【电力行业标准(DL)】 水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规范

ICS27.140
备案号：J417—2005
中华人民共和国电力行业标准
DL/T5207-2005
水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝士技术规范
Technical specification for abrasion and cavitationresistance of concrete in hydraulic structures2005-02-14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前言
规范性引用文件
术语和定义，
水力学和水工设计
材料、
维护与修补
质量控制与验收·
附录A（规范性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（规范性附录）
附录D（规范性附录）
附录E（规范性附录）
条文说明
抗冲磨试验方法
DL/T52072005
泄水结构初生空化数估算值
抗空蚀试验方法
水工混凝土铁矿石骨料品质要求..34水工混凝士铸石骨料品质要求35.37
DL/T5207—2005
本标准是根据原国家经济贸易委员会《关于下达2001年度电力行业标准制、修订计划的通知》（电力【2001144号文）的安排制定的。
水利水电工程中的泄水建筑物是涉及工程安全的重要建筑物。我国已建工程的泄水建筑物运行状况总体上是安全的，泄水建筑物混凝土受高速水流冲磨、空蚀等破坏现象常有发生，不仅直接或间接影响工程的安全正常运行，而且维护修补费用巨大。在总结我国几十年来对泄水建筑物抗冲磨防空蚀技术方面已取得的经验，参考国外有关标准和文献，进行必要补充试验的基础上制定本标准。
本标准的附录A、附录C、附录D、附录E都是规范性附录，附录B是资料性附录。
本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业水电施工标准化技术委员会归口并负责解释。
本标准主要起草单位：南京水利科学研究院。本标准参加起草单位：中国水电工程顾问集团公司贵阳勘测设计研究院。
本标准主要起草人：林宝玉、郑治、蔡跃波、汪毅、卢红、李亚杰、张远曙。
DL/T5207-—2005
本标准规定了水工建筑物抗冲磨防空蚀（以下简称抗磨蚀）混凝土工程的设计、施工、维修和运行的原则。本标准适用于水流流速小于40m/s的大、中型水利水电工程1、2、3级泄水建筑物的设计和施工，4、5级泄水建筑物的设计和施工可参照执行。对于流速大于等于40m/s的泄水建筑物的抗磨蚀问题，应做专门研究。
DL/T5207—2005
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，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T18736
GB50204免费标准bzxz.net
DL/T5039
DL/T5108
DLT5110
DL/T5144
DL/T5150
DL/T5151
DL/T5166
DL/T5195
JTJ058
JG/T3064
高强高性能混凝土用矿物外加剂混凝土结构工程施工质量验收规范水利水电工程钢闸门设计规范
混凝士重力坝设计规范
水电水利工程模板施工规范
水工混凝土施工规范
水工混凝土试验规程
水工混凝土砂石骨料试验规程
溢洪道设计规范
水工隧洞设计规范
普通混凝土用碎石或卵石质量标准和检验方法公路工程集料试验规程
钢纤维混凝士
混凝土坝养护修理规程
DL/T52072005
3术语和定义
空化cavitation
水流中局部压力降低到水汽化压力时，形成水蒸气气泡的现象。3.0.2
空蚀cavitationerosion
水流空化气泡溃灭时的瞬时压力对过流边界表面的剥蚀。3.0.3
水流空化数flowingcavitationnumber流体内发生空化条件的无量纲参数，以压力水头与流速水头之比表示。
初生空化数initiativecavitationindex流体中开始出现空化时的临界水流空化数。3.0.5
推移质bed load
在河床表面附近以滑动、滚动、跳跃或层移方式运动的粒径大于5mm的块石泥沙。
悬移质suspendedload
悬浮在水流中随水流运动，粒径小于等于5mm的泥沙。3.0.7
含沙量sedimentconcentration
单位流动水体中所含的悬移质泥沙质量。3.0.8
掺气aeration
在水流空化区掺入空气。
DL/T5207—2005
4.0.1为了在泄水建筑物的设计和施工中做到安全适用、经济合理、技术先进，制定本标准。
4.0.2大型工程和水力条件复杂的中型工程泄水建筑物，应进行水工模型试验，验证其布置和水力设计的合理性，选定合适的体形和运行方式。
