云南省景谷县威远江水电站金属结构设计

易春

摘 要：云南省思茅地区景谷县威远江水电站是云南路桥公司投资的第一个水电项目工程。该工程设计周期时间短，质量要求高，工程量控制严格。该研究通过介绍威远江水电站金属结构设计布置方案，希望对今后同类型的电站设计具有一定的借鉴和指导意义。

关键词：威远江 金属结构 方案设计 参数

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（c）-0077-05

1 工程概况

1.1 工程位置

威远江水电站位于云南省思茅地区景谷县境内威远江（又称巴景河）下游河段上，是云南路桥公司投资的第一个水电项目工程，也是威远江干流骨干电站。电站位于思茅地区景谷县益智乡境内，对外交通采用公路运输，距景谷县的公路里程为50.4 km，距普洱县的公路里程为163.4 km，距思茅市的公路里程为211.4 km，距昆明市的公路里程为541.4 km。

1.2 装机规模和工程等级

该电站以发电为主，采用堤坝式开发，电站装机容量3×24MW，水库正常蓄水位905 m，设计洪水位900.41 m，校核洪水位907.46 m，死水位880 m，总库容2.70×108 m3，水库为不完全年调节。根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》SL252-2000的规定，本工程属Ⅱ等大（2）型工程。拦河坝及泄洪建筑物为2级，引水系统和厂房为3级建筑物，次要建筑物及临时建筑物为4级。挡水和泄洪建筑物均按100年一遇洪水设计，相应洪峰流量为3320 m3/s；按2000年一遇洪水校核，相应洪峰流量为5460 m3/s。消能防冲建筑物按50年一遇洪水设计，相应洪峰流量为1340 m3/s。厂房按100年一遇洪水设计，相应洪峰流量为3320 m3/s；200年一遇洪水校核，相应洪峰流量为3810 m3/s。

工程区地震基本烈度为Ⅶ度，主要建筑物按Ⅶ度进行工程抗震设防。

1.3 工程布置

枢纽主要由心墙堆石坝、右岸开敞式岸边溢洪道、左岸导流隧洞、右岸泄洪（兼导流）隧洞、冲沙隧洞、引水系统、地面厂房、地面开敞式开关站等建筑物组成。

心墙堆石坝坝顶高程910 m，最大坝高93 m，坝顶宽8 m，坝顶长244 m，坝体上游坡1∶1.8，下游坝坡1∶1.8，粘土心墙上下游坡1∶0.2。坝体总填筑量为164×104 m3（未含上游导流围堰）。坝体上游坝脚采用与上游导流围堰结合的方式，围堰顶高程859 m，上游坡1∶2.75。

开敞式岸边溢洪道紧靠右岸坝顶布置，由引渠段、闸室控制段、泄槽段和挑流鼻坎段组成。溢洪道中心线水平总长365.043 m，其中引渠段长约80 m，引渠底板高程886 m，开挖边坡最高约125 m左右；闸室控制段长36.466 m，溢流堰顶高程893 m，设两个11m×12 m（宽×高）表孔，每孔设弧形工作闸门1扇；泄槽段长223.897 m，挑流鼻坎段长24.68 m，采用挑流消能。

左岸导流隧洞为圆拱直墙形，过水断面尺寸为7 m×8.5 m（宽×高），进口底板高程828m，出口底板高程824.47 m，底坡i=5‰，洞长706.02 m，其中出口段后期改建为冲沙隧洞。

右岸泄洪（兼导流）隧洞由有压洞段、闸门室段、无压洞段和出口明槽及挑流鼻坎段组成。进口底板高程835 m，出口底板高程828.64 m，进口设1扇7 m×9 m（宽×高）的平板事故闸门。有压洞段长330 m，圆形断面，洞径D=8.5 m，底坡i=5‰；闸室段长24 m，设置1扇7m×7 m（宽×高） 的弧形工作闸门；无压洞段长324.275 m，圆拱直墙形断面，过水断面尺寸为8.6 m×10.5 m（宽×高），底坡i=1.4678%。

