云南省瀘西縣南盤江云鵬水電站金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

易春

摘要：云南省南盤江云鵬水電站是華潤電力進(jìn)入云南后投資的第一個(gè)水電項(xiàng)目工程。該工程設(shè)計(jì)周期時(shí)間短，質(zhì)量要求高，工程量控制嚴(yán)格。該文通過介紹云鵬水電站金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置方案，希望對今后同類型的電站設(shè)計(jì)有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：云鵬 金屬結(jié)構(gòu) 方案設(shè)計(jì) 參數(shù)

中圖分類號：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0075-05

1 工程概況

1.1 工程位置

云鵬水電站位于南盤江干流云南省境內(nèi)下游河段上。項(xiàng)目業(yè)主（投資方）為華潤電力。云鵬水電站為華潤電力進(jìn)入云南后投資的第一個(gè)水電項(xiàng)目工程。該工程業(yè)主方對設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)周期時(shí)間短，質(zhì)量要求高，工程量控制嚴(yán)格。

該工程壩址區(qū)左岸屬瀘西縣，右岸屬丘北縣。壩址距昆明公路里程約214 km，距瀘西縣城公路里程約60 km。電站為壩后引水式，采用單機(jī)單管供水。本電站在系統(tǒng)中主要承擔(dān)腰荷和調(diào)峰任務(wù)；電站出線電壓等級為220 kV和110 kV，220 kV出線一回，至彌勒變；110 kV出線一回，至瀘西變。在電站建設(shè)初期，110 kV全部設(shè)備及聯(lián)絡(luò)變壓器均為備用，在布置上僅預(yù)留場地。

1.2 水文和氣象

云鵬電站壩址控制流域面積28082 km2，壩址多年平均流量為216 m3/s。南盤江流域枯期降水一般較少，其河流水量主要靠地下水補(bǔ)給?？萜冢?1月～5月）徑流量只占年徑流量的27.9%。汛期（6月～10月）徑流量約占年徑流量的72.1%左右。流域多年平均降水量910 mm。

流域?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，干濕季節(jié)分明。根據(jù)瀘西縣氣象站30年氣象資料統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫為15.1℃。年降水量在815 mm～1 030 mm之間，大部份地區(qū)不到1 000 mm。壩址多年平均年蒸發(fā)量為1 958.3 mm。

1.3 裝機(jī)規(guī)模和工程等級

該電站裝有3臺混流式水輪發(fā)電機(jī)，單機(jī)容量為70 MW，保證出力45.9 MW，多年平均發(fā)電量為8.27×108 kW·h。

攔河壩最大壩高97 m，壩頂長度445.25 m，壩型為碾壓心墻堆石壩。水庫總庫容3.80×108 m3，有效庫容2.26×108 m3。根據(jù)《水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》（DL 5180-2003），本樞紐工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大（2）型。其建筑物級別為：攔河壩、泄洪建筑物為2級，引水發(fā)電建筑物、沖沙建筑物、開關(guān)站等為3級。工程地震設(shè)防烈度為7度。

1.4 工程布置

心墻堆石壩方案樞紐主要由以下建筑物組成：土質(zhì)心墻堆石壩、左岸岸邊開敞式溢洪道、左岸泄洪（導(dǎo)流）洞、右岸泄洪（導(dǎo)流）洞、左岸引水系統(tǒng)和岸邊式地面廠房及GIS開關(guān)站等。

心墻堆石壩壩頂長度445.25 m，壩頂高程904.0 m。最大壩高97 m。

根據(jù)地形特征以及地質(zhì)和洪水資料，溢洪道緊靠左岸電站進(jìn)水口布置，設(shè)3～13 m×20 m溢流孔。引水渠底高程為874.0 m，長約250 m。開挖邊坡最高約90 m左右。進(jìn)口水流順暢，堰頂高程882.0 m。溢洪道全長313.326 m（中心線），其中閘室段長40.0 m，泄槽段長360.118 m（沿中心線），出口采用挑流消能。

左岸泄洪洞施工期用于導(dǎo)流，考慮廠房交通及后期改建為泄洪洞，進(jìn)口高程提高為838.0 m。隧洞進(jìn)口設(shè)置1～7.5 m×10.5 m事故檢修閘門，操作平臺高程904.0 m，用長70 m的交通橋與公路連接。隧洞前段為圓形有壓洞，洞徑10.0 m，長度347.0 m，底坡為1‰。由于平面轉(zhuǎn)彎及后期需進(jìn)行改建，故將工作門設(shè)置在轉(zhuǎn)彎段后、溢洪道閘室段附近，豎井高68 m，工作閘門尺寸6.5 m×8 m。其后為長448.5 m的城門洞無壓洞，尺寸為8.1×11 m，出口底板高程為832.0 m，后期將改為挑流鼻坎。左岸泄洪洞總長為820.0 m。

右岸泄洪（導(dǎo)流）洞由于為凹岸，平面上需兩次轉(zhuǎn)彎，故該洞布置為圓形有壓洞。施工期作為導(dǎo)流洞，后期改建為永久泄洪洞。隧洞進(jìn)口設(shè)置1～7.5 m×10.5 m事故檢修閘門，進(jìn)口底板高程823.0 m，操作平臺高程904.0 m，用長90 m的交通橋與公路連接。隧洞前段為有壓洞，采用圓形斷面，洞徑為10.0 m，長度703.00 m，底坡為1.46‰。工作門設(shè)置在隧洞出口，閘門尺寸6.5 m×8 m。出口底板高程為821.0 m。右岸泄洪洞總長為703.00 m。

