貴州省平塘縣擦耳巖水庫工程金屬結構布置與設計

【摘要】本文介紹了擦耳巖水庫工程金屬結構的設計及特點，設計在充分考慮設備制造、安裝、運行的情況，合理布置金屬結構設備，為今后此類工程設計提供借鑒。

【關鍵詞】擦耳巖水庫；金屬結構；布置設計

擦耳巖水庫壩址位于平塘縣苗二河鄉上寨村，壩址以上集水面積799km2，水庫的主要功能是防洪，兼顧供水和發電。年供水量為1656萬m3/a，裝機容量為5MW，年發電量1692萬kW.h。水庫正常蓄水位744m，死水位為724m，總庫容3561萬m3。根據樞紐整體布置，共設置閘門11扇、攔污柵2扇、門（柵）槽13道，啟閉機設備15套，清污機1套，閥門3套。

1、泄水系統金屬結構

1.1 表孔弧形工作閘門

根據水庫月平均水位長系列數據，庫水位每年有足夠的時間低于堰頂高程，可滿足工作閘門檢修要求，故不設檢修閘門。

溢洪道布置在大壩中部，設置3孔，閘門孔口尺寸為6m×8.7m（寬×高，下同），設計水頭（HS）為8.2m。面板外緣R=12m，支鉸中心距底檻H=6m，采用主橫梁斜支臂結構，設置側止水及底止水。每扇閘門采用1套QHLY-2×400kN-5m液壓啟閉機操作。油缸懸掛在閘墩側墻上，液壓泵站設置在左側壩頂處748.7m高程啟閉機室內，為保證泄洪安全，設置備用動力。

1.2 泄洪底孔進口事故閘門

在每條泄洪底孔進口處設置1扇事故閘門，底檻高程為719m，孔口尺寸為5m×7m，HS=28m，采用平面定輪鋼閘門，主支承為簡支輪，下游止水形式，設置頂、側止水及底止水，門頂設置φ0.3m壓蓋式充水閥。閘門采用1套QPG1600kN-32m卷揚式啟閉機操作，啟閉機布置在761.7m高程的啟閉機室內，檢修通過室頂預設的吊鉤采用臨時起吊設備進行。該閘門動水閉門，在事故處理完畢后小開度聯動門頂充水閥充水平壓，待△<5m后靜水啟門。門槽采用II型門槽，設置鋼襯，在門槽后設置0.8m×5m通氣孔。

1.3 泄洪底孔進口弧形工作閘門

在事故門下游處設置弧形工作閘門，底檻高程為719m，孔口尺寸為5m×6m，HS=28m，運行方式為動水啟閉。面板外緣R=10m，支鉸中心高度距底檻H=8m，采用主橫梁直支臂結構形式，設置側止水、底止水及轉鉸止水與P形止水相結合的頂止水。閘門采用1套QHSY1250kN/500kN-8.2m液壓式啟閉機操作，啟閉機室布置在孔口頂部，液壓泵站（1工1備）設置在738.2m高程啟閉機室內，為保證泄洪安全設置備用動力。閘門設置Π型檢修平臺（727m），供閘門檢修使用。

2、引水發電系統金屬結構

2.1 引水發電進口攔污柵

在引水發電洞進口處設置1扇攔污柵，底檻高程717m，孔口尺寸為7m×5.25m，設計水位差為4m，運行方式為靜水啟閉，為保證發電效益，采用機械清污，設置1套GD50kN-34m全跨液壓懸掛式清污機，清污報警水壓差為1m，安裝在753.4m高程上。清污、倒渣及檢修設置在壩頂高程上，清污機設置為上游側移動卸污，再采用手推車將污物運至指定地點。攔污柵采用1套QP2×100kN-6m卷揚式啟閉機操作，啟閉機布置在756.9m高程的啟閉機室內。

2.2 引水發電進口事故閘門

在攔污柵下游處設置1扇事故閘門，底檻高程為717m，孔口尺寸為3.5m×3.5m，HS=30m，采用平面定輪鋼閘門，主支承采用簡支輪，閘門采用下游止水，設置頂、側止水及底止水。閘門采用1套QPG800kN-34m卷揚式啟閉機操作，布置在756.9m高程的啟閉機室內。該閘門動水閉門，在事故處理完畢后小開度聯動門頂充水閥充水平壓，待△H<5m后靜水啟門。

2.3 尾水管出口檢修閘門

在尾水管出口設置2扇檢修閘門，底檻高程為703.1m，孔口尺寸為5.026m×2.489m，HS=21m，運行方式為靜水啟閉。采用平面滑動鋼閘門，主支承為滑塊，采用廠房內側面板及止水方式，設置頂、側止水及底止水，采用機組排水系統從下游充水平壓，待△H<1m時靜水啟門。閘門采用1套QP2×100kN-20m卷揚式啟閉機操作，布置在725.5m高程的啟閉機室內。

2.4 生態放水管出口檢修及工作閥門

在引水發電鋼管中部分DN500mm岔管為生態放水管，管中心高程為716.25m，閥門選用Z45X-10DN500彈性座封閘閥，壓力等級為1MPa，運行方式為動水啟閉，操作方式為手動。

3、供水系統金屬結構

3.1 供水管進口攔污柵

在供水管進口處設置1扇攔污柵，底檻高程為721m，孔口尺寸為2m×1.5m，設計水位差為3m，由于過柵流速較小，設置人工提柵清污，為倒渣及檢修方便，將檢修平臺設置在壩頂高程上。攔污柵采用2套SH20kN-5m手拉葫蘆操作，手拉葫蘆懸掛在啟閉機排架前主梁的下部，安裝高程約為751.7m。

3.2 供水管進口事故閘門

在攔污柵下游處設置1扇事故閘門，底檻高程為721m，孔口尺寸為1m×1m，HS=26m，采用平面定輪鋼閘門，主支承采用懸臂輪，閘門采用下游止水形式，設置頂、側止水及底止水。閘門選用1臺QPG250kN-30m卷揚式啟閉機操作，布置在752.3m高程的啟閉機室內。該閘門動水閉門，在事故處理完畢后小開度充水平壓，待△H<2m后，靜水啟門。

3.3 供水管工作閥門

在供水管出口處設置1套工作閥門，管中心高程為721.5m，直徑為DN800mm，閥門選用活塞式多功能控制閥，運行方式為動水啟閉，操作方式為手電兩用。

4、施工導流系統金屬結構

在導流洞進口處設置1扇封堵閘門，孔口尺寸為4m×5m，底檻高程為711m，HS=33m，運行方式為低水頭動水啟閉，下閘水頭為2m，2h啟門水頭5m。采用平面滑動鋼閘門，主支承為滑塊，設置頂、側止水止水及底止水。門槽采用II型門槽，設置鋼襯。閘門臨時借用供水管進口事故閘門QPG250kN-30m卷揚式啟閉機操作，待閘門位后，啟閉機移至供水管事故閘門處。

5、結語

貴州省平塘縣擦耳巖水庫工程初步設計已于2016年6月完成，待審查完成后進行金屬結構施工圖設計工作。

參考文獻：

[1]貴州省平塘縣擦耳巖水庫工程初步設計報告，貴州省水利水電勘測設計研究院，2016.

作者介紹：覃志強（1988.7-），男，貴州省思南縣人，工程師，從事水工金屬結構設計工作。