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在水闸长期运行的过程中,难免会遭到自然环境的破坏,无论怎么改善设计方案,运行一段时间后都要进行加固处理。不同地区的水闸,受影响的部分也不同,需要根据实际情况,采取不同的加固措施才能保证水闸的稳定运行。1水闸病害类型及其成因分析1.1闸室结构被破坏变形根据闸室结构的破坏变形主要表现形式有混凝土开裂、结构的竖直位移和水平位移X出标准以及结构缝张开等,其变形破坏形式可分为结构的局部变形和整体位移,通常来说,上述这些表现形式之间是相互关联、密不可分的。造成整体结构竖直位移和水平位移X标的因素有:X先,混凝土强度被降低,破坏变形了地基的渗透;其次,不完善的施工方案以及设计地基处理不合理,导致地基压缩量过大、承载力不足;X后,结构的不均匀荷载或者结构X载的作用。1.2地基渗流破坏侧向渗流与闸下渗流是导致水闸渗流的两种形式。水闸破坏主要是因为渗流引起的渗透变形,管涌、流土和接触破坏是它的三种途径。导致水闸渗流破坏的主要因素有:原设计的标准比较
在水闸长期运行的过程中,难免会遭到自然环境的破坏,无论怎么改善设计方案,运行一段时间后都要进行加固处理。不同地区的水闸,受影响的部分也不同,需要根据实际情况,采取不同的加固措施才能保证水闸的稳定运行。1水闸病害类型及其成因分析1.1闸室结构被破坏变形根据闸室结构的破坏变形主要表现形式有混凝土开裂、结构的竖直位移和水平位移X出标准以及结构缝张开等,其变形破坏形式可分为结构的局部变形和整体位移,通常来说,上述这些表现形式之间是相互关联、密不可分的。造成整体结构竖直位移和水平位移X标的因素有:X先,混凝土强度被降低,破坏变形了地基的渗透;其次,不完善的施工方案以及设计地基处理不合理,导致地基压缩量过大、承载力不足;X后,结构的不均匀荷载或者结构X载的作用。1.2地基渗流破坏侧向渗流与闸下渗流是导致水闸渗流的两种形式。水闸破坏主要是因为渗流引起的渗透变形,管涌、流土和接触破坏是它的三种途径。导致水闸渗流破坏的主要因素有:原设计的标准比较
水闸按照闸室构造不同,可以分为开敞式水闸和涵洞式水闸。开敞式水闸闸室顶部没有填土,是露天的;涵洞式水闸闸室有洞身段,洞顶有填土覆盖,可以做交通要求,涵洞式水闸常修建在挖方较深的渠道中及填土较高的河堤下。由于闸室及闸室后的洞身覆有填土,上部重量较大,水闸抗滑稳定性易得到保证。1涵洞式水闸的泄流计算开敞式水闸一般是护坦紧接闸室。其次是海漫、防冲槽等,其闸孔尺寸大都按淹没宽顶堰流公式计算确定。1.1无压流涵洞式水闸泄流计算无压流涵洞要保证在各种水位流量情况下,洞顶应高出洞内水面一定高度,一般为40cm,洞顶净空面积应为涵洞断面面积的15%~20%。涵洞分为长洞和短洞,洞长不影响过流能力的涵洞称为短洞,反之称为长洞,其判别方法如下。当涵洞底坡为缓坡且趋近平坡时,长短洞的界限为:Lk=(64-163m)H式中H—上游水深(m);m—进口的流量系数,一般取m=0.32~0.36;当洞长LLk时,为长洞;反之为短洞。当底坡为陡坡,泄流能力不受工程概述福州市闽江下游北港北岸的堤防担负着福州市X为重要的防汛抗洪任务,近年来,由于X部门加大了防汛的投入,路堤相结合,使堤防的抗洪能力达到了200年一遇的水平。与之相对应的水闸控制系统则显得相对陈旧落后,有必要进行系统的改造。笔者根据闽江北港北岸的两座重点水闸万寿水闸和三捷水闸的液压启闭系统进行程控自动化改造工作实践,总结其经验。经过升X改造后的水闸具有启闭操作简单明了、运行更加安全可靠、故障容易自动识别、排除容易等特点。2水闸启闭控制系统改造的技术背景福州市闽江下游北港的所有水闸,原来的液压控制系统即电气控制系统是由诸多的继电器开关按钮组成,每个开关都是X立工作,不具备智能化功能,这样每孔的闸门就得各有一个“开”和“关”。多孔水闸就得有多个的“开”和“关”。开关水闸时要人工先搬离或插上挡块,否则就会给液压系统和闸室造成损坏。特别是多孔水闸,关闭闸门要严格按照先关两边,X后中间;开启水闸时要先开中间,X后才开两边的原则进行伦敦港区开发公司(LDDC)举办了一个国际竞赛,为港区中心的一个公园征集设计方案。该公园位于泰晤士河畔,靠近阻挡潮水的大型水闸。X终,由法国X风景园林师普罗沃主持、英法两国的设计师共同设计的方案在200多份应征方案中胜出。泰晤士河水闸公园是50多年来伦敦建造的X一个重要的城市公园。公园的平面富有几何特征。用地接近方形,两条轴线呈对角线方向立体相交穿过整个公园。其中一条是利用原有的低地设计的250米长,28米宽的条状下沉式广场和花园,被称为“绿色船坞”,试图唤起人们对这个地区历史的回忆。起点是连接道路的一个旱喷泉广场,在这里,视线沿着直线的“船坞”一直延伸到远处的泰晤士河和闪亮的盔状水闸构筑物。“船坞”的中段是“彩虹园”,色彩丰富的各种宿根花卉和深绿色且呈整齐波浪形的紫杉篱构成了非常精彩的视觉效.葛洲坝水利枢纽一期工程包括2号船闸、3号船闸、活动桥、六孔冲沙闸、7台水轮发电机组的二江电站及27孔泄水闸等主要建筑物.其中金属结构工程量约37,000吨,现分述如下。一、船闸 2号和3号船闸的主要闸门特性见表1, 两座船闸的闸门及启闭机布置基本相同,2号船闸金属结构布置参见X6页图2. (一)上闸X事故检修门 2号船阿、3号船闸都在上闸X布置了事故检修门。当船闸发生事故时,由布置在混凝土排架上的桥机自动从门库吊出事故闸门,沿横跨排架上的轨道梁运送到闸孔,动水下落关闭孔口以防止事故扩大.事故处理完毕后,于静水中提取事故闸门返回门库中。 2号船闸桥机轨道梁为双腹板箱形钢梁,梁高4.2米,跨距41米。(3号船闸则为预应力混凝土梁). 为适应低水位通航期间的水位变幅,并减小上部闸门高度,2号船闸事故检修门下面设有一块高3米的叠梁。 2号船闸事故检修门支承跨度为35米,梁高5.2米,由于闻门门底及门后需要通气,采用裕架结构.事故关闭时靠.金属结构室是国电公司西北勘测设计研究院机电处下属的一个X室,主要从事水电行业金属结构包括各种形式的闸门、启闭机及变电站塔架等的设计工作。本室有从助工到教高各种层次的X设计人员20余人,是一支技术力量雄厚的设计队伍,其中大部分人员参加过黄河龙羊峡、李家峡、大峡水电站和白龙江宝珠寺水电站等的设计、现场设代和监理工作。改革开放尤其近10年以来积极参与市场竞争,大力开拓业务范围,除从事院下达的指令性任务外,还涉足其它X的设计工作以适应市场的需求。勇于实践、大胆探索,为水电建设做出了贡献,并取得了大量有价值的科学技术成果。50～70年代期间,老一辈金属结构设计者们先后完成了黄河刘家峡、盐锅峡、八盘峡、青铜峡等水电站,汉江上游石泉、石门水电站及白龙江中游碧口水电站的全部金属结构的设计工作,许多设计代表了当时国内X水平。80年代初,承担了当时号称全国3个X大(坝高、库容、单机容量)的龙羊峡水电站的设计任务。该电站的金属结构数量大据全国X一次水利普查公报显示:截至2011年12月31日,全国共有各类水库98 002座,其中大型水库756座,中型水库3 938座,小型水库93 308座。数量庞大的水库已成为调控我国水资源时空分布、X化水资源配置的X重要工程措施,是江河防洪体系不可替代的重要组成部分和国民经济的重要基础设施。水库由于其所处地域、自然环境及管理等原因,几乎每年都有垮坝事故发生。