抽水蓄能电站设计导则 .doc

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1、DL / T 5208 2005ICS 27.140P 59备案号:J4182005 中华人民共和国电力行业标准P DL / T 5208 2005抽水蓄能电站设计导则Design guide for pumped storage power station2005-02-14发布 2005-06-01实施中华人民共和国国家发展和改革委员会 发布目次前言1范围12规范性引用文件23总则44术语和定义55水文气象75.1基本资料75.2径流75.3洪水95.4泥沙105.5水位流量关系曲线拟定105.6水面蒸发105.7冰情105.8水情自动测报系统116动能规划设计126.1一般规定126.2

2、建设必要性126.3装机容量选择136.4特征水位选择156.5水源分析166.6泥沙分析166.7运行方式与能量指标177工程地质勘察187.1区域构造稳定性及地震187.2上、下水库工程地质勘察197.3水道系统工程地质勘察217.4地下厂房工程地质勘察237.5半地下式厂房(竖井式)工程地质勘察257.6库内筑坝石料勘察268工程总布置及水工建筑物设计288.1工程总布置288.2上、下水库设计308.3水道系统设计358.4厂房系统设计429水泵水轮机及其主要辅助设备选择设计479.1抽水蓄能电站机组型式和单机容量选择479.2水泵水轮机选择原则489.3主要性能参数的选择499.4进

3、水阀的选择499.5调速系统的选择499.6调节保证计算509.7技术供、排水系统和消防系统设计519.8压缩空气系统设计529.9水力监测系统和机组监测设计5310电气一次设计5510.1接入系统及电气主接线设计5510.2可逆式机组启动方式选择5610.3设备选择5610.4厂用电电源设计5910.5开关站型式和位置选择6011电气二次设计6211.1自动控制设计一般要求6211.2机组自动控制设计6311.3电站监控系统设计6511.4机组继电保护设计6611.5二次接线设计6712金属结构设计6812.1上、下水库拦污栅的设计6812.2引水系统闸门的设计6912.3尾水系统闸门的设计

4、6913施工组织设计7113.1基本资料7113.2施工导流设计7113.3主体工程施工设计7213.4施工交通运输设计7713.5施工工厂设施设计7913.6施工总布置设计8113.7施工总进度设计8214经济评价8414.1一般规定8414.2国民经济评价8414.3财务评价8514.4不确定性分析8714.5综合评价87条文说明89前言根据原电力工业部关于下达1996年度制、修订电力行业标准计划项目的通知(技综字199640号文)的安排,进行了抽水蓄能电站设计导则的编制工作。自20世纪90年代以来,我国相继建成了一批大中型抽水蓄能电站,积累了不少有益的工程经验。在新的世纪里,我国的抽水蓄

5、能电站建设还将有很大的发展。为规范抽水蓄能电站工程的勘测设计指导原则和技术要求,在总结国内工程实践经验的基础上,吸取国外的有益成果,将成熟的工程经验和科技成果经概括列入标准。但国内抽水蓄能电站工程无论在数量、规模、类型,还是在运行管理经验等方面又有一定的局限性,本标准在今后工程实践的基础上需要不断加以补充完善。本标准对所涉及的多种专业技术给出较为全面的设计原则和技术要求。本标准对现有行业标准中有关抽水蓄能电站部分的内容,在与其相协调的同时,在总体上加以适当集中和补充;同时,对一些与常规水电站在技术要求上相同之处不予重复。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由水电规划设计标准化委员会归口并负责

6、解释。本标准的起草单位:中国水电工程顾问集团公司北京勘测设计研究院。本标准主要起草人:刘连希、韩立、杨之林、李复生、崔诗礼、李金龙、刘瑛珍、周益、白之淳、梁见诚、姜树德、吴全本、吴朝月、卢兆钦、丛生。1421范围本标准规定了抽水蓄能电站工程勘测设计的指导原则和技术要求。本标准适用于大中型抽水蓄能电站工程的设计。对混合式抽水蓄能电站给出设计的主要原则。小型抽水蓄能电站的设计可参照执行。2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。凡是注明日期的引用文件,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,鼓励根据标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最

7、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。GB/T 10583 锑矿地质勘探规范GB 16356 地下建筑氡及其子体控制标准GB 50201 防洪标准DL/T 578 水电厂计算机监控系统基本技术条件DL/T 5050 水利水电工程坑探规程DL/T 5051 水利水电工程水情自动测报系统设计规定DL/T 5058 水电站调压室设计规范DL 5061 水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范DL/T 5065 水力发电厂计算机监控系统设计规定DL/T 5066 水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定DL 5073 水工建筑物抗震设计规范DL 5077 水工建筑物荷载设计规范DL/

