壓力鋼管規(guī)范本

ICS27.140

P50

備案號：”47—2002

中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

P

DL/T5141-2001

水電站壓力鋼管設(shè)計規(guī)范

Specificationsfordesignofsteelpenstocks

ofhydroelectricstations

編寫單位：國家電力公司西北勘測設(shè)計研究院，國家

電力公司昆明勘測設(shè)計研究院，武漢大學(xué)

批準(zhǔn)部門：中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會

批準(zhǔn)文號：國家經(jīng)貿(mào)委2001年第31號公告

2001-12-26發(fā)布

2002-05-01實施

中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會發(fā)布

刖5

原電力工業(yè)部水電水利規(guī)劃設(shè)計總院，按照原電力工業(yè)部技綜[1995]44號文《關(guān)

于下達(dá)1995年制定、修訂電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計劃項目（第二批）的通知》，下達(dá)水電規(guī)科[1997]

0023號文《關(guān)于水電站壓力鋼管設(shè)計規(guī)范修訂任務(wù)的函》，本規(guī)范是根據(jù)該文件的要求組織

修訂的。其H的在于適應(yīng)水電建設(shè)發(fā)展的需要，結(jié)合高水頭、大直徑壓力鋼管的工程實踐，

以及新管型、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝采用的成功經(jīng)驗，對原水利電力部1985年4月頒發(fā)

的SD144—1985《水電站壓力鋼管設(shè)計規(guī)范（試行）》進(jìn)行修訂。

本規(guī)范在修訂過程中，主編單位會同協(xié)編、參編單位開展了細(xì)致的專題研究，調(diào)查

總結(jié)了近年來大中型工程實踐的經(jīng)驗教訓(xùn)，在全國廣泛征求了有關(guān)設(shè)計;施工、運行、科研、

教學(xué)單位及管理部門和專家的意見，于1999年初提出征求意見稿、2000年6月提出送審稿,

并于2000年11月在西安由國家電力公司水電水利規(guī)劃設(shè)計總院組織審查。根據(jù)送審稿審查

會議紀(jì)要要求于2001年4月完成報批稿。

本規(guī)范為推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，替代SD144—1985。

本規(guī)范應(yīng)與GB/T50199—1994《水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》以及按

其要求制訂的其他水工結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范配套使用。

本次修訂的主要內(nèi)容為：根據(jù)GB/T50199—1994的原則和要求，將規(guī)范基本設(shè)計

原則按可靠度理論和分項系數(shù)表達(dá)式進(jìn)行“轉(zhuǎn)軌、套改”；擴大規(guī)范的適用范圍，增補壩后

背管的布置形式、結(jié)構(gòu)計算及構(gòu)造要求等條文和附錄；推薦新鋼種并列出主要指標(biāo)；增補抽

水蓄能電站管道水力計算的特殊要求；其他如模型試驗、原型觀測、伸縮節(jié)等方面的成熟經(jīng)

驗，本規(guī)范也作了適當(dāng)增補和修改。

本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A是標(biāo)準(zhǔn)的附錄。

本標(biāo)準(zhǔn)的附錄B、附錄C、附錄D、附錄E、附錄F、附錄G、附錄H、附錄J都是

提示的附錄。

本標(biāo)準(zhǔn)由國家電力公司水電水利規(guī)劃設(shè)計總院提出、歸口并負(fù)責(zé)解釋。

本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位：國家電力公司西北勘測設(shè)計研究院、國家電力公司昆明勘測

設(shè)計研究院。

本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位：武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院（原武漢水利電力大學(xué)建筑工程學(xué)

院）。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：傅金筑，古瑞昌，干城，侯建國，諸葛睿鑒，黃偉，蔣

鎖紅，何英明，劉興寧，孫君實，安旭文，傅少君。

目次

前言

1范圍

2引用標(biāo)準(zhǔn)

3總則

4術(shù)語、符號

5一般管段布置

5.1一般規(guī)定

5.2明管

5.3地下埋管

5.4壩內(nèi)埋管

5.5壩后背管

6材料

6.1鋼材

6.2止水、墊層、混凝土和鋼筋材料

7水力計算

8基本設(shè)計規(guī)定

9一般管段結(jié)構(gòu)分析

9.1明管

9.2地下埋管

9.3壩內(nèi)埋管

9.4壩后背管

10岔管布置、結(jié)構(gòu)分析

10.1布置

10.2結(jié)構(gòu)分析

11構(gòu)造要求

11.1一般要求

11.2明管

11.3地下埋管

11.4壩內(nèi)埋管

11.5壩后背管

11.6岔管

12模型試驗、水壓試驗

12.1模型試驗

12.2水壓試驗

13原型觀測、運行檢查

13.1原型觀測

13.2運行檢查

附錄A（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）明管結(jié)構(gòu)分析方法

附錄B（提示的附錄）地卜埋管結(jié)構(gòu)分析方法

附錄C（提示的附錄）壩內(nèi)埋管結(jié)構(gòu)分析方法

附錄D（提示的附錄）壩后背管結(jié)構(gòu)分析方法

附錄E（提示的附錄）三梁岔管結(jié)構(gòu)分析方法

附錄F（提示的附錄）月牙肋岔管結(jié)構(gòu)分析方法

附錄G（提示的附錄）球形岔管結(jié)構(gòu)分析方法

附錄H（提示的附錄）無梁岔管結(jié)構(gòu)分析方法

附錄J（提示的附錄）貼邊岔管結(jié)構(gòu)分析方法

條文說明

1范圍

1.0.1本標(biāo)準(zhǔn)適用于水電站的1、2、3級發(fā)電引水鋼管的設(shè)計。水電站的4、5級發(fā)電引水

鋼管設(shè)計可結(jié)合具體情況參照使用。水電站發(fā)電引水鋼管級別劃分應(yīng)按SDJ12-1978《水利

水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（山區(qū)、丘陵區(qū)部分）及其補充規(guī)定執(zhí)行。

