防止水电站水淹厂房措施研究报告.doc

《防止水电站水淹厂房措施研究报告.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《防止水电站水淹厂房措施研究报告.doc（56页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、防止水电站水淹厂房措施研究报告目 录一、前言1二、水电站水淹厂房风险分析2（一）风险源分析21外部条件22主厂房内部因素43水工建筑物事故或缺陷54施工主要风险因素65运行主要风险因素6（二）风险分级7三、防止水电站水淹厂房措施10（一）厂房防淹总体布置设计101厂址选择及厂区枢纽布置要求102厂区防洪及排水系统设计要求113进厂交通和应急逃生通道布置13（二）厂房结构防淹设计131增加厂内渗漏集水井容量132加强挡水措施设计143提高结构的防渗等级154提高结构的刚强度165适当提高厂房的地面排水沟渠排水能力16（三）机电设备防淹设计171设备漏水防淹设计172机坑内排水193提高设备的防水

2、等级204其它设计措施20（四）电站厂区监测23（五）施工阶段防水淹厂房措施241防基础开挖质量不合格242防地基与基础处理质量不合格243防混凝土施工质量不合格264防围堰设计失误和施工质量不合格285防施工安排不合理306防施工抽排水设备故障停运307防支洞突发高压水涌水318防超标洪水及降雨量32（六）施工期机电安装防淹措施331立式反击式水轮发电机组安装332贯流式水轮发电机组安装343冲击式水轮发电机组安装354机组甩负荷试验35（七）施工期金属结构防淹措施351金属结构安装352主阀门安装38（八）压力钢管制造安装391下料、卷板392对装、焊接、探伤393闷头焊接394水压试验4

3、0（九）电站日常运行维护401水工建筑物运行维护要求402厂房周边环境维护要求423机电设备维护要求434安全生产管理44四、灾害预警预报及应急管理46（一）加强洪水和强降雨预警预报46（二）建立健全应急管理体系48五、总结及展望48六、附录51（一）研究依据51（二）防洪标准53七、编写单位及人员54（一）主要编写单位54（二）主要编写人员54II一、前言根据2003年全国水力资源复查成果，我国水能资源理论蕴藏年发电量6.08万亿千瓦时，平均功率6.94亿千瓦;技术可开发年发电量2.47万亿千瓦时，装机容量5.42亿千瓦；经济可开发年发电量1.75万亿千瓦时，装机容量4.02亿千瓦。近十多年

4、来，随着国民经济的快速发展，“低碳环保”的理念深入人心，我国的水电事业得到飞速发展。2014年底，我国水电装机容量已经突破了3亿千瓦大关。然而，随着水电站数量的增加、规模的扩大和建成时间的久远，水电站发生的安全事故也逐渐增多。除水电站常见的火灾、爆炸、电伤害、机械伤害、坠落伤害等安全事故事件外，水电站水淹厂房也时有发生。相对于其它事故事件，水电站水淹厂房具有损失大、影响面广、持续时间长、修复重建难度大、恢复投产周期长等特点。2009年8月17日，俄罗斯萨杨-舒申斯克水电站发生水淹厂房事故，导致数台水轮发电机组报废，厂房坍塌，变压器爆炸和环境污染，并且造成75名人死亡。近些年，我国自然灾害频发，

5、特别是在西南高山峡谷地区，震后边坡，植被损毁严重，坡面表部松散崩积物稳定性较差，山体长期裸露，容易造成风沙和小型滚石；在暴雨天气下，容易发生滑坡或泥石流，堵塞河道，形成堰塞湖，导致水淹厂房，带来较为严重的损失并且修复难度巨大。为了防止或减少发生水电站水淹厂房事故事件，受国家能源局委托，四川能源监管办牵头组织中电建水电开发集团有限公司、中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司、中国水利水电第七工程局有限公司等单位开展防止水电站水淹厂房措施专项研究。本课题从水电站厂房的设计、施工和运行角度，分析了建设期和运行期水淹厂房的各类风险源，进行了风险分级，提出了防止或减少水电站水淹厂房的总体布置措施、细部结

6、构措施和日常运行维护要求，并提出了灾害预警预报及应急管理要求。二、水电站水淹厂房风险分析（一）风险源分析1外部条件（1）超设计标准洪水：流域上游有强降水或其它特殊原因，导致洪水超设计（校核）洪水位，造成水电站漫坝（溃坝）、厂房进水、水工建筑损坏、全站停电和跳闸等事故；或下游水位猛涨时，水从厂房进厂交通洞（门），尾水渠交通洞进入厂房。（2）超设计标准降雨：厂区短期连续集中强降雨，降雨量超过设计标准时，可能导致厂区积水大量涌入厂房，全厂排水系统无法满足排水需要；或雨水从顶棚排水沟、门窗、电缆沟、排水沟等部位灌入或倒灌入厂内。（3）超设计标准地震：超设计标准地震可能造成厂房挡水结构开裂或结构局部破坏

