科特迪瓦苏布雷水电站初步设计金属结构简介

何孟芸 张万秋 陈关华 蒋德成

中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司

苏布雷水电站位于科特迪瓦西部，电站最大坝高20m，大坝全长4.5km，水库总库容8300 万方，有效库容2000 万m3，总装机容量达27.5 万千瓦。本文对苏布雷水电站金属结构的初步设计与布置进行了简要介绍。

概述

苏布雷水电站位于科特迪瓦西部，建成后将成为该国最大的水电站。本项目分为主电站和微型电站两个电站，主电站装设3 台立轴混流式机组，单机容量90MW；大坝溢洪道右侧装设一台5MW 的贯流式机组以泄放生态流量。

金属结构设备由主电站的引水系统、尾水系统和主河床泄水系统以及微型电站的引水系统、尾水系统组成，共设拦污栅14 扇，闸门22 扇，门（栅）槽46 套，启闭机（含清污机设备）17 台。设计标准采用德国工业标准DIN 19704。

主电站

引水建筑物的闸门和启闭机

主电站引水建筑物布置在右岸，包括取水口、进水口、压力管道，共安装3 台混流式水轮发电机组，采用“单机单管”的引水型式布置。主电站引水建筑物的金属结构包括取水口拦污栅、进水口检修闸门、进水口快速闸门及其启闭机。

拦污栅

拦污栅布置在进水口前缘，每台机组通过中墩分为4 个孔口，共设12 扇固定式拦污栅。孔口尺寸4.75m×17.51m（宽×高），拦污栅与水平线的夹角为68.2 度。底坎高程135.00m，拦污栅按4m 水头差设计。拦污栅由安装在154.50m 高程上的2×160kN 双向门机通过抓斗进行清污。

检修闸门

拦污栅下游设有2 扇8m×8m-17m（宽× 高-设计水头，下同）平面叠梁滑动检修闸门，底坎高程135.00m，正常蓄水位152.00m。下游止水，滑道支承。闸门为静水启闭，启门时先开启充水阀充水，充水平压后依次提起各节门叶。闸门由安装在154.50m 高程上的2×160kN 双向门机通过机械抓梁操作，门机轨距6.5m，轨上扬高5.5m，总扬程25m，该门机同时用于主电站取水口拦污栅的清污。

快速闸门

在检修闸门下游设有3 扇8m×8m-17m 快速闸门，底坎高程135.00m，正常蓄水位152.00m。闸门为平面定轮闸门，上游面板，上游止水，定轮支承。闸门为动水启闭，利用加重块闭门。闸门用1250kN 液压启闭机通过拉杆操作，油缸行程10.7m，当机组发生事故时，可在中控室或现地启闭机房内操作快速关闭闸门。平时闸门悬挂在孔口上方约1 处，处于待命状态。

尾水建筑物的闸门和启闭机

主电站共安装3 台混流式机组，每台机组尾水出口通过中墩分2 个孔口，共6 孔，在尾水管出口处设有4扇7.525m×6.532m-19.063m 平面叠梁滑动检修闸门，供2 台机组检修使用。底坎高程89.60m，正常尾水位108.663m，校核尾水位111.40m。上游止水，滑道支承。闸门为静水启闭，启门时先开启充水阀充水，充水平压后依次提起各节门叶。闸门由安装在115.50m 高程尾水平台上的2X160kN 单向门机通过机械抓梁操作，门机轨距3.5m，轨上扬程5.5m，总扬程30m。

泄水建筑物的闸门和启闭机

泄水建筑物的金属结构包括6 孔溢洪道和1 孔枯期调节闸的闸门及其启闭机。正常蓄水位152.00m，最高水位153.40m，最低水位151.26m。

溢洪道的闸门和启闭机

工作闸门

溢洪道共6 孔，堰顶高程140.00m，每孔设有1扇12m×13.83m-13.332m 弧形工作闸门，底坎高程138.668m，闸门按正常蓄水位152.00m 设计。闸门为主横梁斜支臂结构，支铰轴承采用自润滑球面滑动轴承。面板外缘半径14.7m，支铰高程147.00m。在全开位可采用移轴式机械装置锁定闸门。闸门为动水启闭，用2x1600kN 液压启闭机操作，吊点间距10.9m，油缸行程约5.625m。

