(1)小水电站设计及工程布置的总体要求水电站工程等别及建筑物级别应遵守相关规定：电站工程应根据其规模、效益和在国民经济中的重要性分为Ⅳ、Ⅴ两等,其等别可按表1-7的规定确定。水工建筑物的级别应根据其所属枢纽工程的等别、作用和重要性按表1-8的规定确定。水库大坝坝高超过表1-9规定时可提高一级,但洪水标准不予提高。水工建筑物的防洪标准应遵守相关规定：水库工程水工建筑物的防洪标准可按表1-10的规定确定。当山区、丘陵区的水库枢纽工程挡水建筑物挡水高度低于15m、上下游水头差小于10m时,其防洪标准可按平原、滨海区的规定确定;当平原、滨海区的水库枢纽工程挡水建筑物的挡水高度高于15m、上下游水头差大于10m时,其防洪标准可按山区、丘陵区的规定确定;当土石坝失事或混凝土坝及浆砌石坝洪水漫顶后对下游造成重大灾害时,其非常运用(校核)洪水标准应取上限;低水头或失事后损失不大的水库枢纽工程的挡水和泄水建筑物应经专门论证并报主管部门批准后其非常运用(校核)洪水标准可降低一级。非挡水厂房的防洪标准应根据其级别按表1-11的规定确定,河床式厂房的防洪标准应与挡水建筑物的防洪标准相一致。水电站的电站形式按工作水头的大小不同,可分为低水头(30m以下)、中水头(30～100m)、高水头(100m以上)电站3种;按壅水方式不同,可分为堤坝式、引水式、混合式电站3种。枢纽总体布置及水工建筑物设计应根据工程的具体情况并具备下列基本资料：地形图测图项目及比例尺(宜按表1-12的规定选用);工程地质勘察报告和图纸;气象、水文资料及水利、动能计算成果,水资源综合利用资料水力机械、电气及金属结构资料;施工条件资料;业主的意见和上级主管部门的有关批复文件等。

表1-7　小水电站工程的等别

注：表中的水库总库容是指校核洪水位以下水库静库容。综合利用的水利水电枢纽工程,当按其各项用途分别确定的等别不同时,应以其中最高的等别确定整个枢纽工程的等别。

表1-8　小水电站水工建筑物的级别

表1-9　小水电站水库大坝的提级标准

注：当水工建筑物的工程地质条件复杂或采用新型坝、新型结构时可提高一级,但洪水标准不予提高。当水库总库容大于、等于1000万立方米(或土石坝坝高超过50m、混凝土坝和浆砌石坝坝高超过70m)时其挡水和泄水建筑物设计还应遵守国家现行有关标准的规定。