7、导致漏水，或厂房挡水结构等水工建筑物发生坍塌、库区边坡失稳导致涌浪、漫坝等，或电力设备损坏导致泵站失效无法排水。超标准地震也可能造成水轮机封水部件损坏、厂区供电系统跳闸或损坏、厂房排水系统故障，致使水淹厂房。“512”汶川特大地震发生后，距离震中映秀镇仅300余米的映秀湾、渔子溪一级水电站厂区边坡垮塌极为严重，巨量崩塌体堆积在坡脚，壅塞河道，形成堰塞湖。河道水位的大幅抬升，导致岷江江水从映秀湾水电站无压尾水洞倒灌入尾水闸门室，通过进厂交通洞灌入映秀湾水电站地下厂房，并从渔子溪一级水电站入口高程较低的进厂交通洞直接灌入渔子溪一级水电站地下厂房，造成淹没事故。距离震中约7公里的耿达水电站厂房情况类

8、似，崩塌体堵塞河道形成堰塞湖，抬高河水位，直接从窑洞式厂房端部和尾水闸门室交通联系洞灌入耿达水电站厂房。经过2年的灾后修复，映秀湾、渔子溪一级水电站才基本恢复发电。（4）滑坡、泥石流：泄洪雾化区诱发的滑坡体，厂区附近的滑坡、泥石流，可能超过排导能力，破坏拦挡结构，导致厂区内建筑物损坏、交通中断和排水结构失效，可能直接破坏厂房结构或导致水淹厂房。2010年“813”暴雨期间，岷江流域各大小支沟普遍爆发了泥石流灾害。映秀湾水电站下游的烧房沟、红椿沟均爆发了大型泥石流，沟口冲出物达60多万立方米，阻塞岷江主河道形成壅塞湖，抬高厂址区的尾水位达到893.4米，高于“512”汶川特大地震时的堰塞湖水位约

9、4米。江水再次通过映秀湾水电站的尾水洞和渔子溪一级水电站的进厂交通洞倒灌厂房，造成淹没损失。（5）泄洪启闭设施故障：如液压启闭机或闸门设备机械故障、电气故障、电源故障，闸门不能打开或开度不足，导致水库泄洪能力不足；或者因水库漂浮物过多，或泥沙淤积较严重，闸门不能正常开启或开度不够，导致水库泄洪能力不足，发生库水漫坝、水淹厂房。（6）外部电源故障：当全厂发生停电事故，外部电力供应中断，内部应急电源也不能正常使用，可能导致泄洪及排水设备无法正常运行，水淹厂房。（7）违法非法行为：违法在河道上建设工程占用河道，违规整治河道，在河道倾倒垃圾、渣土，从事影响河势稳定、危害河岸堤防安全和其他妨碍河道行洪的

10、活动，破坏、侵占、毁损防洪工程和水文、通信设施以及防汛备用的器材、物料等，可能导致水淹厂房。（8）外力破坏：外来人员、战争、恐怖袭击等蓄意破坏造成水淹厂房。2主厂房内部因素（1）机电设备漏水情况：进水阀、蜗壳进人门、尾水管进人门、供排水系统设备及阀门等出现故障、零件破损、密封磨损失效，造成大量渗水，涌入厂房。（2）水轮机机坑内排水不畅的情况：水轮机主轴密封磨损严重甚至失效造成漏水加大、机坑自流排水孔堵塞造成机坑自流排水不畅，水轮机顶盖泥沙淤积堵塞、或排水泵故障不能进行强迫排水，使机坑积水从水车室涌入厂房。（3）设备设计缺陷情况：水轮机顶盖、压力钢管、蜗壳刚强度裕量不够，在流道内高硬度泥沙的磨损

11、作用下，导致压力钢管爆管，水轮机顶盖、蜗壳产生裂纹或磨穿，大量有压水从流道中涌入水轮机层或水车室并漫出造成水淹厂房。（如青山白玉水电站蜗壳破裂造成人身伤亡事故）（4）水轮机长期在不稳定运行区内工作情况：水轮机流道内流态紊乱，导致水轮机顶盖紧固螺栓疲劳破坏、断裂，大量有压水从流道中涌入水车室并漫出造成水淹厂房。（如俄罗斯萨杨-舒申斯克水电站）（5）厂内控制及保护系统失灵。3水工建筑物事故或缺陷（1）水文地质条件超预期。厂房地基基础水文地质条件较预期变化较大，厂房地下水渗漏量超预期，导致集水井和水泵容量不足。（2）水工结构质量事故。引水隧洞、压力钢管、调压室、尾水隧洞和厂房蜗壳、挡水墙、永久堵头等