通过总结多年工作实践经验,对水库金属结构有关常见问题进行了系统梳理,并分析导致安全事故隐患的原因。一、水库金属结构简述1.导输系统库水导输系统,是指水库泄洪、发电、灌溉、供水等输水通道,主要包括布置在泄洪建筑物中的泄洪洞或泄洪涵管、布置在发电建筑物中的承压发电洞或承压发电涵管、布置在输水建筑物中的输水灌溉洞或输水灌溉涵管、布置在供水建筑物中的供水洞或供水涵管等。上述系统常见结构有浆砌石结构、钢筋混凝土结构、树脂结构及钢管结构。2.库水挡泄系统库水挡泄系统,是指控制库水放自西向东贯穿而过,其挟江汉之要冲,为九省之通衢,素有“千湖之省”美名之称,但它同时又是历史上的一个水患大省。湖北省就能源资源而言,少煤缺油,天然气与风力、地热资源也很有限,但河流众多,水系密布,西高东低的地势使众多河流形成较大的落差。全省气候温和,雨量充沛,拥有丰富的水力发电资源。这些水力资源主要集中在长江、汉江与清江以及鄂西南的郁江、唐岩河、酉水、溇水,仅次于四川、云南、西藏之后,居全国X4位。凭借着得天X厚的水资源X势,湖北省确立了X先发展水电的方针,不仅合理利用了大自然给予的洁净能源,促进湖北经济的腾飞,支援了全国经济的发展,而且兴利除害,由历史上的水患大省一跃铸就成水电大省,重整了湖北的山河,将奔流不息的江河水变成“煤和油”,向湖北和中国的东、西、南部提供强大的电力,促使了大区域间电力系统的联网,遍布湖北全省的中、小型水电,为不少边区人民的用电和脱贫作出了X的贡献!从1956年湖北省崇阳县香山水电站水工结构流固耦合动力特性分析吴一红．谢省宗（中国水利水电科学研究院水力学研究所）提要本文给出了结构位移与流体速度势表示的结构──水流作为统X固耦合系统的基本方程与定解条件，从加权余量的伽辽金方法出发，导出系统的有限元方程，对某弧形闸门的动力特性进行了详细分析，得出了弧门在不同开度下流固耦合的理论模态特性．关键词水工结构，流固耦合，动力分析一、引言对复杂的流固耦合系统进行力学分析有两类方法：一是解析一数值方法，即对结构采用有限元离散，对流体则用近似解析关系描述，以Ｔ．Ｌ．Ｇｅｅｒｓ”’提出的双渐近法（ＤＡＡ）X为流行；另一类则是纯数值方法，对结构和流体均采用有限元离散”，’－”，或分别用有限元和边界元离散‘’“’．但这些方法均未考虑流速影响，不能直接用于水工闸门流固耦合振动分析．文献［２］X次将闸门和水流作为流体弹性系统，讨论了水流对闸门振动的影响．本文将给出线弹性结构与理想可压缩流体的流固耦合系统的基本方程与定解条件煤层气作为清洁能源,其开发利用对于能源的合理利用及环境保护意义重大。煤层渗透率极低,同时对煤层气的吸附作用较强,致使煤层气的储藏形式以吸附气体为主,可利用的储层能量不足,使开采难度进一步加大。以往在做煤层气的研究时,通常只考虑气体和水在基质孔隙中的渗流,而忽略了处于游离态的气体以及吸附气体含量变化而引起的煤体变形以及变形反作用于渗流的影响。与此同时,假设为定温条件下的等温吸附实际上也没有考虑到变化的热量对于开采煤层气的影响,除此之外,煤体应力会随温度的变化发生改变,导致煤体发生形变。煤层温度的变化也会影响煤层气的吸附解吸能力及煤体的变形等,从而影响煤层气的渗流速率及产量。胡耀青等人通过实验研究了煤体在不同温度和应力下的物性得到:煤储层的渗透率会随着地层深度的增加而减小。大量的实验研究都表明,煤层温度的变化会极大的影响煤层气的吸附解吸性以及煤层渗透率。为了能够准确的预测煤层气开采过程中系统内部各参数的变化,同时能使煤层气抽采模拟进引言复杂的血液循环流动,低壁面切应力等不利的血流动力学因素会导致动脉粥样硬化斑块的形成[1-2]。人体血液循环过程当中产生的“负压效应”导致脑卒中的发生;较大的Von-Mises等效应力易引起应力集中,增大动脉粥样硬化斑块破裂的风险[3]。对各种血管疾病找到其病因、良好的预防措施及治疗方法是生物力学的热门课题。维医沙疗是在新疆吐鲁番地区X特的气候条件下,将人体埋在热沙中,利用热、磁、力的综合作用来治疗疾病的一种自然治疗方法,没有副作用,可以扩张末梢血管,改善血液循环,促进新陈代谢,已有不少的关节炎患者通过维医沙疗得到了很理想的治疗效果[4-7]。目前来看,维医沙疗对风湿病的疗效已被广大患者以及科学家所认可。然而,吐鲁番实地维医沙疗由于受气候的影响,只能在7~8月份的17:00~19:00进行。为了突破传统埋沙治疗方法的局限性,迪丽娜尔等模仿吐鲁番实地沙场,建立了不受时间、地点和气候影响的室内维医沙疗实验平台[8-9]。研究表明在我国,遍布着丰富的水文体系,其中有三大海域、五大淡水湖泊、七大江河等,在这些交叉密布的水流之上建立交通运输所需的桥梁工程是当下中国发展需要克服的困难之一,也是必须进行的建设之一,因为这有助于我国的整体发展。然而,资源丰富是一方面,另一方面地质灾害、水文灾害也是主要的消极影响之一。因此,为了做好预防工作,就应该认真研究关于桥方面的流固耦合动力学。一、概述所谓流固耦合动力学,主要是指结构物变形和流体荷载间的耦合关系,也即是相互作用,互相影响的关系问题。具体来讲,可以分为两个方面,一是当结构物处于流体流场时,必然会因其所施加的荷载以及其他荷载而产生一些形状变化,若这种变形与时间正相关,则它们之间的关系可以表述为:流体对结构物的作用荷载与结构物的变形大小是和过程相关联的;二是反过来,结构物的变形与过程也与流体荷载量相关,会受其影响而发生变化,或随之变化而变化。而所谓流固耦合动力学及其在桥,就是研究桥梁在其中所受到的水流荷载所给予的作用固体动力耦合力学是广泛存在于水利、海洋、船舶以及航天航空等许多工程X域中的重要课题。处于介质中的弹性结构,在受到动载荷作用时将会产生振动,这种振动通过对界面的激励在介质中产生附加的动压力,而附加动压力又通过界面再度引起结构的动力响应,这种过程称为结构与介质的耦合响应。虽然早在20世纪初Lamb等人就提出了这种问题,但直到20世纪60年代,有限元和边界元等数值方法出现以后,才有可能对其进行较详细的分析。流固耦合问题中,两个不同性质的物理场在耦合界面上相互作用,彼此影响。一方面,流体问题本身涉及大量非线性现象,比如复杂的湍流运动,气体高速运动产生的激波、激波导致边界层分离、非定常涡脱落、运动及演化,对耦合问题还要考虑结构变形或振动导致的非定常流体运动等,这无疑大大增加了问题的复杂性;另一方面,对耦合系统的结构而言,将涉及非线性几何大变形、弹塑性材料非线性和接触截面上的不确定耦合也将带来新的非线性。因此整个流体—结构耦合系引言近年来,为了研究自然界中流体和固体两相介质之间的相互作用,逐渐形成了一门新兴的交叉力学———流固耦合力学。该学科主要研究变形固体在流体载荷作用下的各种行为以及固体位移对流场影响这二者相互作用的一般规律[1]。固体火箭发动机的点火过程是一系列复杂的相互关联的过程。比如,过高点火压强峰或升压速率对药柱的瞬态冲击会使得装药表面的压力得不到充分的传播,产生应力集中,造成药柱的变形;同时,由于药柱的变形,会使得原先的流场外形发生变化,从而改变相应的计算区域。因此,固体火箭发动机点火过程是一个典型的流固耦合力学问题。目前,国外广泛采用流固耦合方法研究固体火箭发动机点火过程中的装药结构完整性和与瞬态流场的一体化问题[2]。1流固耦合介绍在两相介质之间,变形固体在流体载荷作用下会产生变形或运动;固体的变形或运动又反过来影响流场,从而改变流体载荷的分布和大小,正是这种相互作用将在不同条件下产生形形色色的流固耦合现象。