科特迪瓦蘇布雷水電站初步設計金屬結構簡介

何孟蕓 張萬秋 陳關華 蔣德成

中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司

蘇布雷水電站位于科特迪瓦西部，電站最大壩高20m，大壩全長4.5km，水庫總庫容8300 萬方，有效庫容2000 萬m3，總裝機容量達27.5 萬千瓦。本文對蘇布雷水電站金屬結構的初步設計與布置進行了簡要介紹。

概述

蘇布雷水電站位于科特迪瓦西部，建成后將成為該國最大的水電站。本項目分為主電站和微型電站兩個電站，主電站裝設3 臺立軸混流式機組，單機容量90MW；大壩溢洪道右側裝設一臺5MW 的貫流式機組以泄放生態流量。

金屬結構設備由主電站的引水系統、尾水系統和主河床泄水系統以及微型電站的引水系統、尾水系統組成，共設攔污柵14 扇，閘門22 扇，門（柵）槽46 套，啟閉機（含清污機設備）17 臺。設計標準采用德國工業標準DIN 19704。

主電站

引水建筑物的閘門和啟閉機

主電站引水建筑物布置在右岸，包括取水口、進水口、壓力管道，共安裝3 臺混流式水輪發電機組，采用“單機單管”的引水型式布置。主電站引水建筑物的金屬結構包括取水口攔污柵、進水口檢修閘門、進水口快速閘門及其啟閉機。

攔污柵

攔污柵布置在進水口前緣，每臺機組通過中墩分為4 個孔口，共設12 扇固定式攔污柵。孔口尺寸4.75m×17.51m（寬×高），攔污柵與水平線的夾角為68.2 度。底坎高程135.00m，攔污柵按4m 水頭差設計。攔污柵由安裝在154.50m 高程上的2×160kN 雙向門機通過抓斗進行清污。

檢修閘門

攔污柵下游設有2 扇8m×8m-17m（寬× 高-設計水頭，下同）平面疊梁滑動檢修閘門，底坎高程135.00m，正常蓄水位152.00m。下游止水，滑道支承。閘門為靜水啟閉，啟門時先開啟充水閥充水，充水平壓后依次提起各節門葉。閘門由安裝在154.50m 高程上的2×160kN 雙向門機通過機械抓梁操作，門機軌距6.5m，軌上揚高5.5m，總揚程25m，該門機同時用于主電站取水口攔污柵的清污。

快速閘門

在檢修閘門下游設有3 扇8m×8m-17m 快速閘門，底坎高程135.00m，正常蓄水位152.00m。閘門為平面定輪閘門，上游面板，上游止水，定輪支承。閘門為動水啟閉，利用加重塊閉門。閘門用1250kN 液壓啟閉機通過拉桿操作，油缸行程10.7m，當機組發生事故時，可在中控室或現地啟閉機房內操作快速關閉閘門。平時閘門懸掛在孔口上方約1 處，處于待命狀態。

尾水建筑物的閘門和啟閉機

主電站共安裝3 臺混流式機組，每臺機組尾水出口通過中墩分2 個孔口，共6 孔，在尾水管出口處設有4扇7.525m×6.532m-19.063m 平面疊梁滑動檢修閘門，供2 臺機組檢修使用。底坎高程89.60m，正常尾水位108.663m，校核尾水位111.40m。上游止水，滑道支承。閘門為靜水啟閉，啟門時先開啟充水閥充水，充水平壓后依次提起各節門葉。閘門由安裝在115.50m 高程尾水平臺上的2X160kN 單向門機通過機械抓梁操作，門機軌距3.5m，軌上揚程5.5m，總揚程30m。

泄水建筑物的閘門和啟閉機

泄水建筑物的金屬結構包括6 孔溢洪道和1 孔枯期調節閘的閘門及其啟閉機。正常蓄水位152.00m，最高水位153.40m，最低水位151.26m。

溢洪道的閘門和啟閉機

工作閘門

溢洪道共6 孔，堰頂高程140.00m，每孔設有1扇12m×13.83m-13.332m 弧形工作閘門，底坎高程138.668m，閘門按正常蓄水位152.00m 設計。閘門為主橫梁斜支臂結構，支鉸軸承采用自潤滑球面滑動軸承。面板外緣半徑14.7m，支鉸高程147.00m。在全開位可采用移軸式機械裝置鎖定閘門。閘門為動水啟閉，用2x1600kN 液壓啟閉機操作，吊點間距10.9m，油缸行程約5.625m。

