云南省景谷縣威遠(yuǎn)江水電站金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

易春

摘 要：云南省思茅地區(qū)景谷縣威遠(yuǎn)江水電站是云南路橋公司投資的第一個(gè)水電項(xiàng)目工程。該工程設(shè)計(jì)周期時(shí)間短，質(zhì)量要求高，工程量控制嚴(yán)格。該研究通過(guò)介紹威遠(yuǎn)江水電站金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置方案，希望對(duì)今后同類型的電站設(shè)計(jì)具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：威遠(yuǎn)江 金屬結(jié)構(gòu) 方案設(shè)計(jì) 參數(shù)

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）12（c）-0077-05

1 工程概況

1.1 工程位置

威遠(yuǎn)江水電站位于云南省思茅地區(qū)景谷縣境內(nèi)威遠(yuǎn)江（又稱巴景河）下游河段上，是云南路橋公司投資的第一個(gè)水電項(xiàng)目工程，也是威遠(yuǎn)江干流骨干電站。電站位于思茅地區(qū)景谷縣益智鄉(xiāng)境內(nèi)，對(duì)外交通采用公路運(yùn)輸，距景谷縣的公路里程為50.4 km，距普洱縣的公路里程為163.4 km，距思茅市的公路里程為211.4 km，距昆明市的公路里程為541.4 km。

1.2 裝機(jī)規(guī)模和工程等級(jí)

該電站以發(fā)電為主，采用堤壩式開發(fā)，電站裝機(jī)容量3×24MW，水庫(kù)正常蓄水位905 m，設(shè)計(jì)洪水位900.41 m，校核洪水位907.46 m，死水位880 m，總庫(kù)容2.70×108 m3，水庫(kù)為不完全年調(diào)節(jié)。根據(jù)《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000的規(guī)定，本工程屬Ⅱ等大（2）型工程。攔河壩及泄洪建筑物為2級(jí)，引水系統(tǒng)和廠房為3級(jí)建筑物，次要建筑物及臨時(shí)建筑物為4級(jí)。擋水和泄洪建筑物均按100年一遇洪水設(shè)計(jì)，相應(yīng)洪峰流量為3320 m3/s；按2000年一遇洪水校核，相應(yīng)洪峰流量為5460 m3/s。消能防沖建筑物按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，相應(yīng)洪峰流量為1340 m3/s。廠房按100年一遇洪水設(shè)計(jì)，相應(yīng)洪峰流量為3320 m3/s；200年一遇洪水校核，相應(yīng)洪峰流量為3810 m3/s。

工程區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度，主要建筑物按Ⅶ度進(jìn)行工程抗震設(shè)防。

1.3 工程布置

樞紐主要由心墻堆石壩、右岸開敞式岸邊溢洪道、左岸導(dǎo)流隧洞、右岸泄洪（兼導(dǎo)流）隧洞、沖沙隧洞、引水系統(tǒng)、地面廠房、地面開敞式開關(guān)站等建筑物組成。

心墻堆石壩壩頂高程910 m，最大壩高93 m，壩頂寬8 m，壩頂長(zhǎng)244 m，壩體上游坡1∶1.8，下游壩坡1∶1.8，粘土心墻上下游坡1∶0.2。壩體總填筑量為164×104 m3（未含上游導(dǎo)流圍堰）。壩體上游壩腳采用與上游導(dǎo)流圍堰結(jié)合的方式，圍堰頂高程859 m，上游坡1∶2.75。

開敞式岸邊溢洪道緊靠右岸壩頂布置，由引渠段、閘室控制段、泄槽段和挑流鼻坎段組成。溢洪道中心線水平總長(zhǎng)365.043 m，其中引渠段長(zhǎng)約80 m，引渠底板高程886 m，開挖邊坡最高約125 m左右；閘室控制段長(zhǎng)36.466 m，溢流堰頂高程893 m，設(shè)兩個(gè)11m×12 m（寬×高）表孔，每孔設(shè)弧形工作閘門1扇；泄槽段長(zhǎng)223.897 m，挑流鼻坎段長(zhǎng)24.68 m，采用挑流消能。

左岸導(dǎo)流隧洞為圓拱直墻形，過(guò)水?dāng)嗝娉叽鐬? m×8.5 m（寬×高），進(jìn)口底板高程828m，出口底板高程824.47 m，底坡i=5‰，洞長(zhǎng)706.02 m，其中出口段后期改建為沖沙隧洞。

右岸泄洪（兼導(dǎo)流）隧洞由有壓洞段、閘門室段、無(wú)壓洞段和出口明槽及挑流鼻坎段組成。進(jìn)口底板高程835 m，出口底板高程828.64 m，進(jìn)口設(shè)1扇7 m×9 m（寬×高）的平板事故閘門。有壓洞段長(zhǎng)330 m，圓形斷面，洞徑D=8.5 m，底坡i=5‰；閘室段長(zhǎng)24 m，設(shè)置1扇7m×7 m（寬×高） 的弧形工作閘門；無(wú)壓洞段長(zhǎng)324.275 m，圓拱直墻形斷面，過(guò)水?dāng)嗝娉叽鐬?.6 m×10.5 m（寬×高），底坡i=1.4678%。

沖沙隧洞布置在河床左岸，采用龍?zhí)ь^型式與左岸導(dǎo)流隧洞結(jié)合。沖沙隧洞為圓拱直墻形斷面，過(guò)水?dāng)嗝娉叽鐬? m×5 m（寬×高），進(jìn)口底板高程857 m，分別設(shè)置1扇3 m×3 m（寬×高）的平板事故閘門和工作閘門。

