电厂主要水工建筑物介绍 土建部 水工结构专业 2014.10.12

目录 一.专业特点 二.专业设计范围 三.设计各阶段的主要工作内容 四.在海阳核电中的设计范围 五.海阳核电工程的人力投入情况 六、设计中难点 七、设计接口 八、海阳主要设计情况介绍 一.此处为目录项 --------------------------- 20p 二.此处为目录项此处为目录项 ---------------- 30p 三.此处为目录项 --------------------------- 40p

专业特点 水工结构专业 设计范围广，既有厂内构筑物也有厂外构筑物，既有地下工程也有地上工程，既有陆域工程也有水上工程；结构形式多，既有常规的框架、排架、砖混结构，也有大量的特种结构形式，如桥梁、水池、冷却塔及灰坝等；设计基础资料复杂，既要考虑地形、地质，也要考虑水文气象。 主要的是循环水系统（如冷却塔、循环水泵房、取水泵房、空冷等主要构筑物） 生活污水处理及工业废水处理 烟台合一的烟塔 间接空冷塔 灰场（包括灰坝、管理站、排水系统、堆灰方案）

专业设计范围 取排水系统 1、取水口 2、取水明渠及取水防波堤 3、排水口 4、排水渠及排水防波堤

专业设计范围 循环水系统（一次循环） 1、循环水泵房 2、循环水取水沟道 3、循环水排水沟道 4、虹吸井

专业设计范围 循环水系统（二次循环） 1、补充水泵房 2、补充水管道 3、循环水泵房 4、冷却塔 5、回水沟道

专业设计范围 循环水系统（二次循环） 1、补充水泵房 2、补充水管道 3、循环水泵房 4、冷却塔 5、回水沟道 其他：空冷系统

专业设计范围 其他 1、非放射性废水处理厂房 2、电动消防泵房 3、地下井池 4、桥梁 5、弃料场等

人力投入情况

初可阶段（选厂阶段） 1、配合水工、水文专业，论证供水水源的可靠性。 2、配合总图初步论证厂址的防洪安全。 设计各阶段的主要工作内容 初可阶段（选厂阶段） 1、配合水工、水文专业，论证供水水源的可靠性。 2、配合总图初步论证厂址的防洪安全。 3、对于火电还有论证贮灰场的初步可行性。

可行性研究阶段 1、和水工专业共同通过技术经济比较，提出发电厂拟采用的供水水源和冷却方式（直流、循环、空冷等）。 设计各阶段的主要工作内容 可行性研究阶段 1、和水工专业共同通过技术经济比较，提出发电厂拟采用的供水水源和冷却方式（直流、循环、空冷等）。 2、对不同的贮灰场根据技术经济综合情况，进行比选，提出灰渣场的环保措施建议。 3、论述各水工建构筑物的布置、结构选型，根据工程地质报告，提出主要建构筑的地基处理和基础方案。

初步设计阶段 1、确定建构筑物的设计等级、抗震设防标准。 2、完成建构筑物的结构型式选择。 设计各阶段的主要工作内容 初步设计阶段 1、确定建构筑物的设计等级、抗震设防标准。 2、完成建构筑物的结构型式选择。 3、说明建构筑物的设计方案（包括顶管、盾构、沉井、围堰、大开挖等设计方案） 4、说明建构筑物的基础型式和地基处理方案。 5、说明建构筑物的模型试验或试验要求（如海工波浪模型试验、断面模型试验、冷却塔的风洞试验等） 6、说明建筑材料要求，耐久性设计情况。 7、确定厂址防洪标准、抗震标准、排洪或截洪沟的结构型式、建筑材质等。

设计各阶段的主要工作内容 施工图阶段 1、完成各建构筑物的详图设计。

水工结构专业 1、在可研阶段参与了海工取排水工程的设计，在初设和施工图阶段最主要的任务是循环水系统的设计。 在海阳核电中的设计范围 水工结构专业 1、在可研阶段参与了海工取排水工程的设计，在初设和施工图阶段最主要的任务是循环水系统的设计。 2、施工图阶段的设计具体包括：循环水前池、循环水泵房、循环水取水沟道、循环水排水沟道、虹吸井。 其他：非放射性生产厂房、电动消防泵房、变压器事故油池、厂外的弃料场、跨明渠桥梁、和循环水系统有关的井池。 以上内容均为土建结构部分。

