胡 嵩 舒劉海 丁 寧 劉 良 王長江

藺家壩泵站金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計

胡 嵩 舒劉海 丁 寧 劉 良 王長江

一、概述

藺家壩泵站工程是南水北調(diào)東線工程的第九級泵站，位于江蘇省徐州市銅山縣境內(nèi)。第一期工程新建藺家壩泵站，設(shè)計流量100m3/s（含備機），設(shè)計水位站上33.30m（廢黃河高程，下同），站下30.90m，設(shè)計揚程2.40m，平均揚程2.08m。

根據(jù)工程布置，藺家壩泵站金屬結(jié)構(gòu)部分包括進水渠攔污柵與清污機、泵站進口檢修閘門及攔污柵、泵站出口快速閘門、泵站出口事故檢修門、防洪閘門以及相應(yīng)的埋件和啟閉設(shè)備。

二、進水渠清污機

藺家壩泵站地處黃淮之間，屬暖溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，四季分明，雨量充沛。河內(nèi)水草叢生，水生植物（如水葫蘆、水花生等）較多，且多為藤狀，采用人工清理十分困難。該泵站采取二級攔污方式，在進水池上游約65m的清污機橋處設(shè)清污機，攔截從不牢河漂浮來的污物，污物通過清污機機械清污；在泵站流道進口處設(shè)一道攔污柵，進一步攔擊污物，并通過人工進行清污，該攔污柵與檢修門共槽。

該站清污機橋共12孔，中間6孔設(shè)清污機，兩側(cè)邊坡各3孔設(shè)攔污柵，由人工清污。清污機橋孔口基本參數(shù)如下：進水渠孔口尺寸（寬×高）為5.0m×7.2m，設(shè)計調(diào)水位為30.2～31.8m，底檻高程為27.00m(中間6孔)，清污機橋面高程為34.20m，柵條凈距為120mm。

設(shè)計選用6臺5.0m×7.2m鋼絲繩牽引式固定格柵清污機（GWS），其清污機傾斜布置，其與水平面傾角為80度，最大清污能力為30t/h，并且在清污機下方的清污機橋上布置一臺800mm寬皮帶運輸機，該機主要有柵體、機架、清污裝置、卸污裝置、傳動裝置、開閉耙裝置、壓繩裝置及電控裝置組成。運行由“下行”、“抬耙”、“上行”、“落耙”四個基本行程組成。在電氣控制系統(tǒng)指令下，耙斗從啟始位“下行”，耙口展開下行至污物堆積處，通過收緊鋼絲繩自動“抬耙”，耙口緊貼柵體抓緊污物“上行”直至卸污完成一次清污。污物由機身下的800mm寬的皮帶輸送機運至集污箱，再用汽車把集污箱連同污物一起運走。清污機運行時耙斗上下行由帶有傳動裝置的卷繩筒的正反轉(zhuǎn)來完成，其位置控制分別由裝有行程開關(guān)、限位開關(guān)、松繩開關(guān)的抬耙開關(guān)來控制。

由于調(diào)水河道水質(zhì)較好，清污機柵體材料設(shè)計采用Q235B，防腐采用噴鋅加涂刷油漆防腐。

三、進口檢修閘門、攔污柵及啟閉設(shè)備

進口檢修閘門設(shè)在泵站進水流道內(nèi)，孔口尺寸（寬×高）為5.66m×4.155m，底檻高程為24.55m，孔數(shù)為4孔，設(shè)1扇閘門?？紤]在設(shè)計調(diào)水條件下水泵機組出現(xiàn)故障時需閉門檢修，檢修閘門設(shè)計水位站下31.70m，站上無水。靜水啟門，通過旁通閥充水平壓。檢修閘門采用滑動式平面鋼閘門，門體材料為Q235B。四孔設(shè)一扇檢修閘門。

流道進口攔污柵與檢修閘門共槽，平時檢修閘門吊起鎖定于閘墩頂部，攔污柵入槽攔污，檢修時提起攔污柵并把檢修門放入閘槽內(nèi)。攔污柵共設(shè)四扇，配一臺20t汽車吊啟閉，同時兼作管理用。

四、出口快速閘門及啟閉設(shè)備

在泵站出水流道處設(shè)置快速閘門進行斷流。該閘門在調(diào)水期間置于孔口上方，處于待工作狀態(tài)，一旦水泵停機或出現(xiàn)故障，該門快速關(guān)閉擋水，防止水泵反轉(zhuǎn)，保護機組。

泵站快速閘門設(shè)計選用平面定輪鋼閘門，孔口尺寸（寬×高）為4.79m×4.61m，設(shè)計水頭為10.30m（考慮一定的水錘作用），底檻高程為24.30m，孔口數(shù)量共計4孔。

