基于贊比亞卡里巴北岸擴機工程尾水和引水系統充水方案的探究

李貴嶺

摘 要：贊比亞里巴水電站位于非洲贊比亞和津巴布韋兩國交界的贊比亞西河中游卡里巴峽谷內，除了砼雙曲拱壩外，由南、北岸電站組成，南岸電站屬于津巴布韋，本次擴機工程是以贊比亞境內的北岸電站為基礎進行的。擴機廠房為地下廠房，在沿老廠房軸線向左擴充兩臺2×180MW水輪發電機組。文章通過敘述贊比亞卡里巴北岸擴機工程引水系統充水過程，介紹了充水過程應注意事項及檢查內容。

關鍵詞：贊比亞卡里 巴北岸擴機工程 充水

中圖分類號：TV743 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（c）-00-02

1 充水目的

卡里巴北岸擴機工程引水系統及尾水系統充水試驗工作，是檢驗本工程質量以及電站進入發電議程的關鍵點。充水試驗是檢驗水工建筑物、水工金屬結構、水力測量系統等設施的施工、制造和安裝質量情況，并為機組順利啟動做準備。

利用進水口閘門對引水洞充水，將顆粒度小于6mm的小石及雜物通過蝸殼排水盤型閥排至尾水。

2 尾水系統充水

卡里巴北岸擴機工程尾水系統由尾水塔、尾水隧洞組成。

2.1 尾水隧洞及尾水塔布置

尾水管擴散段后經漸變段接尾水隧洞，尾水隧洞采用馬蹄形斷面，尾水隧洞的平面布置形式和原有尾水隧洞基本相同，經平面轉彎后接尾水閘室流入下游河道。尾水閘室設一道尾水檢修門（共四孔），孔口尺寸5m×10.5m（寬×高）。尾水塔設兩道閘門槽，閘門采用移動式門式啟閉機。尾水塔底部高程375.5m，頂部高程410.00m。

2.2 尾水系統充水要求

2.2.1 尾水系統充水前的形象面貌要求

（1）尾水塔各項工作完成，包括尾水門機的荷載試驗、尾水閘門、閘門軌道焊接及刷漆完成及現場清理完成。（2）尾水洞混凝土襯砌俄、噴錨支護完成；各部位回填灌漿和固結灌漿完成。（3）尾水隧洞施工支洞封堵混凝土施工完成，回填及固結灌漿完成。（4）廠房及引水隧洞下平段施工完成。（5）測壓頭已裝好、測壓管閥門、測量表計均已安裝。壓力管道超聲波流量計無水調試合格。所有進人孔（門）的蓋板均已嚴密封閉并在尾水充水檢查沒有漏水。（6）尾水盤型閥、蝸殼放空閥完成升降自如操作靈活，處于關閉狀態。（7）引水隧洞、壓力管道、蝸殼、尾水管等過水通流系統均已檢查合格清理干凈。固定轉輪的墊片已拆除，錐管檢修平臺已拆除。（8）尾水系統充水前，各建筑物均通過了驗收且合格，能投入使用。（9）尾水洞內施工雜質、污物清除干凈。（10）排水系統設備具備手動或自動運行條件。（11）要注意檢查與流道連接的各種測量管路的設備是否安裝完畢，未安裝完畢的應進行臨時封堵，確保充水安全。

2.2.2 尾水系統充水程序

（1）充水前按照以下順序做好準備工作：充水前尾水洞、尾水肘管、蝸殼、壓力鋼管及引水洞下平段檢查→關閉錐管進人門、關閉蝸殼進人門→記錄原始數據。（2）檢查各建筑物是否達到形象面貌，能否投入正常使用。（3）關閉尾水肘管盤型閥、蝸殼盤型閥檢查密封情況，能夠投入使用。（4）關閉錐管進人門、蝸殼進人門。（5）檢查各觀察設備的初始記錄情況。（6）在以上工作完成并確認合格以后，即可進行下一步的充水工作。尾水系統的充水順序按尾水塔→尾水洞→尾水肘管→機組→蝸殼→壓力鋼管→引水洞下平段的次序進行。充水過程均由尾水閘門控制。

