桐梓縣天門河水庫泄洪弧形工作閘門工作模式思考

曹昌平

（桐梓縣重點水源工程管理局貴州桐梓563200）

桐梓縣天門河水庫泄洪弧形工作閘門工作模式思考

曹昌平

（桐梓縣重點水源工程管理局貴州桐梓563200）

本文以閘門改造為核心，結合水庫實際情況，闡述了改造措施，并提出了要求，旨在為提高天門河水庫蓄水位提出理論依據。

天門河水庫；溢洪道閘門；技術改造；工作模式

1 概述

1.1 工程概況

天門河水庫位于桐梓縣城東北面天門河的小西湖上游，壩址以上流域面積203km2，壩址以上流域多年平均降水量1139.5mm,多年平均流量3.82m3/s,多年平均徑流量11900萬m3；水庫校核洪水位1002.80m(P=0.1%),設計洪水位1002.10m(P=1%),防洪高水位1001.90m,一期正常蓄水位991.00m（原設計）,主汛期防洪限制水位991.00m;水庫總庫容2560萬m3，防洪高水位庫容2380萬m3,一期正常蓄水位庫容820萬m3,防洪庫容1560萬m3,死庫容320萬m3，一期興利庫容500萬m3，庫容系數4.20%。樞紐工程包括大壩、溢洪道及放水建筑物等。

水庫大壩為面板堆石壩，大壩壩頂高程1004m,最大壩高46.5m壩頂長194m，壩頂寬6.0m，最大壩底寬136.72m。

溢洪道位于左岸，溢流凈寬25m，堰頂高程991.00m，設5扇5m×4m（寬×高）潛孔弧形鋼閘門。溢洪道出口處采用挑流消能。

放空兼沖沙隧洞設于右岸，斷面尺寸4.5m×6.6m（寬×高），洞身長157.8m，進口底板高程977.50m，進口處分別設3m×3m檢修和工作閘門各一扇。

放水隧洞布置于河床右岸，洞徑2.0m，進口底板高程983.0m，進口設2m×2m平面檢修和工作閘門各一扇。

天門河水庫工程于2008年完成樞紐工程建設并開始蓄水，在天門河水庫上游建的新橋水庫是一座城市供水水庫，于2014年5月下閘蓄水，壩址以上流域面積74.7km2，多年平均徑流量4420萬m3，水庫總庫容1290萬m3，正常蓄水位以下庫容1090萬m3，死庫容80萬m3，興利庫容1010萬m3，具備年調節性能。

1.2 縣城用水需要對水庫運用調度提出的新要求

2020年,城市用水需水量1767萬m3/年,桐梓煤化工及桐梓電廠一期已投入運行，工業園區用水量6467萬m3，高新區用水量736萬m3,總用水量8234萬m3/年。根據《桐梓縣人民政府關于縣城區域城市及工業用水供水方案調整的會議紀要》，除新建壇子口水庫、桐梓河提水工程外，尚需提高天門河水庫正常蓄水位以增加供水能力，使天門河水庫與新橋水庫聯合運行供水能力達到4527萬m3/a以上。

為了滿足縣城用水需求,只有提高兩個水庫工程的運行效益，近期實現天門河水庫(一期正常蓄水位991.00m)和新橋水庫聯合運行，P=95%供水能力4033萬m3/年。根據《桐梓河流域（桐梓縣境內）水量分配方案》及批復，要求天門河水庫非主汛期正常蓄水位提高至995.00m，與新橋水庫聯合供水能力達4581萬m3/年。天門河水庫若按一期正常蓄水位991.00m運行，與新橋水庫聯合運行的供水能力遠不能滿足桐梓縣城區域城市及工業用水的要求。

天門河水庫非主汛期正常蓄水位要提高至995.00m，只有根據上游來水情況，提前或者進入非主汛期關閉溢洪道閘門蓄水，才能滿足縣城生產生活和工業用水需要。因此，必須改變現有溢洪道閘門的運行工況，以滿足縣城用水需要對水庫運用調度提出的新要求。

2 閘門技術改造

2.1 改造依據

根據水利水電等級劃分標準的規定，該水庫屬于中型規模水庫，其中樞紐工程為III級等別。水庫樞紐工程中的主要建筑物，如大壩、泄放水構造物以及放空與沖沙構造物均按照三級要求進行設計；次要建筑物，如消防放沖構造物等需按照四級要求進行設計。

