牛欄江紅石巖堰塞湖整治工程金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備布置與設(shè)計(jì)

賈海波 李榮 廖照邦

2014年8月3日16時(shí)30分，云南省魯?shù)榭h發(fā)生6.5級(jí)地震，在魯?shù)榭h火德紅鄉(xiāng)李家山村和巧家縣包谷垴鄉(xiāng)紅石巖村交界的牛欄江干流上，因地震造成兩岸山體塌方形成堰塞湖。堰塞體總方量1 000萬(wàn)m3，順河向底寬約900 m，高103 m，1 222 m對(duì)應(yīng)庫(kù)容約2.6億m3，控制流域面積12 087 km2，回水長(zhǎng)度約25 km。堰塞湖直接影響上游會(huì)澤縣，同時(shí)也威脅著下游沿河的魯?shù)?、巧家、昭?yáng)三縣（區(qū)）3萬(wàn)余人、2 200 hm2（3.3萬(wàn)畝）耕地，以及下游天花板、黃角樹等水電站的安全。

2014年11月4日，國(guó)務(wù)院以國(guó)發(fā)[2014]56號(hào)文件印發(fā)“國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)魯?shù)榈卣馂?zāi)后恢復(fù)重建總體規(guī)劃的通知”，指出“抓緊開展牛欄江紅石巖堰塞湖后期整治，采取堰塞體防滲加固、兩岸不穩(wěn)定邊坡整治、開挖非常溢洪道、修建泄洪洞等工程措施，實(shí)施堰塞湖災(zāi)民生產(chǎn)性安置，確保堰塞體安全，加快永久性整治方案論證?！?/p>

本工程校核洪水位1 208.06 m，相應(yīng)庫(kù)容1.85億m3；正常蓄水位1 200 m，相應(yīng)庫(kù)容1.41億m3；死水位1 180.00 m，相應(yīng)庫(kù)容0.61億m3。調(diào)節(jié)庫(kù)容0.80億m3，具有季調(diào)節(jié)性能。工程總裝機(jī)容量201 MW（3×67 MW），樞紐等級(jí)屬Ⅱ等大（2）型，堰塞壩為1級(jí)建筑物，泄洪建筑物、電站進(jìn)水口為2級(jí)建筑物，引水發(fā)電建筑物為3級(jí)建筑物，次要建筑物為3級(jí)。

根據(jù)水工樞紐布置，本工程包含金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備的主要建筑物有引水發(fā)電系統(tǒng)、泄洪系統(tǒng)和導(dǎo)流系統(tǒng)。共計(jì)有閘門門（柵）槽16孔（其中門槽12孔、儲(chǔ)門槽1孔、攔污柵槽3孔）、閘門12扇、攔污柵3扇、門機(jī)1臺(tái)、移動(dòng)式臺(tái)車1臺(tái)、固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)5臺(tái)、液壓?jiǎn)㈤]機(jī)2套、清污機(jī)1套。

1 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)位于大壩右岸，進(jìn)水口為壩式進(jìn)水塔，由進(jìn)水口、引水隧洞、壓力鋼管、地面廠房等組成。進(jìn)水口底板高程1 163.50 m，進(jìn)水塔頂與壩頂同高程為1 210.00 m。進(jìn)水口采用1管3機(jī)布置，由1條引水管道引至廠房后分岔進(jìn)入3臺(tái)發(fā)電機(jī)組。引水系統(tǒng)進(jìn)水口設(shè)有攔污柵及清污門機(jī)，事故閘門及卷?yè)P(yáng)啟閉設(shè)備，在機(jī)組尾水出口處設(shè)有機(jī)組尾水檢修閘門及臺(tái)車啟閉設(shè)備。廠房設(shè)防洪閘門及卷?yè)P(yáng)啟閉設(shè)備。