凡壓力鋼管基本參數(shù)（管徑D、作用水頭H或HD）超出本標(biāo)準(zhǔn)在布置、材料、

結(jié)構(gòu)分析等有關(guān)條文的規(guī)定或限度者，應(yīng)作專門研究。

若鋼管兼有其他用水要求（灌溉、供水等），其岔管及支管的設(shè)計亦應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的

要求。

1.0.2發(fā)電引水鋼管的結(jié)構(gòu)型式可分為：

1明管。

2地下埋管。

3壩內(nèi)埋管。

4壩后背管。

5其他管型（如回填管等）。

本標(biāo)準(zhǔn)僅對前4種管型作出規(guī)定，其他管型可參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2引用標(biāo)準(zhǔn)

2.0.1下列標(biāo)準(zhǔn)所包括的條文，通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。在標(biāo)準(zhǔn)出版

時，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新

版本的可能性。

GB150—1998鋼制壓力容器

GB/T700—1988碳素結(jié)構(gòu)鋼

GB713—1997鍋爐用鋼板

GB/T3274—碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板和鋼帶

1988

GB/T4160—鋼的應(yīng)變時效敏感性試驗方法（夏比沖擊法）

1984

GB/T5313—厚度方向性能鋼板

1985

GB6654—1996壓力容器用鋼板

GB11352—1989一般工程用鑄造碳鋼件

GB/T50199-水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

1994

GBJ17—1988鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

GBJ132—1990工程結(jié)構(gòu)設(shè)計基本術(shù)語和通用符號

GB/T229—1994金屬夏比缺口沖擊試驗方法

GB/T699—1999優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

GB/T1591—低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼

1994

GB/T2970—中厚鋼板超聲波檢驗方法

1991

DL5017—1993壓力鋼管制造安裝及驗收規(guī)范

DL5073—2000水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范

DL5077—1997水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范

DL/T709—1999壓力鋼管安全檢測規(guī)程

DL/T5039—水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范

1995

DL/T5057—水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

1996

DL/T5058—水電站調(diào)壓室設(shè)計規(guī)范

1996

DL/T5082-水工建筑物抗冰凍設(shè)計規(guī)范

1998

SD134—1984水工隧洞設(shè)計規(guī)范

SD303—1988水電站進(jìn)水口設(shè)計規(guī)范

SDJ12—1978水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（山區(qū)、丘陵區(qū)部分）及其補

充規(guī)定

DL/T5144—水工混凝土施工規(guī)范

2001

SL62—1994水工建筑物水泥灌漿施工規(guī)范

SL105—1995水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范

JB4730—1994壓力容器無損檢測

JB4732—1995鋼制壓力容器——分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

JGJ99—1998高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

YB(T)10—1981橋梁用結(jié)構(gòu)鋼

3總貝U

3.0.1為貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，統(tǒng)一水電站發(fā)電引水鋼管設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，保證設(shè)計質(zhì)

量，做到運行安全、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進(jìn)，特制定本標(biāo)準(zhǔn)。

3.0.2本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)GB/T50199規(guī)定的原則制定。本標(biāo)準(zhǔn)未予規(guī)定的其他問題，應(yīng)符合相

