［摘要］龍州一級電站攔河壩排沙調節(jié)閘的主要功能是沖排廠壩前淤沙、調節(jié)水庫水位和兼顧汛期泄洪。文章主要介紹龍州一級電站工程攔河壩排沙調節(jié)閘閘門和啟閉機的布置設計。

［關鍵詞］龍州一級電站；排沙調節(jié)閘；檢修閘門；工作閘門；液壓啟閉機

［作者簡介］羅永春，廣西南寧水利電力設計院工程師，廣西南寧，530001

［中圖分類號］ TV7 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1007-7723（2012）03-0037-0003

一、概述

廣西龍州一級電站是左江上游一級支流——平而河我國境內下游河段規(guī)劃的一個梯級電站，站址下距龍州縣城19.1km。龍州一級電站是在原鴨水灘電站基礎上擴建而成的。電站壩址以上控制流域面積6887km2，多年平均流量約133m3/s，水庫正常蓄水位 128.50m；電站總裝機容量16.75MW，其中新擴建發(fā)電廠房內裝機燈泡貫流式機組兩臺，容量2×6.5 MW。樞紐自右向左依次布置右岸刺墻重力壩、右岸擴建發(fā)電廠房、原電站廠房、排沙調節(jié)閘、溢流滾水壩、左岸非溢流壩等建筑物。

排沙調節(jié)閘設于河床溢流滾水壩段右側、緊靠原舊發(fā)電廠房布置，孔口尺寸為10.0m×10.5m，底檻高程▽118.0m。龍州一級電站攔河壩排沙調節(jié)閘的主要功能是沖排廠壩前淤沙、調節(jié)水庫水位和兼顧汛期泄洪等。沿水流方向依次設置1孔檢修門槽和工作門槽，分別設置一扇檢修閘門和一扇工作閘門。

排沙調節(jié)閘是攔河壩的重要組成部分，由于一級電站是在原鴨水灘電站基礎上擴建而成，受客觀條件限制，新舊廠房以及廠壩間連接不是很合理，壩頂也沒有設置交通橋，這些條件使排沙調節(jié)閘金屬結構的選型、布置和設計帶來一定的制約。因而，必須從功能、運行方式、施工安裝和今后的運行管理等方面充分考慮，來進行攔河壩排沙調節(jié)閘金屬結構的設計。

二、檢修閘門門葉結構設計

（一）門葉結構布置及閘門技術特性

工作閘門前設有檢修閘門門槽，閘門門型采用露頂式平面滑動鋼閘門，孔口尺寸10.00×11.00m，設計水頭10.50m，雙吊點啟吊。為了方便工地安裝并滿足運輸尺寸的要求，將閘門分為3節(jié)制造，各節(jié)自上而下的高度為：第一節(jié)4.2m，第二節(jié)3.6m，第三節(jié)3.2m，安裝好后再采用節(jié)間采用軸連接成整體，為了保證軸孔和軸的接觸緊密，又便于裝卸連接軸，將節(jié)間連接軸孔鏜成梨形孔。門葉梁系連接采用同層布置形式，第一節(jié)門葉采用單主梁布置，第二、三節(jié)采用雙主梁布置，主梁為實腹式組合工字形截面結構，設有五道垂直次梁，水平次梁為等跨連續(xù)梁，邊柱為單腹式，面板設在下游側，閘門為焊接結構。閘門技術特性見下表（表1）：

（二）閘門平壓方式

閘門平壓方式利用節(jié)間充水平壓，靜水啟閉，平壓后將整扇閘門完全提起。閘門平壓方式的正確選擇，對簡化輸水系統(tǒng)的水工布置，保證閘門正常運行，減小啟閉機容量，方便閘門的維修等，都有重大的意義。節(jié)間充水平壓，即利用閘門間提開一窄長的間隙充水，在門葉上不專設充水閥（在水工布置上不設旁通閥），所以使閘門結構簡單或減化了輸水系統(tǒng)的布置。節(jié)間充水平壓的最大優(yōu)點：（1）充水面大，充水時間短；（2）啟門水位差小，減小了啟閉機容量，降低了啟閉機的造價；（3）充水高度不受閘門主梁高度，間距限制，不增加啟閉機揚高；（4）結構簡單，操作維修方便，適用中低水頭。

（三）行走支承裝置設計

行走支承裝置有滑道式、滾輪式、鏈輪式等幾種類型。考慮到防洪檢修門運行次數較少，啟閉設備采用2×500KN QPPYI型液壓啟閉機，在閘門啟閉力不超過啟閉容量的情況下，優(yōu)先選用滑道式支承裝置?；朗叫凶咧С芯哂薪Y構簡單、制造安裝及維護檢修方便、閘門軌道受力較均勻、使用較為可靠等優(yōu)點。為了減少閘門啟閉時的摩擦阻力，降低啟閉力和啟閉機容量，本閘門選用銅合金鑲嵌型自潤滑支承材料,滑動摩擦系數為0.10，經計算啟門力能滿足2×500KN啟閉力要求，同時又具有能受重載、受溫度影響極少等優(yōu)點，能有效延長閘門設備的使用壽命。