1.1 進(jìn)水口攔污柵與啟閉設(shè)備設(shè)計(jì)及布置

在進(jìn)水塔前端用混凝土隔墩將進(jìn)口分為3個(gè)孔口，設(shè)置3孔3扇潛孔式垂直攔污柵，攔污柵后端布置成連通式，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)組有足夠引水量，可降低因部分?jǐn)r污柵堵塞而停機(jī)的概率。攔污柵柵葉為活動(dòng)式潛孔攔污柵葉，具備安裝、檢修時(shí)吊入、吊出條件。攔污柵框架為工字梁斷面鋼板焊接組合結(jié)構(gòu)，每節(jié)柵體布置3根主橫梁，梁高540 mm，柵條為扁鋼板，斷面尺寸10 mm×90 mm，柵條用螺柱串接后固定在鋼結(jié)構(gòu)主框架上，支承距6.0 m，設(shè)主滑塊和反向支承、側(cè)導(dǎo)向支承，攔污柵分節(jié)制造，單節(jié)長(zhǎng)3.1 m，節(jié)間采用銷軸連接；頂節(jié)設(shè)過(guò)渡柵裝置。柵條及框架主要材料為Q235和Q345B。攔污柵槽為Ⅰ型門槽，槽深400 mm，槽寬620 mm，寬深比1.55，門槽埋件設(shè)主軌、反軌、底檻等焊接結(jié)構(gòu)件，主要材料為Q345B，采用二期混凝土埋設(shè)，二期混凝土C25。

攔污柵上、下游側(cè)均設(shè)有水位計(jì)，可測(cè)量柵前、柵后水位差，攔污柵最大過(guò)柵流速不大于0.99 m/s，當(dāng)攔污柵上污物較多影響發(fā)電時(shí)，需對(duì)攔污柵進(jìn)行清污，攔污柵前后水位差不大于4 m，清污設(shè)備為布置在塔頂高程1 210.00 m平臺(tái)的400 kN清污門機(jī)上配置的液壓耙斗。當(dāng)攔污柵需要檢修時(shí)，卸除清污門機(jī)的液壓耙斗，在無(wú)水條件起吊攔污柵出槽檢修，檢修完畢后將攔污柵放回到原柵槽內(nèi)，再恢復(fù)清污耙斗。

清污門機(jī)主要由機(jī)架、機(jī)房、起升機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、液壓耙斗、夾軌裝置、電氣控制及軌道等部件組成，清污門機(jī)容量400 kN，總揚(yáng)程55 m，軌上揚(yáng)程7.5 m，軌距4.0 m，耙斗容積2.5 m3。在污物堵塞攔污柵需要清污時(shí)由經(jīng)培訓(xùn)取得上崗資質(zhì)的專業(yè)人員在司機(jī)室內(nèi)現(xiàn)地控制操作清污和檢修，清出的污物不得再次倒入下游河道，需進(jìn)行焚燒、填埋等處理。

1.2 進(jìn)水口事故閘門與啟閉設(shè)備設(shè)計(jì)及布置

在攔污柵后設(shè)1孔1扇事故閘門，事故閘門井和啟閉機(jī)室設(shè)置于引水隧洞前段的山體內(nèi)，以防止右岸高邊坡滾石等對(duì)設(shè)備造成破壞。事故閘門為潛孔式平面定輪閘門，門葉采用鋼板焊接實(shí)腹式主梁結(jié)構(gòu)，門葉結(jié)構(gòu)分3節(jié)制造，下節(jié)門葉結(jié)構(gòu)為箱型梁，中上節(jié)門葉各布置3根主梁，主梁為工字梁斷面，梁高1 650 mm，節(jié)間為螺栓連接，閘門主要材料Q345B。每節(jié)門葉上共布置4個(gè)主輪作主支承，支承距9.3 m，主輪軸承選用滾動(dòng)軸承，主輪直徑φ800 mm，滾輪材料ZG34Cr2Ni2Mo；懸臂式側(cè)輪為側(cè)導(dǎo)向支承，側(cè)輪直徑φ200 mm，反向支承為鑄鐵滑塊，材料ZG270-500。閘門采用上游止水，頂、側(cè)水封為“P60”形橡膠水封，底水封為板形橡膠水封，節(jié)間為異型橡膠水封；閘門操作條件為利用閘門自重和加重在動(dòng)水狀態(tài)閉門，下游角度30.57°；靜水條件啟門，小開度250 mm提門充水平壓后，水頭差不大于4 m啟門。閘門主要用途為當(dāng)引水隧洞或壓力鋼管出現(xiàn)事故或需要檢修時(shí)動(dòng)水下閘擋水，正常情況下閘門鎖定在門楣孔口上部1 204.943 m鎖定平臺(tái)，檢修鎖定平臺(tái)設(shè)有鎖錠梁用于閘門安裝、檢修時(shí)鎖定門葉。閘門前后設(shè)有水位計(jì)。

