取水工程设计说明书.pdf
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1、百度文库-好好学习,天天向上-1 山东海阳核电厂循环水取、排水工程取水工程海工构筑物设计说明书 共 33 页 1 概述 山东海阳核电厂简介 山东海阳核电厂拟建于海阳市留格庄镇董家庄。其西北距海阳市约 22km,北距烟台市 93km,西南距青岛市约 107km。工程拟建 6 台第三代 AP1000 百万千瓦级核电机组,分三期建设,一期工程建设 2 台 AP1000 百万级机组,是国家十一五期间的重点建设工程。根据 2007 年 12 月 7 日山东电力工程咨询院提供的最新资料,一期工程夏季循环取排水量暂定为 134m3/s(包括常规岛辅机冷却水量和核岛厂用水量,下同);一,二期工程夏季循环取排水
2、量暂定为 268m3/s;一、二、三期工程夏季循环取排水量暂定为 402m3/s。核电厂自东南方向取水,一、二期工程由厂区的西北部排水,三期工程由厂区的东北部排水。设计主要依据(1)山东核电有限公司与中交第一航务工程勘察设计有限公司签订的“山东海阳核电厂循环水取,排水及大件设备海运码头勘察设计合同”;(2)中交第一航务工程勘察设计有限公司 山东海阳核电厂循环水取,排水工程地质勘察报告(2008 年 2 月);百度文库-好好学习,天天向上-2(3)中交第一航务工程勘察设计有限公司山东海阳核电厂循环水取,排水工程初步设计报告(2008 年 6 月);(4)山东海阳核电厂循环水取,排水工程初步设计报
3、告专家评审会会议纪要2008 年 6 月;设计 校核 校审 审核 (5)中交第一航务工程勘察设计有限公司 山东海阳核电厂循环水取,排水工程施工招标技术规格书技术规格书(2008 年 7 月);(6)中交天津港湾工程研究院有限公司山东海阳核电厂取水明百度文库-好好学习,天天向上-3 渠波浪水流数学模型试验报告2008 年 6 月;(7)中交天津港湾工程研究院有限公司山东海阳核电厂循环水取,排水海工工程整体物理模型试验2008 年 6 月;(8)中交天津港湾工程研究院有限公司山东海阳核电厂循环水取,排水海工工程防波堤断面物理模型试验2008 年 6 月;(9)天津市海岸带工程有限公司 山东海阳核电
4、厂循环水取,排水工程施工招标图纸审查意见2008 年 6 月;(10)南京水利科学研究院山东海阳核电厂循环水取、排水工程干式施工截渗围护设施渗流与稳定数学模型试验要求(中间资料);(11)山东海阳核电厂现有的与本工程有关的模型试验,勘察及设计资料。取水工程海工构筑物的种类、主要尺度及安全等级 取水工程的海工建筑物主要包括南防波堤、东防波堤、取水明渠施工围堰、厂区内截渗结构、二期及三期工程取水泵房施工围堰。根据电厂总体设计要求,取水工程属非核安全物项,按港口工程建筑物设计,但考虑取水防波堤兼有对厂区及核岛配套工程的掩护功能,是核电厂重要的防护性构筑物,其设计标准较一般港口工程适当提高。南防波堤
5、南防波堤长度为,堤顶高程从堤头到堤根为,防波堤底部天然泥面标高约为;设置截渗结构(从堤根到取水明渠施工围堰处)的堤长为,截渗结构的顶标高为。百度文库-好好学习,天天向上-4 南防波堤的结构安全等级为一级。东防波堤 东防波堤长度为,堤顶高程为,防波堤底部天然泥面标高约为。东防波堤的结构安全等级为一级。取水明渠施工围堰 取水明渠施工围堰为临时性建筑物,根据工程需要其结构内设截渗结构,其结构的南、北端分别与南防波堤、厂区护堤相接,长度约为,围堰顶标高为;截渗结构的顶标高为。考虑到施工围堰的重要性,其结构安全等级为三级。.厂区内截渗结构 厂区内截渗结构分为两部分,一部分为南防波堤堤根到天然岩盘的厂区内
