賴子河水庫(kù)工程可研階段金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜述

程明春

(貴州省畢節(jié)市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州畢節(jié)551700)

賴子河水庫(kù)工程可研階段金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜述

程明春

(貴州省畢節(jié)市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州畢節(jié)551700)

賴子河水庫(kù)位于長(zhǎng)江流域?yàn)踅蹈闪魅砗由嫌味梁佣?，水?kù)是以供水、灌溉為主兼顧防洪發(fā)電的綜合利用中型水庫(kù)。工程建設(shè)項(xiàng)目包括混凝土雙曲拱壩、壩頂設(shè)閘溢洪道、沖沙兼放空底孔、取水系統(tǒng)等。文章介紹工程攔污柵、閘門(mén)及啟閉機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置情況。

水庫(kù);金屬結(jié)構(gòu);布置部位;泄水系統(tǒng);取水系統(tǒng);尾水系統(tǒng)

1 工程概況

賴子河水庫(kù)位于威寧縣城東南面的爐山鎮(zhèn)溪街村境內(nèi)，距縣城33 km，位于長(zhǎng)江流域?yàn)踅蹈闪魅砗由嫌味梁佣?，水?kù)為年調(diào)節(jié)水庫(kù)。水庫(kù)是以供水、灌溉為主兼顧防洪發(fā)電的綜合利用型水庫(kù)，總庫(kù)容為1 175萬(wàn)m3，死庫(kù)容為558萬(wàn)m3，年供水量1 843萬(wàn)m3，電站裝機(jī)容量1 320 kW，年發(fā)電量506萬(wàn)kW·h。工程規(guī)模為中型，工程等別為Ⅲ等，大壩等主要建筑物為3級(jí)。設(shè)計(jì)灌溉保證率為80%，設(shè)計(jì)灌溉面積1 396.5 hm2，灌溉用水632.00萬(wàn)m3;設(shè)計(jì)人蓄飲水供水保證率為95%，供水量為134.02萬(wàn) m3，人口71 554人。

壩址以上集雨面積266.8 km2，多年平均徑流量為9 776萬(wàn)m3，多年平均流量為3.10 m3/s。水庫(kù)校核洪水位為1 892.71 m(P=0.2%)，對(duì)應(yīng)流量832 m3/s，設(shè)計(jì)洪水位為1 892.50 m(P=2%)，對(duì)應(yīng)流量491 m3/s，正常蓄水位為1 892.50 m，汛期防洪限制水位為1 885.80 m，死水位為1 885.80 m。設(shè)計(jì)流域的多年平均懸移質(zhì)輸沙模數(shù)G=500 t/km3～1 000 t/km3，水庫(kù)多年平均懸移質(zhì)年輸沙量為14.6萬(wàn) t，多年平均推移質(zhì)輸沙量17.4萬(wàn) t，50 a壩前淤沙高程1 876.52 m。壩型為碾壓混凝土拱壩，壩頂弧長(zhǎng)229 m，最大壩高50.4 m。

2 金屬結(jié)構(gòu)布置

根據(jù)工程各建筑物布置的需要，金屬結(jié)構(gòu)布置在如下部位:①泄水系統(tǒng);②取水系統(tǒng);③發(fā)電尾水系統(tǒng);④施工導(dǎo)流系統(tǒng)［1］。共11扇，總工程量約195t，配套啟閉機(jī)選用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)和固定式卷?yè)P(yáng)機(jī)兩種形式，數(shù)量共10臺(tái)套。

2.1 泄水系統(tǒng)