冲沙隧洞布置在河床左岸，采用龙抬头型式与左岸导流隧洞结合。冲沙隧洞为圆拱直墙形断面，过水断面尺寸为3 m×5 m（宽×高），进口底板高程857 m，分别设置1扇3 m×3 m（宽×高）的平板事故闸门和工作闸门。

引水发电系统布置在河床左岸，由引水系统、发电厂房、开关站等组成。

引水系统采用一管三机引水方式，引用流量136 m3/s，由岸边式进水口、引水隧洞和压力钢管及钢岔管、支管组成。进水口采用岸边式，底板高程865 m，顶部高程与坝顶高程相同，为910 m；进口设置3道4 m×15 m（宽×高） 的倾斜式拦污栅，倾角75°，采用清污机清污；进水口设1孔1扇6.5 m×6.5 m（宽×高） 的平板事故闸门，采用固定式卷扬机启闭。引水隧洞为圆形，由上平段、斜井段和下平段组成，洞身有两种衬砌型式，混凝土衬砌段长261.828 m，洞径D6.5 m，钢管衬砌段长98.533 m，主管直径5.8 m，主、支岔管均为月牙肋岔管。

发电厂房为地面式，主厂房（含安装间）尺寸为71.07 m×18.5 m×34.6 m（长×宽×高），内装三台单机容量24MW的水轮发电机组，水轮机安装高程为825 m，机组间距13 m，进水阀采用蝴蝶阀。安装间布置在主厂房左侧，底板高程837 m。副厂房布置在主厂房上、下游侧，上游副厂房布置电气设备以及中控室、通信、通风和休息室等；下游副厂房共二层，分别布置水、气、油及通风设备等。

开关站布置在厂房右侧的大坝下游部位，利用坝后填筑体形成的平台作为场地，平面尺寸为65 m×32 m （长×宽），平台高程836.8m。

1.4 水库特征水位

校核洪水位（P=0.05%）907.46 m

设计洪水位（P=0.5%）900.41 m

正常蓄水位905.00 m

死水位880.00 m

2 设计依据及标准

2.1 设计依据endprint

（1）经批准后的可研设计报告。

（2）昆明院批准的技术文件和会议纪要。

（3）会签后的水工建筑物布置图及其它专业有关的图纸和技术文件。

（4）设总及上序专业布置的设计任务书。

（5）会签后的专业互提资料单。

（6）经过评审和确认后的外调资料和外购件的产品样本和使用说明书。

2.2 设计遵循的标准

国家颁布的有关法令、法规

金属结构设备的设计所遵循的主要标准和规范有：《水利水电工程钢闸门设计规范（DL/T5013）》；《水利水电工程启闭机设计规范（SL41）》；《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范（DL/T5018）》；《水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范（DL/T5019）》；《钢结构设计规范（GBJ17）》；其他一些有关的标准与规范（有效版本）。

3 金属结构设备概述

在设计的指导思想上，既考虑了制造与安装的要求，也考虑到了运行和检修维护的方便，同时还考虑到设备的安全可靠度和先进性。努力使威远江水电站的金属结构设备在运行过程中既安全可靠又方便实用。

威远江水电站金属结构设备根据水工枢纽总体布置共分为导流系统、泄洪系统（含右岸泄洪洞和右岸溢洪道）、冲沙系统、引水发电系统四大部分。整个电站共设有门（栅）槽19孔闸门14扇（其中弧形闸门3扇，平面闸门8扇、拦污栅3扇），各类启闭机10台（其中固定卷扬式启闭机4台、液压启闭机3台、移动式清污机1台、单向门机一台、移动式电动葫芦1台）。金属结构设备总重约1806.44T（详见文后金属结构设备清单）。