12、水工结构质量事故，导致结构垮塌、爆裂。（3）水工结构质量缺陷。防渗帷幕、引水隧洞、压力钢管、调压室、尾水隧洞和厂房蜗壳、挡水墙、永久堵头等施工结构质量缺陷，导致较大漏水。（4）厂内和厂区排水沟渠结构破坏、堵塞。4施工主要风险因素施工是实现设计蓝图的重要阶段，从基础开挖、坝体浇筑、设备安装到竣工清理的一道道工序中，某一道工序出现失误，都可能遗留为产生事故的隐患。因此,施工期水淹厂房（厂区基坑）的主要风险因素有：（1）土建施工质量：基础开挖、基础处理、混凝土浇筑等施工质量，直接或间接影响电站厂房的正常运行。（2）施工临时挡水建筑物（如挡水围堰）设计失误，施工重大质量事故。（3）挡水建筑物中的门槽、

13、闸门、弧门、液压启闭机安装质量不合格造成的风险源。（4）电站调压室蝶阀和水轮机进水阀安装质量不合格造成的危险源。（5）引水系统临时封堵（如压力钢管、尾水锥管闷头）失效，造成水淹厂房。（如热足水电站闷头失效，造成水淹厂房）5运行主要风险因素（1）水电站管理不到位。水电站管理必须要严谨到位，不留死角，若因生产调度不合理，巡视检查不到位、检修维护不及时、应急措施不完善，运维人员故障处理能力不足，信息传递不畅通等，可能造成水淹厂房。（2）水情、雨情和气象信息预测预报预警不及时、不准确，水库调度失误，或违反洪水调度原则，洪水到时来不及开闸宣泄漫坝。（3）设备故障。如保护误动、拒动，厂用电消失，电缆着火，

14、压力钢管爆破，应急设备故障等，导致水淹厂房。（4）机组运行、检修中的误操作，如机组检修且蜗壳进人门或尾水管进人门开启状态下，误提快速闸门（检修闸门）、尾水闸门、厂内供水阀门，导致水淹厂房。（二）风险分级从风险发生可能性程度与损失严重性程度两个方面，进行水淹厂房的风险分级。风险发生可能性程度等级标准见表1，风险损失严重性程度等级标准见表2。组合风险发生的可能性和风险损失等级，水淹厂房风险评价等级分为4级，其风险等级标准的矩阵见表3。表1 风险发生可能性程度等级标准等级可能性概率或频率值平均无故障时间（MTBF）1很不可能0.1小于1年表2 风险损失严重性程度等级标准等级ABCDE严重程度轻微较大

15、严重很严重灾难性人员伤亡建设和生产人员轻伤10人以下死亡（含失踪）3人以下或重伤9人以下死亡（含失踪）39人或重伤1029人死亡（含失踪）1029人或重伤30人及以上死亡（含失踪）30人及以上第三方轻伤1人轻伤210人重伤1人及轻伤10人以上重伤29人及以上死亡（含失踪）1人以上经济损失工程本身100万以下100万1000万1000万5000万5000万1亿1亿以上第三方10万以下10万50万50万100万100万200万200万以上环境影响涉及范围很小的自然灾害及次生灾害涉及范围较小的自然灾害及次生灾害涉及范围大的自然灾害及次生灾害涉及范围很大的自然灾害及次生灾害涉及范围非常大的自然灾害及次

16、生灾害社会影响轻微的，或需紧急转移安置50人以下较严重的，或需紧急转移安置50100人严重的，或需紧急转移安置100500人很严重的，或需紧急转移安置5001000人恶劣的，或需紧急转移安置1000人以上表3风险等级标准矩阵 损失等级可能性等级ABCDE轻微较大严重很严重灾难性1很不可能级级级级级2不可能级级级级级3偶然级级级级级4可能级级级级级5很可能级级级级级根据风险源发生的可能性程度等级标准、风险损失严重性程度等级标准和风险等级标准，识别出水电站水淹厂房风险分级统计，见表4。根据此统计表可以看出，水电站水淹厂房的风险等级，级的占40%，级的占48%，级的占12%，级的占0%。其中，河床式

17、厂房水淹风险等级，级、级的比例分别为57%、21%，均高出平均值较多，说明河床式厂房较岸边地面厂房和地下厂房水淹风险等级更高，风险更大，这与河床式厂房的枢纽布置和结构特点是一致的。需要说明的是，此表是在统计已建数个水电站厂房的工程和环境特点的基础上，根据其风险源发生的可能性程度、风险损失严重性程度识别出的风险等级。实际应用时，应结合具体的工程和环境特点，进一步分析风险源发生的可能性程度、风险损失严重性程度，必要时还可开展脆弱性分析，以便更准确的识别风险等级。表4 水电站水淹厂房风险分级统计表 厂房形式风险分类及类型岸边地面厂房河床式厂房地下厂房可能性等级损失严重性程度风险等级可能性等级损失严重

