桐梓縣天門河水庫(kù)泄洪弧形工作閘門工作模式思考

曹昌平

（桐梓縣重點(diǎn)水源工程管理局貴州桐梓563200）

桐梓縣天門河水庫(kù)泄洪弧形工作閘門工作模式思考

曹昌平

（桐梓縣重點(diǎn)水源工程管理局貴州桐梓563200）

本文以閘門改造為核心，結(jié)合水庫(kù)實(shí)際情況，闡述了改造措施，并提出了要求，旨在為提高天門河水庫(kù)蓄水位提出理論依據(jù)。

天門河水庫(kù)；溢洪道閘門；技術(shù)改造；工作模式

1 概述

1.1 工程概況

天門河水庫(kù)位于桐梓縣城東北面天門河的小西湖上游，壩址以上流域面積203km2，壩址以上流域多年平均降水量1139.5mm,多年平均流量3.82m3/s,多年平均徑流量11900萬(wàn)m3；水庫(kù)校核洪水位1002.80m(P=0.1%),設(shè)計(jì)洪水位1002.10m(P=1%),防洪高水位1001.90m,一期正常蓄水位991.00m（原設(shè)計(jì)）,主汛期防洪限制水位991.00m;水庫(kù)總庫(kù)容2560萬(wàn)m3，防洪高水位庫(kù)容2380萬(wàn)m3,一期正常蓄水位庫(kù)容820萬(wàn)m3,防洪庫(kù)容1560萬(wàn)m3,死庫(kù)容320萬(wàn)m3，一期興利庫(kù)容500萬(wàn)m3，庫(kù)容系數(shù)4.20%。樞紐工程包括大壩、溢洪道及放水建筑物等。

水庫(kù)大壩為面板堆石壩，大壩壩頂高程1004m,最大壩高46.5m壩頂長(zhǎng)194m，壩頂寬6.0m，最大壩底寬136.72m。

溢洪道位于左岸，溢流凈寬25m，堰頂高程991.00m，設(shè)5扇5m×4m（寬×高）潛孔弧形鋼閘門。溢洪道出口處采用挑流消能。

放空兼沖沙隧洞設(shè)于右岸，斷面尺寸4.5m×6.6m（寬×高），洞身長(zhǎng)157.8m，進(jìn)口底板高程977.50m，進(jìn)口處分別設(shè)3m×3m檢修和工作閘門各一扇。

放水隧洞布置于河床右岸，洞徑2.0m，進(jìn)口底板高程983.0m，進(jìn)口設(shè)2m×2m平面檢修和工作閘門各一扇。

天門河水庫(kù)工程于2008年完成樞紐工程建設(shè)并開(kāi)始蓄水，在天門河水庫(kù)上游建的新橋水庫(kù)是一座城市供水水庫(kù)，于2014年5月下閘蓄水，壩址以上流域面積74.7km2，多年平均徑流量4420萬(wàn)m3，水庫(kù)總庫(kù)容1290萬(wàn)m3，正常蓄水位以下庫(kù)容1090萬(wàn)m3，死庫(kù)容80萬(wàn)m3，興利庫(kù)容1010萬(wàn)m3，具備年調(diào)節(jié)性能。

1.2 縣城用水需要對(duì)水庫(kù)運(yùn)用調(diào)度提出的新要求

2020年,城市用水需水量1767萬(wàn)m3/年,桐梓煤化工及桐梓電廠一期已投入運(yùn)行，工業(yè)園區(qū)用水量6467萬(wàn)m3，高新區(qū)用水量736萬(wàn)m3,總用水量8234萬(wàn)m3/年。根據(jù)《桐梓縣人民政府關(guān)于縣城區(qū)域城市及工業(yè)用水供水方案調(diào)整的會(huì)議紀(jì)要》，除新建壇子口水庫(kù)、桐梓河提水工程外，尚需提高天門河水庫(kù)正常蓄水位以增加供水能力，使天門河水庫(kù)與新橋水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)行供水能力達(dá)到4527萬(wàn)m3/a以上。

為了滿足縣城用水需求,只有提高兩個(gè)水庫(kù)工程的運(yùn)行效益，近期實(shí)現(xiàn)天門河水庫(kù)(一期正常蓄水位991.00m)和新橋水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)行，P=95%供水能力4033萬(wàn)m3/年。根據(jù)《桐梓河流域（桐梓縣境內(nèi)）水量分配方案》及批復(fù)，要求天門河水庫(kù)非主汛期正常蓄水位提高至995.00m，與新橋水庫(kù)聯(lián)合供水能力達(dá)4581萬(wàn)m3/年。天門河水庫(kù)若按一期正常蓄水位991.00m運(yùn)行，與新橋水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)行的供水能力遠(yuǎn)不能滿足桐梓縣城區(qū)域城市及工業(yè)用水的要求。

