泰興市馬甸水利樞紐改建工程金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計

吳舒海 陸雯

【摘要】泰興市馬甸水利樞紐工程承著改善當(dāng)?shù)毓喔葪l件，保證工業(yè)供水，增加古馬干河通江口門過流能力，提高排澇期排澇能力的作用。本文詳細介紹了馬甸水利樞紐金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備的布置與設(shè)計特點。

【關(guān)鍵詞】馬甸水利樞紐；金屬結(jié)構(gòu)總體布置；閘門；啟閉機

1、工程概況

馬甸水利樞紐工程位于古馬干河口馬甸鎮(zhèn)附近，距古馬干河入江口5.2km，現(xiàn)建有馬甸抽水站、馬甸節(jié)制閘及上游公路橋，馬甸抽水站位于古馬干河南汊，馬甸節(jié)制閘位于古馬干河北汊。

馬甸水利樞紐改建工程主要任務(wù)是重建60m3/s的馬甸抽水站、增建馬甸套閘一座。通過建設(shè)，恢復(fù)抽引江水能力，改善泰興高沙土地區(qū)和姜堰部分地區(qū)的灌溉條件，提高灌溉保證率，同時保證泰興工業(yè)供水，提高通南三泰排水區(qū)供水保證率由現(xiàn)狀不足75%提高至90%以上，還可以在枯水期長江低潮位時抽引江水，抬高內(nèi)河水位，以改善通南地區(qū)水環(huán)境。

2、泵站金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1總體布置

泰興市馬甸水利樞紐泵站工程其主要功能為在灌溉期能從長江側(cè)引水用于灌溉，在枯水期能引水用于改善通南地區(qū)水環(huán)境，泵站的設(shè)計流量為60m3/s，單機設(shè)計流量為12m3/s，共5臺套機組，采用潛水貫流泵機組結(jié)構(gòu)型式，采用平直管進出水流道，出水口設(shè)快速閘門斷流。每臺機組出水口側(cè)設(shè)快速閘門1扇，在閘門設(shè)拍門2扇；進水口設(shè)防洪閘門一道，同時考慮到事故時進水口閘門快速斷流，將進水口防洪事故閘門設(shè)置為快速閘門。因出水口閘門上設(shè)拍門不能實現(xiàn)雙向擋水，防洪事故閘門需要檢修時無法擋水，故在防洪事故閘門內(nèi)側(cè)設(shè)檢修門槽一道，全站配檢修閘門一扇，用于防洪事故閘門的檢修。

2.2 泵站進水口防洪事故閘門

泵站進水口防洪事故閘門為潛孔式平面滾輪支承鋼閘門，共5扇。底板高程▽-4.20，孔口尺寸為5.0×3.0m（孔口總寬×高），門體尺寸為5.10×3.56m（寬×高）。閘門采用實腹式三主梁等高連接，兩主梁間布置一根水平次梁，采用C16槽鋼，雙吊點布置于閘門頂主梁腹板上，吊點距為3.84m，閘門面板12mm，采用滾輪支撐，主滾輪直徑φ600，采用FZ-8自潤滑軸承。閘門采用雙向止水，需要增加配重約2700kg，門體主要材料為Q235B，配重材料為鑄鐵。閘門啟閉設(shè)備為QPKY-2×160kN-4.0m液壓啟閉機。

2.3泵站出水口工作閘門

泵站工作閘門為潛孔式平面滾輪支承鋼閘門，共5扇。底板高程▽-4.50，孔口尺寸為5.0×2.8m（孔口總寬×高），門體尺寸為5.10×3.00m（寬×高）。閘門采用實腹式三主梁等高連接，雙吊點布置于閘門頂主梁腹板上，吊點距為3.84m，閘門面板12mm，采用滾輪支撐，主滾輪直徑φ600，采用FZ-8自潤滑軸承。工作閘門上設(shè)自動打開的拍門1扇，拍門孔口尺寸為1.30×1.1m（寬×高），雙吊點安裝在閘門背后，止水橡皮安裝在工作閘門上。閘門采用單向止水，需要增加配重約1500kg，門體主要材料為Q235B，配重材料為鑄鐵。閘門啟閉設(shè)備為QPKY-2×125N-3.6m液壓啟閉機。

