摘 要：某水庫(kù)工程是惠水縣即將開(kāi)工建設(shè)的小一型骨干水源工程，工程的建設(shè)可以有效解決該地區(qū)工程性缺水問(wèn)題。水庫(kù)工程主要包括供水工程及灌溉工程。文章主要介紹了閘門(mén)、攔污柵、啟閉機(jī)等金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和布置特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：水庫(kù)；金屬結(jié)構(gòu)；閘門(mén)；蝶閥

1 工程概況

某水庫(kù)選址位于惠水縣漣江河左岸半坡河溝上，屬珠江流域紅水河水系。水庫(kù)設(shè)計(jì)最大壩高42.39米，總庫(kù)容120萬(wàn)立方米，估算總投資5000萬(wàn)元。水庫(kù)的工程任務(wù)是村鎮(zhèn)供水為主兼顧灌溉。水庫(kù)建好后，將解決高鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)及周邊村寨2萬(wàn)人生活生產(chǎn)用水和2500萬(wàn)畝農(nóng)田的灌溉用水。工程是供水和灌溉綜合效益為一體的水利工程項(xiàng)目。水庫(kù)規(guī)模為?。?）型，工程等別為Ⅳ等，樞紐大壩等主要建筑物為4級(jí)，次要建筑物為5級(jí)；村鎮(zhèn)供水工程屬Ⅳ等，其管道及管道建筑物為4級(jí)；灌溉工程屬Ⅴ等，灌溉輸水管道及管道建筑物為5級(jí)。需根據(jù)工程實(shí)際特性合理選擇匹配的閘門(mén)、攔污柵、啟閉機(jī)等金屬結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)分析。

2 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備布置與選型設(shè)計(jì)

初步設(shè)計(jì)設(shè)段，水工金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備根據(jù)工程總體布置的需要，主要設(shè)置在泄水系統(tǒng)、引水系統(tǒng)和輸水系統(tǒng)的相關(guān)建筑物上。水庫(kù)工程主要金屬結(jié)構(gòu)布置在取水設(shè)施和導(dǎo)流洞前，放空和取水設(shè)施由導(dǎo)流洞進(jìn)口采用“龍?zhí)ь^”形式改建而成，采用喇叭口型式，進(jìn)口設(shè)移動(dòng)式直立攔污柵，柵后設(shè)檢修閘門(mén)，檢修閘門(mén)后布置事故閘門(mén)，后設(shè)置通氣孔。通過(guò)DN600取水兼放空鋼管引水至下游進(jìn)行放空；從取水兼放空鋼管上連接DN300的取水鋼管至取水工作蝶閥；從取水兼放空鋼管上連接DN100的環(huán)境用水鋼管至下游原河道。主要金屬結(jié)構(gòu)有取水口攔污柵1扇，檢修閘門(mén)1扇，事故閘門(mén)1扇，DN600取水兼放空鋼管，DN300引水鋼管，DN100環(huán)境用水鋼管，DN600檢修蝶閥1個(gè)，DN600工作蝶閥1個(gè)，DN300工作蝶閥1個(gè)，DN100工作蝶閥1個(gè)。

2.1 進(jìn)口攔污柵選型設(shè)計(jì)

在進(jìn)水口進(jìn)口處設(shè)置攔污柵一扇，攔污柵孔口尺寸為4.0×2.8m（B×H），設(shè)計(jì)水頭4m，運(yùn)行方式為移動(dòng)式。柵體主材采用Q235B鋼板，性?xún)r(jià)比高，柵體重量2.3T，埋件重量2.6T，支承采用鋼滑塊，啟閉采用單吊點(diǎn)CD1型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆，起重重量為3T，揚(yáng)程為30m，懸掛在取水塔頂部啟閉機(jī)房大梁上。為了操作方便，攔污柵采用鋼絲繩啟吊?？紤]到水庫(kù)水質(zhì)較好，含渣量少，所以擬采用人工清污。

