曹昌平

（桐梓縣重點(diǎn)水源工程管理局貴州桐梓563200）

桐梓縣天門河水庫泄洪弧形工作閘門工作模式思考

曹昌平

（桐梓縣重點(diǎn)水源工程管理局貴州桐梓563200）

本文以閘門改造為核心，結(jié)合水庫實(shí)際情況，闡述了改造措施，并提出了要求，旨在為提高天門河水庫蓄水位提出理論依據(jù)。

天門河水庫；溢洪道閘門；技術(shù)改造；工作模式

1 概述

1.1 工程概況

天門河水庫位于桐梓縣城東北面天門河的小西湖上游，壩址以上流域面積203km2，壩址以上流域多年平均降水量1139.5mm,多年平均流量3.82m3/s,多年平均徑流量11900萬m3；水庫校核洪水位1002.80m(P=0.1%),設(shè)計(jì)洪水位1002.10m(P=1%),防洪高水位1001.90m,一期正常蓄水位991.00m（原設(shè)計(jì)）,主汛期防洪限制水位991.00m;水庫總庫容2560萬m3，防洪高水位庫容2380萬m3,一期正常蓄水位庫容820萬m3,防洪庫容1560萬m3,死庫容320萬m3，一期興利庫容500萬m3，庫容系數(shù)4.20%。樞紐工程包括大壩、溢洪道及放水建筑物等。

水庫大壩為面板堆石壩，大壩壩頂高程1004m,最大壩高46.5m壩頂長194m，壩頂寬6.0m，最大壩底寬136.72m。

溢洪道位于左岸，溢流凈寬25m，堰頂高程991.00m，設(shè)5扇5m×4m（寬×高）潛孔弧形鋼閘門。溢洪道出口處采用挑流消能。

放空兼沖沙隧洞設(shè)于右岸，斷面尺寸4.5m×6.6m（寬×高），洞身長157.8m，進(jìn)口底板高程977.50m，進(jìn)口處分別設(shè)3m×3m檢修和工作閘門各一扇。

放水隧洞布置于河床右岸，洞徑2.0m，進(jìn)口底板高程983.0m，進(jìn)口設(shè)2m×2m平面檢修和工作閘門各一扇。

天門河水庫工程于2008年完成樞紐工程建設(shè)并開始蓄水，在天門河水庫上游建的新橋水庫是一座城市供水水庫，于2014年5月下閘蓄水，壩址以上流域面積74.7km2，多年平均徑流量4420萬m3，水庫總庫容1290萬m3，正常蓄水位以下庫容1090萬m3，死庫容80萬m3，興利庫容1010萬m3，具備年調(diào)節(jié)性能。

1.2 縣城用水需要對水庫運(yùn)用調(diào)度提出的新要求

2020年,城市用水需水量1767萬m3/年,桐梓煤化工及桐梓電廠一期已投入運(yùn)行，工業(yè)園區(qū)用水量6467萬m3，高新區(qū)用水量736萬m3,總用水量8234萬m3/年。根據(jù)《桐梓縣人民政府關(guān)于縣城區(qū)域城市及工業(yè)用水供水方案調(diào)整的會議紀(jì)要》，除新建壇子口水庫、桐梓河提水工程外，尚需提高天門河水庫正常蓄水位以增加供水能力，使天門河水庫與新橋水庫聯(lián)合運(yùn)行供水能力達(dá)到4527萬m3/a以上。

為了滿足縣城用水需求,只有提高兩個水庫工程的運(yùn)行效益，近期實(shí)現(xiàn)天門河水庫(一期正常蓄水位991.00m)和新橋水庫聯(lián)合運(yùn)行，P=95%供水能力4033萬m3/年。根據(jù)《桐梓河流域（桐梓縣境內(nèi)）水量分配方案》及批復(fù)，要求天門河水庫非主汛期正常蓄水位提高至995.00m，與新橋水庫聯(lián)合供水能力達(dá)4581萬m3/年。天門河水庫若按一期正常蓄水位991.00m運(yùn)行，與新橋水庫聯(lián)合運(yùn)行的供水能力遠(yuǎn)不能滿足桐梓縣城區(qū)域城市及工業(yè)用水的要求。

