【導讀】2規(guī)范性引用文件···················································2. 5工程等別及建筑物級別···········································8. 6洪水設計標準······················································12. 7抗震設計標準··········································&

　　

【正文】 0 非常 10000 1000 200 100 1959年標準 正常 1000 100 50 20 非常 10000 1000 200 100 1961年標準 正常 1000 100～ 500 50～ 100 20～ 50 20 非常 10000 1000～2020 300～1000 100～ 300 100 緊急保壩 2020～1000 1000～2020 300～1000 200～300 表 2（續(xù)） 標準 運用情 況 水工建筑物級別 1 2 3 4 5 洪水重現(xiàn)期，年 1964 年 正常 1000 100 50 20 10 非常 10000 1000 500 200 100 SDJ12—1978 正常 2020～ 500 500～100 100～ 50 50～ 30 30～ 20 非 常 土石壩 10000 2020 1000 500 300 混凝土壩 5000 1000 500 300 200 SDJ12—1978 補充規(guī)定 正常 500 100 50 30 20 非常 土石壩 10000 或PMF 2020 1000 500 200 混凝土壩 5000 1000 500 200 100 GB50201— 1994 設計 1000～ 500 500～100 100～ 50 50～ 30 30～ 20 DL 5180 — 2020 35 校核 土石壩 PMF 或10000～ 5000 5000～2020 2020～1000 1000～300 300～200 混凝土壩 5000～ 2020 2020～1000 1000～500 500～200 200～100 土壩、堆石壩一旦漫頂，垮壩速度很快，下游相當大范圍內會造成嚴重災害。當土壩、堆石壩下游有居民區(qū)和重要農業(yè)區(qū)及工業(yè)經濟區(qū)時， 1級建筑物校核洪水標準應采用范圍值的上限。由于可能最大洪水（ PMF）與頻率分析法在計算理論和方法上都不相同，在選擇采用頻率法的重現(xiàn)期10000 年洪水還是采用 PMF 時，應根據計算成果的合理性來確定。當水文氣象法求得的 PMF 較為合理時（不論其所相當的重現(xiàn)期是多少），則采用PMF；當用頻率分析法求得的重現(xiàn)期 10000 年洪水較為合理時，則采用重現(xiàn)期 10000 年洪水；當兩者可靠度相同時，為安全起見，應采用其中較大者。 2 級～ 4 級建筑物失事后將對下游造成特別 大的災害時，建筑物非常運用洪水標準也可提高一級。 混凝土壩和漿砌石壩抗御洪水漫頂的能力比土石壩、堆石壩強，其本身一般不會因漫頂而破壞。但漫頂洪水能量較大，易造成壩基和兩岸沖刷，導致基礎失穩(wěn)而失事。因此對特別重要的工程，當預測其洪水漫頂將可能造成極嚴重的損失時，規(guī)定 1 級永久性壅水、泄水建筑物的非常洪水標準可采用重現(xiàn)期 10000 年的洪水標準，但需經專門論證并報主管部門審批，表明提高標準要從嚴控制。 抽水蓄能電站一般具有裝機容量大，上、下水庫庫容小的特點。據統(tǒng)計國內已建、在建和擬建的 13 座抽水蓄能電站，若按庫容確定擋水工程等別，僅有 1 座為二等，相應建筑物為 1 級，其余均為三等，相應建筑物為 3 級或 4 級；若按裝機容量確定工程等別，則均為一、二等工程，相應擋水建筑物級別分別為 1 級和 2 級。說明由裝機容量決定的工程，建筑物級別較高，相應洪水設計標準也較高，從而導致?lián)跛?、泄水和導流等建筑物安全標準偏高，工程造價加大。 因此抽水蓄能電站工程的等別除按 條確定外，對于上、下水庫庫容較小、沒有天然來水補給，且水庫失事的危害較小、易于修復的抽水蓄能電站，規(guī)定其擋水、泄水建筑物的洪水設計標準按發(fā)電廠房洪 水設計標準確定。同時規(guī)定，如果庫容較小，但失事后果嚴重，會長期影響電站效益時，洪水設計標準宜根據表 規(guī)定的下限確定，并考慮不同壩型對洪水設計標準的不同要求。 參考 DL5108— 1999 第 條和 SL252— 2020第 條而制定。 