2.2 進(jìn)口檢修閘門(mén)設(shè)計(jì)

進(jìn)口檢修閘門(mén)，主要用于建筑物或工作閘門(mén)等檢修時(shí)短期擋水，通常在靜水中進(jìn)行啟閉。水庫(kù)檢修閘門(mén)設(shè)置在進(jìn)口攔污柵之后，事故閘門(mén)之前，主要用于檢修事故閘門(mén)及下游鋼管，此外，還充當(dāng)封堵閘門(mén)在下游施工時(shí)使用?？卓诔叽?.5×1.8m（B×H），閘門(mén)門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照25m水頭設(shè)計(jì)，閘門(mén)的運(yùn)行方式為靜閉靜啟，采用水柱閉門(mén)，在閘門(mén)上設(shè)置充水閥充水平壓，待閘門(mén)前后水位基本一致后，才能全開(kāi)閘門(mén)至檢修平臺(tái)處鎖定。閘門(mén)門(mén)體和埋件采用Q235B鋼，閘門(mén)門(mén)體重量為3.5T，埋件重6.5T，支承采用聚四氟乙烯滑塊，啟閉用單吊點(diǎn)QPG250KN-30m的高揚(yáng)程卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，起重重量為250KN，揚(yáng)程為30m，操作形式電動(dòng)。

2.3 進(jìn)口事故閘門(mén)設(shè)計(jì)

進(jìn)口事故閘門(mén)，其主要作用是能在動(dòng)水中截?cái)嗨饕员闾幚砘蚨糁顾老掠嗡l(fā)生事故的閘門(mén)。當(dāng)事故發(fā)生后，如果需要閘門(mén)具有快速關(guān)閉功能時(shí)，則此類(lèi)事故閘門(mén)又稱(chēng)為快速事故閘門(mén)?？焖偈鹿书l門(mén)的關(guān)閉特性時(shí)，應(yīng)在滿(mǎn)足機(jī)組、輸配水鋼管保護(hù)等功能需求，合理確定快速事故閘門(mén)的動(dòng)作下降特性，在接近門(mén)檻時(shí)，設(shè)計(jì)的閘門(mén)動(dòng)作速度不宜大于5m/mid的下降速度。事故閘門(mén)宜在靜水中開(kāi)啟。某水庫(kù)工程在攔污柵、檢修閘門(mén)后設(shè)置事故閘門(mén)一扇，閘門(mén)孔口尺寸為1.5×1.8m2，設(shè)計(jì)水頭為25m，閘門(mén)的運(yùn)行方式為動(dòng)閉靜啟，采用水柱閉門(mén)，在閘門(mén)上設(shè)置充水閥充水平壓，待閘門(mén)前后水位基本一致后，才能全開(kāi)閘門(mén)至檢修平臺(tái)處鎖定。當(dāng)其后的工作閘門(mén)需要檢修時(shí)，動(dòng)水下閘擋水，待檢修工作完成后靜水啟門(mén)，提升并鎖定于檢修平臺(tái)高程。閘門(mén)門(mén)體和埋件采用Q235B鋼，門(mén)體自重2.2T，埋件重量7.0T，支承采用聚四氟乙烯滑塊，啟閉用單吊點(diǎn)QPG160KN-30m的高揚(yáng)程卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，操作形式電動(dòng)。為了保證閘門(mén)靜水中開(kāi)啟，在閘門(mén)前后設(shè)置測(cè)水位差。控制閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)的上下游水位差。

2.4 檢修蝶閥設(shè)計(jì)

蝶閥由閥殼和閥體共同組成，其中：閥殼為一短圓筒，閥體形似一個(gè)圓盤(pán)，動(dòng)作時(shí)在閥殼內(nèi)繞水平或垂直軸旋轉(zhuǎn)。閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，閥體平面與水流方向垂直；開(kāi)啟時(shí)，閥體平面與流方向一致。在蝶閥選型設(shè)計(jì)時(shí)，蝶閥可設(shè)計(jì)為在動(dòng)水中關(guān)閉，但必須用旁通管平壓后方可在靜水中開(kāi)啟。某水庫(kù)工程在隧洞出口設(shè)置1個(gè)DN600的檢修蝶閥，用來(lái)檢修取水兼放空鋼管、引水鋼管、環(huán)境用水鋼管和各工作蝶閥，工作壓力采用39m，采用電動(dòng)操作。

