馬驥

摘 要：文章以喻家河水庫工程為主要研究對象，對引水洞進口金屬結(jié)構(gòu)設備的實際運行方法進行了深入的研究，并且分析了實際的水生態(tài)環(huán)境條件與需求，闡述了進口分層取水的布置方式、金屬結(jié)構(gòu)設施的選型、參數(shù)篩選與設計中應該要注意的地方，水庫工程的質(zhì)量得到保障，提升了工程的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：引水洞 金屬結(jié)構(gòu)設計 防腐設計

1.工程概況

喻家河水庫主要用于恩施市的農(nóng)業(yè)灌溉及人畜飲水。壩址控制流域面積197km2，正常蓄水位540.0m，總庫容971萬m3，本工程屬四等?。?）型水庫，工程等別為Ⅳ等。主要建筑物的設計級別，水庫大壩、壩身泄洪建筑物、供水管道進水口等主要建筑物為4級，其他建筑物為5級。樞紐布置包括水庫工程及灌溉輸水工程兩大部分，水庫工程包括大壩、溢流表孔和沖砂洞。灌溉輸水工程包括灌溉輸水進水口、輸水管道和附屬設施，輸水管道長18.42km。

2.進水口設計

右岸5#溢流壩段壩設取水口，為深式進水口，進水口軸線距溢流壩段水平距離為20.75m，進水口分層布置，上層進水口底板高程為526m，下層進水口底板高程為514m，進口設事故閘門，事故閘門孔口尺寸均為2×2m（B×H），后接DN2000mm鋼筋混凝土輸水管，上下層引水管在壩后合并，出口中心高程503.70m，壩后接DN2000mm閘閥，閘閥后接DN2000mm預應力混凝土輸水管沿右岸渠道鋪設。

由于水庫50年淤沙高程513.86m，進水口底板高程宜高于此高程。根據(jù)引水流量要求，設計取管徑為2.0m，因此可初步擬定進口底板高程為514.0m，并根據(jù)計算確定水庫死水位。

根據(jù)規(guī)劃要求，常遇水位530.0m時設計引用流量為4.80m3/s，正常蓄水位540.0m時，最大引用流量為5.24m3/s，根據(jù)以上參數(shù)選擇供水管線管徑等參數(shù)，并計算死水位時管線過流能力。

根據(jù)戈登公式，進水口最小淹沒深度按式（1）計算。

3.金屬結(jié)構(gòu)設計

3.1輸水系統(tǒng)進口金屬結(jié)構(gòu)布置

由于水庫污染物的量相對較小，故進口只設計了一道攔污柵，并且一道是清污機槽。攔污柵槽依照檢修閘門來進行設置，并且依照實際所需來完成檢修閘門的設置。

3.1.1輸水洞上進口

輸水洞上進口設一道攔污柵和一道事故閘門。

（1）輸水洞上進口攔污柵。進水口設一道攔污柵，共1孔，孔口尺寸2.8×3.2m（寬×高），攔污柵底檻高程526.0m，攔污柵垂直布置，柵片間距100mm，設計水頭差4.0m，過柵流速V≤1.0m/s；攔污柵采用平面框架結(jié)構(gòu)，主梁及邊梁采用Ⅰ20a工字鋼，采用鑄鐵滑塊支承，攔污柵整體制作；攔污柵底部帶有齒耙，采用提柵清污；攔污柵與拉桿連接，平時鎖定于檢修平臺。攔污柵啟閉及清污由進水塔頂啟閉機房內(nèi)的QP-100kN固定式卷揚機操作，由卷揚機提至檢修平臺進行檢修及清污。

（2）輸水洞上進口事故門。上進水口設一道事故閘門，共1孔，孔口尺寸2.0×2.0m（寬×高），高程526.0m，閘門強度按16.05m水頭差設計，閘門形式為潛孔平面定輪閘門，門體主材為Q235B。閘門由面板、主梁、水平次梁、縱梁、邊柱、主輪，導向輪、止水裝置組成。

閘門運行條件考慮按水庫正常蓄水位540.0m，下游526.0m水位組合設計，閘門運行方式考慮動水啟閉。閘門啟閉設備選用QP-400KN型固定卷揚式啟閉機，閘門利用門頂水柱加重閉門。

3.1.2輸水洞下進口

輸水洞下進口設一道攔污柵和一道事故閘門。

（1）輸水洞下進口攔污柵。進水口設一道攔污柵，共1孔，孔口尺寸2.8×3.2m（寬×高），攔污柵底檻高程514.0m，攔污柵垂直布置，柵片間距100mm，設計水頭差4.0m，過柵流速V≤1.0m/s；攔污柵采用平面框架結(jié)構(gòu)，主梁及邊梁采用Ⅰ20a工字鋼，采用鑄鐵滑塊支承，攔污柵整體制作；攔污柵底部帶有齒耙，采用提柵清污；攔污柵與拉桿連接，平時鎖定于檢修平臺。攔污柵啟閉及清污由進水塔頂啟閉機房內(nèi)的QP-100kN固定式卷揚機操作，由卷揚機提至檢修平臺進行檢修及清污。