左岸引水發(fā)電系統(tǒng)由引水道、岸邊地面廠房及GIS樓組成。引水發(fā)電建筑物布置在左岸，進(jìn)水口緊靠大壩壩肩布置，底板高程865.0 m，閘室建于弱風(fēng)化上部，部分在強(qiáng)風(fēng)化下部。引水道采用單機(jī)單管供水方式，壓力隧洞后接壓力鋼管，隧洞直徑5.5 m，壓力鋼管內(nèi)徑5.0 m。1#管道長257.39 m，2#管道長264.853 m，3#管道長272.332 m。沒有設(shè)置調(diào)壓井。地面主廠房位于7#沖溝上游側(cè)的臺地上，進(jìn)場交通洞通過溢洪道底部。

地面廠房為3級建筑物設(shè)計(jì)：按100年一遇洪水設(shè)計(jì)，相應(yīng)下游水位836.494 m；200年一遇洪水校核，相應(yīng)下游水位837.869 m；由于下游水位太高，故主廠房下游邊墻為鋼筋混凝土防洪墻，同時(shí)，在其兩側(cè)設(shè)有鋼筋混凝土重力式防洪擋墻與其相接，將尾水平臺高程定為839.0 m。主廠房尺寸為92.42 m×40.37 m×45.4 m（長×寬×高）。主廠房凈寬18.0 m，內(nèi)裝三臺單機(jī)容量70 MW的水輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組間距17.0 m，水輪機(jī)安裝高程為819.9 m。安裝間布置在主機(jī)間左側(cè)，為便于和進(jìn)廠交通連接，其高程為823.2 m，副廠房布置在主廠房上、下游側(cè)。進(jìn)廠交通布置在左岸地下，從溢洪道及沖沙洞泄槽或挑坎下通過，與廠房回車場823.0 m高程相接，尾水平臺交通從大壩下游坡上通過。主變壓器緊靠上游副廠房，開關(guān)站采用GIS，布置在上游副廠房上層。endprint

主變壓器緊靠上游副廠房，按機(jī)組段布置在上游副廠房的上游室外，平臺高程為823.9 m。中心間距為17.0 m，變壓器間設(shè)有防火隔墻。每臺變壓器的下方均設(shè)有一個(gè)貯油坑。

1.5 水庫特征水位

校核洪水位（P=0.05%） 902.45 m

設(shè)計(jì)洪水位（P=0.5%） 902.00 m

正常蓄水位 902.00 m

死水位 877.00 m

2 設(shè)計(jì)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

（1）經(jīng)批準(zhǔn)后的可研設(shè)計(jì)報(bào)告。

（2）昆明院批準(zhǔn)的技術(shù)文件和會(huì)議紀(jì)要。

（3）會(huì)簽后的水工建筑物布置圖及其它專業(yè)有關(guān)的圖紙和技術(shù)文件。

（4）設(shè)總及上序?qū)I(yè)布置的設(shè)計(jì)任務(wù)書。

（5）會(huì)簽后的專業(yè)互提資料單。

（6）經(jīng)過評審和確認(rèn)后的外調(diào)資料和外購件的產(chǎn)品樣本和使用說明書。

2.2 設(shè)計(jì)遵循的標(biāo)準(zhǔn)

（1）國家頒布的有關(guān)法令、法規(guī)。

（2）金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備的設(shè)計(jì)所遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有：

①《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范（DL/T5013-95）》；

②《水利水電工程啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范（SL41-93）》；

③《水利水電工程鋼閘門制造、安裝及驗(yàn)收規(guī)范（DL/T5018-94）》；

④《水利水電工程啟閉機(jī)制造、安裝及驗(yàn)收規(guī)范（DL/T5019-94）》；

⑤《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ17-88）》。

（3）其他一些有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范（有效版本）。

3 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

在設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想上，既考慮了制造與安裝的要求，也考慮到了運(yùn)行和檢修維護(hù)的方便，同時(shí)還考慮到設(shè)備的安全可靠度和先進(jìn)性。努力使云鵬水電站的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備在運(yùn)行過程中既安全可靠又方便實(shí)用。

整個(gè)電站共設(shè)有門槽40孔閘門30扇（其中弧形閘門5扇，平面閘門13扇、攔污柵12扇），各類啟閉機(jī)12臺（其中固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)2臺、油壓啟閉機(jī)8臺、雙向雙小車門式啟閉機(jī)1臺、臺車式啟閉機(jī)1臺）。金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備總重約9 910T。

3.1 導(dǎo)流泄洪洞系統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

3.1.1 導(dǎo)流泄洪洞金屬結(jié)構(gòu)概述

導(dǎo)流泄洪洞在大壩的左右岸各設(shè)一條，其主要任務(wù)是在施工期用于導(dǎo)流，在電站建成后參予泄洪。左右岸導(dǎo)流泄洪洞的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備由弧形工作閘門、工作閘門油壓啟閉機(jī)、平面事故閘門、事故閘門固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)等組成。

3.1.2 左右岸導(dǎo)流泄洪洞事故閘門與啟閉機(jī)

（1）導(dǎo)流泄洪洞事故閘門與啟閉機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。

孔口形式：潛孔式。

孔口尺寸：7.5 m×10.5 m

孔口數(shù)量：2孔（左右洞各一）

閘門數(shù)量：2扇（左右洞各一）

底檻高程：左洞838 m 右洞823 m

設(shè)計(jì)水頭：左洞64 m 右洞79 m

總水壓力：左洞48 860 kN 右洞59 320 kN

操作條件：動(dòng)水下門、充水平壓后靜水起門

啟閉機(jī)形式：固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)