引水發(fā)電系統(tǒng)布置在河床左岸，由引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、開關(guān)站等組成。

引水系統(tǒng)采用一管三機(jī)引水方式，引用流量136 m3/s，由岸邊式進(jìn)水口、引水隧洞和壓力鋼管及鋼岔管、支管組成。進(jìn)水口采用岸邊式，底板高程865 m，頂部高程與壩頂高程相同，為910 m；進(jìn)口設(shè)置3道4 m×15 m（寬×高） 的傾斜式攔污柵，傾角75°，采用清污機(jī)清污；進(jìn)水口設(shè)1孔1扇6.5 m×6.5 m（寬×高） 的平板事故閘門，采用固定式卷?yè)P(yáng)機(jī)啟閉。引水隧洞為圓形，由上平段、斜井段和下平段組成，洞身有兩種襯砌型式，混凝土襯砌段長(zhǎng)261.828 m，洞徑D6.5 m，鋼管襯砌段長(zhǎng)98.533 m，主管直徑5.8 m，主、支岔管均為月牙肋岔管。

發(fā)電廠房為地面式，主廠房（含安裝間）尺寸為71.07 m×18.5 m×34.6 m（長(zhǎng)×寬×高），內(nèi)裝三臺(tái)單機(jī)容量24MW的水輪發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)安裝高程為825 m，機(jī)組間距13 m，進(jìn)水閥采用蝴蝶閥。安裝間布置在主廠房左側(cè)，底板高程837 m。副廠房布置在主廠房上、下游側(cè)，上游副廠房布置電氣設(shè)備以及中控室、通信、通風(fēng)和休息室等；下游副廠房共二層，分別布置水、氣、油及通風(fēng)設(shè)備等。

開關(guān)站布置在廠房右側(cè)的大壩下游部位，利用壩后填筑體形成的平臺(tái)作為場(chǎng)地，平面尺寸為65 m×32 m （長(zhǎng)×寬），平臺(tái)高程836.8m。

1.4 水庫(kù)特征水位

校核洪水位（P=0.05%）907.46 m

設(shè)計(jì)洪水位（P=0.5%）900.41 m

正常蓄水位905.00 m

死水位880.00 m

2 設(shè)計(jì)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)endprint

（1）經(jīng)批準(zhǔn)后的可研設(shè)計(jì)報(bào)告。

（2）昆明院批準(zhǔn)的技術(shù)文件和會(huì)議紀(jì)要。

（3）會(huì)簽后的水工建筑物布置圖及其它專業(yè)有關(guān)的圖紙和技術(shù)文件。

（4）設(shè)總及上序?qū)I(yè)布置的設(shè)計(jì)任務(wù)書。

（5）會(huì)簽后的專業(yè)互提資料單。

（6）經(jīng)過(guò)評(píng)審和確認(rèn)后的外調(diào)資料和外購(gòu)件的產(chǎn)品樣本和使用說(shuō)明書。

2.2 設(shè)計(jì)遵循的標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家頒布的有關(guān)法令、法規(guī)

金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備的設(shè)計(jì)所遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有：《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范（DL/T5013）》；《水利水電工程啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范（SL41）》；《水利水電工程鋼閘門制造、安裝及驗(yàn)收規(guī)范（DL/T5018）》；《水利水電工程啟閉機(jī)制造、安裝及驗(yàn)收規(guī)范（DL/T5019）》；《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ17）》；其他一些有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范（有效版本）。

3 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備概述

在設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想上，既考慮了制造與安裝的要求，也考慮到了運(yùn)行和檢修維護(hù)的方便，同時(shí)還考慮到設(shè)備的安全可靠度和先進(jìn)性。努力使威遠(yuǎn)江水電站的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中既安全可靠又方便實(shí)用。

威遠(yuǎn)江水電站金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備根據(jù)水工樞紐總體布置共分為導(dǎo)流系統(tǒng)、泄洪系統(tǒng)（含右岸泄洪洞和右岸溢洪道）、沖沙系統(tǒng)、引水發(fā)電系統(tǒng)四大部分。整個(gè)電站共設(shè)有門（柵）槽19孔閘門14扇（其中弧形閘門3扇，平面閘門8扇、攔污柵3扇），各類啟閉機(jī)10臺(tái)（其中固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)4臺(tái)、液壓?jiǎn)㈤]機(jī)3臺(tái)、移動(dòng)式清污機(jī)1臺(tái)、單向門機(jī)一臺(tái)、移動(dòng)式電動(dòng)葫蘆1臺(tái)）。金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備總重約1806.44T（詳見(jiàn)文后金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備清單）。

3.1 導(dǎo)流洞系統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

在大壩的左岸設(shè)一條導(dǎo)流隧洞，其主要任務(wù)是在施工期用于導(dǎo)流。左岸導(dǎo)流洞的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備由平面導(dǎo)流封堵閘門、導(dǎo)流封堵閘門固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)等組成。

