厄瓜多尔布鲁布鲁防洪工程马拉维亚斯水库泄水结构施工优化

谭明军

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

厄瓜多尔布鲁布鲁防洪工程马拉维亚斯水库泄水结构施工优化

谭明军

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

针对南美洲厄瓜多尔布鲁布鲁防洪工程马拉维亚斯水库的实际水文情况，对其泄水结构施工进行了技术优化，经优化后缩短了工期，运行简单，安全可靠。

布鲁布鲁防洪工程 泄水结构 施工优化 马拉维亚斯水库 厄瓜多尔

1 项目概况

马拉维亚斯水库总容积1600万m3，最大深度7m，最大入库流量250m3/s，由马拉维亚斯分洪闸溢流堰经沉淀区后进入水库，堤坝全长7.88km。马拉维亚斯水库设有一处泄水结构，主要用于水库泄水及向下游河道补水。

水库泄水结构由进水口、测量井(含拦污栅)、导流钢管、锥形阀及出水口(含消力敦)5部分组成。共安装3组1800mm导流钢管及锥形阀，设计排水量为60m3/s。

图1 锥形阀剖面图

2 原设计存在的问题

马拉维亚斯水库泄水结构阀门原设计采用的是锥形阀门。由于水库位于平原与山区的交汇处，上游河道泥沙较多且植被繁茂，每年雨季上游来水携裹大量泥沙和树木等漂浮物进入水库，雨季很容易造成阀门堵塞，影响水流的畅通性，将会造成阀门丧失控制功能，可能产生较大的洪水危害。

3 施工优化

3.1 阀门优化

根据水库所处地理环境和水文条件进行了阀门优化选型。经分析比较，拟采用平板阀门替代原设计的锥形阀门的方案最为适合。

3.1.1 阀门优缺点对比

(1)锥形阀门

锥形阀门被设计成在平均辐射状下工作，也就是说其主体和阀塞都要在几乎同等辐射状压力下工作。有这样的特点是因为在阀门的上部和下部存在着一个小的压力差，使阀门能在最好的状态下工作。此阀门适合在10m以上的荷载下工作，不推荐在荷载小的情况下使用。

锥形阀操作方便，可精准的调节泄水流量。由于是辐射状均力阀门，启动动力小。锥形阀泄流时，利用水与空气的摩擦和入水后在水中的漩涡进行消能，故可不再设消能工。凹面冲击小，因水流表面积大，能量流失小。

锥形阀门要求水质相对清洁，阀门上游需设置网格较密的栏污格栅，以保护锥形阀。若出现漂浮或杂物容易堵塞阀门，导致锥形阀门无法关闭或开启，运行维护工作量较大。需要大凹面来满足泄水。

(2)平板阀门

平板阀结构简单，安全性较高。阀体内部介质通道是直通的，介质成直线流动，流动阻力小。由于闸板是在两阀座面上滑动，因此平板闸阀也能适用于带悬浮颗粒的介质，同时当阀门关闭时，无导流孔的平板闸阀亦不要求闸板的关闭位置有较高的精度，启闭时较省力。开闸时，不会被任何的物体堵塞，对水质要求较低，不需要设置细栅栏。若有足够的自身重量，在紧急情况下可无电关闸。

平板阀门、密封面之间易引起冲蚀和擦伤，要经常检查和维护。外形尺寸较大，开启需要一定的空间，开闭时间相对较长。

3.1.2 适用性对比

(1)本项目水库位于平原与山区的交汇处，上游河道泥沙较多且植被繁茂，上游来水携裹大量泥沙和树木等漂浮物，水质较差。采用锥形阀门容易堵塞，且需设置较为密集的栏污格栅用于保护锥形阀。相反，平板阀不需要设置很密的栏污格栅，而且适用于带悬浮颗粒的介质；

(2)锥形阀适用于高水头，而本项目最大水深约7m，水位较低；

(3)锥形阀制造安装周期较长，其制安时间约8个月，而平板阀门制造安装简单方便，制安时间约5.5个月，采用平板阀可以有效缩减泄水结构施工工期；

(4)原设计未考虑布鲁布鲁河雨季河水多含泥沙碎石及漂浮物的情况，锥形阀结构不利于冲砂排淤，同时排水结构并未额外设计排淤通道，会对未来运行造成不利影响；

(5)从经济的角度分析，两种阀门的制安费用相近，但使用平板阀门提高了泄水结构的安全性。而且运行维护简单，对水质要求低，因此减少了阀门损坏而引起的运行维护费用。

经技术和经济分析对比，马拉维亚斯水库泄水结构采用平板阀门更为适宜，其结构简单，造价较锥形便宜，生产安装周期短，运行维护简单，也可以弥补锥形阀不利于冲砂排淤的缺点。

3.2 泄水结构优化

针对阀门及管道安装进行优化，采用混凝土基座固定阀门及导流钢管，取消了原设计使用混凝土箱涵钢结构基础固定阀门及钢管的设计。通过此项优化减少了金属结构埋件及混凝土模板施工，简化了施工工艺，增加了泄水结构整体稳定性，缩短了工期。

简化泄水结构出水口设计。经过对实地测量数据进行计算，重新优化了泄水结构出水口，取消了消力池并减少一排消力墩，减少了出水口工程量，缩短了施工时间。

图2 平板阀剖面图

4 结语

通过对马拉维亚斯水库泄水结构的优化，该项目施工工期由经历两个枯水期缩短到一个枯水期之内完成(一个枯水期为6个月)，降低了雨季降水对施工的影响。水库泄水结构的提前完工，提高了水库排水能力，为水库其他区域的施工创造了条件，也保证了周边居民免受洪水的危害。经过一个雨季的实际运行，证明优化后的泄水结构安全且可靠，阀门运行稳定，无擁堵现象发生。受到了项目业主厄瓜多尔水利部的好评，展现了中资企业的先进技术水平，树立了良好的国际形象。

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2095-1809(2017)03-0027-03

谭明军(1977-)，男，湖北巴东人，高级工程师，从事水电工程施工技术及管理工作。