水工结构专业 1、泵房地下结构体积巨大， 海阳：100X56.8X22.1 岭澳联合泵房：约110X36X20 三门：约62X52X30 设计中难点 水工结构专业 1、泵房地下结构体积巨大， 海阳：100X56.8X22.1 岭澳联合泵房：约110X36X20 三门：约62X52X30 第一次进行这种体型巨大的地下结构的设计，用常规的计算方法很难完成。 作为AP1000的SWS泵在循环水泵房内，循环水泵房的安全等级在现有规范中无明确规定。

水工结构专业 2、前池深度较大 前池深度约20m，超过了一般挡墙的高度范围，且地下水位高，按接近地表设计。整体稳定和强度都很难保证 设计中难点 水工结构专业 2、前池深度较大 前池深度约20m，超过了一般挡墙的高度范围，且地下水位高，按接近地表设计。整体稳定和强度都很难保证

设计中难点 水工结构专业 3、虹吸井 虹吸井深度较大，如考虑检修放空情况，抗浮不好满足规范要求。

设计中难点 水工结构专业 4、循环水取排水沟道 现浇钢筋混凝土沟道孔径较大，混凝土体积大，易产生施工裂缝，且接头处防水处理尤为关键

设计接口 水工结构专业 1、对外接口 水工结构专业对外接口单位主要有：一航院（海工）、728院（沟道、实体保护等）。

设计接口 水工结构专业 2、对内接口 水工结构内部接口专业主要有：水工工艺（以水工工艺专业为主要服务专业）、总图（坐标定位、沟道、厂平、防洪、道路等）、电气、热控、化学等专业。

设计标准 1、循环水泵房 循环水泵房在常规火电中安全等级一般为二级，设计使用年限50年，地震作用为当地设防烈度，洪水位标准：百年一遇。 海阳主要设计情况介绍 设计标准 1、循环水泵房 循环水泵房在常规火电中安全等级一般为二级，设计使用年限50年，地震作用为当地设防烈度，洪水位标准：百年一遇。 海阳核电结构安全等级取一级，设计使用年限100年，地震作用提高一度进行复核，洪水标准同厂区，高于DBF水位+最大台风浪的波高。 考虑SWS泵的存在，整体设计标准高于常规火电，低于联合泵房。

海阳主要设计情况介绍 设计标准 2、非放射性废水生产厂房 728院要求的比较明确，抗震按提供1度计算。其他的设计使用年限等俺百年考虑。

海阳主要设计情况介绍 设计标准 3、取排水沟道、虹吸井 地下现浇钢筋混凝土结构，设计使用年限按百年，地下水池的抗震性能较好

海阳主要设计情况介绍 设计标准 桥梁 按一级道路荷载设计

循环水泵房 AP1000核电循环水泵房相对火电循环水泵房来说体型更大、结构更复杂、重要性更高，目前主要采用整体数值分析方法进行计算。 海阳主要设计情况介绍 循环水泵房 AP1000核电循环水泵房相对火电循环水泵房来说体型更大、结构更复杂、重要性更高，目前主要采用整体数值分析方法进行计算。 海阳核电循环水泵房简介： 根据工艺专业布置，一期工程循环水泵房采用一机三泵方案，两台机组共用一座泵房，循环水泵房区域主要包括三部分：循环水泵区域、流道滤网区域，取水前池区域。

海阳主要设计情况介绍 循环水泵房

循环水泵房 1 海阳核电循环水泵房特点： （1）工艺施工图提资时间跨度长，数量多，升版频繁 海阳主要设计情况介绍 循环水泵房 1 海阳核电循环水泵房特点： （1）工艺施工图提资时间跨度长，数量多，升版频繁 从09年06月始到12年08月止，跨度3年多；资料交接单（不计升版）21份；每份正式提资平均升版2次；有修改日期记录的主要资料《循环水泵房平剖面》电子版提资11次。 （2）与火电泵房相比，结构体型复杂，尺寸超大超深。 长 56.8+30（前池）m，宽115.2 m，埋深23.8 m，比百万机组火电的循环水泵房大不少； 工艺布置复杂，如下部结构可分为三层，-15.70m标高的底层；0.20m标高的泵层；8.40m标高的电机层；每层都是由板墙、梁、柱、洞口等混合组成的结构形式。 （3）设备基础繁多，洞口沟槽林立 几乎找不到一块没有搁置设备或开洞的板。

海阳主要设计情况介绍 循环水泵房 2 设计中的几点体会 （1）鉴于工艺布置的复杂性，在结构平面布置图上仅标示结构主要尺寸，设备基础、洞口或小型构筑物（如泵房内配电室）给出编号清单，详细布置等见清单所列图纸。海阳循泵房8.40m层布置图中清单就列出了30个编号，索引到不同的详图。 （2）对于梁柱、梁墙、柱墙等交接处，受力较大，钢筋布置复杂，应注意是否存在钢筋打架现象，可通过分层布筋、构件错开一定距离来避免钢筋打架。 （3）升版修改地方要用云线标识，若改动较大，可在说明中注明为整体修改。由于外部资料修改频繁，内部图纸升用云线标识一方面方便校审人校审图纸，另一方面方便自己以后查阅图纸。