在導(dǎo)流洞進(jìn)口設(shè)有1孔1扇導(dǎo)流洞封堵閘門，底檻高程828.0m，閘門孔口尺寸為7.0m×8.75m（凈寬×凈高），設(shè)計(jì)擋水水頭為54.0m，總水壓力為31110kN。閘門為平面焊接鋼結(jié)構(gòu)型式，共分為三節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)采用銷軸連接為整體。閘門采用下游止水，滑道支承，并設(shè)有側(cè)、反向支承。閘門動(dòng)水下門，下閘水頭≤12 m，下門時(shí)依靠自重及加重。閘門操作采用1×2000 kN固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，揚(yáng)程為25 m，啟閉機(jī)吊具直接與閘門吊軸連接，可利用啟閉機(jī)的揚(yáng)程進(jìn)行全程一次啟閉。固定式卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)置在高程為862.2 m的排架上。導(dǎo)流封堵閘門組裝完畢后，鎖定在853.7 m平臺(tái)待命。在電站建設(shè)進(jìn)度至導(dǎo)流洞需封堵，水庫(kù)蓄水時(shí)，小于12 m水頭下動(dòng)水下閘關(guān)閉孔口。待導(dǎo)流洞堵頭施工結(jié)束投入工作后，閘門將完成擋水任務(wù)。

閘門的啟閉設(shè)備采用容量為2000 KN、揚(yáng)程25 m的固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)。啟門速度為1.14m/min，電動(dòng)機(jī)功率為55 KW。

閘門及啟閉機(jī)主要參數(shù)：

孔口形式：潛孔式

孔口寬：7 m

孔口高：8.75 m

底檻高程：828.00 m

設(shè)計(jì)水頭：54 m

孔口數(shù)量：1孔

閘門數(shù)量：1扇

操作條件：<12 m水頭動(dòng)水下閘

啟閉機(jī)型式：固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)

啟閉機(jī)容量：2000 KN

啟閉機(jī)揚(yáng)程：25 m

啟閉機(jī)數(shù)量：1臺(tái)

3.2 泄洪洞系統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

泄洪洞設(shè)置在水庫(kù)的右岸，其主要任務(wù)是參與泄洪。泄洪洞金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備設(shè)有1孔1扇平面定輪事故閘門、固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)和1孔1扇弧型工作閘門及其液壓?jiǎn)㈤]機(jī)。

3.2.1 泄洪洞平面事故閘門及啟閉機(jī)

泄洪洞進(jìn)口處設(shè)置有一孔一扇平面事故閘門，孔口尺寸7 m×9 m，設(shè)計(jì)水頭70 m，門槽底板高程835.0 m，鎖定平臺(tái)高程910.0 m。閘門采用上游止水，設(shè)滾動(dòng)軸承的定輪支承，為焊接鋼結(jié)構(gòu)平面閘門。閘門分上、中、下三節(jié)制造、運(yùn)輸，節(jié)間采用螺栓連接，將三節(jié)閘門在工地連接為一整體。節(jié)間設(shè)有止水。頂側(cè)水封形式為“P”形斷面，底水封形式為“條”形斷面，橡皮采用預(yù)壓縮達(dá)到止水的目的。操作條件為動(dòng)水條件下依靠閘門自重及加重關(guān)閉，啟門時(shí)由門上設(shè)置的充水小門充水平壓后靜水啟門。靜水起門時(shí)啟閉機(jī)先提升充水閥開度340 mm，打開閘門上設(shè)置的充水閥充水平壓，使閘門前后水位差≤2 m后再啟門。

事故閘門的門槽采用水力學(xué)條件較優(yōu)異的Ⅱ型結(jié)構(gòu)型式，為帶錯(cuò)距的最優(yōu)寬深比的門槽。錯(cuò)距處進(jìn)行倒圓和緩坡，圓角半徑R=50 mm，斜坡為1∶10。門槽工作段高度為18m。

事故閘門由一臺(tái)設(shè)置于高程922.0m排架上的固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)啟閉。啟閉機(jī)容量為1×2500

泄洪洞事故閘門及啟閉機(jī)主要參數(shù)：

孔口形式：潛孔式

孔口寬：7 m

孔口高：9 m

設(shè)計(jì)水頭：70 m

底檻高程：835.0 m

總水壓力+泥沙壓力：44000

孔口數(shù)量：1孔

閘門數(shù)量：1扇

操作條件：動(dòng)下靜啟

啟閉機(jī)型式：固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)

啟閉機(jī)容量：1×2500KN

啟閉機(jī)揚(yáng)程：80 m

起升速度：～1.37 m/min

吊點(diǎn)數(shù)量：?jiǎn)蔚觞c(diǎn)

啟閉機(jī)數(shù)量：1臺(tái)

泄洪洞事故閘門平時(shí)鎖定于高程為910.0m的鎖定平臺(tái)上，當(dāng)工作閘門或泄洪隧洞在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)，事故閘門啟閉機(jī)啟動(dòng)，先提升閘門約100～150 mm后停機(jī)，人工將鎖錠梁移開，然后重新啟動(dòng)啟閉機(jī)使閘門下降直至全關(guān)位置全關(guān)閉后停機(jī)。（閉門時(shí)應(yīng)注意關(guān)閉充水閥，即閘門到底檻后還有340 mm充水閥關(guān)閉行程）。

弧形工作閘門或泄洪隧洞事故處理完畢后，在弧形工作閘門關(guān)閉的情況下，可按照以下步驟提升事故閘門：首先啟動(dòng)啟閉機(jī)向上提升340mm，打開充水閥充水平壓。電動(dòng)機(jī)電源自動(dòng)切斷，啟閉機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。待確認(rèn)事故閘門前后水壓基本平衡后（水頭差≤2 m），重新啟動(dòng)啟閉機(jī)，提升閘門至上限位置，并將閘門重新鎖錠在高程為910.0m的鎖定平臺(tái)上。

3.2.2 泄洪洞弧形工作閘門及啟閉機(jī)

