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本工程在發電引水隧洞進水口設置一扇事故檢修閘門。孔口尺寸為3.6m×3.6m;在隧洞出口的壓力鋼管兩岔管處各設一個1.75米直徑的蝶閥。設一放空洞兼作沖砂用,管徑為φ1米,進口設計一扇檢修閘門,出口處設-φ1.0m的閘閥。廠房尾水兩孔共用一扇尾水鋼閘門。本文就發電引水隧洞進水口事故檢修閘門的優化設計作一介紹。
2.事故檢修閘門的優化設計
2.1閘門主體結構優化
事故檢修閘門為深孔式平面焊接鋼閘門。閘門孔口尺寸為3.8m×3.8m,底坎高程212m,設計水頭28m,總水壓力3967KN,門重12.2t,采用單吊點。該閘門是目前撫州市已建中、小型工程中總水壓力大的平面鋼閘門。設計中考慮該閘門為事故檢修用,平時使用很少,經優化比較,決定把閘門面板布置在下游面,頂、側止水也布置在下游面,這樣避免頂梁和邊梁腹板受壓,減少了頂梁和邊梁腹板的厚度。閘門門體寬4.6m,高3.97m,厚0.9m,止水凈寬3.9m,止水凈高3.85m,面板厚14mm,閘門整體制造。閘門結構布置為4根主梁,主梁腹板直接焊接于面板上,不設下翼緣,大主梁高h=0.872m,3根工字鋼作為水平次梁。
設計中閘門主支承采用了高分子復合材料滑塊,這樣邊梁可為單腹板梁,傳統設計一般采用的鑄鋼輪式支承構造要求邊梁為雙腹板,兩者相比較又減少了鋼材的使用。同時,單腹板梁較雙腹板梁在焊接施工時要好控制得多。
事故檢修閘門有動水下門的要求,其底緣形式的設計很重要。本閘門在底緣的設計上考慮了諸多因素,利用面板和側止水裝置在下游面的優勢,通過計算,在保證上游傾角不應小于45°,盡量采用60°的規范要求下,調整底緣板及底止水的位置,以便充分利用底梁腹板上下面的水壓差,使閘門能夠依靠自重和水柱壓力快速關閉。避免了閘門需使用加重鐵塊或機械壓力閉門帶來的造價高。
事故檢修閘門要求動水關閉,靜水啟門,在設計中考慮到為降低啟門力,門頂設一個Φ300mm充水閥,充水閥門蓋與啟閉機相聯,充水閥開啟行程為300±2mm,充水平壓后再開啟閘門。設計閘門由一臺QPK-800KN-30m固定卷揚式啟閉機操作。
能耗的對比
100m橡膠壩的用電負荷量少需要功率100kw/小時左右,每次升壩時間約為2~3個小時。
鋼壩閘比橡膠壩每年節省了相當大的用電量。
影響泄洪斷面橡膠壩設計規范要求壩的底坎高20cm,另,塌壩時橡膠壩內的水不能完全放盡,形成不低于20cm的高度,兩者相加塌壩時在河流斷面形成不低于40cm的阻水斷面,嚴重影響泄洪流量。而鋼壩無此影響。
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