表1-10　小水电站水库工程水工建筑物的防洪标准

表1-11　小水电站非挡水厂房的防洪标准

表1-12　小水电站建设地形图测图项目及比例尺

注：库区地形复杂时比例尺可选用(1∶10000)～(1∶2000)。地质测图比例尺宜与相同部位的地形测图比例尺一致。

(2)小水电站工程布置原则　水电站坝址(线)、厂址的选择应根据地形地质条件、枢纽布置、运行条件、施工条件、淹没损失、环境影响、工程量及投资等因素在技术经济比较的基础上选择。枢纽总体布置应满足综合利用要求,应通过技术经济比较合理布置挡水、泄水、引水、发电、通航等建筑物。当堤坝式电站的挡水建筑物为混凝土坝、浆砌石坝时,其厂房可采用坝后式或河床式布置(河床狭窄时也可采用坝内式、河岸式、地下式、半地下式布置),若挡水建筑物为土石坝时其厂房可采用河岸式、地下式、半地下式布置,当受泥沙淤积影响时其进水口应设置防沙、排沙设施。河床式电站厂房宜选择在河床稳定、水流平顺的河段上并应有利于取水、防沙、航运、对外交通及施工导流。引水式电站的首部枢纽可采用元坝或低坝(含底格栏栅规)引水,在弯曲河段上进水闸宜设置在凹岸弯道顶点偏下游的稳定河岸处并应采取防沙、排沙措施。混合式电站的挡水建筑物为混凝土坝、砌石坝时其进水口可布置在坝身或岸边(当受泥沙淤积影响时应靠近枢纽排沙设施布置),若挡水建筑物为土石坝时则其进水口宜布置在岸边。灌溉渠道上的电站宜结合跌水或陡坡建筑物统筹布置,当电站与跌水建筑物分建时其引水渠、尾水渠与渠道的衔接应使水流流态稳定。在有通航建筑物的枢纽中其厂房和通航建筑物宜分别布置在河床两岸(当必须布置于同一岸时应采取工程措施满足通航水流和交通要求)。若电站所在河流的漂浮物或冰凌较多则其引水建筑物的进水口附近应采取拦截、排除措施。电站各建筑物布置宜避开高陡边坡(不能避开时应进行边坡稳定分析。对不稳定的岩体应采取工程措施)。

(3)小水电站挡水建筑物布置原则　挡水建筑物的形式应根据坝(闸)高、地形地质条件、建筑材料、运行条件、施工条件、工期、工程量及投资等因素通过技术经济比较后确定。水电站重力坝按筑坝材料不同,可采用混凝土重力坝、碾压混凝土重力坝及浆砌石重力坝,按坝体结构不同,可采用实体重力坝、宽缝重力坝、空腹坝及支墩坝。重力坝的布置应满足下列4方面基本要求：重力坝宜建在岩基上(低坝也可建在软基上);坝身泄洪、引水、发电、排沙建筑物的布置应避免相互干扰;河谷狭窄时可采用横缝灌浆形成整体式重力坝(河谷较宽时可采用分缝式重力坝);当采用碾压式混凝土重力坝时其坝体结构布置应有利于碾压混凝土施工。重力坝应进行水力、坝体稳定及坝体(基)应力计算(对非岩基上的重力坝还应进行沉降和渗透稳定计算)。水电站拱坝的建筑材料可采用混凝土或浆砌石,体型可采用单曲拱坝和双曲拱坝,拱坝的布置应满足下列6方面基本要求：拱坝宜修建在河谷较狭窄、地质条件较好的坝址上;拱坝轴线宜选在河谷两岸厚实的岩体上游;“V”形河谷宜选用双曲拱坝,“U”形河谷宜选用单曲拱坝;当坝址河谷的对称性较差时,坝体的水平拱可设计成不对称的拱(或采取其他措施改善坝体应力),当坝址河谷形状不规则或河床有局部深槽时宜设计成有垫座的拱坝;拱坝泄水方式应根据坝高、拱坝体型、电站厂房位置、泄量大小、地形、地质、施工等条件经综合比较后选定;拱坝枢纽各建筑物的布置不应对拱坝应力及稳定产生不利影响。拱坝应进行水力、坝体应力与应变以及拱座稳定分析计算。水电站土石坝可根据下列3个条件分别采用均质坝、分区坝及人工防渗材料坝等形式：筑坝材料的种类、性质、数量、位置、开采运输条件以及开挖弃料的利用;枢纽布置、地形、地质、基础处理形式、坝体与泄水、引水建筑物的连接及地震烈度等;施工导流与度汛、气象条件、施工条件及进度要求。当天然防渗材料储量或质量不能满足要求或不经济时,坝体的防渗体可采用沥青混凝土、钢筋混凝土、土工织物等人工材料,土石坝宜根据坝高、坝型进行坝体稳定、坝基稳定、坝体渗流、渗透稳定、沉降的分析计算(当混凝土面板坝采用厚趾板、高趾墙或趾板下基岩内有软弱夹层时应对耻板进行稳定分析并对高趾墙进行应力分析)。水电站橡胶坝宜建在河道顺直、河床及岸坡稳定、泥沙少的河段上且坝高不宜大于5m。水电站岩石地基上挡水建筑物的地基处理和岸坡连接设计应满足强度、抗滑稳定、渗流稳定和绕坝渗漏及耐久性的要求,非岩石地基上挡水建筑物的地基处理设计宜采用铺盖、截水墙、换基等防渗措施(对深厚覆盖层的地基处理可采用高喷、混凝土防渗墙、振冲等工程措施)以满足强度、变形、防渗、排水和减少不均匀沉陷等要求。