流固耦合问题可由其耦合方程我国碧口水电站、乌江渡水电站及葛州坝等工程的兴建,已将我国水工金属结构的设计、制造和安装技术推向一个新阶段.目前,就闸门所承受的总水压力而言,工作门已达6,Q00余吨,事故门已达5,500吨,导流门已达14,300吨. 国外,在六十至七十年代,也兴建了一些高水头电站.例如:谢尔邦松(法),阿斯旺(埃),伊泰普(巴),买加(加),德沃歇克(美),英古里(苏)等.仅苏联,每年就有20,000吨机械设备和金属结构投入运行。闸门水头已高达300米,荷载已突破15,000吨,压力钢管的PD值已增至27,000公斤/厘米. 随着水头的增高,孔口面积的增大,闸门钓运用特性也发生了变化.对于闸门在水工建筑物中的位置、闸门的结构型式、水力学条件、止水型式、材料、制造工艺、安装精度以及运用等方面都将提出一些特殊的要求. 闸门的局部开启、振动、空蚀、止水的密封性、支承部分的承载能力等问题,以及大容量高扬程的启闭设备的研制等等,都是高水头水工引言水电站金属结构设备一般包括各种闸门、拦污栅、升船机、各类启闭机,以及操作闸门、拦污栅的附属设备如抓梁、吊杆、锁定装置等。作为水电站、水闸和水坝等工程的重要设备,水工金属结构在防洪、发电和灌溉等方面发挥着巨大的作用。水工金属结构的制造和安装质量直接影响到整个水利水电工程的质量。因此需要加强水工金属结构制造和安装的质量管理,确保金属结构制造和安装工作的质量。1闸门、压力钢管与各种埋件制作要点为保证闸门压力钢管制作质量,项目组需要委托具有资质、能力强、信誉好的工厂加工,并按图纸的要求,会同业主、工程监理、设计、质监等单位的代表,在防腐处理前,对其加工精度、拼装、焊接质量进行验收,达到要求后方允许进行防腐处理。防腐处理完成后,再次进行出厂前验收,合格后方允许运到工地安装。拦污栅、各种埋件等结构相对较简单,计划在施工现场进行加工和制作。闸门、压力钢管、拦污栅与各种埋件制作控制要点主要包括以下方面:①用于金属结构制造所用的材料必须符合前言由于水工金属结构的安全与否直接影响着整个水电水利工程能否正常运行,因此对水工金属结构的安全检测就尤为重要了,本文主要简单阐述一下这些工程中,金属设备安全检测技术的进展情况。2水工金属结构设备安全检测技术的进展2.1光谱分析技术这个主要是指通过采取需检测的金属结构设备的样本,通过化学方法进行检测。查看样本的成分组成判断是否还符合标准。由于在获得样本时需要在金属结构的不太重要的部分用电钻钻取粉末屑,这样会对被检测的金属结构造成一定程度的损伤。而且这个化学检测需要一定的过程,不能很及时的出来检测结果。现在,我们引进了X的技术,极大地减轻了传统光谱分析仪的弱点,这是Arc-Met8000型便携式全谱光电直读光谱仪,这个与传统仪器相比,使用更方便,X度要高,而且不需要钻孔取样本,只需要对相关金属结构零件进行稍微磨平一下,用专门的探头直接检测该零件的化学成分,通过电脑进行记录并输出,省下了不少的人工程序。而且花费时间短,一个测试点水电五局水工金属结构及设备安装总量每年大约2万t。由于项目前期准备不充分或是土建施工进度缓慢,水工金属结构的实际安装工期常常被压缩,因此水工金属结构及设备的安装成为实现节点工期的关键环节,以至于每一个小小的细节都要重视。这种情况在海外项目的水工金属结构及设备安装中体现得尤为明显。从苏丹麦洛维大坝项目、苏丹罗塞项目、阿特巴拉项目、苏丹森纳尔坝闸门更换项目的实际操作模式和运作方式,可以得到许多怎样加快海外水工金属结构及设备安装进度可借鉴的经验。2安装前的准备2.1按时完成设计以苏丹麦洛维大坝和苏丹罗塞这两个项目为例,在合同签订后,设计工作就马上开始了。监理通常在28d内对图纸进行批复,且常常是带批注的批复,通常要往复几次才能全部批复,因此,采用倒排工期,从安装开始时间中减去运输时间、制作时间、采购时间,X后确定设计时间。为了按时完成设计,实际的设计开始时间往往比合同规定的时间还要提前。由于设计的X前性,苏丹麦洛维大坝项目和罗塞.概述水工金属结构是指水利水电工程(包括船闸)的拦(清)污设备及其启闭设备、闸门及启闭机、压力钢管及阀、升船机及构架、竹木过坝设备以及与水利水电工程相关的塔(构)架等设备,其中数量X大的是闸门和启闭机。自建国以来,修建了大量的水利水电工程,其中金属结构物约有4000万t,价值2000亿元左右。据粗略统计,仅在1989年达到及X过折旧年限的大中型水利工程的闸门(不包括压力钢管、阀等)就有近40万t。水利部《水库工程管理通则》(SLJ702-81)和《水闸工程管理通则》(SLJ704-81)规定:水利水电工程运行初期3~5年,正常运行每隔6~10年应进行一次安全鉴定。《水利经济计算规范》(SD139-85)规定:大型水利工程的闸门、阀、启闭机折旧年限为30年,中型水利工程为20年,压力钢管为50年。对在运行的水工金属结构设备,上述规定要求进行的安全鉴定工作在20世纪90年代以前鉴于各种原因(主要是经费问题)并没有系统地开展起来闸门、启闭机等水工金属结构是水库、水闸的重要组成部分,其质量与安全状况关系到整个工程是否能够保证安全运行,因而,金属结构的质量与安全检测是水库、水闸安全鉴定的重要内容,也是病险工程除险加固的依据。针对目前水工金属结构隐患较多,安全检测尚未得到足够的重视,工作不很规范的状况,同时考虑水工金属结构检测技术含量高、X性强的特点,为促进检测工作的规范化,提高检测技术水平,保证水工金属结构的安全运行,充分发挥水库、水闸的防洪经济效益,2000年9月6日一9月ro日,中国水利学会水利管理X委员会在云南昆明市主持召开了水工金属结构安全检测及管理技术研讨会。 参加会议的有水工金属结构质量检测中心、安全监测中心、各流域机构、省(市、区)水利管理单位负责人,有关水利水电设计院金属结构技术负责人,大中型水库管理单位和水利管理专小湾水电站位于云南省西部南涧县与凤庆县交界的澜沧江中游河段,在干流河段与支流黑惠江交汇处下游1.5 km处。该工程由混凝土双曲拱坝(坝高292m)、坝后水垫塘及二道坝、左岸泄洪洞及右岸地下引水发电系统组成。水库库容为149.14×108m3,电站装机容量4 200 MW(6×700 MW)。电站左岸设一条泄洪洞,进口高程为▽1200.00 m,在泄洪洞中部设1孔泄洪洞弧形工作闸门,闸门孔口尺寸为13.00 m×13.50 m,设计水头48.00 m,底坎高程为1 193.87 m,门型为直支臂弧形钢闸门,采用弧形闸门固定卷扬式启闭机操作,额定启门力为2×3 200 k N。本文通过对泄洪洞弧形工作闸门进行结构应力、变形测量、动力特性测试、振动响应测试、启闭力测试及脉动压力测试的原型观测,掌握泄洪洞弧形工作闸门在高水头、大流量的高速水流作用下的结构应力、变形量、振动加速度等物理量的数字特征和谱特征。通过原型观测发现了闸门的运小湾水电站闸门原型观测试验背景小湾水电站是澜沧江中下游河段的X水库,正常蓄水位1 240 m,总库容150亿m3。枢纽建筑物由混凝土双曲拱坝、右岸地下引水发电系统和泄水建筑物组成。电站装机容量4 200 MW(6×700 MW),坝高294.5 m。泄水建筑物由坝身5个开敞式泄洪表孔、6个泄洪中孔、2个放空底孔、左岸1条泄洪洞等部分共同组成。小湾水电站工程X大下泄流量为20 700 m3/s,X大水头251 m。