天門河水庫(kù)非主汛期正常蓄水位要提高至995.00m，只有根據(jù)上游來(lái)水情況，提前或者進(jìn)入非主汛期關(guān)閉溢洪道閘門蓄水，才能滿足縣城生產(chǎn)生活和工業(yè)用水需要。因此，必須改變現(xiàn)有溢洪道閘門的運(yùn)行工況，以滿足縣城用水需要對(duì)水庫(kù)運(yùn)用調(diào)度提出的新要求。

2 閘門技術(shù)改造

2.1 改造依據(jù)

根據(jù)水利水電等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，該水庫(kù)屬于中型規(guī)模水庫(kù)，其中樞紐工程為III級(jí)等別。水庫(kù)樞紐工程中的主要建筑物，如大壩、泄放水構(gòu)造物以及放空與沖沙構(gòu)造物均按照三級(jí)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)；次要建筑物，如消防放沖構(gòu)造物等需按照四級(jí)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2 改造方案選定與布置

2.2.1 閘門及其機(jī)電設(shè)備實(shí)際狀況與檢測(cè)結(jié)果

溢洪道處在左岸，溢流寬度為25m，溢洪道選取中孔泄洪方式，總共布置五個(gè)泄洪孔，使用弧形工作門，共有五扇，其中每一扇弧形門均配置一個(gè)弧形門啟閉裝置。

由工程等別得知，該水庫(kù)非汛期時(shí)的最高水位為995.0m。相關(guān)單位針對(duì)該水庫(kù)大壩等結(jié)構(gòu)構(gòu)造物進(jìn)行了細(xì)致的檢測(cè)，同時(shí)提出檢測(cè)結(jié)果。通過(guò)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的分析可知，此工程五號(hào)閘門的開(kāi)度指示存在錯(cuò)誤信息，閘門無(wú)法正常啟動(dòng)關(guān)閉，其他幾個(gè)閘門的工作狀況基本良好。閘門的外觀未發(fā)現(xiàn)形變、破損，局部止水壓縮量降低，并伴有破損跡象，多處主輪生銹情況嚴(yán)重。通過(guò)對(duì)閘門焊縫進(jìn)行超聲探傷得知，不存在超出缺陷。閘門銹蝕程度為一般等級(jí)，電氣線路的檢查發(fā)現(xiàn)，進(jìn)戶處未進(jìn)行重復(fù)接地，啟閉機(jī)也未進(jìn)行接地，溢洪道閘室的室內(nèi)也沒(méi)有設(shè)置相應(yīng)的接地防雷，啟閉機(jī)普遍存在控制箱沒(méi)有穩(wěn)定設(shè)置的情況，電氣線路大多沒(méi)有進(jìn)行穿管防護(hù)，少數(shù)接線端子直接裸露，被廢用的電氣器件沒(méi)有得到及時(shí)的處理，但線路絕緣以及工作溫升等均可滿足相應(yīng)工作規(guī)范的要求。

由以上檢測(cè)結(jié)果得知，該水庫(kù)溢洪道閘門的生銹腐蝕情況并不嚴(yán)重，但止水壓縮量降低，并伴有破損情況，側(cè)輪生銹；啟閉機(jī)缺乏接地設(shè)置，防雷接地不完善，除了五號(hào)閘門無(wú)法正常啟動(dòng)關(guān)閉外，其他幾個(gè)閘門均可維持正常工作狀態(tài)。

2.2.2 改造方案

天門河水庫(kù)在提升蓄水位的過(guò)程中需要較為頻繁的對(duì)入庫(kù)洪水進(jìn)行調(diào)度，將使溢洪道閘門處于局部開(kāi)啟狀態(tài)，為確保桐梓縣縣城的防洪安全，應(yīng)對(duì)原有溢洪道實(shí)施改造。

基于固定卷?yè)P(yáng)式控制方法，考慮到水位提升時(shí)，局部狀況中的頻繁啟停有可能會(huì)使閘門出現(xiàn)振動(dòng)，為消除安全風(fēng)險(xiǎn)，需將現(xiàn)有啟停機(jī)更改為液壓式啟停機(jī)。通過(guò)對(duì)改造實(shí)際情況的了解，為節(jié)約成本，在充分使用現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，選定改造方案如下：

（1）將原始的卷?yè)P(yáng)式更改成液壓式，如圖1所示。啟閉機(jī)配套的機(jī)電設(shè)置需一同進(jìn)行更換調(diào)整。

（2）充分利用原有的主體結(jié)構(gòu)對(duì)吊耳等裝置實(shí)施改造。

（3）拆掉原有啟閉機(jī)的平臺(tái)廊亭，同時(shí)重新建立一個(gè)啟閉機(jī)室。

2.3 閘門改造注意事項(xiàng)