8、T 5081 水力发电厂自动化设计技术规定DL/T 5086 水电水利工程混凝土生产系统设计导则DL/T 5089 水电水利工程泥沙设计规范DL/T 5098 水电水利工程砂石加工系统设计导则DL/T 5116 水电水利工程碾压式土石坝施工组织设计导则DL/T 5124 水电水利工程施工压缩空气、供水、供电系统设计导则DL/T 5133 水电水利工程施工机械选择设计导则DL/T 5141 水电站压力钢管设计规范DL/T 5148 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范DL/T 5178 混凝土坝安全监测技术规范DL 5180 水电枢纽工程等级划分及设计安全标准DL/T 5186 水力发电厂机电设计规范

9、DL/T 5195 水工隧洞设计规范SL 44 水利水电工程设计洪水计算规范SL 60 土石坝安全监测技术规范SL 278 水利水电工程水文计算规范SD 220 土石坝碾压式沥青混凝土防渗墙施工规范SD 335 水电站厂房设计规范SDJ 278 水利水电工程设计防火规范SDJ 338 水利水电工程施工组织设计规范IEC 60193 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验3总则3.0.1 为统一抽水蓄能电站的设计原则和技术要求,保证工程设计质量,特制定本标准。3.0.2 本标准的编制,是根据抽水蓄能电站与常规水电站的差异,突出抽水蓄能电站的特点,对行业现有各专业标准中有关抽水蓄能电站设计部分的内

10、容,在总体上加以集中和补充。对与常规水电站在技术要求上相同之处不予重复,仅在标准行文上保持连续性和衔接性。在技术条款上仅给出主要的设计原则和规定。3.0.3 设计抽水蓄能电站应按照所在电力系统调峰、填谷、事故备用、调频、调相等方面的需求,使电力系统获得高效、安全稳定的运行效果。根据条件及需要,抽水蓄能电站较多设计成按日、周、季调节运行。3.0.4 规划设计抽水蓄能电站,除应具备与建筑物设计有关的水文、气象、地形、地质、工程建设条件、环保要求等基本资料外,还需具备所在电力系统的负荷预测、电源构成和调峰要求等资料,用以论证电站建设必要性及供电范围,合理确定拟建抽水蓄能电站的规模及有关特征参数,研究

11、其在系统中的运行方式。3.0.5 抽水蓄能电站的设计,除应遵守本标准外,还应符合我国现行的国家标准、行业标准的有关规定。4术 语 和 定 义下列术语和定义适用于本标准。4.0.1 抽水蓄能电站 pumped storage power station抽水蓄能电站安装可以兼具水泵和水轮机两种工作方式的机组,在电力负荷出现低谷时做水泵运行,抽水蓄存在上水库;按照电网调度的需要可做调峰、调频、调相及紧急事故运行。4.0.2 混合式(或常蓄结合)抽水蓄能电站 mixed pumped storage power station 结合常规水电站新建、改建或扩建,加装抽水蓄能机组,既有电网调节作用,又有径

12、流发电作用,称之为混合式抽水蓄能电站。两种机组可安装在同一厂房内,也可分开。4.0.3 综合循环效率 synthetic cycle efficiency抽水蓄能电站发电工况所回收的能量与抽水工况所消耗的能量之间的比值关系,反映抽水蓄能电站在电网中运行的能量转换效率,它包含机组效率、上水库渗漏和蒸发的水量损失及调运因素的影响等。4.0.4 上、下水库 upper reservoir and lower reservoir上、下水库为抽水蓄能电站存储水量的工程设施。在电网负荷低谷时段利用剩余电力将水从下水库抽到(水泵工况)上水库存蓄起来,负荷高峰时段由上水库放下来发电(水轮机工况)。4.0.5

13、进/出水口 intake/outlet建于上、下水库内用于控制水流的工程设施。由于抽水蓄能电站具有抽水(水泵工况)和发电(水轮机工况)两种运行工况,水流是双向流动的,对上水库在发电时为进流,抽水时为出流,反之亦然,故简称进/出水口。4.0.6 机组发电工况黑启动 black start in generating mode of units在厂用交流电全部消失时,将机组以发电工况启动,使电厂恢复厂用电,并能向外供电。本标准又简称为机组黑启动或黑启动。5水文气象5.1基本资料5.1.1 抽水蓄能电站水文计算,应搜集整理下列有关资料:1流域自然地理和河道特征;2上、下水库气象要素特征值;3设计依据