由于泄洪建筑物场地狭窄、水头高、泄洪落差大、泄洪流量大,且调度运行复杂多样,高速水力学、高水头大流量泄洪消能、泄洪闸门振动及应力变化等问题是小湾水电站安全运行的关键技术问题。通过泄洪闸门原型观测试验,能及时发现和消除影响电站运行的安全隐患,并根据观测试验成果,据实调整完善水库调度运行方式,以及验证闸门设计的正确性和设计参数的合理性。根据计划安排,在2014年8月中旬,库水位为1 236.0 m附近时开展了小湾水电站泄研究背景窄缝挑坎消能工主要作用是利用侧墙的收缩使两侧水流向水股中心运动,改变水流质点间的相互作用和水流结构,加剧水流的紊动,实现纵向拉伸,减小进入下游水垫时的X单宽流量,提高消能效果。同时,窄缝挑坎消能工还应用于一些河道狭窄的地段,从而避免了采用常规挑坎消能时,平面扩散水舌面积过大,冲击岸坡的情形[1]。窄缝体型广泛应用在水利工程中,斯木塔斯水电站、玛尔挡水电站、石砭峪水库等工程都运用了窄缝挑坎消能工,消能效果理想。然而目前对窄缝挑坎设计并无成熟计算方法,传统的对窄缝挑坎X化研究一般采用模型试验,该研究方法结果可靠,为工程设计提供依据。但模型试验耗时长,且工程费用较高,加之水舌强烈紊动,水力参数采用常规仪器难以X观测[2]。为避免模型试验的不足之处,数值模拟技术应运而生,并在工程中得到极大推广。目前关于窄缝消能工的数值研究较少,虽积累了一定经验[3-5],但仍不成熟,尚处于探索阶段,探讨数值模型在窄缝消能工的计算中的可行性概述小湾水电站位于云南省西部南涧县与凤庆县交界的澜沧江中游河段,小湾水电站工程属大(1)型一等工程,该工程由混凝土双曲拱坝(坝高294.5m)、坝后水垫塘及二道坝、左岸泄洪洞及右岸地下引水发电系统组成。水库库容为149.14×108m3,电站装机容量4,200MW(6×700MW)。泄洪洞洞身为有压变无压“龙抬头”布置,由进水口、有压段、工作闸门室、龙抬头段、无压段及出口挑流鼻坎组成。泄洪洞无压段桩号泄0+463.594～1+535.463,长1071.869m,断面形式为城门洞型。其中无压段泄0+463.594～0+595.488又称为渥奇反弧段。二、开挖支护程序1.开挖分层泄洪洞无压段(包括渥奇反弧段)的围岩有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩,根据无压段的结构特点及施工进度安排,无压段共分Ⅲ层开挖,其中渥奇反弧段分Ⅵ层开挖:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩Ⅰ层均采用中导洞X,边顶扩挖跟进方法,起到分部开挖、逐步卸荷的作用,并可保证边顶成型完好.月U青小湾水电站泄洪洞由中国水利水电X一工程局有限公司承建，合同金额4.17亿元，合同工期55个月。泄洪洞洞身为有压变无压“龙抬头”式布置，由进水口、有压段、工作闸门室、龙抬头段、直槽斜坡段及出口挑流鼻坎组成。泄洪洞工程在历时4年多的建设过程中形成了种类繁多、数量庞大的各类档案资料，做好档案工作是工程建设中一项非常重要的工作。为提高档案的标准化、规范化水平，做到档案管理工作与工程建设同步进行，项目部采取了一系列行之X的措施。2做好竣工资料工作的几项措施2.1树立“依法治档”观念，增强员工档案意识加大贯彻执行《档案法》及X有关档案工作法规、政策的宣传力度，增强全员的档案法制观念，提高员工的法律意识和素质，让其充分了解自己在档案事务方面所享受的权利和应当履行的义务。2.2转变观念，提高认识，健全组织机构小湾项目部努力克服以前“重建设、轻档案”的观念，不断提高对竣工资料工作的认识，将其上升到应有的高度，这是做好该项工作的关键。 工程概况岳城水库兴建于 60年代初 ,是漳河上的一座集防洪、灌溉、发电效益于一体的大型控制性水库。泄洪洞位于主坝下 ,其工作闸门为 7孔 4 .5m× 4 .5m-4 7.3 m(宽×高 -设计水头下同 )弧形钢闸门 ,结构为主横梁直支臂板梁结构 ,同层布置 ,面板支承在由水平次梁 (小横梁 )、垂直次梁 (隔板 )和主横梁组成的梁格上 ,支臂与主横梁用螺栓联接构成刚性主框架 ,支臂和主横梁为焊接工字形截面 ,水平次梁为轧制 2 4 a型槽钢 ,闸门结构如图 1。此闸门已运行了 3 6年之久 ,因年久失修和锈蚀已不能正常运行 ,急需改建。其改建内容为更新原弧形工作闸门及其埋件 ,新设计的闸门 4 .5m× 4 .5m-4 8.4 m,并采用新型橡塑复合水封及 SF3层复合自润滑的支铰轴套。2 弧门拆除与安装施工2 .1 测量放线因老闸门无竣工资料 ,其各埋件相对尺寸及高程都无数据可查 ,故以老闸门铰轴为基准 ,按照闸门尺寸新疆某水电站右岸导流兼泄洪洞为1条长263.6m的圆形隧洞,其中进口15m为直径12m变5.9m,出口15m为直径5.9m变11m,剩余233.6m内径均为5.9m,隧道中部有两个转弯段,弯段长度为18.346、11.563m,混凝土体积为5060m3,混凝土衬砌厚度为70和60cm两种衬砌厚度,衬砌后的洞径为5.5m。隧洞衬砌采用底拱和边顶拱二次衬砌的方法施工,先衬砌底部110°范围的底拱部分,再衬砌边顶拱。按照分块长度不大于1.5倍的原则进行分块,导流洞直线为203.091m,因此直线段分为23块,弯段分为4块,渐变段为2块,总共分为29块。底部采用翻模、边顶拱采用钢模台车施工。导流兼泄洪洞衬砌混凝土施工初期陆续出现了一些裂缝,裂缝主要是顺水流向分布,极少数环向裂缝与水平缝交汇。一部分裂缝有渗水且有钙质析出,其余的有湿痕。裂缝宽度在0.1～0.3mm之间。1裂缝成因分析出现裂缝后,通过数据收集、分析和大量的试验及观测认为裂缝.
概况 打虎石水库位于内蒙赤峰市宁城县境内,它是西辽河上游一座多年调节的具有灌概、防洪、发电、养鱼综合效益的大型水库。总库容约1.2亿立方米,大坝高42.1米,为肥粘土心墙砂壳辗压土坝,担负泄洪任务的是两条洞径均为6.5米的压力隧洞一一正常泄洪洞和非常泄洪洞,在正常洞尾部辟一叉管做为发电支洞,下接电站厂房,装机容量1500千瓦。该库自1982年1月经内蒙水利厅组织验收投产后已发挥了很大作用,控制了黑里河的洪水,截止1986年底共向下游输送灌溉用水17,530万立方米,发电576万度,投放鱼苗706万尾,捕鱼6.7万斤。因水库刚投人运行,又连逢枯水年,效益尚不十分显著。今后,随着水库管理的加强,库水的增多,水库的经济效益必将大大提高。 三、补强方案的比较 X初,是按厅的要求做设计,并已进行了大部分工作。此时有同志提出,洞壁喷浆之后势必增加糙率,对泄洪将产生不利影响,此方案的可行性在很大程度上应决定于调洪结果。因此,又重新研究了方鲁布革水电站左岸泄洪洞由有压段及明流段两部分组成,洞长761m。进水口为两孔,每孔分设检修门及事故门,J七断面尺寸分别为5丫1 5.5m及4.5义12m。进口的上唇椭圆曲线方程为xZ/‘9.5“十y“/’a .091艺二l,其底部高程为lo80.00m.进口与洞身用方圆渐变段连接。洞径为11.5m,底坡i二0.013,桩号。十巧9.03至。、一249.79为转弯段,曲率半径为som,中心角为65“。有压洞与工作门宝连接段为圆方渐变段,弧形门孔.1断面为8.5又gm,弧门后为明流段,明流段!!{;尾奇段(、“=300y)、余,}井段(1:2.372)、反弧段及泄洪导流结合段等部分组成。