泄洪洞弧型工作閘門為一孔一扇，孔口尺寸7 m×7 m，設(shè)計(jì)水頭71.6 m，門槽底板高程833.4 m，啟閉機(jī)平臺(tái)高程859.93 m。焊接鋼結(jié)構(gòu)弧形閘門，采用主橫梁結(jié)構(gòu)體系，箱型主梁，門葉采用橫向分節(jié)，曲率半徑為R12 m，箱型直支臂，支承跨度4.5 m，支鉸高度為10 m，支鉸型式為自潤(rùn)滑軸承圓柱鉸。門葉結(jié)構(gòu)、支臂及褲衩焊接完成后，要求整體退火以消除內(nèi)應(yīng)力。廠內(nèi)組裝合格后門葉面板進(jìn)行整體加工。閘門動(dòng)水啟閉，并有局部開啟運(yùn)行要求。采用常規(guī)P型頂側(cè)水封與條形底水封相結(jié)合的止水，并在門楣處設(shè)置轉(zhuǎn)鉸防射水裝置。門槽采用常規(guī)深孔弧門型式。門槽底檻埋件和側(cè)軌埋件均為鋼結(jié)構(gòu)件，側(cè)軌上設(shè)有不銹鋼水封座板。

弧型工作閘門由一臺(tái)單吊點(diǎn)搖擺式深孔弧門液壓?jiǎn)㈤]機(jī)操作。啟閉機(jī)容量為3600KN/500 KN，最大行程10.0 m。液壓?jiǎn)㈤]機(jī)泵站設(shè)置于高程為859.93 m的啟閉機(jī)室內(nèi)。泵站設(shè)兩臺(tái)油泵電動(dòng)機(jī)組，電動(dòng)機(jī)功率為55KW，兩臺(tái)電機(jī)、油泵互為備用。啟閉機(jī)的油缸內(nèi)徑為Φ560 mm，活塞桿直徑為Φ260 mm，有桿腔計(jì)算壓力為18.6 MPa，無(wú)桿腔計(jì)算壓力為2.03 MPa。油缸缸體采用45鋼制作，活塞桿及吊頭均為45鋼。液壓?jiǎn)㈤]機(jī)設(shè)置有液壓和電氣等多套保護(hù)和控制裝置。（詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)生產(chǎn)廠家有關(guān)說(shuō)明及運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)）。

弧型工作閘門及啟閉機(jī)主要參數(shù)：

孔口形式：潛孔式

孔口寬：7 m

孔口高：7 m

設(shè)計(jì)水頭：71.6 m

總水壓力：45906

底檻高程：833.4 m

弧面半徑：12.0 m

支鉸高程：843.4 m

孔口數(shù)：1孔

閘門數(shù) ：1扇

操作條件：動(dòng)水啟閉局開運(yùn)行

啟閉機(jī)型式：搖擺式液壓?jiǎn)㈤]機(jī)

啟閉機(jī)容量：3600

啟閉機(jī)最大行程：10.0 m

啟門速度：0.67 m/min

閉門速度：0.52 m/min

吊點(diǎn)數(shù)量：?jiǎn)蔚觞c(diǎn)

啟閉機(jī)數(shù)量：1臺(tái)

工作弧門平時(shí)關(guān)閉，當(dāng)需要泄洪洞投入泄洪或向下游供水調(diào)節(jié)流量時(shí)，工作弧門開啟，此時(shí)按下液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的提升按鈕，閘門開啟，當(dāng)閘門提升到所需開度時(shí)，位置開關(guān)動(dòng)作，液壓?jiǎn)㈤]機(jī)自動(dòng)停機(jī)。

當(dāng)工作弧門需要關(guān)閉時(shí)，按下液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的下降按鈕，閘門下降，當(dāng)閘門降至全關(guān)位置時(shí)，位置開關(guān)動(dòng)作，液壓?jiǎn)㈤]機(jī)自動(dòng)停機(jī)。

工作弧門投入后，應(yīng)按下列要求進(jìn)行操作。

泄洪洞工作弧門既能全開全閉，也能按設(shè)置的開度要求局部開啟泄洪及調(diào)節(jié)流量。但局部開啟運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意避開閘門振動(dòng)區(qū)。泄洪洞工作弧門運(yùn)行時(shí)，必須配有雙回路供電電源，以確保安全。

3.3 溢洪道系統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

威遠(yuǎn)江水電站的溢洪道是電站主要的泄洪通道，溢洪道布置在水庫(kù)的右岸。設(shè)有2孔2扇表孔弧形工作閘門及其液壓?jiǎn)㈤]機(jī)?？紤]到溢洪道的重要性和工作閘門的安全性，溢洪道設(shè)有1扇檢修閘門，型式為平面焊接鋼疊梁門，為2個(gè)孔口所共用。啟閉機(jī)為共用單向門式啟閉機(jī)。

3.3.1 溢洪道平面檢修閘門及啟閉機(jī)

在溢洪道堰頂上游設(shè)有1扇檢修閘門，為兩個(gè)檢修閘門孔口所共用。閘門孔口尺寸為11.0 m×12.0 m，門槽底板高程892.6 m，設(shè)計(jì)水頭12.5 m，平臺(tái)高程910.0 m。為焊接鋼結(jié)構(gòu)平面疊梁閘門，疊梁門采用復(fù)合材料滑塊支承，共分4節(jié)，閘門的主梁為實(shí)腹式焊接組合梁。閘門采用下游止水，側(cè)水封為“P”型水封，底水封和節(jié)間水封為條型水封。閘門靜水啟閉，利用閘門自重靜水條件下關(guān)閉。啟門時(shí)先提最上節(jié)疊梁門50～100 mm節(jié)間充水平壓后提門，閘門充水平壓后的水位差應(yīng)≤1 m。各節(jié)門葉的上、下擺放順序不做限制。