14、站和主要参证站的水文、泥沙资料;4补水工程的水文、泥沙资料;5水库所在流域历史洪水、暴雨和枯水调查资料及有关历史文献、文物资料;6水库所在流域内已建和在建的水库、引水、提水工程,分洪、滞洪工程及水土保持工程等资料;7水库所在流域及邻近地区水文分析计算成果,区域综合分析研究成果及其配套查算图表;8其他有关资料。5.1.2 抽水蓄能电站水文计算,必须以可靠的基本资料为依据,充分利用已有的实测资料。对重要资料,应重点复核。当缺乏实测资料时,应根据设计需要,及早设立气象站、水文站或水位站。5.1.3 泥沙问题严重的工程,所在河流或河段无泥沙测验资料时,应设站进行泥沙测验或在汛期进行巡回泥沙测验。5.2

15、径流5.2.1 上、下水库的径流分析计算,一般包括以下内容:1径流补给来源及年内、年际变化规律;2人类活动对径流影响及还原计算;3径流资料的插补延长和系列代表性分析;4历年逐月或日径流,设计年、期径流及时程分配计算;5径流分析计算成果的合理性检查。5.2.2 上、下水库径流的还原计算、资料的插补延长和系列代表性分析,应按SL 278 的规定执行。5.2.3 根据资料条件,上、下水库设计径流可采用以下方法计算:1上水库或下水库坝址有30年以上径流资料时,进行频率分析计算。2上水库或下水库坝址上下游、相邻流域或附近水文气象相似区域内有径流参证测站时,可按集水面积比例缩放移用参证测站频率分析计算成果

16、。3径流资料短缺时,可根据本流域降水量,采用邻近相似流域降水径流关系,也可采用水文图集或水文比拟、地区综合等方法估算设计径流。年内分配采用水文比拟、地区综合法确定。5.2.4 根据不同水库类型,上、下水库径流可采用以下相应方法进行分析计算:1当上水库或下水库由开挖和围填形成,水库所在河流、相邻流域或附近水文气象相似区域内有雨量参证测站时,可移用参证测站的降水量,计算多年平均年径流量和设计年、期径流量及其年内分配。2当利用已建水库作为上水库或下水库时,应搜集已建水库径流分析计算成果,补充建库后实测降水、径流系列,必要时还应进行枯水调查,复核上、下水库的设计年、期径流量及其年内分配。3当利用天然湖

17、泊作为上水库或下水库时,可计算多年平均湖水位和设计湖水位,缺乏资料时应调查最高、最低湖水位,并分析年际、年内湖泊水位变幅。5.2.5 当上水库或下水库兴建在山地沟谷或溪流上,天然径流不足所需水量时,除计算上、下水库工程设计径流外,还应对补水工程进行多年平均年径流量和设计频率的年、期径流量及年内分配计算。 5.2.6 冰雪融水补给地区和岩溶地区径流计算,应按SL 278的有关规定执行。5.3洪水5.3.1 抽水蓄能电站上、下水库设计洪水,根据洪水特性和设计需要,应计算以下内容:1各设计频率的年最大及分期最大洪峰流量;2各设计频率的不同历时时段洪量;3各设计频率的不同历时设计洪水过程线。5.3.2

18、 根据资料条件,上、下水库设计洪水可采用以下方法分析计算:1坝址或其上、下游邻近地点有30年以上实测和插补延长洪水流量资料,并有调查历史洪水时,应按SL 44有关规定,采用频率分析法计算设计洪水。2上水库或下水库所在地区有30年以上实测和插补延长暴雨资料,并有暴雨洪水对应关系时,可按SL 44的有关规定,采用频率分析法计算设计暴雨,推算设计洪水。3当上水库或下水库附近河段实测洪水资料短缺,流域内暴雨资料也缺乏时,可采用地区综合法估算设计洪水。5.3.3 根据不同水库类型,上、下水库设计洪水可采用以下相应方法进行计算:1当上水库或下水库由开挖和围填形成,且短缺洪水暴雨资料时,可采用经审定的标准历

19、时的暴雨统计参数等值线图,计算所需历时的设计洪量。2当利用已建水库作为上水库或下水库时,应搜集已建水库设计运行资料、历史洪水、暴雨调查资料和建库后新增洪水流量资料,复核设计洪水。3当利用天然湖泊作为上水库或下水库,且设计断面有实测水位资料时,应采用实测水位进行频率分析计算,推求湖泊设计水位;缺乏实测水位资料时,可用调查最高、最低水位进行设计,或根据工程需要计算设计断面各设计频率的最大24h或一定时段洪量。5.3.4 当在山地沟谷或溪流上兴建上水库或下水库,需通过补水工程补给上水库或下水库所需水量时,除计算上、下水库工程设计洪水外,尚应计算补水工程所需的设计洪水。5.3.5 设计洪水地区组成,应