啟閉機(jī)數(shù)量：2臺

啟閉機(jī)容量：左洞3200 kN 右洞3600 kN

揚(yáng)程：左洞80 m 右洞90 m

起升速度：1.4 m/min

（2）導(dǎo)流泄洪洞事故閘門設(shè)計(jì)。

在左右岸導(dǎo)流泄洪洞進(jìn)口處各設(shè)有一扇孔口尺寸為7.5 m×10.5 m的平面事故閘門門槽。左洞門槽底檻高程為838 m，右洞門槽底檻高程為823 m。門槽中心線樁號均為壩橫0+003.00 m。門槽型式為Ⅱ型結(jié)構(gòu)。采用較優(yōu)的門槽錯(cuò)距比和較優(yōu)的斜坡。從水流流動(dòng)的邊界角度看，錯(cuò)距處進(jìn)行倒圓和緩坡，圓角半徑R=50 mm，斜坡為1：10。

二孔門槽均設(shè)有一扇事故閘門。閘門為平面焊接鋼結(jié)構(gòu)，采用滾動(dòng)軸承定輪支承，分上、中、下三節(jié)制造、運(yùn)輸，節(jié)間采用螺栓連接，將三節(jié)閘門在工地連接為一整體。節(jié)間設(shè)有止水。閘門為上游止水，頂側(cè)水封形式為“P”形斷面，底水封形式為“條”形斷面，橡皮采用預(yù)壓縮達(dá)到止水的目的。事故閘門的操作條件為配置加重塊動(dòng)水下門，提門時(shí)先運(yùn)行充水行程，打開充水閥平壓后再靜水起門。

（3）導(dǎo)流泄洪洞事故閘門固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)。

左右岸泄洪洞事故閘門啟閉機(jī)為兩臺固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)，左洞設(shè)置在923 m高程的啟閉機(jī)排架上，右洞設(shè)置在923.50 m高程的啟閉機(jī)排架上，由起升機(jī)構(gòu)、機(jī)架、動(dòng)力裝置、控制裝置等部件組成。起升機(jī)構(gòu)均設(shè)置有高度指示裝置、主令控制裝置和荷重測控裝置。起升機(jī)構(gòu)的吊具通過一節(jié)短拉桿與事故閘門連接。啟閉機(jī)的卷筒直徑為φ1400 mm，滑輪組倍率為6，鋼絲繩直徑為φ32 mm。卷筒為雙層纏繞。啟閉機(jī)上設(shè)有機(jī)械和電氣等保護(hù)和控制裝置，可保證啟閉機(jī)安全運(yùn)行。安裝完畢后必須進(jìn)行動(dòng)、靜負(fù)荷試驗(yàn)方可投入使用（詳細(xì)說明見生產(chǎn)廠家有關(guān)說明及運(yùn)行維護(hù)手冊）。

3.1.3 導(dǎo)流泄洪洞工作閘門與啟閉機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

孔口形式：潛孔式

孔口尺寸：6.5 m×8.0 m

孔口數(shù)量：2孔

閘門數(shù)量：2扇

底檻高程：左洞837.653 m 右洞822.00 m

設(shè)計(jì)水頭：左洞64.347 m 右洞80.3 m

封水型式：充壓水封+常規(guī)水封

操作條件：動(dòng)水啟閉

總水壓力：左洞61 700.0 kN 右洞72 040.0 kN

支鉸高程：左洞850.153 m 右洞834.500 mendprint

弧面半徑：15 m

油壓啟閉機(jī)容量：6 300/2 500 kN（啟門力/下壓力）

啟閉門速度：～0.5-0.8 m/min

活塞桿最大行程：左洞12.2 m 右洞12.2 m

活塞桿工作行程：左洞11.98 m 右洞11.98 m

（1）導(dǎo)流泄洪洞工作閘門設(shè)計(jì)。

①泄洪（導(dǎo)流）洞工作閘門門葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

泄洪（導(dǎo)流）洞工作閘門為弧形鋼閘門。采用主橫梁結(jié)構(gòu)體系，門葉采用橫向分節(jié)，現(xiàn)場安裝時(shí)螺栓聯(lián)接?；￠T為直支臂，主橫梁、支臂斷面為箱型結(jié)構(gòu)，閘門采用圓柱鉸支承。門葉結(jié)構(gòu)、支鉸結(jié)構(gòu)、支臂及褲衩焊接完成后，要求整體退火以消除內(nèi)應(yīng)力。門葉結(jié)構(gòu)、支鉸結(jié)構(gòu)、支臂及褲衩幾大件間的相互連接采用螺栓聯(lián)接。廠內(nèi)組裝合格后門葉面板進(jìn)行整體加工，以保證弧門曲率半徑符合圖紙要求。因閘門承壓水頭高，總水壓力大，故在止水結(jié)構(gòu)上設(shè)置了兩道水封，即在門葉上設(shè)置一道常規(guī)水封，在門槽上設(shè)置一道特殊的充壓伸縮式水封。

②泄洪（導(dǎo)流）洞工作閘門門槽體型設(shè)計(jì)。

門槽因承受高速水流沖擊，經(jīng)論證后，決定選用突擴(kuò)跌坎式門槽，門前設(shè)置壓坡，門槽兩側(cè)向外突擴(kuò)0.8 m，跌坎高度1.0 m。底坎的框型通氣結(jié)構(gòu)與兩側(cè)邊的通氣管相通，以達(dá)到補(bǔ)氣防止氣蝕的目的。

