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        石阡縣木瓜溪水庫金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計布置簡介

        2021-06-15 02:06:06勞海軍
        小水電 2021年3期
        關(guān)鍵詞:攔污柵進(jìn)水口啟閉機(jī)

        韓 俊,勞海軍

        (中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司,貴州 貴陽 550081)

        1 工程概況

        木瓜溪水庫位于烏江左岸一級支流石阡河的上游,距離上游已建木瓜溪電站壩址約35 km,是1座以防洪供水為主,兼顧發(fā)電的水利樞紐工程。水庫校核洪水位543.77 m,總庫容1 955萬m3,正常蓄水位540.00 m,相應(yīng)庫容1 461萬m3,興利庫容633萬m3,水庫具有不完全年調(diào)節(jié)性能。人飲年供水量3 033萬t/a,供水規(guī)模8.3萬m3/d;灌溉供水量669萬t/a,下放生態(tài)流量1 927萬t/a,利用棄水發(fā)電,裝機(jī)容量2×1 200 kW,保證出力73.2 kW,多年平均發(fā)電量816萬kW·h,為Ⅲ等中型工程。工程樞紐由常態(tài)混凝土拋物線雙曲拱壩、壩身泄洪放空系統(tǒng)、左岸供水灌溉系統(tǒng)、左岸引水發(fā)電系統(tǒng)和地面廠房等組成。

        本工程的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備由泄洪放空系統(tǒng)、供水灌溉系統(tǒng)和引水發(fā)電系統(tǒng)三部分的閘門、攔污柵及其啟閉設(shè)備組成,共設(shè)置閘門7扇、攔污柵2扇、門(柵)槽9道、啟閉設(shè)備8臺套。金屬結(jié)構(gòu)工程量共計366.9 t。

        2 引水發(fā)電系統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備布置

        引水發(fā)電系統(tǒng)布置于大壩左壩段,為塔式結(jié)構(gòu),由進(jìn)水口、引水管、發(fā)電廠房、尾水渠組成,為一洞二機(jī)布置形式。順流依次設(shè)有1扇攔污柵、1扇進(jìn)水口事故閘門。機(jī)組后設(shè)1條尾水渠,不設(shè)置尾水檢修閘門(見圖1)。

        圖1 引水發(fā)電進(jìn)水口金屬結(jié)構(gòu)布置剖面

        2.1 進(jìn)水口攔污柵及啟閉設(shè)備

        進(jìn)水口設(shè)置1孔攔污柵,孔口尺寸為2.5 m×6.5 m(寬×高,下同),底檻高程516.00 m,設(shè)計水壓差4 m,總水壓力為650 kN。攔污柵采用潛孔平面直立滑動形式,主支承采用自潤滑復(fù)合材料滑塊。每扇分2節(jié)制作,節(jié)間用銷軸連接,現(xiàn)場拼裝。每節(jié)柵體采用雙主橫梁結(jié)構(gòu),縱向柵片利用橫向支撐桿連接固定,柵片與主橫梁螺栓固定。柵條采用扁鋼,凈距為35 mm。柵槽形式為Ⅰ型,寬0.5 m,深0.5 m。

        攔污柵平時通過拉桿連接至545.00 m高程的進(jìn)水口塔頂平臺鎖定,攔污柵的檢修、維護(hù)也在進(jìn)水口塔頂平臺上進(jìn)行。攔污柵采用進(jìn)水口100 kN移動式電動葫蘆靜水啟閉,電動葫蘆揚程6 m。攔污柵前后設(shè)水位計監(jiān)控水壓差,當(dāng)壓差達(dá)到2 m時,采用提柵人工清污。

        2.2 進(jìn)水口事故閘門及啟閉設(shè)備

        為給引水隧洞、機(jī)組進(jìn)水閥提供檢修條件并在發(fā)生事故時防止事故擴(kuò)大,在引水發(fā)電進(jìn)水口攔污柵后設(shè)置1扇事故閘門,閘門孔口尺寸1.4 m×1.7 m,底檻高程516.00 m,設(shè)計水頭25.38 m,支承中心距1.94 m,總水壓力832.8 kN。閘門門型為潛孔式平面定輪鋼閘門,定輪直徑400 mm,反向支承采用滑塊,側(cè)向支承采用槽外式簡支側(cè)輪,閘門為單吊點。閘門面板、水封均設(shè)在上游側(cè),定輪和側(cè)輪均采用自潤滑軸套,閘門整體制造。閘門動水閉門,小開度提門充水平壓后靜水啟門;閘門門槽下游側(cè)作為通氣孔通氣,門槽形式采用Ⅰ型,寬1 m,深0.6 m。