20、按SL 44的有关规定进行。5.4泥沙抽水蓄能电站工程的泥沙计算,可按DL/T 5089和SL 278执行。5.5水位流量关系曲线拟定5.5.1 设计断面水位流量关系曲线拟定,应根据SL 278的有关规定执行。5.5.2 当上、下水库地点无实测水文资料时,可进行现场调查测量和临时测流,并应在设计断面处适时实测低、中、高各级水位下的流量,对拟定的水位流量关系曲线进行验证。5.6水面蒸发5.6.1 上、下水库水面蒸发量,根据设计需要,应计算多年平均年、月水面蒸发量,或提供年、月水面蒸发量系列。5.6.2 上、下水库水面蒸发量分析计算,应按SL 278的有关规定执行。5.7冰情5.7.1 上、下水库

21、冰情分析计算,一般包括河道冰情特征值和水库工程冰情特性分析计算等内容。5.7.2 根据上、下水库特点和设计的需要,除应按SL 278的有关规定执行外,还应参照邻近已建工程经验及研究成果,分析估算上、下水库工程冰情:1结冰水量损失;2水库进/出水口前不结冰区域范围和面积;3冬季运行期水库结冰形态。5.8水情自动测报系统5.8.1 施工期水情测报系统规划,可按SL 278的相应规定执行。5.8.2 经论证有设置运行期水情自动测报系统的必要时,应按DL/T 5051进行运行期水情自动测报系统设计。6动能规划设计6.1一般规定6.1.1 抽水蓄能电站动能设计必须遵循国民经济建设方针及各项技术政策,根据

22、社会经济发展、电力系统需求、综合利用、环境保护要求等,以地区站址资源选点规划和电力系统规划为基础,正确处理需要与可能、近期与远景等方面的关系,使抽水蓄能电站得到经济合理的开发利用。6.1.2 抽水蓄能电站动能设计主要内容为:根据国民经济发展需要进行负荷预测,确定电站建设任务与供电范围,论证电站建设必要性,合理确定电站装机规模及其他特征参数,研究电站在电力系统中的运行方式,计算能量指标,分析工程效益,并进行项目的经济评价。6.1.3 在拟定抽水蓄能电站建设方案时,必须重视水源问题,应保证电站初期蓄水和运行期正常发电需水要求,当水量不能满足要求时,应研究落实补水措施。6.1.4 电力系统不同电源组

23、合方案及抽水蓄能电站主要特征值的选择应进行方案技术经济比较。比较的主要原则与方法可参照有关规定。参与比较的各方案设计深度要一致,所采用的基础资料精度应与设计阶段相适应。6.2建 设 必 要 性6.2.1 抽水蓄能电站建设必要性论证, 应依据电站所在地区能源构成、电力市场需求、电力系统发展规划,研究合理电源结构,在满足电力系统用电要求及安全稳定运行条件下,阐明建设抽水蓄能电站在电力系统中的作用与效益。6.2.2 根据电力系统设计水平年、负荷水平与特性及电源建设规划、电站供电范围,分析电网可能的调峰途径,拟定不同的电源组合方案,进行调峰容量平衡,分析电力系统调峰容量缺口及对抽水蓄能电站的需求。在拟

24、定不同电源组合方案时,根据地区资源条件,应分析以下情况:1 分析本地区新建常规水电站或扩建现有水电站装机规模的可能性。2 当地区电力系统与外区联网时,应分析从外区输送调峰电力的可能性。3 对于以火电为主的电网,应主要研究建设调峰火电及燃气电站的可能性。4对水电站比重较大且调节性能较差的电网,应研究水、火电合理运行方式,以及采用水电弃水调峰的经济性。另外,当电力系统中规划建设核电站或接受外区远距离送电时,还应从提高电网运行安全性和经济性进一步分析配套建设抽水蓄能电站的必要性。6.2.3 根据拟定的不同电源组合方案,分别进行各方案的费用计算,进行电力系统的电源优化选择,有条件时可采用电力系统电源扩