深孔弧形工作閘門的結(jié)構(gòu)布置，需在門槽孔口兩側(cè)突擴(kuò)、底坎突跌，以便安裝整體水封。高速水流對邊界泄流面的沖刷，會(huì)引起空化，發(fā)生空蝕破壞。而防止或減免空蝕最經(jīng)濟(jì)有效的措施之一是利用摻氣。在設(shè)計(jì)門槽時(shí)調(diào)整門框尺寸，使其滿足安裝水封同時(shí)也滿足摻氣的要求。

③泄洪（導(dǎo)流）洞工作閘門伸縮式水封設(shè)計(jì)。

深孔弧形工作閘門設(shè)計(jì)除滿足水力學(xué)條件外，另一至關(guān)重要的問題是合理選擇止水型式。泄洪（導(dǎo)流）洞弧形工作閘門的特點(diǎn)是承壓水頭高。既要滿足閘門全關(guān)時(shí)止水嚴(yán)密，又要滿足閘門啟閉過程中止水摩擦阻力最小，常規(guī)的止水型式已不能滿足要求。泄洪（導(dǎo)流）洞工作弧門采用高水頭弧形閘門伸縮止水，即弧形閘門為普通圓柱型支鉸，水封型式設(shè)計(jì)成兩道，一道安裝在門葉結(jié)構(gòu)上，兩側(cè)和頂水封用P型水封，底水封為刀型；另一道水封是頂側(cè)底為一整體，安置在門槽埋件的突擴(kuò)突跌空腔內(nèi)，其工作原理是閘門啟閉時(shí)充壓水封處于自由狀態(tài)，水封無預(yù)壓，止水不產(chǎn)生摩擦阻力，閘門關(guān)閉后向水封背部空腔內(nèi)采用高壓水泵充水加壓，水封在背壓作用下變形外伸，使水封頭部與閘門門葉緊密壓緊止水，充壓腔卸壓后水封橡皮借助于自身彈性和水壓力恢復(fù)原始位置，使弧形閘門面板與水封頭部之間脫開形成間隙。水封背壓采用高壓水泵或利用水庫的水充壓。

（2）液壓啟閉機(jī)設(shè)計(jì)。

泄洪（導(dǎo)流）洞工作弧門液壓啟閉機(jī)為單吊點(diǎn)搖擺式液壓啟閉機(jī)，啟閉機(jī)機(jī)座左岸設(shè)置在866.653 m平臺上，右岸設(shè)置在851.00 m平臺上。啟閉機(jī)的油缸內(nèi)徑為790 mm，活塞桿直徑為440 mm，有桿腔計(jì)算壓力為18.63 MPa，無桿腔計(jì)算壓力為5.51 MPa。液壓泵站布置在啟閉機(jī)室內(nèi)，泵站設(shè)兩臺油泵電動(dòng)機(jī)組，電動(dòng)機(jī)容量為110 kW，兩臺油泵互為備用。液壓閥組的主閥均為滑閥。液壓啟閉機(jī)設(shè)置有液壓和電氣等多套保護(hù)和控制裝置。

3.1.4 左右岸泄洪（導(dǎo)流）閘門與啟閉機(jī)的操作運(yùn)行

（1）左右岸泄洪（導(dǎo)流）事故閘門與啟閉機(jī)操作運(yùn)行。

當(dāng)工作閘門或壓力隧洞在運(yùn)行過程中發(fā)生故障時(shí)，事故閘門啟閉機(jī)啟動(dòng)，提升閘門約10～30 mm后停機(jī)，將鎖錠梁移開，然后重新啟動(dòng)啟閉機(jī)使閘門下降直至全關(guān)位置全關(guān)閉后停機(jī)。閉門時(shí)應(yīng)注意關(guān)閉充水閥，即閘門到底檻后還有320 mm充水閥關(guān)閉行程。

弧形工作閘門或壓力隧洞事故處理完畢后，在弧形工作閘門關(guān)閉的情況下，可以提升事故閘門。首先啟動(dòng)啟閉機(jī)向上提升320 mm，打開充水閥充水平壓。電動(dòng)機(jī)電源自動(dòng)切斷，啟閉機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。待確認(rèn)事故閘門前后水壓基本平衡后（水頭差≤4 m），重新啟動(dòng)啟閉機(jī)，提升閘門至上限位置，并將閘門鎖錠在高程為904.0 m的鎖定平臺上。

事故閘門操作運(yùn)行的具體要求如下：

當(dāng)庫水位在902.00 m以下，事故閘門能動(dòng)水下門擋水。當(dāng)事故閘門前后水頭差>4 m時(shí)，嚴(yán)禁啟門。

（2）弧形工作閘門與液壓啟閉機(jī)的操作運(yùn)行。

當(dāng)工作弧門需要開啟時(shí)，按下液壓啟閉機(jī)的提升按鈕，閘門開啟，當(dāng)閘門提升到所需開度時(shí)，位置開關(guān)動(dòng)作，液壓啟閉機(jī)自動(dòng)停機(jī)。

當(dāng)工作弧門需要關(guān)閉時(shí)，按下液壓啟閉機(jī)的下降按鈕，閘門下降，當(dāng)閘門降至全關(guān)位置時(shí)，位置開關(guān)動(dòng)作，液壓啟閉機(jī)自動(dòng)停機(jī)。

工作弧門投入運(yùn)行后，應(yīng)按下列要求進(jìn)行操作：

左右泄洪（導(dǎo)流）洞工作弧門只能全開全閉，不能局部開啟。

充壓水封的操作要求如下：

閘門開啟和關(guān)閉前，必須將水封裝置中的壓力卸掉，確定閥壓力為零后才能開門和關(guān)門。閘門全關(guān)閉后充壓水封投入前應(yīng)將充水腔內(nèi)氣體排盡，加背壓至1.2倍庫壓，閘門漏水量不應(yīng)超過規(guī)范允許值。

