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摘 要:液压卧倒闸坝在工程中的应用谈个人体会,与同行交流,以便推广应用。
关键词:液压自动;卧倒闸坝;抬水工程;应用
1 工程概況
袁河西村盛源电站工程位于江西省袁河干流开发的第6梯级电站,是袁河干流上一座以抬水及发电为主的综合水利枢纽工程。坝址以上控流域面积1186km2,坝址处多年平均流量为38.6m3/s,拟定的正常蓄水位为95.7m,装机容量为 5×250kw,校核洪水位99.67m,设计洪水位98.76m;工程枢纽由液压卧倒闸坝(泄水闸及冲砂闸)、两岸亲水平台,电站厂房等组成。泄水闸门共20扇,每扇宽6.0m,高2.9m;冲砂闸门共4扇,每扇宽6.0m,高3.5m。闸坝主要座落在石灰岩及砂卵石层上,闸坝底宽11.0m,长146m。
2 抬水工程方案选择
盛源电站工程根据坝址地形地质条件,考虑洪水期坝址处洪水位不能抬太高、非洪水期坝址正常蓄水位不淹上游堤岸,具有较好的景观,便于管理,本工程可采取的闸坝型式有螺杆(卷扬)直升式平板钢闸门、液压启闭直升式平板钢闸门、升卧式平板钢闸门、浮体闸、橡胶坝、翻板闸门及卧倒闸门等。但是综合考虑景观,施工、管理、经济等方面要求,结合类似工程经验,认为翻板闸门、卧倒闸门两种闸坝型式更合理。
两种方案运行管理均较方便。两种闸坝均可实现水力自控启闭,但翻坝闸坝每孔两侧下游侧都设有支墩及附属设备,容易淤积杂物,使自控启闭能力下降,倒置不能完全复位,且投资高;卧倒坝采用连体卧倒门,闸门与闸门之间采用弧形橡胶止水,使杂物能顺利过闸,而能实现自动启闭及翻倒,且投资相对较低。
两种闸坝方案型式主要工程特性和投资比较表见附表,经技术经济比较,卧倒闸坝方案较翻板闸坝节省投资12%。根据近年来卧倒闸坝在工程实践中运行情况,现已较成熟,综合考虑推荐采用卧倒闸坝方案。
注:相同项目和次要项目未列入比较
3 卧倒闸门设计
3.1 卧倒闸门型式选择
目前卧倒闸门型式各式各样,生产厂家众多,各自有各自的改进型式,液压卧倒闸门主要采用液压缸控制升降,根据类似工程经验及本工程实际情况,对卧倒闸门要求如下:
⑴随上游来流量的增加(或減小),应能准确、及时、连续地自动加大(减少)闸门开度;闸门运行中不能发生拍打、撞击、跑门、启闭不灵活等不稳定现象,不能发生堰面和门体气蚀破坏。
⑵确保闸门回关水位为95.70m,上游水位达到95.80~95.85m时,闸门开始开启,上游来水量不增加时,保证上游水位不继续抬高。
⑶闸坝阻水小,过流能力强。闸门均为连体卧倒门,漂浮杂物等能顺利过闸,不影响闸门正常启闭。卧倒门能按要求同时启闭,保证水流平稳。
⑷卧倒闸门投资较省,施工方便,便于管理,运行可靠。
经考察,计算、论证,根据厂家理论和实践经验,为使运行更加稳定,防止下泄水流由于泥砂及杂物等不利条件对闸门与闸址接触处堵塞,本次闸门与闸址处采用橡胶止水;由于下游底轴液压缸门洞为转动体,门洞为空心,泄洪时会倒置泥砂等杂物进入,从而影响液压缸升降,倒置启闭困难,设计采用特殊帆布制成雨衣型,上部先套住液压缸,下部用橡胶圈套住,从而固定在闸基上,防止泥砂进入液压缸门洞。
3.2 卧倒闸门结构布置及工作原理
卧倒门需座落在稳固的基础坝(堰)体上,液压自动卧倒闸门由钢闸门、液压缸及附属设备组成。钢闸门采用弧形,为防止闸门后产生负压,闸门边墩需设通气孔,闸门采用连体卧倒门,门与门之间设弧形橡胶止水,每扇闸门底设两个铰点,下游面板侧设两个正常工作铰点,两个非常铰点,由于钢材力学性能好,能准确、快速制作安装,提高运行稳定性,缩短工期。
液压缸采用高压油路管线控制,控制房布置在在河道左岸。
液压卧倒闸门是通过液压起闭设施对闸门进行控制的,当水位达到95.80~95.85m时,先开启冲砂闸,然后在开启泄洪闸。
3.3卧倒闸门主要特点
⑴运行简单:当上游流量增大时,能及时通过液压启闭设备调节闸门开度,性能稳定。
⑵提高流量系数:卧倒闸坝采用连体闸门,不需设闸支墩,闸门可全部卧倒,从而提高泄流能力。
⑶施工方便:闸坝基座采用宽顶堰形式,坝体为钢闸门。
⑷生态景观:闸门卧倒时水流全部从闸门过流,河道上看不到建筑物,不影响现有河道生态链。
4 结语
液压卧倒闸门能满足袁河西村盛源电站工程设计要求,且具有一定的推广价值,能广泛应用于城市生态抬水工程、灌溉工程、水电站等。根据本工程及类似经验,得出以下体会:
⑴液压卧倒闸坝技术可行、施工简单、节省投次和节能环保, 为适应推广,使设计做到安全适用、经济合理、技术先进,建议进一步制定对卧倒闸坝的技术指标。