25、展优化模型进行分析论证。6.3装机容量选择6.3.1 根据地区的能源特点和电力系统远景负荷要求,确定电站设计水平年,选择可能的调峰电源,通过调峰容量的平衡,分析电力系统对抽水蓄能电站的需求规模。电力系统中各类电站的可调峰容量,应满足系统负荷峰谷差、负荷备用和紧急事故备用的要求。6.3.2 根据电站的工程特性与库容条件、在电力系统中的作用与任务、电网负荷特性及发展趋势,通过分析论证后确定抽水蓄能电站的调节性能及其满发利用小时数。6.3.3 根据电力系统需求、抽水蓄能电站的工程条件与可能的装机规模,拟定不同装机规模比较方案。各装机方案应以同等工作深度进行相应的工程布置、设备选型与施工设计,提出各方

26、案的主要工程量、施工工期及工程投资等特性指标。6.3.4 进行电力系统的年电力电量平衡,确定抽水蓄能电站在负荷图上的合理工作位置,并计算各个装机方案的能量指标。电力电量平衡应从电力系统整体出发,参与平衡的各类电站的调峰能力应满足系统运行要求,并反映各类电站由于运行特性不同在技术经济指标上的差异。6.3.5 进行各装机方案费用计算与经济比较,并结合各方案特性进行综合分析,确定电站合理装机规模。必要时,应研究电站分期开发的可能性与经济性。6.3.6 抽水蓄能电站机组机型参数包括机组型式、额定水头与扬程、单机容量、机组台数、转轮直径、额定流量、额定转速及安装高程等。对于可逆式机组,水轮机工况参数应在

27、水泵工况参数选择基础上进行选择,其最终参数的确定应对两种工况进行综合分析。1抽水蓄能机组单机容量选择应根据电力系统要求,装机规模与水头特性,工程布置特点、设计制造能力及运输条件等,通过综合分析比较确定。为保证电力系统运行安全灵活,电站机组台数不宜少于两台。2水轮机工况额定水头选择,应根据电站的水头变化特性,机组运转特性,拟定不同比较方案,通过技术经济比较后确定。选择中,应重点研究额定水头降低对机组稳定运行,以及电站的预想出力降低对系统电力平衡的影响。3机组机型其他参数选择可参见本导则机电设计部分和有关规程规范。6.3.7 对于混合式抽水蓄能电站,其装机容量选择分以下两种情况:1对于以发电为主的

28、水电站,当规划为混合式抽水蓄能电站时,其常规机组容量确定可参照有关的规程规范进行。其抽水蓄能机组容量应在常规机组容量选择的基础上进行,通过在典型负荷图上的电力电量平衡,并拟定不同的装机容量方案比较后确定,其下水库规模可与装机容量一并选择。2对于以供水为主的综合利用水库,常规水电站的运行常受下游用水的限制,当规划为混合式抽水蓄能电站时,电站常规机组容量可按调峰电站设计,其下水库库容,应满足下游用水及抽水蓄能机组抽水与发电调节的要求。6.4特征水位选择6.4.1 抽水蓄能电站特征水位与特征库容的确定,应满足电力系统调峰发电及安全运行要求,通过技术经济比较后确定。1抽水蓄能电站上、下水库正常蓄水位与

29、死水位的确定,应根据地形、地质条件,泥沙淤积及水库的淹没影响,研究合理利用天然落差,并合理控制电站运行水头变幅,尽量减少对机组运行的不利影响。2抽水蓄能电站上、下水库调节库容中发电调节库容的确定与电站的调节性能有关。对于日调节抽水蓄能电站,发电调节库容应根据电站在典型日负荷图上的工作位置来确定。对于周调节抽水蓄能电站,亦应根据周负荷曲线平衡确定。调节库容中备用库容的设置应考虑以下几个方面:1)紧急事故备用库容的确定可根据电站的库容条件和电力系统对本电站的要求,经过论证确定;2)对于有担负电力系统调频任务的电站,应设置相应的负荷备用库容;3)在水资源缺乏地区,为防止出现连续枯水年影响电站发电运行

30、,应预留一定的水量损失备用库容;4)对于寒冷地区,应预留一定的冰冻备用库容。6.4.2 当利用已建水库作为抽水蓄能电站的上水库(或下水库)时,在不改变原水库设计规模的条件下,应兼顾综合利用用水与系统发电要求,合理划分综合利用库容与发电调节库容。可设置发电保证水位,预留发电专用调节库容。当水库库容不能满足要求时,可研究调整原设计水位参数的可能性,并提出相应水库改建方案。6.4.3 利用天然湖泊作为抽水蓄能电站下水库(或上水库)时,应研究湖泊水位变化特性,合理确定电站运行水位,并分析对相关用水及周围生态环境所带来的影响。必要时,应提出相应的补偿措施。6.4.4 抽水蓄能电站上水库或下水库为人工围建