溢洪道布置在壩頂中部，由于工作閘門(mén)底板高程1 887.80 m高于死水位1 885.80 m，每年枯水期有足夠時(shí)間水庫(kù)水位低于溢洪道堰頂高程，能滿足工作閘門(mén)的檢修要求，故在工作閘門(mén)前面不設(shè)檢修閘門(mén)。溢洪道上共設(shè)置3扇12.0 m×5.0 m的弧形工作閘門(mén)，設(shè)計(jì)水頭4.5 m，主材選用Q235B，單扇閘門(mén)門(mén)體重25 t，合計(jì)重75 t，單孔門(mén)槽埋件重4 t，合計(jì)重12 t。閘門(mén)型式為斜支臂露頂式弧形鋼閘門(mén)，支鉸形式采用圓柱鉸，選用3臺(tái)QHLY2×20 t-2 m露頂式弧形閘門(mén)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)控制閘門(mén)，閘門(mén)操作運(yùn)行條件為動(dòng)水啟閉，在枯期，該閘門(mén)是關(guān)閉蓄水，底孔弧形閘門(mén)為關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)洪水來(lái)時(shí)，水庫(kù)水位超過(guò)正常蓄水位1 892.50 m，水庫(kù)打開(kāi)溢洪道弧形工作閘門(mén)開(kāi)始泄流，并使水位保持在正常蓄水位，直至來(lái)水流量與泄流量相等時(shí);在汛期，死水位1 885.80 m時(shí)，該閘門(mén)是關(guān)閉蓄水，逐步開(kāi)啟底孔弧形閘門(mén)進(jìn)行泄流，直至下泄量最大為50.1 m3/s時(shí)，滿足P=5%一遇洪水回水不淹上游爐山鎮(zhèn)，當(dāng)來(lái)水量繼續(xù)加大，底孔下泄流量仍保持50.1 m3/s下泄，水位達(dá)到正常蓄水位時(shí)，打開(kāi)溢洪道閘門(mén)開(kāi)始泄流，直至來(lái)水流量與泄流量相等。故該啟閉機(jī)除保證常用電源可靠外，還應(yīng)設(shè)置備用動(dòng)力電源柴油發(fā)電機(jī)150 kW，能及時(shí)提升閘門(mén)渲泄洪水，確保樞紐安全運(yùn)行，該備用動(dòng)力電源柴油發(fā)電機(jī)150 kW安裝在管理房，在主電源斷電情況，可以自動(dòng)切換至備用動(dòng)力電源柴油發(fā)電機(jī)［1］。

沖沙兼放空底孔設(shè)置在左岸壩段，沖沙兼放空底孔進(jìn)口喇叭口處設(shè)置1扇事故閘門(mén)，孔口尺寸為4.0 m×4.0 m，設(shè)計(jì)水頭25 m，主材選用 Q235B，門(mén)體重17 t，門(mén)槽埋件重14 t，閘門(mén)底板高程1 868.00 m，上游淤沙高程1 876.52 m，高于進(jìn)口閘門(mén)底板高程，閘門(mén)型式為上游止水平面定輪鋼閘門(mén)。選用1臺(tái)QP63t-26 m的高揚(yáng)程卷?yè)P(yáng)機(jī)控制閘門(mén)。閘門(mén)設(shè)計(jì)時(shí)考慮泥沙壓力，操作運(yùn)行條件為動(dòng)閉靜啟，當(dāng)事故閘門(mén)要啟門(mén)時(shí)關(guān)閉出口弧形閘門(mén)，在進(jìn)口事故閘門(mén)和出口弧形閘門(mén)之間安裝1臺(tái)移動(dòng)式排污泵150FWQP—330E抽水平壓，使得事故閘門(mén)前后水壓平衡后才啟門(mén)，滿足其后工作閘門(mén)檢修要求，待檢修工作完成后靜水啟門(mén)，提升并鎖錠于檢修平臺(tái)高程1 893.50 m。

沖沙兼放空底孔出口設(shè)置1扇弧形工作閘門(mén)，孔口尺寸為4.0 m×3.6 m，設(shè)計(jì)水頭25 m，主材選用Q235B，門(mén)體重15 t，門(mén)槽埋件重 7t，閘門(mén)底板高程1 868.00 m，閘門(mén)型式為直支臂潛孔式弧形鋼閘門(mén)，支鉸形式采用圓柱鉸，選用1臺(tái)QHSY50/20t-4 m深孔弧門(mén)液壓機(jī)控制閘門(mén)，操作運(yùn)行條件為動(dòng)水啟閉，在枯期，該閘門(mén)是關(guān)閉擋水;在汛期，低于死水位1 885.80 m時(shí)該工作閘門(mén)關(guān)閉擋水，當(dāng)水位超過(guò)死水位1 885.80 m，逐步開(kāi)啟該工作閘門(mén)進(jìn)行泄流，滿足P=5%一遇洪水回水不淹上游爐山鎮(zhèn)，當(dāng)來(lái)水量繼續(xù)加大，直至下泄量最大為50.1 m3/s，同時(shí)當(dāng)水庫(kù)需要沖沙或放空時(shí)該閘門(mén)開(kāi)啟運(yùn)行，故該閘門(mén)啟閉機(jī)除保證常用電源可靠外，還應(yīng)設(shè)置備用動(dòng)力電源柴油發(fā)電機(jī)150 kW，能及時(shí)提升閘門(mén)，該備用動(dòng)力電源柴油發(fā)電機(jī)150 kW安裝在管理房，與溢洪道上弧形工作閘門(mén)的備用電源共用，在主電源斷電情況，可以自動(dòng)切換至備用動(dòng)力電源柴油發(fā)電機(jī)。