事故閘門槽為Ⅰ型門槽，槽深1 080 mm，槽寬1 850 mm，寬深比1.71，門槽埋件設(shè)主軌、反軌、底檻、門楣等焊接結(jié)構(gòu)件和鑄鋼件，主要焊接材料為Q345B，鑄鋼主軌材料為ZG34Cr2Ni2Mo；門槽鑄鋼主軌埋件設(shè)置高度16.9 m，非工作段設(shè)焊接主軌和反軌結(jié)構(gòu)；埋件采用二期混凝土埋設(shè)，二期混凝土標(biāo)號(hào)C30。

進(jìn)水口事故閘門的啟閉設(shè)備為1臺(tái)啟門力容量2 500 kN的固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，布置在門槽上方高程1 218.87 m的啟閉機(jī)平臺(tái)上。固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)由起升機(jī)構(gòu)、機(jī)架、電氣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)的吊具通過(guò)吊軸與閘門吊耳連接。啟閉機(jī)上設(shè)置的機(jī)械和電氣保護(hù)和控制裝置可保證啟閉機(jī)安全運(yùn)行。啟閉機(jī)為現(xiàn)地操作，由經(jīng)培訓(xùn)取得上崗資質(zhì)的專業(yè)人員操作，提升閘門前應(yīng)確認(rèn)上、下游水位是否平壓，平壓后方可允許正常提升閘門。

1.3 機(jī)組尾水檢修閘門

尾水管末端設(shè)置機(jī)組尾水檢修閘門，尾水檢修閘門施工期用于防洪度汛需要下閘擋水，且考慮泥沙淤積，因此每臺(tái)機(jī)組均設(shè)置閘門門葉和臨時(shí)使用的拉桿裝置，閘門共3孔3扇。檢修閘門為潛孔式平面閘門，門葉采用鋼板焊接為實(shí)腹式主梁焊接結(jié)構(gòu)，門葉分2節(jié)制造，每節(jié)布置2根變截面主梁，主梁為工字梁斷面，梁高1 812 mm，2節(jié)門葉在工地現(xiàn)場(chǎng)采用焊接連接，閘門主要材料Q345B。采用低摩阻系數(shù)自潤(rùn)滑材料滑動(dòng)支承，單側(cè)滑塊長(zhǎng)2 000 mm，支承距9.93 m；側(cè)導(dǎo)向支承為安裝于閘門邊梁側(cè)部的簡(jiǎn)支式側(cè)輪，側(cè)輪直徑φ200 mm，鉸式彈性滑塊裝置為反向支承；閘門采用上游止水（下游水壓），頂、側(cè)水封為“P60”形橡膠橡塑水封，底水封為板形橡膠水封；門葉吊點(diǎn)間距5.0 m，對(duì)中裝置間距6.5 m。機(jī)組尾水檢修閘門槽為Ⅰ型門槽，槽深600 mm，槽寬1 100 mm，寬深比1.83，門槽埋件設(shè)主軌、反軌、底檻、門楣等焊接結(jié)構(gòu)件，主要材料為Q345B，門槽非工作段主軌設(shè)副軌裝置。埋件采用二期混凝土埋設(shè)，二期混凝土標(biāo)號(hào)C30。

閘門主要用途為機(jī)組檢修時(shí)下閘擋水和施工期防洪度汛。閘門前后設(shè)有水位計(jì)，操作條件為靜水閉門，水機(jī)專業(yè)設(shè)旁通充水閥充水平壓后靜水啟門，啟門水位差不大于2 m。

閘門利用設(shè)置在高程1 106.00 m尾水平臺(tái)上的2×400 kN臺(tái)車式啟閉機(jī)，施工期通過(guò)動(dòng)滑輪和拉桿裝置連接，投產(chǎn)后正常工況通過(guò)動(dòng)滑輪和液壓自動(dòng)抓梁與閘門吊耳連接操作。臺(tái)車主要由起升機(jī)構(gòu)（起升機(jī)構(gòu)包括卷筒裝置，減速器（含潤(rùn)滑油）、電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、聯(lián)軸器、動(dòng)滑輪組、定滑輪組、荷載限制器、高度指示器、行程限制器、鋼絲繩等組成）、行走機(jī)構(gòu)、機(jī)架、位置限制器、緩沖器、夾軌裝置、照明設(shè)施、電力拖動(dòng)和控制設(shè)備、電纜卷筒裝置、液壓自動(dòng)抓梁、消防設(shè)備和臺(tái)車軌道等組成。啟閉機(jī)為現(xiàn)地操作，必須由經(jīng)培訓(xùn)取得上崗資質(zhì)的專業(yè)人員操作，啟門前應(yīng)確認(rèn)閘門上、下游水位是否平壓，嚴(yán)禁動(dòng)水啟閉；水平移動(dòng)時(shí)不得帶門運(yùn)行。