檢修閘門

在工作閘門上游設有1 扇12m×12.5m-12m 平面疊梁滑動檢修閘門。底坎高程140.00m，閘門按正常蓄水位152.00m 設計，門頂超高0.5m。下游止水，滑道支承。閘門為靜水啟閉，啟門前先將頂節門葉提升約100mm充水，充水平壓后依次提起各節門葉。閘門由安裝在154.65m 高程壩頂平臺上的2x200/2x125kN 雙向門機通過機械抓梁操作，門機軌距3.5m，軌上揚程5.5m，總揚程28m，該門機同時用于微型電站取水口攔污柵的清污和微型電站進水口檢修閘門的起吊。

枯期調節閘的閘門（攔污柵）和啟閉機

工作閘門

在溢洪道右側5.5m 寬的邊墩處設置1 道枯期調節閘孔，用于微型電站不運行時下游低水位流量的補給。在枯期調節閘孔的前端設有1 扇2m×3m-12.4m 平面定輪工作閘門，底坎高程141.00m，最高水位153.40m。上游止水，定輪支承。閘門為動水啟閉，利用加重塊閉門。閘門用200kN 液壓啟閉機通過拉桿進行操作。

事故閘門

在工作閘門上游設有1 扇2m×3m-12.4m 事故閘門，當工作閘門在運行過程中發生事故時，能及時切斷水流封閉孔口，防止事故擴大。底坎高程141.00m，最高水位153.40m。閘門為平面定輪閘門，上游面板，上游止水，定輪支承。事故閘門為靜水啟閉，事故工況時可以動水閉門，利用加重塊閉門。啟門時先將整扇閘門提起約100mm小開度充水，充水平壓后提起閘門。閘門用200kN 液壓啟閉機通過拉桿進行操作，與工作閘門共用一個油泵站。

攔污柵

在事故閘門上游設有1 扇3m×4m（寬×高）固定式攔污柵，用于攔阻進入枯期調節閘孔的污物。攔污柵按3m 水頭差設計，底坎高程141.00m。

微型電站

引水建筑物的閘門和啟閉機

在溢洪道的右側設置1 條引水隧道，安裝1 臺小水輪機組，利用常年下泄的50m3/s 流量進行發電。微型電站引水建筑物的金屬結構包括取水口攔污柵、進水口檢修閘門及其啟閉機。

攔污柵

攔污柵布置在進水口前緣，共設有1 扇5.566m×12m（寬×高）固定式攔污柵。攔污柵與水平線的夾角為80 度，底坎高程132.25m，按3m 水頭差設計。采用2x200/2x125kN 雙向門機上的清污抓斗對攔污柵進行清污。

檢修閘門

在攔污柵下游設有1 扇5.566m×6.013m-20.506m平面疊梁滑動檢修閘門，底坎高程131.494m，正常蓄水位152.00m。下游止水，滑道支承。閘門為靜水啟閉，啟門時先開啟充水閥進行充水，充水平壓后依次提起各節門葉。閘門由安裝在154.50m 高程壩頂平臺上的2x200/2x125kN 雙向門機通過機械抓梁操作，該門機為溢洪道檢修閘門和微型電站進水口攔污柵共用。

尾水建筑物的閘門和啟閉機

在尾水管出口處設有1 扇5.566m×4.673m-14.336m事故閘門。底坎高程132.164m，最高尾水位146.50m，最低尾水位139.00m，上下游最大水位差13m。閘門為雙向支承（閉門時用下游定輪支承，擋水檢修時由上游滑道支承）平面閘門，雙向止水。閘門為動水閉門，靜水啟門。閘門在水壓差13m 時動水閉門，利用加重塊閉門。啟門時先開啟充水閥進行充水，充水平壓后再提起整扇門葉。閘門由2×320kN 固定卷揚式啟閉機操作。

結語

蘇布雷水電站初步設計通過了法國柯恩一貝利爾咨詢公司的審查，已于2013 年基本完成，目前進入技施設計階段。