水力自控翻板闸在山区河流中的设计应用研究.docVIP

水力自控翻板闸在山区河流中的设计应用研究 1 概述 水力自控翻板闸为厂家定型设计产品，适用于山区河流中的新建、改建及扩建项目，其在我国山区河流中使用，不但降低了水库对库区上游农作物及人畜的淹没损失，节能环保，且在经济投入及运行成本方面性价比很高，其构件耐用坚固、运行管理方便，并且它的稳定性相对尼龙橡胶坝、重力坝等同规模的闸板，稳定性更佳，优点突出。本文结合六甲水电站水力自控翻板闸，阐述了该闸的设计要点及注意事项，为在山区河流中推广使用水力自控翻板闸提供经验借鉴。 2 工程实例 六甲水电站系龙江梯级开发的第 3 个梯级电站，上游有下桥水电站和拔贡水电站，下游3.5km 处为肯足水电站，电站坝址距河池市金城区 22km。水库坝址以上集雨面积 5500km2，总库容为 1980times;104m3，是一座以发电为主，兼顾灌溉效益的小型水电工程。该电站为坝后式电站，枢纽主要建筑物包括拦河坝、坝后式厂房、引水管道、开关站及右岸灌溉管，大坝的轴线总长度为 133m，其中溢流段为 77.4m，该坝最大坝高为 40.5m，灌溉管道在右岸非溢流重力坝段埋设，设计灌溉面积为 12000 亩。该电站于1965 年兴建，1968 年开始运行，水轮发电机组是从匈牙利进口，电站机组运行至今已有 40 多年，设备已经超过报废期及带病运行效率低下，再加上机组为计划调配，额定水头和实际不匹配，运行状况不是很好，经过研究决定对该电站进行扩容改造，改造主要为两方面：（1）对原有的大坝两岸非溢流坝进行加高加固，在溢流坝段增设水力自控翻板闸；（2）对原有报废的 1 号、2 号机组进行增容改造。 3 水力自控翻版闸在山区中的应用研究 在我国山区河流中水力自控翻板闸应用研究当中，目前主要研究的方向有以下四个内容： （1）对水力自控翻板闸工艺设计及其配套的工程设计进行研究，以期可从技术上进一步升级改造。 （2）对水力自控翻板闸的施工技术进行研究，从中找出不足，以针对性进行改进。 （3）对水力自控翻板闸的技术性能、工程造价和同种闸坝工程进行详细对比，找出水力自控翻板闸与其他闸坝工程对比具有的优点及不足，对其中的先进之处进一步加强。 （4）对水力翻板闸在具体应用过程中的管理事项，及管理过程中应该注意的要点进行研究，而加强对该方面的研究，可明显提高水力自控翻板闸在山区河流中的应用效能，避免在应用过程中出现问题。 4 水力自控翻板闸设计要点 4.1 水利自控翻板闸构成 目前所使用的水力自动翻板闸的主要构件为闸身、闸基、边墙、进水闸门、防护墩、冲砂闸以及一些配套设施等建筑物所组成，其中闸身是由闸板、支架（包括支墩、支臂、支腿）、钢轨以及滚轮构成，在对闸板和支架进行建设时均需要使用 C30 钢筋混凝土来进行构筑，其中的支臂及所用的滚轮用铸钢铸成，闸板使用螺丝固定在支腿上面，在支腿下部安装钢轨，支墩与支腿之间用支臂连接，闸基上面固定支墩，并且安装滚轮，这样当闸顶部的水位到达需要控制的水位之后，此时因为水压力的原因，闸板支腿上面钢轨和滚轮就会向前滑行，而支臂起到连接作用，并进行翻转开启，当水压力下降时，闸板又会在自身重力作用及水压力的作用下自动关闭。 4.2 翻板闸与平板闸、橡胶坝比较 为控制库区淹没，要求大坝能顺畅泄洪，本工程适合建设平面钢闸门闸坝、翻板闸坝和橡胶坝等 3 种坝型。由于该河段河流含沙量较大，且漂浮物比较多，橡胶坝坝袋容易划破，影响使用；且坝袋在洪水过流，会造成拍打损伤，年维护维修工作量大；平时运行期管理由人工或设备充放水控制坝袋壅高和放瘪，运行管理不方便，故不考虑橡胶坝型，仅对翻板闸坝和平板闸坝坝型进行方案比较。 4.3 布置设计 根据原电站运行水头与机组设备不匹配的情况，增容改造采用在原溢流坝顶加设水力自控翻板闸壅水，即在溢流坝段加设 8 孔水力自控翻板闸，闸门高 3m，每孔宽 9.7m，总宽 77.6m，共布设闸墩 16 个，墩厚 0.3m，门叶厚 0.2m，闸墩底部设锚筋与旧坝体连接牢固 ( 为保证过流断面，在抬高坝前 2 年一遇洪水位，先将原溢流坝顶削低 1m，然后安装水力自控翻板闸 )。左、右岸非溢流坝加高加固。 4.4 设计可靠合理 通过收集大量的相关资料及进行细致的调查，对现有资源条件进行详细的分析整合，提出使用水力自控翻板闸来进行电站的改造，改造过程中，新增加装机 11.5MW，并将原有报废的 1 号、2 号机组进行增容改造，尽最大可能的对旧工程的潜力进行挖掘，以更充分的发挥出水资源的综合效能。本次增容改造在各个阶段都依据