小型水力发电站设计规范 GB50071-2014
图1 分离式支承滚轮结构图
5.6 厂房及开关站
5.6.1 电站厂房的型式应结合枢纽布置、地形、地质、上下游水位变幅等因素，经技术经济比较选定。
5.6.2 地面式厂房的厂区布置应符合下列原则：
1 厂区与枢纽其他建筑物的布置相互协调；
2 主厂房、副厂房、主变压器场、高压引出线、开关站、进厂交通、发电引水及尾水建筑物的布置相互协调；
3 厂区布置的排水系统，当不能自流排水时设置专用的排水泵；
4 傍山厂房的山坡上设置防山洪及滚石的设施；
5 开关站和主变压器场的位置宜靠近厂房。当受地形限制时，主变压器和开关站可分开布置；
6 保护环境、绿化厂区。
5.6.3 地面式厂房的位置应根据地形地质条件，结合枢纽总体布置、厂房型式、防洪、通风、采光等要求，通过方案比较确定。当压力管道采用明管时，宜将厂房避开事故水流的主冲方向或采取其他防冲措施。
厂房位置宜避开冲沟口，当不能避开时，应采取相应防护设施；厂房位于高陡边坡下时，应对边坡稳定进行分析，并采取相应的安全保护措施。
5.6.4 电站尾水渠的布置宜避开泄洪建筑物出口水流的影响。当受条件限制时，尾水渠与泄洪建筑物出口之间应设置导流墙。
5.6.5 地面式厂房的防洪建筑物型式应根据水位变幅确定。当水位变幅小、地形条件允许时，宜在厂房外修建防洪墙或防洪堤；当水位变幅大时，可采用厂房挡水或设防洪门。
5.6.6 厂房主机室的高度和宽度应根据机电设备布置、机组安装和检修、设备吊运、通风和采光的要求确定。
5.6.7 主厂房机组间距应符合下列要求：
1 当采用卧式机组时，应满足安装和检修时能抽出发电机转子的要求，且机组之间的净距不应小于1.5m；
2 当采用立式机组时，宜按发电机风罩直径、蜗壳和尾水管的尺寸和平面布置确定，相邻混凝土蜗壳之间和尾水管之间的隔墩厚度不宜小于1.0m，设永久缝时不宜小于2.0m。金属蜗壳之间的隔墩厚度不宜小于1.0m，发电机风罩盖板之间的净距不宜小于1.5m；
3 边机组段的长度应结合安装场的位置、主机室与安装场的高差和起重机的起吊范围等因素确定。
5.6.8 安装间面积宜按1台机组扩大检修需要确定。安装间地面高程宜与发电机层高程相同；安装间宜布置于厂房一端，且与主厂房同宽。
5.6.9 厂房应设置通风、采光和减少噪声的措施；河床式厂房尚应设置防潮设施；严寒地区的地面式主、副厂房还应设置采(保)暖设施。
5.6.10 主机段与安装间及副厂房等相邻建筑物之间应根据地基情况和厂房布置设置永久变形缝。水下永久缝和承受水压的竖向施工缝应设止水，向下延伸至基岩的止水应与基岩牢固连接。
5.6.11 地面式厂房整体稳定及地基应力计算，应分别取中间机组段、边机组段、安装间段作为一个独立的单元，在各种荷载组合情况下进行下列计算：
1 沿建基面抗滑稳定和垂直正应力计算。当厂房地基内存在软弱层面时，还应复核厂房深层抗滑稳定；
2 高尾水位的厂房应进行抗浮稳定计算。
5.6.12 非岩石地基上的地面式厂房基础应满足地基强度、防渗、排水和减小不均匀沉陷的要求。
5.6.13 厂房所有结构构件应进行强度计算，对高排架的受压构件，尚应验算其稳定性。吊车梁、厂房构架以及需要控制变形值的构件应进行变形验算。对承受水压力的下部结构构件及在使用上需要限制裂缝宽度的上部结构构件，应进行裂缝宽度验算；对直接承受振动荷载的构件，尚应进行动力计算。
5.6.14 电站厂房的建筑设计应技术先进、造型美观大方、方便使用，并与枢纽中其他建筑物相协调。
条文说明
5.6.3 位于冲沟口附近的厂房要仔细研究山洪的影响，根据洪量和泥石流量采取相应防御设施。
为了预防压力管道或高压闸阀发生破裂事故而危及厂房安全，可将厂房位置避开压力管道事故水流的主要方向，或修筑能将事故水流导离厂房的围护建筑物，或提高管道及高压闸阀的安全储备，或采取其他安全措施。
图1 分离式支承滚轮结构图
5.6.6、5.6.7 决定主厂房尺寸时要注意以下事项：
