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[摘 要]双峰寺水库为大（Ⅱ）型水库，在金属结构设计中，针对不同的建筑物采取不同的布置型式，溢流坝采用弧形闸门和弧门卷扬启闭机的方式，泄洪底孔事故门采用平门和固定卷扬机的方式，工作闸门采用弧形闸门和液压启闭机的方式，电站尾水门采用平门和移动式启闭机的布置方式。双峰寺水库为类似工程提供了设计实例。
[关键词]溢流坝；泄洪底孔；发电洞；电站
中图分类号：TV34 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0130-01
1 工程概况
双峰寺水库位于滦河一级支流武烈河干流上，坝址位于承德市双峰寺镇小庙子村附近，距下游承德市区约12km，水库总库容1.373亿m3，是一座以防洪为主，结合城市供水，兼顾发电和生态环境供水等综合利用的大（2）型水利枢纽工程。涉及金属结构设备的建筑物包括溢流坝、泄洪底孔、发电洞和电站。
2 溢流坝金属结构设计
溢流坝共9孔，每孔设置1扇工作闸门和1台固定卷扬式启闭机，9孔共用1扇检修闸门和1台汽车吊。工作闸门实现水库泄洪和挡水的功能，检修闸门是为检修工作闸门及埋件而设置，检修闸门设置在工作闸门的上游侧。
2.1 检修闸门及启闭机
溢流坝9孔共用1扇检修闸门。该闸门为平面滑动叠梁闸门，滑块支承，支承材料为工程塑料合金。孔口尺寸为（宽×高-水头）9.0m×4.4m-4.0m，闸底高程为385.0m，设计水位为389.0m，闸门分2节，每节高2.2m。为方便安装和使用，上、下节可互换。启闭设备采用1台350kN汽车吊。汽车吊通过起吊架和机械式自动挂脱梁与每节闸门连接。闸门操作方式为静水启闭，平压方式为潜水泵充水平压。叠梁检修闸门平时存放在库房内。
2.2 工作闸门及启闭机
溢流坝工作闸门采用露顶式弧形闸门，共9扇，孔口尺寸为9.0m×6.0m-5.7m（宽×高-水头）。闸门底槛布置在堰顶下游处，底槛高程386.8m，设计水位392.5m，闸门支铰中心高程为390.3m，面板外缘半径8m。闸门采用双吊点，斜支臂结构，支铰支承在牛腿上，支铰采用圆柱铰支承，轴承采用自润滑柱面滑动轴承，轴套材料为工程塑料合金，轴套自带密封。启闭机采用固定卷扬式启闭机，一门一机布置，容量为2×160kN，扬程为8m。闸门操作方式为动水启闭，局部开启。
3 泄洪底孔金属结构设计
泄洪底孔共四孔，每孔设置1扇事故闸门、1台固定卷扬式启闭机和1扇工作闸门、1台摇摆式液压启闭机。工作闸门实现水库泄洪和排沙的功能，事故闸门在洞子或工作闸门运用出现故障时关闭，还用于检修工作闸门及埋件。事故闸门设置在工作闸门的上游侧。
3.1 事故闸门及启闭机
事故闸门采用平面滚轮钢闸门，共4扇，孔口尺寸为5.0m×6.0m-26.5m（宽×高-水头）。闸门采用后封水，双吊点，底坎高程366.0m，设计水位为392.5m。事故闸门采用固定卷扬式启闭机，容量为2×630kN，扬程为24.5m。闸门操作方式为动闭静启，平压方式为充水阀充水平压。
3.2 工作闸门及启闭机
工作闸门采用潜孔式弧形闸门，孔口尺寸5.0m×5.0m-26.5m（宽×高-水头），共4扇。闸门底坎高程366.0m，设计水位为392.5m，支铰中心高程373.2m，面板外缘半径10.4m。弧门采用单吊点直支臂结构，支铰采用圆柱铰支承，轴承采用钢基带密封的自润滑柱面滑动轴承，轴套材料为工程塑料合金，轴套自带密封。闸门采用双道止水型式，一道固定在门楣上，一道固定在门叶上。工作闸门采用摇摆式液压启闭机，一门一机布置，启闭机容量为800kN /200kN，行程为6.7m。每2孔布置一个液压泵站，每个液压站设二套泵组，一套工作，一套备用。
4 发电洞金属结构设计