三、工作閘門門葉結構設計

（一）門葉結構布置及閘門技術特性

在檢修門后面設有1孔工作門門槽，閘門門型采用潛孔式平面滑動鋼閘門，孔口尺寸10.00×10.80m，設計水頭17.92m，雙吊點啟吊。為了方便工地安裝并滿足運輸尺寸的要求，將閘門分為3節(jié)制造，各節(jié)自上而下的高度為：第一節(jié)4.2m，第二節(jié)3.6m，第三節(jié)3.2m，安裝好后再采用節(jié)間軸連接成整體，為了保證軸孔和軸的接觸緊密，又便于裝卸連接軸，將節(jié)間連接軸孔鏜成梨形孔。門葉梁系連接采用同層布置形式，各節(jié)均采用雙主梁布置，主梁為實腹式組合工字形截面結構，設有五道垂直次梁，水平次梁為等跨連續(xù)梁，邊柱為單腹式，面板設在下游側，閘門為焊接結構。閘門技術特性見下表（表2）：

在工作閘門啟閉力不超過啟閉容量的情況下，優(yōu)先選用滑道式支承裝置。為了減少閘門啟閉時的摩擦阻力，降低啟閉力和啟閉機容量，本閘門選用銅合金鑲嵌型自潤滑支承材料,滑動摩擦系數為0.10，經計算啟門力能滿足2×630KN啟閉力要求，同時又具有能受重載、受溫度影響極少等優(yōu)點，能有效延長閘門設備的使用壽命?；乐С行凶哐b置按等荷載布置在閘門的邊柱下游側，每邊各布置12塊。

四、啟閉機型式的選擇及設備裝置

液壓啟閉機是利用液體的壓力能來傳遞能量的一種傳動方式，其主要優(yōu)點：（1）油缸結構簡單，傳動平穩(wěn)，液壓傳動與電氣控制結合便于實現自動化，緩沖性能好，調速方便；（2）油壓啟閉機結構緊湊，體積小，重量輕，但承載能力大；（3）在失去電源的事故情況下，閘門可快速下降，并比QPK型卷揚啟閉機更安全可靠；（4）能滿足閘門各種開度要求，有利閘門運行；（5）可取消高排架，減少土建投資，縮短施工工期。

調節(jié)閘工作門啟閉設備采用QPPYI-2×630kN-12.5m液壓啟閉機，檢修門啟閉設備采用QPPYI-2×500kN-12.5m液壓啟閉機啟閉。兩套啟閉機分別裝設于閘門的閘墩上，啟閉機可進行現場控制和中央集中控制，兩種控制方式下，啟閉機均可全程開啟，采用“兩機一泵”布置方式。閘門采用頂置式平面閘門啟閉、雙吊點，吊耳布置在閘門邊柱上，閘門吊耳通過拉桿聯(lián)接平衡梁，再通過平衡梁和QPPYI型液壓啟閉機吊耳聯(lián)接。

每臺液壓啟閉機包括柱塞缸兩支、支座、開度檢測裝置、液壓泵站、液壓管路系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等。

（一）液壓缸的排氣

在液壓缸的上下兩端設置新型排氣測壓接頭用于液壓缸安裝時上、下腔的排氣，必要時可用于液壓缸的壓力測量，設計按DIN19704-2標準選用了德國STAUFF公司生產的測壓接頭。

（二）液壓鋼的密封與導向

根據設計多年的使用經驗，選用實際壽命可達15～20年的德國MERKEL公司生產的密封件，蓋密封件采用多唇密封，并使用了重疊結構，密封性能優(yōu)良，內外泄漏量接近于零，同時該密封件產生的摩阻力很小，保證油缸運行時有較小的啟動壓力。導向套材料采用ZCuAL10Fe3，該材料有良好的耐磨性和承壓性能。

（三）液壓控系統(tǒng)主要技術參數的選用

根據招標文件要求，一級站調節(jié)閘工作門QPPYI-2×630kN-12.5m液壓啟閉機和一級站調節(jié)閘檢修門QPPYI-2×500kN-12.5m液壓啟閉機均采用“兩機一泵”布置方式，根據參數計算。

五、結語

攔河壩排沙調節(jié)閘孔口尺寸大，承受總水壓力大，閘門的結構布置設計，應從技術和樞紐的整體金屬結構布置及各方面因素相結合考慮進行，并有利于加工和縮短工期。從2008年至今，液壓啟閉機及閘門經受了多次洪水考驗，運行正常，為龍州一級電站的擋水、汛期泄洪及沖沙提供了有力的保證。