木里河立洲水电站金属结构设计综述

木里河立洲水电站金属结构设计综述

高伟劳海军

（中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081）

摘要：介绍了木里河立洲水电站金属结构的设计布置，详细描述了各部位闸门的布置选型、技术参数和结构形式以及各部位闸门配套启闭机的主要技术参数，可供同类型电站金属结构设计借鉴。

关键词：立洲水电站；金属结构；闸门；拦污栅；启闭机

1.工程概述

立洲水电站位于四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县境内，是木里河干流（上通坝~阿布地河段）水电规划“一库六级”的第六个梯级电站。电站正常蓄水位高程2088.0m，总库容1.897亿m3，装机容量355MW（其中：大机组3×115MW=345MW，生态机组2×5MW=10MW），为二等大（2）型工程。工程枢纽由碾压混凝土双曲拱坝、坝身泄洪系统、右岸地下长引水隧洞及地面厂房组成。

本工程金属结构设备由引水发电系统、泄洪系统和施工导流系统三部分的闸门、拦污栅及其启闭设备组成，共设置闸门12扇、拦污栅5扇、门（栅）槽20道、启闭设备11台套。金属结构工程量共计1800.3吨。

2.引水发电系统金属结构设备布置

引水发电系统布置于河道右岸，采用1洞3机布置方式。顺流依次设有5扇拦污栅（含1扇备用栅），1扇进水口事故闸门，1扇调压井事故闸门。3台机组后设3条尾水洞和3扇尾水检修闸门。2台生态机组后设2条尾水洞和2扇尾水检修闸门。

进水口拦污栅及其启闭设备

进水口处并排设置4孔拦污栅，孔口尺寸4m×17m（宽×高，下同），底槛高程2051.0m，设计水压差4m，总水压力1583.1kN。拦污栅采用平面直立滑动型式，栅条净距110mm。

拦污栅通过拉杆连接至2092.0m高程的进水口塔顶平台，采用1台2×320kN双向清污门机通过吊梁静水启闭。门机扬程6m，轨距5.5m。栅槽前后设水位计，当压差达到2m时，放下备用栅，提出工作栅进行清污。门机布置在进水口塔顶平台，拦污栅的检修也在此平台进行。

2.1进水口事故闸门及其启闭设备

进水口事故闸门底槛高程2051.0m，孔口尺寸7m×8.2m，设计水头37m，总水压力19468kN。闸门采用平面定轮门型，主支承采用简支式定轮，面板和止水布置在上游侧。闸门运行方式为利用自重及配重动水闭门，小开度提门充水平压，启门水压差≤5m。

闸门采用1台从导流洞回收利用的QP2500kN-43m固定卷扬式启闭机操作，启闭机安装在2103.5m高程，闸门锁锭与检修在2089.0m高程平台进行。

2.2调压井事故闸门及启闭机

调压井事故闸门底槛高程2001.55m，孔口尺寸5.5m×6.8m，设计水头98.83m，总水压力46888kN。闸门采用平面滑动门型，主支承采用自润滑复合材料滑块，面板设置在上游侧，顶、侧止水设置在下游侧，门顶设1套管径400mm的压盖式充水阀。闸门运行方式为利用自重及部分水柱压力动水闭门，充水阀充水平压，启门水压差≤4m。

闸门采用1台QP6300kN-155m固定卷扬式启闭机操作，启闭机布置在2155.5m高程。闸门的锁定及检修在2141.0m高程平台进行。

2.3尾水检修闸门及其启闭设备

尾水检修闸门底槛高程1866.35m，孔口尺寸8.49m×3.81m，设计水头20.09m，总水压力6112.6kN。闸门采用平面滑动门型，主支承采用自润滑复合材料滑块，面板和止水布置在机组侧。运行方式为静水启闭，旁通阀充水平压，启门压差≤3m。

闸门采用1台TQ2×250kN-28m台车通过液压自动抓梁操作。台车布置在1900.0m高程尾水平台，轨距3m。闸门的锁定和检修在1888.95m高程平台进行。

2.4生态机组尾水检修闸门及其启闭设备

在右岸坝后布置生态机组，尾水检修闸门底槛高程1981.4m，孔口尺寸4.05m×3m，设计水头13.24m，总水压力1529kN。闸门采用平面滑动门型，主支承采用自润滑复合材料滑块，面板和止水布置在机组侧。运行方式为静水启闭，旁通阀充水平压，启门压差≤3m。

