賴子河水庫工程可研階段金屬結構設計綜述

程明春

(貴州省畢節市勘測設計研究院，貴州畢節551700)

賴子河水庫工程可研階段金屬結構設計綜述

程明春

(貴州省畢節市勘測設計研究院，貴州畢節551700)

賴子河水庫位于長江流域烏江水系干流三岔河上游二塘河段，水庫是以供水、灌溉為主兼顧防洪發電的綜合利用中型水庫。工程建設項目包括混凝土雙曲拱壩、壩頂設閘溢洪道、沖沙兼放空底孔、取水系統等。文章介紹工程攔污柵、閘門及啟閉機金屬結構設計和布置情況。

水庫;金屬結構;布置部位;泄水系統;取水系統;尾水系統

1 工程概況

賴子河水庫位于威寧縣城東南面的爐山鎮溪街村境內，距縣城33 km，位于長江流域烏江水系干流三岔河上游二塘河段，水庫為年調節水庫。水庫是以供水、灌溉為主兼顧防洪發電的綜合利用型水庫，總庫容為1 175萬m3，死庫容為558萬m3，年供水量1 843萬m3，電站裝機容量1 320 kW，年發電量506萬kW·h。工程規模為中型，工程等別為Ⅲ等，大壩等主要建筑物為3級。設計灌溉保證率為80%，設計灌溉面積1 396.5 hm2，灌溉用水632.00萬m3;設計人蓄飲水供水保證率為95%，供水量為134.02萬 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m3，多年平均流量為3.10 m3/s。水庫校核洪水位為1 892.71 m(P=0.2%)，對應流量832 m3/s，設計洪水位為1 892.50 m(P=2%)，對應流量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。設計流域的多年平均懸移質輸沙模數G=500 t/km3～1 000 t/km3，水庫多年平均懸移質年輸沙量為14.6萬 t，多年平均推移質輸沙量17.4萬 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229 m，最大壩高50.4 m。

2 金屬結構布置

根據工程各建筑物布置的需要，金屬結構布置在如下部位:①泄水系統;②取水系統;③發電尾水系統;④施工導流系統［1］。共11扇，總工程量約195t，配套啟閉機選用液壓啟閉機和固定式卷揚機兩種形式，數量共10臺套。

2.1 泄水系統

溢洪道布置在壩頂中部，由于工作閘門底板高程1 887.80 m高于死水位1 885.80 m，每年枯水期有足夠時間水庫水位低于溢洪道堰頂高程，能滿足工作閘門的檢修要求，故在工作閘門前面不設檢修閘門。溢洪道上共設置3扇12.0 m×5.0 m的弧形工作閘門，設計水頭4.5 m，主材選用Q235B，單扇閘門門體重25 t，合計重75 t，單孔門槽埋件重4 t，合計重12 t。閘門型式為斜支臂露頂式弧形鋼閘門，支鉸形式采用圓柱鉸，選用3臺QHLY2×20 t-2 m露頂式弧形閘門液壓啟閉機控制閘門，閘門操作運行條件為動水啟閉，在枯期，該閘門是關閉蓄水，底孔弧形閘門為關閉狀態，當洪水來時，水庫水位超過正常蓄水位1 892.50 m，水庫打開溢洪道弧形工作閘門開始泄流，并使水位保持在正常蓄水位，直至來水流量與泄流量相等時;在汛期，死水位1 885.80 m時，該閘門是關閉蓄水，逐步開啟底孔弧形閘門進行泄流，直至下泄量最大為50.1 m3/s時，滿足P=5%一遇洪水回水不淹上游爐山鎮，當來水量繼續加大，底孔下泄流量仍保持50.1 m3/s下泄，水位達到正常蓄水位時，打開溢洪道閘門開始泄流，直至來水流量與泄流量相等。故該啟閉機除保證常用電源可靠外，還應設置備用動力電源柴油發電機150 kW，能及時提升閘門渲泄洪水，確保樞紐安全運行，該備用動力電源柴油發電機150 kW安裝在管理房，在主電源斷電情況，可以自動切換至備用動力電源柴油發電機［1］。

沖沙兼放空底孔設置在左岸壩段，沖沙兼放空底孔進口喇叭口處設置1扇事故閘門，孔口尺寸為4.0 m×4.0 m，設計水頭25 m，主材選用 Q235B，門體重17 t，門槽埋件重14 t，閘門底板高程1 868.00 m，上游淤沙高程1 876.52 m，高于進口閘門底板高程，閘門型式為上游止水平面定輪鋼閘門。選用1臺QP63t-26 m的高揚程卷揚機控制閘門。閘門設計時考慮泥沙壓力，操作運行條件為動閉靜啟，當事故閘門要啟門時關閉出口弧形閘門，在進口事故閘門和出口弧形閘門之間安裝1臺移動式排污泵150FWQP—330E抽水平壓，使得事故閘門前后水壓平衡后才啟門，滿足其后工作閘門檢修要求，待檢修工作完成后靜水啟門，提升并鎖錠于檢修平臺高程1 893.50 m。