18、性程度风险等级可能性等级损失严重性程度风险等级外部条件超设计标准洪水1CI级1DII级1BI级超设计标准降雨3CII级3CII级3BII级大型泥石流2CII级2CII级2BI级超设计标准地震2CII级2DII级2AI级泄洪启闭设施故障3CII级3DIII级3BII级外部电源故障4BII级4BII级4BII级外力破坏2CII级2DII级2BI级机组或设备故障机电设备漏水5AI级5AI级5AI级水轮机水车室排水不畅4B II级4BII级4BII级设备设计缺陷2BII级3BII级2BII级水轮机长期在不稳定运行区内工作3DII级2DII级2DII级厂内控制及保护系统失灵3DII级3DII级3DII级

19、水工建筑物事故或缺陷水文地质条件超预期，防渗帷幕失效2AI级2BI级2BI级水工结构质量事故，结构垮塌、爆裂2CII级2DII级2CII级水工结构质量缺陷，结构渗水、漏水5AII级5BIII级5AII级排水沟渠结构破损、堵塞5AII级5AII级5AII级施工期主要风险土建施工质量不满足设计要求5AII级5BIII级5AII级临时挡水建筑物设计失误3CII级3DIII级3CII级挡水建筑物的闸门及附属设备安装质量不合格3AI级3BII级3AI级调压室蝶阀和水轮机进水阀安装质量不合格3AI级3AI级3AI级引水系统临时封堵措施（如闷头）失效2DII级2DII级2DII级电厂运行误操作水电站管理不到

20、位，设备故障3AI级3AI级3AI级厂房机组检修中的误操作2AI级2AI级2AI级预警信息不及时、不准确，水调失误1AI级1DII级1AI级三、防止水电站水淹厂房措施（一）厂房防淹总体布置设计1厂址选择及厂区枢纽布置要求厂区枢纽布置，一方面应按规范要求确保勘察设计深度，增加对各种滑坡体、泥石流沟等地质灾害的风险识别，在厂址选择和厂区枢纽布置时，避开风险等级较高的可能风险源。同时，可通过专家评审、经验类比等方法充分论证确定应对潜在地质灾害的措施。厂址选择及厂区枢纽布置，一般应遵循以下原则：（1）地面厂房位置宜避开冲沟及泥石流沟，对可能发生的山洪淤积、泥石流或崩塌体堵江等应采取相应的防御措施，可采

21、用支挡及排导措施。（2）当地震基本烈度为8度及以上、河谷狭窄、两岸山体边坡陡峻时，宜优先选用地下厂房。（3）厂房边坡设计应符合水电水利工程边坡设计规范（DL/T 5353-2006）的规定。厂房位于高陡坡下时，应设有安全防护措施及排水措施。（4）压力前池及调压井应布置在牢固基础上，在条件允许的前提下，加大泄水渠的尺寸。（5）当压力管道采用明管布置时，宜将厂房布置在免受事故水流直接冲击的方向；不可避开时，应采取有效保护措施。对压力钢管要做好焊接、安装质量的控制，进行无损探伤、打压试验。设计时需预防压力钢管基础、镇墩不牢，防飞石砸损管道。管槽下部设置截水沟，将积水引至厂外。（6）岸边式地面厂房的尾

22、水渠一般应与河道斜交，斜向河道下游，使得水流平顺接入河道；尾水渠出口宜布置于沟口上游，并加强对可能发生淘刷或淤积部位的防护措施；应考虑枢纽泄洪建筑物泄洪及下游梯级回水引起河床变化所造成的影响；尾水渠出口布置应注意减少河道水流和泥沙对尾水的影响，保持水流顺畅，必要时可设置导水墙。2厂区防洪及排水系统设计要求应根据水电站厂房设计规范（NB/T 35011-2013）、水电站厂房设计规范（SL 266-2014）、水电枢纽工程等级划分及设计安全标准（DL 5180-2003）和室外排水设计规范（GB 50014-2014）等要求，进行厂区防洪及排水设计，主要包括以下各项：（1）应保证主副厂房和主变压

23、器场地及开关站在设防水位条件下不受淹没。（2）厂区的排水量、管沟布置、排水方式及排水设施，应根据水电站厂房的重要性、本地区气候特征、设计暴雨强度、降雨历时、暴雨设计重现期、汇水地区性质、地形特点及其他可能的集水量综合考虑确定。设计降雨重现期可取35a，设计降雨历时为515min。（3）应采取可靠措施防止洪水倒灌。（4）对于岸边式地面主副厂房和主变压器场地及开关站，泄洪时产生雾化区域内的交通通道(廊道)出入口，应采取相应的防洪措施，并设置安全标志。（5）通向厂区建筑物外部并可能导致水淹厂房的各种孔洞、管沟、通道、电缆廊道(沟)的出口，其位置应高于厂房下游设计洪水位，并宜采取封堵和单通阀等防洪防淹