6、截渗结构 1,长度约为,另一部分为取水明渠施工围堰北端到天然岩盘的厂区内截渗结构 2,长度约为.厂区内截渗结构的结构安全等级为三级。二、三期工程取水泵房施工围堰 由于核电二、三期工程的建设间隔较长,且该施工围堰建在取水明渠一侧,会对核电厂的取水安全造成影响,为厂区取水泵房干施工的挡水结构,因此,根据其重要性,该施工围堰按永久性建筑物设计。二期工程取水泵房施工围堰 二期工程取水泵房施工围堰由两部分组成,第一部分为沉箱结构施工围堰,总长度(轴线长度)为 250m。围堰顶标高为,前沿水深为,截渗结构顶标高为;第二部分为沉箱结构施工围堰到厂区工程分界点百度文库-好好学习,天天向上-5 范围内的截渗结构
7、,其总长度约为 78m。三期工程取水泵房施工围堰 三期工程取水泵房施工围堰由两部分组成,第一部分为沉箱结构施工围堰,总长度(轴线长度)为 250m。围堰顶标高为,前沿水深为,截渗结构顶标高为;第二部分为沉箱结构施工围堰到厂区工程分界点范围内的截渗结构,其总长度约为 78m。二、三期工程取水泵房施工围堰的结构安全等级为二级。建筑物的设计使用年限 核电厂取水工程海工建筑物中防波堤、二期及三期工程取水泵房施工围堰的设计使用年限按 100 年。本工程应遵守的主要导则,标准,规范及规程(1)核电厂厂址选择安全规定(HAF0100);(2)滨海核电厂厂址设计基准洪水位的确定(HAF0111);(3)核电厂
8、安全系统准则(GB13284-1998);(4)火 力 发 电 厂 水 工 设 计 技 术 规 范 (DL/T5339-2006);(5)海港水文规范(JTJ213-98);(6)港口工程荷载规范(JTJ215-98);(7)港口工程地基规范(JTJ250-98);(8)港口工程地质勘察规范(JTJ240-97);(9)重力式码头设计与施工规范(JTJ290-98);(10)防波堤设计与施工规范(JTJ298-98);百度文库-好好学习,天天向上-6(11)港口工程混凝土结构设计规范(JTJ267-98);(12)水运工程抗震设计规范(JTJ225-98);(13)用于水泥和混凝土中的粉煤灰(
9、GB1596);(14)港 口 工 程 粉 煤 灰 混 凝 土 技 术 规 程 (JTJ273-1997);(15)海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范(JTJ257-2000);(16)水 运 工 程 混 凝 土 质 量 控 制 标 准 (JTJ/T269-96);(17)水运工程混凝土施工规范(JTJ/T268-96);(18)港口工程质量检验评定标准(JTJ221-98);(19)水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范(SL 174-96);(20)水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(SL 62-94);(21)国家和地方政府颁布有关的导则,规范,规程及标准。2 设计条件 设计水位(高程系统以 1
10、956 年黄海基面为基准):根据各海工构筑物的安全等级及核电厂对其的设计要求采用如下的设计水位(1)取水南、东防波堤 表 2-1 百度文库-好好学习,天天向上-7 建筑物 设计潮位 取水南、东防波堤 DBF 水位 最大风暴潮增水()10%超越概率天文高潮位():设计高水位 100 年一遇高潮位:设计低水位 100 年一遇低潮位:(2)施工围堰设计水位 表 2-2 建筑物 设计潮位 二、三期工程取水泵房施工围堰 取水明渠施工围堰 设计高水位 100 年一遇高潮位:历时累积频率 1%的潮位:设计低水位 100 年一遇低潮位:历时累积频率 98%的潮位:极端高水位 50 年一遇高潮位:极端低水位 5