關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

3.0.3發(fā)電引水鋼管設(shè)計，應(yīng)從工程實際情況出發(fā)，選用合理的布置、結(jié)構(gòu)型式、材料、

結(jié)構(gòu)計算方法和構(gòu)造措施，以滿足壓力鋼管結(jié)構(gòu)在制作、運輸、安裝和使用過程中的承載能

力、穩(wěn)定性、剛度、防腐蝕性能和正常使用等要求。

4術(shù)語、符號

4.0.1術(shù)語及其定義

1明管exposedpenstock

暴露在大氣中的壓力鋼管。

2地下埋管undergroundpenstock

埋入巖體中，鋼管與圍巖之間充填混凝土的壓力鋼管。

3壩內(nèi)埋管embeddedpenstockwithindam

埋設(shè)在混凝土壩體內(nèi)的壓力鋼管。

4壩后背管penstocklaidondownstreamfaceofdam

敷設(shè)在混凝土壩下游壩面，外包鋼筋混凝土的壓力鋼管。

5岔管branchpipe

壓力鋼管分岔處的管段，包括岔管主體及部分主管和支管。

6三梁岔管three—girdersreinforcedbranchpipe

分岔處用U形梁及腰梁加強的岔管。

7月牙肋岔管crescent—ribreinforcedbranchpipe

分岔處用插入管內(nèi)的月牙形肋板加強的岔管。

8球形岔管sphericalbranchpipe

主管和支管用球殼連接，連接處用補強環(huán)加強的岔管。

9無梁岔管shelltypebranchpipe

分岔處用多節(jié)錐管和部分球殼組成的岔管。

10貼邊岔管hemreinforcedbranchpipe

分岔破口邊緣用貼焊的補強板加強的岔管。

11鎮(zhèn)墩anchorblock

靠混凝土自重或其他措施保證鋼管段不致發(fā)生位移、傾覆和扭轉(zhuǎn)的支承結(jié)構(gòu)物。

12支墩support

在鋼管布置中，布置在鎮(zhèn)墩間允許鋼管有限量軸向位移及翹轉(zhuǎn)的支承結(jié)構(gòu)物，稱為

支墩。通常又把其中支承和傳遞荷載的鋼結(jié)構(gòu)及移動結(jié)構(gòu)，稱為支座。

13鞍形滑動支座saddlesupport

鋼管支承在馬鞍形墊板上的滑動支座。

14平面滑動支座slidingringgirdersupport

支承環(huán)支柱底部與支墩之間設(shè)有滑動墊板的一種支承環(huán)式支座。

15滾動支座rollingringgirdersupport

支柱底部裝有短輪的一種支承環(huán)式支座。

16搖擺支座rockingringgirdersupport

支柱為雙較連接或帶弧面工字形結(jié)構(gòu)的一種支承環(huán)式支座。

17水錘waterhammer

管道中流速突然變化時，慣性力所引起的內(nèi)水壓力升高（正水錘）及壓力下降（負(fù)水

錘）。

18抗外壓穩(wěn)定臨界壓力criticalexternalcompressiveresistanceofbuckling

鋼管設(shè)計計算中，抵抗外壓仍能保持鋼管穩(wěn)定的最大壓力值。

19加勁環(huán)stiffenerring

為提高鋼管抗外壓穩(wěn)定能力，而焊接在鋼管外壁的環(huán)狀加強結(jié)構(gòu)。

20支承環(huán)supportingring

鋼管與支柱間起支承和徑向約束作用的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

21阻水環(huán)cut-offcollar

鋼管（或鋼襯）始端起截水作用的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

22止推環(huán)thrustcollar

鎮(zhèn)墩內(nèi)或大體積混凝土內(nèi)起阻止鋼管軸向移動作用的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

23內(nèi)圈（外圈）鋼筋hoopreinforcementnearinside（outside）ofconcretelining

鋼管外圍混凝土中靠近管壁布置的環(huán)筋統(tǒng)稱為內(nèi)圈鋼筋，靠近混凝土外側(cè)布置的環(huán)