海阳主要设计情况介绍 循环水泵房 2 设计中的几点体会 （4）附属构件的设计应引起重视，如埋件、洞口、爬梯或楼梯等。埋件：工艺、电气、热控、暖通等专业均有埋件，而且相当的多，应注意这些埋件是否可能互相碰撞或碰到梁柱墙等结构。 洞口：由于各专业开洞很多，需注意各专业开洞是否碰撞、哪些洞口是需要预埋套管（材质）、哪些需要封闭（彻底封死或盖板封盖），哪些洞口周围需设置栏杆，哪些洞口需设置格栅或盖板，哪些洞口需设置挡水沿，应根据工艺等专业要求相应确定，能有一个系统的汇总和分类。 爬梯：根据工艺及消防要求，合理设置楼梯位置，注意哪些需设置楼梯、哪些位置需设置爬梯、爬梯是够需设置护笼等，也应有一个系统的汇总和分类。 由于外专业提资原因或内部不同设计人设计等原因，这些看似简单的地方反倒出了较多澄清和变更。可以专人负责一项并汇总到几张图，减少出错。

海阳主要设计情况介绍 循环水取排水沟道 平面图 剖面图 接口图

循环水取排水沟道 每台机组采用双孔沟道，沟道断面型式包括： 在泵房出口处为：两个单孔沟道，沟道型式为内圆外方。沟道最小壁厚为600mm。 海阳主要设计情况介绍 循环水取排水沟道 每台机组采用双孔沟道，沟道断面型式包括： 在泵房出口处为：两个单孔沟道，沟道型式为内圆外方。沟道最小壁厚为600mm。 在重件路以下和以北为水平双孔共壁沟道，沟道型式为内圆外方。沟道最小壁厚为600mm。 在汽机房附近为：竖向双孔共壁沟道。沟道型式为内圆外方。沟道最小壁厚为800mm。

海阳主要设计情况介绍 循环水取排水沟道

海阳主要设计情况介绍 循环水取排水沟道

海阳主要设计情况介绍 循环水取排水沟道

海阳主要设计情况介绍 循环水取排水沟道

海阳主要设计情况介绍 循环水取排水沟道

海阳主要设计情况介绍 循环水取排水沟道 伸缩缝的设置 沟道地基为岩石。根据《水规》要求，隔20～30m设置一道伸缩缝。伸缩缝宽20mm，伸缩内设置两橡胶止水带和一道钢板止水带，伸缩缝空隙内填充聚苯乙稀和沥青油膏等柔性材料。为防止管道进水和停水时引起横向错位，在伸缩缝两侧的沟道内埋设连接插筋，插筋表面涂抹油脂。

循环水取排水沟道 材料选取 沟道混凝土：采用C40防水混凝土。混凝土的最大水灰比0.42，最大氯离子含量不得超过0.06%。 海阳主要设计情况介绍 循环水取排水沟道 材料选取 沟道混凝土：采用C40防水混凝土。混凝土的最大水灰比0.42，最大氯离子含量不得超过0.06%。 粉煤灰：混凝土中应掺加Ⅰ级粉煤灰，粉煤灰取代水泥的最大限量不宜大于20%（以重量计）。 规范根据： 1:《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476-2008) 2:《火力发电厂水工设计规范》（DL/T 5339-2006） 3:《海港工程混凝土防腐蚀规范》

海阳主要设计情况介绍 循环水取排水沟道 循环水压力沟道水压试验 压力管道的水压实验是对管道的接口、管材、施工质量的全面检查，是取水沟道验收的必要条件，但在实验过程中出现了不能稳压的情况， 《给水排水管道工程施工施工及验收规范》(GB50268-2008)与《电力建设施工及验收技术规范（水工结构工程篇）》（SDJ280-90）976号存在一定的冲突，在设计中如何执行规范，从规范的效力和适用范围看，采用国标更合适。施工单位根据专家意见进行了水压实验，实验结果满足要求。