門槽型式為Ⅰ型結(jié)構(gòu)，門槽的底檻和主、反軌均為焊接鋼結(jié)構(gòu)件，下游側(cè)主軌設(shè)有不銹鋼水封座板。

檢修閘門采用一臺(tái)2×300

溢洪道檢修閘門及啟閉機(jī)主要參數(shù)：

孔口形式：露頂式

孔口尺寸：11.0 m×12.0 m

孔口數(shù)量：2孔

閘門數(shù)量：1扇

底檻高程：892.60 m

設(shè)計(jì)水頭：12.5 m

總水壓力：8977 kN

操作條件：靜水啟閉

啟閉機(jī)形式：?jiǎn)蜗蜷T機(jī)

啟閉機(jī)數(shù)量：1臺(tái)

起升荷載：2×300kN

啟閉機(jī)揚(yáng)程：22 m

軌上揚(yáng)高：6.5m

起升速度：～1.5 m/min

軌距：4.5 m

正常情況下，溢洪道檢修閘門不工作，存放在儲(chǔ)門槽中。當(dāng)某扇工作弧門或液壓?jiǎn)㈤]機(jī)發(fā)生故障需要檢修或維護(hù)時(shí)，應(yīng)在靜水的情況下（即工作弧門處于關(guān)閉裝態(tài)），將疊梁檢修閘門分節(jié)放置在需要檢修的弧門前面的檢修門槽內(nèi)，然后開啟工作弧門放掉檢修門后的積水，即可對(duì)工作弧門或液壓?jiǎn)㈤]機(jī)進(jìn)行檢修或維護(hù)。檢修完畢后，關(guān)閉工作弧門，開啟最上節(jié)疊梁50～100mm節(jié)間充水平壓，使檢修閘門前后的水位差≤1 m。待平壓后再分節(jié)提出疊梁檢修閘門，工作弧門可恢復(fù)正常工作。

3.3.2 溢洪道弧形工作閘門及啟閉機(jī)

弧形閘門采用兩主橫梁、兩斜支臂焊接鋼結(jié)構(gòu)。主梁和支臂的斷面為“工”字型斷面。這種結(jié)構(gòu)形式具有閘門整體剛度好，便于加工制造等優(yōu)點(diǎn)?；￠T支鉸采用自潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承。在弧門兩側(cè)的邊梁上各布置有4個(gè)側(cè)導(dǎo)向輪?；￠T的側(cè)止水為“L”形橡膠水封，底止水為條形水封。門槽底檻埋件和側(cè)軌埋件均為鋼結(jié)構(gòu)件，側(cè)軌上設(shè)有不銹鋼水封座板。

每扇閘門采用一套2×1250kN的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)操作，液壓?jiǎn)㈤]機(jī)兩只油缸的上吊點(diǎn)分別布置在閘門兩側(cè)的邊墻上，下吊點(diǎn)分別鉸接在弧門兩側(cè)的邊梁上。液壓泵站布置在閘門之間閘墩的泵房里，每套泵站設(shè)有兩臺(tái)互為備用的油泵電動(dòng)機(jī)組?；￠T可在泵房現(xiàn)地控制，其信號(hào)也能在廠房中控室顯示，并留有中控室遠(yuǎn)程控制的接口。鑒于國(guó)內(nèi)一些電站溢洪道液壓?jiǎn)㈤]機(jī)雙缸出現(xiàn)的同步誤差等問(wèn)題，為保證閘門在開啟和關(guān)閉的過(guò)程中能平穩(wěn)運(yùn)行，液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)有專門的雙缸同步裝置。液壓?jiǎn)㈤]機(jī)還設(shè)有液壓、機(jī)械和電氣等多種保護(hù)裝置，以保證液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的安全運(yùn)行。（詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)生產(chǎn)廠家有關(guān)說(shuō)明及運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)）。

溢洪道檢修閘門及啟閉機(jī)主要參數(shù)：

孔口形式：露頂式

孔口尺寸：11.0×12.0 m2

孔口數(shù)量：2孔

閘門數(shù)量；2扇

底檻高程：892.60 m

支鉸高程：900.60 m

設(shè)計(jì)水頭：12.9 m

總水壓力：9360.0 kN

操作條件：動(dòng)水啟閉，局開運(yùn)行

弧門半徑：14 m

液壓?jiǎn)㈤]機(jī)數(shù)量：2套

液壓?jiǎn)㈤]機(jī)容量：2×1250 kN

活塞桿最大行程：5.9 m

活塞桿工作行程：5.7 m

活塞桿運(yùn)行速度：～0.5 m/min

吊點(diǎn)間距：10.0 m

油機(jī)支鉸高程：906.0 m

溢洪道不泄洪時(shí)，2扇工作弧門全部關(guān)閉擋水，當(dāng)汛期需要溢洪道泄洪時(shí)，可以開啟1～2扇弧門泄洪。溢洪道工作弧門可以全開泄洪，也可以在1/5、2/5、3/5、4/5的開度下局部開啟運(yùn)行，為確保閘門運(yùn)行的安全，在啟閉過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)某個(gè)開度閘門振動(dòng)激烈，在局部開啟運(yùn)行時(shí)應(yīng)盡量避免此開度。溢洪道工作弧門必須配有雙回路供電電源，以確保安全。

從大壩泄水建筑物的安全考慮，溢洪道表孔弧門在泄洪時(shí)宜對(duì)稱開啟操作，具體操作要求應(yīng)按水庫(kù)水文資料，結(jié)合發(fā)電及泄洪要求給出的最佳組合開啟方案進(jìn)行。