24、措施以免在超标准洪水时，洪水倒灌。（6）厂区防渗排水措施综合应用。岸边地面厂房和河床式厂房，应设置可靠的防渗系统，特别是河床式厂房应注意防渗帷幕的各项参数满足规范的要求，厂区防排系统应以防为主。地下厂房应全面考虑厂外渗水的可能通道，防渗系统应设计成平面上和垂直方上的封闭系统，将厂区主要建筑物包纳其中；同时，应在防渗系统的下游侧（渗水方向）设置若干层排水廊道，尽量使排水廊道汇集的渗水通过自排的方式直接排至厂外，以降低渗漏集水井的负荷，厂区防排系统以排为主。（7）应进行各建筑物边坡地表水和地下水的排水设计。3进厂交通和应急逃生通道布置对可能发生水淹的厂房，应采取多通道设计，至少应有两个独立的通道。

25、岸边地面厂房可考虑在厂房的两侧均设置出入通道，河床式厂房可考虑从下游尾水平台高程进厂和从上游坝顶垂直进厂；地下厂房可考虑从下游岸边进厂和山顶垂直进厂。水电站一旦发生水淹厂房事故，通常造成常规的进厂通道瘫痪，也极易造成人员伤害。因此，除应设置常规的进厂通道外，还应注意按要求设置可靠的应急逃生通道。逃生通道的总体设计思路为脱离转移等待救援，即尽快脱离灾情，转移至地势较高的安全地带并等待后续救援，不推荐独自脱困。通常应依托电站所在地形地质条件，岸边地面厂房多采用后坡压力管道检修便道或设置连接电站最高建筑物至临近地势较高处的索桥（吊桥）等结构作为应急通道，河床式厂房一般选择上游坝顶垂直进厂作为应急通道

26、，地下厂房一般采用出口高程较高的通风洞（竖井）和出线平洞（或出线竖井）作为应急通道。有条件的水电站，可在适当位置设置直升机停机坪作为应急交通。（二）厂房结构防淹设计1增加厂内渗漏集水井容量目前水电站厂房的渗漏集水井容积，是将降水集雨量、基础渗漏量、水工结构渗漏量及机组渗漏量叠加计算确定的。因降水集雨量设计标准较低，同时基础渗漏量、水工结构渗漏量及机组渗漏量的准确计算较为困难，因此，水电站集水井的容积确定，都是在上述计算量的基础上，再根据工程类比，并考虑一定的裕度来确定。鉴于近年来极端气候频现，地质灾害较多，水淹厂房的事故偶有出现，可在条件许可的情况下，尽量增大渗漏集水井容积，以应对各种特殊情况

27、。增大渗漏集水井容积的方法较多，除可在厂内设计较大尺寸的集水井外，还可结合实际地形地质条件，在厂外选择废弃的洞、坑，设置附加的渗流集水井；同时，还可考虑将传统的渗漏集水井和检修集水井有条件连通使用，即采用阀门将两个集水井连通，在平时或遇特殊情况时，检修集水井可做渗漏集水井用，以增大渗流集水井的总容量；而在机组检修时，关闭两个井之间的连通阀门，两个集水井又可单独使用。2加强挡水措施设计在厂房遭遇超过设计标准的洪水、强降雨和泥石流时，或尾水下游河段发生大型山体滑坡等自然灾害导致河道壅塞形成堰塞湖时，雨水、河水可能会通过进厂通道进入厂区，造成厂房被淹事故。挡水措施设计，主要包括在厂房进厂通道进口设置

28、防洪墙（门），进厂通道在进口设置一段倾向厂外的斜坡，在泥石流影响区域设置挡排措施，适当加高河床式厂房的防浪墙高度等。进厂通道底高程，应高于厂区沟渠、河道的校核洪水位。为避免超标准降水、洪水对进厂通道的影响，可在所有的进厂通道进口均设置一道防洪墙（门），即使发生大型山体滑坡、泥石流等灾害时，也能隔断河水通过进厂通道涌入厂房。防洪墙（门）的防洪标准，除应满足防洪规范的基本要求，还应结合现场实际情况，考虑人类活动或自然灾害导致的厂区汇水面积变化、河道堵塞的影响，适度提高设计标准。除在进厂通道进口设置快速防洪门之外，还应对可能导致水流倒灌厂房的管沟、沟渠和廊道等，进行必要的封堵或设置单通阀门。在泥石流