（2）輸水洞下進口事故門。下進水口設一道事故閘門，閘門孔口尺寸2.0×2.0m，底坎高程514.0m，閘門強度按28.05m水頭差設計，閘門形式為潛孔平面定輪閘門，門體主材為Q 235B。閘門由面板、主梁、水平次梁、縱梁、邊柱、主輪，導向輪、止水裝置組成。

閘門運行條件考慮按水庫正常蓄水位540.0m，下游514.0m水位組合設計，閘門與拉桿連接，拉桿平時鎖定于檢修平臺。閘門運行方式考慮動水啟閉。該閘門啟閉設備選用QP-630KN型固定卷揚式啟閉機，閘門利用門頂水柱加重閉門。

3.2泄洪沖沙系統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)布置

3.2.1泄洪沖沙底孔

（1）進口事故門。閘門孔口尺寸2.0×3.5m，底坎高程505.5m，閘門強度按36.55m水頭差設計，閘門形式為潛孔平面定輪閘門。門體主材為Q 235B。閘門由面板、主梁、水平次梁、縱梁、邊柱、主輪，導向輪、止水裝置組成。

閘門運行條件考慮按水庫設計洪水位542.05m，下游505.5m水位組合設計，閘門運行方式考慮動閉靜啟。該閘門啟閉設備選用QPG-1×630KN固定高揚程卷揚式啟閉機，閘門利用閘門門頂水柱閉門。

（2）出口工作閘門。沖砂閘共1孔，孔口尺寸為2.0×3.0m（寬×高），底檻高程為505.5m，閘門強度設計水頭為36.55m，閘門型式為潛孔式弧形鋼閘門。

弧門的啟閉機選型在弧門液壓啟閉機與弧門固定式卷揚機之間作方案比較，選用液壓啟閉機作為該閘門的啟閉設備。啟閉設備初步確定選用QHSY-500KN/150KN-4.5m型搖擺式液壓啟閉機，吊點設在閘門頂部。啟閉機油缸采用固定搖擺式支承，吊耳采用自潤滑球面滑動軸承，與閘門和鉸支座聯(lián)接，啟閉機工作行程為4500mm，啟閉機由油缸總成、液壓泵站總成、液壓管道、埋件和電氣設備等組成，液壓啟閉機配備一套獨立的液壓泵站。液壓泵站和電控設備布置在514.5m高程液壓啟閉機房內(nèi)，液壓管路經(jīng)高壓軟管與液壓油缸連接。

3.2.2表孔溢洪道

表孔溢洪道設在大壩中部，設3孔表孔弧形工作閘門，孔口尺寸為12.0×6.15m（寬×高），底檻高程為533.85m，閘門強度設計水頭為6.15m，閘門型式為露頂式弧形鋼閘門，門高6.6m。

3.3金屬結(jié)構(gòu)防腐設計

（1）閘門及其埋件外露表面采用噴鋅防腐，面漆為深灰色；埋件的埋入部分表面（與混凝土接合表面）采用涂水泥砂漿防腐；

（2）噴鋅厚度120μm（最小局部厚度≥120μm），鋅涂層與鋼基體平均接合強度q=5.9N/mm2，涂鋅層密度值62g/cm2。

（3）噴鋅后用H04-1環(huán)氧云鐵底漆封閉，噴涂涂層為一道（涂刷則為二道），涂層總厚度（干膜）為80μm；再用J0501銀灰色氯化橡膠作表面漆二道封閉，表面涂料漆膜厚度為100μm。

（4）涂料涂裝：①底漆二道：H06-1-1環(huán)氧富鋅底漆，干膜厚度100μm；②中間漆一道：H53-6環(huán)氧云鐵防銹漆，干膜厚度80μm；③面漆一道：B52-12丙烯酸聚氨脂，干膜厚度100μm。

4.結(jié)束語

綜上所述，水源水庫輸水洞進口分層取水金屬結(jié)構(gòu)設計在水庫工程中尤為重要，會在很大程度上影響水庫的整體質(zhì)量，因此相關(guān)工作人員一定要科學設計、嚴格實施，進而使水庫工程的質(zhì)量得到保障，提升工程的經(jīng)濟效益及社會效益。

參考文獻：

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[3]馬銀珍.陽坡水庫金屬結(jié)構(gòu)改造設計[J].山西水利科技，2010（04）：13-14+24.