平林水电站工程金属结构设备布置与设计_杨薇
第22卷第4期2016年4月
水利科技与经济
Water Conservancy Science and Technology and Economy
Vol. 22No. 4Apr. ，2016
平林水电站工程金属结构设备布置与设计
杨
［摘
薇
（贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳550000）
如果设计布要］水电站工程金属结构的布置与设计同工程功能的发挥有着直接的联系，
置不合理，不但会影响设备自身的使用效果与使用寿命，还会造成工程运营事故，甚至会对下
游居民的生命财产安全造成威胁，因此需要高度重视。结合平林水电站工程的实际情况，对其金属结构设备的布置和设计进行了详细的阐述。［关键词］水电站；金水结构；设计
［中图分类号］TV74
［文献标识码］B
［文章编号］1006－7175（2016）04－0096－03
计水头12. 54m 。
闸门的型式有两种可供选择：一种为浮箱式闸门，另一种为平面叠梁闸门。如采用浮箱闸门，则门体具有较大的刚度，不需设置专门的启闭设备，自由浮动，运输方便。但缺点是不能在动水中沉或放，就位操作比较费时，重量也较大，用在本工程溢洪道上，会给闸门的检修和就位带来很多不便。如采用叠梁闸门，则整个闸门可以分为3节叠梁门，可以减少闸门的制作、运输及安装的难度，加上配套启闭机采用1台单向门式启闭机，带自动抓梁，逐节启闭门体，可以大大减少启闭机容量。故经综合比3节门体设置较，检修闸门型式最后采用平面叠梁闸门，为相同，以便互换。叠梁门主支承采用钢背复合材料滑块，止水装置设在闸门的下游面，侧止水为P 形止水，底止水为刀型橡皮止水，门体主材为Q345B ，重量80t 。闸门运行条件为静水启闭，其平压方式采用小开度提门节间充水平压。门槽埋件主材Q235B ，单孔重14t 。本闸门非工作时段存放于大坝右端的门库内。配套启闭机选用1台单向门机，型号DM －2ˑ 250kN －16m ，并配置液压自动抓梁1套，操作方式为手电两用。
0引言
黔南州荔波县平林水电站工程位于贵州省荔波县捞村乡，属珠江流域西江水系打狗河下游与广西交界河段，是打狗河规划方案中的二级电站，为径流式电站，工程的主要任务是发电，电站装机容量为25MW ，年利用小时数
8
4120h ，多年平均发电量1. 029ˑ 10kW ·h 。工程规模为小（Ⅰ）型，水库总库容531ˑ 10m ，大坝采用堆石混凝土重力坝。
4
3
1水电站金属结构概述
电站金属结构设置如下：①泄水系统：溢洪道检修闸门及工作闸门；放空底孔进口事故闸门及工作闸门。②引水发电系统：取水口进口拦污栅、检修闸门及快速闸门；厂房尾水闸门。总计活动件重890. 5t ，埋设件重305. 2t 。配套启闭机选用露顶式弧形闸门液压启闭机、快速闸门液压启闭机、单向门式启闭机、固定卷扬式启闭机、电动葫芦及GD 型移动式格栅清污机等几种形式，数量共17台。
2
2. 1
泄水系统
溢洪道闸门
2. 1. 2溢洪道工作闸门
工作闸门孔口尺寸10m ˑ 13. 7m ，设计水头13. 24m 。闸门型式有两种可供选择：一种为平面定轮钢闸门，另一种为弧形钢闸门。如采用平面定轮钢闸门，则门体可以提出门槽至坝顶平台，安装、检修及更换均较方便，但门槽部分水流条件较差，启闭力较大，局部开启时门体的振动也较大。如采用弧形钢闸门，则流道无门槽，水流条件较好，可局部开启调节流量，闸门的启闭力也较小；缺点是弧形闸门因有支臂，所需闸墩较长，支座处荷载集中，对闸墩支铰处的土建结构要求较高。最后经综合比
溢洪道位于水库的坝顶，共设有5孔，在每孔溢洪道上均设置有1扇工作闸门，用于正常情况下抬高水库的水位，增加库容，洪水期开启及时地渲泄掉库内的多余水量，确保坝体的安全。因坝前死水位高于堰顶10. 5m ，工作闸门又常年挡水，为便于工作闸门及其埋件的检修，在5孔检修门槽共用。其上游侧设置了1扇检修闸门，
2. 1. 1溢洪道检修闸门
检修闸门孔口尺寸（宽ˑ 高，下同）10m ˑ 13. 0m ，设
［收稿日期］2016－01－06［作者简介］杨薇（1965－），高级工程师，主要从事水工金属结构设计方面的工作. 女，贵州息烽人，
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杨薇：平林水电站工程金属结构设备布置与设计
2. 3
导流洞封堵闸门
第4期
