相应洪峰流量1990m3/s。
2、苗家坝电站削减洪峰流量
苗家坝水电站设计洪水标准500年一遇，相应设计洪峰流量2930m3/s，校核洪水标准5000年一遇，相应洪峰流量3880m3/s，设计洪水位800.6m，相应最大泄量2930m3/s；校核洪水位803.8m，相应最大下泄3376m3/s，削减洪峰流量504m3/s。
3、苗家坝电站对碧口水电站防洪影响
根据苗家坝水电站对碧口水电站防洪帮忙的初步研究成果：降低碧口水库5000年一遇洪水和10000年一遇洪水的洪水位；若遇干流型洪水，则降低3.3m～3.9m，若遇区间型洪水，降低水位0.22m～0.29m。碧口水库的洪水组成为区间型和干流型同时兼备，因此对碧口水电站的防洪作用存在，但作用不大。另外白龙江为降雨补给的山区性河流。洪水由暴雨形成，主要发生在6～9月，70%集中在7～8月。洪水的形成受流域上、中、下游不同的气候特点、地形、河网和下垫面条件影响，有着显著差异。上游因暴雨量小，流域面积大，洪水过程平缓，峰小量小；中下游因暴雨强度大和受地形、河网等因素影响，洪水过程陡涨陡落，峰高量大，尤其下游更为突出。而碧口水电站的洪水具有中、下游洪水的综合特点：涨落快、量级小于下游，但又大于中游。根据实测资料分析，碧口洪水由蒿子店以上来水和蒿～碧区间来水组成。蒿子店的洪峰流量、24小时洪量、72小时洪量占碧口洪水分别为26.3%、37.2%和45.8%，而蒿～碧区间则为73.7%、62.8%和54.2%，可以看出，碧口洪水主要来自蒿～碧区间。蒿～刘～碧区间洪峰流量、24小时洪量占蒿～碧区间的平均比例为68.7%、54%，刘家河坝占31.3%、46%，蒿～碧区间的洪水60%以上来自蒿～刘～碧区间。由此可见游苗家坝水电站对下游碧口水电站的防洪标准存在一定影响，但作用不大。
综上所述，由于洪水地区分布的特性，苗家坝水电站对碧口水电站防洪标准有影响，但作用不大。
五、对电力调节效益的分析
梯级开发对于提高水力发电的电源质量也是极其重要的。由于电能无法储存，因此电力系统的最大矛盾就是发电能力和用电负荷之间不同步造成的峰谷差。单一水电站的电能质量和作用往往也就会大大下降，而梯级开发的水电站，可以由通过电网统筹调配，从而可以大大提高电网的电能质量。因此，梯级水电开发可以提高电网的调节效益和电能质量。苗家坝～碧口梯级电站的开发，能极大地提高电网的电能质量和调节能力。
六、结论