DL 5180 — 2020 36 原規(guī)范 SDJ12 補充規(guī)定、規(guī)范 GB50201 和規(guī)范 SL252 對水電站廠房的洪水標準均作了規(guī)定，但有所差異，詳見表 3。水電站廠房及其附屬建筑物的洪水設計標準還包括影響其安全的支流和支溝的洪水。 從表 3 中可以看出，三個標準規(guī)定的設計洪水 標準不同，但校核洪水標準是一致的。 1994 年頒布的 GB50201 中洪水設計標準較合適，本標準規(guī)定與GB5020 SL252— 2020 基本一致。 表 3 各標準對發(fā)電廠房洪水設計標準的規(guī)定 規(guī)范 洪水設計標準 發(fā)電廠房級別 1 2 3 4 5 SDJ12—1978 設計洪水 重現(xiàn)期，年 100 50 30 20 10 校核洪水 重現(xiàn)期，年 1000 500 200 100 50 GB50201— 1994 設計洪水 重現(xiàn)期，年 ≥ 200 200～ 100 100 50 30 校核洪水 重現(xiàn)期， 年 1000 500 200 100 50 SL252— 2020 設計洪水 重現(xiàn)期，年 200 200～ 100 100～ 50 50～ 30 30～ 20 校核洪水 重現(xiàn)期，年 1000 500 200 100 50 DL 5180— 2020 正常運用洪水 重現(xiàn)期，年 200 200～ 100 100～ 50 50～ 30 30～ 20 非常運用洪水 重現(xiàn)期，年 1000 500 200 100 50 DL 5180 — 2020 37 7 抗震設計標 準 水工建筑物，特別是壅水建筑物，遭受強震如果發(fā)生潰壩，就可能導致嚴重次生 災害。設防目標首先要確保水工建筑物在遭遇設計烈度的地震時，不發(fā)生嚴重破壞。限于目前對地震規(guī)律、建筑物地震反應及其破壞機理的認識，考慮工程建設的經濟性以及抗震措施的技術難度，因此，出現(xiàn)不危及建筑物整體安全的局部損壞、且受損建筑物經一般工程處理后仍可正常運行是可以接受的。 本條規(guī)定各級水工建筑物抗震設計動參數的依據。對 1 級壅水建筑物（不包括因各種原因由 2 級提高到 1 級的壅水建筑物），按 條要求，其結構設計基準期應為 100 年，而現(xiàn)行的 GB18306《中國地震動參數區(qū)劃圖》給出的是 50 年設計基準 期的地震動參數，不能滿足要求。鑒于 1 級建筑物如果遭受強震發(fā)生潰壩，將可能導致嚴重次生災害，因此，本條規(guī)定可根據遭受強震影響的危害性，在基本烈度的基礎上提高 1 度作為設計烈度。 自 2020 年 8 月 1 日起，我國各類工程抗震設防依據的基本指標為地震動參數。 GB18306《中國地震動參數區(qū)劃圖》給出的是 50 年設計基準期內，一般場地條件下，可能遭遇超越概率為 10％的地震動參數，是一般工程項目抗震設防的依據。但在水電行業(yè)有關規(guī)范未修改之前，《中國地震動參數區(qū)劃圖》和《中國地震烈度表》（ GB/T17742）可以 并用。 對工程進行專門的地震危險性分析時，設計地震的概率水準系根據對已有重要水電水利工程地震危險性分析結果進行校準后確定的，其確定超越概率的水平和 GB50199 中規(guī)定的各類建筑物的設計基準期相一致。 對設計烈度為 9 度的水工建筑物或高度大于 250m 的壅水建筑物，目前缺乏較成熟的抗震設計經驗，考慮次生災害的嚴重性，故其抗震安全標準應進行專門研究論證，并報主管部門審查批準。 國內外已有不少水庫誘發(fā)地震實例，但水庫地震的誘發(fā)機制尚處在探索階段，需開展有別于構造地震的專門分析 研究。目前水電樞紐工程遭遇烈度大于 6 度的水庫誘發(fā)地震為數極少，但其危害較大，需進行抗震驗算和采取相應的措施，同時為研究其發(fā)展趨勢和誘發(fā)機理，在蓄水前后開展地震監(jiān)測是十分必要的。 DL 5180 — 2020 38 8 建筑物安全超高 壩頂超高由波浪高度、風壅高度和安全超高等組成，波浪高度和風壅高度按有關規(guī)范確定。安全超高作為壅水建筑物防止漫頂的安全儲備，尚無充分論證的計算模型，原則上根據壩型、建筑物的級別和設計狀態(tài)確定。重要的建筑物、洪水漫頂危害性大的，安全超高取大值，反之取小值；正常運用洪水工況下，安全超高取大值，反之則取 小值。本標準壅水建筑物安全超高基本沿用 SDJ12 規(guī)范。為安全計，土壩、堆石壩非常運用洪水工況下的安全超高，不再區(qū)分山區(qū)、丘陵區(qū)和平原、濱海區(qū)。 非常運用洪水靜水位以上的水壓作用，如波浪爬高、風壅高的水壓均屬短暫作用，可利用防浪墻擋水，從而可節(jié)約大量的壩體工程量，因此防浪墻頂部高程可按第 條確定，但還應滿足本條壅水建筑物頂部高程應不低于正常運用洪水時的水庫靜水位的規(guī)定。 