2.2 改造方案選定與布置

2.2.1 閘門及其機電設備實際狀況與檢測結果

溢洪道處在左岸，溢流寬度為25m，溢洪道選取中孔泄洪方式，總共布置五個泄洪孔，使用弧形工作門，共有五扇，其中每一扇弧形門均配置一個弧形門啟閉裝置。

由工程等別得知，該水庫非汛期時的最高水位為995.0m。相關單位針對該水庫大壩等結構構造物進行了細致的檢測，同時提出檢測結果。通過對檢測結果的分析可知，此工程五號閘門的開度指示存在錯誤信息，閘門無法正常啟動關閉，其他幾個閘門的工作狀況基本良好。閘門的外觀未發現形變、破損，局部止水壓縮量降低，并伴有破損跡象，多處主輪生銹情況嚴重。通過對閘門焊縫進行超聲探傷得知，不存在超出缺陷。閘門銹蝕程度為一般等級，電氣線路的檢查發現，進戶處未進行重復接地，啟閉機也未進行接地，溢洪道閘室的室內也沒有設置相應的接地防雷，啟閉機普遍存在控制箱沒有穩定設置的情況，電氣線路大多沒有進行穿管防護，少數接線端子直接裸露，被廢用的電氣器件沒有得到及時的處理，但線路絕緣以及工作溫升等均可滿足相應工作規范的要求。

由以上檢測結果得知，該水庫溢洪道閘門的生銹腐蝕情況并不嚴重，但止水壓縮量降低，并伴有破損情況，側輪生銹；啟閉機缺乏接地設置，防雷接地不完善，除了五號閘門無法正常啟動關閉外，其他幾個閘門均可維持正常工作狀態。

2.2.2 改造方案

天門河水庫在提升蓄水位的過程中需要較為頻繁的對入庫洪水進行調度，將使溢洪道閘門處于局部開啟狀態，為確保桐梓縣縣城的防洪安全，應對原有溢洪道實施改造。

基于固定卷揚式控制方法，考慮到水位提升時，局部狀況中的頻繁啟停有可能會使閘門出現振動，為消除安全風險，需將現有啟停機更改為液壓式啟停機。通過對改造實際情況的了解，為節約成本，在充分使用現有資源的基礎上，選定改造方案如下：

（1）將原始的卷揚式更改成液壓式，如圖1所示。啟閉機配套的機電設置需一同進行更換調整。

（2）充分利用原有的主體結構對吊耳等裝置實施改造。

（3）拆掉原有啟閉機的平臺廊亭，同時重新建立一個啟閉機室。

2.3 閘門改造注意事項

（1）實施改造過程中的切割、安裝等過程必須嚴格按照相應驗收規范執行。

（2）按照圖紙上提出的要求對閘門構件進行切割，在切割過程中，應注意防止構件燒傷破損。

（3）此工程所用閘門是帶有胸墻的潛孔型閘門，由于其是在頂止水運行，所以閘門外表面的光潔程度必須符合相應的標準。

（4）閘門改造以后，需按照相應的防腐規范進行防腐操作，以免閘門遭受較為嚴重的腐蝕。

3 閘門操作運行要求

（1）此閘門的水頭設計值確定在11.8m，為保證安全閘門不允許超出以上設計值。

（2）閘門需進行仔細的清理，并保持穩定嗯運行，禁止出現卡阻、振動等不良工況，啟停機不能超載工作。

（3）若閘門需進行空載運行，則止水橡膠和座板之間應澆上適量的水進行潤滑，以有效防止磨損情況的發生。

（4）閘門在正式運行以前應進行全面的檢查，主要內容有：吊耳和吊頭的銜接是否穩固；門葉是否存在形變、銹蝕等不良情況；主支承與側反向設備的運行是否靈活；螺栓是否緊固；止水橡膠的接頭位置是否緊密等。

（5）閘門在完成改造正式進行運行以后應嚴格遵循調度的實際要求實施啟閉，同時安排專人對閘門和啟閉機進行定期檢修與維護，禁止一切違章操作行為的發生。

（6）在進入汛期時，

，應指派專人進行值守，切實做好相關記錄，尤其是在閘門開啟過程中存在的振動等情況，同時根據當地的水文地質信息給予相應的要求，以規范閘門操作。確保閘門工況良好。除此之外，閘門與啟閉機死等一系列相關設備都需滿足廠家與設計方案所指出的運行要求，全部金屬結構都應符合設計和施工要求，并以此為根據選取得當的參數指標。

4 結語

桐梓縣經濟發展對水資源供應提出了極為嚴格的要求，在此背景下，天門河水庫成為主要改造對象，選定采用切實提高蓄水位的方式滿足供水需求，但這樣的改造會使溢洪道閘門處于頻繁啟停狀態，原有閘門在這種工況下會產生較為強烈的振動，對閘門的正常穩定運行帶來了一定影響。為此，結合實際情況與要求，需要對閘門進行技術改造，將原始的卷揚式更改成液壓式，這樣一來，不僅可以滿足蓄水位提高要求，還能有效保證閘門的運行安全，帶來了可觀的社會與經濟效益。

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（責任編輯：唐紅云）

圖1 液壓啟閉機

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