圆满贯水电站金属结构设计布置

□崔靓靓（遵义水利水电勘测设计研究院）

圆满贯水电站金属结构设计布置

□崔靓靓（遵义水利水电勘测设计研究院）

文章主要介绍了贵州省圆满贯水电站金属结构的设计、布置及特点。设计中在充分考虑设备的制造、安装、运行方便的情况下尽可能节约投资。

圆满贯水电站；金属结构；总体布置

1.工程概述

圆满贯水电站位于贵州省仁怀市火石岗乡，地处赤水河一级支流桐梓河中下游河段，属桐梓河水电梯级开发规划的第六级，下游为杨家园水电站，上游接大塘口水电站。该电站距仁怀中枢镇52km，距遵义市165km。该电站的开发任务是：以发电为主，兼顾零星农田灌溉和农村人畜饮水。

圆满贯水电站水库总库容1.182亿m3，兴利库容5310万m3，死库容5350万m3，总装机容量为40MW，多年平均发电量1.366亿kW·h，保证出力5730kW。圆满贯水电站是一个具有不完全年调节能力的大（2）型水库，枢纽工程等别为Ⅱ等。根据枢纽总体布置，本电站金属结构设施分为泄洪系统、引水发电系统、施工导流系统3个部分，分别有表孔溢洪道弧形工作闸门、进水口拦污栅和事故检修门、尾水检修门、导流洞封堵闸门。

本电站坝顶高程为519.50m，上游校核洪水位为518.32m，上游设计洪水位为516.27m，正常蓄水位为516.00m，死水位为502.00m。发电引水隧洞底板高程为488.00m，尾水检修闸门底板高程为444.34m，检修平台高程为453.90m，正常尾水位为451.22m，设计尾水位为450.13m。

2.泄洪系统金属结构

圆满贯水电站属Ⅱ等工程，泄水建筑物为2级建筑物，按100年一遇洪水（P=1%）标准设计，1000年一遇洪水（P=0.1%）标准校核。校核洪水（P=0.1%）时，相应洪峰流量5430m3/s，最大下泄量4480m3/s，相应的上下游水位分别为518.32m及463.83m；设计洪水（P=1%）时，相应洪峰流量3680m3/s，最大下泄量3450m3/s，相应的上下游水位分别为516.27m及461.14m。

由于该水库死水位（502.00m）比堰顶高程低3m，若运行中某扇工作钢闸门须检修时，对该电站运行的影响较小，加之钢闸门设计和施工技术成熟，钢材质量的提高，平常只要加强维护和汛期前的调试，就可避免汛期闸门出现故障。故从节约工程投资方面考虑，溢洪道不设置事故检修闸门。

本工程溢洪道位于大坝坝顶中部，为开敞式设闸泄洪方式，溢流坝段净宽45m，堰型为WES实用堰，共5孔，孔宽9.0m，进口共设5扇9m×11.4m（b×h）弧形工作钢闸门，堰顶高程505.00m。底槛高程504.95m，比堰顶低0.05m有助于压低水舌，避免坝面产生负压。工作闸门门宽为9.00m，门高为11.40m，弧门面板外缘曲率半径为14.00m，支铰高程为511.95m，距底坎高程为7.00m。

门叶结构采用主横梁式布置，为兀形主框架、工字型焊接钢结构。根据门叶结构和运输要求，门叶整体制作后分7节在工地拼装，支臂整体制作后分7部分运输至工地后拼装焊接。门叶结构与支臂、支臂与支铰的连接采用螺栓连接。门叶主梁及支臂为工字型组合梁，梁系及支臂材料为Q235B；支承采用圆柱铰，单铰荷载2497kN，支铰轴径为φ300mm，材料为45优质碳素结构钢，轴套采用钢对钢基铜塑复合材料，圆柱铰主要材料为ZG310-570铸造碳钢。侧导向采用φ200简支式端轮，轮缘与侧轨间隙为4mm。侧水封及底水封均布置于门叶面板上游，侧水封采用L8-A，底水封采用Ⅰ130-20刀型橡胶水封。

工作闸门设计总水压力为5700kN，总水压力作用线与水平线夹角为14.33°，采用2×630kN液压启闭机双吊点启闭。该启闭机最大行程为6.1m，工作行程为6m，其操作电机、泵站及电气控制设备均安装于高程519.50启闭机室内。闸门操作油缸悬挂在闸墩侧墙上，连接处采用球面轴承，在油缸的回转范围满足弧形闸门开启全过程要求。本电站采用一站2机及一站3机的形式，每个液压启闭机泵站设有2套油泵电动机组，两者互为备用，以确保液压机正常工作。本闸门设置有闸门开度监控系统，便于监控闸门的运行情况，有利于闸门的安全运行和操作,溢洪道工作闸门启闭机具有可靠的不间断电源，确保大坝安全运行。