2.4泵站出水口檢修閘門

泵站檢修閘門為潛孔式平面滾輪支承鋼閘門，泵站共5孔設(shè)1檢修閘門扇。底板高程▽-4.20，孔口尺寸為3.85×2.65m（孔口總寬×高），門體尺寸為4.346×2.85m（寬×高）。閘門采用實腹式三主梁等高連接，雙吊點布置于閘門頂主梁腹板上，吊點距為2.60m，閘門面板12mm，采用滾輪支撐，主滾輪直徑φ600，采用FZ-8自潤滑軸承。閘門采用單向止水，門體主要材料為Q235B。閘門啟閉設(shè)備為QW-2×100kN-15m型移動直聯(lián)啟閉機配合WZL-2×100KN自動抓梁。為便于檢修閘門的存放，閘門設(shè)鎖定吊耳，鎖定吊耳距4.346m，閘門不用時鎖定于門槽內(nèi)。

2.5泵站下游清污機

泵站下游清污機橋共5孔，傾斜角為75°，清污機橋底板高程▽-4.2m，上游清污機橋頂高程▽7.9m，孔口寬度5.4m，布置安裝回轉(zhuǎn)式清污機，污物采用皮帶輸送機輸送至泵站一側(cè)，由清污車輛運出站區(qū)。

回轉(zhuǎn)式清污機為傾斜式放置，孔口尺寸為上游5.4×12.1（m）（寬×高），柵體采用Q235B，柵條及主要運轉(zhuǎn)件采用不銹鋼，電機及傳動機構(gòu)安裝于柵體內(nèi)部，并設(shè)置機械和電氣雙過載保護。在清污機上、下游設(shè)置超聲波水位差計，當(dāng)柵體前后水頭差達到約20cm時，清污機可自動運行，同時也能進行手工和自動控制切換。

3、套閘金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1總體布置

套閘為雙向水頭，船閘上下閘首工作閘門選用可在動水中靈活啟閉的三角門型，既可利用三角門的門縫輸水，又能船閘在合適的條件下開通閘，縮短過閘時間、提高通過能力；節(jié)省閥門輸水系統(tǒng)的使用，減少運行成本、降低工程投資。

3.2套閘三角門

套閘工作閘門采用雙扇對開三角門，閘門由門體結(jié)構(gòu)、支承系統(tǒng)、止水等幾大部分組成。門體結(jié)構(gòu)包括有面板系、頂、底片剛架、自重剛架、空間聯(lián)系剛架、端柱和工作橋等幾部分。

3.3套閘閥門

上、下閘首左右廊道共布置四扇輸水閥門，上、下閘首廊道底高程分別為▽-3.5m和▽-3.7m，廊道頂高程為▽-1.0m和▽-1.2m，凈高2.5m，廊道孔口凈寬2.5m。閥門采用平面定輪鋼閘門，門頂高程▽-0.94m和▽-1.04m，門槽寬38cm，深30cm。

3.4套閘啟閉機

套閘閘、閥門啟閉機采用直推式液壓機型，閘門啟閉機布置在閘首邊墩的空箱內(nèi)，閥門啟閉機布置閥門井上方。每個閘首設(shè)兩個泵站，每側(cè)的閘門和閥門啟閉機共用一臺泵站控制系統(tǒng)。

4、結(jié)語

本工程金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計，充分考慮了馬甸水利樞紐布置的特點，滿足了泵站和套閘的運行、檢修要求，金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備配置合理經(jīng)濟，既節(jié)約了投資，又滿足了馬甸水利樞紐的運行要求。

參考文獻：

1、泰興市馬甸水利樞紐改建工程初步設(shè)計報告，江蘇省水利勘測設(shè)計研究院有限公司，2014

2、中國人民共和國水利部.SL74-2013.水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2013

3、王國軸，瞿履謙.鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，1993.