土壩、堆石壩和干砌石壩等壩頂高程仍應按第 條的規(guī)定確定。鑒于防浪墻底部與壩體防滲體的連接部位，是 防滲體的薄弱環(huán)節(jié)，因此土壩、堆石壩和干砌石壩的防滲體頂部高程還應滿足本條的規(guī)定。 地震涌浪與地震機制、震級、壩面到對岸距離、水庫面積、岸坡和壩坡等因素有關，在設計壩頂高程中，往往需要預留地震涌浪高度。在日本，地震涌浪按照壩高 1％計算。一般來說，地震涌浪高度可根據設計烈度和壩前水深在 ～ 選取。 由于地震機制、地基和壩體的動力反應的復雜性，地基和壩體附加沉陷量很難計算準確，特別是對覆蓋層較厚或有液化土層的情況。根據國內外有關資料分析或按照經驗公式估算，壩頂地震附加沉陷量一般不超過壩高 的1％。 庫岸滑坡，特別是近壩庫岸大體積滑坡所造成的壩前涌浪，可能大大高于波浪爬高、風壅高和安全超高的總和，如意大利瓦依昂就是一個極端的實例。因此對近壩庫岸存在不穩(wěn)定體的工程，應專門研究滑坡涌浪對壅水建筑物的影響和相應的防范措施。 DL 5180 — 2020 39 9 建筑物結構整體穩(wěn)定安全標準 水工混凝土結構設計規(guī)范、混凝土重力壩設計規(guī)范、溢洪道設計規(guī)范、水工隧洞設計規(guī)范和水電站壓力鋼管設計規(guī)范等，均已按結構可靠度設計理論進行了套改，建筑物的安全標準相應地以分項系數形式制定。因此結構安全等級按本標準 條確定，材料系數、結構系數則分別按各自規(guī)范確定。 現(xiàn)行土石壩設計規(guī)范尚未按結構可靠度套改，暫不具備以分項系數形式表示土壩、堆石壩抗滑穩(wěn)定安全標準的條件。表 中的安全系數沿用 SDJ12 及 SD218— 1984《碾壓式土石壩設計規(guī)范》修改和補充規(guī)定。需要特別注意的是，最小抗滑穩(wěn)定安全系數值與采用的計算方法和參數取值有關。 本條依據 SD335— 1989第 條、第 條和 條制定。因該規(guī)范還未按結構可靠度套改，暫仍用安全系數法設計。 DL 5180 — 2020 40 10 建筑物邊坡抗 滑穩(wěn)定安全標準 樞紐工程區(qū)邊坡的穩(wěn)定安全性直接影響水工建筑物的安全。按照邊坡對建筑物影響的重要性和可能危害的程度，進行邊坡安全分級是必要的。本標準根據邊坡對水工建筑物影響重要性和可能危害程度劃分安全級別，失事后會造成建筑物破壞的，該邊坡應與相應建筑物的結構安全級別同級別；邊坡失事后僅對建筑物運行有影響，但不致危害建筑物或人的生命安全的，其安全級別可按相應建筑物的結構安全級別降低一級。 邊坡抗滑穩(wěn)定性分析方法很多，如平面計算法和三維計算法，剛體極限平衡法和線性、非線性變形計算法 等，需要根據邊坡類型和滑移機制、邊坡變形與穩(wěn)定控制要求等合理選擇計算方法。目前極限平衡方法是邊坡抗滑穩(wěn)定計算方法中最為成熟的方法，尤其是平面剛體極限平衡法，因此，本條規(guī)定極限平衡方法為邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數計算的基本方法。對于重要的邊坡，尤其是有變形控制要求的邊坡，除基本方法之外，要采取兩種或兩種以上不同方法進行對比計算和參數敏感性的分析，以滿足相互驗證和綜合評價的需要。 極限平衡法有下限解法和上限解法之分，常規(guī)使用的下限解法中適用于圓弧滑面的有瑞典法和簡化畢紹普法；適用于任意滑面的有詹布法、摩根斯坦 — 普萊斯法和傳遞系數法；常規(guī)使用的上限解法中有薩爾瑪法、潘家錚分塊極限平衡法、能量法（ EMU 法）。對于巖質邊坡三維楔形體的可能滑動（一般為雙面滑動類型）應采用楔形體分析計算。本標準規(guī)定表 適用于平面剛體極限平衡下限解法。 表 所示安全系數是一個區(qū)間范圍，在工程設計中，應根據邊坡與建筑物的關系、邊坡規(guī)模、穩(wěn)定性狀和計算參數與邊界條件的確定性程度，具體分析確定其最小穩(wěn)定安全系數值。 本標準不包括作為水工建筑物組成部分或地基部分的邊坡，例如堤壩等擋水建筑物邊坡、拱壩壩肩的抗力體等。對于 以變形準則控制的邊坡，其最小抗滑穩(wěn)定安全系數應專門研究確定，并應以有限元法計算，綜合分析評價邊坡變形與穩(wěn)定安全性，例如三峽船閘邊坡即屬于此類情況。 樞紐工程區(qū)近壩庫岸和下游河道上的兩岸邊坡和滑坡體可能因樞紐工程建設而改變其穩(wěn)定條件，或者天然狀態(tài)下其穩(wěn)定性本來就不能滿足安全要求，威脅大壩和其他水工建筑物的安全，對此，必須給予重視，進行專門研究處理。與建筑物邊坡比較，其穩(wěn)定安全性影響因素更加復雜，DL 5180 — 2020 41 條的規(guī)定可供參考。