3.1 导流洞系统的金属结构设备

在大坝的左岸设一条导流隧洞，其主要任务是在施工期用于导流。左岸导流洞的金属结构设备由平面导流封堵闸门、导流封堵闸门固定卷扬式启闭机等组成。

在导流洞进口设有1孔1扇导流洞封堵闸门，底槛高程828.0m，闸门孔口尺寸为7.0m×8.75m（净宽×净高），设计挡水水头为54.0m，总水压力为31110kN。闸门为平面焊接钢结构型式，共分为三节，现场采用销轴连接为整体。闸门采用下游止水，滑道支承，并设有侧、反向支承。闸门动水下门，下闸水头≤12 m，下门时依靠自重及加重。闸门操作采用1×2000 kN固定卷扬式启闭机，扬程为25 m，启闭机吊具直接与闸门吊轴连接，可利用启闭机的扬程进行全程一次启闭。固定式卷扬机设置在高程为862.2 m的排架上。导流封堵闸门组装完毕后，锁定在853.7 m平台待命。在电站建设进度至导流洞需封堵，水库蓄水时，小于12 m水头下动水下闸关闭孔口。待导流洞堵头施工结束投入工作后，闸门将完成挡水任务。

闸门的启闭设备采用容量为2000 KN、扬程25 m的固定卷扬式启闭机。启门速度为1.14m/min，电动机功率为55 KW。

闸门及启闭机主要参数：

孔口形式：潜孔式

孔口宽：7 m

孔口高：8.75 m

底槛高程：828.00 m

设计水头：54 m

孔口数量：1孔

闸门数量：1扇

操作条件：<12 m水头动水下闸

启闭机型式：固定卷扬式启闭机

启闭机容量：2000 KN

启闭机扬程：25 m

启闭机数量：1台

3.2 泄洪洞系统的金属结构设备

泄洪洞设置在水库的右岸，其主要任务是参与泄洪。泄洪洞金属结构设备设有1孔1扇平面定轮事故闸门、固定卷扬式启闭机和1孔1扇弧型工作闸门及其液压启闭机。

3.2.1 泄洪洞平面事故闸门及启闭机

泄洪洞进口处设置有一孔一扇平面事故闸门，孔口尺寸7 m×9 m，设计水头70 m，门槽底板高程835.0 m，锁定平台高程910.0 m。闸门采用上游止水，设滚动轴承的定轮支承，为焊接钢结构平面闸门。闸门分上、中、下三节制造、运输，节间采用螺栓连接，将三节闸门在工地连接为一整体。节间设有止水。顶侧水封形式为“P”形断面，底水封形式为“条”形断面，橡皮采用预压缩达到止水的目的。操作条件为动水条件下依靠闸门自重及加重关闭，启门时由门上设置的充水小门充水平压后静水启门。静水起门时启闭机先提升充水阀开度340 mm，打开闸门上设置的充水阀充水平压，使闸门前后水位差≤2 m后再启门。

事故闸门的门槽采用水力学条件较优异的Ⅱ型结构型式，为带错距的最优宽深比的门槽。错距处进行倒圆和缓坡，圆角半径R=50 mm，斜坡为1∶10。门槽工作段高度为18m。

事故闸门由一台设置于高程922.0m排架上的固定卷扬式启闭机启闭。启闭机容量为1×2500

泄洪洞事故闸门及启闭机主要参数：

孔口形式：潜孔式

孔口宽：7 m

孔口高：9 m

设计水头：70 m

底槛高程：835.0 m

总水压力+泥沙压力：44000

孔口数量：1孔

闸门数量：1扇

操作条件：动下静启

启闭机型式：固定卷扬式启闭机

启闭机容量：1×2500KN

启闭机扬程：80 m

起升速度：～1.37 m/min

吊点数量：单吊点

启闭机数量：1台

泄洪洞事故闸门平时锁定于高程为910.0m的锁定平台上，当工作闸门或泄洪隧洞在运行过程中发生故障时，事故闸门启闭机启动，先提升闸门约100～150 mm后停机，人工将锁锭梁移开，然后重新启动启闭机使闸门下降直至全关位置全关闭后停机。（闭门时应注意关闭充水阀，即闸门到底槛后还有340 mm充水阀关闭行程）。

弧形工作闸门或泄洪隧洞事故处理完毕后，在弧形工作闸门关闭的情况下，可按照以下步骤提升事故闸门：首先启动启闭机向上提升340mm，打开充水阀充水平压。电动机电源自动切断，启闭机停止运转。待确认事故闸门前后水压基本平衡后（水头差≤2 m），重新启动启闭机，提升闸门至上限位置，并将闸门重新锁锭在高程为910.0m的锁定平台上。

