4-6 输水、泄水建筑物
4-6-1 《小型水力发电站设计规范》GB 50071—2014
a） 5.5.12 有压引水隧洞全线洞顶以上的压力水头，在最不利运行工况下，不应小于2.0m。
【摘编说明】
有压流留有2.0m压力水头是几十年来我国有压隧洞设计一直沿用的标准。
【检查要点和方法】
检查隧洞内流速大小、水头损失计算和管道纵剖面顶部压坡线。“最不利运行条件”应包含水锤工况，即在各种运行水位下，电站增加负荷工况，洞顶以上应有不小于2.0m的压力水头。
4-6-2 《灌溉与排水工程设计规范》GB 50288—99
a） 5.2.16 位于多泥沙河流上重要的大型渠首工程，其防沙、排沙设施的设计布置方案，应通过水工模型试验确定。
【摘编说明】
本条规定旨在防止泥沙进入渠道或入渠泥沙在渠内淤积，从而影响进、输水能力。
【检查要点和方法】
检查防沙、排沙建筑物的型式和底部高程；分析防沙、排沙建筑物与引水建筑物的相对位置合理性，并应查阅水工模型试验成果文件。
b） 6.2.3 渠道衬砌结构的基底应坚实稳定。衬砌渠段无法避开湿陷性黄土、膨胀性土和可溶性盐含量大的土壤，以及裂隙、断层、滑坡体、溶洞或地下水位较高时，应首先采取工程处理措施。
【摘编说明】
对于渠道地基的不同情况，应分别按下列方法进行处理：
（1）湿陷性地基和新建过沟填方渠道，可采用浸水预沉法处理。沉陷稳定的标准为连续5d内的日平均下沉量小于1.0～2.0mm。
（2）强湿陷性地基，可采用深翻回填渠基、设置灰土夯实层、打孔浸水重锤夯压或强力夯实等方法处理。
（3）傍山、黄土塬边渠道，可采用灌浆法填堵裂缝、孔隙和小洞穴。灌浆材料可选用黏土浆或水泥黏土浆。灌浆的各项技术参数宜经过试验确定。对浅层窑洞、墓穴和大孔洞，可采用开挖回填法处理。
（4）对软弱土、膨胀土和冻胀量大的地基，可采用换填法处理。换填砂砾石时，压实系数不应小于0.93；换填土料时，大、中型渠道压实系数不应小于0.95，小型渠道不应小于0.93。
（5）膜料、沥青混凝土防渗渠道，必要时，应在渠基土中加入灭草剂进行灭草处理，并回填、夯实、修整成型后，方可铺砌。
（6）改建防渗渠道的地基，应特别注意渠坡新、老土的结合。填筑时，应将老渠坡挖成台阶状，再在上面夯填新土，整修成设计要求的渠道断面。
【检查要点和方法】
了解渠道沿线地质情况，对不良地质条件地段的渠道应视实际情况进行地基处理。
【案例分析】
南水北调中线总干渠河南段需穿越膨胀土（岩）地区，开挖期间多次发生滑坡和变形破坏，通过现场勘察和分析，地层中存在原生裂隙面是滑坡的内在因素，而锈发因素是降雨。膨胀土破坏实例说明，边坡破坏形式可分为膨胀变形破坏和滑坡破坏两大类。当遭遇雨水入渗或开挖卸荷时，渠道边坡极易产生滑坡。
膨胀土处理思路主要从稳定膨胀土的含水量和限制膨胀率两方面考虑。防止地面水和地下水入渗边坡十分重要，对渠道设计首先要做好坡顶防水、坡体排水、防止土体风化破坏、开挖及时封闭等。
工程处理措施分两大类：表面防护类和支挡类。表面防护类主要是换填非膨胀土、水泥改性土、覆盖土工模等；支挡类为土工袋、土工格栅加筋、抗滑桩、挡墙等措施。
4-6-3 《溢洪道设计规范》SL 253—2000
a） 3.3.5 实用堰堰顶附近堰面压力应符合下列规定：
1 对于常遇洪水闸门全开情况，堰面不应出现负压。
2 对于设计洪水闸门全开情况，堰顶附近负压值不得大于0.03MPa。
3 对于校核洪水闸门全开情况，堰顶附近负压值不得大于0.06MPa。
【摘编说明】
根据大量的试验研究和工程的实践经验，一般对溢流面的防空蚀设计，大都以过流边壁上的负压不超过0.03～0.06MPa作为控制标准，认为只要过流边壁上的负压值不再低于0.06MPa，即不会产生危险的空蚀现象。但现在一般倾向于采用水流空化数大于或小于该体型的初生空化数作为是否发生空化、空蚀的判别标准。