11、0 年一遇低潮位:设计波浪要素(1)取水南防波堤外侧波浪 表 2-3 DBF 最大风暴潮增水()+10%超越概率天文高潮位()时对应波高 百度文库-好好学习,天天向上-8 SE波向 水深 H1%(m)H5%(m)H13%(m)T(s)-7m -6m -5m*-4m*-3m*-2m*-1m*注:表中”*”为破碎波高 表 2-4 重现期 100 年一遇高潮位()时 100 年一遇波高 百度文库-好好学习,天天向上-9 波向 SE 向 T ESE 向 T 水深 H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)-8m -7m*-6m*-5m*-4m*
12、-3m*-2m*-1m*注:E 向波浪从深水推算至浅水,受地形影响已转为 ESE 向。表中”*”为破碎波高 表 2-5 百度文库-好好学习,天天向上-10 重现期 100 年一遇高水位()时 100 年一遇波高 波向 SW 向 T =S 向 T 水深 H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)-8m *-7m *-6m *-5m*-4m*-3m*-2m*-1m*注:表中”*”为破碎波高 表 2-6 百度文库-好好学习,天天向上-11 100 年一遇低水位()时 100年一遇波高 设计低水位()时 50 年一遇波高 E(ESE)向 T S
13、E向 T =S向 T SW向 T =E(ESE)向 T =SE向 T S向 T =SW向 水深 Hb(m)Hb(m)Hb(m)Hb(m)Hb(m)Hb(m)Hb(m)Hb(m)-8m -7m -6m -5m -4m -3m -2m 注:Hb为极限波高(2)取水南防波堤内侧波浪 百度文库-好好学习,天天向上-12 表2-7 100 年一遇高潮位()时 100 年一遇波高 位置 H1%(m)H5%(m)H13%(m)T (s)防波堤口门处 防波堤曲线段中部 直线与曲线交界处 (3)取水东防波堤外侧波浪 表2-8 DBF 最大风暴潮增水()+10%超越概率天文高潮位()时对应波高 水深 H1%(m)
14、H5%(m)H13%(m)T(s)-7m -6m -4m*表2-9 百度文库-好好学习,天天向上-13 重现期 100 年一遇高水位()时 100 年一遇波高 波向 SE 向 T ESE 向 T 水深 H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)-7m*-6m*-4m*注:E向波浪从深水推算至浅水,受地形影响已转为ESE向。表中”*”为破碎波高 表 2-10 100 年一遇低水位()时 100年一遇波高 设计低水位()时 50 年一遇波高 ESE(E)向 T SE 向 T ESE(E)向 T SE 向 T 水深 Hb(m)Hb(m)Hb(
15、m)Hb(m)-7m 百度文库-好好学习,天天向上-14-6m -4m 注:Hb为极限波高(4)取水东防波堤内侧波浪 同南防波堤内侧波浪。(5)取水明渠施工围堰 表 2-11 100 年一遇高水位时,25 年一遇的波浪 水深 H1%(m)H5%(m)H13%(m)T (s)-7m 注:1、波浪为从取水口传至施工围堰处的波浪。2、表中数值为中交天津港湾工程研究院有限公司山东海阳核电厂循环水取,排水海工工程整体物理模型试验的试验成果。(6)二期工程取水泵房施工围堰 表 2-12 采用 100 年一遇高水位时,100 年一遇的设计波浪重现期 水深 H1%(m)H5%(m)H13%(m)T (s)百度