3.2.2 泄洪洞弧形工作闸门及启闭机

泄洪洞弧型工作闸门为一孔一扇，孔口尺寸7 m×7 m，设计水头71.6 m，门槽底板高程833.4 m，启闭机平台高程859.93 m。焊接钢结构弧形闸门，采用主横梁结构体系，箱型主梁，门叶采用横向分节，曲率半径为R12 m，箱型直支臂，支承跨度4.5 m，支铰高度为10 m，支铰型式为自润滑轴承圆柱铰。门叶结构、支臂及裤衩焊接完成后，要求整体退火以消除内应力。厂内组装合格后门叶面板进行整体加工。闸门动水启闭，并有局部开启运行要求。采用常规P型顶侧水封与条形底水封相结合的止水，并在门楣处设置转铰防射水装置。门槽采用常规深孔弧门型式。门槽底槛埋件和侧轨埋件均为钢结构件，侧轨上设有不锈钢水封座板。

弧型工作闸门由一台单吊点摇摆式深孔弧门液压启闭机操作。启闭机容量为3600KN/500 KN，最大行程10.0 m。液压启闭机泵站设置于高程为859.93 m的启闭机室内。泵站设两台油泵电动机组，电动机功率为55KW，两台电机、油泵互为备用。启闭机的油缸内径为Φ560 mm，活塞杆直径为Φ260 mm，有杆腔计算压力为18.6 MPa，无杆腔计算压力为2.03 MPa。油缸缸体采用45钢制作，活塞杆及吊头均为45钢。液压启闭机设置有液压和电气等多套保护和控制装置。（详细说明见生产厂家有关说明及运行维护手册）。

弧型工作闸门及启闭机主要参数：

孔口形式：潜孔式

孔口宽：7 m

孔口高：7 m

设计水头：71.6 m

总水压力：45906

底槛高程：833.4 m

弧面半径：12.0 m

支铰高程：843.4 m

孔口数：1孔

闸门数 ：1扇

操作条件：动水启闭局开运行

启闭机型式：摇摆式液压启闭机

启闭机容量：3600

启闭机最大行程：10.0 m

启门速度：0.67 m/min

闭门速度：0.52 m/min

吊点数量：单吊点

启闭机数量：1台

工作弧门平时关闭，当需要泄洪洞投入泄洪或向下游供水调节流量时，工作弧门开启，此时按下液压启闭机的提升按钮，闸门开启，当闸门提升到所需开度时，位置开关动作，液压启闭机自动停机。

当工作弧门需要关闭时，按下液压启闭机的下降按钮，闸门下降，当闸门降至全关位置时，位置开关动作，液压启闭机自动停机。

工作弧门投入后，应按下列要求进行操作。

泄洪洞工作弧门既能全开全闭，也能按设置的开度要求局部开启泄洪及调节流量。但局部开启运行时应注意避开闸门振动区。泄洪洞工作弧门运行时，必须配有双回路供电电源，以确保安全。

3.3 溢洪道系统的金属结构设备

威远江水电站的溢洪道是电站主要的泄洪通道，溢洪道布置在水库的右岸。设有2孔2扇表孔弧形工作闸门及其液压启闭机。考虑到溢洪道的重要性和工作闸门的安全性，溢洪道设有1扇检修闸门，型式为平面焊接钢叠梁门，为2个孔口所共用。启闭机为共用单向门式启闭机。

3.3.1 溢洪道平面检修闸门及启闭机

在溢洪道堰顶上游设有1扇检修闸门，为两个检修闸门孔口所共用。闸门孔口尺寸为11.0 m×12.0 m，门槽底板高程892.6 m，设计水头12.5 m，平台高程910.0 m。为焊接钢结构平面叠梁闸门，叠梁门采用复合材料滑块支承，共分4节，闸门的主梁为实腹式焊接组合梁。闸门采用下游止水，侧水封为“P”型水封，底水封和节间水封为条型水封。闸门静水启闭，利用闸门自重静水条件下关闭。启门时先提最上节叠梁门50～100 mm节间充水平压后提门，闸门充水平压后的水位差应≤1 m。各节门叶的上、下摆放顺序不做限制。