(4)小水电站泄水建筑物布置原则　水电站泄水建筑物形式、尺寸及高程应根据地形、地质、枢纽布置、泥沙、泄量、工程量、施工、投资等条件通过技术经济比较确定。电站放水孔设置应根据供水、排沙、检修或其他要求确定。土石坝泄水建筑物宜采用开敞式溢洪道(当受条件限制时可采用开敞式进口的无压泄洪隧洞)。混凝土坝、砌石坝宜采用坝顶溢流(也可采用坝身泄水孔或隧洞泄洪的方式)。河床式电站宜采用闸、坝泄洪。泄洪建筑物泄放正常运用(设计)洪水时应保证挡水建筑物及其他主要建筑物的安全并满足下游河道的防洪要求,泄放非常运用(校核)洪水时应保证挡水建筑物的安全。泄洪建筑物的下游应设置消能和防护设施(消能方式应根据上、下游水位及泄量,地形,地质,运行方式等条件通过技术经济比较后确定)。泄水建筑物应进行泄流能力、水面线、高速水流的掺气及防空蚀、消能防冲等水力计算(对泄量大、水流流态复杂的泄水建筑物宜进行水工模型试验)。开敞式溢洪道应布置在稳定的地基上且其轴线宜取直线,进、出口水流宜顺畅、水面衔接平稳,下泄水流距坝体和其他建筑物应有安全距离。泄洪隧洞应在技术经济比较的基础上选择有压流或无压流,高流速的泄水隧洞在同一段内不得采用有压流与无压流相互交替的工作方式。泄洪隧洞、放水底孔经技术经济比较后可与施工导流洞相结合。泄洪闸底槛高程应根据洪水调节、泄洪排沙、堰型、门型、施工导流等条件通过技术经济比较后确定。软基上的泄洪闸应采用整体式结构布置并应保持结构布置的匀称(闸室底板在中等紧密地基上或7度以上地震区宜采用整体式平底板;在紧密地基上可采用分离式平底板、箱式平底板、折线底板、反拱底板等;在地基表层松软时可采用低堰底板)。岩基上的泄洪闸的闸室底板可采用分离式平底板(在7度以上地震区宜采用整体式平底板)。软基上的泄洪闸的闸室上游应设铺盖,下游消能方式应采用底流消能并应设护坦、海漫、防冲槽等。泄水建筑物应根据不同型式分别进行下列4个方面的结构和稳定计算：开敞式溢洪道和泄洪闸闸室的稳定性、地基应力、结构强度计算;溢洪道陡槽及消能设施结构强度计算;泄洪隧洞衬砌结构强度计算;软基上泄洪闸渗透稳定性、地基沉陷量计算。(www.daowen.com)

(5)小水电站引水建筑物布置原则　小水电站引水建筑物的形式应根据电站的开发方式、使用要求、地形地质条件和挡水建筑物的类型,结合枢纽总体布置和施工条件,经技术经济比较确定。