闸门采用QP250kN-15m固定卷扬式启闭机操作，“一门一机”方式布置在1997.0m高程尾水平台，闸门的锁定和检修在1990.0m高程平台进行。

3.泄洪系统金属结构设备布置

泄洪系统由坝身中部的2个溢流表孔和1个中孔组成，设有溢流表孔弧形工作闸门2扇、中孔出口弧形工作闸门1扇、中孔进口事故闸门1扇。

3.1溢流表孔工作闸门及启闭设备

溢流表孔孔口净宽8m，堰顶高程2080.0m，工作闸门底槛高程2079.9m，门高8.6m，设计挡水水头8.1m，闸门总水压力3690kN。门型选用两主横梁、直支臂弧形闸门，面板弧面半径10m，支铰中心高度6m。闸门运行方式为动水启闭，可局部开启。

闸门采用QHLY2×630kN-5m液压启闭机操作，“一门一机”方式布置。启闭机泵站及电控设备布置在坝顶2092.0m高程的机房内。每套启闭机配一个独立泵站，设两套油泵电动机组，互为备用。启闭机可现地操作，也可通过中控室远程操作。

电站死水位2068.0m低于偃顶高程，每年有较长的持续时间在死水位运行，工作闸门及门槽具备检修条件，不设检修闸门。

3.2中孔工作闸门及启闭设备

中孔工作闸门底槛高程2030.0m，孔口尺寸5m×6m，设计挡水水头60.38m，总水压力28855.2kN。闸门采用潜孔式弧形闸门，门体采用双主横梁、直支臂结构，面板弧面半径12m，支铰中心高度10m。闸门运行方式为动水启闭，可局部开启。

闸门采用1台QHSY2500/1000kN-9.3m液压启闭机操作，启门力2500kN，闭门力1000kN。启闭机泵站及电控设备布置在2050.38m高程的机房内，泵站设两套油泵电动机组，互为备用。启闭机可现地操作，也可通过中控室远程操作。

3.3中孔事故闸门及启闭设备

中孔事故闸门底槛高程2030.0m，孔口尺寸5m×7m，设计水头58m，总水压力21461kN。闸门采用潜孔式平面滑动门型，主支承采用自润滑复合材料滑块，面板设置在上游侧，顶、侧止水设置在下游侧，门顶设有1套管径400mm的压盖式充水阀。闸门运行方式为利用自重及部分水柱压力动水闭门，充水阀充水平压，启门水压差≤5m。

闸门采用1台QP3600kN-62m固定卷扬式启闭机操作，启闭机安装在2103.0m高程，闸门的锁定及检修在2089.0m高程平台进行。

4.施工导流金属结构设备布置

大坝左岸设1条导流洞，封堵闸门底槛高程1987.37m，孔口尺寸6m×7m，设计动水启闭水头5m，挡水水头65m，总水压力26614kN。闸门选用平面滑动门型，主支承采用自润滑复合材料滑块，面板及止水设置在上游侧。

闸门采用1台QP2500kN-43m固定卷扬式启闭机操作，启闭机布置在2009.0m高程。闸门的锁定及检修1996.37m高程平台进行。导流洞下闸封堵后，启闭机回收利用到进水口事故闸门。

5.结论

立洲水电站工程区域地震烈度为Ⅶ度，海拔较高。金属结构设计中充分考虑这些因素，并结合相关规范及电站水工枢纽布置，合理确定了各部位闸门、拦污栅的结构形式等，并根据各类闸门的运行要求、操作方式合理配置启闭设备，确保设计选型布置合理，结构设计安全可靠，满足电站的安全运行要求。

参考文献：

[1]水利水电工程钢闸门设计规范，SL74-2013[S].

[2]水利水电工程启闭机设计规范，SL41-2013[S].

[3]《水电站金属结构设计手册》编写组.水电站机电设计手册（金属结构一）[M].北京：水利电力出版社，1988.

作者简介：

高伟（1985-），男，湖北荆门人，工程师，工学硕士，主要从事水利水电工程金属结构设计工作。