水电站翻板坝改造工程方案设计探析

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1、水电站翻板坝改造工程方案设计探析水电站翻板坝改造工程方案设计探析 一、翻板坝改造工程 1改造原因 碑沱水电站于 XX 年 6 月通过蓄水验收，并开始投入正 常运行。XX 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 XX 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。XX 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

2、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。 （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

3、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 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。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。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

4、 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。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运行，入 库流量通过水轮机（发电）下泄。当水库水位逼近时，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 110#、1316#闸孔 净宽 8m

5、，1112#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，中墩宽度为，闸墩的顶高程为， 顺水流方向长度为。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，宽度均为。 启闭排架由排架柱和纵横连系梁组成，启闭平台高程为， 宽。排架柱断面尺寸为，横向连系梁尺寸为（宽高） ， 纵向连系梁尺寸为（宽高） ，启闭平台和检修平台楼板 的厚度均为。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5m 和5m。闸门 为

6、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-2160 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 XX 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。