31、的水库时,水库无天然径流,其设计洪水位与校核洪水位的确定应考虑设计频率下的暴雨洪量影响。抽水蓄能电站上、下水库具有一定的流域面积时,防洪特征水位的确定应考虑电站最大发电(或抽水)流量与入库设计洪水流量叠加的影响。6.5水源分析6.5.1 分析电站所在地区降水、径流、蒸发,以及上、下水库渗漏资料,进行水库水量平衡分析,其入库水量应满足一定设计保证率要求。当水库天然径流不能满足电站正常发电运行时,应落实补水水源,研究补水措施,确定引用流量。补水工程的设计深度应与电站设计阶段要求一致。6.5.2 编制电站初期蓄水计划,应根据电站入库径流、施工进度安排及机组发电要求,分析蓄水期来水保证率,确定可蓄水量

32、。当初期蓄水量较大且水源不足时,应研究提前蓄水对水库施工的要求。6.6泥沙分析6.6.1 在多泥沙河流上修建抽水蓄能电站上、下水库时,应研究必要的防沙措施。研究制定相应的水沙调度方式,进行泥沙冲淤计算,合理确定电站进、出水口断面淤积高程,提出代表年的含沙量历时曲线、颗粒级配、矿物组成,估算过机泥沙含量,并研究减少泥沙影响的相应的对策措施。6.6.2 当抽水蓄能电站的上、下水库容较小时,应研究电站发电(或抽水)挟带泥沙所造成的淤积,以及对电站进、出水口布置及发电库容的影响,提出减少淤积的措施。6.7运行方式与能量指标6.7.1 抽水蓄能电站在电力系统中主要担负调峰填谷及事故备用任务。根据电网的运

33、行要求,也可以担负调频与调相任务。6.7.2 抽水蓄能电站设计日电能指标应按照调峰填谷的运行方式,根据电站典型日出力过程,通过典型日运行的电量平衡及水量平衡,计算日发电量及抽水用电量,并复核电站的循环效率指标。抽水蓄能电站设计年能量指标,应通过年电力电量平衡确定。6.7.3 对于寒冷地区的抽水蓄能电站,应分析气温与水库冰冻的变化规律,制定合理的运行方式,以防止水库出现冻害。必要时,应进行专题研究。7工程地质勘察 7.1区域构造稳定性及地震7.1.1 抽水蓄能电站区域构造稳定性及地震研究应包括下列内容:1区域构造背景研究;2工程区活断层判定;3地震环境和地震危险性分析;4高山动力反应;5建筑物区

34、构造稳定和地震危险性评价。7.1.2 区域构造背景研究应符合以下要求:1编制工程研究区小比例尺区域构造地质图及级以上地震震中分布图,了解工作区不小于150km范围地质构造环境和地震环境。2调查工程研究区新生代以来地壳变动特性,特别是构造断陷盆地边缘、山前断裂带及两构造单元边界等地区的活动性。7.1.3 判定工程区活动断层应进行:1工程区1/10000或1/5000精度的构造地质测绘;2调查工程区不小于5km范围的断裂分布、规模及活动性;3分析工程区构造应力场及其转变;4鉴定与工程有关断裂的最新一次活动年代;5活断层监测。7.1.4 地震烈度度及以上地区的大型抽水蓄能电站,应分析潜在震源发震的可

35、能性及其强度,鉴定或复核其地震基本烈度和相应概率的动参数。7.1.5 符合下列条件宜进行高山动力反应测试:1工程区地震烈度较高(度以上);2上、下水库高差大于400m,上水库内、外岸坡陡峭,库周山体单薄;3上水库大坝及岸坡地质条件复杂并存在稳定问题。7.1.6 建筑物区构造稳定及地震危险性评价应包括以下内容:1工程区所属构造单元及其边界断裂的活动特性;2工程区较大断裂的分布,最新活动断裂的走向,与建筑物有关断裂的活动性及其影响;3工程区地震活动频率和震级,地震基本烈度及动参数,未来地震可能的强度及其对建筑物的影响。7.2上、下水库工程地质勘察7.2.1上、下水库工程地质勘察应包括下列内容:1调