3.引水发电系统金属结构

引水发电系统布置在大坝左岸，为1洞2机供水方式，由1条引水隧洞、压力钢管及2条尾水管组成。

3.1 引水隧洞进口拦污栅设计布置

拦污栅设置在引水隧洞进口喇叭口前沿，共2孔，栅后水域连通，孔口尺寸4.5m×14m，设计水位差4m，型式为平面直立活动式拦污栅,布设型式为垂直布置，拦污栅前后水位差达到预定值后，静水提栅人工清污，在清污平台上设置1套CD2×100kN的电动葫芦起吊拦污栅。在拦污栅前后均设置有水位差监测系统，以监视拦污栅拦截污物的情况，及时清除污物，避免拦污栅前后水位差超过设计值，确保拦污栅的安全运行。

拦污栅分4节制造组成。每节拦污栅为焊接结构，主横梁、边梁为工字钢，型钢材料为Q235B；拦污栅栅条材料为Q235B，栅条断面为10mm×60mm，栅条中心距80mm，焊接于主横梁前翼缘上；每节拦污栅设6套支承、反向钢滑块，滑块材料为Q235B。每节拦污栅之间采用Φ80mm连接轴连接，连接轴材料为45优质碳素结构钢。

3.2 引水隧洞进口事故检修闸门设计布置

引水隧洞进水口事故闸门设置于拦污栅下游，孔口尺寸5.0m×5.0m，设计水头为30m，闸门总水压力为7889kN。闸门型式为潜孔平面定轮钢闸门，闸门运行方式为动闭静启，闸门利用水柱下门，门顶设充水阀充水平压。设置有水位监控及开度监控系统，便于监控闸门的充水平压及运行情况等，有利于闸门的安全运行与操作。

该闸门采用双吊点，启闭设备选用QPG-2×630kN卷扬式启闭机。闸门门叶结构材料为Q235B，门叶结构为六主横梁焊接结构，主横梁及纵向隔板均为工字型组合梁，水平次梁采用工字型钢，边梁采用双腹板组合梁，型钢材料均为Q235B。主支承采用Φ900简支轮，轮体材料均为ZG310-570，轮轴直径为Φ280mm，轴材料为45优质碳素结构钢，主轮兼反向支承。侧轮采用Φ180简支式端轮，轮缘与侧轨间隙为8mm。门叶面板布置于上游侧，顶、侧水封布置于下游，顶、侧水封均采用P60-A；底水封布置于前置面板上，采用Ⅰ130-20条型橡胶水封。闸门平时由锁定梁锁定在高程519.50m的检修平台上。

3.3 尾水检修闸门设计布置

电站发电尾水检修闸门采用潜孔平面滑动闸门，孔口尺寸6.89m×3.27m，设计水头为7m，闸门总水压力为1333kN。门叶结构材料为Q235B，门叶结构为双主横梁焊接结构，主横梁、边梁及纵向隔板均为工字型组合梁。主支承采用Φ500简支轮，轮体材料均为ZG270-500，轮轴直径为Φ150mm，轴材料为45优质碳素结构钢，主轮兼反向支承。侧轮采用Φ150悬臂式端轮，轮缘与侧轨间隙为20mm。门叶面板布置于下游侧，顶、侧水封布置于下游，顶、侧水封均采用P45-A，底水封采用Ⅰ110-16条型橡胶水封。闸门采用双吊点，启闭设备选用QPQ-2×125kN卷扬式启闭机。

4.施工导流系统金属结构

导流隧洞进水口封堵闸门设置于导流隧洞进口处，孔口尺寸6.0m×7.2m，设计水头为60m，闸门型式为平面滑动钢闸门。闸门运行方式为动水关闭闸门，封堵时闭门最高水位458.07m（水头5.5m）。闸门门叶板材材料为Q345B，型材材料为Q235B，门叶面板布置于下游侧，顶、侧水封布置于下游，门体分3节制造，顶、侧水封均采用P60-A，底水封采用Ⅰ130-20条型橡胶水封。

5.结语

综上所述，圆满贯水电站金属结构设计在总体上本着满足电站运行要求、最大限度减少工程量的原则进行设计工作。该设计工作已于2009年2月全部完成，于2009年6月发电至今已安全运行3年，全部闸门（拦污栅）、启闭机等金属结构设备运行平稳、正常，止水效果良好，基本达到设计要求。

2012-10-17