1.4 廠區(qū)進(jìn)口防洪閘門

在防洪墻進(jìn)廠公路廠房進(jìn)口處設(shè)置1孔1扇廠房防洪閘門，閘門為潛孔式平面滑動(dòng)閘門，門葉采用鋼板焊接實(shí)腹式主梁結(jié)構(gòu)，門葉結(jié)構(gòu)按運(yùn)輸要求分3節(jié)制造，每節(jié)門葉布置3根主梁，主梁為工字梁斷面，梁高800 mm，節(jié)間為鉸軸連接，閘門主要材料Q345B。每節(jié)門葉上共布置4個(gè)低摩阻系數(shù)自潤(rùn)滑材料滑動(dòng)支承，單側(cè)滑塊長(zhǎng)1 500 mm，支承距6.5 m；懸臂式側(cè)輪為側(cè)導(dǎo)向支承，側(cè)輪直徑φ200 mm，鉸式彈性滑塊裝置為反向支承；閘門采用下游止水（防洪墻外側(cè)為水壓，廠房側(cè)止水），頂、側(cè)水封為“P60”形橡膠橡塑水封，底水封為板形橡膠水封，節(jié)間為異型橡膠水封；閘門操作條件為無(wú)水條件下啟閉。閘門主要用途為溢洪洞泄洪或防洪度汛期河道水位高于進(jìn)廠公路工程時(shí)擋水，以保護(hù)廠房?jī)?nèi)不進(jìn)水。

閘門平時(shí)懸掛于孔口上方高程1 103.00 m平臺(tái)，閘門底部距孔口頂部?jī)H850 mm。閘門啟閉設(shè)備為1臺(tái)250 kN固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，布置在孔口上方1 114.50 m的啟閉機(jī)平臺(tái)上。啟閉機(jī)為現(xiàn)地操作，在電站發(fā)出洪水預(yù)警時(shí)應(yīng)在無(wú)水狀態(tài)提前閉門防洪，并做好水封密封性檢查，提升閘門前應(yīng)確認(rèn)防洪墻外側(cè)無(wú)水方可允許提升閘門。考慮可能遭遇地震、暴雨等自然災(zāi)害，啟閉機(jī)供電中斷，閘門需在無(wú)外電情況下關(guān)閉防洪，此時(shí)可采用人工緊急松開啟閉機(jī)制動(dòng)器下閘防洪，以保護(hù)廠房及其內(nèi)部的機(jī)組等設(shè)備。

廠區(qū)進(jìn)口防洪門門槽為Ⅰ型門槽，槽深960 mm，槽寬600 mm，寬深比1.6，門槽埋件設(shè)主軌、反軌、底檻、門楣等焊接結(jié)構(gòu)件和鑄鋼件，主要焊接材料為Q345B；門槽埋件設(shè)至鎖定高程1 103.00 m。門槽埋件采用二期混凝土埋設(shè)，二期混凝土標(biāo)號(hào)C30。

1.5 引水隧洞4#施工支洞進(jìn)人門

引水隧洞在4#施工支洞口設(shè)置隧洞檢修用進(jìn)人門，孔口尺寸1.2 m×1.8 m，閘門為潛孔式平面固定閘門，門葉采用鋼板焊接實(shí)腹式主梁結(jié)構(gòu)，門葉結(jié)構(gòu)布置5根主梁，主梁為工字梁斷面，梁高234 mm，閘門主要材料Q345B。門葉底部設(shè)轉(zhuǎn)鉸支承連接，固定于門槽底檻部位，門槽按閘門止水尺寸設(shè)置為矩形框架埋設(shè)固定于二期混凝土內(nèi)。閘門在需要擋水關(guān)閉前，在無(wú)水工況下采用30 kN手拉葫蘆提升轉(zhuǎn)動(dòng)閘門門葉，至門槽止水面后用螺栓副將門葉結(jié)構(gòu)緊固在門槽框架上，使水封壓緊封閉。在隧洞需要檢修進(jìn)人時(shí)，在隧洞無(wú)水工況下卸下門葉和門槽之間的緊固螺栓副，用30 kN手拉葫蘆轉(zhuǎn)動(dòng)閘門門葉，慢慢將門葉轉(zhuǎn)動(dòng)，直至門葉水平放置，檢修人員可進(jìn)入引水隧洞工作。