小水电站进水口设计应符合以下4方面要求：在各级运行水位下应水流顺畅、流态平稳、进流均匀并满足引用流量要求;应避免产生贯通式漏斗漩涡;当泥沙淤积影响取水或影响机组安全运行时应设置防沙和冲沙设施;在多污物河流上应设置防污、排污设施(严寒地区应设置防冰、排冰设施)。岸边开敞式进水口位置宜选在稳定河段上,对多泥沙河流其进水口宜选在弯曲河段凹岸弯道顶点的下游附近,在漂浮物和冰凌严重的河段宜选在直河段,进水口底板高程应高于冲沙闸底板和冲沙廊道进口高程(其高差不宜小于1.0m)。潜没式进水口底板高程应高于孔口前缘水库冲淤平衡高程,其顶缘在上游最低运行水位以下的淹没深度应满足进水口不产生贯通式漏斗漩涡及不产生负压的要求并应不小于1.0m。开敞式进水口前拦沙坎高度不宜低于1.5～2.0m(或为冲沙槽内水深的50%左右),拦沙坎前缘与冲沙闸前缘的夹角宜为105°～110°。采用底格栅引水时其栅条应沿流向布置,栅格间隙宜采用1～1.5cm,栅条宜采用梯形断面,宽度宜为1.2～2.0cm。小水电站进水口应进行水头损失、引水流量、有压进水口的通气孔面积和竖井式进水口上游管道的水锤压力等水力计算。

进水口建筑物应满足稳定、强度、刚度和耐久性的要求并应根据不同形式分别进行下列4方面内容的计算：进水口整体抗滑、抗浮稳定计算;坝式进水孔口应力计算;塔式、岸塔式进水口塔座和塔身结构强度、刚度及开敞式进水口闸室结构强度计算;岸坡式进水口和竖井式进水口洞身结构强度计算。引水隧洞的线路选择应符合相关要求,隧洞线路宜顺直且其转弯半径不宜小于洞径(或洞宽)的5倍、转角宜小于60°。弯曲段首尾宜设直线段,其长度宜大于5倍洞径(或洞宽),进、出口宜布置在地质构造简单、山坡稳定、岩石坚硬和土石方开挖量较小的地段并应避免高边坡开挖,洞线与岩层、构造断裂面和主要节理裂隙面的夹角对整体块状结构的岩体中不宜小于30°,对层状岩体中不宜小于45°并宜避开严重构造破碎带、软弱结构面及地下水丰富地段(如无法避免应提出相应工程措施),相邻两隧洞间的岩体厚度不宜小于2倍洞径或洞宽。岩体好时可减小但不宜小于1倍洞径(或洞宽),应有利于施工支洞的布置。