⑵液压卧倒闸门技术还不是很成熟,易受泥砂杂物等天然因素影响;应加强门体与坝址处的止水效果,下游液压缸轴与门槽之间接触部位的防泥砂问题。
关键词:液压自动;卧倒闸坝;抬水工程;应用
1 工程概況
袁河西村盛源电站工程位于江西省袁河干流开发的第6梯级电站,是袁河干流上一座以抬水及发电为主的综合水利枢纽工程。坝址以上控流域面积1186km2,坝址处多年平均流量为38.6m3/s,拟定的正常蓄水位为95.7m,装机容量为 5×250kw,校核洪水位99.67m,设计洪水位98.76m;工程枢纽由液压卧倒闸坝(泄水闸及冲砂闸)、两岸亲水平台,电站厂房等组成。泄水闸门共20扇,每扇宽6.0m,高2.9m;冲砂闸门共4扇,每扇宽6.0m,高3.5m。闸坝主要座落在石灰岩及砂卵石层上,闸坝底宽11.0m,长146m。
2 抬水工程方案选择
盛源电站工程根据坝址地形地质条件,考虑洪水期坝址处洪水位不能抬太高、非洪水期坝址正常蓄水位不淹上游堤岸,具有较好的景观,便于管理,本工程可采取的闸坝型式有螺杆(卷扬)直升式平板钢闸门、液压启闭直升式平板钢闸门、升卧式平板钢闸门、浮体闸、橡胶坝、翻板闸门及卧倒闸门等。但是综合考虑景观,施工、管理、经济等方面要求,结合类似工程经验,认为翻板闸门、卧倒闸门两种闸坝型式更合理。
两种方案运行管理均较方便。两种闸坝均可实现水力自控启闭,但翻坝闸坝每孔两侧下游侧都设有支墩及附属设备,容易淤积杂物,使自控启闭能力下降,倒置不能完全复位,且投资高;卧倒坝采用连体卧倒门,闸门与闸门之间采用弧形橡胶止水,使杂物能顺利过闸,而能实现自动启闭及翻倒,且投资相对较低。
两种闸坝方案型式主要工程特性和投资比较表见附表,经技术经济比较,卧倒闸坝方案较翻板闸坝节省投资12%。根据近年来卧倒闸坝在工程实践中运行情况,现已较成熟,综合考虑推荐采用卧倒闸坝方案。
注:相同项目和次要项目未列入比较
3 卧倒闸门设计
3.1 卧倒闸门型式选择
目前卧倒闸门型式各式各样,生产厂家众多,各自有各自的改进型式,液压卧倒闸门主要采用液压缸控制升降,根据类似工程经验及本工程实际情况,对卧倒闸门要求如下:
⑴随上游来流量的增加(或減小),应能准确、及时、连续地自动加大(减少)闸门开度;闸门运行中不能发生拍打、撞击、跑门、启闭不灵活等不稳定现象,不能发生堰面和门体气蚀破坏。
⑵确保闸门回关水位为95.70m,上游水位达到95.80~95.85m时,闸门开始开启,上游来水量不增加时,保证上游水位不继续抬高。
⑶闸坝阻水小,过流能力强。闸门均为连体卧倒门,漂浮杂物等能顺利过闸,不影响闸门正常启闭。卧倒门能按要求同时启闭,保证水流平稳。
⑷卧倒闸门投资较省,施工方便,便于管理,运行可靠。
经考察,计算、论证,根据厂家理论和实践经验,为使运行更加稳定,防止下泄水流由于泥砂及杂物等不利条件对闸门与闸址接触处堵塞,本次闸门与闸址处采用橡胶止水;由于下游底轴液压缸门洞为转动体,门洞为空心,泄洪时会倒置泥砂等杂物进入,从而影响液压缸升降,倒置启闭困难,设计采用特殊帆布制成雨衣型,上部先套住液压缸,下部用橡胶圈套住,从而固定在闸基上,防止泥砂进入液压缸门洞。
3.2 卧倒闸门结构布置及工作原理
卧倒门需座落在稳固的基础坝(堰)体上,液压自动卧倒闸门由钢闸门、液压缸及附属设备组成。钢闸门采用弧形,为防止闸门后产生负压,闸门边墩需设通气孔,闸门采用连体卧倒门,门与门之间设弧形橡胶止水,每扇闸门底设两个铰点,下游面板侧设两个正常工作铰点,两个非常铰点,由于钢材力学性能好,能准确、快速制作安装,提高运行稳定性,缩短工期。
液压缸采用高压油路管线控制,控制房布置在在河道左岸。
液压卧倒闸门是通过液压起闭设施对闸门进行控制的,当水位达到95.80~95.85m时,先开启冲砂闸,然后在开启泄洪闸。
3.3卧倒闸门主要特点
⑴运行简单:当上游流量增大时,能及时通过液压启闭设备调节闸门开度,性能稳定。
⑵提高流量系数:卧倒闸坝采用连体闸门,不需设闸支墩,闸门可全部卧倒,从而提高泄流能力。
⑶施工方便:闸坝基座采用宽顶堰形式,坝体为钢闸门。
⑷生态景观:闸门卧倒时水流全部从闸门过流,河道上看不到建筑物,不影响现有河道生态链。
4 结语
液压卧倒闸门能满足袁河西村盛源电站工程设计要求,且具有一定的推广价值,能广泛应用于城市生态抬水工程、灌溉工程、水电站等。根据本工程及类似经验,得出以下体会:
⑴液压卧倒闸坝技术可行、施工简单、节省投次和节能环保, 为适应推广,使设计做到安全适用、经济合理、技术先进,建议进一步制定对卧倒闸坝的技术指标。
⑵液压卧倒闸门技术还不是很成熟,易受泥砂杂物等天然因素影响;应加强门体与坝址处的止水效果,下游液压缸轴与门槽之间接触部位的防泥砂问题。