1.概述

　　劉X山水電站位于XX省XX縣XX鄉境內，距縣城6公里。水庫壩址位于XX水系XX河支流XX河X(jué)X水上。XX水是XX河兩大主要支流之一，壩址在劉X山村下游1.2公里的河谷出口段，壩址以上控制流域面積179平方公里，主河道長(cháng)30.43公里，庫區地勢南高北低，東、南、西三面環(huán)山，流域內植被發(fā)育良好。

　　水電站為引水式電站，廠(chǎng)房位于大壩下游2公里的右岸河邊，副廠(chǎng)房位于主廠(chǎng)房上游，裝機2×4000千瓦。進(jìn)水口布置在右岸離壩肩約80米處，進(jìn)口底板高程212.4米，隧洞為圓形，洞徑φ=3.6米，縱坡5‰，調壓井布置在0+566處，采用簡(jiǎn)單圓筒式調壓井，調壓井后接高壓管道。

　　本工程在發(fā)電引水隧洞進(jìn)水口設置一扇事故檢修閘門(mén)�？卓诔叽鐬�3.6m×3.6m；在隧洞出口的壓力鋼管兩岔管處各設一個(gè)1.75米直徑的蝶閥。設一放空洞兼作沖砂用，管徑為φ1米，進(jìn)口設計一扇檢修閘門(mén)，出口處設-φ1.0m的閘閥。廠(chǎng)房尾水兩孔共用一扇尾水鋼閘門(mén)。本文就發(fā)電引水隧洞進(jìn)水口事故檢修閘門(mén)的優(yōu)化設計作一介紹。

　　2.事故檢修閘門(mén)的優(yōu)化設計

　　2.1閘門(mén)主體結構優(yōu)化

　　事故檢修閘門(mén)為深孔式平面焊接鋼閘門(mén)。閘門(mén)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(mén)重12.2t，采用單吊點(diǎn)。該閘門(mén)是目前撫州市已建中、小型工程中總水壓力最大的平面鋼閘門(mén)。設計中考慮該閘門(mén)為事故檢修用，平時(shí)使用很少，經(jīng)優(yōu)化比較，決定把閘門(mén)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(mén)門(mén)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(mén)整體制造。閘門(mén)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，最大主梁高h＝0.872m，3根工字鋼作為水平次梁。

　　設計中閘門(mén)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(shí)，單腹板梁較雙腹板梁在焊接施工時(shí)要好控制得多。

　　事故檢修閘門(mén)有動(dòng)水下門(mén)的要求，其底緣形式的設計很重要。本閘門(mén)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(yōu)勢，通過(guò)精確計算，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(mén)能夠依靠自重和水柱壓力快速關(guān)閉。避免了閘門(mén)需使用加重鐵塊或機械壓力閉門(mén)帶來(lái)的造價(jià)高。

　　事故檢修閘門(mén)要求動(dòng)水關(guān)閉，靜水啟門(mén)，在設計中考慮到為降低啟門(mén)力，門(mén)頂設一個(gè)Φ300mm充水閥，充水閥門(mén)蓋與啟閉機相聯(lián)，充水閥開(kāi)啟行程為300±2mm，充水平壓后再開(kāi)啟閘門(mén)。設計閘門(mén)由一臺QPK－800KN－30m固定卷?yè)P式啟閉機操作。

　　2.2閘門(mén)主支承的優(yōu)化設計

　　在閘門(mén)主支承選型時(shí)，考慮到閘門(mén)孔口大，總水壓力達到3967KN，閘門(mén)為事故檢修門(mén)，平時(shí)使用很少，在需要使用時(shí)又要有很高的可靠度。傳統的設計一般采用鑄鋼滾輪，經(jīng)實(shí)踐證明，滾輪制造難度大、造價(jià)高，需經(jīng)常維護，使用年代長(cháng)后易發(fā)生銹蝕后卡死。在本次設計中閘門(mén)下游側設置四塊高分子復合材料滑塊，型號為增強四氟NL150CHI型滑塊，按等荷載布置，并按構造要求適當調整滑塊位置。該滑道材料摩擦系數小，在清水中對不銹鋼為0.13-0.05，抗壓強度高，達到120-180Mpa。

　　采用該滑塊有免維護，造價(jià)低等特點(diǎn)。為防止閘門(mén)在閘槽中移動(dòng)時(shí)被卡住或碰撞，以確保閘門(mén)能順利啟閉，上游面設置四個(gè)鑄鐵滑塊，閘門(mén)兩側面各設兩個(gè)Φ200mm側輪。

　　2.3主軌設計

　　事故檢修閘門(mén)主支承壓力較大，主軌采用厚鋼板焊接軌道。為提高軌道的側向剛度，把主軌與門(mén)槽的護角焊接起來(lái)，并用連接板支撐。主軌高度h＝280mm，軌道底板寬度Bk＝240mm，軌道面焊一斷面為40×30mm的不銹鋼條。

　　為保證安裝精度，在主軌腹板以及下翼緣面上各開(kāi)設兩個(gè)Φ22mm小孔，內套與混凝土插筋焊牢的焊接單頭螺柱，通過(guò)調節螺母來(lái)精確控制軌道的安裝位置，保證主軌安裝精度符合工作技術(shù)要求。

　　3.結束語(yǔ)

　　事故檢修閘門(mén)平時(shí)使用很少，出現問(wèn)題不易發(fā)現，在設計時(shí)在滿(mǎn)足強度等基本要求外，還要注意在主體結構布置的優(yōu)化、零部件的選型上下功夫，做到初始投資少，日后運行可靠，日常維護簡(jiǎn)單。

　　本工程事故檢修閘門(mén)設計中主支承選用新技術(shù)的高分子復合材料，簡(jiǎn)化了設計制造難度，提高了閘門(mén)的運行可靠度，減少了初始投資和日常維護的費用。閘門(mén)由門(mén)頂充水閥充水平壓后，靜水啟門(mén)，可大大降低啟門(mén)力。由于充水孔設在閘門(mén)本身的頂主梁上，平壓裝置不與水工布置發(fā)生關(guān)系，可以簡(jiǎn)化水工布置，減少工程費用。