引水隧洞洞顶以上和傍山隧洞外侧岩体的最小厚度应根据地质条件、隧洞断面形状及尺寸、施工成洞条件、内水压力、衬砌形式等因素综合分析决定并应符合下列3方面基本要求：无压隧洞上覆岩体厚度不宜小于1.5倍开挖跨度;压力隧洞上覆围岩重量应大于洞内静水压力;傍山隧洞外侧围岩的最小厚度对无压隧洞不宜小于开挖跨度的3倍,对压力隧洞应大于洞内静水压力。引水隧洞的纵坡应根据运用要求、上下游衔接、沿线建筑物底部高程、施工条件、检修条件等因素综合分析后确定且沿程不宜设平坡和反坡。有压引水隧洞全线洞顶处的最小压力余幅在最不利运行工况下不宜小于2.0m。引水隧洞的横断面设计应符合相关要求,压力隧洞宜采用圆形(其断面尺寸应根据隧洞工程投资和电能损失等综合分析比较确定。隧洞最小内径不宜小于1.8m。隧洞设计流速宜为3.0～5.0m/s),无压隧洞宜采用圆拱直墙式断面或马蹄形断面(圆拱直墙式断面的圆拱中心角可选用90°～180°,高宽比可选用1～1.5。洞宽不宜小于1.5m且洞高不宜小于1.8m。在恒定流条件下,洞内水面线以上空间面积不宜小于隧洞断面面积的15%且高度不宜小于0.4m,在非恒定流条件下上述数值可减小)。引水隧洞应进行过流能力,上、下游水流衔接,水头损失,水锤压力,压坡线以及水面线等水力计算。引水隧洞应根据围岩的强度、完整性、渗透性等情况采用喷锚衬砌、混凝土衬砌、钢筋混凝土衬砌或钢板衬砌等形式。引水隧洞的混凝土和钢筋混凝土衬砌强度等级应不低于C15。单筋钢筋混凝土衬砌厚度不宜小于25cm,双层钢筋混凝土衬砌厚度不宜小于30cm。限裂设计允许最大裂缝宽度不应超过0.30mm(当水质有侵蚀性时不宜超过0.25mm)。采用喷锚衬砌的引水隧洞其洞内允许流速不宜大于8m/s,喷混凝土厚度不应小于5cm且不宜大于20cm。引水隧洞的混凝土和钢筋混凝土衬砌顶部必须进行回填灌浆(灌浆的范围、孔距、排距、压力及浆液浓度等应根据衬砌结构的形式、隧洞工作条件及施工方法等分析确定,灌浆孔应深入围岩5cm以上,地质条件差的地段应采用固结灌浆处理,固结灌浆参数可通过工程类比或现场试验确定)。当土石坝采用坝下埋管引水时应符合下列6方面要求：管基应置于均匀、坚硬的岩石地基上;引水管的强度和刚度应满足要求;引水管轴线应垂直于大坝轴线;引水管应设置伸缩缝和沉陷缝(其分缝长度宜为15～20m)。钢筋混凝土管的分缝内应设两道止水引水管周围坝体填筑质量应满足坝体和坝基渗流稳定(引水管穿过防渗体处应设置截流环并应加大防渗体断面尺寸);闸门应设在大坝的上游侧。

调压室的设置应在机组调节保证计算和运行条件分析的基础上根据电站在电力系统中的作用、地形、地质、压力水道布置等因素通过技术经济比较后确定,初步判别设置调压室条件时可根据压力水道中水流惯性时间常数判断(当其大于允许值时应设调压室,允许值宜取2～4s。当电站孤立运行或机组容量在电力系统中所占的比重超过50%时,允许值宜取小值;当电站机组容量在电力系统中所占比重小于20%时,允许值宜取大值)。调压室的位置宜靠近厂房并结合地形、地质、压力水道布置等因素通过技术经济比较后确定。调压室的形式应根据电站的工作特性并结合地形、地质条件以及各类调压室的特点经技术经济比较后确定。调压室断面面积和高度应分别满足波动稳定和涌波要求。调压室最高涌波计算时,其引水道的糙率取其小值(当水库水位为正常蓄水位时,应以共用同一调压室全部机组满载丢弃全负荷作为设计工况;当水库水位为校核洪水位时相应工况作校核)。调压室最低涌波计算时,其引水道的糙率取其大值。计算水库水位为死水位时共用同一调压室的全部n台机组由(n-1)台增至n台或全部机组由2/3负荷突增至满载并复核水库水位为死水位时,全部机组瞬时丢弃全负荷时的第二振幅。调压室涌波水位计算应对可能出现的涌波叠加不利工况进行复核,当叠加的涌波水位超过最高涌波水位或低于最低涌波水位时,可调整运行方式或修改调压室断面尺寸。调压室最高涌波水位以上的安全超高不宜小于1.0m,调压室最低涌波水位与压力引水道顶部之间的安全高度不应小于2.0m,调压室底板应留有不小于1.0m的安全水深。调压室的衬砌应根据围岩类别分别采用锚杆钢筋喷喷混凝土或钢筋混凝土衬砌形式,其围岩宜进行固结灌浆加固,寒冷地区还应设有防冻设施。调压室上部及外侧边坡应进行稳定分析及加固处理,其附近宜设排水设施,其顶部应设置安全保护设施,在寒冷地区还应设有保温设施。调压室的运行要求应根据电站的上游水位、下游水位、运行特性、压力水道和调压室的结构形式等确定。