2.2.3 尾水系統充水

利用尾水門機提升尾水閘門頂節，將頂節起升高度150mm，進行對尾水系統進行充水。此時水位在385～387左右（由于受老廠房發電負荷影響，水位稍微有變化），需要向尾水隧洞及引水隧洞下平段充水量約25050～25187m3。向尾水系統充水同時打開蝸殼盤型閥，尾水的水通過蝸殼盤型閥向引水洞下平段充水，直至充至尾水相同高程。在正常情況下，計算尾水洞充水時間約為2h30min，實際充水時間2h42min。

在確認尾水部分充滿后，穩壓2h。

在整個充水過程中，進行肘管盤型閥、水輪機頂蓋、錐管進人門和蝸殼進人門的密封處進行觀察，并做好記錄。如發現異常情況，應采取措施，和通知操作人員落下尾水門停止充水。

3 引水系統充水

3.1 進水口及金結布置

進水口閘門孔口尺寸6.5m×8m，進水口底板高程為458.00m，頂部高程489.50m。進水口按一機兩孔布置傾斜固定攔污柵一道，由一臺壩頂清污機清污。其后引水隧洞進水口按一機一孔依次布置檢修閘門、快速閘門各一道，檢修閘門由一臺壩頂門機操作，快速閘門由液壓啟閉機操作。

3.2 引水隧洞布置

引水隧洞（進水口下游邊墻至廠房上游邊墻）由進口漸變段、上平段、上彎段、豎井段、下彎段、下平段、鋼管上游側漸變段和鋼管段組成。

3.3 引水系統充水要求

3.3.1 引水系統充水前的形象面貌要求

（1）進水口攔污柵已安裝完工，攔污柵差壓測壓傳感器于測量儀表已安裝完工檢查調試合格。（2）進水口閘門門槽已清掃干凈檢查合格，檢修閘門、工作閘門、啟閉裝置已安裝完工，在無水情況下手動、自動操作均已調試合格，啟閉情況良好，啟閉時間應符合設計要求。工作閘門在關閉狀態。（3）尾水充水后沒有發現異常現象，尾水閘門提出門槽。（4）進水口檢修門槽過濾大于6mm石子及雜物的箅子 （W×H×L 1500×1700×8000）制作并安裝完畢。（5）進水口上游水位測量系統安裝調試合格，水位信號遠傳正確。

3.3.2 引水系統充水程序

利用液壓啟閉機提升工作閘門，將閘門起升高度50mm，進行對引水系統上游部門進行充水。此時引水隧洞內水位在385～387左右，需要充實感會方量約7513～7650m3。向引水系統充水時打開蝸殼盤型閥，進水口的水通過蝸殼盤型閥向尾水隧洞排放及清理流道，直至進水口攔污柵至檢修門槽段的淤泥排至尾水。

關閉蝸殼盤型閥，進水口穩壓2h。

關閉工作閘門，潛水員下至檢修門槽過濾箅子上游側，進行清理直徑大于6mm的石子及雜物。

在整個充水過程中，進行肘管盤型閥、水輪機頂蓋、錐管進人門、水力測量盤和蝸殼進人門的密封處進行觀察，并做好記錄。如發現異常情況，應采取措施，和通知操作人員停止充水。

4 分工及記錄

（1）卡里巴北岸擴機工程充水試驗分工明細如表1所示。

（2）值班表如表2所示。

（3）廠房排水廊道、施工支洞巡查記錄如表3所示。

5 結語

贊比亞卡里巴北岸擴機工程5號機組充水從2013年10月20日早上8：00開始，至2013年10月23日22點將流道水排完結束時間立時4天。通過此次5號機組流道充水試驗，檢驗了水工建筑物和機組安裝滿足規范和合同要求，為機組安全調試及運行奠定了堅實基礎。同時為6號機組充水積累了經驗。

參考文獻

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