筋統(tǒng)稱為外圈鋼筋。

24錨筋anchoragebar

為提高鋼管抗外壓穩(wěn)定能力，而焊接在鋼管外壁且埋設(shè)于外圍混凝土內(nèi)的加強鋼筋。

25管壁等效翼緣寬度equivalentflangewidthofpipeshell

按T形截面計算時，環(huán)（肋）?側(cè)參與計算的管壁寬度。

26墊層cushion

在混凝土埋管中，為使鋼管按?定比例向外圍混凝土（包括鋼筋）傳遞內(nèi)水壓力，而

在鋼管與外圍混凝土之間設(shè)置的能提供所需壓縮變位的徑向傳力層。

27伸縮節(jié)expansionjoint

為適應(yīng)溫度變化和基礎(chǔ)不均勻沉降等因素所產(chǎn)生的變位，而在鋼管上設(shè)置的允許適

量變位的接頭部件。

28伸縮管expansionpipe

用以替代伸縮節(jié)并允許適量變位的管段。

29預(yù)留環(huán)縫preformedcircumferentialweldingseam

環(huán)縫外側(cè)設(shè)有套環(huán)（或稱圍帶）的，在管外混凝土澆筑后，于管內(nèi)最后施焊的環(huán)縫。

30止水填料（止水材料）packingmaterial

為防止伸縮節(jié)和入孔漏水，所采用的起密封作用的止水充填物。

31焊縫系數(shù)weldingseamcoefficient

考慮焊縫焊接質(zhì)量、成型誤差和熱影響等，所采用的小于或等于1.0的鋼材強度折

減系數(shù)。

32焊接應(yīng)力weldingstress

因焊接時焊材與母材不相同、管壁各部位冷卻不均勻、坡口型式不對稱、分層施焊

工藝有差異、約束狀況有區(qū)別等多種因素所引起的殘存于焊件內(nèi)的應(yīng)力。

33鋼管圓度偏差penstockroundnesstolerance

在鋼管同一個橫斷面中，任意選定的相互垂直的兩直徑的差值。

34壁厚裕量additionalthickness

考慮鋼管銹蝕、磨損和鋼板軋制負(fù)偏差，在計算厚度之外另行增加的厚度。

35水壓試驗hydrostaticpressuretest

為保證鋼管安全運行，對設(shè)計、材料、施工質(zhì)量等方面進(jìn)行檢驗，并起鈍化缺陷處

應(yīng)力和削減構(gòu)件應(yīng)力峰值作用的充水加壓試驗。

36防腐蝕措施anti-corrosivemeasure

為保證鋼管的耐久性，所采取的減輕銹蝕和磨損的防護(hù)措施。

4.0.2符號及其含義

1材料性能

Ec——混凝土彈性模量；

Er——圍巖彈性模量；

民——鋼材彈性模量；

Ko一圍巖單位彈性抗力系數(shù)；

&——鋼板抗拉、抗壓、抗彎強度設(shè)計值；

工——混凝土抗拉強度設(shè)計值；

fy——鋼筋抗拉強度設(shè)計值；

ar-圍巖膨脹系數(shù)：

as——鋼材線膨脹系數(shù)；

rr一圍巖重度（重力密度）；

rs-----鋼材重度：

----水重度；

%——混凝土泊松比；

%一圍巖泊松比；

外—鋼材泊松比；

。b——鋼材抗拉強度；

。e.——判別混凝土開裂的拉應(yīng)力取值；

。R——壓力鋼管結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力限值；

。Ry——鋼筋受拉的抗力限值；

。s---鋼材屈服點。

2作用和作用效應(yīng)

H-作用水頭（以水柱計的壓力）；

M---截面上的彎距；

N----截面上的軸向力；

V一截面上的剪力；

p---內(nèi)水壓力（實為內(nèi)水壓力壓強）；

Pi——鋼管傳至混凝土層的內(nèi)水壓力；

P2——圍巖分擔(dān)的最大內(nèi)壓；

Per---抗外壓穩(wěn)定臨界壓力（臨界外壓）；

Po---徑向均布外壓力；

——鋼管軸向（X向）正應(yīng)力；

。”——鋼管環(huán)向正應(yīng)力；

?！敢讳摴軓较蛘龖?yīng)力；

Tg、T仆T”---鋼管剪應(yīng)力。

3幾何參數(shù)

AR——支承環(huán)、加勁環(huán)有效截面面積（包括支承環(huán)、加勁環(huán)面積，管壁等效翼緣面積,

等效翼緣之間的管壁面積）；

D——鋼管內(nèi)徑、主管內(nèi)徑；

IR——支承環(huán)、加勁環(huán)有效截面對重心軸的慣性矩；

R——支承環(huán)、加勁環(huán)有效截面重心軸處的半徑；

SR——支承環(huán)、加勁環(huán)有效截面上，計算點以外部分截面對重心軸的面積矩；

WR——支承環(huán)、加勁環(huán)有效截面對重心軸的抗彎截面模量；

ZR——支承環(huán)、加勁環(huán)有效截面上，計算點至重心軸的距離；

?！С协h(huán)、加勁環(huán)與管壁間的接觸寬度或腹板厚度：

h——加勁環(huán)截面高度：

I——加勁環(huán)間距；

/——鋼管內(nèi)半徑、主管內(nèi)半徑；

rb----支管內(nèi)半徑；

rs——球殼內(nèi)半徑；

/—鋼管管壁厚度；

ts——球殼厚度。

4其他

aC1——混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù);

夕——焊縫系數(shù)。

5一般管段布置

5.1一般規(guī)定

5.1.1鋼管布置中的線路、結(jié)構(gòu)型式、引水方式、管徑均應(yīng)符合樞紐總體布置要求，并應(yīng)

綜合考慮地形地質(zhì)、施工、制作運輸安裝等條件以及運行安全方便的要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較

確定。

參與引水方式比較的因素還應(yīng)包括水力學(xué)條件、進(jìn)水口布置、管線長短、機組臺數(shù)、

分岔布置、安裝分期、電站運行方式及其在電力系統(tǒng)運行中的地位等。

管徑可根據(jù)線路布置和內(nèi)壓變化自進(jìn)水口起分段減小，但變徑次數(shù)不宜過多。

5.1.2鋼管頂部至少應(yīng)在最低壓力線以下2m。

5.1.3明管、壩內(nèi)埋管、壩后背管以及水輪機前不設(shè)置進(jìn)水閥的地下埋管，在管道首端必

須設(shè)置快速閘門（閥）和必要的檢修閘門等設(shè)施。水輪機前設(shè)置進(jìn)水閥的地下埋管，除應(yīng)在管

道首端設(shè)置必要的檢修閘門外，還應(yīng)根據(jù)工程具體情況決定是否在埋管首端設(shè)置事故閘門

（閥），若布置事故閘門（閥）,宜布置必要的通道,以便檢修、更換閘門（閥）。

鋼管宜設(shè)置過流保護(hù)裝置。

5.1.4鋼管首端的快速閘門（閥）和事故閘門（閥）必須有遠(yuǎn)方（中央控制室）和現(xiàn)地操作裝置。

操作裝置必須有可靠電源。

5.1.5緊靠快速閘門（閥）和事故閘門（閥）應(yīng)設(shè)置充水閥或旁通管，快速閘門（閥）和事故閘門

（閥）卜游必須設(shè)置通氣孔（井）或通氣閥。

充水閥或旁通管面積不宜超過通氣孔面積的五分之一，不應(yīng)超過通氣孔面積的三分

之一，并應(yīng)滿足鋼管充水時間的要求。

充水閥或旁通管的出水水流不得封堵通氣孔下端孔口。通氣孔上端孔口不應(yīng)設(shè)在啟

閉室內(nèi)，并應(yīng)高于水庫校核洪水位。

5.1.6鋼管轉(zhuǎn)彎半徑可采用（2?3）倍管徑。位置相近的立面彎管和平面彎管宜合并為空間

彎管；位置相近的進(jìn)口漸變段（或變徑漸縮管）和彎管宜合并為漸變彎管（或漸縮彎管）。

5.1.7進(jìn)口漸變段長度不宜短于1倍管徑。漸變段進(jìn)口矩形斷面面積與鋼管圓斷面面積的

比值，應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。大直徑且進(jìn)口埋深大的管道，該比值宜采用1.0?1.2。設(shè)有