        閘門采用200 kN固定式卷揚機(jī)進(jìn)行操作,揚程30 m。啟閉機(jī)布置在塔頂排架549.50 m高程上的啟閉機(jī)室內(nèi)。平時閘門鎖錠在545.00 m高程壩頂平臺上,閘門的安裝和檢修也在此平臺進(jìn)行。

        3 供水灌溉系統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備布置

        供水灌溉系統(tǒng)也布置于大壩左壩段,為塔式結(jié)構(gòu),其進(jìn)水口緊鄰引水發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)水口。設(shè)備布置與引水發(fā)電系統(tǒng)相同,順流依次設(shè)有1扇攔污柵、1扇進(jìn)水口事故閘門(見圖2)。

        圖2 供水灌溉進(jìn)水口金屬結(jié)構(gòu)布置剖面

        3.1 進(jìn)水口攔污柵及啟閉設(shè)備

        進(jìn)水口設(shè)置1孔攔污柵,孔口尺寸為2.5 m×6.5 m,底檻高程516.00 m,設(shè)計水壓差4 m,總水壓力為650 kN。攔污柵采用潛孔平面直立滑動形式,主支承采用自潤滑復(fù)合材料滑塊。每扇分2節(jié)制作,節(jié)間用銷軸連接,現(xiàn)場拼裝。每節(jié)柵體采用雙主橫梁結(jié)構(gòu),縱向柵片利用橫向支撐桿連接固定,柵片與主橫梁螺栓固定。柵條采用扁鋼,凈距為50 mm。柵槽形式為Ⅰ型,寬0.5 m,深0.5 m。

        攔污柵平時通過拉桿連接至545.00 m高程的進(jìn)水口塔頂平臺鎖定,攔污柵的檢修、維護(hù)也在進(jìn)水口塔頂平臺上進(jìn)行。攔污柵共用引水發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)水口100 kN移動式電動葫蘆,靜水啟閉。攔污柵前后設(shè)水位計監(jiān)控水壓差,當(dāng)壓差達(dá)到2 m時,采用提柵人工清污。

        3.2 進(jìn)水口事故閘門及啟閉設(shè)備

        供水灌溉取水口閘門后連接供水灌溉鋼管,在鋼管下游設(shè)置了節(jié)制閥,為給供水灌溉鋼管、節(jié)制閥提供檢修條件并在發(fā)生事故時防止事故擴(kuò)大,在進(jìn)水口攔污柵后設(shè)置1扇事故閘門,閘門孔口尺寸1.4 m×1.4 m,底檻高程516.00 m,設(shè)計水頭25.38 m,支承中心距1.94 m,總水壓力832.8 kN。閘門門型為潛孔式平面定輪鋼閘門,定輪直徑400 mm,反向支承采用滑塊,側(cè)向支承采用槽外式簡支側(cè)輪,閘門為單吊點。閘門面板、水封均設(shè)在上游側(cè),定輪和側(cè)輪均采用自潤滑軸套,閘門整體制造。閘門動水閉門,小開度提門充水平壓后靜水啟門,閘門門槽下游側(cè)作為通氣孔通氣。門槽形式采用Ⅰ型,寬1 m,深0.6 m。

        閘門采用200 kN固定式卷揚機(jī)進(jìn)行操作,揚程30 m。啟閉機(jī)布置在塔頂排架549.50 m高程上的啟閉機(jī)室內(nèi)。平時閘門鎖錠在高程545.00 m高程壩頂平臺上,閘門的安裝和檢修也在此平臺進(jìn)行。

        4 泄洪系統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備布置

        泄洪系統(tǒng)由壩身中部1孔溢流表孔和2孔底孔組成。金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備主要包括1扇溢流表孔弧形工作閘門、2扇底孔進(jìn)口事故閘門、2扇底孔出口弧形工作閘門及其對應(yīng)的啟閉設(shè)備。