引水渠道线路的选择和布置应符合相关要求,宜避开地质构造复杂、渗透性大及有崩滑、塌(湿)陷、泥石流等地质地段并应避免深挖和高填方且应少占地、少拆迁,渠线宜顺直(如需转弯,衬砌渠道的弯曲半径不宜小于渠道水面宽度的2.5倍,未衬砌渠道的弯曲半径不宜小于水面宽度的5倍。严寒地区渠道线路宜沿阳坡布置且其弯曲半径不应小于水面宽度的5倍),应择优选定渠道建筑物的位置和形式。引水渠道的形式应结合地形、地质、运行及枢纽总布置等条件在技术经济比较的基础上分别选用自动调节渠道、非自动调节渠道或两者相结合的调节渠道。引水渠道水力设计应进行下列3方面计算：电站在正常运用条件下按明渠均匀流确定渠道的基本尺寸和前池特征水位,并据而推求各部位的水深、流速和水面高程;电站突然增荷时,应按非恒定流方法计算渠道末端最低水位,机组全部丢弃负荷时其自动调节渠道按非恒定流方法推算水面线;泄水建筑物的水力计算。引水渠道的纵坡和横断面应根据地形、地质、水力条件结合经济分析后确定,地面坡降陡且起伏大、地下水位低的山丘及严寒地区宜采用窄深式断面,地势平坦、地下水位高、地基土冻胀性强及有综合利用要求的渠道宜采用宽浅式断面,山区傍山渠道宜采用封闭的矩形箱式断面,渠顶超高应符合表1-13的规定,严寒地区冬季运行的渠道超高可加大(渠堤或渠墙顶宽在无通车要求时土渠宜采用1.0～2.5m;砌石衬砌渠道宜采用0.5～0.7m)。

表1-13　小水电站引水渠道渠顶超高要求

非自动调节渠道的泄水建筑物形式宜采用泄水闸、侧堰或虹吸式泄水道形式,在有控制水位、调节流量及配水要求的引水渠道上应设置节制闸,引水渠道两侧应设排水设施,严寒地区应采取防冻措施和设置排冰设施,多沙河流上的引水渠道应设置沉沙、排沙设施。引水渠道的流速对非衬砌渠道应限制在不冲、不淤流速范围内,对衬砌渠道及输冰运行的渠道宜采用1.0～2.0m/s。引水渠道的防渗可选用混凝土衬砌、浆砌块(卵)石衬砌或复合土工织物等。前池布置应符合相关要求,前池的位置宜避开滑坡、顺坡裂隙发育和高边坡地段并应结合压力水道的线路和厂房位置选择在坚实稳定、透水性小的地基上且应分析前池建成后水文地质条件变化对边坡稳定的影响,前池的容积和水深应满足电站负荷变化时前池水位波动小和沉沙的要求(当前池用作调节池时还应满足调节要求),引水渠道与前池连接段的扩展角不宜大于12°且其底部纵坡宜小于或等于1∶5,压力管道进水口顶缘最小淹没深度应符合相关规定,前池末端底板高程应低于进水室底板高程0.5m以上,前池应设置排沙、放空设施,其形式宜选用冲沙廊道(洞),寒冷地区还应设拦冰、导冰、排冰设施,前池内电站进水口可采用闸门控制或虹吸式取水,非自动调节渠道电站前池的泄水建筑物宜采用侧堰式泄水道且其泄流能力应满足电站全部机组丢弃负荷时的最大流量要求。