鋼襯的漸變段，應(yīng)采取措施防止鋼襯失穩(wěn)。

5.1.8在鋼管最低點宜設(shè)排水設(shè)施。

5.1.9抽水蓄能電站壓力鋼管應(yīng)根據(jù)水流的雙向性，確定管道布置，尤其是進(jìn)出口、漸變

段（漸縮段）、岔管和彎管的選型。

5.2明管

5.2.1明管線路布置宜選擇在地形、地質(zhì)條件優(yōu)越的地段，并與進(jìn)水口（大壩、調(diào)壓室或壓

力前池等）和主廠房等建筑物相協(xié)調(diào)。

宜避開可能發(fā)生滑坡、崩塌、沉降量很大的地段和村鎮(zhèn)居民區(qū)及交通道路等。若避

不開村鎮(zhèn)居民區(qū)，應(yīng)考慮工程對環(huán)境的影響。

部分管段若避不開山洪、墜石等的影響，應(yīng)采取其他管型（如洞內(nèi)明管、地卜埋管或

外包鋼筋混凝土管）通過。若遇有河溝，可用倒虹吸管或管橋等型式通過，應(yīng)考慮洪水和泥

石流等對這些建筑物的影響。

水頭高、線路長的管線，還應(yīng)滿足鋼管運輸安裝及運行管理維修等交通方面的要求。

5.2.2為避免鋼管??旦發(fā)生意外事故時，危及電站設(shè)備和人身的安全，應(yīng)設(shè)置事故排水和

防沖工程設(shè)施。ij水渠、道路、輸電線、通信線等交叉時，應(yīng)設(shè)置必要的交叉建筑物和防護(hù)

設(shè)施。

5.2.3沿管線應(yīng)設(shè)置交通道路，并宜設(shè)置照明設(shè)施。根據(jù)工程具體情況，可在交通道路沿

線設(shè)置休息平臺、扶手欄桿、越過鋼管的爬梯或管底通道。

沿管線應(yīng)設(shè)置排水溝。

5.2.4布置在洞內(nèi)和室內(nèi)的明管應(yīng)布置通風(fēng)防潮設(shè)施；為滿足管道安裝和檢修要求，還應(yīng)

預(yù)留必要的空間和埋設(shè)必需的埋件。

5.2.5明管宜作成分段式。轉(zhuǎn)彎處宜設(shè)置鎮(zhèn)墩。鎮(zhèn)墩間設(shè)支墩以支承和架空鋼管，并設(shè)置

伸縮節(jié)。伸縮節(jié)宜放在鎮(zhèn)墩的下游側(cè)。管軸線坡度很陡的明管，伸縮節(jié)的位置應(yīng)綜合考慮鋼

管軸向應(yīng)力、鋼管軸向穩(wěn)定及安裝條件等因素確定。

若直線管段長度在150m以上，宜在其間加設(shè)鎮(zhèn)墩和伸縮節(jié)。若直線管段縱坡很緩

且管段長度不超過200m,也可不加設(shè)中間鎮(zhèn)墩，而將伸縮節(jié)置于管段中部。

鎮(zhèn)墩的布置應(yīng)與水壓試驗方式相協(xié)調(diào)，鎮(zhèn)墩宜設(shè)在較好的地基上。

5.2.6支墩間距應(yīng)通過鋼管應(yīng)力分析，并考慮安裝條件、支座型式、地基條件等因素，經(jīng)

技術(shù)經(jīng)濟比較選定。在兩相鄰鎮(zhèn)墩之間的支墩宜按等距離布置；但設(shè)有伸縮節(jié)的一跨，間距

宜縮短。

若地基可能產(chǎn)生不均勻沉降或凍漲，應(yīng)采取相應(yīng)結(jié)構(gòu)措施。

在地震多發(fā)區(qū)，宜選定較短的鎮(zhèn)墩間距和支墩間距。

5.2.7支座型式可按管徑等因素選擇鞍型滑動支座、平面滑動支座、滾動支座、搖擺支座

等型式。

5.2.8有倒虹吸管道的鋼管，在該管段的最低處必須設(shè)置放空（兼排沙）管。倒虹吸管末端

必須設(shè)置充、排氣裝置，首端視工程具體布置情況確定是否設(shè)置充、排氣裝置。可能出現(xiàn)負(fù)

壓的管段，宜設(shè)置真空破壞閥。

5.2.9管道兩側(cè)邊坡應(yīng)滿足穩(wěn)定要求，土質(zhì)邊坡宜進(jìn)行砌護(hù)。

5.3地下埋管

5.3.1地下埋管線路和進(jìn)出口位置應(yīng)選擇地形地質(zhì)條件相對優(yōu)良地段，具備成洞條件，避

開活動斷層、滑坡、地下水壓力和涌水量很大等不良地段。

計入圍巖抗力的地下埋管，其頂部和側(cè)向覆蓋圍巖應(yīng)有足夠厚度。

5.3.2地下埋管宜采用一管多機引水方式。若管道較短，或工程地質(zhì)條件不宜開挖大斷面

洞室，或受分期發(fā)電要求等的限制，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，亦可采用分組引水方式或單管單機引