2.2 取水系統(tǒng)

取水口設(shè)置在右岸壩段，取水口依次設(shè)置1扇攔污柵和1扇事故閘門(mén)，其主要功能是保證正常取水。攔污柵設(shè)置在取水口喇叭口處，孔口尺寸為3.4 m×2.7 m，設(shè)計(jì)水頭4 m，攔污柵底板高程1 878.00 m，攔污柵型式為平面滑動(dòng)式，主材選用Q235B，柵體重4 t，柵槽埋件重4 t。選用1臺(tái)QP2×5 t-16 m(配套電機(jī)Y132MB-6，工作電壓380 V，額定功率3.7 kW)的高揚(yáng)程卷?yè)P(yáng)機(jī)啟吊攔污柵柵體至檢修平臺(tái)高程1 893.50 m進(jìn)行檢修維護(hù)和機(jī)械清污。在攔污柵的下游設(shè)置1扇事故閘門(mén)，孔口尺寸為2.0 m×2.0 m，設(shè)計(jì)水頭16 m，主材選用Q235B，門(mén)體重6 t，門(mén)槽埋件重7 t，閘門(mén)底板高程1 875.50 m，閘門(mén)型式為下游止水平面定輪鋼閘門(mén)，選用1臺(tái)QP25 t-19 m的高揚(yáng)程卷?yè)P(yáng)機(jī)控制閘門(mén)。操作運(yùn)行條件為動(dòng)閉靜啟，采用局部開(kāi)啟閘門(mén)充水平壓，當(dāng)其后的隧洞、壓力鋼管需要檢修時(shí)，動(dòng)水下閘擋水，待檢修工作完成后靜水啟門(mén)，提升并鎖錠于1 893.60 m。

2.3 發(fā)電尾水系統(tǒng)

尾水閘門(mén)設(shè)置在發(fā)電尾水渠出口，孔口尺寸為2.0 m ×1.7 m、3.7 m ×1.7 m，設(shè)計(jì)水頭8 m，閘門(mén)型式為平面滑動(dòng)鋼閘門(mén)，主材選用Q235B，共設(shè)置三扇閘門(mén)，其中孔口2 m×1.7 m為1扇，孔口3.7 m×1.7 m為2扇。孔口2 m×1.7 m單扇門(mén)體重2 t，單孔門(mén)槽埋件重2 t，選用1臺(tái)QP5t-7 m卷?yè)P(yáng)機(jī)控制閘門(mén);孔口3.7 m×1.7 m單扇門(mén)體重3t，單孔門(mén)槽埋件重2 t，選用2臺(tái)QP2×5t-7m卷?yè)P(yáng)機(jī)控制閘門(mén)。三扇閘門(mén)的操作運(yùn)行條件為靜水啟閉，門(mén)體上不設(shè)充水閥，利用機(jī)組排水系統(tǒng)充水，三扇閘門(mén)在發(fā)電機(jī)組檢修時(shí)下閘擋水，平時(shí)處于開(kāi)啟狀態(tài)鎖錠于檢修平臺(tái)高程1 860.00 m。

2.4 施工導(dǎo)流系統(tǒng)

施工導(dǎo)流洞進(jìn)口設(shè)置封堵閘門(mén)一扇，孔口尺寸為2.6 m×3.6 m，設(shè)計(jì)水頭31 m，主材選用Q235B，門(mén)體重12 t，門(mén)槽埋件重10 t，閘門(mén)型式為平面滑動(dòng)鋼閘門(mén)。封堵閘門(mén)為一次性使用閘門(mén)，在導(dǎo)流洞封堵時(shí)下閘擋水，下閘時(shí)封堵時(shí)段最高庫(kù)水位1871.30 m，即下閘水頭10 m，下閘時(shí)考慮局部調(diào)整的啟門(mén)水頭為7 m，閘門(mén)的最高擋水水頭31 m。封堵閘門(mén)一次下閘調(diào)整就位后不再啟吊。選用1臺(tái)QP25t-19 m的高揚(yáng)程卷?yè)P(yáng)機(jī)控制閘門(mén)，在封堵閘門(mén)下閘擋水后回收作為取水口事故閘門(mén)的啟閉機(jī)。

［1］常宗濱.磨盤(pán)山水庫(kù)樞紐金屬結(jié)構(gòu)的布置與設(shè)計(jì)［J］.黑龍江水利科技，2009，37(03):29-30.

TV34

B

1007-7596(2014)05-0080-02

2013-11-26

程明春(1979-)，女，貴州畢節(jié)人，工程師。