2 泄洪系統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

2.1 泄洪沖沙放空洞金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

電站樞紐在右岸布置1條泄洪沖沙放空洞，泄洪沖沙放空洞的主要功能為宣泄洪水放低水庫(kù)水位和水庫(kù)沖沙。在正常高水位下，泄洪沖沙放空洞擔(dān)負(fù)整個(gè)電站約23%的泄量，是電站泄洪系統(tǒng)中重要的組成部分。泄洪洞在隧洞入口段設(shè)置進(jìn)水塔，隧洞前段山體內(nèi)設(shè)置事故閘門及相應(yīng)的啟閉設(shè)備，在泄洪隧洞出口設(shè)置工作閘門及相應(yīng)的啟閉設(shè)備。

在泄洪沖沙放空洞洞身設(shè)置事故閘門1孔1扇，門葉采用鋼板焊接實(shí)腹式主梁結(jié)構(gòu)，門葉結(jié)構(gòu)分3節(jié)制造，每節(jié)布置2根主梁，主梁為工字梁斷面，梁高1 530 mm，節(jié)間為螺栓連接，閘門主要材料Q345B。每節(jié)門葉上布置4個(gè)主輪作主支承，支承距7.8 m，主輪軸承選用滾動(dòng)軸承，主輪直徑φ850 mm，滾輪材料ZG35CrMo；懸臂式側(cè)輪為側(cè)導(dǎo)向支承，側(cè)輪直徑φ200 mm，反向支承為復(fù)合材料滑塊；閘門采用上游止水，頂、側(cè)水封為“P60”形橡膠橡塑水封，底水封為板形橡膠水封，節(jié)間為異型橡膠水封；閘門操作條件為利用閘門自重和加重在動(dòng)水狀態(tài)閉門，閘門下游傾角29.8°；靜水條件啟門，小開度250 mm提門充水平壓后，水頭差不大于5 m啟門。閘門主要用途為當(dāng)泄洪洞工作閘門或隧洞洞身出現(xiàn)事故狀態(tài)需要檢修時(shí)動(dòng)水下閘擋水，正常情況下閘門鎖定在門楣孔口上部1 205.50 m鎖定平臺(tái)，檢修鎖定平臺(tái)設(shè)有鎖錠梁用于閘門安裝、檢修時(shí)鎖定門葉。閘門前后設(shè)有水位計(jì)。

事故檢修閘門槽型式為Ⅱ型結(jié)構(gòu)，采用較優(yōu)的門槽錯(cuò)距比和較優(yōu)的斜坡，門槽深1 000 mm，門槽寬1 700 mm，門槽寬深比1.7。錯(cuò)距處進(jìn)行倒圓和緩坡處理，圓角半徑R=50 mm，斜坡為1∶10。門槽在工作段設(shè)主軌、反軌，側(cè)護(hù)、底檻門楣等埋件，工作段設(shè)全鋼襯，襯至高程1 154.00 m，高16 m，非工作段高51.50 m，設(shè)置簡(jiǎn)單的主反軌導(dǎo)向；主軌材料ZG35CrMo，除主軌外門槽主要材料Q345B。工作段二期混凝土表面采用抗沖刷鋼纖維混凝土，其余為C35。

閘門啟閉設(shè)備為1臺(tái)啟門力容量3 600 kN、揚(yáng)程75 m的高揚(yáng)程固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，布置在門槽上方高程1 218.87 m的啟閉機(jī)平臺(tái)上。固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)由起升機(jī)構(gòu)、機(jī)架、電氣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)的吊具通過(guò)吊軸與閘門吊耳連接。啟閉機(jī)上設(shè)置的機(jī)械和電氣保護(hù)和控制裝置可保證啟閉機(jī)安全運(yùn)行。啟閉機(jī)為現(xiàn)地操作，由經(jīng)培訓(xùn)取得上崗資質(zhì)的專業(yè)人員操作，提升閘門前應(yīng)確認(rèn)上、下游水位是否平壓，平壓后方可允許正常提升閘門。

2.2 溢洪洞金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

在大壩右岸靠近壩體側(cè)設(shè)1條溢洪洞，溢洪洞是電站的主要泄洪通道，在正常高水位下溢洪洞承擔(dān)約70%的泄量。溢洪洞進(jìn)口堰頂高程為電站發(fā)電死水位1 180.00 m，正常蓄水位1 200.00 m，溢洪洞常年處于擋水狀態(tài)，溢洪洞進(jìn)口出設(shè)置1孔1扇表孔檢修閘門及1孔1扇弧形工作閘門及相應(yīng)啟閉設(shè)備。

