沙滩水电站工程金属结构设计方案

沙滩水电站工程金属结构设计方案
沙滩电站的金属结构主要包括：（1）大桂冲主坝：工作闸门3扇，检修闸门1扇；（2）石川冲引水坝：工作闸门3扇，检修闸门1扇；（3）隧洞：引水隧洞和发电隧洞进水口各设拦污栅1扇，检修闸门1扇，事故闸门1扇；（4）发电厂房：尾水检修闸门1扇。

1.1 主坝闸门及启闭设备
电站主坝正常蓄水位205.00m,校核洪水位206.79m设三孔工作闸门，孔净宽IOm,底坎高程191.2m。

在对主坝进行闸门的选型和布置时，对平面滚动闸门和弧形闸门两种方案进行了比较：两种闸门对闸坝的布置及结构形式基本不变，弧形闸门仅需闸墩加长5m,相应的溢流堰加宽6m,启闭排架相对较低。

两种工作闸门工程量及投资估算见表8-1
由表8-1比较得知弧形闸门的钢材用量及启闭力均比平面钢闸门少，但闸坝投资比平面钢闸门多，金结投资少17万元,土建投资比平面钢闸门多H万元，两方案相比较弧形闸门总投资比平板钢闸门少6.0万元，从工程造价上看两者相差不大。

平面滚动闸门结构比较简单，便于制造、安装和运输，便于检修，启闭设备构造简单，但启闭排架较高，排架施工和启闭机安装相对比较困难。

弧形闸门无门槽，水流条件较好.所需启闭力较小，埋件数量少，便于闸墩施工，但闸门制造、安装及检修比较麻烦，闸门所承受的总水压力集中于支座处，闸墩应力集中，对结构不利，大孔口弧形闸门在启闭时稍有振动，运行不十分理想。

综合上述本工程工作闸门采用平面滚动闸门。

各工作闸门前均设检修门槽，由于闸门孔口宽度相同，仅设一扇共用检修闸门，供3个工作闸门检修用。

1.1.1 工作闸门及启闭设备
工作闸门采用露顶式钢平板定轮闸门，闸门数为3扇，孔口尺寸宽义高为10∙0X7∙0m,底坎高程1912m,闸门按正常蓄水位205.0m 高程设计，设计水头为6.8m,闸门承受总水压力为2403kN o面板和
止水布置在迎水面，封水宽度为10.01m,主梁按等荷载原则布置，采用变截面主梁型式。

闸门的支承采用定轮式，轮子的位置按等荷载分别布置在边梁上的两个支承点，支承跨度为10∙5m。

闸门的止水在上游面，侧止水采用P型橡皮，底止水用条型橡皮。

闸门承重结构材料采用Q235钢材，门槽尺寸宽又深为0.87X0.6m。

工作闸门启门力为450kN,选用3台固定式QPQ2X250kN启闭机。

闸门的操作条件为动水启闭。

1.1.2 检修闸门及启闭设备
检修闸门采用铸铁滑道钢平板闸门，三个闸孔共用1扇检修闸门，孔口尺寸宽X高为10∙0><7∙0m,闸门按正常蓄水位205.0m设计,设计水头为6.8m,闸门承受总水压力为2403kN,面板和止水布置在下游面，封水宽度为10.12m,主梁按等荷载原则布置，采用实腹式变截面主梁型式，行走支承采用铸铁滑道，支承跨度为10.35m。

闸门承重结构材料采用Q235钢材,门槽尺寸宽又深为0∙92XS55mo 闸门的操作条件是在正常蓄水位205.0m高程上静水启闭，启闭力按水位差Im计算，计得启门力为302kN,选用1台移动式2X16OkN 启闭机。

1.2 引水坝闸门及启闭设备
电站引水坝设三孔工作闸门，孔净宽9m,底坎高程2015
m,工作闸门前设一检修门槽。

检修闸门为三闸孔共用。

12.1工作闸门及启闭设备
工作闸门采用露顶式钢平板定轮闸门，闸门数为3扇，孔口尺寸宽义高为9∙0X6∙8m,底坎高程201.5m,闸门按正常蓄水位201Om 高程设计，设计水头为6.5m,闸门承受总水压力为2045kN0面板和止水布置在迎水面，封水宽度为9.01m,主梁按等荷载原则布置，采用变截面主梁型式。

闸门的支承采用定轮式，轮子的位置按等荷载分别布置在边梁上的两个支承点，支承跨度为9.5m o闸门的止水在上游面，侧止水采用P型橡皮，底止水用条型橡皮。

闸门承重结构材料采用Q235钢材，门槽尺寸宽又深为0.87义0.6111。

工作闸门启门力为4051^,选用3台固定式QPQ2×250kN启闭机。

闸门的操作条件为动水启闭。

12.2检修闸门及启闭设备
检修闸门采用铸铁滑道钢平板闸门，三个闸孔共用1扇检修闸门，孔口尺寸宽X高为9.0×6.8m,闸门按正常蓄水位201.0m设计,设计水头为6.5m,闸门承受总水压力为2045kN,面板和止水布置在下游面，封水宽度为9.12m,主梁按等荷载原则布置，采用实腹式变截面主梁型式，行走支承采用铸铁滑道，支承跨度为10.35m。