海阳主要设计情况介绍 循环水取排水沟道

循环水取排水沟道 循环水压力沟道施工裂缝问题 山核工程部于2010年２月６日在海阳现场召开关于沟道裂缝原因分析和后期处理的专家研讨会。 海阳主要设计情况介绍 循环水取排水沟道 循环水压力沟道施工裂缝问题 山核工程部于2010年２月６日在海阳现场召开关于沟道裂缝原因分析和后期处理的专家研讨会。 会议纪要如下： a．从#1、#2机组CWS管道混凝土裂缝分析报告及现场观察，裂缝分布有一定规律，主要集中在管道中间1/3范围内，裂缝呈竖向分布。裂缝产生主要因为温度变化，是混凝土初期微裂缝在外界因素综合作用的结果。 管道分二次浇注，间隔时间在15天~25天之间，大都在09年夏季施工，第一次浇注混凝土对第二次浇注混凝土有一定的约束作用，这是裂缝多发生在施工缝以上的主要原因。 b．处理意见 只要宽度大于等于0.2mm的裂缝须全部进行压浆修复。 对宽度小于0.2mm的裂缝进行外观修复。

循环水取排水沟道 循环水压力沟道施工裂缝问题 c．建议改进措施 建议请专业单位进行裂缝修复，修复前应制定修复实施方案。 海阳主要设计情况介绍 循环水取排水沟道 循环水压力沟道施工裂缝问题 c．建议改进措施 建议请专业单位进行裂缝修复，修复前应制定修复实施方案。 d．对以后类似工程的建议 建议对管道分段长度、纵向钢筋间距及伸缩缝构造适当优化。 建议采用磨细矿渣、粉煤灰双掺，并将水泥用量适当下调，胶凝材料总量不变，经试配后实施。 建议针对相关工程特点编制专用技术规范，用于指导原材料控制、混凝土配合比设计、施工工程控制及验收控制

海阳主要设计情况介绍 虹吸井 （1）根据地质报告，抗浮计算水位接近地表，仅靠池体自重抗浮会造成浪费，根据此处地质条件较好，可采用锚杆抗浮，并采取必要措施，消除锚杆固定对混凝土施工期间收缩的影响。 （2）根据虹吸井受力特点，虹吸井侧壁采用变壁厚结构。

海阳主要设计情况介绍 虹吸井 虹吸井的结构特点是平面尺寸大，深度深，设计中的难点是抗浮验算不满足要求。针对该问题，设计院采用在底板加锚杆的形式来进行设计。因其基础下为岩性较好的岩石，锚杆一端锚入岩体内进行固定，另一端伸信虹吸井底板。通过抗拔力计算确定锚杆的数量间距等参数。 该方法有效的解决了虹吸井抗浮问题，比通常做法如配重、抬高基础等既经济又方便施工，为以后的设计提供了宝贵的经验。

海阳主要设计情况介绍 前池 海阳工程泵房前池的宽度达113m，深度达21m，这种空间尺寸决定了其结构形式不能同不常规泵房前池一样设计，同时还要考虑前池结构对水流的影响，因此必须从结构上进行改变。

海阳主要设计情况介绍 前池 1）前池无底板设计 取水前池的设计，由于前池平面尺寸过大，设计中根据前池部分的地质情况，采用了无底板设计，只设置扶壁式挡墙作为导流构筑物，有效解决了前池底板设计难的问题，也节省了大量的混凝土工程量。

海阳主要设计情况介绍 前池 2）扶壁式挡墙应用 由于挡墙高度达到21m，侧向土压力对其产生的作用很大，考虑一般的挡土墙则要用很大的断面，这样不仅对施工措施提高了要求也使得成本大幅上升。经过计算复核，分别从两个方面对问题进行了分解。 一方面适当降低挡土墙高度，在挡土墙背面放出一块平地，然后再进行放坡至厂坪标高，这样有效的减少了土压力对挡土墙的作用； 另一方面采用扶壁式挡墙，并在挡墙上设置泄水孔，这样既增加了挡墙的抵抗力同时也减少了地下水对挡墙的侧向力。挡土墙结构形式更加合理，造价更经济，同时也增加了厂区的美观。 锚杆抗倾覆:局部挡墙采用锚杆抗倾覆

海阳主要设计情况介绍 前池

海阳主要设计情况介绍 非放射性废水生产厂房 非放厂房地下为钢筋混凝土结构水池，地上为钢筋混凝土框排架结构。宽18m，长66.05m。1-3轴间地下为含油废水处理池，常年运行状态为满水状态，4-12轴为接收排放监测水箱基础区域，运行期池内无水，水箱里有水，12-13轴间为检修区域，地下为混凝土独立柱基础。由于1-3轴及4-12轴间运行状态不一致，在3-4轴间设置了一道伸缩缝，缝宽50mm，从基础到屋顶贯通。

海阳主要设计情况介绍 桥梁