2.2.1 檢修閘門與啟閉設(shè)備設(shè)計(jì)及布置

在溢洪洞工作閘門槽前布置1孔平面檢修閘門槽，并配置1扇平面檢修疊梁閘門，用于弧形工作閘門需要檢修時(shí)下閘擋水。閘門為露頂式焊接鋼結(jié)構(gòu)疊梁形式，門葉采用鋼板焊接為實(shí)腹式主梁焊接結(jié)構(gòu)，門葉分7節(jié)制造，每節(jié)布置3根主梁，主梁為變截面工字梁斷面，最大梁高1 650 mm，節(jié)間為自由疊加連接，閘門主要材料Q345B。采用低摩擦系數(shù)的自潤(rùn)滑復(fù)合材料滑動(dòng)支承，每節(jié)布置4個(gè)滑塊，單個(gè)滑塊長(zhǎng)750 mm，支承距14.9 m，線荷載25.9 MPa；側(cè)導(dǎo)向支承為懸臂式側(cè)輪，側(cè)輪直徑φ200 mm，鉸式彈性反向滑塊裝置為反向支承；閘門采用下游止水，側(cè)水封為“P60”形橡塑復(fù)合水封，底水封和節(jié)間為板形橡膠水封；門葉吊點(diǎn)間距7.4 m，對(duì)中裝置間距12.6 m。閘門操作條件為靜水閉門，上節(jié)門葉動(dòng)水提門充水平壓后靜水啟門。

疊梁閘門槽為Ⅱ型門槽，槽深800 mm，槽寬1 300 mm，寬深比1.625，門槽埋件設(shè)主軌、反軌、底檻等焊接結(jié)構(gòu)件，主要材料為Q345B和Q235，門槽埋件設(shè)至高程1 210.00 m平臺(tái)，埋件采用二期混凝土埋設(shè)，二期混凝土標(biāo)號(hào)C30。設(shè)1孔儲(chǔ)門槽，埋件設(shè)至高程1 209.20 m，并在此高程設(shè)鎖定。

溢洪洞檢修閘門采用布置在溢洪洞壩頂高程1 210.00 m平臺(tái)的2×500 kN單向門式啟閉機(jī)配液壓自動(dòng)抓梁分次起吊。溢洪洞檢修閘門在不投入擋水使用時(shí)，擺放于檢修門儲(chǔ)門槽內(nèi)，每節(jié)疊梁閘門結(jié)構(gòu)尺寸相同，可互換使用。

2.2.2 溢洪洞弧形工作閘門與啟閉設(shè)備設(shè)計(jì)及布置

溢洪洞表孔在平面檢修閘門槽后設(shè)置1孔1扇露頂式弧形工作閘門。閘門采用雙主橫梁、斜支臂鋼板焊接組合結(jié)構(gòu)，主梁與支臂斷面結(jié)構(gòu)均為箱型梁，小梁為工字型梁，主梁高1 750 mm，門葉結(jié)構(gòu)分8節(jié)制造，在工地安裝現(xiàn)場(chǎng)焊接為整體，閘門板材材料主要為Q345B，型材為Q235?；￠T面板曲率半徑25 m，支鉸高12.8 m，支承跨度11.2 m，支臂夾角26.12°，支鉸與水平線夾角13.0134°（水推力夾角），支鉸為圓柱鉸支承，軸套采用銅合金鑲嵌自潤(rùn)滑軸套（Ф730 mm/Ф650 mm），軸套長(zhǎng)度2×545 mm，支鉸軸套計(jì)算承壓應(yīng)力57.4 MPa（許用應(yīng)力70 MPa），固定支鉸材料為ZG35CrMo，鉸軸為34CrNi3M0，鉸軸直徑Ф650 mm，活動(dòng)支鉸采用焊接鉸，與支臂褲叉焊接為一體，焊后要求整體退火以消除焊接內(nèi)應(yīng)力，焊接殘余應(yīng)力不大于25%。門葉結(jié)構(gòu)兩端共設(shè)16個(gè)簡(jiǎn)支輪為側(cè)輪裝置，側(cè)輪直徑Ф300 mm，在面板上游設(shè)止水，側(cè)止水為“L”形橡膠水封，底止水為板形橡膠水封。設(shè)閘門結(jié)構(gòu)在制造廠內(nèi)進(jìn)行總組裝以檢驗(yàn)制造尺寸和各部分配合。弧形工作閘門門槽埋件主要包括底檻、側(cè)軌、支鉸座及鎖定、液壓油缸埋件等，閘門鎖定裝置設(shè)于1 210.00 m平臺(tái)，液壓油缸埋件設(shè)于1 201.942 6 m高程，埋件結(jié)構(gòu)材料主要為Q345B，采用二期混凝土埋設(shè)，混凝土標(biāo)號(hào)C30。