(1)尾水管和蜗壳一般均按厂家提供的尺寸进行布置，如确有必要修改时，征得厂家同意后可作某些修改。例如，尾水管可作如下修改：
①水平扩散段采用窄高型尾水管，以减小机组间距；
②高水头电站尾水管用圆形断面，也可减小机组间距；
③水平扩散段底板，在满足尾水管出口顶部有足够淹没深度的情况下，可适当上翘，以减少厂房基础部分的开挖；
④适当加长尾水管，以便在其上布置变压器或副厂房；
⑤改变高度及扩散角，以适应厂房布置；
⑥平面上尾水管中心线与机组中心线成夹角布置或偏离布置，以适应河道流向，便于尾水衔接。
(2)在一般情况下，混流式或轴流式水轮机机组间距由蜗壳平面尺寸加混凝土厚度尺寸决定；高水头电站由于单机引用流量小，机组间距由定子尺寸或发电机周围电气设备布置尺寸决定。
(3)坝后式厂房机组间距主要由蜗壳平面投影尺寸控制，据不完全统计，机组间距与水轮机转轮直径的比值约为4.0左右，其机组段长度一般与坝体分缝相对应。
(4)河床式厂房，蜗壳平面投影尺寸不完全是控制尺寸，这和选用水轮机混凝土蜗壳包角有关(一般选用包角180°)。从蜗壳混凝土厚度来看，差别较大，这和蜗壳内壁有无钢板衬砌关系较大，如有钢衬，钢筋混凝土结构即可以考虑放宽限裂要求，混凝土壁厚可以减小，反之要增大；河床式厂房机组间距与水轮机转轮直径的比值约在3.0～3.8之间。当机组段设有泄流排沙孔时，机组间距离尚应结合泄流排沙孔的布置确定。
5.6.8 混流式、轴流式机组1台机扩大检修部件见表1。
表1 安装间放置的机组大件
贯流式机组1台机扩大检修部件为发电机转子、发电机定子、水轮机转轮、导水机构；水斗式卧式机组1台机扩大检修部件为发电机转子、水轮机转轮、发电机定子、水轮机机壳；水斗式立式机组1台机扩大检修部件为发电机转子、发电机上机架、水轮机转轮。可不考虑机组与变压器同时检修。
5.6.9 小型水电站极少采用地下厂房和坝内式厂房，修订时取消了地下厂房和坝内式厂房方面的相关内容。
5.6.11 当边机组段及安装间段有侧向水压力作用时，要求计算上下游及左右侧向的水压力等共同作用下的稳定和地基应力。
厂房基础面由于厂房布置需要，往往做成台阶式或其他不规则形状，可将其投影为某一高程的计算平面进行简化计算。
厂房承受的荷载组合情况分为基本组合及特殊组合两种。基本组合是厂房在正常运行情况下的荷载组合，特殊组合是厂房在非常运行情况下的荷载组合。
荷载组合应按表2的规定选择，必要时可考虑其他可能的不利组合。
表2 荷载组合
续表 表2
续表 表2
注：1 表中a适用于河床式厂房，b适用于坝后式及岸边式厂房。
2 浪压力与冰压力非同时存在，可根据实际情况选择一种计算，其他荷载按实际作用的可能性进行组合。
3 施工期的情况应作必要的核算，可作为特殊组合。
4 厂房基础设有排水孔时，如考虑排水失效情况，可作为特殊组合。
5 正常运行a2及机组未安装a中的下游相应水位，是指当上游发生正常蓄水位或设计洪水位时可能出现的对厂房建筑物最不利的水位(包括枢纽溢洪或不溢洪情况)。
6 非常运行a的下游校核洪水位，是指当上游发生校核洪水位时，下游可能出现对厂房建筑物最不利的水位(包括枢纽溢洪或不溢洪情况)。
7 土压力需根据厂房外是否填有土、石而定。
8 机组检修和机组未安装情况下水重应根据实际情况扣除。
5.6.12 对于非岩石地基上的地面式厂房，为了满足地基强度、防渗和减小不均沉陷的要求，需要进行厂房整体稳定、地基应力、地基渗流和沉降计算。
5.6.13 直接承受水压力的厂房下部结构构件，如钢筋混凝土蜗壳、挡水墙、尾水管等，根据以往工程的设计经验，要满足抗裂是比较困难的，且这些构件由于温度变化等因素，难以保证不开裂，故本规范仅提限裂要求。
动力作用引起的结构内力和变形往往比相应静力荷载引起的内力和变形大，故直接承受动荷载作用的结构在进行静力计算时应考虑动力系数。
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