一般设计洪水时的溢洪水头Hs与定型水头Hd相差不是太大，且低堰与高堰的Hd选取不同，其中，虽然低堰的Hd比高堰的Hd值选取范围低一些，但因其发生负压的危险比高堰要低，故产生0.03MPa的负压值对混凝土堰面来讲是安全的。对于校核情况允许有不大于0.06MPa的负压产生，是考虑到根据一些试验资料，低堰时当水头超过1倍以上的定型水头时，堰面也不会产生超过0.06MPa的负压，而一般情况下溢流时最大水头不会超过定型水头1倍以上，故按前述的控制标准进行定型水头选择和堰型、堰面曲线选择，其结果应是安全的。
【检查要点和方法】
实用堰堰顶附近堰面压力的设计标准问题实际是溢洪堰面的防空蚀问题。溢洪道过流能力取决于控制堰的堰型和过流水头，而堰型和堰面曲线是由定型水头确定的。因为溢洪道实际运用水头是变化的，但定型水头却是一个定值，因此，设计中首先要选定一个定型水头，才能进行下一步的设计。
实用堰的泄流能力、堰面压力分布与堰型、堰面曲线、溢洪水头及堰高有关。河岸开敞式溢洪道的实用堰有高堰和低堰之分，一般认为上游堰高P1＞1.33Hd属高堰，1.33Hd≥P1＞0.3Hd属低堰。从堰型看，目前认为无论是高堰还是低堰，WES曲线是较优的，规范也推荐应优先选用WES堰面曲线。
对于高堰和低堰，其堰面最低负压值hmin/Hd是不同的，而且，低压区发生的位置也不相同。据有关资料表明，高堰堰面的最低负压位于堰顶上游侧，而低堰堰面的最低负压移到堰顶下游侧。另外，从有关研究中得知，对于低堰，堰面出现危险性负压的机会要比高堰少得多。有鉴于此，在选择定型水头时，对于低堰和高堰制定了不同的标准。SL 253—2000第3.3.1条规定，对于高堰的Hd在（0.75～0.95）Hmax范围内选择，而对于低堰则允许Hd在（0.65～0.85）Hmax范围内选择，即允许低堰的定型水头可以比高堰低一些。
4-6-4 《水工隧洞设计规范》SL 279—2002
a） 4.1.2 有压隧洞严禁出现明满流交替运行的运行方式，在最不利运行条件下，洞顶以上应有不小于2.0m的压力水头。
b） 4.1.3 高流速的泄水隧洞，严禁采用明满流交替运行方式。
【摘编说明】
泄洪隧洞洞内水流应为一种流态，即有压流或无压流。工程运行和模型试验表明，大于16m/s的高流速泄洪隧洞，如果洞内出现明满流交替流态时，往往会出现诸如振动、空蚀、磨损和动水压力等对结构不利的现象，对隧洞的过流能力、洞壁受力状态、隧洞周围建筑物等都会产生不同程度的不利影响。从国内外已建隧洞工程运行情况看，由于发生明满流交替而造成危害的工程实例较多。
【检查要点和方法】
检查洞内流速大小、水头损失计算和隧洞纵剖面洞顶压坡线。“最不利运行条件”应包含水锤工况，即电站在最低运行水位下，机组增负荷工况时，洞顶以上应有不小于2.0m的压力水头。
c） 5.2.1 高流速的水工隧洞，应根据试验选定各部位的体形，并使选定体形最低压力点（或可疑点）的“初生空化数”小于该处的“水流空化数”，否则必须采取相应的措施。空蚀可能性的判别方法参见附录A。
附录A 高流速防空蚀设计
A.0.1 空蚀可能性的判别应符合以下规定：
高流速水工隧洞设计时，应使水流空化数σ大于初生空化数σi。技施设计阶段高流速水工隧洞重要部位的σi值应通过试验测定。各类不经常使用的水工隧洞（除导流洞门槽外）以及易于检修的洞身段可采用σ≥0.85σi。
高流速水工隧洞应按下式进行沿程水流空化数计算：
式中 P 0——计算断面处的时均动水压力，kPa；当水流流速大于30m/s时，应计脉动压力的影响；
P a——计算断面处的大气压力，kPa；对不同高程按式（A.0.1-2）估算；
γ ω ——水的重度，kN/m3；
——海平面以上高度，m；
P v——水的汽化压力，kPa，按表A.0.1采用；
ρ ω ——水的密度，kN；
g ——重力加速度，m/s2；
v 0——计算断面处的水的流速，m/s，可按实测流速分布图取断面平均流速。
表A.0.1 水的汽化压力与水温的关系表
【摘编说明】