29、频发地区，厂房建筑物如不能避开易发生泥石流的冲沟，应严格按规范设计泥石流挡排措施，避免泥石流对厂房的影响，并同时将工程建设与拦沙坝、水土保持等泥石流综合治理工作同步进行。在增加投资较小的情况下，可适当加高河床式厂房的防浪墙高度，提高河床式厂房抵御超标准洪水的能力。3提高结构的防渗等级对厂房重点部位的混凝土结构，应适当提高其防渗等级。对采用混凝土蜗壳的，可考虑在混凝土蜗壳内设置钢板，以避免蜗壳内水通过蜗壳裂缝或细小通道，渗漏进入厂房。对承受水压力的混凝土结构，除应按规范的要求确定混凝土的防渗等级外，还应考虑到目前施工缺陷通病，应在关键部位适当提高混凝土结构的防渗标准，特别是河床式厂房承受水压力的

30、上、下游胸墙、闸墩、蜗壳、机墩、尾水管等部位。4提高结构的刚强度对厂房的重点部位，应提高结构的刚强度。一般情况下，岸边地面厂房发电机层以上边墙多采用砌体填充墙，该结构的整体性及防水密闭性较差，在水淹厂房（区）情况下极易破坏和渗水。泥石流、强降雨频发的区域，可将发电机层以上一定高程范围内的砖墙结构改为混凝土结构，增加结构的刚度强度，可降低泥石流、边坡滚石、掉块和水淹对厂房边墙结构的损坏。该措施工程量小，投资少，但能够较大程度的改善地面厂房抵御泥石流、边坡滚石、掉块和水淹的能力。对直接承受水压力的混凝土结构，比如混凝土蜗壳、挡水墙、闸墩等结构，适当提高其刚强度，可有效减小裂缝宽度，便于结构的长期安

31、全运行，同时也能够提高结构应对超标准荷载的承载力。5适当提高厂房的地面排水沟渠排水能力对厂房的地面排水沟渠设计，应根据厂区地形和气象条件，根据规范计算确定其大小和坡降，以满足排水能力。考虑到近年来极端气候频发，可适当提高排水标准。对厂房的地下排水沟渠、排水廊道的设计，则应根据厂区实际水文地质条件，考虑天然地下水、水库蓄水的影响，在分析计算水工建筑物、围岩渗漏量的基础上，根据规范计算确定其大小和坡降。对地下厂房围岩渗漏水应设置合理的排水廊道，并有排水措施排至厂外或集水井。厂房的排水沟渠、排水廊道的设计，还应考虑将其作为应急排水通道。一般情况下，厂房蜗壳层及以下各层内电气设备相对较少，电气夹层及以

32、上各层内电气设备较多。在厂房内蜗壳层或以下的尾水管操作廊道层等合适部位可设置应急排水廊道，以便在厂内发生爆管等突发涌水事故时，涌水得以迅速进入排水廊道，再排入渗漏集水井，以便有效的控制厂房内水位的快速上涨。（三）机电设备防淹设计1设备漏水防淹设计（1）设备设计基本要求合理的设备设计压力裕量，保证设备本体的结构刚强度。在结构设计时注意密封的型式，减少水中的泥沙对密封的磨损，从而导致压力水外泄。紧固螺栓的强度、探伤、及时更换等。（2）水轮机进水阀进水阀前后连接管与压力钢管及蜗壳延伸管的焊接、安装质量控制，无损探伤、打压试验。紧固螺栓的强度、探伤、及时更换等。（3）蜗壳进人门对于中、高水头的大型电站

33、建议采用内开式结构，保证可靠的密封。进人门应采用新型结构型式和新型焊接材料，以免焊接过程中造成结构损伤，易开裂。（4）灯泡贯流式机组转轮室合理的转轮室结构设计，以保证其足够的刚强度。优先采用不锈钢材质（至少转轮叶片转动及前后适当范围），避免因气蚀削弱转轮室的刚强度。加强转轮室的焊接、安装质量控制，无损探伤、充水试验检查，防止水力激振导致转轮室产生裂纹。（5）供水系统对于采用压力钢管和蜗壳取水方式的技术供水系统设备、阀门、管道及附件应设计可靠，压力等级应考虑机组甩负荷的压力上升，并留有适当的裕量。取水口后第一个阀门，以及与尾水连通的技术供水排水管上的第一个阀门要采用铸钢阀门，并有检修措施。设置有

34、水轮机进水阀的减压、自流技术供水系统，其取水口宜放在水轮机进水阀后面。（6）排水系统排水系统集水井有条件时可适当加大，须设有可靠的水位监测、起动水泵运行及水位报警的自动化元件。渗漏排水泵应有足够的容量和可靠的电源，排水泵的数量一般应按一台工作、一台备用、一台检修备用考虑设置。采用间接排水的检修排水系统，检修集水井的进人门、排水泵的泵座要采用承压密封的结构，集水井设通气管，并引至足够高程或设置防冒水装置。依据工程建设标准强制性条文水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范（GB507062011）第4.4.4条“机械排水系统的水泵管道出水口高程低于下游洪水位时，必须在排水管道上装设逆止阀”和第4.4