3.2 溢洪道系統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

3.2.1 溢洪道金屬結(jié)構(gòu)概述

云鵬水電站的溢洪道設(shè)置在左岸，緊鄰電站進(jìn)水口，是電站主要的泄洪通道，其最大泄流量約為7 127m3/s。設(shè)有3孔3扇表孔弧形工作閘門?？紤]到溢洪道的重要性和工作閘門的安全性，溢洪道設(shè)1扇檢修閘門，型式為疊梁門，為3個(gè)孔口所共用。

3.2.2 溢洪道弧形工作閘門與啟閉機(jī)

（1）工作弧門與油壓啟閉機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。

孔口形式：露頂式

孔口尺寸：13×20.64 m2

孔口數(shù)量：3孔

閘門數(shù)量；3扇

底檻高程：881.86 mendprint

支鉸高程：893.36 m

設(shè)計(jì)水頭：20.64 m

總水壓力：27 947.9 kN

弧門半徑：21 m

操作條件：動(dòng)水啟閉，局部開啟

液壓啟閉機(jī)數(shù)量：3套

液壓啟閉機(jī)容量：2×3500 kN

活塞桿最大行程：8.6 m

活塞桿工作行程：8.5 m

起門速度：0.5 m/min

吊點(diǎn)間距：12.0 m

油機(jī)支鉸高程：900.52 m

（2）工作弧門的設(shè)計(jì)。

弧形閘門采用二主梁、二斜支臂焊接鋼結(jié)構(gòu)，主橫梁同層布置方案，主梁和支臂采用箱形斷面。這種結(jié)構(gòu)形式具有閘門整體剛度好，便于加工制造等優(yōu)點(diǎn)?；￠T支鉸采用自潤滑滑動(dòng)軸套。在弧門兩側(cè)的邊梁上各布置有6個(gè)側(cè)導(dǎo)向輪?；￠T的側(cè)止水為“L”形橡膠水封，底止水為“條”形水封。門槽底檻埋件和側(cè)軌埋件均為鋼結(jié)構(gòu)件，側(cè)軌上設(shè)有不銹鋼水封座板。

（3）油壓啟閉機(jī)的布置設(shè)計(jì)。

每扇閘門采用一套2×3 500 kN的液壓啟閉機(jī)操作，液壓啟閉機(jī)兩只油缸的上吊點(diǎn)分別布置在閘門兩側(cè)的邊墻上，下吊點(diǎn)分別鉸接在弧門兩側(cè)的邊梁上。液壓泵站布置在閘門之間閘墩上的泵房里，每套泵站設(shè)有兩臺互為備用的油泵電動(dòng)機(jī)組?；￠T可在泵房現(xiàn)地控制，其信號也能在廠房中控室顯示，并留有中控室遠(yuǎn)程控制的接口。鑒于國內(nèi)一些電站溢洪道油機(jī)雙缸出現(xiàn)的同步誤差等問題，為保證閘門在開啟和關(guān)閉的過程中能平穩(wěn)運(yùn)行，油機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)有專門的雙缸同步裝置。液壓啟閉機(jī)還設(shè)有液壓、機(jī)械和電氣等多種保護(hù)裝置，以保證液壓啟閉機(jī)的安全運(yùn)行。

3.2.3 溢洪道檢修閘門及啟閉設(shè)備

（1）溢洪道檢修閘門和門機(jī)主要技術(shù)參數(shù)。

孔口形式：露頂式

孔口尺寸：13.0 m×20.0 m

孔口數(shù)量：3孔

閘門數(shù)量：1扇

底檻高程：881.00 m

設(shè)計(jì)水頭：21.0 m

總水壓力：29 371 kN

操作條件：靜水啟閉，小開度提門充水

啟閉機(jī)形式：共用壩頂雙向門機(jī)

啟閉機(jī)數(shù)量：1臺

起升荷載：850 kN/400 kN（主/副小車）

啟閉機(jī)揚(yáng)程：45 m

軌上揚(yáng)高：10.0 m

起升速度：0.2～2.0 m/min

大車軌距：7.5 m

（2）檢修閘門的設(shè)計(jì)。

檢修閘門為鋼疊梁形式，共分7節(jié)。疊梁門采用復(fù)合材料滑塊支承，下游橡皮止水，側(cè)水封為“P”型水封，底水封和節(jié)間水封為板型水封。閘門的主梁為實(shí)腹式焊接組合梁。閘門的操作條件為靜水啟閉，利用小開度提門充水平壓后提門。門槽型式為Ⅰ型結(jié)構(gòu)，門槽的底檻和主、反軌均為焊接鋼結(jié)構(gòu)件，下游側(cè)主軌設(shè)有不銹鋼水封座板。檢修閘門采用850 kN/400 kN雙向門機(jī)的主小車帶液壓式自動(dòng)穿脫軸抓梁起吊。各節(jié)門葉的上、下擺放順序不做限制。