门槽型式为Ⅰ型结构，门槽的底槛和主、反轨均为焊接钢结构件，下游侧主轨设有不锈钢水封座板。

检修闸门采用一台2×300

溢洪道检修闸门及启闭机主要参数：

孔口形式：露顶式

孔口尺寸：11.0 m×12.0 m

孔口数量：2孔

闸门数量：1扇

底槛高程：892.60 m

设计水头：12.5 m

总水压力：8977 kN

操作条件：静水启闭

启闭机形式：单向门机

启闭机数量：1台

起升荷载：2×300kN

启闭机扬程：22 m

轨上扬高：6.5m

起升速度：～1.5 m/min

轨距：4.5 m

正常情况下，溢洪道检修闸门不工作，存放在储门槽中。当某扇工作弧门或液压启闭机发生故障需要检修或维护时，应在静水的情况下（即工作弧门处于关闭装态），将叠梁检修闸门分节放置在需要检修的弧门前面的检修门槽内，然后开启工作弧门放掉检修门后的积水，即可对工作弧门或液压启闭机进行检修或维护。检修完毕后，关闭工作弧门，开启最上节叠梁50～100mm节间充水平压，使检修闸门前后的水位差≤1 m。待平压后再分节提出叠梁检修闸门，工作弧门可恢复正常工作。

3.3.2 溢洪道弧形工作闸门及启闭机

弧形闸门采用两主横梁、两斜支臂焊接钢结构。主梁和支臂的断面为“工”字型断面。这种结构形式具有闸门整体刚度好，便于加工制造等优点。弧门支铰采用自润滑滑动轴承。在弧门两侧的边梁上各布置有4个侧导向轮。弧门的侧止水为“L”形橡胶水封，底止水为条形水封。门槽底槛埋件和侧轨埋件均为钢结构件，侧轨上设有不锈钢水封座板。

每扇闸门采用一套2×1250kN的液压启闭机操作，液压启闭机两只油缸的上吊点分别布置在闸门两侧的边墙上，下吊点分别铰接在弧门两侧的边梁上。液压泵站布置在闸门之间闸墩的泵房里，每套泵站设有两台互为备用的油泵电动机组。弧门可在泵房现地控制，其信号也能在厂房中控室显示，并留有中控室远程控制的接口。鉴于国内一些电站溢洪道液压启闭机双缸出现的同步误差等问题，为保证闸门在开启和关闭的过程中能平稳运行，液压启闭机的液压系统设有专门的双缸同步装置。液压启闭机还设有液压、机械和电气等多种保护装置，以保证液压启闭机的安全运行。（详细说明见生产厂家有关说明及运行维护手册）。

溢洪道检修闸门及启闭机主要参数：

孔口形式：露顶式

孔口尺寸：11.0×12.0 m2

孔口数量：2孔

闸门数量；2扇

底槛高程：892.60 m

支铰高程：900.60 m

设计水头：12.9 m

总水压力：9360.0 kN

操作条件：动水启闭，局开运行

弧门半径：14 m

液压启闭机数量：2套

液压启闭机容量：2×1250 kN

活塞杆最大行程：5.9 m

活塞杆工作行程：5.7 m

活塞杆运行速度：～0.5 m/min

吊点间距：10.0 m

油机支铰高程：906.0 m

溢洪道不泄洪时，2扇工作弧门全部关闭挡水，当汛期需要溢洪道泄洪时，可以开启1～2扇弧门泄洪。溢洪道工作弧门可以全开泄洪，也可以在1/5、2/5、3/5、4/5的开度下局部开启运行，为确保闸门运行的安全，在启闭过程中如发现某个开度闸门振动激烈，在局部开启运行时应尽量避免此开度。溢洪道工作弧门必须配有双回路供电电源，以确保安全。