3.4 沖沙洞系統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

沖沙洞設(shè)置在水庫(kù)的左岸，其主要任務(wù)是沖沙。沖沙洞金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備由1扇平面事故閘門、事故閘門固定卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)和1扇平面工作閘門及其工作閘門固定卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)啟閉組成。

3.4.1 沖沙洞平面事故閘門及啟閉機(jī)

在沖沙洞進(jìn)口處設(shè)有一扇孔口尺寸3 m×3 m的平面事故閘門，設(shè)計(jì)水頭48.0 m，采用滾動(dòng)軸承的定輪支承。閘門為平面焊接鋼閘門。采用上游止水，頂、側(cè)水封采用“P”形水封，底水封為條形水封。利用閘門自重及加重動(dòng)水關(guān)閉，但啟門時(shí)應(yīng)注意先開啟后面的工作門后再動(dòng)水起事故門，該門不允許局部開啟。

事故閘門的門槽型式采用Ⅱ型結(jié)構(gòu)，為帶錯(cuò)距的最優(yōu)寬深比的門槽。錯(cuò)距處進(jìn)行倒圓和緩坡，圓角半徑R=50 mm，斜坡為1∶10。門槽工作段高度為9 m，從866.0 m高程以上不設(shè)門槽，既節(jié)約了材料，也縮短了安裝周期。

閘門的啟閉設(shè)備采用容量為1250KN、揚(yáng)程55m的固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)啟閉閘門。啟閉機(jī)啟閉速度為1.21 m/min，電動(dòng)機(jī)功率為30 KW。啟閉機(jī)的卷筒直徑為φ1200 mm，卷筒上鋼絲繩為為四層折線纏繞。固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)由起升機(jī)構(gòu)、機(jī)架、動(dòng)力裝置、控制裝置等部件組成。起升機(jī)構(gòu)均設(shè)置有高度指示裝置、主令控制裝置和荷重測(cè)控裝置。起升機(jī)構(gòu)的吊具與事故閘門連接。啟閉機(jī)上設(shè)有機(jī)械和電氣等保護(hù)和控制裝置，可保證啟閉機(jī)安全運(yùn)行。安裝完畢后必須進(jìn)行動(dòng)、靜負(fù)荷試驗(yàn)方可投入使用。（詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)生產(chǎn)廠家有關(guān)說(shuō)明及運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)）。

沖沙洞事故閘門及啟閉機(jī)主要參數(shù)：

孔口形式：潛孔式

孔口寬：3 m

孔口高：3 m

底檻高程：857.0 m

設(shè)計(jì)水頭：48.0 m

淤沙高度：10 m

總水壓力+泥沙壓力：6074 kN

孔口數(shù)量：1孔

閘門數(shù)量：1扇

操作條件：動(dòng)水啟閉，全開全關(guān)endprint

啟閉機(jī)型式：固定式卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)

啟閉機(jī)容量：1250 kN

啟閉機(jī)揚(yáng)程：55m

起升速度：～1.2 m/min

吊點(diǎn)數(shù)量：?jiǎn)蔚觞c(diǎn)

啟閉機(jī)數(shù)量：1臺(tái)

事故閘門平時(shí)鎖定于高程為910.0m的平臺(tái)上，當(dāng)工作閘門或沖沙隧洞在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)，事故閘門啟閉機(jī)啟動(dòng)，提升閘門約100～150 mm后停機(jī)，人工將鎖錠梁移開，然后重新啟動(dòng)啟閉機(jī)使閘門下降直至全關(guān)位置全關(guān)閉后停機(jī)。

沖沙工作閘門或沖沙隧洞事故處理完畢后，在平面工作閘門先開啟的情況下，可以提升事故閘門。提升閘門至上限位置，并將閘門鎖錠在高程為910.0 m的鎖定平臺(tái)上。嚴(yán)禁在工作閘門未開啟的情況下，將事故閘門直接開啟。

3.4.2 沖沙洞平面工作閘門及啟閉機(jī)

工作閘門孔口尺寸3 m×3 m，設(shè)計(jì)水頭50.46 m，采用滾動(dòng)軸承的定輪支承。閘門為平面焊接鋼閘門。采用上游止水，頂、側(cè)水封采用“P”形水封，底水封為條形水封。利用閘門自重及加重動(dòng)水關(guān)閉，動(dòng)水啟門，全開全關(guān)，不做局部開啟運(yùn)行。

工作閘門的門槽型式采用Ⅱ型結(jié)構(gòu)，為帶錯(cuò)距的最優(yōu)寬深比的門槽。錯(cuò)距處進(jìn)行倒圓和緩坡，圓角半徑R=50 mm，斜坡為1∶10。門槽工作段高度為9 m，從866.0 m高程以上不設(shè)門槽，既節(jié)約了材料，也縮短了安裝周期。

閘門的啟閉設(shè)備采用容量為1250KN、揚(yáng)程55m的固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)啟閉閘門。啟閉機(jī)啟閉速度為1.21m/min，電動(dòng)機(jī)功率為30KW。固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)由起升機(jī)構(gòu)、機(jī)架、動(dòng)力裝置、控制裝置等部件組成。起升機(jī)構(gòu)均設(shè)置有高度指示裝置、主令控制裝置和荷重測(cè)控裝置。起升機(jī)構(gòu)的吊具與事故閘門連接。啟閉機(jī)上設(shè)有機(jī)械和電氣等保護(hù)和控制裝置，可保證啟閉機(jī)安全運(yùn)行。安裝完畢后必須進(jìn)行動(dòng)、靜負(fù)荷試驗(yàn)方可投入使用。（詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)生產(chǎn)廠家有關(guān)說(shuō)明及運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)）。