（3）檢修閘門850 kN/400 kN門機(jī)的布置。

溢洪道檢修門850 kN/400 kN門機(jī)設(shè)置在高程為904 m的壩頂平臺上。為單吊點(diǎn)電動(dòng)機(jī)集中驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)型式。由大車行走機(jī)構(gòu)、起重小車（主/副）行走機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)（主/副）、機(jī)架、夾軌器及動(dòng)力電纜卷筒、控制裝置等部件組成。門機(jī)起升機(jī)構(gòu)均設(shè)置有高度指示裝置、主令控制裝置和荷重測控裝置，各運(yùn)行及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均設(shè)置有行程開關(guān)和緩沖裝置。起升機(jī)構(gòu)的吊具通過液壓式自動(dòng)穿脫軸抓梁與檢修閘門連接。啟閉機(jī)的卷筒直徑主小車為φ1 200 mm，副小車為φ750 mm。門機(jī)上設(shè)有機(jī)械和電氣等保護(hù)和控制裝置，可保證啟閉機(jī)安全運(yùn)行。門機(jī)安裝完畢后必須進(jìn)行動(dòng)、靜負(fù)荷試驗(yàn)方可投入使用（詳細(xì)說明見生產(chǎn)廠家有關(guān)說明及運(yùn)行維護(hù)手冊）。

3.2.4 溢洪道閘門和啟閉機(jī)的操作運(yùn)行

正常情況下，溢洪道檢修閘門不工作，存放在儲(chǔ)門槽中。

當(dāng)某扇工作弧門或液壓啟閉機(jī)發(fā)生故障需要檢修或維護(hù)時(shí)，應(yīng)在靜水的情況下（即工作弧門處于關(guān)閉裝態(tài)），將疊梁檢修閘門分節(jié)放置在需要檢修的弧門前面的檢修門槽內(nèi)，然后開啟工作弧門放掉檢修門后的積水，即可對工作弧門或液壓啟閉機(jī)進(jìn)行檢修或維護(hù)。檢修完畢后，關(guān)閉工作弧門，啟吊最上節(jié)檢修閘門約200 mm，待平壓后再分節(jié)提出疊梁檢修閘門，工作弧門可恢復(fù)正常工作。

溢洪道不泄洪時(shí)，3扇工作弧門全部關(guān)閉擋水，當(dāng)汛期需要溢洪道泄洪時(shí)，可以開啟1～3扇弧門泄洪。溢洪道工作弧門可以全開泄洪，也可以在1/5、2/5、3/5、4/5的開度下局部開啟運(yùn)行，為確保閘門運(yùn)行的安全，在啟閉過程中如發(fā)現(xiàn)某個(gè)開度閘門振動(dòng)激烈，在局部開啟運(yùn)行時(shí)應(yīng)盡量避免此開度。

從大壩泄水建筑物的安全考慮，表孔弧門在泄洪時(shí)應(yīng)對稱開啟操作，開一扇門時(shí)應(yīng)開中間一扇，開兩扇門時(shí)開第一扇和第三扇，開三扇門時(shí)則全部開啟。具體操作要求應(yīng)按水庫水文資料給出的最佳組合開啟方案進(jìn)行。

3.3 引水發(fā)電系統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備

3.3.1 引水發(fā)電系統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)概述

云鵬水電站設(shè)三臺機(jī)組，采用單機(jī)單管引水方式。引水發(fā)電系統(tǒng)的進(jìn)水口位于大壩的左岸壩段。進(jìn)水口設(shè)有攔污柵、檢修閘門、快速事故閘門及相應(yīng)的啟閉設(shè)備。在廠房的下游尾水管出口設(shè)有尾水檢修閘門及啟閉設(shè)備。

3.3.2 攔污柵及清污機(jī)

（1）攔污柵、啟閉機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。

孔口尺寸：4.1 m×12.0 m

孔口數(shù)量：18（含9孔檢修柵）

柵葉數(shù)量：12（含3扇檢修柵）

底檻高程：865.0 mendprint

平臺高程：904.0 m

攔污柵傾角：90°直柵

設(shè)計(jì)水頭差：4 m

柵條凈距：100 mm

清污方式：提柵清污

啟閉機(jī)數(shù)量：1臺（共用壩頂門機(jī)）

啟閉機(jī)容量：4 000 kN壩頂門機(jī)副小車

啟閉機(jī)揚(yáng)程：40 m

軌上揚(yáng)高：11 m

（2）攔污柵的布置與設(shè)計(jì)。

電站進(jìn)水口攔污柵采用直柵布置，孔口尺寸為4.1 m×12.0 m（凈寬X凈高，下同），設(shè)計(jì)水頭差4 m，共設(shè)9孔工作攔污柵槽和9孔檢修攔污柵槽，9扇工作攔污柵，3扇檢修攔污柵。每臺機(jī)組進(jìn)口設(shè)3孔工作攔污柵柵槽和3孔檢修攔污柵柵槽，3扇攔污柵后的水域是連通的，當(dāng)部分?jǐn)r污柵的柵葉被污物堵塞時(shí)仍能保證各機(jī)組有足夠的引水量，可避免或減少因部分?jǐn)r污柵堵塞而停機(jī)的機(jī)會(huì)。三臺機(jī)組共設(shè)9扇工作攔污柵，3扇檢修攔污柵。工作攔污柵放置在上游9孔工作柵槽內(nèi)，檢修攔污柵平時(shí)鎖定于下游的3孔檢修攔污柵柵槽內(nèi)。當(dāng)某臺機(jī)組工作攔污柵需提柵清污時(shí)，先下放3扇檢修攔污柵在此臺機(jī)組的檢修攔污柵柵槽內(nèi)，然后再提升工作攔污柵清污。攔污柵的最大過柵流速為1 m/s。