天門河水庫非主汛期正常蓄水位要提高至995.00m，只有根據(jù)上游來水情況，提前或者進(jìn)入非主汛期關(guān)閉溢洪道閘門蓄水，才能滿足縣城生產(chǎn)生活和工業(yè)用水需要。因此，必須改變現(xiàn)有溢洪道閘門的運(yùn)行工況，以滿足縣城用水需要對水庫運(yùn)用調(diào)度提出的新要求。

2 閘門技術(shù)改造

2.1 改造依據(jù)

根據(jù)水利水電等級劃分標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，該水庫屬于中型規(guī)模水庫，其中樞紐工程為III級等別。水庫樞紐工程中的主要建筑物，如大壩、泄放水構(gòu)造物以及放空與沖沙構(gòu)造物均按照三級要求進(jìn)行設(shè)計(jì)；次要建筑物，如消防放沖構(gòu)造物等需按照四級要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2 改造方案選定與布置

2.2.1 閘門及其機(jī)電設(shè)備實(shí)際狀況與檢測結(jié)果

溢洪道處在左岸，溢流寬度為25m，溢洪道選取中孔泄洪方式，總共布置五個泄洪孔，使用弧形工作門，共有五扇，其中每一扇弧形門均配置一個弧形門啟閉裝置。

由工程等別得知，該水庫非汛期時(shí)的最高水位為995.0m。相關(guān)單位針對該水庫大壩等結(jié)構(gòu)構(gòu)造物進(jìn)行了細(xì)致的檢測，同時(shí)提出檢測結(jié)果。通過對檢測結(jié)果的分析可知，此工程五號閘門的開度指示存在錯誤信息，閘門無法正常啟動關(guān)閉，其他幾個閘門的工作狀況基本良好。閘門的外觀未發(fā)現(xiàn)形變、破損，局部止水壓縮量降低，并伴有破損跡象，多處主輪生銹情況嚴(yán)重。通過對閘門焊縫進(jìn)行超聲探傷得知，不存在超出缺陷。閘門銹蝕程度為一般等級，電氣線路的檢查發(fā)現(xiàn)，進(jìn)戶處未進(jìn)行重復(fù)接地，啟閉機(jī)也未進(jìn)行接地，溢洪道閘室的室內(nèi)也沒有設(shè)置相應(yīng)的接地防雷，啟閉機(jī)普遍存在控制箱沒有穩(wěn)定設(shè)置的情況，電氣線路大多沒有進(jìn)行穿管防護(hù)，少數(shù)接線端子直接裸露，被廢用的電氣器件沒有得到及時(shí)的處理，但線路絕緣以及工作溫升等均可滿足相應(yīng)工作規(guī)范的要求。

由以上檢測結(jié)果得知，該水庫溢洪道閘門的生銹腐蝕情況并不嚴(yán)重，但止水壓縮量降低，并伴有破損情況，側(cè)輪生銹；啟閉機(jī)缺乏接地設(shè)置，防雷接地不完善，除了五號閘門無法正常啟動關(guān)閉外，其他幾個閘門均可維持正常工作狀態(tài)。

2.2.2 改造方案

天門河水庫在提升蓄水位的過程中需要較為頻繁的對入庫洪水進(jìn)行調(diào)度，將使溢洪道閘門處于局部開啟狀態(tài)，為確保桐梓縣縣城的防洪安全，應(yīng)對原有溢洪道實(shí)施改造。

基于固定卷揚(yáng)式控制方法，考慮到水位提升時(shí)，局部狀況中的頻繁啟停有可能會使閘門出現(xiàn)振動，為消除安全風(fēng)險(xiǎn)，需將現(xiàn)有啟停機(jī)更改為液壓式啟停機(jī)。通過對改造實(shí)際情況的了解，為節(jié)約成本，在充分使用現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，選定改造方案如下：