为满足分层取水要求，发电洞进口设置1个竖井分层式进口，按顶层、中间层和底层共3层布置。每层进口设置1扇拦污栅和1扇事故闸门，三层拦污栅共用1台单向双速双吊点移动式起重机，每扇事故闸门配1台固定卷扬式启闭机。拦污栅为拦截水中污物而设置，事故闸门在本层不需要引水时及机组或引水钢管发生故障时关闭。
4.1 底层金属结构设计
拦污栅采用垂直式，共1扇，孔口尺寸为3.2m×3.2m（宽×高），设计水头为2.0m，栅条间距为50mm，双吊点，滑块支承。拦污栅清污采用人工清污。启闭机采用1台单向双速双吊点移动式起重机，容量为2×50kN，扬程为9m。
事故闸门共1扇，采用平面滚轮闸门，孔口尺寸为2.0m×2.0m-15.5m（宽×高-水头）。闸门采用后封水，单吊点，底坎高程377m，设计水位392.5m。事故闸门采用固定卷扬式启闭机，容量为400kN，扬程为19.5m，工作级别为Q2-轻。闸门操作方式为动水闭门，小开度充水平压后启门。
4.2 中间层金属结构
拦污栅采用垂直式，共1扇，孔口尺寸为6.2m×2.7m（宽×高），设计水头为2.0m，栅条间距为50mm，双吊点，滑块支承。拦污栅及埋件主材为Q235B。拦污栅清污采用人工清污。启闭机采用采用1台单向双速双吊点移动式起重机，与底层拦污栅共用。事故闸门共1扇，采用平面滑动闸门，孔口尺寸为6.2m×1.5m-11.7m（宽×高-水头）。闸门采用后封水，双吊点，底坎高程为380.8m，设计水位为392.5m。事故闸门采用固定卷扬式启闭机，容量为2×400kN，扬程为16m。闸门操作方式为动闭静启，平压方式为小开度提门充水平压。
4.3 顶层金属结构
拦污栅采用垂直式，共1扇，孔口尺寸为6.2m×2.7m（宽×高），设计水头为2.0m，栅条间距为50mm，双吊点，滑块支承。启闭机采用采用1台单向双速双吊点移动式起重机，与底层拦污栅共用。事故闸门共1扇，采用平面滑动闸门，孔口尺寸为6.2m×1.5m-8.1m（宽×高-水头）， 共1扇。闸门采用后封水，双吊点，底坎高程为384.4m，设计水位为392.5m。事故闸门采用固定卷扬式启闭机，容量为2×400kN，扬程为13m，启闭机配置同底层事故门启闭机。
5 电站金属结构设计
电站共设3台机组，尾水池共设置2扇检修闸门和1台单向双速双吊点移动式起重机。其中1#、2#机组出口尺寸相同，共用1扇检修闸门，3#机组出口设1扇检修闸门。3台机组出口检修闸门均采用平面滚轮闸门，闸门采用后封水，底坎高程为362.8m，设计水位为365.92m。1#、2#机组出口检修闸门孔口尺寸为4.2m×2.5m （宽×高），设计水头为 3.12m。3#机组出口检修闸门孔口尺寸为3.6m×2.5m （宽×高），设计水头为 3.12m。3台机组出口检修闸门共用1台单向雙速双吊点移动式起重机，容量为2×50kN，扬程为9.0m，移动式起重机的配置同发电洞拦污栅启闭机。闸门操作方式为静水启闭，平压方式为小开度提门充水平压。
6 结语
（1）金属结构设备布置、选型合理，设计符合现行规范、技术标准有关规定。
（2）弧门支铰和闸门滚轮采用自润滑轴承，降低了启闭机容量，提高了闸门运用的可靠性。
（3）在闸门设计中，溢流坝采用叠梁检修门和弧形工作门，泄洪底孔采用平面事故门和弧形工作门，发电洞采用拦污栅和平面事故门，电站采用平面检修门。
（4）在启闭机设计中，溢流坝采用汽车吊和弧门卷扬机，泄洪底孔和发电洞事故闸门采用固定卷扬式启闭机，工作闸门采用摇摆式液压启闭机，发电洞拦污栅和电站检修门采用移动式启闭机。
参考文献
[1] 沈德民，李毓芬，庄文中等.水电站机电设计手册金属结构（一）[M].北京：水利电力出版社，1985.
[2] 沈德民，李毓芬，庄文中等.水电站机电设计手册金属结构（二）[M].北京：水利电力出版社，1985.
[3] SL/41-2011，水利水电工程启闭机设计规范[S].