水方式。

多根管道線路布置，鄰管間巖體應(yīng)滿足施工期和運行期的穩(wěn)定及強度要求。宜避免

出現(xiàn)一管已運行，鄰管尚在開挖爆破的情況。

5.3.3洞井型式（平洞、斜井、豎井）及斜井坡度，應(yīng)根據(jù)布置要求、工程地質(zhì)條件、施工

條件等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。長度和高差過大的斜井與豎井，宜布置中間平段。

5.3.4在地下水位較高地區(qū)，應(yīng)布置排水系統(tǒng)，并結(jié)合灌漿帷幕等措施，減小鋼管的外水

壓力。防滲排水設(shè)施必須可靠，且便于檢修。應(yīng)布置地下水監(jiān)測設(shè)施。

5.4壩內(nèi)埋管

5.4.1壓力鋼管的平面位置宜位于壩段中央，其管徑不宜大于壩段寬度的三分之一，不應(yīng)

大于壩段寬度的二分之一。

管線在壩體鉛垂面中的布置應(yīng)進(jìn)行方案比較。比較的因素包括鋼管對壩體穩(wěn)定和應(yīng)

力的影響；工程量和水頭損失的大小；鋼管安裝和壩段混凝土（包括接觸灌漿）的施工條件以

及它們之間的相互干擾。

5.5壩后背管

5.5.1管道平面布置宜位于壩段中央，對于拱壩宜沿徑向布置。

5.5.2上彎管段和下彎管段的轉(zhuǎn)彎半徑宜采用管徑的（2?3）倍。

5.5.3壩后背管段宜緊貼下游壩面布置，管道本體宜位于大壩基本斷面以外。

6材料

6.1鋼材

6.1.1鋼管所用鋼材的技術(shù)要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T699、GB/T700、GB/T

1591、GB/T3274、GB/T5313、GB6654、GB11352等的規(guī)定。

6.1.2鋼管所用鋼材應(yīng)根據(jù)鋼管結(jié)構(gòu)型式、鋼管規(guī)模、使用溫度、鋼材性能、制作安裝工

藝要求以及經(jīng)濟合理等因素選定。

鋼管主要受力構(gòu)件（包括管壁、支承環(huán)、岔管加強構(gòu)件等）可采用卜列鋼種：Q235-

C、D級碳素結(jié)構(gòu)鋼,Q345—C、D級及Q390—C、D級低合金結(jié)構(gòu)鋼;20R、16MnR、I5MnNbR、

15MnVR等壓力容器鋼；07MnCrMoVR,07MnNiCrMoVDR等高強度壓力容器鋼。明管宜

采用容器鋼。如需采用其他鋼種，應(yīng)先研究其性能，確定相應(yīng)的焊接方式、熱處理工藝等。

明管支座輯輪可采用下列鋼種：Q235—A、B、C級鋼；Q345—A、B、C級鋼；30、

35、40、45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；ZG230—450,ZG270—500,ZG310—570等鑄件。支座支承

板可采用與管材、支承環(huán)相同的材料。支座墊板可采用上列鋼板或鑄件。

6.1.3鋼管主要受力構(gòu)件所用鋼材的保證條件，除應(yīng)滿足鋼材國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的化學(xué)成分和

力學(xué)性能等技術(shù)要求以外，還應(yīng)滿足下列條件：

1需經(jīng)冷彎的構(gòu)件應(yīng)作冷彎試驗。

2需經(jīng)焊接的構(gòu)件應(yīng)保證焊接性及焊接接頭部位的韌性，包括所用的焊條、焊絲、

焊劑應(yīng)與母材及焊接方法相匹配（常用焊接材料可參照DL5017執(zhí)行，專用焊接材料可執(zhí)行

相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)），厚板焊前預(yù)熱和焊后熱處理方式等。焊后強度不應(yīng)低于母材強度。

3沖擊韌性指標(biāo)、沖擊試驗溫度和取樣部位及取樣方向等，應(yīng)按相應(yīng)鋼材國家標(biāo)

準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行，各工程亦可根據(jù)具體運行條件另提補充要求。

4各工程根據(jù)具體運行條件，經(jīng)論證后對用于鋼管主要受力構(gòu)件的鋼材的應(yīng)變時

效敏感性系數(shù)可提出要求。

5對調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨的07MnCrMoVR,07MnNiCrMoVDR鋼板，其技術(shù)要求和取

樣方式應(yīng)按GB150的規(guī)定執(zhí)行。

6對沿鋼板厚度方向受拉的構(gòu)件，鋼材的技術(shù)要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T

5313的規(guī)定，且應(yīng)對每一?張原軋制鋼板進(jìn)行檢驗。

7鋼板的超聲波檢測可根據(jù)工程實際情況提出具體要求。

6.1.4明管及明岔管所用鋼板和鑄件的強度標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計值可查表6.14-1。表中所列，若

鋼板屈服點。s和抗拉強度。b的比值（屈強比）不超過0.67,強度標(biāo)準(zhǔn)值中的啟取為。S；若

屈強比大于0.67,fsk取為0.67。bo

埋入巖體或鋼筋混凝土中的鋼管及地下埋藏式岔管所用鋼板的強度標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計值