检修闸门

在工作闸门上游设有1 扇12m×12.5m-12m 平面叠梁滑动检修闸门。底坎高程140.00m，闸门按正常蓄水位152.00m 设计，门顶超高0.5m。下游止水，滑道支承。闸门为静水启闭，启门前先将顶节门叶提升约100mm充水，充水平压后依次提起各节门叶。闸门由安装在154.65m 高程坝顶平台上的2x200/2x125kN 双向门机通过机械抓梁操作，门机轨距3.5m，轨上扬程5.5m，总扬程28m，该门机同时用于微型电站取水口拦污栅的清污和微型电站进水口检修闸门的起吊。

枯期调节闸的闸门（拦污栅）和启闭机

工作闸门

在溢洪道右侧5.5m 宽的边墩处设置1 道枯期调节闸孔，用于微型电站不运行时下游低水位流量的补给。在枯期调节闸孔的前端设有1 扇2m×3m-12.4m 平面定轮工作闸门，底坎高程141.00m，最高水位153.40m。上游止水，定轮支承。闸门为动水启闭，利用加重块闭门。闸门用200kN 液压启闭机通过拉杆进行操作。

事故闸门

在工作闸门上游设有1 扇2m×3m-12.4m 事故闸门，当工作闸门在运行过程中发生事故时，能及时切断水流封闭孔口，防止事故扩大。底坎高程141.00m，最高水位153.40m。闸门为平面定轮闸门，上游面板，上游止水，定轮支承。事故闸门为静水启闭，事故工况时可以动水闭门，利用加重块闭门。启门时先将整扇闸门提起约100mm小开度充水，充水平压后提起闸门。闸门用200kN 液压启闭机通过拉杆进行操作，与工作闸门共用一个油泵站。

拦污栅

在事故闸门上游设有1 扇3m×4m（宽×高）固定式拦污栅，用于拦阻进入枯期调节闸孔的污物。拦污栅按3m 水头差设计，底坎高程141.00m。

微型电站

引水建筑物的闸门和启闭机

在溢洪道的右侧设置1 条引水隧道，安装1 台小水轮机组，利用常年下泄的50m3/s 流量进行发电。微型电站引水建筑物的金属结构包括取水口拦污栅、进水口检修闸门及其启闭机。

拦污栅

拦污栅布置在进水口前缘，共设有1 扇5.566m×12m（宽×高）固定式拦污栅。拦污栅与水平线的夹角为80 度，底坎高程132.25m，按3m 水头差设计。采用2x200/2x125kN 双向门机上的清污抓斗对拦污栅进行清污。

检修闸门

在拦污栅下游设有1 扇5.566m×6.013m-20.506m平面叠梁滑动检修闸门，底坎高程131.494m，正常蓄水位152.00m。下游止水，滑道支承。闸门为静水启闭，启门时先开启充水阀进行充水，充水平压后依次提起各节门叶。闸门由安装在154.50m 高程坝顶平台上的2x200/2x125kN 双向门机通过机械抓梁操作，该门机为溢洪道检修闸门和微型电站进水口拦污栅共用。

尾水建筑物的闸门和启闭机

在尾水管出口处设有1 扇5.566m×4.673m-14.336m事故闸门。底坎高程132.164m，最高尾水位146.50m，最低尾水位139.00m，上下游最大水位差13m。闸门为双向支承（闭门时用下游定轮支承，挡水检修时由上游滑道支承）平面闸门，双向止水。闸门为动水闭门，静水启门。闸门在水压差13m 时动水闭门，利用加重块闭门。启门时先开启充水阀进行充水，充水平压后再提起整扇门叶。闸门由2×320kN 固定卷扬式启闭机操作。

结语

苏布雷水电站初步设计通过了法国柯恩一贝利尔咨询公司的审查，已于2013 年基本完成，目前进入技施设计阶段。