胡小光 陳子華

(中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司，云南 昆明 650051)

1 工程概況

南歐江五級水電站是老撾南歐江梯級電站中規(guī)模最大的電站，它采用壩后式廠房開發(fā)。五級電站正常蓄水位441 m，相應(yīng)庫容3.35×108m3，校核洪水位441.918 m，相應(yīng)庫容3.5×108m3，死水位430 m，調(diào)節(jié)庫容1.42×108m3，具有調(diào)節(jié)性能，最大壩高74 m，總裝機容量240 MW。沖沙底孔金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備由1孔1扇沖沙底孔事故門和1孔1扇工作門組成。

2 設(shè)計方案

南歐江五級電站的沖沙底孔事故閘門設(shè)置的主要用途為：當沖沙底孔工作閘門或沖沙底孔段發(fā)生事故或需要檢修時動水下門擋水。

閘門孔口尺寸為4 m×6 m，淤沙高度為6 m(1倍孔口高)，為潛孔式定輪閘門，底檻高程為385.00 m，正常高水位為441.00 m，按正常高水位設(shè)計，設(shè)計水頭為56 m。閘門的操作條件為：采用加重塊動水下門，利用充水閥充水平壓后靜水啟門。因現(xiàn)場有條件，并考慮最優(yōu)化利用設(shè)備，啟閉機共用進水口1 600 kN雙向門機(軌上揚高12 m/揚程40 m)，并配拉桿進行操作，見圖1。

3 門葉設(shè)計

沖沙底孔事故門主要由門葉結(jié)構(gòu)、主輪、水封、反向支承、充水閥及加重塊組成。沖沙底孔事故門結(jié)構(gòu)設(shè)計按NB 35055水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范有關(guān)規(guī)定驗算其強度、剛度及穩(wěn)定。面板厚度δ=16 mm，閘門結(jié)構(gòu)材料采用Q345B，主輪材料為ZG35CrMo進行調(diào)質(zhì)處理。主輪鑄件需進行調(diào)質(zhì)處理,調(diào)質(zhì)處理后[σs]=5.5×10 N·m。輪子踏面淬火后硬度HB=240～270，踏面下100 mm處HB≥210。設(shè)計計算結(jié)果見表1。

閘門采用鋼板焊接組合結(jié)構(gòu)，門頂設(shè)充水閥，主梁采用焊接T型，支承采用帶滾動軸承的滾輪支承，頂、側(cè)水封采用“P”型水封，底水封為板型水封。閘門共分為2節(jié)制造、運輸，在工地焊接連成整體。為防止泥沙進入閘門梁格及門槽中，采用上游面板上游止水?？紤]安裝時方便調(diào)整閘門輪子保持同一踏面，主輪采用可無級調(diào)節(jié)的偏心輪，閘門開啟過流時，為減小門底負壓并防止發(fā)生空蝕，按規(guī)范要求，閘門底緣下游傾角設(shè)計成大于30°,見圖2。

表1 沖沙底孔事故門門葉主要構(gòu)件設(shè)計計算成果

4 門槽設(shè)計

與主輪材料對應(yīng)，主軌材料為ZG35CrMo。主輪軌道表面淬火，淬火深度不低于10 mm,軌道踏面需進行調(diào)質(zhì)處理,軌道踏面硬度為HB=270～300，踏面下10 mm處HB≥210。設(shè)計計算結(jié)果見表2。

表2 沖沙底孔事故門門槽主要構(gòu)件設(shè)計計算成果

5 防腐設(shè)計

由于受水下潮濕環(huán)境的不利影響，沖沙底孔事故閘門容易受到腐蝕破壞，所以必須對閘門進行有效的防腐，金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備的防腐嚴格按《水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)程》執(zhí)行。對閘門部分，先對底層噴砂除銹后進行熱噴鋅處理，再噴環(huán)氧磷酸鋅封閉，之后噴涂環(huán)氧云鐵防銹漆作為中間漆，最后噴丙稀酸聚氨酯漆作為面漆，以此來使閘門得到有效的保護。

6 結(jié)語

南歐江五級沖沙底孔事故閘門設(shè)計水頭高，過流流速大，工況復(fù)雜，設(shè)計中充分考慮了以上這些因素，嚴格按照有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，經(jīng)過一系列計算，保證各項指標滿足規(guī)范允許的范圍，確保各部位結(jié)構(gòu)設(shè)計安全可靠；借鑒其他相似水電站的寶貴經(jīng)驗，并根據(jù)此閘門的具體運行要求，確定了閘門、門槽的型式，合理配備了閘門啟閉設(shè)備，滿足大型電站的安全運行要求。

目前南歐江五級水電站所有機組均已發(fā)電，金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備均已投入運行，閘門水封良好，啟閉靈活可靠，運行狀況良好，該閘門的設(shè)計較好的為其他高水頭平板事故閘門的設(shè)計提供了參考和經(jīng)驗。