可查表6.142。表中所列，若屈強比不超過0.75,啟取為。s；若屈強比大于0.75,6取為

0.75o⑺

表6.1.4-1明管及明岔管所用鋼板和鑄件的強度標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計值

單位:N/mm2（N/mm2與MPa等值）

鋼鋼號交貨厚度常溫強強度標(biāo)準(zhǔn)值人強度設(shè)計值f

度指標(biāo)

種（標(biāo)準(zhǔn)）狀態(tài)mm屈服抗抗拉抗端面抗拉抗端

點拉抗不剪承壓抗壓剪面

強抗彎抗彎承

度壓

Os0b,4k,Ak啟k人Afee

碳Q235熱軋W16235375235135375215125320

素(GB/T700)>16?225225130205120

鋼40215215125200115

>40?205205120190110

60

>60?

100

碳Q345熱軋W16345470315180470290165410

素(GB/T1591)>16?325315180290165

鋼35295295170270155

>35?275275160250145

50

>50?

100

低Q390正火〈16390490330190490295170415

合(GB/T1591)>16?370

金35350

鋼>35?330

50

>50?

100

容20R熱軋6~16245400245140400225130345

器(GB6654)（可要>16?235235135215125

鋼求正36225225130205120

火）>36?

60

16MnR熱軋>60~205390205120390190110335

(GB6654)（可要100

求正

火）

15MnNbR正火6~16345510340195510310180440

(GB6654)>16?325490325185490300175425

36305470305175470280160410

>36?285460285165460260150400

60275450275160450250145390

>60?

100

>100?

120

15MnVR正火10?16370530355205530320185450

(GB6654)>16?360530355205530320185450

36350520350200520315180440

>361

60

07MnCrMoVR調(diào)質(zhì)6~16390530355205530320185450

07MnNiCrMoVDR>16?370510340195510305175430

36350490330190490295170415

>36?

60

16?50490610410240610370215515

優(yōu)30熱軋W250295490295170490270155425

質(zhì)35315530315180530290165460

碳40335570335190570305175495

素45355600355205600325185520

鋼(GB/T699)

鑄ZG230—450<100230450230130450180105290

件ZG270—500270500270155500210120325

ZG310—570310570310180570240140370

(GB11352)

注:07MnCrMoVR,07MnNiCrMoVDR鋼材的技術(shù)要求應(yīng)符合GB150的規(guī)定。

表6.1.4-2埋入巖體或鋼筋混凝上中的鋼管及地卜埋藏式

岔管所用鋼板的強度標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計值

單位：N/mm2

鋼鋼號交貨厚度常溫強強度標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)強度設(shè)計值/

度指標(biāo)

種（標(biāo)準(zhǔn)）狀態(tài)mm屈抗拉抗拉抗端面抗拉抗端

服強度抗壓.剪承壓抗壓剪面

點抗彎抗彎承

壓

0sOb啟fvk/cekkA%

碳Q235熱軋W16235375235135375215125320

素(GB/T700)〉16?225225130205120

鋼40215215125200115

〉40?205205120190110

60

>60?

100

低Q345熱軋〈16345470345200470315180410

合(GB/T1591)>16?325325185300175

金35295295170270155

鋼>35?275275160250145

50

>50?

100

Q390正火W16390490365210490330190415

(GB/T1591)>16~370365210330190

35350350200315180

>35?330330190295170

50

>50?

100

容20R熱軋6?16245400245140400225130345

(GB6654)（可要>16?235235135215125

器求正36225225130205120

火）>36~

鋼60

>60?205390205120390190110335

100

16MnR熱軋6~16345510345200510315180440

(GB6654)（可要>16?325490325185490300175425

求正36305470305175470280160410

火）>36~285460285165460260150400

60275450275160450250145390

>60~

100

>100?

120

15MnNbR正火10?16370530370215530330190450

(GB6654)>16?360530360210530325185450

36350520350200520315180440

>36?

60

15MnVR正火6?16390530390225530350200450

(GB6654)〉16?370510370215510330190430

36350490350200490315180415

>36~

60

07MnCrMoVR調(diào)質(zhì)16?50490610455265610410235515

07MnNiCrMoVDR

注：07MnCrMoVR、07MnNiCrMoVDR鋼材的技術(shù)要求應(yīng)符合GB150的規(guī)定。

6.1.5鋼板的彈性模量區(qū)可采用2.06X107/mn?,泊松比隊可采用0.3,線膨脹系數(shù)a

S可采用1.2X10-5/℃,重度/可采用78.5X10-6N/mm3.