明流段断面为城门洞形,丫l桃号0+510.07处,底宽甘18.5m突扩为一2.om,与结合段4谁1接。I司协!.,J氏板至拱J页高l勿;!rll.0nl突扩为12.飞m。工程概况梨园水电站位于迪庆州香格里拉县(左岸)与丽江地区玉龙县(右岸)交界河段,是金沙江中游河段规划的X三个梯X,上游与两家人水电站相衔接,下游为阿海水电站。梨园水电站坝址距丽江市、昆明市、攀枝花市公路里程分别为180 km(经鸣音)、737km和485 km(经宁蒗)。梨园水电站溢洪道布置在大坝右岸,闸室紧靠右岸坝头布置,出口采用底流消能。引渠底板高程1 584.00 m,左侧设半重力式混凝土导水墙,顶部高程1 624.00 m。闸室紧靠右坝头布置,内设4孔15m×20 m溢流表孔,其中闸门及启闭机安装主要有弧形工作闸门5扇,门槽埋件8套,门库埋件1套,2×630 k N单项门机及液压抓梁1台(套),2×4 500k N液压启闭机4台(套)。2施工方法及技术措施2.1溢洪道弧形工作闸门门槽安装溢洪道弧形工作闸门为露顶式,斜支臂圆柱铰支座,门槽埋件共4套,每套重约39.6 t。工作弧形闸门门槽埋件包括一、二期埋件的安装,官瘾水电站已价一九五五年底提前菠电。官瘾工程从一九五四年七月朋工,到一九五五年十二月X一台机姐硬电,只有十八个月;勘测投针的峙阴也是同样短促的。官聪水电站建投之所以能够高速度的巡行,是和苏联尊家溯熟情热私的帮助分不阴的。 官瘾水沛工程(栩河擂、汉洪隧洞、温洪道)大部分是在一九五四年内先俊竣工的。随着国民握济的硬展,苹北地佩工类鱼荷和照明鱼荷日X上涨。在这种情况下,修建官鹿水电站,不谕就工程本身条件和地匹的急迫用电来改,是握济合理的。苏联枣家早在一九五三年初就肯定地幸剐拜了这一默,使我侧有了明攘的韶撒。 当我脚按照圃家修建官瘾水电站的决定,业洲始巡行投针峙,山鹅我哟对河流粽合利用简题,缺乏全面的君征的观段,过多地为当畴已建成和正在修建的一些水工建染物局限了我甲〕的投歌思想,只想在已有的栩河场旁边,抢建一个水电站。而对龄整个河流的洲菠,和这个水电站以及这条河流上的共他水电站建成俊,在整个电力系就巾应担负的任务,以及其他各团民涯济部阴项目背景该工程混凝土骨料取自当地料源,用其配制的混凝土抗压强度和抗冲耐磨性能很难达到设计要求。由于巴基斯坦国内不生产硅粉,若采用掺加进口硅粉的方式来提高混凝土性能,将大幅增加工程造价。因此,设计综合考虑工程所在流域水文特点、地质情况和经济性等因素,X终选择抗压强度远大于设计强度且抗冲耐磨性能极佳的花岗岩作为溢洪道和消力池底板表面抗冲耐磨材料。2技术原理该水电站工程溢洪道、消力池为局部变更项目。花岗岩单块质量约280kg(少量非标准块约450kg),与常规铺砌工艺不同,花岗岩不能直接附着于其基础层材料上。高速过流面共分为三层不同结构,自下而上分别为结构混凝土、高强度混凝土和花岗岩。为保证三层结构的整体性,高速过流面结构混凝土完成之后,先安装花岗岩,再灌注高强度混凝土。花岗岩安装时,采用型钢支撑架将标准花岗岩块悬空安装到设计位置。花岗岩支撑架采用角钢、扁钢以及弃料螺纹钢在仓位中焊接制作。钢支撑架制作完成之后,人工配合小型轮胎吊将花工程概况梨园水电站位于云南省迪庆州香格里拉县(左岸)与丽江地区玉龙县(右岸)交界河段,是金沙江中游河段规划的X三个梯X,上游与两家人水电站相衔接,下游为阿海水电站。电站坝址距丽江市、昆明市、攀枝花市公路里程分别为204 km(经鸣音)、737 km和485 km(经宁蒗)。梨园水电站工程属大(1)型Ⅰ等工程,主要永久性水工建筑物为一X建筑物。工程以发电为主,兼顾防洪、旅游等综合利用的水利水电枢纽工程。枢纽建筑物主要由面板堆石坝、右岸溢流道及消力池、左岸引水发电系统及岸边主副厂房、左岸泄洪冲沙洞等组成。水库库容为7.27亿m3,电站装机容量2 400 MW(4×600 MW)。梨园水电站导流洞工程包括1#、2#导流洞,断面形式为方圆形,Ⅲ类围岩洞段开挖断面16.4 m×19.3 m,Ⅴ类围岩洞段开挖断面18.4 m×21.2 m,渐变段开挖X大断面26.9 m×23.2 m,堵头段开挖X大断面21.4 m×24.2 m;地质比较工程概况里石门水库位于天台县西部龙溪乡里石门村上游1 km处的始丰溪上,距县城41 km,是1座以灌溉、防洪为主,结合发电、养殖等综合利用的大(2)型水库。水库集雨面积296 km2,总库容1·793亿m3(原PMF为1·99亿m3),正常库容1·22亿m3,设计灌溉面积1·2万hm2,防洪面积4 333 hm2,保护沿溪两岸农田、村镇和城关镇15万人口以及104国道的防洪安全。水库枢纽由拦河坝、坝顶溢洪道、坝内泄洪洞、发电引水隧洞和发电站等组成。拦河坝为混凝土双曲拱坝,坝顶高程186·3 m,X大坝高74·3 m,坝顶中心线展长278·4m,坝顶宽4·0 m,坝底X大宽度15·5 m。溢流坝位于河床段,溢流段长91·3 m,堰顶高程176·0 m,由8扇10 m×5·1m露顶孤形钢闸门,分别用8台2×75 kN固定卷扬式启闭机启闭;坝内泄洪洞为3×3 m方圆形断面,进口底高程140·25 m,并设1扇潜孔式平面检修闸门工程概况里石门水库位于浙江省天台县境内始丰溪上游,距里石门村1km峡谷中,坝址以上流域面积296km2。水库以防洪、灌溉为主,结合发电。坝前正常高水位176.00m,保坝洪水水位186.30m,相应库容1.99亿m3。工程主要建筑物有拦河坝、引水隧洞及发电厂房等。水库灌溉面积1.2万ha,电站装机3×2000kW,扩容后现为3×2750kW。拦河坝为混凝土双曲拱坝,X大坝高74.3m、坝顶高程186.3mX大底宽15.5m、坝顶宽度4.0m、厚高比0.208、坝顶弧长265.5m、坝顶弦长208.5m、弦高比2.81圆弧半径33.0～110.0m、中心角为70°～134°。泄洪方式采用坝顶泄流,堰顶高程176.00m,溢流段全长91.3m,分8孔,每孔由1扇5.1m(高)×10m(宽)弧形钢闸门控制,X大泄量5944m3/s。2漏水状况2.1漏水现状里石门拱坝共分23个坝段,2001年1月大坝观测时发现右坝肩20#～21#坝段工程概况里石门水库是一座以灌溉、防洪为主,结合发电、养殖等综合利用的大(2)型水库。坝址以上集水面积296km2,水库总库容1.793亿m3(原PMF为1.99亿m3),正常蓄水位库容1.218亿m3,电站装机3×2.75MW,设计灌溉面积18万亩,防洪保护面积6.5万亩,保护大坝下游沿溪两岸农田、村镇和城关镇15万人口以及104国道的防洪安全。水库枢纽工程由拦河坝、坝下消能防冲设施、引水发电隧洞和电站组成。拦河坝为混凝土双曲拱坝,坝顶高程186.3m,X大坝高74.30m。表孔溢洪道位于河床段,共8孔,单孔净宽10m,堰顶高程176.00m,每孔设1扇弧形钢闸门;坝身泄洪孔为3m×3m方圆形断面,底高程140.25m,进口设1扇潜孔式平面检修闸门,出口设1扇潜孔式弧形工作闸门。引水发电隧洞由进水口、平洞、调压室、斜洞和岔支管等组成,进口底高程140m,隧洞长2341m,调压室为简单式,斜洞后分4条岔支管,其中3条与电站3台机.弧形闸门因其没有门槽、启闭力小和操作运行方便等特点,被广泛地应用于水利工程中。随着高坝建设的发展,弧形闸门的工作水头不断提高,闸门的尺寸也日趋加大。