閘門主要承擔(dān)蓄水和泄洪功能，正常蓄水狀態(tài)關(guān)閉閘門擋水，處于工作狀態(tài)，當(dāng)水庫(kù)需要泄洪溢流時(shí)提升閘門泄洪。閘門操作條件為動(dòng)水狀態(tài)啟閉，可局部開啟調(diào)節(jié)流量。局部開啟泄洪時(shí)應(yīng)避開振動(dòng)區(qū)以保護(hù)閘門運(yùn)行安全。

溢洪洞弧形工作閘門采用1臺(tái)啟門力2×4 000 kN的上翹式液壓式啟閉機(jī)操作，液壓?jiǎn)㈤]機(jī)2只油缸的上吊點(diǎn)分別布置在閘墩邊墻的轉(zhuǎn)鉸上，下吊點(diǎn)分別鉸接在弧形閘門下主梁兩側(cè)后翼緣上，全開狀態(tài)時(shí)液壓油缸上翹4.2°。液壓泵站及控制柜均布置于閘墩上的工作閘門泵房?jī)?nèi)，泵房高程1 210.00 m，每套液壓?jiǎn)㈤]機(jī)由2套油缸總成、機(jī)架、閘門開度（行程）檢測(cè)裝置、行程限位裝置、缸旁安全保壓閥塊、液壓管道系統(tǒng)、附件、1套液壓系統(tǒng)泵站總成、電力拖動(dòng)及控制設(shè)備等組成，液壓泵站設(shè)兩臺(tái)全備用的油泵電動(dòng)機(jī)組，油泵電動(dòng)機(jī)組能自動(dòng)輪換，啟閉機(jī)設(shè)置有行程、液壓和電氣等多套保護(hù)和控制裝置。為保證閘門在開啟和關(guān)閉的過(guò)程中能平穩(wěn)運(yùn)行，采用鍍陶瓷活塞桿，配置與陶瓷桿匹配的CIMS系統(tǒng)采集閘門行程開度數(shù)據(jù)，液壓系統(tǒng)設(shè)有專門的雙缸同步糾偏系統(tǒng)進(jìn)行糾偏。啟閉機(jī)按現(xiàn)地手動(dòng)、現(xiàn)地自動(dòng)、遠(yuǎn)方監(jiān)控和現(xiàn)地優(yōu)先操作的方案設(shè)計(jì)，液壓?jiǎn)㈤]機(jī)應(yīng)由經(jīng)培訓(xùn)取得上崗資質(zhì)的專業(yè)人員操作。遠(yuǎn)方監(jiān)控狀態(tài)時(shí)閘門不允許鎖定，鎖定裝置僅用于安裝、檢修狀態(tài)使用。

紅石巖堰塞湖大壩為堰塞體整治后的土石大壩，且僅設(shè)置1條溢洪洞，工程地區(qū)為強(qiáng)地震帶，為確保大壩安全，溢洪道工作閘門啟閉機(jī)除設(shè)置雙電源供電外，配置1臺(tái)HGYD-80-1型液壓應(yīng)急操作器，具備在外界失電狀態(tài)獨(dú)立啟升閘門的功能。

3 導(dǎo)流隧洞金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

紅石巖堰塞湖整治工程導(dǎo)流洞及進(jìn)水塔建筑物利用原洪石巖電站發(fā)電洞及進(jìn)水口改造形成，封堵閘門門槽采用原紅石巖電站進(jìn)水口事故閘門門槽，閘門和啟閉機(jī)設(shè)備根據(jù)原門槽和啟閉機(jī)排架資料重新設(shè)計(jì)、制造、安裝。