16、文库-好好学习,天天向上-15-7m 注:表中数值为中交天津港湾工程研究院有限公司山东海阳核电厂循环水取,排水海工工程整体物理模型试验的试验成果。(7)三期工程取水泵房施工围堰 表 2-13 采用 100 年一遇高水位时,100 年一遇的设计波浪重现期 水深 H1%(m)H5%(m)H13%(m)T (s)注:表中数值为中交天津港湾工程研究院有限公司山东海阳核电厂循环水取,排水海工工程整体物理模型试验的试验成果。(8)防波堤、施工围堰施工期波浪 表 2-14 采用历时累积频率 1%的潮位时,5 年一遇的设计波浪重现期 项 目 H1%(m)H5%(m)H13%(m)T (s)取水东防波堤 取水南
17、防波堤 取水明渠施工围堰 百度文库-好好学习,天天向上-16 地形地貌及工程地质条件 地形地貌 山东核电厂厂址三面环海,位于山东省海阳市大辛庄镇南的半岛东部,地处乳山湾西南岬角东南端,厂区地形平缓,东西宽,南北窄,几乎四面环海,仅北侧有一狭长的颈状地带与大陆相接,自然地面标高一般在 512m。取水工程位于岛南,所在工程区域的地貌类型主要为平缓的剥蚀夷平台地,近海受海浪的冲蚀作用,多形成海蚀陡崖,崖下为海滩,向海微斜。陡崖的坡面多为地层层面或与层面近乎正交的裂隙面组成。崖下地面标高与高潮水位大致相当,崖下附近局部堆积有宽约1040m,厚约 03m 的碎石与砂,分布于高潮水位附近,与高潮水位大致相
18、当。崖下附近局部堆积有宽约 1040m,厚约 03m 的碎石与砂,分布于高潮水位附近,经常受海浪的冲刷.海岸堆积物以外为400500m 宽的潮间带,由于受潮水和海浪冲刷,潮间带大部分场地岩层裸露清晰,涨潮时被水所覆盖,局部基岩分布较深,表层岩石一般为中等风化岩,沿岸多见礁石。工程地质条件 岩土层分布情况 根据山东海阳核电厂循环水取、排水工程地质勘察报告,工程区域土层分布较有规律,在勘察深度范围内,土层自上而下主要分为:海相沉积的1淤泥、2淤泥质粉质粘土;陆相沉积的1粉质粘土、2粗砂;白垩系莱阳组(K1l)的1全风化岩、2强风化岩、3中风化岩、4微风化岩。百度文库-好好学习,天天向上-17 取水
19、勘察区位于厂区南护堤外侧,钻孔 Q1Q7 区段离护堤约200m 处且走向大体与之平行,为潮间带岩石海岸地段,低潮时岩石直接裸露,地形开阔,产状平缓。水下地形自西北向东南逐渐加深,钻孔 Q7 以东泥面高程从-3m-4m 逐渐增至-8m。取水工程所在工程区域的土层详细描述详见中交第一航务工程勘察设计院有限公司编制山东海阳核电厂循环水取、排水工程地质勘察报告。地基土的液化评价 取水工程所在大部分工程区域无覆盖层,均为岩基,堤头区域的第四系覆盖层较薄,且均为粘性土,工程区域内地基土不存在地震液化问题。地基土类别及建筑场地类别 勘察结果表明,取水工程所在区域的强风化岩面以上覆盖土层主要为第四系海相沉积(
20、Q4m)的1淤泥,场地覆盖层厚度为,平均厚度约为;按照水运工程抗震设计规范(JTJ225-98),取水区场地类别为类。抗震设防标准 根据国家标准建筑抗震设防分类标准(GB50223)的规定,本工程所在区域的地震基本烈度为 6 度,考虑到核电厂的重要性,取水工程按照抗震设防提高 1 度进行设计,设计基本地震加速度值取为。主要设计荷载(1)恒载:结构自重。百度文库-好好学习,天天向上-18(2)均布荷载 防波堤、施工围堰的均载的标准值为 10KN/m2。(3)流动机械 防波堤、施工围堰施工期的流动机械荷载。(4)波浪力 取水工程中的各单项工程按本说明书所列的设计水位、设计波浪标准及海港水文规范的有