（1）將原始的卷揚(yáng)式更改成液壓式，如圖1所示。啟閉機(jī)配套的機(jī)電設(shè)置需一同進(jìn)行更換調(diào)整。

（2）充分利用原有的主體結(jié)構(gòu)對吊耳等裝置實(shí)施改造。

（3）拆掉原有啟閉機(jī)的平臺廊亭，同時(shí)重新建立一個啟閉機(jī)室。

2.3 閘門改造注意事項(xiàng)

（1）實(shí)施改造過程中的切割、安裝等過程必須嚴(yán)格按照相應(yīng)驗(yàn)收規(guī)范執(zhí)行。

（2）按照圖紙上提出的要求對閘門構(gòu)件進(jìn)行切割，在切割過程中，應(yīng)注意防止構(gòu)件燒傷破損。

（3）此工程所用閘門是帶有胸墻的潛孔型閘門，由于其是在頂止水運(yùn)行，所以閘門外表面的光潔程度必須符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

（4）閘門改造以后，需按照相應(yīng)的防腐規(guī)范進(jìn)行防腐操作，以免閘門遭受較為嚴(yán)重的腐蝕。

3 閘門操作運(yùn)行要求

（1）此閘門的水頭設(shè)計(jì)值確定在11.8m，為保證安全閘門不允許超出以上設(shè)計(jì)值。

（2）閘門需進(jìn)行仔細(xì)的清理，并保持穩(wěn)定嗯運(yùn)行，禁止出現(xiàn)卡阻、振動等不良工況，啟停機(jī)不能超載工作。

（3）若閘門需進(jìn)行空載運(yùn)行，則止水橡膠和座板之間應(yīng)澆上適量的水進(jìn)行潤滑，以有效防止磨損情況的發(fā)生。

（4）閘門在正式運(yùn)行以前應(yīng)進(jìn)行全面的檢查，主要內(nèi)容有：吊耳和吊頭的銜接是否穩(wěn)固；門葉是否存在形變、銹蝕等不良情況；主支承與側(cè)反向設(shè)備的運(yùn)行是否靈活；螺栓是否緊固；止水橡膠的接頭位置是否緊密等。

（5）閘門在完成改造正式進(jìn)行運(yùn)行以后應(yīng)嚴(yán)格遵循調(diào)度的實(shí)際要求實(shí)施啟閉，同時(shí)安排專人對閘門和啟閉機(jī)進(jìn)行定期檢修與維護(hù)，禁止一切違章操作行為的發(fā)生。

（6）在進(jìn)入汛期時(shí)，

，應(yīng)指派專人進(jìn)行值守，切實(shí)做好相關(guān)記錄，尤其是在閘門開啟過程中存在的振動等情況，同時(shí)根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)信息給予相應(yīng)的要求，以規(guī)范閘門操作。確保閘門工況良好。除此之外，閘門與啟閉機(jī)死等一系列相關(guān)設(shè)備都需滿足廠家與設(shè)計(jì)方案所指出的運(yùn)行要求，全部金屬結(jié)構(gòu)都應(yīng)符合設(shè)計(jì)和施工要求，并以此為根據(jù)選取得當(dāng)?shù)膮?shù)指標(biāo)。

4 結(jié)語

桐梓縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展對水資源供應(yīng)提出了極為嚴(yán)格的要求，在此背景下，天門河水庫成為主要改造對象，選定采用切實(shí)提高蓄水位的方式滿足供水需求，但這樣的改造會使溢洪道閘門處于頻繁啟停狀態(tài)，原有閘門在這種工況下會產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的振動，對閘門的正常穩(wěn)定運(yùn)行帶來了一定影響。為此，結(jié)合實(shí)際情況與要求，需要對閘門進(jìn)行技術(shù)改造，將原始的卷揚(yáng)式更改成液壓式，這樣一來，不僅可以滿足蓄水位提高要求，還能有效保證閘門的運(yùn)行安全，帶來了可觀的社會與經(jīng)濟(jì)效益。

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（責(zé)任編輯：唐紅云）

圖1 液壓啟閉機(jī)

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