支铰高度9. 1m ，弧门半径较，闸门型式采用弧形钢闸门，16. 5m ，主框架为主横梁斜支臂结构，支铰轴承采用自润滑球面轴承。止水装置设在闸门的上游面，侧止水为L 型橡皮止水，底止水为刀型橡皮止水。为限制闸门的侧向移动，在门体两边分别设置了4个简支式侧轮。闸门门体主材采用Q345B ，单扇重105t 。门槽埋件主材Q235B ，单孔重12t 。该闸门平时处于关闭状态，只在洪水期及其他特殊情况下需要开闸泄洪时才打开。配套启闭机采用露顶式弧形闸门液压启闭机，型号QHLY －2ˑ 1600kN －6. 79m ，数量5台，为便于运行管理，右3孔工作闸门的液压泵站及电气操作柜等集中放置于溢洪道右侧的启闭机房内，左2孔工作闸门的附属设备等集中放置于溢洪道左侧的启闭机房内，启闭机设置有备用动力，为安全起见，备用动力采用柴油发电机组。每扇闸门均配置有1台开度仪，用于闸门的开度控制。
施工导流洞位于水库的右岸，在其进口处设置了一扇封堵闸门，用于施工期导流任务完成之后导流洞的封堵。闸门孔口尺寸7m ˑ 8m ，设计最高挡水水头22m 。
闸门型式为平面滑动钢闸门，主支承为复合材料滑块，为使闸门在下闸封堵时顺利就位，在门体还设置了侧向轮和反向轮，闸门的止水设在下游面，形式同前。门体主材采用Q345B ，重量47t 。为免施工期门槽表面被泥沙及洪水冲蚀，影响下闸截流，在门槽下部表面设置了钢衬，埋件主材Q235B ，重量20t 。闸门操作方式为动水启闭，下闸水头≤4. 5m ，启门水头9m ，配套启闭机选用固定卷扬式启闭机，型号QP －2ˑ 630kN －17m 。本闸门的门体及其埋件部分为一次性使用，启闭机用后尽量回收。
2. 4厂房防洪闸门
以防厂房被在厂房与尾水平台之间设有1道防洪墙，
2. 2放空底孔闸门
放空底孔位于水库的左岸，在其进口处设置了1扇事
淹。在该防洪墙上设有一扇防洪闸门，孔口尺寸2. 1m ˑ 2. 15m ，设计水头1m 。
闸门型式为门枢式，门体主材Q235B ，重量4. 5t ，运行条件为无水启闭，利用人力推动门体绕门轴转动，实现闸门的开关。止水为P 形橡皮，压缩量用手动拉紧装置来进行调节。
故闸门及1扇工作闸门，用于下游工作闸门及底孔洞身等的检修和事故性保护，以及水库的放空。
2. 2. 1放空底孔进口事故闸门
事故闸门孔口尺寸2. 5m ˑ 2. 5m ，设计水头26m 。闸门型式为平面定轮钢闸门，闸门主支承为4套悬臂轮，为使闸门在启闭过程中运行平稳，在门体上还设了4套悬臂式侧轮，止水装置设在闸门的下游面，顶侧止水为P 型橡皮止水，底止水为刀型橡皮止水。闸门主材采用Q235B ，重量9t 。闸门运行条件为动闭静启，闭门时利用水柱闭门，配置1台水位差计，用于监测启门前闸门上下游的充水平压情况。该闸门平时锁定于门槽顶部的检修平台上，当下游工作闸门及取水口建筑物等出现事故或需要检修时，动水闭门，检修完毕用门顶充水阀充水平压，当水位差计上显示闸门前后的水位差小于等于5m 时，再正式提升闸门至检修平台处锁定。门槽埋件主材为Q235B ，重量15t 。为了满足闸门后的补气需要，在靠近闸门的下游胸墙附近设置了一个φ700的通气孔。配套启闭机选用一台固定卷扬式高扬程启闭机，型号QPG －630kN －29m ，操作方式为电动。
3引水发电系统
电站进水口位于水库的左岸，共有两个，设置了4扇
2扇检修闸门及2扇快速闸门。各项设备的功能拦污栅、
为：拦污栅用于拦截水库上游的污物，检修闸门用于其后快速闸门的检修，快速闸门则用于下游厂房水轮机组的事故性保护。
3. 1发电取水口拦污栅
拦污栅孔口尺寸5m ˑ 7. 2m ，设计水头4m 。拦污栅形式为平面活动拦污栅，运行条件为静水启
闭，栅体主材Q235B ，单重16. 5t （含吊杆重）。栅槽埋件主材Q235B ，单重9. 5t 。拦污栅的清污选用1台GD 型移动式格栅清污机清污，容量30kN ，扬程27m ，抓斗为液压抓斗，拦污栅的启吊采用1台移动式电动葫芦，容量2ˑ 125kN ，扬程9m ，扬程不够部分采用吊杆连接，清污机及葫芦均为4孔拦污栅共用。配置2台水位差计用于监测栅体前后的水位差，该水位差不得大于4m 。
2. 2. 2放空底孔进口工作闸门
设计水头26m ，淤工作闸门孔口尺寸2. 5m ˑ 2. 5m ，沙高度3. 13m 。
闸门型式为平面定轮钢闸门，闸门主支承为4套悬臂轮，在门体两边梁上还设了2套悬臂式侧轮，止水装置设在闸门的上游面，形式同前。闸门主材采用Q235B ，重量19t （含铸铁加重块10t ）。闸门运行条件为动水启闭。门槽埋件主材为Q235B ，重量15t 。配套启闭机选用一台固定卷扬式高扬程启闭机，型号QPG －800kN －29m ，操作方式为电动。启闭机备用动力的设置同溢洪道弧形工作闸门。配置1台开度仪，用于闸门的开度控制。
3. 2发电取水口检修闸门
检修闸门孔口尺寸4m ˑ 4m ，设计水头20m 。闸门型式采用平面滑动钢闸门，主支承为复合材料