36、查库、坝区水文地质及工程地质条件和库区固体径流物源;2勘探覆盖层厚度、软土分布基岩风化卸荷深度、地下水位、断裂带及岩溶(喀斯特)洞穴等的埋藏条件;3试验库盆内各类岩体及断裂带的渗透性,研究与岸坡稳定、坝基抗滑有关的软岩及软弱夹层的物理力学性质;4观测库区地下水动态及岸坡不稳定体的变形或移动;5评价库坝渗漏和渗漏对环境的影响,以及库内外岸坡稳定等。7.2.2 上、下水库工程地质勘察工作应符合以下要求:1工程地质测绘为1/2000或1/1000精度。测绘范围包括:坝址、库周的大小冲沟,单薄山脊及其垭口、库内坡至地表分水岭;库岸外坡及坝趾,应满足论证其稳定所需的范围。当测绘区岩石露头不好时,应按测绘

37、精度要求布置有效坑槽,揭露与坝基抗滑、库岸内外坡稳定有关的各种结构面。2库坝区勘探点要根据地形地质条件及可能的防渗型式有重点的布置。对采用局部防渗的库盆,勘探的重点是单薄分水岭、垭口两侧,库岸卸荷严重区、大的断裂带、喀斯特通道及透水性强的岩层等;对采用全库面板防渗,勘探重点是库周及库底沉陷量大的软岩、覆盖层、淤泥层、大的断裂风化带及喀斯特洞穴等分布区。3根据水库工程地质分区,对可能的渗漏通道、内外坡潜在不稳定岩体、软弱岩带及喀斯特区等,宜采用包括物探、钻孔、探洞或竖井等综合勘探方法。4坝轴线、趾板线、防渗线及坝最大断面线等坝区主要勘探线,其钻孔、探洞或竖井深度以穿过弱风化带为宜,防渗线钻孔深度

38、一般应至透水率1Lu3Lu连续三个试验段值处。5库坝区勘探钻孔全部进行分段压水或注水试验,测试不同岩层、断层及裂隙密集带的透水性、断裂带的渗透系数及地下水流向。6库岸和坝基的软岩及软弱夹层的室内试验样品,应在探洞或井槽开挖中及时采取,做天然及饱和两种状态的抗剪试验。现场大型力学试验也应做天然及饱和两种状态的。7库坝区地下水露头(井、泉)、勘探点(孔、洞、井)内地下水,应按地下水长期观测要求进行观测,时间不少于一个水文年。渗漏主要通道及潜在不稳定岸坡段,应设地下水长期观测剖面。8调查水库区冲沟发育程度,沟谷岸坡形态及其构成,滑坡、崩塌体位置、数量及可能滑动和崩塌的数量。经初查库区可能形成泥石流危

39、及水库安全或影响正常运行时,应进行专题研究。9当水库设置上、下游两道坝或其一为拦沙坝时,若上游坝可能形成季节性水库,应对浸没及塌岸等进行调查。10当利用天然湖泊或沼泽地围堤成库时,应研究坝基淤泥、压缩性土的分布及其物理力学性质。7.2.3 上水库工程地质评价应包括下列内容:1库区地形地貌、地层岩性、构造断裂、岩体结构、岩体卸荷风化程度及地下水等与库岸天然边坡、工程边坡、坝基稳定性及库水外渗的关系;2库坝渗漏特性、渗透系数选择、主要通道渗漏量、总渗漏量;3水库渗漏对库岸外坡稳定、地下厂房和水道等的影响;4水库防渗的必要性和适应上水库地质条件的防渗型式(部分防渗或全面防渗);5最高水位、经常性水位

40、变动范围及骤降最大水位变幅条件下岸坡稳定性及防治;6软岩、喀斯特、断裂带及地下水等对防渗面板的影响及处理;7地下水、地表水腐蚀性。7.2.4 利用已建水库或天然湖泊作为抽水蓄能电站的上、下水库,应充分收集已有的勘察设计资料,按抽水蓄能电站工程要求进行详细的现场调查,复核水库渗漏浸没及岸坡等工程地质问题,核实大坝地基、溢洪道等有关地质参数及处理情况。研究天然湖泊的成因,分析其堵口有无溃决的可能。根据现场调查复核情况,可进行补充性工程地质勘察。7.2.5 水库补水勘察工作应符合下列要求:1根据设计阶段进行相应的补水工程勘察工作;2泉水作为补水源,除补水线路等工程勘察外,还应研究泉的成因、区域地下水