调节池的设置应根据电站需要结合地形、地质条件等经技术经济比较后确定,其布置应符合相关要求,调节池的位置应根据所需的调节容积和消落深度结合地形、地质条件选择(宜利用天然洼地)确定,调节池的布置方式应根据地形、地质条件选择,可采用与引水渠相结合或相连通、与前池相结合或相连通、通过连接管(渠)直接向压力管道或前池供水等方式确定,调节池与各连接建筑物的水流衔接应通过水力计算后确定。前池应进行电站正常运行突然丢弃负荷时的最高涌波和突然增加负荷时的最低涌波计算(前池的最高水位对自动调节渠道为最高涌波水位;对非自动调节渠道为溢流堰上最高水位),前池墙顶超高可按渠顶超高加0.1～0.3m。前池、调节池建筑物应满足稳定、强度、变形、抗裂、抗渗及抗冻等方面的要求,其压力墙应按挡水建筑物的要求进行稳定和强度计算。

压力水管应根据电站水头、应用条件等在技术经济比较基础上分别选用钢管、钢筋混凝土管、预应力钢筋混凝土管、玻璃钢管、钢套筒混凝土管及钢套筒预应力混凝土管等。压力水管的线路应根据工程总布置结合地形、地质、施工、运行条件在技术经济比较的基础上选择(线路宜短而直)。

压力水管的供水方式应根据电站水头、开发方式、引用流量及管道类型并结合地形、地质条件和工程布置等在技术经济比较的基础上分别确定选用单元供水、联合供水或分组供水方式中的某种形式,每根压力水管连接的机组台数不宜超过3台。压力水管内径应根据电站的水头、管道类型、工程量、投资及电能损失等经技术经济比较后确定,管内经济流速对钢筋混凝土管可取2.5～3.5m/s、钢管可取4.0～6.0m/s。露天式压力水管(明管)的布置应符合相关规定,管线应避开滑坡和崩塌地段(个别管段若不能避开山洪、坠石影响时,可布置为洞内明管、地下埋管或外包混凝土管),在管道转弯处、分岔处、隧洞与钢管接头处、混凝土管与钢管接头处应设置镇墩并在镇墩下游侧设伸缩节(当直管段长度大于150m时应在其间加设镇墩。两镇墩间管道可用支墩或管座支承,支墩间距宜采用6～12m。镇墩、管座的地基应坚实稳定),管道底部应高出地表0.6m以上且管道顶部应在最低压力线以下2m,明管两侧应设纵向排水沟并应与横向排水沟相连(沿管线应设维修人行道)。压力水管的壁厚应满足强度和外压稳定性要求并应经应力分析后确定,压力水管承受的最大内水压力应通过水锤分析计算确定。压力水管的分岔管可采用“卜”形、对称“Y”形或三岔形三种布置方式,其分岔角应根据岔管形式和材料确定(钢筋混凝土岔管宜采用30°～60°;钢岔管宜采用45°～90°)。压力水管伸缩节形式可采用承插式或套筒式,伸缩节的止水填料应具有高弹性、耐久性和低摩擦系数(当水头低于500m时可采用橡胶石棉盘根,当水头高于500m时宜采用聚四氟乙烯石棉盘根)。压力钢管的支承结构形式应根据管径大小选择(当管径小于1500mm时可采用鞍形;当管径为1500～2500mm时宜采用平面滑动式或滚动式;当管径大于2500mm时宜采用滚动式或摆动式),对可能产生不均匀沉陷的地基应采取相应的结构措施。压力钢管应设置进入孔(其孔径不应大于500mm,间距不宜大于150m),压力钢管最低点应设置排水装置,高水头压力钢管排水口应设置消能设施。压力钢管的内表面必须喷涂耐磨、防锈、防腐涂料,外表面应进行防护处理,严寒地区还应有防冻设施。焊接成型的钢管应进行焊缝探伤检查和水压试验(水压试验可根据管道长度、内水压力等选择分节、分段或整体三种方式,对明管宜作整体试验。试验压力值应不小于1.25倍正常工作情况最高内水压力,也不得小于特殊工况的最高内水压力)。地下埋藏式压力水管布置应符合相关规定,地下埋管线路应选择在地形、地质条件好的地段,地下埋管宜采用单管供水方式(若采用多管供水方式,其相邻两管间距不宜小于2倍管径),洞井形式及压力水管坡度应根据布置要求、地质条件、施工条件综合分析后确定,地下水位高的地段宜设置排水设施并应布置观测井或测压计。地下埋管衬砌混凝土的强度等级不应低于C15,其平硐、斜井应进行顶拱回填灌浆(灌浆压力不宜小于0.2MPa),对钢管和岩石联合受力的地下埋管应进行钢管与混凝土、混凝土与岩石之间的接缝灌浆(灌浆压力宜采用0.2MPa),地下埋管的围岩宜进行固结灌浆(灌浆压力不宜小于0.5MPa)。地下埋管中,钢管与引水隧洞或调压室的混凝土衬砌连接处的钢管首端应设止水环,钢管管壁与围岩之间的净空尺寸应满足施工要求。

