水電站混凝土雙支點自控翻板閘的應用

李海軍（遼寧潤中供水有限責任公司，遼寧沈陽 110166）

水電站混凝土雙支點自控翻板閘的應用

李海軍
（遼寧潤中供水有限責任公司，遼寧沈陽 110166）

混凝土雙支點自控翻板閘技術，具有過流能力強、造價低廉、維護簡單等諸多優(yōu)點。因此在防洪、發(fā)電、引水、灌溉、航運等工程得到廣泛應用。以廟陽水電站工程為例，探討混凝土雙支點自控翻板閘技術的應用。

自控翻板閘；小水電；徑流水電站；泄流量

1 工程地質條件

廟陽水電站壩基巖性單一為侏羅系晚期花崗巖，壩址河床覆蓋層（砂卵石）及強風化巖厚度均勻。巖體為褐紅色，中?；◢徑Y構，塊狀構造，礦物成分為斜長石、石英、黑云母和少量角閃石。壩址區(qū)未殘留全風化巖，強風化巖厚2.9～4.7 m，弱風化巖探及厚度大于4.2 m。壩址區(qū)地下水有第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。

2 攔河閘（混凝土自控翻板閘）的選擇

混凝土雙支點自控翻板閘，為水力平衡自動翻板閘的一種[1]。水力自控翻板閘門的突出特點是水力自控。它能保證有較大的過水能力和較小的上游水位雍高值，使堤防工程量大為減小。鑒于廟陽水電站正常蓄水位135.8 m，確定攔河閘上部結構采用雙支點混凝土自控翻板閘。通過以下成果可以反映出，攔河閘選擇混凝土自控翻板閘的優(yōu)越性。

2.1 攔河閘泄流能力計算

混凝土自控翻板閘的泄流能力反映建筑物在汛期的調洪能力。通過計算泄流量取得的成果反映出該建筑物的泄流能力[3]。當庫水位超過閘門頂一定水頭后,閘門開啟過水。過閘水流分為兩部分,第一部分是通過閘門頂部的水流；第二部分是從閘底部通過的水流?；炷磷钥胤彘l共19孔，單寬8.0 m，總寬152 m，閘前正常擋水位135.8 m，閘檻高程131.96 m。沖沙閘1孔，閘凈寬6.0 m，閘檻高程130.1 m，閘頂高程136.1 m。

σS——淹沒系數；σS＝1.0；σC——側收縮系數；σC＝1.0；m——流量系數；b——閘寬，翻板閘b=152.0 m；H0——閘前水頭（流速水頭略）。

δ=0.375 m，H0=H=0.1m，δ/H=3.75為無底坎寬頂堰流；hs/H＜0.8，自由泄流P=3.84m，P/H= 38.4，ctg=0.176

e——閘門開啟高度，e=0.05m；b——閘寬，翻板閘b=152.0 m；H0——閘前水頭（流速水頭略）H0= H=4.04 m；ε——垂直收縮系數，ε=0.615；μ——閘孔自由出流的流量系數，μ=εφ，ε=0.615，φ=0.95；σS——淹沒系數，=1.0。泄量成果見表1。

根據表1攔河閘泄流量計算成果繪制泄量（H-Q）關系曲線見圖1。

圖1 廟陽電站攔河閘泄量（H-Q）關系曲（沖沙閘參加泄洪）

表1 攔河閘泄流量計算成果表

根據泄量（H-Q）關系曲線，可查得攔河壩有關特征水位?？梢钥闯觯夯炷磷钥胤彘l有優(yōu)良的過水泄流能力。由此可見，能夠大大的減少上游淹沒損失面積。

22攔河閘結構穩(wěn)定與應力分析

攔河閘選擇混凝土自動翻板閘的結構，是否安全、穩(wěn)定是生產運行的要點。以下為混凝土自動翻板閘的穩(wěn)定性計算成果見表2、表3。

表2 閘室基底抗滑穩(wěn)定計算成果表

從表中可以看出，攔河閘閘室基底與巖面之間的抗滑穩(wěn)定安全系數均大于規(guī)范要求值，滿足設計要求。

表3 攔河閘閘室基底應力計算成果表

從表中可以看出，攔河閘閘室基底應力均大于零，且均遠小于基巖抗壓強度500 kPa，滿足設計要求。

綜上所述，混凝土自控翻板閘在設計上滿足要求，具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。

3 工程施工

基礎土方開挖主要是清除閘基、河床及右岸岸坡表層砂礫石層，采用2 m3挖掘機開挖裝10 t自卸汽車運至基坑外側修筑上下游圍堰。待攔河閘施工結束后，圍堰拆除時使用2 m3挖掘機挖裝10 t自卸汽車將棄料運至造地場地。

混凝土由設在右岸的混凝土拌和站供應，載重汽車裝載2 m3吊罐運輸混凝土至倉面附近，再由15 t履帶式起重機吊入倉內直接入倉，插入式振搗器振搗。攔河閘上下游防滲面板，混凝土和護坦混凝土模板使用通用鋼模板。

攔河閘內部漿砌石采用人工砌筑，砂漿及砌石料使用手推車運至工作面附近，輔助卷揚機提升至倉面內。

攔河閘上部結構混凝土預制件大部分，安排在攔河壩下游右岸預制件廠生產，混凝土預制件由拌和站拌制混凝土，1 t機動翻斗車運輸，平板振搗器振搗?；炷令A制件使用汽車起重機吊裝，使用經緯儀定線，水準儀測定高程校核固定后，再澆筑二期混凝土。

由此可見施工工藝簡單，工程量少，工程投資較小，極大的降低了建設成本。適合小水電的建設投資。

4 翻板閘的管理

為保證混凝土自控翻板閘在運行中的安全穩(wěn)定[2]，在春季、冬季做好防護工作。閘門關閉前，如果有浪柴、樹枝、樹干等雜物卡在閘門兩側或閘檻空隙中，可采取人工措施及時清理。閘門檢修時可選擇枯水季節(jié)或上游梯級電站停機蓄水時，利用沖沙閘放空水庫進行翻板閘檢修。冬季運行時，閘門采用人工破冰措施，防止冰壓力作用開啟閘門。春季冰凌汛期，注意隨時開啟沖沙閘，排泄冰凌，防止混凝土自控翻板閘門開啟。避免冰凌撞擊損壞閘門部件。

［1］凌繼華.論水力平衡自控翻板閘在慶元左溪二級水電站中的應用［J］.廣東科技，2009（12）.

［2］張禮衛(wèi)，王改會.水力自動翻板閘門在現代水利中的應用［J］.中國農村水利水電，2005（12）．

［3］周永門，蔡紅波.水力自動翻板閘門泄量計算方法的探討［J］.廣東水利水電，2005（6）．

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