[4] DL/T5039-95，水利水电工程钢闸门设计规范[S].
[5] GB 50017-2003，钢结构设计规范[S].
[6] 王国周， 瞿履谦.钢结构原理与设计[M].北京：清华大学出版社，1993.
[关键词]溢流坝；泄洪底孔；发电洞；电站
中图分类号：TV34 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0130-01
1 工程概况
双峰寺水库位于滦河一级支流武烈河干流上，坝址位于承德市双峰寺镇小庙子村附近，距下游承德市区约12km，水库总库容1.373亿m3，是一座以防洪为主，结合城市供水，兼顾发电和生态环境供水等综合利用的大（2）型水利枢纽工程。涉及金属结构设备的建筑物包括溢流坝、泄洪底孔、发电洞和电站。
2 溢流坝金属结构设计
溢流坝共9孔，每孔设置1扇工作闸门和1台固定卷扬式启闭机，9孔共用1扇检修闸门和1台汽车吊。工作闸门实现水库泄洪和挡水的功能，检修闸门是为检修工作闸门及埋件而设置，检修闸门设置在工作闸门的上游侧。
2.1 检修闸门及启闭机
溢流坝9孔共用1扇检修闸门。该闸门为平面滑动叠梁闸门，滑块支承，支承材料为工程塑料合金。孔口尺寸为（宽×高-水头）9.0m×4.4m-4.0m，闸底高程为385.0m，设计水位为389.0m，闸门分2节，每节高2.2m。为方便安装和使用，上、下节可互换。启闭设备采用1台350kN汽车吊。汽车吊通过起吊架和机械式自动挂脱梁与每节闸门连接。闸门操作方式为静水启闭，平压方式为潜水泵充水平压。叠梁检修闸门平时存放在库房内。
2.2 工作闸门及启闭机
溢流坝工作闸门采用露顶式弧形闸门，共9扇，孔口尺寸为9.0m×6.0m-5.7m（宽×高-水头）。闸门底槛布置在堰顶下游处，底槛高程386.8m，设计水位392.5m，闸门支铰中心高程为390.3m，面板外缘半径8m。闸门采用双吊点，斜支臂结构，支铰支承在牛腿上，支铰采用圆柱铰支承，轴承采用自润滑柱面滑动轴承，轴套材料为工程塑料合金，轴套自带密封。启闭机采用固定卷扬式启闭机，一门一机布置，容量为2×160kN，扬程为8m。闸门操作方式为动水启闭，局部开启。
3 泄洪底孔金属结构设计
泄洪底孔共四孔，每孔设置1扇事故闸门、1台固定卷扬式启闭机和1扇工作闸门、1台摇摆式液压启闭机。工作闸门实现水库泄洪和排沙的功能，事故闸门在洞子或工作闸门运用出现故障时关闭，还用于检修工作闸门及埋件。事故闸门设置在工作闸门的上游侧。
3.1 事故闸门及启闭机
事故闸门采用平面滚轮钢闸门，共4扇，孔口尺寸为5.0m×6.0m-26.5m（宽×高-水头）。闸门采用后封水，双吊点，底坎高程366.0m，设计水位为392.5m。事故闸门采用固定卷扬式启闭机，容量为2×630kN，扬程为24.5m。闸门操作方式为动闭静启，平压方式为充水阀充水平压。
3.2 工作闸门及启闭机
工作闸门采用潜孔式弧形闸门，孔口尺寸5.0m×5.0m-26.5m（宽×高-水头），共4扇。闸门底坎高程366.0m，设计水位为392.5m，支铰中心高程373.2m，面板外缘半径10.4m。弧门采用单吊点直支臂结构，支铰采用圆柱铰支承，轴承采用钢基带密封的自润滑柱面滑动轴承，轴套材料为工程塑料合金，轴套自带密封。闸门采用双道止水型式，一道固定在门楣上，一道固定在门叶上。工作闸门采用摇摆式液压启闭机，一门一机布置，启闭机容量为800kN /200kN，行程为6.7m。每2孔布置一个液压泵站，每个液压站设二套泵组，一套工作，一套备用。
4 发电洞金属结构设计
为满足分层取水要求，发电洞进口设置1个竖井分层式进口，按顶层、中间层和底层共3层布置。每层进口设置1扇拦污栅和1扇事故闸门，三层拦污栅共用1台单向双速双吊点移动式起重机，每扇事故闸门配1台固定卷扬式启闭机。拦污栅为拦截水中污物而设置，事故闸门在本层不需要引水时及机组或引水钢管发生故障时关闭。
