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      者山河水庫工程金屬結(jié)構(gòu)布置和優(yōu)化設(shè)計

      2016-12-31 00:00:00李維緯
      科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年30期

      摘 要:金屬結(jié)構(gòu)布置和選型的合理性,對金屬結(jié)構(gòu)工程的投資及水工建筑物樞紐的布置等至關(guān)重要。者山河水庫金屬結(jié)構(gòu)的合理布置和優(yōu)化選型設(shè)計,有效地改善了水庫樞紐建筑物的總體布置,成功地解決了多功能取水兼放空孔的合理調(diào)度運用技術(shù)難題,設(shè)計方案能夠滿足水庫蓄水和安全運用等功能要求。

      關(guān)鍵詞:者山河水庫;金屬結(jié)構(gòu);攔污柵;閘門

      1 工程概況

      安龍縣者山河水庫位于黔西南布依族苗族自治州安龍縣龍廣鎮(zhèn)納萬村,所在河流龍廣河為珠江流域南盤江水系白水河一級支流。金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備設(shè)置在取水兼放空系統(tǒng)和輸水系統(tǒng)相關(guān)建筑物上,將取水管和放空管合二為一,即取水兼放空管。取水兼放空系統(tǒng)包含取水兼放空管進口攔污柵1道(含1套固定式卷揚機QPQ)、事故閘門1扇(含1套高揚程固定式卷揚機QPG),取水兼放空管出口放空偏心半球閥1套、供水檢修閘閥1套、供水多功能活塞閥1套、生態(tài)放水檢修閘閥1套及生態(tài)放水工作閘閥1套。輸水系統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備包括管道各類管徑檢修閘閥、放空排泥閘閥、復(fù)合式排氣閥、浮球閥共30套。設(shè)攔污柵、閘(閥)門共37扇(套),總工程量約35.0t。

      2 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備布置

      取水兼放空系統(tǒng)布置在大壩左岸,利用導(dǎo)流隧洞改造而成,主要功能是取水和放空[1]。從取水兼放空管進口開始依次設(shè)置進口攔污柵和事故閘門,出口放空偏心半球閥、供水檢修閘閥、供水多功能活塞閥、生態(tài)放水檢修閘閥和生態(tài)放水工作閘閥,保證工程正常取水和放空。

      2.1 取水兼放空管進口攔污柵

      攔污柵設(shè)置在取水兼放空管進口段喇叭口處,孔口尺寸為2.2×2.0-3.0m(寬×高-設(shè)計水頭,下同),1孔,底檻高程1242.50m,泥沙淤積高程1242.10m,設(shè)計引用流量0.256m3/s,平均過柵流速約0.083m/s,設(shè)計水頭3.0m,型式為平面滑動式攔污柵,主支承采用增強四氟滑塊,運行方式為靜水啟閉,柵體重1.5t,拉桿重2.5t,合計重4.0t,柵槽埋件重6.0t。利用1臺QPQ2×50KN-13m固定式卷揚式啟閉機控制,啟閉機啟門力為2×50KN,揚程13m。以拉桿方式連接攔污柵,將攔污柵柵體啟吊至檢修平臺上人工清污或檢修維護,攔污柵前后設(shè)置有可靠的水位差儀(與事故閘門共用),監(jiān)視攔污柵前后水位差,以及時提升攔污柵清除污物,避免出現(xiàn)超過設(shè)計水頭的運行工況,防止事故發(fā)生。

      由于水庫放空時的設(shè)計流量為5.12m3/s,過柵流速約1.66m/s,大于人工清污時的過柵流速(1.0m/s),所以水庫放空時利用啟閉機將攔污柵提出孔口鎖定,防止攔污柵受到破壞。

      2.2 取水兼放空管進口事故閘門

      為了便于下游管道及閥門設(shè)備檢修和防止事故工況對閥門及管線的破壞,在取水口攔污柵下游側(cè)設(shè)置一道事故閘門,施工期利用該閘門擋水,為下游閥門設(shè)備及管線的安裝創(chuàng)造條件[2]。

      在攔污柵下游設(shè)置1扇事故閘門,孔口尺寸為2.2×1.5-19.0m,底檻高程1242.50m,泥沙淤積高程:1242.10m,泥沙淤積低于取水口底檻高程,閘門設(shè)計水頭19.0m,閘門型式為平面定輪鋼閘門,采用下游止水的布置方式,運行方式為動閉靜啟,門體重4.0t,埋件重7.0t,選用1臺QPG2×80KN-21.0m高揚程卷揚式啟閉機控制閘門,啟閉機啟門力為2×80KN,揚程21.0m。當(dāng)取水兼放空管進口攔污柵需要清污或出口閥門需要檢修時,動水閉門擋水,待檢修工作完成后采用小開度提門充水平壓,待閘門前后水壓差小于3m時(水位差儀監(jiān)控,與攔污柵共用)靜水啟門,提升并鎖定于檢修平臺高程。