(6)小水电站厂房及开关站设置要求　小水电站厂房的形式应结合枢纽布置、地形、地质、上下游水位变幅等因素经技术经济比较后确定,可分别采用地面式、地下式、半地下式、溢流式或坝内式。地面式厂房的厂区布置应符合相关规定,厂区与枢纽其他建筑物的布置应相互协调,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应相互协调,厂区布置的排水系统若不能自流排水则应设置专用排水泵,傍山厂房的山坡上应设置防山洪及滚石的设施,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),应注意保护环境、绿化厂区。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、厂房形式、防洪、通风、采光等要求通过多方案比较后确定,当压力水管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,厂房位置适宜避开冲沟口(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。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)。地面式厂房的防洪建筑物形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)。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。主厂房机组间距应符合相关要求,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(且机组间的净距应不小于1.5m),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。当采用坝内式、溢流式厂房时其尾水管之间的混凝土厚度应满足结构和强度要求,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。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的一端且与主厂房同宽。厂房应设置通风、采光和减少噪声的措施,坝内式厂房、河床式、厂房和地下式厂房还应设置防潮设施,严寒地区的地面式主、副厂房还应设置采(保)暖设施。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)。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并在各种荷载组合情况下进行下列两方面的计算：沿基面的抗滑稳定和竖向正应力计算(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情况);高尾水位厂房的抗浮稳定计算。非岩石地基上的地面式厂房基础应满足强度、防渗、排水和减小不均沉陷的要求。厂房所有结构构件应进行强度计算,对高排架的受压构件还应验算其稳定性。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应进行动力计算。地下式厂房宜布置在地质构造简单、岩体坚硬完整、地下水微弱以及岸坡稳定的地段。地下厂房主洞室纵轴线走向宜与围岩的主要结构面呈较大的夹角并应分析软弱结构面对洞室稳定的不利影响,在高地应力区其洞室纵轴线走向宜接近围岩的主应力方向。地下厂房的支护结构应结合围岩自身的承载能力在分析计算的基础上确定。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。

(7)通航建筑物设计原则　通航建筑物的形式及布置应结合枢纽布置、地形、地质、泥沙、水流条件、运行条件、施工等因素在技术经济比较基础上确定。通航建筑物不宜靠近进水口、厂房和溢洪道(如因条件限制须傍靠这些建筑物时,则应采取相应的安全措施)。斜面升船机的位置宜选择在地形平缓、工程量小、地质条件好的地方。通航建筑物上、下游引航道应与主航道平顺衔接,上、下游引航道口门区水流的流速、流态应满足通航要求并应采取防止泥沙淤积的措施。

(8)水工建筑物安全监测设计基本要求　水工建筑物应根据其重要性、形式、结构特性及地基条件等设置安全监测设施,其监测的项目应按表1-14的规定选择。小水电站安全监测设计应以外部观测为主、以内部观测为辅,观测断面和观测点的选择应有代表性。对安全性观测项目及测点,其设计宜提供观测值的预计变动范围。小水电站监测设施应有保护措施并应便于施工、安装和维护。

表1-14　小水电站主要水工建筑物安全监测项目