滑块，止水装置设在闸门的下游面，形式同前。闸门运行条件为静水启闭，为门顶充水阀平压后静水启门，配置有水位差计用于监测闸门前后的水位差。门体主材为Q235B ，单重18t ，门槽埋件主材Q235B ，单重17t 。配套启闭机选用固定卷扬式启闭机，型号QPG －400kN －21m ，数量两台，操作方式为手电两用。
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第22卷第4期2016年4月3. 3
水利科技与经济
Water Conservancy Science and Technology and Economy
Vol. 22No. 4Apr. ，2016
发电取水口快速闸门
快速闸门孔口尺寸4m ˑ 4m ，设计水头18m 。闸门型式为潜孔式平面定轮钢闸门，主支承为简支
闸门，用于枯水期电站水轮机组的检修。
闸门孔口尺寸7. 87m ˑ 3. 66m ，设计水头28m 。闸门型式为平面滑动钢闸门，主支承为复合材料滑块，止水装置设在闸门的背水面，形式同前。门体主材Q235B ，单重26t 。闸门运行条件为静水启闭，平压方式为利用水轮机排水管从下游充水平压，配有水位差计用于监测门体前后的水位差。门槽埋件主材Q235B ，单重13t 。配套启闭机选用固定卷扬式启闭机，型号QPQ －2ˑ 250kN －17m ，数量共2台，操作方式为手电两用。
轮，止水装置设在闸门的下游面，形式同前。门体主材Q235B ，单重26t （含吊杆8t ）。闸门运行条件为动闭静启，每扇闸门均配置1台水位差计及1台开度仪。该闸门平时悬挂于孔口的上方附近，当下游厂房水轮机组出现事故时，能快速动水闭门（利用水柱加重），事故处理完毕用门顶充水阀充水平压，当水位差计显示闸门前后的水位差小于5m 时，再正式提升闸门。门槽埋件主材为Q235B ，单孔重17t 。配套启闭机选用快速闸门液压启闭机，型号QPKY －800kN /400kN－5m ，数量两台，扬程不够部分用吊杆连接，操作方式为电动。启闭机附属设备液压泵站、油箱、阀组及电气操作柜等放置于高程为345. 60m 的启闭机室内。启闭机要求配有可靠电源，同时，还能就地操作和远程控制。
［参考文献］
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（编辑：赵琳琳）
3. 4厂房尾水检修闸门
电站尾水出口共有两孔，在每孔上均设置了1扇检修
櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥
（上接第95页）
坝前水位为3293. 16m ，与初设阶段的校核洪水位3292. 16m 相比，高了1. 00m 。由此可知，本阶段经复核后
表3
项阶段起调水位/m最大入库流量/m3·s －1
水库最高水位/m最大下泄流量/m·s 其中：溢洪道/m3·s －1
33
－1
的洪水特征水位均高于初设阶段。布仑口 公格尔水电站本阶段和初设阶段调洪演算成果对比详见表3。
布仑口－公格尔水电站各阶段调洪演算成果对比表
P =5. 0%初设3290325. 17150. 000
－1
目
率频
P =1. 0%初设3290594. 00549. 59348. 15201. 44
本阶段3290594. 00447. 64371. 2376. 41
P =0. 05%初设3290
本阶段3290
本阶段3290325. 17150. 0075. 1074. 90
1199. 031199. 03661. 83454. 33207. 50
632. 50552. 4780. 02
3290. 803290. 803290. 833290. 893292. 163293. 16
导流兼泄洪冲沙洞/m·s
150. 00
5
工程防洪能力及洪水特征水位安全影响评价
由以上的工程防洪能力和洪水特征水位复核可知，
与初设阶段的坝顶高程3296. 20m 相比，仍然低0. 01m ，因此，本阶段虽然防洪能力有所降低，洪水特征水位有所增高，但不影响其安全。
与初设阶段相比，本阶段工程的防洪能力有所降低，工程的洪水特征水位有所增高，究其原因主要是本阶段将泄水建筑物导流兼泄洪冲沙洞的孔口尺寸由初设阶段的4m ˑ 4m 调整为2. 5m ˑ 2. 5m 。根据本次调洪演算成果，对布仑口 公格尔水电站坝顶高程进行复核。布仑口 公格尔水电站的坝顶高程由正常运用工况（1）（设计洪水位+正常运用工况（1）坝顶安全超高）确定，本次计算的设计洪水位为3290. 89m ，设计洪水位对应的坝顶安全超高为5. 30m ，计算本阶段工程的坝顶高程为3296. 19m ，
［参考文献］
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（编辑：赵琳琳）
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