4.1 底层金属结构设计
拦污栅采用垂直式，共1扇，孔口尺寸为3.2m×3.2m（宽×高），设计水头为2.0m，栅条间距为50mm，双吊点，滑块支承。拦污栅清污采用人工清污。启闭机采用1台单向双速双吊点移动式起重机，容量为2×50kN，扬程为9m。
事故闸门共1扇，采用平面滚轮闸门，孔口尺寸为2.0m×2.0m-15.5m（宽×高-水头）。闸门采用后封水，单吊点，底坎高程377m，设计水位392.5m。事故闸门采用固定卷扬式启闭机，容量为400kN，扬程为19.5m，工作级别为Q2-轻。闸门操作方式为动水闭门，小开度充水平压后启门。
4.2 中间层金属结构
拦污栅采用垂直式，共1扇，孔口尺寸为6.2m×2.7m（宽×高），设计水头为2.0m，栅条间距为50mm，双吊点，滑块支承。拦污栅及埋件主材为Q235B。拦污栅清污采用人工清污。启闭机采用采用1台单向双速双吊点移动式起重机，与底层拦污栅共用。事故闸门共1扇，采用平面滑动闸门，孔口尺寸为6.2m×1.5m-11.7m（宽×高-水头）。闸门采用后封水，双吊点，底坎高程为380.8m，设计水位为392.5m。事故闸门采用固定卷扬式启闭机，容量为2×400kN，扬程为16m。闸门操作方式为动闭静启，平压方式为小开度提门充水平压。
4.3 顶层金属结构
拦污栅采用垂直式，共1扇，孔口尺寸为6.2m×2.7m（宽×高），设计水头为2.0m，栅条间距为50mm，双吊点，滑块支承。启闭机采用采用1台单向双速双吊点移动式起重机，与底层拦污栅共用。事故闸门共1扇，采用平面滑动闸门，孔口尺寸为6.2m×1.5m-8.1m（宽×高-水头）， 共1扇。闸门采用后封水，双吊点，底坎高程为384.4m，设计水位为392.5m。事故闸门采用固定卷扬式启闭机，容量为2×400kN，扬程为13m，启闭机配置同底层事故门启闭机。
5 电站金属结构设计
电站共设3台机组，尾水池共设置2扇检修闸门和1台单向双速双吊点移动式起重机。其中1#、2#机组出口尺寸相同，共用1扇检修闸门，3#机组出口设1扇检修闸门。3台机组出口检修闸门均采用平面滚轮闸门，闸门采用后封水，底坎高程为362.8m，设计水位为365.92m。1#、2#机组出口检修闸门孔口尺寸为4.2m×2.5m （宽×高），设计水头为 3.12m。3#机组出口检修闸门孔口尺寸为3.6m×2.5m （宽×高），设计水头为 3.12m。3台机组出口检修闸门共用1台单向雙速双吊点移动式起重机，容量为2×50kN，扬程为9.0m，移动式起重机的配置同发电洞拦污栅启闭机。闸门操作方式为静水启闭，平压方式为小开度提门充水平压。
6 结语
（1）金属结构设备布置、选型合理，设计符合现行规范、技术标准有关规定。
（2）弧门支铰和闸门滚轮采用自润滑轴承，降低了启闭机容量，提高了闸门运用的可靠性。
（3）在闸门设计中，溢流坝采用叠梁检修门和弧形工作门，泄洪底孔采用平面事故门和弧形工作门，发电洞采用拦污栅和平面事故门，电站采用平面检修门。
（4）在启闭机设计中，溢流坝采用汽车吊和弧门卷扬机，泄洪底孔和发电洞事故闸门采用固定卷扬式启闭机，工作闸门采用摇摆式液压启闭机，发电洞拦污栅和电站检修门采用移动式启闭机。
参考文献
[1] 沈德民，李毓芬，庄文中等.水电站机电设计手册金属结构（一）[M].北京：水利电力出版社，1985.
[2] 沈德民，李毓芬，庄文中等.水电站机电设计手册金属结构（二）[M].北京：水利电力出版社，1985.
[3] SL/41-2011，水利水电工程启闭机设计规范[S].
[4] DL/T5039-95，水利水电工程钢闸门设计规范[S].
[5] GB 50017-2003，钢结构设计规范[S].
[6] 王国周， 瞿履谦.钢结构原理与设计[M].北京：清华大学出版社，1993.