35、.5条“厂房机组检修排水系统设计，应有防止水淹厂房的措施”，建议集水井中的排水泵采用潜水深井泵或潜水泵；依据第4.4.6条“防洪、防淹设施应有两个独立电源供电”，对特别重要且无法以手动方式开启闸门的泄洪设施，经论证可设第三个电源，任一电源均应能满足工作负荷的要求。厂内应设置应急排水系统。与尾水连通的排水管上的第一个阀门要采用铸钢阀门，并有检修措施。2机坑内排水（1）混流式水轮机对于中小型混流式水轮机，水轮机顶盖排水主要依靠座环的固定空心导叶以及从蜗壳鼻端引出的自流排水管，以自流方式排至渗漏集水井；空心导叶的排水面积要保证足以排除水轮机主轴密封的漏水量。对于大型机组特别是带圆筒阀的水轮机，或可能

36、水淹导轴承的，还应增设顶盖排水泵。注意顶盖均压排水管明管与埋管的连接方式。（2）轴流式水轮机轴流式水轮机顶盖排水应主要依靠布置在顶盖上的水泵将机坑渗漏水排至下游或渗漏集水井。在机组运行中，含沙的水会磨损水轮机的主轴密封和导叶轴密封，使机坑内的漏水量加大。因此，在设计时要确保机坑顶盖排水系统的可靠性，即机坑顶盖水位的测量精确可靠，有水位过高报警信号送出，排水泵参数选择合理，且需有可靠备用设备。3提高设备的防水等级出于经济指标考虑，目前厂内各机电设备基本未进行防水设计，一旦遭遇溅水甚至浸泡等事件发生，损失会较大。考虑到水电站厂房的复杂环境条件，水淹厂房风险等级较大，应对受到水淹影响风险较大的设备，

37、适当提高防水等级，对于短时、轻度的水淹厂房灾情具有一定的抵御能力。例如，将传统的水泵（含配套线路）改为潜水泵，将厂房内低高程的各种设备防水等级提升至IP46等，以便在它们短暂水淹的情况下依然能正常运行。4其它设计措施（1）重视水轮机顶盖刚强度设计，留有足够裕量，上止漏环及外侧部位的顶盖采用不锈钢、或堆焊不锈钢、或加厚，以防在流道内高硬度泥沙的磨损作用下，导致水轮机顶盖产生裂纹或磨穿。（2）在选择机组参数时，应尽量避免水轮机在不稳定运行区内工作，加强水轮机顶盖紧固螺栓的强度、检查、探伤、及时更换等。（3）卧式机组还应充分重视水轮机蜗壳或配水环管的刚强度设计，留有足够裕量；加强其焊接质量检查、无损

38、探伤、打压试验，以及其连接法兰、紧固螺栓的强度、探伤、及时更换等。（4）厂房渗漏排水系统设计时，要考虑厂房灭火时的消防水量涌入时的排水沟布置及排水措施。（5）厂房（尤其是地下厂房）排水系统设计时，应考虑埋设足够裕量的地漏及排水管，并在施工期采取可靠的临时封堵措施，以防止被杂物淤塞，机组发电运行时再将其封堵板打开，确保排水通畅。（6）对于重要的机电设备尽量放在地势高的位置。不采用潜水泵排水的，排水泵电机宜布置在下游最高尾水位以上。（7）依据水力发电厂自动化设计技术规范（NB/T 35004-2013）第6.6.1条“厂房最底层（含操作廊道）设置不少于3套水位信号器”，对于大型电站，最好在每台机组

39、的最底层廊道、技术供水廊道、球阀层、水车室、大轴补气装置集水环内等容易发生厂房进水的部门设置水位信号器，在廊道两端再分别设一套水位信号器，并将信号上送监控系统作为水淹厂房预警报警信号，以便早发现早处理。（8）进水口设置有快速闸门的，应在中控室设置一组紧急落快速闸门按钮，在发生水淹水车室事故时，运行人员在判明情况后快速关闭进水闸门，防止水淹厂房事故扩大。（9）引水管道通气孔出口应朝向电站库区内，以免电站事故闸门紧急关闭时，引水管道内涌水通过通气孔进入厂房。（10）水轮机顶盖螺栓增加限位块，可有效防止机组在运行过程中因振动和水力因素造成螺栓转动脱落事件发生，重演俄罗斯萨扬事故。（11）将检修、渗漏