从大坝泄水建筑物的安全考虑，溢洪道表孔弧门在泄洪时宜对称开启操作，具体操作要求应按水库水文资料，结合发电及泄洪要求给出的最佳组合开启方案进行。

3.4 冲沙洞系统的金属结构设备

冲沙洞设置在水库的左岸，其主要任务是冲沙。冲沙洞金属结构设备由1扇平面事故闸门、事故闸门固定卷扬启闭机和1扇平面工作闸门及其工作闸门固定卷扬启闭机启闭组成。

3.4.1 冲沙洞平面事故闸门及启闭机

在冲沙洞进口处设有一扇孔口尺寸3 m×3 m的平面事故闸门，设计水头48.0 m，采用滚动轴承的定轮支承。闸门为平面焊接钢闸门。采用上游止水，顶、侧水封采用“P”形水封，底水封为条形水封。利用闸门自重及加重动水关闭，但启门时应注意先开启后面的工作门后再动水起事故门，该门不允许局部开启。

事故闸门的门槽型式采用Ⅱ型结构，为带错距的最优宽深比的门槽。错距处进行倒圆和缓坡，圆角半径R=50 mm，斜坡为1∶10。门槽工作段高度为9 m，从866.0 m高程以上不设门槽，既节约了材料，也缩短了安装周期。

闸门的启闭设备采用容量为1250KN、扬程55m的固定卷扬式启闭机启闭闸门。启闭机启闭速度为1.21 m/min，电动机功率为30 KW。启闭机的卷筒直径为φ1200 mm，卷筒上钢丝绳为为四层折线缠绕。固定卷扬式启闭机由起升机构、机架、动力装置、控制装置等部件组成。起升机构均设置有高度指示装置、主令控制装置和荷重测控装置。起升机构的吊具与事故闸门连接。启闭机上设有机械和电气等保护和控制装置，可保证启闭机安全运行。安装完毕后必须进行动、静负荷试验方可投入使用。（详细说明见生产厂家有关说明及运行维护手册）。

冲沙洞事故闸门及启闭机主要参数：

孔口形式：潜孔式

孔口宽：3 m

孔口高：3 m

底槛高程：857.0 m

设计水头：48.0 m

淤沙高度：10 m

总水压力+泥沙压力：6074 kN

孔口数量：1孔

闸门数量：1扇

操作条件：动水启闭，全开全关endprint

启闭机型式：固定式卷扬启闭机

启闭机容量：1250 kN

启闭机扬程：55m

起升速度：～1.2 m/min

吊点数量：单吊点

启闭机数量：1台

事故闸门平时锁定于高程为910.0m的平台上，当工作闸门或冲沙隧洞在运行过程中发生故障时，事故闸门启闭机启动，提升闸门约100～150 mm后停机，人工将锁锭梁移开，然后重新启动启闭机使闸门下降直至全关位置全关闭后停机。

冲沙工作闸门或冲沙隧洞事故处理完毕后，在平面工作闸门先开启的情况下，可以提升事故闸门。提升闸门至上限位置，并将闸门锁锭在高程为910.0 m的锁定平台上。严禁在工作闸门未开启的情况下，将事故闸门直接开启。

3.4.2 冲沙洞平面工作闸门及启闭机

工作闸门孔口尺寸3 m×3 m，设计水头50.46 m，采用滚动轴承的定轮支承。闸门为平面焊接钢闸门。采用上游止水，顶、侧水封采用“P”形水封，底水封为条形水封。利用闸门自重及加重动水关闭，动水启门，全开全关，不做局部开启运行。

工作闸门的门槽型式采用Ⅱ型结构，为带错距的最优宽深比的门槽。错距处进行倒圆和缓坡，圆角半径R=50 mm，斜坡为1∶10。门槽工作段高度为9 m，从866.0 m高程以上不设门槽，既节约了材料，也缩短了安装周期。

闸门的启闭设备采用容量为1250KN、扬程55m的固定卷扬式启闭机启闭闸门。启闭机启闭速度为1.21m/min，电动机功率为30KW。固定卷扬式启闭机由起升机构、机架、动力装置、控制装置等部件组成。起升机构均设置有高度指示装置、主令控制装置和荷重测控装置。起升机构的吊具与事故闸门连接。启闭机上设有机械和电气等保护和控制装置，可保证启闭机安全运行。安装完毕后必须进行动、静负荷试验方可投入使用。（详细说明见生产厂家有关说明及运行维护手册）。

