思南七里塘水電站金屬結構設計綜述

陶 光 慧

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴州 貴陽 550002)

1 工程概述

七里塘水電站位于貴州省思南縣境內的六池河干流上，為六池河梯級規劃的第三級。電站正常蓄水位高程532 m，水庫總庫容0.705億m3，本工程規模為中型水庫，裝機容量為30 MW，屬小(1)型，壩后式開發電站。電站樞紐總體布置為碾壓混凝土雙曲拱壩，壩頂高程541 mm，壩頂寬6 m,最大壩高81 m。

本工程金屬結構布置在泄水系統、引水發電系統上，共設有13道門槽(含攔污柵)，13扇閘門(含攔污柵)，配套的啟閉機設備選用卷揚式平面閘門啟閉機，共12臺，弧門液壓式啟閉機1套。金屬結構總工程量約500 t。

2 引水發電系統

引水發電系統布置于大壩左岸，金屬結構設備主要設置在取水口進口、廠房尾水管出口處。包括攔污柵2扇、進水口事故閘門1扇、尾水檢修閘門2扇及與閘門配套的固定卷揚式啟閉機。

2.1 取水口進口攔污柵及啟閉機

引水發電設施設有一岸塔式進水口，在取水口進口處設置有2扇攔污柵。攔污柵的底檻高程為508 m。攔污柵孔口尺寸為5 m×10 m(寬×高)，設計水頭4 m。攔污柵為潛孔平面直立活動式，運行方式為靜水啟閉。攔污柵主材選用Q235B碳素結構鋼。攔污柵主支承框架由主梁、邊梁、縱向聯結系和支承等組成，每扇攔污柵分3節制作安裝，每節攔污柵布置3根主橫梁，支承采用鋼滑塊，柵條與支承框架的連接采用焊接。

攔污柵采用提柵人工清污。每扇攔污柵均選用1套型號規格為QPQ2×160 kN-11 m的固定卷揚式啟閉機啟閉，雙吊點，啟門容量為2×160 kN，揚程11 m。2套攔污柵共設置2套啟閉機操作控制。

2.2 取水口進口事故閘門及啟閉機

在取水口進口攔污柵的下游側設置有1扇事故閘門，事故閘門底檻高程為508 m。閘門孔口尺寸為5 m×5 m(寬×高)，設計水頭32 m，總水壓力為7 621 kN。閘門型式為潛孔式平面定輪鋼閘門，主支承選用簡支式定輪，反向支承選用反向滑塊，側支承選用簡支式側輪裝置，面板及止水設置在閘門下游面。閘門運行方式為動閉靜啟，利用門體自重及水柱加重閉門，采用門頂充水閥進行充水平壓后靜水提門。

啟閉機選用1套規格型號為QPG2×630 kN-36 m的高揚程卷揚式啟閉機，雙吊點，啟門容量為2×630 kN，揚程36 m。通過啟閉機動滑輪裝置與閘門吊耳連接，以實現閘門的提關。該閘門設置有水位儀(與攔污柵共用)，用于監控閘門的充水平壓情況等，方便起閉操作，保障閘門的安全運行。配備了一套啟閉機操作控制柜，閘門開度及水位參數顯示于啟閉機控制柜顯示屏上。

2.3 廠房尾水管出口尾水檢修閘門及啟閉機

該電站引水發電采用一洞二機方式，在每臺機組出口各布置了一扇檢修閘門，用于機組的日常檢修。檢修閘門底檻高程為463.722 m, 閘門孔口尺寸為6.033 m×2.216 m(寬×高)，設計水頭21 m，運行方式為靜水啟閉，總水壓力為2 976 kN，主支承為鋼滑塊。閘門充水方式采用機組引水平壓。

啟閉機選用1套規格型號為QPG2×80 kN-24 m的高揚程卷揚式啟閉機，雙吊點，啟門容量為2×80 kN，揚程24 m。2套攔污柵共設置2套啟閉機操作控制。

3 泄水系統

泄水系統由壩頂溢洪道、放空底孔和導流隧洞組成。溢洪道設置5孔，設露頂式平面工作閘門5扇；放空底孔設置1孔，由1扇事故閘門和1扇工作閘門及與閘門配套的固定卷揚式啟閉機、液壓啟閉機組成；導流隧洞設置潛孔式平面封堵閘門1扇及配套固定卷揚式啟閉機。