沖沙兼放空底孔出口設置1扇弧形工作閘門，孔口尺寸為4.0 m×3.6 m，設計水頭25 m，主材選用Q235B，門體重15 t，門槽埋件重 7t，閘門底板高程1 868.00 m，閘門型式為直支臂潛孔式弧形鋼閘門，支鉸形式采用圓柱鉸，選用1臺QHSY50/20t-4 m深孔弧門液壓機控制閘門，操作運行條件為動水啟閉，在枯期，該閘門是關閉擋水;在汛期，低于死水位1 885.80 m時該工作閘門關閉擋水，當水位超過死水位1 885.80 m，逐步開啟該工作閘門進行泄流，滿足P=5%一遇洪水回水不淹上游爐山鎮，當來水量繼續加大，直至下泄量最大為50.1 m3/s，同時當水庫需要沖沙或放空時該閘門開啟運行，故該閘門啟閉機除保證常用電源可靠外，還應設置備用動力電源柴油發電機150 kW，能及時提升閘門，該備用動力電源柴油發電機150 kW安裝在管理房，與溢洪道上弧形工作閘門的備用電源共用，在主電源斷電情況，可以自動切換至備用動力電源柴油發電機。

2.2 取水系統

取水口設置在右岸壩段，取水口依次設置1扇攔污柵和1扇事故閘門，其主要功能是保證正常取水。攔污柵設置在取水口喇叭口處，孔口尺寸為3.4 m×2.7 m，設計水頭4 m，攔污柵底板高程1 878.00 m，攔污柵型式為平面滑動式，主材選用Q235B，柵體重4 t，柵槽埋件重4 t。選用1臺QP2×5 t-16 m(配套電機Y132MB-6，工作電壓380 V，額定功率3.7 kW)的高揚程卷揚機啟吊攔污柵柵體至檢修平臺高程1 893.50 m進行檢修維護和機械清污。在攔污柵的下游設置1扇事故閘門，孔口尺寸為2.0 m×2.0 m，設計水頭16 m，主材選用Q235B，門體重6 t，門槽埋件重7 t，閘門底板高程1 875.50 m，閘門型式為下游止水平面定輪鋼閘門，選用1臺QP25 t-19 m的高揚程卷揚機控制閘門。操作運行條件為動閉靜啟，采用局部開啟閘門充水平壓，當其后的隧洞、壓力鋼管需要檢修時，動水下閘擋水，待檢修工作完成后靜水啟門，提升并鎖錠于1 893.60 m。

2.3 發電尾水系統

尾水閘門設置在發電尾水渠出口，孔口尺寸為2.0 m ×1.7 m、3.7 m ×1.7 m，設計水頭8 m，閘門型式為平面滑動鋼閘門，主材選用Q235B，共設置三扇閘門，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單扇門體重2 t，單孔門槽埋件重2 t，選用1臺QP5t-7 m卷揚機控制閘門;孔口3.7 m×1.7 m單扇門體重3t，單孔門槽埋件重2 t，選用2臺QP2×5t-7m卷揚機控制閘門。三扇閘門的操作運行條件為靜水啟閉，門體上不設充水閥，利用機組排水系統充水，三扇閘門在發電機組檢修時下閘擋水，平時處于開啟狀態鎖錠于檢修平臺高程1 860.00 m。

2.4 施工導流系統

施工導流洞進口設置封堵閘門一扇，孔口尺寸為2.6 m×3.6 m，設計水頭31 m，主材選用Q235B，門體重12 t，門槽埋件重10 t，閘門型式為平面滑動鋼閘門。封堵閘門為一次性使用閘門，在導流洞封堵時下閘擋水，下閘時封堵時段最高庫水位1871.30 m，即下閘水頭10 m，下閘時考慮局部調整的啟門水頭為7 m，閘門的最高擋水水頭31 m。封堵閘門一次下閘調整就位后不再啟吊。選用1臺QP25t-19 m的高揚程卷揚機控制閘門，在封堵閘門下閘擋水后回收作為取水口事故閘門的啟閉機。

［1］常宗濱.磨盤山水庫樞紐金屬結構的布置與設計［J］.黑龍江水利科技，2009，37(03):29-30.

TV34

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1007-7596(2014)05-0080-02

2013-11-26

程明春(1979-)，女，貴州畢節人，工程師。