冲沙洞工作闸门及启闭机主要参数：

孔口宽：3 m

孔口高：3 m

底槛高程：857.0 m

设计水头：50.46 m

总水压力：6318.3 kN

孔口数量：1孔

闸门数量：1扇

操作条件：动水启闭 全开全关

启闭机型式 ：固定式卷扬启闭机

启闭机容量：1250 kN

启闭机扬程：55 m

起升速度：～1.2 m/min

吊点数量：单吊点

启闭机数量：1台

冲沙工作闸门平时关闭挡水。当水库需运行冲沙时，工作闸门启闭机启动，提升闸门至上限位置，并将闸门锁锭在高程为910.0 m的锁定平台上。

冲沙完毕后，工作闸门启闭机启动，提升闸门约100～150 mm后停机，人工将锁锭梁移开，然后重新启动启闭机使闸门下降直至全关位置全关闭后停机。

冲沙工作闸门全开全关运行，不做局部开启。同时在电站运行期间，要求每年均开启一段时间工作闸门，以免泥沙在门前淤积。冲沙洞工作闸门必须配有双回路供电电源，以确保安全。

3.5 引水发电系统的金属结构设备

威远江水电站引水发电系统的布置方式为一条引水隧洞后接三台机组。引水发电系统进水口设有拦污栅及清污机、事故闸门及相应启闭设备。在厂房的下游尾水管出口设有尾水检修闸门及启闭设备。

3.5.1 进水口拦污栅及清污机

电站进水口拦污栅采用倾斜布置，倾角75°，共设3扇拦污栅，放置在上游栅槽内。3扇拦污栅后的水域是连通的，当部分拦污栅的栅叶被污物堵塞时仍能保证各机组有足够的引水量，可避免或减少因部分拦污栅堵塞而停机的机会。拦污栅的最大过栅流速为1 m/s。

拦污栅的框架为焊接钢结构，栅条为长条形的钢板，用螺栓串结后固定在栅框上。拦污栅采用滑块支承。

栅槽顶部910.0 m平台设有一台移动耙斗式清污机。耙斗容积为1.5 m3，清污机扬程为52.5 m。清污机主要由耙斗、起升机构、夹轨装置、行走机构、电气控制等部件组成。

进水口拦污栅及清污机主要参数：

孔口尺寸：4.0 m×15.0 m

孔口数量：3

栅叶数量：3

底槛高程：865.0 m

平台高程：910.0 m

拦污栅倾角：75?

设计水头差：4 m

栅条净距：80 mm

清污方式：清污机清污

清污机数量：1台

耙斗容积：1.5 m3

清污机扬程：52.5 m

3.5.2 进水口事故闸门及启闭机

在拦污栅后设置一扇平面事故闸门，闸门共分为2节，节间用螺栓联接。闸门采用下游橡皮止水，顶、侧水封采用“P”形水封，底水封为条形水封，节间水封为“山”形水封。可达到良好的封水效果。定轮支承，支承跨度7.2 m。闸门利用加重块动水下门，静水启门，使用小开度（100～200 mm）提门充水平压，当上下游水位差≤2 m时方可启门。闸门设有8个主轮，轮子直径为0.7 m，轮轴直径0.2 m，球面滚柱轴承支承。闸门为双吊点，采用一台2×800kN的固定式卷扬机操作。正常情况下，闸门锁锭门槽顶部，如遇压力钢管发生事故时，动水关闭该闸门。

事故闸门启闭机设置在坝顶的启门排架上，由起升机构、机架、控制装置等部件组成，为双吊点电动机分别驱动的结构型式。起升机构的吊具直接与事故闸门连接。启闭机的卷筒直径为φ1400 mm，卷筒为三层折线缠绕。启闭机上设有机械和电气等保护和控制装置。进水口事故闸门必须配有双回路供电电源，以确保安全。（详细说明见生产厂家有关说明及运行维护手册）。endprint