41、补排关系,观测泉的流量和其不同季节的变化,评价泉水作为补水源的可行性。7.3水道系统工程地质勘察7.3.1 水道系统工程地质勘察应包括下列内容:1调查水道系统地形、地貌及喀斯特等工程地质条件;2选择地形、地质条件较优的水道线路和边坡稳定的进/出水口及施工支洞;3进行水道系统的线路、进/出水口、调压室及闸门室等建筑物的工程地质勘探;4试验研究水道系统洞室围岩的物理力学性质、透水性、类和类围岩水力劈裂压力及劈裂梯度;5划分水道系统各洞室的围岩类别,确定其相应的地质参数;6测试山体地应力及其随深度的变化;7预测水库蓄水后的地下水位变化和外水压力;8评价水道系统各段洞室的主要工程地质问题。7.3.2

42、水道系统工程地质勘察工作应符合下列要求:1工程地质测绘以1/2000精度为宜。测绘范围包括由上水库进/出水口经厂房至下水库进/出水口及各主要施工支洞。洞线两侧宽度由管道埋藏深度与岩层及主要断裂产状的相互关系确定。水道系统地形地质条件复杂时,应沿水道线实测1/2000或1/1000工程地质纵、横剖面。2选定水道线的进/出水口、调压室、高压管道特别是岔管等部位,均应有勘探孔,其深度以低于所在位置管道底界1.5倍洞径为宜。上、下进/出水口及主要支洞口的探洞或竖井,其深度应穿过弱风化卸荷带。水道的上平段及尾水洞段等可根据地形地质条件及水道的埋置深度,布置适当的控制性钻孔。尾水洞段,还应视其地面环境情况

43、(如跨铁路、公路及其他建筑物等),布置适当勘探工作。3水道系统的勘探孔都应分段做压水试验,测试与水道有关岩层的透水性,物探综合测井及地下水长期观测。4水道方案选定后,根据需要在高压管段及岔管部位的钻孔中,选有代表性试验段,进行管道内水压力1.2倍的专门性压水试验,测试岩体的渗透性及劈裂压力值,试验研究劈裂梯度。5在管道线上的深孔内,测试山体地应力及其随深度的变化。6水道的勘探洞(或竖井)及钻孔内取有代表性的岩样,做岩石物理力学性质试验。必要时可在探洞(或竖井)内做现场岩体弹性模量试验。7.3.3 水道系统工程地质评价应包括以下内容和要求:根据水道各段上覆及侧向岩体厚度、岩性、结构、构造断裂、风

44、化卸荷程度、地下水、岩体透水性、劈裂值、地应力、岩体弹性特征、水道布置及建筑物特性等,对厂房上下游水道系统的建筑物分别评价:1围岩类别、主要地质参数及成洞条件;2水道系统建筑物渗漏对山体稳定、厂房系统及环境的影响;3水道之间合理距离,尤其是高压管段与其他洞室间的合理间距;4水道系统各洞段围岩稳定性、进/出水口边坡稳定、施工支护及永久支护;5施工中突水、突泥的可能部位及其预防措施;6水道穿越铁路、公路、深沟及其他建筑物的主要工程地质问题;7水道各洞段的外水压力及其影响。7.4地下厂房工程地质勘察7.4.1 地下厂房工程地质勘察应包括下列内容:1调查地下厂房洞室群区的工程地质条件;2勘探选择地质条

45、件较优和洞室围岩较稳定的厂房位置及轴线方位;3试验洞室围岩的物理力学性质,及其透水性;4测试地应力、洞室围岩变形特性、弹性波速、天然放射性及有害气体;5长期观测厂房勘探孔的地下水位、探洞涌水点的水量、异常洞段的围岩变形;6评价地下厂房洞室群的主要工程地质问题。7.4.2 地下厂房勘察工作应符合以下要求:1工程地质测绘以1/2000或1/1000精度为宜,其范围包括主厂房、副厂房、安装间、主变压器室、出线洞、排水洞、开关站、交通洞及通风洞等。此外,还考虑洞室的埋藏深度与岩层及断裂产状的关系。2深埋式地下厂房勘探以长探洞为主,配合短洞、钻孔、竖井和物探,厂房位置应有平行或近平行其轴线的探洞,控制厂房地质构造的勘探支洞;岩层平缓或缓倾结构面发育,可挖竖井至厂房顶拱。3长探洞布置原则:1)在厂房顶拱附近以高于顶拱为宜;2)探洞的深度,厂房位置未定前,可按首部开发方案确定;3)探洞的断面尺寸应便于钻探、现场试验和地质编录等工作进行;4)洞口及其边坡地质条件较好,能保持较长期的稳定;5)不影响厂房的稳定并可用于施工期通风和排水。4厂房位置应有控制性钻孔,孔距和孔径应满足查明断裂、测试和试验的要求。厂房底板高程以下的孔深,以不小于其宽的1/2为宜。5充分利用勘探点取样,试验

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