当闸门关闭挡水时,闸门的设计一般都满足静力要求,然而闸门在局部开启状态下运行中在动水作用下发生强烈振动时有发生。振动给人们带来噪音和不安全感,甚至引起闸门动力失稳,带来严重的损失。水工闸门的安全运行和正常工作对整个水利枢纽是至关重要的,因而开展对水工弧形闸门的结构和动力特性研究具有很大的实际意义。本文结合新疆开都河察汗乌苏水电站工程这一实际工程,对其弧形闸门的动力特性以及其X化进行了试验研究和数值计算。主要的研究内容如下:(1)根据水弹性模型模拟原理要求,制作弧形闸门水弹性模型,对流激振动试验结果进行分析。(2)应用ANSYS有限元软件,建立了该弧形闸门三维有限元数值模型,并对其进行了动力分析,给出了弧形闸门的自振频率,并且进一步分析了流固耦合效应对自振特性的影响,同时运用试验获得的?水流诱发闸门振动在工程中屡见不鲜,在某些条件下,闸门会出现剧烈的振动,影响工程安全运行或结构破坏,是一个重要的研究课题,并已开展了广泛的研究。本文研究结构动力学的X二类反问题的分析方法(以下简称反分析方法),在实际工程的原型或模型动力实验中,水流动力荷载未知,而且实测动力响应的测点总是有限的,特别是在原型观测中有时很少,难以全面反映水工结构的振动响应特征,因此要对水工结构的流激振动进行正确评估,有必要通过实测有限点的响应特征,回归出整个动位移场和动应力场,以便得到X大动力响应值。1流激振动响应的反分析方法模态叠加法是建立在模态的正交性及展开定理基础上的一种求解动力响应的近似方法[1,2]。理论上,对于一个N自由度的系统,可以通过方程解耦,确定模态坐标响应,然后通过坐标变换得到物理坐标响应。随着我国水利水电事业的蓬勃发展,水利枢纽工程的规模越来越大,重要性越来越突出,水工建筑物的安全问题越来越备受关注。水工闸门的安全运行和正常工作对整个水利枢纽是至关重要的。闸门在启闭过程中或者局部开启时,都可能发生振动,振动的原因和种类也是多种多样的。一般泄水建筑物的工作闸门都采用弧形闸门,因其启门力小,没有门槽,过流流态好,操作运行方便等X点而受到广泛应用,因而开展对水工弧形闸门的动力特性研究具有很大的实际意义。本文结合嘉陵江新政航电枢纽工程这一实际工程,对其泄洪弧形闸门的动力特性以及其X化进行了试验研究和数值计算。主要的研究内容如下:(1)根据水弹性模型模拟原理和试验要求,制作弧形闸门水弹性模型,并且对闸门的荷载特性,流激振动试验结果进行分析。(2)应用ANSYS有限元软件,建立了该泄洪弧形闸门三维有限元数值模型,并对其进行了动力分析,给出了弧形闸门的自振频率,并且进一步分析了流固耦合效应对自振特性的影响,同时运用试验获得的水水工弧形闸门因其启门力小,没有门槽,操作运行方便等X点而在国内外得到广泛应用,我国已建约8.3万座水库,其中大中型水库2700多座,配有大量的泄水建筑物和控制闸门。从总体上看,我国已建工程的绝大多数弧形闸门的运行状况良好,但尚有部分闸门出现各种各样的问题。突出表现为止水体型不良和物理性能达不到标准及闸门结构在动水作用下的流激振动问题,有的闸门因在特殊水动力荷载作用下产生强烈振动,乃至因支臂动力失稳而破坏[1]。从X电力公司X二轮定检资料[2]来看,也证明了这一点。根据国内外大量工程的运行经验,能否确保弧形工作门的运行安全,在某种程度上涉及到大坝乃至整个水利枢纽的运行安全问题。因而开展对水工弧形闸门的动力安全技术研究,特别是流激振动问题的研究成为水利工程界共同关心的问题。1 水工弧形闸门流激振动[1]运行过程中弧形闸门在动水荷载作用下产生振动。一般情况下,泄水道边界层紊动和水流内部随机脉动作用力激励产生的闸门振动不致造成危害。在运行过程中 ,弧形闸门在动水荷载作用下产生振动 ,如果是淹没出流 ,在某些情况下流体和闸门相互作用 ,还会产生危害性的流激振动。这种流激振动的脉动压力主频接近闸门的基频 ,并包括若干主频的倍频成分。脉动压力是个随机过程 ,具有明显的不确定性 ,常用概率和统计的方法来描述过程的数量特征 ,工程上常用功率谱密度来描述 ,功率谱密度函数是一种频域描述。时域描述是相对于频域描述而言的 ,在工程分析中也是需要的。如时域方法可以对闸门进行较X的非线性分析 ,可以直接得出结构的响应量值 ,可以比频域法获得更多的有关可能发生疲劳问题的信息 ,通过时域的分析可以获得幅值域和频域的信息。此外 ,模拟时域脉动压力曲线也是对闸门进行振动控制的前提。研究时域模拟一直是随机过程模拟的重要内容。时域模拟就是通过已知的频域信息重现时程样本。1 模拟方法概述已有研究表明 ,在许多情况下脉动压力都近似服从高斯分布。在恒定流动条件下 ,一般可将脉动压力视为平稳高.前言闸门是水工建筑物中的轻型结构,保证它的正常运行对整个水利枢纽是非常重要的。弧形闸门一般用作工作闸门,有的长期在局部开启条件下运行,有的虽只是启闭过程中的局部开启,但都有可能因脉动水荷载作用而发生显著振动。从运行经验看,引起弧形闸门有害变形和有害振动的原因有:1.闸门底缘不良,如美国Arkansas运河上的闸门[1];2.闸门被尾水淹没,如 Barkley 坝弧形闸门[2];3.闸门支臂刚度不够引起的失稳与自激振动,如日本一坝弧形门的失稳[3],中国的三义寨弧门[4]的自激振动等;4.大开度时胸墙底部的冲击性射流,如中国鹤地水库溢洪道弧形门等[5];5.支铰摩阻与振动,如中国甘溪水电站溢流坝弧形闸门[6];6.止水断裂引起的缝隙射流激振,如中国密云水库X二溢洪道弧形闸门[7]。Naudascher曾把流激振动的激励机制分成三类:外部激励(EIE),不稳定激励(IIE)和运动激励(MIE)[8,9]。就实质而言,流激振动只有引言永庆反调节水库位于丰满大坝下游10.3 km处,它是丰满水电站反调节水库,同时满足下游工业及城市生活用水要求的日调节水库。工程所处位置环境X低温度为-35℃,结冰期约150 d。金属结构设备设有8扇弧形工作闸门,启闭机为2×800 kN液压启闭机,每套液压启闭机设一个泵站,共8个泵站。表孔弧形闸门在冬季应具备启、闭闸门调节流量条件,以保证向下游连续均匀的供水,保证工业及城市用水,每日需运行一到两次。由于地处东北寒冷地区,须解决露顶式闸门的冬季操作问题,这个难题处理的好坏,是工程能否成功投入运行的关键。影响闸门冬季正常操作的主要原因是冰冻问题。冬季丰满水库下泄的水,温度相对较高,并且与丰满水库相距不远,永庆库区冬季基本不结冰,对闸门正常操作不存在影响[1]。冰冻问题主要是由于闸门水封与埋件座板局部不可避免的间隙,造成渗水在闸门水封下游侧结冰,使水封与埋件之间冻连在一起,由此增大启闭设备的负荷,闸门启闭时冰冻力会对橡皮水封产生工程概况新疆沙湾流域溢流坝具有灌溉、发电、供水等综合应用价值,是大型综合利用的水利水电工程,而且其中的电站主要承担调峰、调相、调频任务。新疆沙湾流域溢流坝包括了灌溉、发电工程以及枢纽三大部分,该坝的水电站装机容量为24万k W,引水灌溉6.63万hm2,而且多年的平均发电量为5.04亿k W·h。该水利水电工程水库正常蓄水位为140.00 m,其中死水位为116.00 m。该水利水电工程属于多年调节水库,总库容为17.10亿m3,另外,新疆沙湾流域溢流坝河床为碾压混凝土重力坝,拦河坝全长为5 842 m,其中X大坝高为57 m,其坝长为719 m,并且两岸衔接土坝,土坝的长度为5 123 m。