閘門采用平面定輪鋼閘門，共4扇，門葉尺寸（寬×高）5.30m×4.80m，選用雙主橫梁，在兩根主梁間設(shè)2塊（寬×高）1.55m×1.95m的小拍門，拍門四周設(shè)P型橡皮止水。閘門采用雙吊點布置，吊耳布置在頂橫梁上，頂橫梁與主橫梁端部及邊梁等高。支承采用懸臂式滾輪支承，輪體材料為ZG310-570，輪軸材料為40Cr，軸套材料為鋼基銅塑復(fù)合材料FZ-8，摩擦系數(shù)取0.14。閘門承受單向水頭作用，止水布置為單向止水，頂、側(cè)止水采用P型橡皮，底止水采用I型切角橡皮。

快速閘門動水啟閉，啟閉機設(shè)計選用QPKY-2×200kN液壓啟閉機，共4套，啟門速度為2.5m/min，閉門速度8m/min，行程為5.5m。液壓缸內(nèi)徑D=180mm，活塞桿直徑φ=100mm，有桿腔工作壓力P=12.8MPa，無桿腔工作壓力P=1.0MPa。設(shè)計選用油泵型號為PVH74QIC，額定壓力為 25MPa，額定流量為 74ml/r，配套電機為QA200L4A-B35，額定功率為30kW。液壓系統(tǒng)主要元器件選用進口優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

該系統(tǒng)共設(shè)兩個液壓泵站，放置在啟閉平臺下部的空箱室內(nèi)，兩個泵站互為備用，中間用管路連通。液壓泵站采用不銹鋼油箱及管路。

五、出口事故檢修閘門及啟閉設(shè)備

為了保證水泵及電機在出現(xiàn)事故時能迅速切斷流道內(nèi)水流，防止水流倒灌而對水泵電機造成的破壞，在快速閘門后設(shè)置事故檢修閘門。其主要參數(shù)如下：孔口尺寸（寬×高）為5.688m×4.883m，設(shè)計水頭為10.20m，底檻高程為24.30m，孔口數(shù)量共計4孔。

閘門采用平面定輪鋼閘門，共4扇，門葉尺寸（寬×高）6.12m×5.08m，選用雙主橫梁，閘門采用雙吊點布置，吊耳布置在頂橫梁上，頂橫梁與主橫梁端部及邊梁等高。支承采用懸臂式滾輪支承，輪體材料為ZG310-570，輪軸材料為45#鋼，軸套材料為鋼基銅塑復(fù)合材料FZ-2A，摩擦系數(shù)取0.14。閘門承受單向水頭作用，止水布置為單向止水，頂、側(cè)止水采用P型橡皮，底止水采用I型切角橡皮。

事故檢修閘門動水啟閉，啟閉機設(shè)計同出口快速閘門啟閉機。

六、防洪閘門及啟閉設(shè)備

防洪閘門設(shè)在泵站出口的防洪閘上，用來擋下級湖的洪水。平時閘門開啟，汛期閉門擋洪。其主要參數(shù)如下：孔口尺寸（寬×高）為8.0m×6.5m，防洪水位（100年一遇）為閘上36.82m，閘下30.90m，防洪水位（300年一遇）為閘上37.49m，閘下31.70m，底檻高程為27.50m，孔口數(shù)量共計4孔。

防洪閘門采用平面定輪鋼閘門，共4扇，門葉尺寸設(shè)計?。▽挕粮撸?.18m×6.75m，設(shè)計選用5根主橫梁，閘門采用雙吊點布置，吊耳布置在頂橫梁上。支承采用懸臂式滾輪支承，材料為ZG310－570，輪軸材料為 40Cr，軸套材料為鋼基銅塑復(fù)合材料FZ-8，摩擦系數(shù)取0.14。閘門承受單向水頭作用，止水布置為單向止水，頂、側(cè)止水采用P型橡皮，底止水采用I型切角橡皮。

防洪閘門動水啟閉，啟閉機設(shè)計選用QP-2×250kN卷揚式啟閉機，揚程為13.5m。

七、金屬結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計

除不銹鋼或復(fù)合不銹鋼外，該工程所有閘門及埋件表面防腐采用噴Ce鋁，噴涂前所有待涂裝的鋼結(jié)構(gòu)表面均應(yīng)清潔，去油、脂、疏松顆粒及其他污染物。表面應(yīng)噴砂處理，達到Sa2.5級，粗糙度至少為50～70μm，然后噴涂兩道Ce鋁，其厚度不小于120um，最后再涂刷兩道100um厚H52－9環(huán)氧云鐵防腐封閉漆，兩道80um厚J52－2氯化橡膠面漆。啟閉機采用涂刷防護漆封閉。

八、結(jié)語

該工程所有金屬結(jié)構(gòu)已安裝、調(diào)試完畢，通過了水下工程驗收，并在機組試運行過程中表現(xiàn)良好。閘門封水良好，啟門、閉門平穩(wěn)，無大的噪音和震動，為泵站機組的平穩(wěn)安全運行提供了良好的保障

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