（1）實(shí)施改造過(guò)程中的切割、安裝等過(guò)程必須嚴(yán)格按照相應(yīng)驗(yàn)收規(guī)范執(zhí)行。

（2）按照?qǐng)D紙上提出的要求對(duì)閘門構(gòu)件進(jìn)行切割，在切割過(guò)程中，應(yīng)注意防止構(gòu)件燒傷破損。

（3）此工程所用閘門是帶有胸墻的潛孔型閘門，由于其是在頂止水運(yùn)行，所以閘門外表面的光潔程度必須符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

（4）閘門改造以后，需按照相應(yīng)的防腐規(guī)范進(jìn)行防腐操作，以免閘門遭受較為嚴(yán)重的腐蝕。

3 閘門操作運(yùn)行要求

（1）此閘門的水頭設(shè)計(jì)值確定在11.8m，為保證安全閘門不允許超出以上設(shè)計(jì)值。

（2）閘門需進(jìn)行仔細(xì)的清理，并保持穩(wěn)定嗯運(yùn)行，禁止出現(xiàn)卡阻、振動(dòng)等不良工況，啟停機(jī)不能超載工作。

（3）若閘門需進(jìn)行空載運(yùn)行，則止水橡膠和座板之間應(yīng)澆上適量的水進(jìn)行潤(rùn)滑，以有效防止磨損情況的發(fā)生。

（4）閘門在正式運(yùn)行以前應(yīng)進(jìn)行全面的檢查，主要內(nèi)容有：吊耳和吊頭的銜接是否穩(wěn)固；門葉是否存在形變、銹蝕等不良情況；主支承與側(cè)反向設(shè)備的運(yùn)行是否靈活；螺栓是否緊固；止水橡膠的接頭位置是否緊密等。

（5）閘門在完成改造正式進(jìn)行運(yùn)行以后應(yīng)嚴(yán)格遵循調(diào)度的實(shí)際要求實(shí)施啟閉，同時(shí)安排專人對(duì)閘門和啟閉機(jī)進(jìn)行定期檢修與維護(hù)，禁止一切違章操作行為的發(fā)生。

（6）在進(jìn)入汛期時(shí)，

，應(yīng)指派專人進(jìn)行值守，切實(shí)做好相關(guān)記錄，尤其是在閘門開(kāi)啟過(guò)程中存在的振動(dòng)等情況，同時(shí)根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)信息給予相應(yīng)的要求，以規(guī)范閘門操作。確保閘門工況良好。除此之外，閘門與啟閉機(jī)死等一系列相關(guān)設(shè)備都需滿足廠家與設(shè)計(jì)方案所指出的運(yùn)行要求，全部金屬結(jié)構(gòu)都應(yīng)符合設(shè)計(jì)和施工要求，并以此為根據(jù)選取得當(dāng)?shù)膮?shù)指標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

桐梓縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源供應(yīng)提出了極為嚴(yán)格的要求，在此背景下，天門河水庫(kù)成為主要改造對(duì)象，選定采用切實(shí)提高蓄水位的方式滿足供水需求，但這樣的改造會(huì)使溢洪道閘門處于頻繁啟停狀態(tài)，原有閘門在這種工況下會(huì)產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的振動(dòng)，對(duì)閘門的正常穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了一定影響。為此，結(jié)合實(shí)際情況與要求，需要對(duì)閘門進(jìn)行技術(shù)改造，將原始的卷?yè)P(yáng)式更改成液壓式，這樣一來(lái)，不僅可以滿足蓄水位提高要求，還能有效保證閘門的運(yùn)行安全，帶來(lái)了可觀的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。

[1]王峰.淺談克孜爾水庫(kù)泄洪排砂涵洞弧形工作閘門開(kāi)度率定[J].甘肅農(nóng)業(yè)，2014，17: 83-85.

[2]周偉，陳麗曄，王春.河口村水庫(kù)2號(hào)泄洪洞弧形工作閘門設(shè)計(jì)研究[J].紅水河，2014,04:11-14.

[3]羅寶財(cái).石頭河水庫(kù)泄洪洞弧形工作閘門(深孔)的更新改造[J].廣西水利水電，2015,02: 71-75.

[4]張軍旗，蔡大為.石頭河水庫(kù)泄洪洞弧形工作閘門改造實(shí)施方案[J].陜西水利，2015，03: 59-61.

[5]陳新樂(lè).珊溪水庫(kù)工程泄洪洞弧形工作閘門安裝[J].水力發(fā)電，2000，10:53-54.

（責(zé)任編輯：唐紅云）

圖1 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)

TV663+.2

A