从已建高流速（V＞16m/s）泄洪隧洞发生事故的实例统计表明，由于空蚀破坏占隧洞损坏的大多数。而空化是产生空蚀的前提，因此，在高流速隧洞中如何防止或减轻空化引起的破坏具有重要意义，是高速水流水工隧洞防蚀设计中一个十分重要和必须考虑的问题。
空化的产生与水流内绝对压力降低至水的蒸汽压力接近的程度有关。一般引用一个无量纲参数“空化数”作为衡量水流发生空化可能性大小的指标。对易于产生空蚀的部位和地区，应按本条规定进行判别计算，并参照相似的已建工程经验和模型试验，调整优化结构布置、体形，尽量减低其初生空化数，使其小于工程实际运用中可能出现的最小水流空化数，否则，必须采取相应的防蚀、减蚀措施。
【检查要点和方法】
检查洞内流速、最小水流空化数以及相应的防蚀、减蚀措施。
d） 9.1.1 混凝土及钢筋混凝土衬砌的顶部（顶拱），必须进行回填灌浆。
【摘编说明】
水工隧洞顶部围岩与混凝土、钢筋混凝土衬砌间存有间隙，通过回填灌浆，可以发挥围岩的承载作用，改善衬砌的受力条件。
工程实践中，回填灌浆范围一般在隧洞顶拱90°～120°的部位，孔距、排距一般为2～6m，灌浆压力一般采用0.2～0.3MPa，灌浆孔钻穿衬砌深入围岩5m。在具体工程中，需要根据衬砌结构型式、隧洞的工作条件以及施工方法等综合研究确定。使用的灌浆材料，应根据围岩工程地质、水文地质和隧洞的工作条件选用。当地下水具有腐蚀性时，应采用抗侵蚀的水泥。
【检查要点和方法】
混凝土及钢筋混凝土衬砌的顶部脱空是造成水工隧洞结构破坏的主要原因，是工程质量检查的关键部位。
【案例分析】
（1）印度巴克拉坝右岸导流洞施工期发生明满流交替，冲毁闸门控制室及底部隔墙等；国内某工程的导流底孔，发生明满流过渡，将3m厚混凝土墙击穿，对工程造成严重影响。所以，应避免明满流交替不良的流态。
（2）某引水发电有压圆形隧洞，采用混凝土或钢筋混凝土衬砌。首次充水后检查，隧洞的漏水量约为0.4m3/s。连续运行15个月后，引水隧洞放空，进行例行检查发现：引水隧洞顶部混凝土局部开裂、脱落25处，不规则环状裂缝有28处，隧洞顶部沿中线纵向裂缝17处。分析原因：一是由于施工和地质因素在隧洞顶部形成的“超挖”，混凝土衬砌顶部未能填满；二是隧洞纵、横缝、灌浆孔封堵不好，横缝和反缝多处渗水，止水效果很差。
4-6-5 《风力提水工程技术规程》SL 343—2006
风力提水工程适用于具有风力资源地区的人畜供水，农田、人工草场的灌溉排水，滩涂地的排水，制盐业和水产养殖业的供排水等。本标准适用于单机功率0.1～20kW，总功率500kW以下的风力提水工程。
a） 6.1.1 风力提水工程设计应符合下列基本要求：
2 风力机、水源口、蓄水池处应设有安全防护设施和警示标志。
4 蓄水池应建在有重力供水条件的高处；在蓄水池周围不应建垃圾点、牲畜引水处，避免对水源造成污染；蓄水池出水管应设有阀门。
b） 6.4.4 水池设计应符合下列要求：
4 封闭式水池应设置清淤检修孔，开敞式水池应设护拦，护拦应有足够强度，高度不宜小于1.1m。
【摘编说明】
第6.1.1条共5款，纳入强制性条文是第2款和第4款，关系到人畜安全和保证供水水质不受污染的规定。
第6.4.4条共4款，其中第4款纳入强制性条文，对水池设计涉及人畜安全提出具体的要求。
【检查要点和方法】
风力提水工程设计对涉及人畜安全的部位应设置安全防护设施和警示标志等，以确保人畜安全。
4-6-6 《预应力钢筒混凝土管道技术规范》SL 702—2015
a） 4.0.6 在输水管道运行中，应保证在各种设计工况下管道不出现负压，在最不利运行条件下，压力管道顶部应有不少于2.0m的压力水头。
【摘编说明】
如果在正常运行中压力管道内出现负压，一般会出现振动、空蚀、掺气和脉动压力等作用，对管道的过流能力、结构的受力状态都会产生不利影响。有压流留有2.0m压力水头是几十年来我国有压隧洞设计一直沿用的标准。
【检查要点和方法】
检查管道内流速大小、水头损失计算和管道纵剖面顶部压坡线。“最不利运行条件”应包含水锤工况，即在各种运行水位下，开泵、停泵、抽水失电、调节流量等工况，洞顶以上应有不小于2.0m的压力水头。