21、关规定进行计算。(5)静水压力荷载 取水工程施工围堰及二、三期工程取水泵房施工围堰在其使用期在围堰内抽干水的情况下承受海侧随潮位变化而产生静水压力荷载。(6)地震荷载 地震荷载按水运工程抗震设计规范有关规定进行计算。取水工程结构方案 南防波堤 南防波堤采用人工块体护面的抛石斜坡堤结构,依据不同水深、不同波浪条件及使用功能进行分段设计,其中,从堤根到取水明渠施工围堰的 1141m 防波堤内,设防渗、隔热结构,并按干施工围堰要求进行截渗设计。南防波堤直线段(防波堤的堤前泥面标高为)防波堤堤顶高程为,堤顶宽度为,该防波堤堤身内、外坡度均取 1:;堤顶的外侧、内侧分别安放两排 8 吨扭王字块体、两排6
22、 吨四脚空心方块护面;堤身外侧、内坡的护面块体分别采用 8百度文库-好好学习,天天向上-19 吨扭王字块体、4 吨四脚空心方块(坡顶为 2 块 6 吨四脚空心方块护面);堤心石采用 300Kg 以下开山石,外坡护面的垫层块石重量为 300500Kg;在开山石堤心和护面垫层之间设置厚的 10100kg块石。为防止堤前波浪底流速的冲刷作用,堤脚设护底块石,护底范围为堤前 10m。根据核电厂隔热、防渗及取水工程施工围堰的止水要求,在该防波堤断面内设厚柔性地连墙截渗结构,顶标高为;柔性地连墙进入风化岩面以下,对柔性地连墙下透水率大于 10Lu的风化岩,采用高压帷幕灌浆截渗结构,帷幕灌浆的深度约 10m
23、,并结合现场实际情况确定。南防波堤直线段(防波堤的堤前泥面标高为)防波堤堤顶高程为,堤顶宽度为,该防波堤堤身内、外坡度均取 1:;堤顶的外侧、内侧分别安放两排 10 吨扭王字块体、两排6 吨四脚空心方块护面;堤身外侧、内坡的护面块体分别采用 10吨扭王字块体、4 吨四脚空心方块(坡顶为 2 块 6 吨四脚空心方块护面);堤心石采用 300Kg 以下开山石,外坡护面的垫层块石重量为 300500Kg;在开山石堤心和护面垫层之间设置厚的 10100kg块石。外侧、内侧护底块石重量分别为 200300Kg、150200Kg。该段防波堤内的截渗结构同南防波堤的截渗结构。南防波堤曲线段 由于外海波浪通过
24、东、南堤头之间的取水明渠传到防波堤内侧的波浪较大,为增强消浪效果,减少取水口处的波高,该段防波堤内坡考虑安放扭王字块体进行防护。百度文库-好好学习,天天向上-20 防波堤堤顶高程为,堤顶宽度为,该防波堤堤身内、外坡度均取 1:;堤顶的外侧到内侧分别安放两排 12 吨扭王字块体、一排6 吨四脚空心方块及一排 12 吨扭王字块体护面;堤身外侧、内坡的护面块体分别采用 12 吨扭王字块体、5 吨扭王字块体(坡顶为2 排 12 吨扭王字块体护面);堤心石采用 300Kg 以下开山石,外坡护面的垫层块石重量为 400600Kg;在开山石堤心和护面垫层之间设置厚的 10100kg 块石。护底块石重量为 2
25、00300Kg。东防波堤 东防波堤采用人工块体护面的抛石斜坡堤结构,并依据不同水深、不同波浪条件进行分段设计;东防波堤(堤前泥面标高为)该段防波堤堤顶不设挡浪墙,其堤顶高程为,堤顶宽度为,该防波堤堤身内、外坡度均取 1:;堤顶的外侧到内侧分别安放两排 8 吨扭王字块体、一排 6 吨四脚空心方块及一排 8 吨扭王字块体护面;堤身外侧、内坡的护面块体分别采用 8 吨扭王字块体、5吨扭王字块体(坡顶为 2 排 8 吨扭王字块体护面);堤心石采用250Kg 以下开山石,外坡护面的垫层块石重量为 300500Kg;在开山石堤心和护面垫层之间设置厚的 10100kg 块石。外、内侧护底块石重量分别为 20
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