水电站翻板坝改造工程方案设计探析论文

水电站翻板坝改造工程方案设计探析论文水电站翻板坝改造工程方案设计探析论文1．改造原因　　碑沱水电站于2010年6月通过蓄水验收，并开始投入正常运行。2010年7月东河发生大洪水，最大洪峰流量Q=12,260m3/s，超过百年一遇（百年一遇Q=11,700m3/s）。洪水过后翻板闸门损坏严重，导致电站无法正常发电，直到2011年初才修复完毕再次投入正常运行，期间造成发电损失，以及额外的修复费用。2011年7月东河再次发生大洪水，最大洪峰流量Q=9,160m3/s，将近三十年一遇（三十年一遇Q=9,368m3/s），翻板闸门再次遭受严重损坏，期间造成发电损失。翻板闸门损坏后对设计、施工和运行等方面进行了分析，其损坏原因主要如下：　　（1）该电站所处的河流属于山区河流，洪水存在陡涨陡落，流量大、流速高，泄洪时根据翻板门的工作原理板门翻起后的上部和下部均过流；水流在门板下部通过时形成真空产生脉动，在脉动作用及水流冲击下使固定门的`支腿不停的拍打撞击支墩；水位越高，则作用于门板上的荷载越大；流速越大，产生的脉动频率越高；因此在高水位、大流量、高流速作用下，由于支腿不停的拍打撞击支墩使翻板门损坏。4/4 水电站翻板坝改造工程方案设计探析论文水电站翻板坝改造工程方案设计探析论文1．改造原因　　碑沱水电站于2010年6月通过蓄水验收，并开始投入正常运行。2010年7月东河发生大洪水，最大洪峰流量Q=12,260m3/s，超过百年一遇（百年一遇Q=11,700m3/s）。洪水过后翻板闸门损坏严重，导致电站无法正常发电，直到2011年初才修复完毕再次投入正常运行，期间造成发电损失，以及额外的修复费用。2011年7月东河再次发生大洪水，最大洪峰流量Q=9,160m3/s，将近三十年一遇（三十年一遇Q=9,368m3/s），翻板闸门再次遭受严重损坏，期间造成发电损失。翻板闸门损坏后对设计、施工和运行等方面进行了分析，其损坏原因主要如下：　　（1）该电站所处的河流属于山区河流，洪水存在陡涨陡落，流量大、流速高，泄洪时根据翻板门的工作原理板门翻起后的上部和下部均过流；水流在门板下部通过时形成真空产生脉动，在脉动作用及水流冲击下使固定门的`支腿不停的拍打撞击支墩；水位越高，则作用于门板上的荷载越大；流速越大，产生的脉动频率越高；因此在高水位、大流量、高流速作用下，由于支腿不停的拍打撞击支墩使翻板门损坏。4/4 水电站翻板坝改造工程方案设计探析论文　　（2）由于山区河流漂浮物较多，流漂浮物过坝时，容易卡住连杆，破坏液压油缸油管，使翻板门不能正常工作而导致翻板门损坏。基于上述这种情况，为确保水库安全运行，发挥工程应有的效益，对翻板坝工程进行技术改造是十分必要的。　　2．改造方案4/4 水电站翻板坝改造工程方案设计探析论文　　现状碑沱水电站枢纽工程采用翻板坝雍水，河床式厂房引水发电。从左到右依次布置河床式发电厂房、过船闸（冲砂闸）和翻板坝等建筑物，枢纽总长229.22m。要求仅对翻板坝段进行技术改造，对发电厂房和过船闸（冲砂闸）不做改动，改造后枢纽总长仍为229.22m。初定以原有翻板坝溢流坝体为基础，在顶部设计闸室结构，将翻板坝改造成闸坝形式。相对于翻板坝，闸坝具有：技术成熟、应用广泛、操作灵活等优点。针对工程实际情况，按照闸坝过流孔数8孔和16孔两种设计改造方案进行比选，经多方比较后，从设计和施工的角度来看过流孔数设计为16孔比8孔要相对合理，且工程总投资也较少，故采用过流孔数为16孔的闸坝改造方案。方案具体设计如下：凿除原翻板坝支墩，堰体保持原状，改造后坝段总长度仍为162.20m。改造后闸坝主要由溢流坝体、闸墩、启闭排架及平板闸门组成。闸坝孔数16孔，设16扇工作闸门（其中8m孔口14扇，9m孔口2扇）。平时工作闸门下闸蓄水，水库水位维持在正常蓄水位383.00m运行，入库流量通过水轮机（发电）下泄。当水库水位逼近383.30m时，泄洪闸坝工作闸门开始开闸泄洪，当水库水位仍持续上升逼近383.50m时，泄洪闸坝工作闸门全部提起泄洪。翻板坝改造总平面图如图一所示，其中一～五联，即1～10#、13～16#闸孔净宽8m，11～12#闸孔净宽9m，总泄流宽度为130m。根据闸孔的宽度不同，闸墩间距分8m和9m两种，闸墩分边墩和中墩，其中边墩宽度为1.2m，中墩宽度为1.6m，闸墩的顶高程为386.00m，顺水流方向长度为10.00m。闸墩头部均采用流线型，尾部均采用半圆形或1/4圆形，底部基础溢流面砼需凿除至基础钢筋网，并设锚筋加固。工作闸门门槽深度均为0.45m，宽度均为0.8m。启闭排架由排架柱和纵横连系梁组成，启闭平台高程为399.50m，宽6.0m。排架柱断面尺寸为0.8×1.5m，横向连系梁尺寸为0.6×1.2m（宽×高），纵向连系梁尺寸为0.6×1.0m（宽×高），启闭平台和检修平台楼板的厚度均为0.2m。工作闸门为露顶式平面定轮钢闸门，根据闸墩的间距，闸门尺寸也分两种，分别为8.0×5m和9.0×5m。闸门为双主梁结构，主梁截面为焊接工字型组合梁，闸门边梁采用双腹式箱型梁结构；工作闸门的操作方式为动水启闭，可根据不同的入库洪峰流量选择不同开度的开启。调度运行方式为：当水库水位逼近383.30m时，开启八扇闸门（间隔开启），然后根据水库水位的变化，灵活调度。此时水库仍然维持在正常蓄水位附近运行发电，允许部分消落；开启八扇闸门泄洪后，当库水位仍持续上升逼近383.50m时，再开启剩余八扇闸门及冲砂闸，此时电站停机。改造后的闸坝工作闸门启闭机采用QP-2×160固定卷扬机，功率为11KW/台，共16台。启闭设备的供电电源引自电站厂用电屏，通过埋设动力电缆从电站厂房内部引至闸坝启闭机总动力箱，再由总动力箱通过电缆分别引至各个启闭机控制箱中，再引至启闭机电动机。　　二、结语　　本次碑沱水电站翻板坝技术改造工程总工期为4个月，在枯水期施工，工程于2012年1月初开工，至4月底完成闸门安装并调试完毕，5月底完工验收并投入运行。翻板坝经改造成闸坝后，有效避免了原先河道漂流物冲击阻挡翻板坝造成损坏的问题，且操作灵活，维护方便，自投入运行以来情况良好，提高了水电站的综合效益。4/4