进水口事故闸门及启闭机主要参数：

孔口形式：潜孔式

孔口尺寸：6.5 m×6.5 m

孔口数量：1孔

闸门数量：1扇

底槛高程：865.0 m

设计水头：40 m

总水压力：17541 kN

启闭机数量：1台

启闭机容量：2×800 kN

启闭机扬程：45 m

起门速度：1.5 m/min

3.5.3 尾水检修闸门及启闭机

在厂房机组出水口处，设有6孔2扇厂房尾水检修闸门，孔口尺寸为3.4 m×2.9 m。闸门为平面焊接钢结构型式，采用滑动支承，闸门采用上游橡皮止水，顶、侧水封采用“P”形水封，底水封为条形水封。尾水闸门的操作条件为静水启闭，启门时由水机专业设置的旁通阀充水平压，当闸门前后水位差≤1米时提门。闸门设预压铰式弹性反轮，以使闸门有效止水，方便机组的检修。

尾水检修门2X100 kN移动式电动葫芦设置在高程为844.0 m尾水平台启门排架上。电动葫芦由起升机构、行走机构、控制装置、轨道等部件组成。起升机构的吊具通过拉杆直接与事故闸门的起吊轴连接。

尾水检修闸门及启闭机主要参数：

孔口形式：潜孔式

孔口尺寸：3.4 m×2.9 m

孔口数量：6孔

闸门数量：2扇

底槛高程：819.054 m

设计水头：16.54 m

总水压力：1546.7 kN

操作条件：静水启闭

启闭机形式：电动葫芦

启闭机数量：1台

起升荷载：2X100kN

启闭机扬程：9 m

起升速度：0.5/5.0 m/min

行走速度：20 m/min

3.5.4 引水发电系统闸门（拦污栅）及启闭机的操作运行

拦污栅上、下游侧设有水位计，故应经常检查栅前、栅后水位，水位差大于2.0 m时应及时清污，清污时清污机不得超载运行。清污机清污时，运行到需要清污的工位，由起升机构带动耙斗进行升降，由开闭机构实现耙斗的开闭。清污机清除的污物通过清污机的导污斗倾泻到坝面或电厂自设的临时集污车上，然后由临时集污车运走污物。拦污栅的起吊采用临时设备，启闭容量为300 kN。

当压力隧洞在运行过程中发生故障时，事故闸门启闭机启动，提升闸门约150～200 mm后停机，人工将锁锭梁移开，然后重新启动启闭机使闸门下降直至全关位置关闭孔口后停机。

压力隧洞事故处理完毕后，在机组蝶阀关闭的情况下，可以提升事故闸门。首先启动启闭机向上提升100～200 mm，电动机电源自动切断，启闭机停止运转，开始充水。待确认事故闸门前后水压基本平衡后（水头差≤2 m），重新启动启闭机，提升闸门至上限位置，并将闸门锁锭在高程为907.0 m的平台上。

事故闸门操作运行的具体要求如下：

当库水位在905.0 m以下（即水头在40 m以下），事故闸门能动水下门。当事故闸门前后水头差>2 m时，严禁启门。

正常情况下，尾水检修闸门不工作，锁锭在门槽顶部。

当某台机组发生故障需要检修或维护时，应在静水的情况下（即机组处于关闭状态），将尾水检修闸门放置在需要检修的机组尾水管出口的检修门槽内，抽干检修门前尾水管内的积水，即可对机组进行检修或维护。检修完毕后，开启旁通阀充水，待平压后（闸门前后水位差≤1 m）再提升尾水检修闸门，锁定于高程为836.8 m的平台上，机组可恢复正常工作。

4 结语

目前，威远江水电站已安全投入运行多年。经该研究者于2013年到电站进行设计回访，各项金属结构设备运行良好，为本电站安全运行发挥效益起到了显著的作用。

参考文献

[1] DL/T5039-1995.水利水电工程钢闸门设计规范[S].

[2] SL 41-2011.水利水电工程启闭机设计规范[S].

[3] GB/T14173-2008.水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范[S].

[4] DL/T5019-1994.水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范[S].endprint