閘門主要用途為當(dāng)導(dǎo)流洞完成其施工導(dǎo)流任務(wù)，水庫(kù)蓄水時(shí)下閘封堵?lián)跛?/p>

根據(jù)原洪石巖進(jìn)水口布置，導(dǎo)流隧洞進(jìn)水塔用中墩分為2孔，設(shè)置2孔2扇封堵閘門。為潛孔式平面閘門，門葉采用鋼板焊接的實(shí)腹式主梁結(jié)構(gòu)，門葉分3節(jié)制造、運(yùn)輸，在工地焊接為整體，每節(jié)門葉布置3根主梁，主梁為工字梁斷面，主梁高974 mm，閘門主要板材材料為Q345B。每節(jié)門葉上共布置2個(gè)主輪作主支承，支承距4.65 m，主輪軸承選用滾動(dòng)軸承，主輪直徑φ700 mm，主輪材料ZG35CrMo；門葉邊梁外側(cè)設(shè)置簡(jiǎn)支式側(cè)輪為側(cè)導(dǎo)向支承，側(cè)輪直徑φ150 mm，鉸式彈性反向輪裝置為反向支承；閘門采用下游止水，頂、側(cè)水封為“P60”形橡膠橡塑水封，底水封為板形橡膠水封，節(jié)間封焊。

門槽利用原洪石巖進(jìn)水口事故閘門門槽，為I型門槽，門槽深600 mm，寬1 250 mm，門槽寬深比2.08。門槽埋件設(shè)主、反軌和側(cè)導(dǎo)向埋件，埋件高度至閘門鎖定平臺(tái)高程1 146.0 m。

封堵閘門分別采用1臺(tái)啟閉容量為1 000 kN，揚(yáng)程30 m的固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)操作，啟閉機(jī)布置在進(jìn)水塔排架上1 159.00 m啟閉機(jī)平臺(tái)上。啟閉機(jī)由起升機(jī)構(gòu)、機(jī)架、機(jī)械及電氣控制裝置等部件組成。起升機(jī)構(gòu)的吊具直接與封堵閘門吊耳連接操作，閘門靠自重和加重動(dòng)水啟閉，導(dǎo)流隧洞封堵閘門在不大于17.5 m水頭時(shí)動(dòng)水下閘（下閘水頭）；考慮下閘過(guò)程可能發(fā)生意外，在有一定涌水水頭啟門，結(jié)合原工程啟閉機(jī)容量，控制閘門設(shè)計(jì)的啟門水頭不大于24 m。

因本工程導(dǎo)流隧洞使用時(shí)間長(zhǎng)，又歷經(jīng)地震工況，在封堵閘門下門前應(yīng)對(duì)門槽體型、尺寸及損害情況進(jìn)行檢查，對(duì)工作段門槽和底檻進(jìn)行試探，排除影響閘門封堵因素，做好下閘應(yīng)急方案和準(zhǔn)備工作，以確保導(dǎo)流洞順利封堵。

4 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備防腐設(shè)計(jì)

電站金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備攔污柵、閘門、啟閉機(jī)按照DL/T 5358—2006《水電水利工程金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備防腐蝕技術(shù)規(guī)范》要求設(shè)計(jì)。閘門門葉、攔污柵、門槽（柵槽）按水下和潮濕空氣等級(jí)要求進(jìn)行防腐設(shè)計(jì)，底漆進(jìn)行熱噴涂鋅160μm，封閉底漆為環(huán)氧磷酸底漆25μm，中間漆為環(huán)氧云鐵漆80μm，由于閘門長(zhǎng)期暴露于室外，兩道面漆采用耐風(fēng)化的丙烯酸聚氨酯漆，第一道面漆厚60μm，第二道面漆在工地安裝調(diào)試后噴涂，面漆厚40μm；門槽埋件背水面涂刷改性水泥膠漿100μm。啟閉設(shè)備的外露表面按潮濕空氣等級(jí)要求進(jìn)行防腐設(shè)計(jì)，底漆為60μm環(huán)氧富鋅底漆，中間漆為80μm環(huán)氧云鐵底漆，兩道面漆采用80μm和40μm厚的耐磨環(huán)氧漆，其中第二道面漆在工地安裝調(diào)試后噴涂。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備的布置合理，設(shè)計(jì)安全可靠，主要結(jié)構(gòu)件及零部件強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性、防腐滿足DL/T 5358—2006《水電水利工程金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備防腐蝕技術(shù)規(guī)范》規(guī)范要求。Q345B為工程在建時(shí)的閘門材質(zhì)，新規(guī)范Q345B改為Q355B。紅石巖堰塞湖整治工程目前已經(jīng)全部完工，機(jī)組已投產(chǎn)發(fā)電，金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備均已安裝完成，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，得到業(yè)主好評(píng)。