南法水電站金屬結(jié)構(gòu)布置

胡小光 生永貞

(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

南法河(NamPha)位于老撾北部博膠省、南塔省境內(nèi)。南法水電站是以單一發(fā)電為主的水電工程，無防洪、灌溉等其他要求。推薦方案水庫總庫容23.31×108m3，擬裝機容量180 MW。樞紐工程等級為一等，工程規(guī)模為大(1)型。

根據(jù)整個工程的布置，金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)備分布在引水發(fā)電系統(tǒng)、泄洪系統(tǒng)、放空系統(tǒng)和導(dǎo)流系統(tǒng)中。整個電站共設(shè)有閘門及攔污柵17扇(其中閘門13扇，攔污柵4扇)；門槽及攔污柵槽埋件21套(其中閘門槽17套，攔污柵槽4套)；配套的啟閉機共14臺(固定卷揚式啟閉機3臺，液壓啟閉機8臺，單向門機2臺，清污機1臺)。

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

引水發(fā)電系統(tǒng)由進水口攔污柵、進水口事故門和廠房尾水檢修門及相應(yīng)啟閉設(shè)備組成。

1)進水口攔污柵。

在進水塔前設(shè)置4孔4扇進水口攔污柵。攔污柵孔為75°斜柵，孔口尺寸6.0 m×12.0 m，設(shè)計水頭柵條按4 m設(shè)計，主框架按6 m設(shè)計，滑塊支承。柵葉分節(jié)制造、運輸，現(xiàn)場拼接。攔污柵清污方式為機械清污。在攔污柵頂部布置一套移動懸掛式清污機，其容量為40 kN，最大起升揚程65 m。攔污柵的安裝和起吊采用臨時設(shè)備。

2)進水口事故閘門。

在攔污柵后設(shè)1孔1扇事故閘門，當(dāng)事故或檢修需要時，關(guān)閉此閘門。事故閘門孔口尺寸為8 m×10 m，設(shè)計水頭55 m，采用下游止水。閘門型式為平面定輪門，閘門利用水柱加重動水閉門，由門上所設(shè)充水閥充水平壓后靜水啟門。閘門啟閉設(shè)備為1臺容量2 500 kN/630 kN(啟門力/持住力)、工作行程為11 m的液壓啟閉機，并配拉桿操作。

3)廠房尾水檢修閘門。

機組尾水管末端出口設(shè)6孔4扇尾水檢修閘門，電站建設(shè)期施工需要擋水或機組需要檢修時，關(guān)閉尾水檢修閘門。檢修閘門孔口尺寸為4.0 m×3.8 m，設(shè)計水頭30.44 m，上游止水(下游水壓)。檢修閘門為平面滑動門，靜水閉門，由水機專業(yè)設(shè)旁通充水閥充水平壓后靜水啟門，啟門水位差2 m。閘門啟閉設(shè)備為1臺，容量為2×200 kN的單向門機，揚程35 m。

3 泄洪系統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

泄洪系統(tǒng)由3孔溢流表孔組成。溢流表孔設(shè)有檢修閘門和工作閘門及相應(yīng)啟閉設(shè)備。

1)溢流表孔檢修閘門。

在溢流表孔工作閘門前設(shè)置3孔1扇檢修閘門。閘門型式為平面疊梁門，孔口尺寸12 m×16 m(凈寬×凈高)，設(shè)計水頭16 m，滑道支承，下游止水。閘門為靜水啟閉，啟門時提起最上節(jié)疊梁門，小開度動水提門充水平壓后再靜水啟門，啟門水位差1 m。疊梁門平時存放于儲門槽內(nèi)，當(dāng)需要檢修其后的工作門時再入槽擋水。啟閉設(shè)備為1臺容量2×320 kN、揚程25 m的單向門機，疊梁門由門機配液壓自動抓梁分節(jié)起吊。

2)溢流表孔工作閘門。

檢修閘門后設(shè)3孔3扇工作閘門。閘門為弧形閘門，孔口尺寸12 m×16 m，設(shè)計水頭為16 m。閘門采用斜支臂、雙主橫梁結(jié)構(gòu)，圓柱鉸支承。閘門操作條件為動水啟閉，局部開啟。每扇閘門啟閉設(shè)備均為1臺容量2×2 500 kN、工作行程7.9 m的懸掛式液壓啟閉機。

為排放溢流表孔表層飄浮物，在溢流表孔工作閘門上設(shè)3孔3扇舌瓣門，孔口尺寸為4.7 m×4 m(凈寬×凈高)，設(shè)計水頭為4 m。閘門操作條件為動水啟閉，局部開啟。每扇閘門由1臺容量2×250 kN、工作行程4.5 m的懸掛式液壓啟閉機操作。

4 放空系統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

1)放空洞事故閘門。

在放空洞進口設(shè)有1孔1扇事故閘門，當(dāng)其后的工作門發(fā)生事故時，關(guān)閉此閘門。閘門型式為平面定輪閘門，孔口尺寸5 m×6.6 m，設(shè)計水頭85 m，上游止水。閘門靠加重塊動水閉門，平壓裝置充水平壓后靜水啟門，啟門水位差4 m。閘門啟閉設(shè)備為1臺容量3 200 kN固定卷揚式啟閉機，揚程95 m。

2)放空洞工作閘門。

在放空洞出口設(shè)置有1孔1扇工作閘門。閘門為弧形閘門，孔口尺寸5 m×6 m，設(shè)計水頭85 m。閘門采用直支臂、雙主橫梁結(jié)構(gòu)。閘門操作條件為動水啟閉，全開全關(guān)。閘門啟閉設(shè)備為1臺容量4 500 kN/2 000 kN(啟門力/閉門力)、工作行程9.0 m的搖擺式雙作用液壓啟閉機。

5 導(dǎo)流洞金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

電站導(dǎo)流洞施工期用于導(dǎo)流，導(dǎo)流洞進水塔內(nèi)設(shè)置2孔2扇封堵閘門。閘門孔口尺寸為5.5 m×13 m，設(shè)計擋水水頭為127 m。閘門采用滑道支承，操作條件為5 m水頭動水下門封堵。每扇閘門配1臺容量3 600 kN、揚程36 m的固定卷揚式啟閉機。

6 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備的防腐蝕方案

金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備防腐年限按15年～20年考慮，進行表面處理后，根據(jù)所處環(huán)境等因素采用不同的涂裝方案：門槽埋件背水面，采用與混凝土結(jié)合較好，保持時間較長的改性水泥膠漿；位于大氣中的設(shè)備及臨時設(shè)備，采用涂料保護；處于水位變動區(qū)和水下區(qū)的設(shè)備，采用熱噴涂金屬保護。

7 其他

本工程各部位金屬結(jié)構(gòu)工作閘門和事故閘門的動力電源按雙路(正常和備用)設(shè)計，并配有柴油發(fā)電機作為應(yīng)急電源以確保工程運行的可靠和安全。

各閘門結(jié)構(gòu)設(shè)計均按照地震烈度設(shè)計，按照抗震設(shè)計規(guī)范的有關(guān)要求進行。

8 結(jié)語

經(jīng)過前期多次方案比較優(yōu)化后，最終確定南法水電站金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計與布置，該布置充分考慮了電站運行的檢修、維護等需要，布置安全合理，滿足規(guī)范和工程使用要求。