3.1 溢洪道檢修閘門及工作閘門與啟閉機

溢洪道布置于壩頂中部，共設置有5孔泄洪孔，每孔溢洪道各設置1扇平面工作閘門。溢洪道堰頂高程為525 m，閘門底檻設置在堰頂下游側，高程為524.8 m。閘門孔口尺寸為8 m×7.7 m(寬×高)，設 計 水 頭 為 7.2 m，總 水 壓 力 為2 880 kN。閘門型式為露頂式平面定輪鋼閘門，主支承采用懸臂主輪。閘門主材為Q235B碳素結構鋼。閘門的運行方式為動水啟閉，雙吊點啟吊。

由于死水位與溢流堰頂高程(525 m)相同，在死水位情況下適當采取簡易措施即可對工作閘門埋件進行檢修，因此，工作門前未設檢修門。

每扇工作閘門啟閉機各選用1臺規格型號為QPQ2×250kN-17 m的卷揚式平面閘門啟閉機，容量為2×250 kN，揚程為17 m，設有獨立的操作控制柜。該閘門承擔水庫的泄洪工作，故其啟閉機設置有備用動力：柴油發電機組，以確保大壩運行安全。

3.2 放空底孔進口檢修閘門及啟閉機

在放空底孔進口處設置有1扇檢修閘門，檢修閘門底檻高程為495 m。閘門孔口尺寸為2.5 m×3 m(寬×高)，設計水頭為45 m，總水壓力為3 448 kN。閘門型式為潛孔式平面定輪鋼閘門，主支承采用簡支式定輪。閘門面板及止水設在下游面，閘門利用水柱閉門。閘門運行方式為靜水啟閉，閘門門體上設充水閥，啟門時需先打開充水閥，待閘門前后水壓差小于3 m后啟門。

啟閉機選用1臺規格型號為QPG250kN-47 m的高揚程卷揚式啟閉機，單吊點，啟門容量為250 kN，揚程47 m。配備一套啟閉機操作控制柜。

3.3 底孔出口弧形工作閘門及啟閉機

在放空底孔出口處設置有1扇弧形工作閘門，其功用為水庫放空，不參與泄洪。工作閘門底檻高程為495 m。閘門孔口尺寸為2.5 m×2.5 m(寬×高)，設計水頭為45 m，總水壓力為4 150 kN。閘門型式為潛孔式弧形鋼閘門，采用直支臂圓柱鉸，支鉸高度為3.5 m，弧形閘門半徑為5 m。閘門運行方式為動水啟閉，閘門主材采用Q235B結構鋼。

啟閉機選用1臺規格型號為QHSY500/300 kN-3.8 m的潛孔式弧形閘門液壓啟閉機，其啟門容量為500 kN，閉門容量為300 kN，啟閉機實際行程3.53 m，最大行程3.8 m。配備1套啟閉機操作控制柜，配設啟閉機行程控制系統即閘門開度儀(開度指示控制器)1套，以便于自動控制或監測工作閘門的開度及運行情況等，有利于閘門的安全運行與操作。閘門設置Π型檢修平臺，高程為498.5 m，供閘門安裝、運行、維護、檢修使用。

3.4 導流洞進口封堵閘門及啟閉機

在施工導流隧洞進口處設置有封堵閘門1扇，封堵閘門底檻高程為473 m，下閘后最高擋水水位高程為532 m，閘門安裝下閘平臺高程為484 m。閘門孔口尺寸為6 m×7 m(寬×高)，最高擋水水頭為59 m，封堵時閘門下閘閉門操作水頭為5 m。考慮下閘封堵時的水位涌高，將閘門下閘操作水頭設計為7 m。導流洞封堵閘門型式為潛孔式平面滑動鋼閘門，門體主材選用16 Mn結構鋼，埋件主材選用Q235B結構鋼。

啟閉機選用1臺規格型號為QPQ2×630 kN-13 m的卷揚式啟閉機，雙吊點，啟門容量為2×630 kN，揚程13 m。封堵閘門在施工期鎖定于閘門的檢修平臺上，封堵閘門的啟閉機設備盡量回收，以作他用。

4 結 語

七里塘水電站金屬結構設計結合電站水工樞紐布置，合理設置了各部位閘門、攔污柵結構形式、支承方式、止水形式等，并根據各類閘門工作運行要求，合理配置了啟閉設備，既節約了投資，又保證了樞紐安全、可靠運行的要求。

參考文獻：

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