4.0.3水工抗磨蚀混凝土的设计与施工采用新技术、新工艺、新材料和新设备时，应经过充分论证并建立完善的质量保证体系。4.0.4水工抗磨蚀混凝土的设计、试验、施工、运行过程中，应经常进行技术分析和总结，提高技术水平。DL/T52072005
5水力学和水工设计
5.1一般规定
5.1.1泄水建筑物布置应符合DLT5108、DLT5166、DL/T5195的有关规定，使其体形合理，流态平稳。5.1.2泄水建筑物泄槽（或洞身、孔身）段宜采用直线。如必须设置弯道段，应设在流速较小、水流平稳、缓坡的部位。平面布置弯道应采用大半径、小转角的弯道，弯道前后应设直线段，其直线段长度及转弯半径宜大于5倍泄槽宽度（洞径、洞宽）。纵剖面曲线应连续、平顺，当水流流速大于25m/s时，应通过水工模型试验，使体形简单合理，水流平稳，时均压力大，避免发生空蚀。
5.1.3平面闸门门槽形式应按照DLT5039选用。5.1.41、2级泄水建筑物或流速大于25m/s时的泄水建筑物，其体形、结构尺寸及消能工，应通过水工模型试验确定。5.1.5峡谷地区泄水建筑物宜采用分散泄洪分区消能的方式，水流应立面扩散，纵向拉开，防止集中冲刷护坦和水垫塘的底板。5.1.6泄水建筑物易磨蚀部位应具备检查维修条件，设计应提出运行要求。
5.1.7大体积或大面积抗磨蚀混凝土施工应进行温控防裂设计，制定温控标准。
5.2抗冲磨设计
5.2.1设计泄水建筑物时，在多泥沙河流应全面收集水流中的含沙量、泥沙颗粒形状、粒径、硬度、矿物成分、异重流运动规律等，推移质多的河流应收集推移质的数量和粒径及其运动方式，5
DL/T5207—2005
在有冰凌的河流还应收集冰凌的大小及其运动方式等资料，分析其对混凝土表面的磨损影响。
5.2.2有推移质河流低进口的取水建筑物宜在上游设置拦沙和导排措施。
5.2.3在泄水建筑物进口附近和库首岸边应避免弃渣。应做好上下游围堰拆除的设计，防止石渣冲磨混凝士并导致空蚀。5.2.4在多泥沙河流的泄水建筑物进口附近宜设置排沙、沉沙设施。
5.2.5泄水建筑物的边坡和出口岸坡应进行防护，防止掉石、滚石进入槽内，防正漩涡和环流沙石对消力池、护坦、水垫塘、尾水渠（管）等建筑物的严重磨损。5.2.6含推移质和多泥沙河流的闸坝泄水建筑物底板应采用一种坡度与护坦相接的急流泄槽形式。底流消能的消力池，应为无辅助消能工的护坦。
5.2.7含沙高速水流方向和建筑物侧墙平面夹角大于10°时，应%提高侧墙混凝士的强度等级。
5.2.8抗冲磨混凝土钢筋保护层厚度不得小于10cm，靠近表面的钢筋应平行于水流方向。
5.2.9抗冲磨混凝土侧墙厚度不宜小于.20cm，底板厚度不宜小于30cm。
5.2.10含推移质水流速度大于10m/s或悬移质含量大于20kg/m（主汛期平均）且水流速度大于20m/s时，应根据工程条件选择附录A中的至少一种方法进行混凝土抗冲磨试验，比选抗冲磨材料。5.3防空蚀设计
5.3.1泄水建筑物设计时，应选择合理体形，提高水流空化数降低初生空化数，使≥。放空洞、临时泄水建筑物（除导流洞和导流底孔的门槽外），易于检修的部位可采用g≥0.85Gj。不同结构型式的6估算值参见附录B。对重要建筑物关键部位或水6
DL/T52072005
流速度大于35m/s或<0.3时，应进行减压模型试验。5.3.2应进行泄水建筑物沿程水流空化数计算，见式（5.3.2）。h, +h -h,
式中：
水流空化数：
ho——计算断面处的时均压力水头，m；当水流流速大于30m/s时，应计及脉动压力的影响：
计算断面处的大气压力水柱，m：对不同高程按h=（10.33-√/900）估算，又为海拨高度：水的汽化压力水柱，m：按表5.3.2采用；--计算断面处水的流速，m/s：可按实测流速分布图采用，一般情况下，取断面平均流速：一重力加速度，m/s。
表5.3.2天
水的汽化压力与水温的关系表
水温T
汽化压力h
5.3.3泄水建筑物下列部位或区域易发生空蚀破坏，应采取防空蚀措施：
1闸门槽、堰顶附近、弯曲段、水流边界突变（不连续或不规则）处；
2反弧段及其附近；
鼻坎、分流墩、消力墩；
水流空化数g<0.30的部位。
应根据水流空化数的大小确定过流表面的不平整度处理7
DL/T5207-—2005
标准，见表5.3.4。
水流空化数。
掺气设施
突体高度控制
上游坡
下游坡
侧向坡
表面不平整度处理标准
5.3.5水流空化数小于0.30或流速大于30m/s时，宜按下列原则设置掺气减蚀设施：
1选用合理的掺气型式，组合式掺气应进行大比尺模型试验论证，确保形成稳定的空腔；
2近壁层掺气浓度应大于3%，要求特别高的部位应不低于5%;
3掺气保护长度根据泄水曲线型式和掺气结构型式确定，曲线段可采用70m～100m，直线段可为100m～150m，对长泄水道应考虑设置多级掺气减蚀设施。5.3.61、2级泄水建筑物流速大于30m/s的区域应进行混凝土抗空蚀强度试验（试验方法详见附录C）与原型空化空蚀监测设计。8
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。