攔污柵的框架為焊接鋼結(jié)構(gòu)，柵條為長條形的鋼板，用螺栓串結(jié)后固定在柵框上。攔污柵采用滑塊支承。

（3）攔污柵啟閉機(jī)的布置。

柵槽頂部壩頂平臺設(shè)有一臺移動(dòng)式雙向機(jī)。門機(jī)上的副小車即用來啟閉攔污柵， 門機(jī)副小車容量400 kN，揚(yáng)程為40 m。主要由起升機(jī)構(gòu)、夾軌裝置、行走機(jī)構(gòu)、電氣控制等部件組成。

3.3.3 進(jìn)水口檢修閘門

（1）進(jìn)水口檢修閘門的主要技術(shù)參數(shù)。

孔口形式：潛孔式

孔口尺寸：6.0 m×6.5 m

孔口數(shù)量：3

閘門數(shù)量：1

底檻高程：865.0 m

平臺高程：904.0 m

設(shè)計(jì)水頭：37 m

總水壓力：13 519 kN

操作方式：靜水啟閉

啟閉機(jī)數(shù)量：1臺（共用壩頂門機(jī)）

啟閉機(jī)容量：850 kN壩頂門機(jī)主小車

啟閉機(jī)揚(yáng)程：45 m

軌上揚(yáng)高：10 m

（2）進(jìn)水口檢修閘門設(shè)計(jì)與運(yùn)行。

在攔污柵后每臺機(jī)組的進(jìn)水口均設(shè)有一道檢修門槽，三個(gè)孔口共用一扇平面檢修閘門。正常運(yùn)行時(shí)，進(jìn)水口檢修閘門鎖定放置于儲(chǔ)門槽內(nèi)，不工作。當(dāng)某一進(jìn)水口的事故閘門或液壓啟閉機(jī)發(fā)生故障需要檢修或維護(hù)時(shí)，閘門靜水啟閉，即在下游的進(jìn)水口事故門關(guān)閉的情況下，閘門使用壩頂門機(jī)主小車上的起升機(jī)構(gòu)配用液壓自動(dòng)抓梁操作，先提升閘門150～200 mm，移開閘門的鎖定梁，然后將檢修閘門調(diào)運(yùn)到相應(yīng)的檢修門槽處下放到孔口底檻，再開啟進(jìn)水口事故門，排盡檢修閘門后的積水，即可對門后引水道和進(jìn)水口事故門等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)工作。開啟時(shí)，同樣應(yīng)先將下游的進(jìn)水口事故門關(guān)閉，利用檢修門門葉上設(shè)置的充水小門進(jìn)行充水平壓，先啟動(dòng)壩頂門機(jī)的起升機(jī)構(gòu)向上提250 mm，達(dá)到充水開度后停機(jī)，待閘門上、下游水位差<4 m時(shí)（可由水位計(jì)顯示），再次啟動(dòng)壩頂門機(jī)的起升機(jī)構(gòu)向上提檢修門至壩頂平臺以上，然后將檢修閘門調(diào)運(yùn)到儲(chǔ)門槽內(nèi)用鎖定梁鎖好后，事故閘門即可以恢復(fù)正常工作。

檢修閘門采用下游橡皮止水，尼龍滑塊支承，為焊接鋼結(jié)構(gòu)，分兩節(jié)制造運(yùn)輸，工地安裝時(shí)拼焊為一整體。主梁為實(shí)腹式焊接組合梁，斷面為“工”字形結(jié)構(gòu)，面板和水封均設(shè)在下游側(cè)，頂、側(cè)水封采用“P”形水封，底水封采用“條”形水封。門槽型式為矩形斷面，采用較優(yōu)寬深比，門槽的底檻和主、反軌均為焊接鋼結(jié)構(gòu)件，下游側(cè)主軌設(shè)有不銹鋼水封座板。

（3）進(jìn)水口檢修閘門啟閉門機(jī)布置。

進(jìn)水口檢修閘門與溢洪道檢修閘門共用壩頂門機(jī)，詳見（3）。

3.3.4 快速事故閘門與油壓啟閉機(jī)

（1）快速事故閘門與油壓啟閉機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。

孔口形式：潛孔式

孔口尺寸：6.0 m×6.0 m

孔口數(shù)量：3孔

閘門數(shù)量：3扇

底檻高程：865.0 m

設(shè)計(jì)水頭：37 m

平臺高程：904.0 m

總水壓力：12 599 kN

啟閉機(jī)數(shù)量：3臺

啟閉機(jī)容量：1 000 kN/2 000 kN（啟門力/持住力）

工作行程：7.0 m

最大行程：7.2 m

閉門時(shí)間：2 min關(guān)閉孔口

起門速度：0.5 m/min

（2）快速事故閘門的設(shè)計(jì)。

在每孔進(jìn)水口檢修閘門后均設(shè)置一扇平面快速事故閘門，閘門共分為2節(jié)，節(jié)間用焊接聯(lián)接。閘門采用下游橡皮止水，頂、側(cè)水封采用“P”形水封，底水封為板形水封。定輪支承，支承跨度6.7 m。閘門利用水柱動(dòng)水下門，靜水啟門，使用上節(jié)門葉上設(shè)置的充水閥充水平壓，為節(jié)約充水時(shí)間，充水管直徑為300 mm，當(dāng)上下游水位差<4 m時(shí)方可啟門。每扇閘門設(shè)有4個(gè)主輪，輪子直徑為0.85 m，輪軸直徑0.22 m，球面滾柱軸承支承。閘門為單吊點(diǎn)，采用一臺1 000 kN/2 000 kN（啟門力/持住力）的液壓啟閉機(jī)配拉桿操作。正常情況下，閘門懸吊在孔口門楣上部0.5 m處，如遇發(fā)生事故時(shí)，動(dòng)水快速關(guān)閉該閘門，2 min關(guān)閉孔口。