该水利水电工程的溢洪道采取开敞式溢洪坝,共计装设了16扇露顶式弧形钢闸门,其堰顶高程为126.00 m,设置了16个孔口(孔口净宽为16.00m),并且采用液压启闭机负责启闭。2溢流坝的弧形工作闸门泄洪水流流态分析溢流坝的弧形工作闸门泄洪.电站概述沙沱水电站位于贵州省沿河县城上游约7 km处,为二等大(2)型工程,水库正常蓄水位365 m,相应库容7.70亿m3,总库容9.10亿m3,其中,防洪库容2.04亿m3,调节库容2.87亿m3,属日调节水库;电站装机1 120 MW,多年平均发电量45.52亿k W·h;溢流坝表孔弧形工作闸门于2013年4月投运,共7孔,挡水门高(设计水位)为24 m,孔口净宽为15 m,总水压力为44 455 k N,弧门半径为27 m,操作条件为动水启闭,局部开启,启闭机形式为表孔双缸弧门液压启闭机。2016年11月起,对1—7号溢流坝表孔弧形工作闸门进行了预试工作,检查发现闸门存在不同程度的表面锈蚀,如不及时处理,将会产生极大安全隐患。未处理前闸门锈蚀情况见图1。图1闸门未处理前锈蚀情况图2闸门锈蚀产生原因分析根据DL/T835-2003《水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程》中规定,腐蚀评定标准根据腐蚀部位及分布,蚀坑的深度、大辽河工程局承担了绰勒水利枢纽工程金属结构产品的制造任务。由于工期紧,任务重,能否对标书进行完全承诺,将直接影响中标与否。若按以往的制造方法将无法保质、按期完成,故进行了弧形钢闸门制造技术的改造。主表有:改反弧制造为正弧制造,改普通手工电弧焊为埋弧自动焊与CO2保护焊。新方法不但确保了按期完成制造任务,而且还提高了辽河工程局金属结构产品的制造能力,增强了竞争力。1制造工艺改进的主要过程①向水利部金属结构检测中心权威专家咨询。②参考咨询数据,自行设计组装平台及焊接平台。③产品中标后,立即按闸门设计参数进行了平台的施工及焊接工艺参数的确定。2大型弧形闸门制造工艺的改进与实施2.1大型弧形闸门制造工艺改进方向2.1.1下料方法的改进原制造工艺为手工划线半自动单头切割机下料,改进后的工艺为人工划线,多头半自动切割机下料。多头切割机可以同时进行10条下料线的切割,X小切割宽度160 mm,X大宽度2 000 mm,切割长度可以根据需要确定永庆反调节水库位于丰满大坝下游10.3 km处,它是丰满水电站反调节水库,同时满足下游工业及城市生活用水要求的日调节水库。工程所处位置环境X低温度为-35℃,结冰期约150 d。金属结构设备设有8扇弧形工作闸门,启闭机为2×800 kN液压启闭机,每套液压启闭机设一个泵站,共8个泵站。表孔弧形闸门在冬季应具备启、闭闸门调节流量条件,以保证向下游连续均匀的供水,保证工业及城市用水,每日需运行一到两次。由于地处东北寒冷地区,须解决露顶式闸门的冬季操作问题,这个难题处理的好坏,是工程能否成功投入运行的关键。影响闸门冬季正常操作的主要原因是冰冻问题。冬季丰满水库下泄的水,温度相对较高,并且与丰满水库相距不远,永庆库区冬季基本不结冰,对闸门正常操作不存在影响[1]。冰冻问题主要是由于闸门水封与埋件座板局部不可避免的间隙,造成渗水在闸门水封下游侧结冰,使水封与埋件之间冻连在一起,由此增大启闭设备的负荷,闸门启闭时冰冻力会对橡皮水封产生工程概况新疆沙湾流域溢流坝具有灌溉、发电、供水等综合应用价值,是大型综合利用的水利水电工程,而且其中的电站主要承担调峰、调相、调频任务。新疆沙湾流域溢流坝包括了灌溉、发电工程以及枢纽三大部分,该坝的水电站装机容量为24万k W,引水灌溉6.63万hm2,而且多年的平均发电量为5.04亿k W·h。该水利水电工程水库正常蓄水位为140.00 m,其中死水位为116.00 m。该水利水电工程属于多年调节水库,总库容为17.10亿m3,另外,新疆沙湾流域溢流坝河床为碾压混凝土重力坝,拦河坝全长为5 842 m,其中X大坝高为57 m,其坝长为719 m,并且两岸衔接土坝,土坝的长度为5 123 m。该水利水电工程的溢洪道采取开敞式溢洪坝,共计装设了16扇露顶式弧形钢闸门,其堰顶高程为126.00 m,设置了16个孔口(孔口净宽为16.00m),并且采用液压启闭机负责启闭。2溢流坝的弧形工作闸门泄洪水流流态分析溢流坝的弧形工作闸门泄洪电站概述沙沱水电站位于贵州省沿河县城上游约7 km处,为二等大(2)型工程,水库正常蓄水位365 m,相应库容7.70亿m3,总库容9.10亿m3,其中,防洪库容2.04亿m3,调节库容2.87亿m3,属日调节水库;电站装机1 120 MW,多年平均发电量45.52亿k W·h;溢流坝表孔弧形工作闸门于2013年4月投运,共7孔,挡水门高(设计水位)为24 m,孔口净宽为15 m,总水压力为44 455 k N,弧门半径为27 m,操作条件为动水启闭,局部开启,启闭机形式为表孔双缸弧门液压启闭机。2016年11月起,对1—7号溢流坝表孔弧形工作闸门进行了预试工作,检查发现闸门存在不同程度的表面锈蚀,如不及时处理,将会产生极大安全隐患。未处理前闸门锈蚀情况见图1。图1闸门未处理前锈蚀情况图2闸门锈蚀产生原因分析根据DL/T835-2003《水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程》中规定,腐蚀评定标准根据腐蚀部位及分布,蚀坑的深度、辽河工程局承担了绰勒水利枢纽工程金属结构产品的制造任务。由于工期紧,任务重,能否对标书进行完全承诺,将直接影响中标与否。若按以往的制造方法将无法保质、按期完成,故进行了弧形钢闸门制造技术的改造。主表有:改反弧制造为正弧制造,改普通手工电弧焊为埋弧自动焊与CO2保护焊。新方法不但确保了按期完成制造任务,而且还提高了辽河工程局金属结构产品的制造能力,增强了竞争力。1制造工艺改进的主要过程①向水利部金属结构检测中心权威专家咨询。②参考咨询数据,自行设计组装平台及焊接平台。③产品中标后,立即按闸门设计参数进行了平台的施工及焊接工艺参数的确定。2大型弧形闸门制造工艺的改进与实施2.1大型弧形闸门制造工艺改进方向2.1.1下料方法的改进原制造工艺为手工划线半自动单头切割机下料,改进后的工艺为人工划线,多头半自动切割机下料。多头切割机可以同时进行10条下料线的切割,X小切割宽度160 mm,X大宽度2 000 mm,切割长度可以根据需要确定工程概况新疆沙湾流域溢流坝具有灌溉、发电、供水等综合应用价值,是大型综合利用的水利水电工程,而且其中的电站主要承担调峰、调相、调频任务。新疆沙湾流域溢流坝包括了灌溉、发电工程以及枢纽三大部分,该坝的水电站装机容量为24万k W,引水灌溉6.63万hm2,而且多年的平均发电量为5.04亿k W·h。该水利水电工程水库正常蓄水位为140.00 m,其中死水位为116.00 m。该水利水电工程属于多年调节水库,总库容为17.10亿m3,另外,新疆沙湾流域溢流坝河床为碾压混凝土重力坝,拦河坝全长为5 842 m,其中X大坝高为57 m,其坝长为719 m,并且两岸衔接土坝,土坝的长度为5 123 m。该水利水电工程的溢洪道采取开敞式溢洪坝,共计装设了16扇露顶式弧形钢闸门,其堰顶高程为126.00 m,设置了16个孔口(孔口净宽为16.00m),并且采用液压启闭机负责启闭。2溢流坝的弧形工作闸门泄洪水流流态分析溢流坝的弧形工作闸门泄洪.