6.2止水、墊層、混凝土和鋼筋材料

6.2.1伸縮節(jié)止水材料可選用橡膠、石棉、聚四氟乙烯、碳纖維、油浸麻等。

法蘭及人孔止水材料可選用橡膠、夾布型止水橡膠、石棉、鉛等。

6.2.2鋼管外包墊層材料可選用聚胺脂軟木、聚苯乙烯泡沫板、聚乙烯塑料板等。墊層材

料穩(wěn)定變形模量適宜的范圍為(0.5?5.0)N/mn上墊層厚度常用范圍為(4?50)mm。墊層材

料應(yīng)具有材料穩(wěn)定性、設(shè)計要求的物理力學(xué)特性、耐久性、防腐性、可粘貼性以及經(jīng)濟性等。

材料特性均應(yīng)經(jīng)過材料試驗，必要時進(jìn)行模型試驗。

6.2.3管周和鎮(zhèn)墩、支墩所用混凝土和鋼筋材料，其力學(xué)性能和質(zhì)量要求應(yīng)按DL/T5057

執(zhí)行。

7水力計算

7.0.1水力計算應(yīng)包括水頭損失和水錘計算，其成果應(yīng)包括：

1正常運行情況最高壓力線。

2特殊運行情況最高壓力線。

3最低壓力線。

7.0.2水錘計算是調(diào)節(jié)保證計算的一部分，應(yīng)與機組轉(zhuǎn)速變化計算配合進(jìn)行，應(yīng)符合DL

/T5058的規(guī)定。

7.0.3抽水蓄能電站壓力管道水錘壓力標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)根據(jù)特征線法水力過渡過程計算成果確

定。

7.0.4鋼管末端壓力升高的采用值，不應(yīng)小于正常蓄水位鋼管靜水壓力的10%。

7.0.5水錘計算應(yīng)根據(jù)本電站及電力系統(tǒng)的運行情況確定計算工況。水錘壓力初步計算可

按下列工況進(jìn)行：

1正常運行情況最高壓力計算：

1)鋼管水錘壓力計算，相應(yīng)于水庫或壓力前池正常蓄水位，經(jīng)由本鋼管供水的全部

機組突然丟棄全部負(fù)荷。

2)調(diào)壓室或壓力前池最高涌浪壓力計算，相應(yīng)于水庫正常蓄水位，經(jīng)山本調(diào)壓室或

壓力前池供水的全部機組突然丟棄全部負(fù)荷。

鋼管水錘最高壓力與調(diào)壓室或壓力前池最高涌浪如可能重疊，尚應(yīng)考慮其相遇效應(yīng)。

3)對電站運行情況研究后，認(rèn)為不可能同時丟棄全部負(fù)荷，則可按丟棄部分負(fù)荷計

算。對于單機單管的情況，要計算可能的小開度下丟棄負(fù)荷的水錘壓力。

2特殊運行情況最高壓力計算：

丟棄負(fù)荷條件同上，相應(yīng)于水庫或壓力前池最高發(fā)電水位。

3最低壓力計算：

1）鋼管水錘壓力計算，相應(yīng)于水庫或壓力前池死水位，經(jīng)由本鋼管供水的全部機組

處于?臺機組未帶負(fù)荷，其余機組都在滿發(fā)的工況時，這一臺機組由空轉(zhuǎn)增荷至滿發(fā)。

2）如電力系統(tǒng)有特殊運行要求，可根據(jù)具體情況，確定增荷幅度。

3）抽水蓄能電站應(yīng)計算上庫水位為最低水位，水泵水輪機在最低揚程作抽水運行，

電源中斷，同時導(dǎo)葉拒動的工況。

8基本設(shè)計規(guī)定

8.0.1本標(biāo)準(zhǔn)采用概率極限狀態(tài)設(shè)計原則，按分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計。

8.0.2鋼管結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類。應(yīng)根據(jù)這兩

類極限狀態(tài)的要求，分別按下列規(guī)定進(jìn)行計算和驗算：

1承載能力極限狀態(tài)。鋼管主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載能力計算，管壁和加勁

環(huán)還應(yīng)進(jìn)行抗外壓穩(wěn)定計算；若有必要尚應(yīng)進(jìn)行鎮(zhèn)墩和支墩抗傾、抗滑及抗浮驗算；若有抗

震設(shè)防要求尚應(yīng)進(jìn)行明管和壩后背管抗震承載能力計算。

2正常使用極限狀態(tài)。壩后背管外包混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)按DL/T5057及本規(guī)范的有

關(guān)規(guī)定進(jìn)行裂縫寬度驗算。

8.0.3鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計中，鋼管的結(jié)構(gòu)安全級別及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)外應(yīng)按GB/T

50199執(zhí)行，見表8.0.3。鋼管的結(jié)構(gòu)安全級別，可根據(jù)其重要性或”。值調(diào)整一個級別，但

不得低于II級。

表8.0.3鋼管的結(jié)構(gòu)安全級別及結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)r0

水工建筑物級別鋼管的結(jié)構(gòu)安全級別結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)r0

1I1.1

2、3I]1.0

8.0.4鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計分為持久狀況、短暫狀況、偶然狀況三種設(shè)計狀況。三種設(shè)計狀況均

應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計。持久狀況尚應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計；短暫狀況可根據(jù)

需要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計：偶然狀況可不進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計。

按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計，設(shè)計狀況系數(shù)沙的取值如下：

1持久狀況，〃=1.0。

2短暫狀況，"=0.9。

3偶然狀況，獷=0.8。

按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計，設(shè)計狀況系數(shù)少取為l.Oo

8.0.5按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計，設(shè)計表達(dá)式中的結(jié)構(gòu)系數(shù)Q應(yīng)根據(jù)管型、應(yīng)力種類和內(nèi)

力種類等因素按表8.0.5確定。

表8.0.5結(jié)構(gòu)系數(shù)