      2.3 取水兼放空管出口放空閥門

      DN800mm放空閥門順?biāo)鞣较虿贾迷谌∷娣趴展苤鞴艿莱隹?,管道中心高?243.25m,設(shè)計水頭為18.0m,選用型號為PQ947X-06 DN800偏心半球閥,該閥為工作閥門,公稱壓力為0.6MPa,手電兩用,操作運行條件為動水啟閉,平時處于關(guān)閉狀態(tài),當(dāng)水庫需要放空時,開啟該閥。放空偏心半球閥下游側(cè)鋼管上設(shè)置有法蘭式管道伸縮節(jié)。為了防止偏心半球閥震動,在二期混凝土中預(yù)埋地腳螺栓,用地腳螺栓固定偏心半球閥底座。

      2.4 取水管供水閥門

      在事故閘門和放空閘閥之間的主管上接1根Φ600mm和1根Φ100mm叉管。DN600mm供水閥門布置在Φ600mm的叉管上,距離分岔位置2.5m。管道中心高程1243.25m,設(shè)計水頭18.0m,選用型號HS94X4-06-DN600多功能活塞閥,該閥為工作閥門,公稱壓力為0.6MPa,手電兩用,電機功率1.0kW,操作運行條件為動水啟閉。該閥的主要功能是消能減壓、調(diào)節(jié)流量。該閥長期處于開啟供水狀態(tài),當(dāng)下游管道或渠道需要檢修時,關(guān)閉多功能活塞閥。供水多功能活塞閥上游側(cè)鋼管上設(shè)置有法蘭式管道伸縮節(jié)。在供水多功能活塞閥下游設(shè)置1套插入式電磁流量計,型號為LDG-600S-M2C000P3ND,統(tǒng)計供水流量。為了防止多功能活塞閥震動,在二期混凝土中預(yù)埋地腳螺栓,用地腳螺栓固定多功能活塞閥底座。

      當(dāng)水庫需要放空時,先關(guān)閉事故閘門和DN600mm供水多功能活塞閥,再關(guān)閉取水管檢修閘閥,靜水提啟攔污柵,鎖定在壩頂平臺上,開啟事故閘門及DN800mm放空偏心半球閥放空。待放空、檢修任務(wù)完成后,先關(guān)閉放空偏心半球閥,靜水關(guān)閉攔污柵,再開啟取水管檢修閘閥和DN600mm供水多功能活塞閥供水。

      2.5 取水管供水檢修閥門

      DN600mm取水管供水檢修閥門設(shè)置在供水多功能活塞閥上游側(cè)Φ600mm管道上,管道中心高程1243.25m,設(shè)計水頭為18.0m,選用型號為Z945X-06閘閥,該閥為檢修閥門,公稱壓力為0.6MPa,手動操作,運行方式為動水啟閉,該閥長期處于開啟狀態(tài),當(dāng)下游多功能活塞閥需要檢修時,關(guān)閉該閘閥。為了防止閘閥震動,在二期混凝土中預(yù)埋地腳螺栓,用地腳螺栓固定閘閥底座。

      2.6 生態(tài)放水工作閥門

      DN100mm生態(tài)放水工作閥門設(shè)置在Φ100mm叉管末,管道中心高程1243.25m,設(shè)計水頭為18.0m,選用型號為Z45X-06閘閥,該閥為工作閥門,公稱壓力為0.6MPa,手動操作,操作運行條件為動水啟閉,該閥長期處于開啟狀態(tài),向下游河道內(nèi)下放生態(tài)環(huán)境水。為了防止閘閥震動,在二期混凝土中預(yù)埋地腳螺栓,用地腳螺栓固定閘閥底座。

      2.7 生態(tài)放水檢修閥門

      DN100mm生態(tài)放水檢修閥門設(shè)置在生態(tài)放水工作閘閥上游側(cè)Φ100mm管道上,管道中心高程1243.25m,設(shè)計水頭為18.0m,選用型號為Z45X-06閘閥,該閥為檢修閥門,公稱壓力為0.6MPa,手動操作,操作運行條件為動水啟閉,該閥長期處于開啟狀態(tài),向下游放生態(tài)用水。為了防止閘閥震動,在二期混凝土中預(yù)埋地腳螺栓,用地腳螺栓固定閘閥底座。

      3 結(jié)束語

      者山河水庫工程金屬結(jié)構(gòu)布置及設(shè)備選型過程中,嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求進行,并充分考慮設(shè)計方案的技術(shù)先進性、投資經(jīng)濟性、操作安全性、調(diào)控運行便捷性、維護方便性等要素,進行全面論證分析和優(yōu)化設(shè)計。經(jīng)專家評審,優(yōu)化設(shè)計方案能夠滿足水庫蓄水、防洪等功能需求,與工程實際匹配性較好,能確保水庫在各種調(diào)控方式下安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟的穩(wěn)定運行。

      參考文獻

      [1]原玉英.橫泉水庫金屬結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J].水利規(guī)劃與設(shè)計,2012(02):36-38.

      [2]常宗濱.磨盤山水庫樞紐金屬結(jié)構(gòu)的布置與設(shè)計[J].黑龍江水利科技,2009,370(3):29-30.

      作者簡介:李維緯(1989-),女,貴州省湄潭縣人,本科,助理工程師,主要從事水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。

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