40、排水系统的动力盘柜、操作盘柜的安装高程抬高，抬高后安装高程应高于机组满发尾水位，保证机组满发即使尾水倒灌时检修、渗漏排水泵仍能正常启动运行。（12）检修、渗漏泵单向阀前增加一道检修阀门，在单向阀损坏不能止水时，可关闭止水。（13）所有排水设备动力电源应取自不同厂用电母线段，互为备用，自动切换；柴油发电机应有足够的容量裕度，定期启动柴油发电机，确保（备用）电源可靠。（14）对于轴流式、贯流式机组电站的厂房进水口或尾水出口应设置事故闸门，且应配套采用固定式启闭机。（15）水轮发电机组应具备黑启动条件。（16）提高设备的远程监视能力，进一步配备完善的工业电视系统。在每个危险源处设置监控摄像头，实现远

41、程监控，运行人员加强巡屏。（17）水轮发电机组宜设置振摆监测系统和纯机械过速保护装置。（18）根据危险因素的分类，在一定区域设置相应的声光、警铃等报警系统。（四）电站厂区监测水电站厂房除了厂内地下渗水、集水井等部位的水位监测之外，还应加强厂区及其周边区域地质灾害区的监控、监测，对于防止水淹厂房事故具有积极的作用。根据以往工程经验，水电站工程治理过的边坡和泥石流沟，往往在特大暴雨或超设计标准的地震工况下，很少发生大规模垮塌和泥石流等地质灾害。但工程边坡之外的环境边坡由于工程投资限制，一般不会详细勘察并治理，遇到低概率的持续极强降雨和特大地震时，容易发生大规模滑坡、崩塌、泥石流，从而造成堵江、形成

42、堰塞湖，造成水淹厂房事故。映秀湾、渔子溪一级和耿达水电站厂区边坡在“512”地震时，电站厂区边坡大规模垮塌造成堵江，并形成堰塞湖，故在震后修复设计阶段，为了确保坡脚厂区地面建筑物的安全，对三站厂区边坡均进行了不同程度的治理。在“813”暴雨期间，三站边坡仅有少量滚石、飞石现象，避免了大规模滑坡、崩塌等地质灾害的发生。但由于烧房沟、红椿沟、鹰嘴岩沟等泥石流治理归属国土资源部，震后修复期间未对其进行治理，在“813”期间均爆发了不同规模的泥石流，沟口冲出物形成了更大规模的堰塞湖，造成水淹厂房事故。因此，在水电站厂区监测设计时，除了在工程区布置地下渗水、位移变形、拉力应力等监测设备外，还应对可能威胁

43、电站厂房的正常运行的环境边坡、泥石流沟进行必要的监测，以便在突发地质灾害时，能够及时启动应急预案，快速组织应急救援，减小人员伤亡和财产损失。（五）施工阶段防水淹厂房措施1防基础开挖质量不合格在基础开挖中，加强过程质量控制。（1）为保证马道、基坑底部、结构边线等建基面开挖施工质量，对马道、基坑底部、结构边线等建基面以上预留23米作为保护层。（2）施工前，认真做好爆破方案设计，做好预裂爆破的参数设计。建基面开挖主要采取水平预裂爆破或水平主爆加水平预裂相结合的方式。（3）严格控制一次单向起爆装药量，以保护岩体或其它建筑，不因爆破引起的质点震速超过安全判据而受到破坏。（4）在已灌浆部位附近需要进行基岩

44、爆破时，进行爆破振动衰减测试，以其基础的质点振动速度为控制标准，并在爆破前后对灌浆区进行检查，必要时进行补强。2防地基与基础处理质量不合格施工中，应严格按灌浆施工工艺进行施工。各类钻孔灌浆工程主要施工质量控制。（1）灌浆材料质量保证灌浆所用的水泥和外加剂等在使用之前进行检验或试验，确保质量符合要求。加强材料的运输与储存过程中的保护，特别注重往分散制浆站的运输过程中的防水措施，以及分散制浆站储灰台内的防水、防潮措施。灌浆材料满足高峰期灌浆需求，并考虑充足的富余储存量，防止由于材料供应不足而造成的灌浆中断、造成质量缺陷情况。（2）制浆质量保证采用建立集中制浆站，规范化制浆，同时辅以多种检测手段保证原浆质量；对集中制浆站的布置地点、运行时期进行合理安排，建立有效的输浆方式，确保浆液供应的时效性和连续性；严格控制机组的配浆程序，保证以最佳质量的浆液用于灌浆。（3）钻灌过程质量控制加强预埋管的质量控制；投入稳定性较高钻机；严格执行设计孔位和开孔角度；根据不同的地层情况采用合适的钻进技术参数钻进。确定最佳的钻孔冲洗方法；严格执行技术条款，尽快升压并达到设计压力要求