（3）液壓啟閉機(jī)的布置。

每扇事故閘門設(shè)一臺液壓油缸，油缸布置在進(jìn)水口壩段內(nèi)每個(gè)事故門孔口上的啟閉機(jī)室內(nèi)，油缸支座下安裝有全密封的封水蓋板，以防水位過高浸泡油缸上部。三臺液壓啟閉機(jī)的泵站均布置在進(jìn)水口壩段左端的機(jī)房內(nèi)，3支油缸共用一套泵站控制。液壓泵站由油箱、閥組、油泵電動(dòng)機(jī)組、電控裝置等設(shè)備組成。當(dāng)油缸由于泄漏等原因使閘門下滑200 mm時(shí)，啟閉機(jī)可以自動(dòng)啟動(dòng)使閘門返回到原來的高度。若油泵或電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障未能啟動(dòng)，閘門繼續(xù)下滑至300 mm時(shí)，備用電動(dòng)機(jī)-油泵組啟動(dòng)，提升閘門至原來的高度。液壓啟閉機(jī)的泵站布置在進(jìn)水口壩段的左端機(jī)房內(nèi)，三臺油缸由一套泵站控制，液壓啟閉機(jī)可在進(jìn)水口機(jī)房現(xiàn)地控制，也可在中控室控制閘門快速下門。endprint

3.3.5 尾水檢修閘門及啟閉設(shè)備

（1）主要技術(shù)參數(shù)。

孔口形式：潛孔式；

孔口尺寸：7.6 m×7.6 m

孔口數(shù)量：3孔

閘門數(shù)量：3扇

底檻高程：810.208 m

設(shè)計(jì)水頭：27.659 m

平臺高程：839.00 m

總水壓力：14 091 kN

操作條件：靜水啟閉

啟閉機(jī)形式：臺車

啟閉機(jī)數(shù)量：1臺

起升荷載：2×400 kN

啟閉機(jī)揚(yáng)程：18 m

起升速度：0.5 m～2 m/min

行走速度：10 m～15 m/min

軌距：3.0 m

（2）尾水檢修閘門設(shè)計(jì)。

在廠房機(jī)組出水口處，設(shè)有3孔3扇廠房尾水檢修閘門，孔口尺寸為7.6 m×7.6 m。閘門為平面焊接鋼結(jié)構(gòu)型式，采用滑動(dòng)支承，閘門采用上游橡皮止水，頂、側(cè)水封采用“P”形水封，底水封為板形水封。尾水閘門的操作條件為靜水啟閉，啟門時(shí)由水機(jī)設(shè)旁通閥充水平壓，當(dāng)閘門前后水位差≤1米時(shí)提門。閘門設(shè)預(yù)壓鉸式彈性反輪，以使閘門有效止水，方便機(jī)組的檢修。

（3）尾水臺車啟閉機(jī)布置。

尾水檢修門2×400 kN移動(dòng)式臺車設(shè)置在高程為839.00 m尾水平臺啟門排架上。臺車由起升機(jī)構(gòu)、機(jī)架、行走機(jī)構(gòu)、控制裝置等部件組成。起升機(jī)構(gòu)的吊具通過液壓自動(dòng)抓梁與檢修閘門連接。啟閉機(jī)的卷筒直徑為φ600 mm。啟閉機(jī)上設(shè)有機(jī)械和電氣等保護(hù)和控制裝置。

3.3.6 引水發(fā)電系統(tǒng)閘門（攔污柵）與啟閉機(jī)的操作運(yùn)行

攔污柵上、下游側(cè)設(shè)有水位計(jì)，故應(yīng)經(jīng)常檢查柵前、柵后水位，水位差大于2.0 m時(shí)應(yīng)及時(shí)清污，清污時(shí)啟閉機(jī)不得超載運(yùn)行。攔污柵的起吊采用共用壩頂門機(jī)上的副小車，啟閉容量為400 kN。

正常情況下，快速事故閘門停放在孔口以上0.5 m處，當(dāng)機(jī)組或壓力鋼管發(fā)生事故時(shí)，在中控室操作液壓啟閉機(jī)在2 min內(nèi)動(dòng)水迅速關(guān)閉快速事故閘門，然后可對機(jī)組或壓力鋼管進(jìn)行檢修，檢修完畢后關(guān)閉機(jī)組導(dǎo)葉，液壓啟閉機(jī)提升250 mm打開事故閘門上的充水閥，向壓力鋼管內(nèi)充水，平壓后（允許水壓差≤4 m）可提升事故閘門至孔口以上0.5 m處，機(jī)組可正常運(yùn)行。

閉門時(shí)應(yīng)注意關(guān)閉充水閥，即還有250 mm充水閥關(guān)閉行程。

正常情況下，尾水檢修閘門不工作，鎖錠在834.5 m的鎖定平臺頂部。

當(dāng)某臺機(jī)組發(fā)生故障需要檢修或維護(hù)時(shí)，應(yīng)在靜水的情況下（即機(jī)組處于關(guān)閉狀態(tài)），將尾水檢修閘門放置在需要檢修的機(jī)組尾水管出口的檢修門槽內(nèi)，然后排干檢修門前的積水，即可對機(jī)組進(jìn)行檢修或維護(hù)。檢修完畢后，開啟旁通閥充水，待平壓后（閘門前后水位差≤1 m）再提出尾水檢修閘門，鎖錠在834.5 m的鎖定平臺頂部，機(jī)組可恢復(fù)正常工作。

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