闸门承重结构材料采用Q235钢材，门槽尺寸宽X深为0.92X0.55mo闸门的操作条件是在正常蓄水位205.0m高程上静水启闭，启闭力按水位差1m计算，计得启门力为250kN,选用1台移动式2X16OkN 启闭机。

1-3隧洞进水口闸门及启闭设备
本工程布置有2条隧洞，在各隧洞进水口分别设拦污栅、检修闸门和事故闸门各1扇。

1.3.1 拦污栅及启闭设备
拦污栅采用平面移动式，胶木滑道支承，栅底高程，石川引水隧洞进水口为192.0m,发电隧洞进水口高程为189.0m,栅孔尺寸（宽义高），石川引水隧洞进水口为4∙4X4.0m,发电隧洞进水口为5∙4X5∙0m,拦污栅结构按上下游水位差2m设计，承重结构材料采用Q235钢材。

拦污栅启闭是利用装在其上方工作平台上的2×IOOkN 电动葫芦进行启闭。

拦污栅的清污方式，用启闭机将栅体吊出水面后采用人工清污。

1.3.2 进水口检修闸门及启闭设备
1、石川引水隧洞进水口
石川引水隧洞进水口检修闸门采用平面铸铁滑道钢平板闸门，孔口尺寸宽X高为3∙0X3∙0m,底坎高程192.0m,按上游正常蓄水位201Om作为检修水位设计，设计水头16m,主梁按等荷载原则布置，采用实腹式等截面主梁。

闸门封水宽度为3.12m,面板和止水布置在下游面，闸门支承跨度为3.5m,闸门承重结构材料采用Q235钢材。

初拟闸门门槽尺寸宽又深为0.95X0.45m o闸门操作条件是在水位208m高程以下静水启闭，静水开启时考虑水头差1Om,计算启门力为200kN,选用2X16OkN固定式启闭机一台。

开启闸门时，通过拉杆先打开充水阀，待上下游水位差小于1Om时才提升闸门。

发电隧洞进水口检修闸门采用平面铸铁滑道钢平板闸门，孔口尺寸宽X高为 4.0X4∙0m,底坎高程189.0m,按上游正常蓄水位205.0m作为检修水位设计，设计水头16m,主梁按等荷载原则布置，采用实腹式等截面主梁。

闸门封水宽度为4.12m,面板和止水布置在下游面，闸门支承跨度为4.5m,闸门承重结构材料采用Q235钢材。

初拟闸门门槽尺寸宽X深为1.05×0.45m。

闸门操作条件是在水位205.0m高程以下静水启闭,静水开启时考虑水头差1.0m,计算启门力为280kN,选用2X16OkN固定式启闭机一台。

开启闸门时，通过拉杆先打开充水阀，待上下游水位差小于1Om时才提升闸门。

13.3进水口事故闸门及启闭设备
1、石川引水隧洞进水口
石川引水隧洞进水口事故闸门采用胶木滑道钢平板闸门，进水口孔口尺寸（宽X高）为3.0X3∙0m,底坎高程192.0m,按上游校核洪水位209.93m设计，设计水头I1Om,面板和止水布置在下游面，主梁按等荷载原则布置，采用实腹式等截面主梁，闸门封水宽度为3.12m,闸门支承跨度为3.5m,闸门承重结构材料采用Q235钢材。

初拟闸门门槽尺寸宽X深为0.95×0.5mo闸门操作条件是静水启、动水闭，计算启门力为2IOkN,持住力365kN,选用QPQ2X250kN 固定式启闭机。

闸门开启时，通过拉杆先打开充水阀，待上下游水位差小于1.5m时可提升闸门。

发电隧洞进水口事故闸门也采用胶木滑道钢平板闸门，进水口孔口尺寸（宽X高）为4.0X4∙0m,底坎高程189.0m,按上游校核洪水位206.79m设计，设计水头18m,面板和止水布置在下游面，主梁按等荷载原则布置，采用实腹式等截面主梁,闸门封水宽度为4.12m,闸门支承跨度为4.5m,闸门承重结构材料采用Q235钢材。

初拟闸门门槽尺寸宽X深为105X0.5m.闸门操作条件是静水启、动水闭，计算启门力为300kN,持住力455kN,选用QPK2X250kN固定式启闭机。

闸门开启时，通过拉杆先打开充水阀，待上下游水位差小于1.5m时可提升闸门。

1.4 电站尾水闸门及启闭设备
尾水检修闸门采用铸铁滑道钢平板闸门，2台机组共用尾水检修闸门1扇，孔口尺寸宽X高为3.0×1.5m,底坎高程115.377m,按P=1%下游校核洪水位124.9m设计，设计水头IOm o闸门主梁按等荷载原则布置，面板和止水布置在下游面,封水宽度为3.12m,闸门支承跨度为3.50m,初拟闸门门槽尺寸宽X深为0.652X0.5m。

闸门操作条件是静水启闭，静水开启时考虑水头差1.Om,计算启门力为165kN,选用2X160kN
移动式启闭机1台（QPQ2X160kN+行车）。

1.5 压力钢管
隧洞末端至水轮机碟阀为压力钢管，采用16MnR制作，主管内径2.5m,壁厚12mπi;支管内径15m,壁厚12mm；岔管为卜形，转角55°,壁厚18mπi;主管长44.Om,其中伸进隧洞3.0m；左支管长14.175m,右支管长7.5m。

压力钢管中心高程111.5mo
1.6 金属结构主要设备
闸门及启闭机设备见表8-2o。