沖沙洞工作閘門及啟閉機(jī)主要參數(shù)：

孔口寬：3 m

孔口高：3 m

底檻高程：857.0 m

設(shè)計(jì)水頭：50.46 m

總水壓力：6318.3 kN

孔口數(shù)量：1孔

閘門數(shù)量：1扇

操作條件：動(dòng)水啟閉 全開全關(guān)

啟閉機(jī)型式 ：固定式卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)

啟閉機(jī)容量：1250 kN

啟閉機(jī)揚(yáng)程：55 m

起升速度：～1.2 m/min

吊點(diǎn)數(shù)量：?jiǎn)蔚觞c(diǎn)

啟閉機(jī)數(shù)量：1臺(tái)

沖沙工作閘門平時(shí)關(guān)閉擋水。當(dāng)水庫(kù)需運(yùn)行沖沙時(shí)，工作閘門啟閉機(jī)啟動(dòng)，提升閘門至上限位置，并將閘門鎖錠在高程為910.0 m的鎖定平臺(tái)上。

沖沙完畢后，工作閘門啟閉機(jī)啟動(dòng)，提升閘門約100～150 mm后停機(jī)，人工將鎖錠梁移開，然后重新啟動(dòng)啟閉機(jī)使閘門下降直至全關(guān)位置全關(guān)閉后停機(jī)。

沖沙工作閘門全開全關(guān)運(yùn)行，不做局部開啟。同時(shí)在電站運(yùn)行期間，要求每年均開啟一段時(shí)間工作閘門，以免泥沙在門前淤積。沖沙洞工作閘門必須配有雙回路供電電源，以確保安全。

3.5 引水發(fā)電系統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

威遠(yuǎn)江水電站引水發(fā)電系統(tǒng)的布置方式為一條引水隧洞后接三臺(tái)機(jī)組。引水發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)水口設(shè)有攔污柵及清污機(jī)、事故閘門及相應(yīng)啟閉設(shè)備。在廠房的下游尾水管出口設(shè)有尾水檢修閘門及啟閉設(shè)備。

3.5.1 進(jìn)水口攔污柵及清污機(jī)

電站進(jìn)水口攔污柵采用傾斜布置，傾角75°，共設(shè)3扇攔污柵，放置在上游柵槽內(nèi)。3扇攔污柵后的水域是連通的，當(dāng)部分?jǐn)r污柵的柵葉被污物堵塞時(shí)仍能保證各機(jī)組有足夠的引水量，可避免或減少因部分?jǐn)r污柵堵塞而停機(jī)的機(jī)會(huì)。攔污柵的最大過(guò)柵流速為1 m/s。

攔污柵的框架為焊接鋼結(jié)構(gòu)，柵條為長(zhǎng)條形的鋼板，用螺栓串結(jié)后固定在柵框上。攔污柵采用滑塊支承。

柵槽頂部910.0 m平臺(tái)設(shè)有一臺(tái)移動(dòng)耙斗式清污機(jī)。耙斗容積為1.5 m3，清污機(jī)揚(yáng)程為52.5 m。清污機(jī)主要由耙斗、起升機(jī)構(gòu)、夾軌裝置、行走機(jī)構(gòu)、電氣控制等部件組成。

進(jìn)水口攔污柵及清污機(jī)主要參數(shù)：

孔口尺寸：4.0 m×15.0 m

孔口數(shù)量：3

柵葉數(shù)量：3

底檻高程：865.0 m

平臺(tái)高程：910.0 m

攔污柵傾角：75?

設(shè)計(jì)水頭差：4 m

柵條凈距：80 mm

清污方式：清污機(jī)清污

清污機(jī)數(shù)量：1臺(tái)

耙斗容積：1.5 m3

清污機(jī)揚(yáng)程：52.5 m

3.5.2 進(jìn)水口事故閘門及啟閉機(jī)

在攔污柵后設(shè)置一扇平面事故閘門，閘門共分為2節(jié)，節(jié)間用螺栓聯(lián)接。閘門采用下游橡皮止水，頂、側(cè)水封采用“P”形水封，底水封為條形水封，節(jié)間水封為“山”形水封?？蛇_(dá)到良好的封水效果。定輪支承，支承跨度7.2 m。閘門利用加重塊動(dòng)水下門，靜水啟門，使用小開度（100～200 mm）提門充水平壓，當(dāng)上下游水位差≤2 m時(shí)方可啟門。閘門設(shè)有8個(gè)主輪，輪子直徑為0.7 m，輪軸直徑0.2 m，球面滾柱軸承支承。閘門為雙吊點(diǎn)，采用一臺(tái)2×800kN的固定式卷?yè)P(yáng)機(jī)操作。正常情況下，閘門鎖錠門槽頂部，如遇壓力鋼管發(fā)生事故時(shí)，動(dòng)水關(guān)閉該閘門。

事故閘門啟閉機(jī)設(shè)置在壩頂?shù)膯㈤T排架上，由起升機(jī)構(gòu)、機(jī)架、控制裝置等部件組成，為雙吊點(diǎn)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)型式。起升機(jī)構(gòu)的吊具直接與事故閘門連接。啟閉機(jī)的卷筒直徑為φ1400 mm，卷筒為三層折線纏繞。啟閉機(jī)上設(shè)有機(jī)械和電氣等保護(hù)和控制裝置。進(jìn)水口事故閘門必須配有雙回路供電電源，以確保安全。（詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)生產(chǎn)廠家有關(guān)說(shuō)明及運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)）。endprint