        4.1 溢流表孔工作閘門及啟閉設(shè)備

        溢流表孔孔口凈寬12 m,堰頂高程533.00 m,底檻高程532.597 m??紤]風(fēng)浪影響,閘門超高取0.597 m,門總高8 m,設(shè)計動載系數(shù)1.2,閘門總水壓力5 108.55 kN。門型選用主橫梁、直支臂弧形閘門,面板外緣半徑8.4 m,支鉸中心距底檻高度6 m,支鉸采用自潤滑球面軸承。閘門運行方式為動水啟閉,可局部開啟(見圖3)。

        圖3 溢流表孔金屬結(jié)構(gòu)布置剖面

        閘門采用QHLY2×400kN—4.9 m后拉式液壓啟閉機(jī)操作,啟(閉)門速度0.6 m/min。啟閉機(jī)配有1臺獨立泵站,采用雙回路供電,并設(shè)有2套油泵—電動機(jī)組,互為備用。啟閉機(jī)可現(xiàn)地操作,也可通過中控室遠(yuǎn)控操作。泵站及電控設(shè)備布置在545.00 m高程的壩頂平臺機(jī)房內(nèi)。

        由于死水位522.00 m低于偃頂高程533.00 m,庫水位在12月至3月份期間可消落到堰頂以下,有足夠的時間對工作閘門的門槽進(jìn)行檢修維護(hù);因此,工作閘門前不設(shè)檢修閘門。

        4.2 底孔工作閘門及啟閉設(shè)備

        2孔底孔布置在溢流表孔兩側(cè)的壩身中部,出口設(shè)2扇弧形工作閘門。閘門底檻高程513.00 m,孔口尺寸5 m×4 m,設(shè)計擋水水頭30.82 m,設(shè)計動載系數(shù)1.2,總水壓力9 320.8 kN。閘門采用潛孔式直支臂弧形閘門,門體采用π形框架、雙主橫梁結(jié)構(gòu),面板外緣半徑6 m,支鉸布置在底檻以上5.5 m,支鉸采用自潤滑球面軸承。閘門運行方式為動水啟閉,可局部開啟(見圖4)。

        圖4 底孔金屬結(jié)構(gòu)布置剖面

        閘門采用QHSY1000/400kN—6.1 m搖擺式液壓啟閉機(jī)操作,啟門速度0.8 m/min,閉門速度0.5 m/min,一門一機(jī)布置。每套啟閉機(jī)配有1臺獨立泵站,采用雙回路供電,并設(shè)有2套油泵—電動機(jī)組,互為備用。啟閉機(jī)可現(xiàn)地操作,也可通過中控室遠(yuǎn)控操作。泵站及電控設(shè)備布置在526.00 m高程的機(jī)房內(nèi)。

        4.3 底孔事故閘門及啟閉設(shè)備

        為給底孔工作閘門及門槽提供檢修條件,底孔進(jìn)口設(shè)1扇事故閘門,2孔共2扇。閘門底檻高程513.00 m,孔口尺寸5.02 m×4.62 m,設(shè)計水頭28.38 m,總水壓力7 787.6 kN。閘門門型為潛孔式平面定輪鋼閘門,主支承采用簡支式定輪,反向支承采用反向彈性滑塊,側(cè)向支承采用槽外式簡支側(cè)輪,定輪和側(cè)輪均采用自潤滑軸套,面板和止水布置在上游側(cè)。閘門運行方式為利用自重及配重動水閉門,小開度提門充水平壓后靜水啟門。

        閘門采用1 000 kN固定卷揚式啟閉機(jī)操作,揚程30 m,一門一機(jī)。啟閉機(jī)布置在塔頂排架550.50 m高程的啟閉機(jī)室內(nèi)。平時閘門鎖錠在542.00 m高程壩頂平臺上,閘門的安裝和檢修也在此平臺進(jìn)行。

        5 結(jié) 論

        金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計嚴(yán)格遵守國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)程規(guī)范,結(jié)合水庫樞紐工程布置合理確定了各部位閘門(攔污柵)的結(jié)構(gòu)形式、支承方式、止水形式等,并根據(jù)各類閘門(攔污柵)的運行要求和操作方式合理配置啟閉設(shè)備,確保設(shè)計選型布置合理,結(jié)構(gòu)設(shè)計安全可靠,滿足水庫的安全運行要求。

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