李仙江戈兰滩水电站工程泄洪系统金属结构设计.docx

2010年第29卷第1期·DWRHE水利水电工程设计·33·

李仙江戈兰滩水电站工程泄洪系统金属结构设计

莘龙李润芝吕晓腾

摘要李仙江戈兰滩水电站工程泄洪闸承担着泄洪排沙和调节水库水位等任务，着重介绍表孔泄洪系统金属结构的布置及金属结构设备的设计特点。

关键词表孔弧门液压启闭机球面自润滑轴承框架戈兰滩水电站

中图分类号TV34文献标识码B文章编号1007-6980(2010)01-0033-03

李仙江戈兰滩水电站位于云南省思茅地区江城县和红河洲绿春县的界河——李仙江干流上，是李仙江流域7个梯级电站中的第6级，坝址距省会昆明市公路里程约650km,距左岸红河洲绿春县县城140km,距右岸思茅地区江城县县城90km。本电站为岸边式地面厂房，工程主要任务是发电，电站装机3台，单机容量为150MW,总装机容量450MW。电站具有不完全年调节水库，调节库容0.87×10?m3,保证出力81.02MW,多年平均发电量20.182×10?kW·h。

李仙江戈兰滩水电站工程泄洪闸是本工程重要的泄洪建筑物，承担着泄洪排沙和调节水库水位等任务，泄洪闸的布置优劣，产品闸门设计的刚度、强度及稳定性，启闭机选型是否合理，启闭机的同步等均关系着工程的安全性。根据本工程采用碾压混凝土坝以及洪峰流量大，上、下游水位变幅大的特点，从枢纽布置合理性及水力学条件等方面考虑，采用泄水建筑物集中布置在主河道且表孔和底孔采用“五表二底”的重叠布置方式。表孔泄洪闸共设5孔。为保证水流平顺，减少底部气蚀，保证坝面平整美观，泄洪闸采用弧形钢闸门，启闭机采用双作用液压启闭机。本文主要就表孔泄洪系统的金属结构布置及启闭机选型的思路及设计特点进行论述。

1金属结构布置及工作闸门的设计

李仙江戈兰滩水电站工程泄洪闸为2级建筑物，其洪水标准为100年一遇设计，1000年一遇校核。设计洪水位453.47m,校核洪水位457.29m。

表孔泄洪闸为本工程主要泄洪建筑物。水库没有调蓄能力，泄洪闸应能宣泄各种流量。因此要

求，泄洪闸的金属结构设备应操作灵活、运行可靠并能满足各种过流量的要求。

为满足以上要求并结合水工布置，表孔泄洪闸金属结构布置采用5扇尺寸为13m×18.8m-18.49m(宽×高-设计水头，下同)弧形工作钢闸门，堰顶高程为438.00m,采用2×2500kN双作用液压启闭机操作。表孔弧门主要承担泄洪任务，操作比较频繁。考虑到弧门门槽的检修与维护，弧门前设有检修闸门。表孔检修闸门为叠梁型式，5孔共用1套检修闸门，检修门底槛高程为437.955m。该闸门由溢流坝段坝顶门机2×250kN副钩通过液压抓梁操作。泄洪闸布置见图1。

X457.29

X457.29

校核洪水位

7456.00

正常蓄水位

V453.4

设计洪水位

v438.005437.51

图1表孔泄洪闸布置图(单位：高程m;尺寸mm)

表孔弧形工作门半径21m,闸门底坎布置在

·34·水利水电工程设计DWRHE·2010年第29卷第1期

溢流堰顶，高程为438.00m,支铰高程考虑按校核洪水位时支铰不能受门后水流及漂浮物冲击，故将支铰布置于高程447.00m处，高于最大过流曲线水位。考虑到该闸门在工程运用中的重要性，闸门设计采用最不利的工况进行设计，即以上游设计挡水位456.00m作为闸门进行强度、刚度和稳定性计算及液压启闭机启闭力的正常设计依据。以校核洪水位457.29m作为闸门启闭力的校核工况。

弧门框架布置采用主横梁、斜支臂结构型式。弧门门叶结构采用双主梁结构、主次梁采用同层布置方式，以提高整个门叶的刚度。侧止水采用L型水封。

弧形闸门技术参数如下：

闸门作用闸门型式

孔口数量/个闸门数量/套埋件数量/套孔口宽度/m

闸门高度/m

设计水头/m

底坎高程/m

设计挡水位/m曲率半径/m

支铰高程/m总水压力/kN支臂型式

支铰型式

主梁布置方式运行条件

与启闭机连接方式启闭设备

泄洪

表孔弧形

5

5

5

13

18.8

18.49437.51456.0021

447.00

23667

斜支臂

球面关节轴承双主横梁

动水启闭，局部开启直接