進(jìn)水口事故閘門及啟閉機(jī)主要參數(shù)：

孔口形式：潛孔式

孔口尺寸：6.5 m×6.5 m

孔口數(shù)量：1孔

閘門數(shù)量：1扇

底檻高程：865.0 m

設(shè)計(jì)水頭：40 m

總水壓力：17541 kN

啟閉機(jī)數(shù)量：1臺(tái)

啟閉機(jī)容量：2×800 kN

啟閉機(jī)揚(yáng)程：45 m

起門速度：1.5 m/min

3.5.3 尾水檢修閘門及啟閉機(jī)

在廠房機(jī)組出水口處，設(shè)有6孔2扇廠房尾水檢修閘門，孔口尺寸為3.4 m×2.9 m。閘門為平面焊接鋼結(jié)構(gòu)型式，采用滑動(dòng)支承，閘門采用上游橡皮止水，頂、側(cè)水封采用“P”形水封，底水封為條形水封。尾水閘門的操作條件為靜水啟閉，啟門時(shí)由水機(jī)專業(yè)設(shè)置的旁通閥充水平壓，當(dāng)閘門前后水位差≤1米時(shí)提門。閘門設(shè)預(yù)壓鉸式彈性反輪，以使閘門有效止水，方便機(jī)組的檢修。

尾水檢修門2X100 kN移動(dòng)式電動(dòng)葫蘆設(shè)置在高程為844.0 m尾水平臺(tái)啟門排架上。電動(dòng)葫蘆由起升機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、控制裝置、軌道等部件組成。起升機(jī)構(gòu)的吊具通過(guò)拉桿直接與事故閘門的起吊軸連接。

尾水檢修閘門及啟閉機(jī)主要參數(shù)：

孔口形式：潛孔式

孔口尺寸：3.4 m×2.9 m

孔口數(shù)量：6孔

閘門數(shù)量：2扇

底檻高程：819.054 m

設(shè)計(jì)水頭：16.54 m

總水壓力：1546.7 kN

操作條件：靜水啟閉

啟閉機(jī)形式：電動(dòng)葫蘆

啟閉機(jī)數(shù)量：1臺(tái)

起升荷載：2X100kN

啟閉機(jī)揚(yáng)程：9 m

起升速度：0.5/5.0 m/min

行走速度：20 m/min

3.5.4 引水發(fā)電系統(tǒng)閘門（攔污柵）及啟閉機(jī)的操作運(yùn)行

攔污柵上、下游側(cè)設(shè)有水位計(jì)，故應(yīng)經(jīng)常檢查柵前、柵后水位，水位差大于2.0 m時(shí)應(yīng)及時(shí)清污，清污時(shí)清污機(jī)不得超載運(yùn)行。清污機(jī)清污時(shí)，運(yùn)行到需要清污的工位，由起升機(jī)構(gòu)帶動(dòng)耙斗進(jìn)行升降，由開閉機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)耙斗的開閉。清污機(jī)清除的污物通過(guò)清污機(jī)的導(dǎo)污斗傾瀉到壩面或電廠自設(shè)的臨時(shí)集污車上，然后由臨時(shí)集污車運(yùn)走污物。攔污柵的起吊采用臨時(shí)設(shè)備，啟閉容量為300 kN。

當(dāng)壓力隧洞在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)，事故閘門啟閉機(jī)啟動(dòng)，提升閘門約150～200 mm后停機(jī)，人工將鎖錠梁移開，然后重新啟動(dòng)啟閉機(jī)使閘門下降直至全關(guān)位置關(guān)閉孔口后停機(jī)。

壓力隧洞事故處理完畢后，在機(jī)組蝶閥關(guān)閉的情況下，可以提升事故閘門。首先啟動(dòng)啟閉機(jī)向上提升100～200 mm，電動(dòng)機(jī)電源自動(dòng)切斷，啟閉機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，開始充水。待確認(rèn)事故閘門前后水壓基本平衡后（水頭差≤2 m），重新啟動(dòng)啟閉機(jī)，提升閘門至上限位置，并將閘門鎖錠在高程為907.0 m的平臺(tái)上。

事故閘門操作運(yùn)行的具體要求如下：

當(dāng)庫(kù)水位在905.0 m以下（即水頭在40 m以下），事故閘門能動(dòng)水下門。當(dāng)事故閘門前后水頭差>2 m時(shí)，嚴(yán)禁啟門。

正常情況下，尾水檢修閘門不工作，鎖錠在門槽頂部。

當(dāng)某臺(tái)機(jī)組發(fā)生故障需要檢修或維護(hù)時(shí)，應(yīng)在靜水的情況下（即機(jī)組處于關(guān)閉狀態(tài)），將尾水檢修閘門放置在需要檢修的機(jī)組尾水管出口的檢修門槽內(nèi)，抽干檢修門前尾水管內(nèi)的積水，即可對(duì)機(jī)組進(jìn)行檢修或維護(hù)。檢修完畢后，開啟旁通閥充水，待平壓后（閘門前后水位差≤1 m）再提升尾水檢修閘門，鎖定于高程為836.8 m的平臺(tái)上，機(jī)組可恢復(fù)正常工作。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，威遠(yuǎn)江水電站已安全投入運(yùn)行多年。經(jīng)該研究者于2013年到電站進(jìn)行設(shè)計(jì)回訪，各項(xiàng)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備運(yùn)行良好，為本電站安全運(yùn)行發(fā)揮效益起到了顯著的作用。

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