2.5 放空工作蝶閥設(shè)計(jì)

在放空鋼管上設(shè)置1套DN600的工作蝶閥，控制鋼管的工作狀態(tài)，工作壓力采用39m，采用電動(dòng)操作。放空工作蝶閥平常處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)水庫(kù)需要放空操作時(shí)在動(dòng)水中完成開(kāi)啟，待放空工作完成后動(dòng)水關(guān)閉。

2.6 引水工作蝶閥設(shè)計(jì)

為了滿(mǎn)足引水工作與檢修需要，在引水鋼管的過(guò)流系統(tǒng)中裝設(shè)相應(yīng)的閥門(mén)實(shí)現(xiàn)對(duì)水流的合理控制，確保取水系統(tǒng)安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定運(yùn)行。進(jìn)水蝶閥具有操作簡(jiǎn)便、體積小、止水裝置完善等優(yōu)點(diǎn)。某水庫(kù)工程在引水鋼管上設(shè)置1套DN300的工作蝶閥，控制鋼管的工作狀態(tài)，工作壓力采用39m，采用電動(dòng)操作。

2.7 生態(tài)環(huán)境用水工作蝶閥設(shè)計(jì)

生態(tài)環(huán)境用水是指為生態(tài)環(huán)境修復(fù)與建設(shè)或維持現(xiàn)狀生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不至于下降所需要的最小需水量。為了確保某水庫(kù)工程建設(shè)，不對(duì)該河流水系生態(tài)環(huán)境造成破壞，設(shè)計(jì)了DN100的生態(tài)環(huán)境用水管道。在生態(tài)環(huán)境用水鋼管上設(shè)置1個(gè)DN100的工作蝶閥，控制鋼管的工作狀態(tài)的合理開(kāi)啟向河道下游放生態(tài)用水，工作壓力采用39m，閘閥的操作運(yùn)行條件為動(dòng)水啟閉，采用手動(dòng)操作。

2.8 取水兼放空鋼管、引水鋼管、環(huán)境用水管

進(jìn)口事故閘門(mén)后設(shè)置DN600取水兼放空鋼管217m，鋼管穿過(guò)隧道至下游，末端接入消力池；在取水兼放空鋼管接入DN300引水鋼管5m至引水工作蝶閥與灌區(qū)輸水管道連接；在取水兼放空鋼管接入DN100環(huán)境用水鋼管5m至下游原河道。

3 結(jié)束語(yǔ)

貴州省惠水縣某水庫(kù)工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告已于2014年10月完成，并已通過(guò)上級(jí)行業(yè)主管部門(mén)貴州省水利廳組織的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專(zhuān)家們的審查，即將進(jìn)入招標(biāo)及實(shí)施設(shè)計(jì)階段。審查結(jié)果表明，某水庫(kù)工程初步設(shè)計(jì)階段的金屬結(jié)構(gòu)選型、布置等均滿(mǎn)足相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)，并與工程實(shí)際特性匹配，設(shè)計(jì)方案合理可行。工程的建設(shè)實(shí)施，將會(huì)有效提高水資源的開(kāi)發(fā)利用率和抗旱救災(zāi)能力，對(duì)促進(jìn)地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著積極重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1]楊健.努爾加水庫(kù)金屬結(jié)構(gòu)布置與設(shè)計(jì)[J].小水電，2013（3）：40-43.

作者簡(jiǎn)介：黃麗（1984-），女，學(xué)歷：大學(xué)本科，職稱(chēng)：工程師，主要從事水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)工作。