电站概述沙沱水电站位于贵州省沿河县城上游约7 km处,为二等大(2)型工程,水库正常蓄水位365 m,相应库容7.70亿m3,总库容9.10亿m3,其中,防洪库容2.04亿m3,调节库容2.87亿m3,属日调节水库;电站装机1 120 MW,多年平均发电量45.52亿k W·h;溢流坝表孔弧形工作闸门于2013年4月投运,共7孔,挡水门高(设计水位)为24 m,孔口净宽为15 m,总水压力为44 455 k N,弧门半径为27 m,操作条件为动水启闭,局部开启,启闭机形式为表孔双缸弧门液压启闭机。2016年11月起,对1—7号溢流坝表孔弧形工作闸门进行了预试工作,检查发现闸门存在不同程度的表面锈蚀,如不及时处理,将会产生极大安全隐患。未处理前闸门锈蚀情况见图1。图1闸门未处理前锈蚀情况图2闸门锈蚀产生原因分析根据DL/T835-2003《水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程》中规定,腐蚀评定标准根据腐蚀部位及分布,蚀坑的深度辽河工程局承担了绰勒水利枢纽工程金属结构产品的制造任务。由于工期紧,任务重,能否对标书进行完全承诺,将直接影响中标与否。若按以往的制造方法将无法保质、按期完成,故进行了弧形钢闸门制造技术的改造。主表有:改反弧制造为正弧制造,改普通手工电弧焊为埋弧自动焊与CO2保护焊。新方法不但确保了按期完成制造任务,而且还提高了辽河工程局金属结构产品的制造能力,增强了竞争力。1制造工艺改进的主要过程①向水利部金属结构检测中心权威专家咨询。②参考咨询数据,自行设计组装平台及焊接平台。③产品中标后,立即按闸门设计参数进行了平台的施工及焊接工艺参数的确定。2大型弧形闸门制造工艺的改进与实施2.1大型弧形闸门制造工艺改进方向2.1.1下料方法的改进原制造工艺为手工划线半自动单头切割机下料,改进后的工艺为人工划线,多头半自动切割机下料。多头切割机可以同时进行10条下料线的切割,X小切割宽度160 mm,X大宽度2 000 mm,切割长度可以根据需要确定引言永庆反调节水库位于丰满大坝下游10.3 km处,它是丰满水电站反调节水库,同时满足下游工业及城市生活用水要求的日调节水库。工程所处位置环境X低温度为-35℃,结冰期约150 d。金属结构设备设有8扇弧形工作闸门,启闭机为2×800 kN液压启闭机,每套液压启闭机设一个泵站,共8个泵站。表孔弧形闸门在冬季应具备启、闭闸门调节流量条件,以保证向下游连续均匀的供水,保证工业及城市用水,每日需运行一到两次。由于地处东北寒冷地区,须解决露顶式闸门的冬季操作问题,这个难题处理的好坏,是工程能否成功投入运行的关键。影响闸门冬季正常操作的主要原因是冰冻问题。冬季丰满水库下泄的水,温度相对较高,并且与丰满水库相距不远,永庆库区冬季基本不结冰,对闸门正常操作不存在影响[1]。冰冻问题主要是由于闸门水封与埋件座板局部不可避免的间隙,造成渗水在闸门水封下游侧结冰,使水封与埋件之间冻连在一起,由此增大启闭设备的负荷,闸门启闭时冰冻力会对橡皮水封产引言澄碧河水库位于广西百色市城北右江支流的澄碧河下游,距百色城区7km,是一座以防洪、发电、城区供水等综合利用的大(1)型水库,属多年调节,正常水位185.00m,大坝于1961年10月建成。溢洪道为开敞式实用堰,为ⅠX建筑物,1966年完成土建,1970年完成闸门及启闭机安装,堰顶高程176.00m,设有4孔12m×9.3m(宽×高)的两支臂主横梁式弧形钢闸门,溢流坝4扇弧形工作门为2根主横梁、双斜2支臂、整段门叶的焊接钢结构,支承型式为双圆柱铰。闸门由面板、主横梁、次梁、垂直隔板、斜撑、支腿等主要结构组成。闸门圆弧半径为12m,闸门底部高程176.0m,闸门顶部高程185.3m,支绞高程185.0m[1],设计水头9m,由4台固定式2×50t油压卷扬式启闭机控制,当上游水位X过185.0m时开门泄洪,进行水库水位调度,堰下游设有两X消力池。目前使用的1#、3#、4#弧型钢闸门于1970年使用,已工作35年,2#弧型钢闸门工程概况 宝鸡峡渠X加坝加闸水利水电工程(简称宝鸡峡工程)。是为缓解陕西省渭北高原地区干旱缺水而修建的水库枢纽工程。其一期低坝自流引水枢纽工程已于1960年建成。加高后的拦河坝为混凝土重力坝,X大坝高49.6m,坝顶长度180.sm,X库容3 800万m,。枢纽的主要任务是提高灌溉效益并结合灌溉进行发电。 宝鸡峡工程建成后,其坝内孔口主要分布在:①溢流中孔5个,孔口尺寸10 mxs.3m;②冲沙底孔3个,孔口尺寸6.5 mxs.om;③灌溉引水孔1个,孔口尺寸连m又sm;④电站引水孔1个,孔口尺寸4.6 mx4.6m。 目前,底孔的金属结构已全部安装完成并投人使用。本文就底孔弧形工作闸门及启闭机的布置、设计特点作一简单介绍。2弧形工作闸门及启闭设备2.1闸门及启闭设备 弧形门具有操作灵便、没有门槽、水力学条件较好等X点。底孔采用弧形门,孔口尺寸6.sm x 8.om,弧门半径R~14m,设计水位636.OOm,支铰中心高程6我国水利水电事业得到了快速发展，建设了一大批水利水电枢纽，取得了巨大成就，尤其是在高水头大流量泄洪消能的研究方面达到了世界X水平。在21世纪，我国拟建一批坝高200～300米、泄洪流量20000～50000m~3/s的大型水利工程，这些工程在泄洪消能方面向高坝水力学提出了新的挑战。因此，开展多种型式泄洪消能工的研究势在必行，其中将施工导流洞改建为永久泄水建筑物是一项具有很大经济效益的工程，但同时又是一项存在诸多困难的工程，故有必要开展这方面的研究工作。自从孔板泄洪洞这一新型的内消能工在我国黄河小浪底工程这样大型水利枢纽上使用，在国内外属于创举，故引起了规划、设计、科研等有关单位的关注，并进行了大量的研究工作，获得了宝贵的资料，但由于1#孔板泄洪洞在原型事故闸门下闸试验过程中出现强烈振动，造成这一现象的原因何在?对建筑物结构是否造成威胁?因此，本文对孔板泄洪洞这一新型的消能工的水力特性从试验和数值模拟两个方面作了详细研浅谈新型消能工孔板消能设计李燕红闫国保一、引言利用孔板洞或压力管道内设小于隧洞或管道直径的多X孔板进行高速水流的消能，是一种新近发展起来的可减免洞（管）壁磨蚀，减轻出口消能负担的新型消能工。作为一种特殊的消能设施，在大型工程上运用，除在加拿大麦长坝（Ｍｉｃａ）底孔泄洪洞和我国小浪底工程泄洪导流洞采用这种突扩措施消能外，国内外尚无其它实例。为了论证利用孔板消能的可行性，近年来黄委水科院、中国水科院、大连理工大学、天津大学、清华大学等科研单位结合小浪底工程设计，进行了大量的水力学、结构力学模型试验和计算分析，同时选择碧口水电厂左岸排沙洞进行了多X孔板的原型试验，为孔板消能设计提供了宝贵资料。二、孔板消能的基本原理孔板消能是利用通过孔板孔口的水流突然扩散产生强烈的紊动，使水流内部产生剪切摩擦与碰撞来消杀巨大的水流动能，被消杀的大部分动能转化为热能随水流而走。采用多X孔板消能，既可使水流多次突扩而增加消能效果，还能使各X孔口下游突扩后的为了满足水库防洪、排沙、调水调沙、泄洪建筑物防泥沙磨损和空化要求及适应坝址地形地质条件 ,小浪底工程泄洪建筑物采用了组合泄洪洞方案。该方案泄洪建筑物由 3条常规的明流泄洪洞、3条后张法预应力衬砌压力排沙洞、3条由导流洞改建而成的多X孔板消能泄洪洞、1条正常溢洪道组成。其中孔板消能泄洪洞是一种突破常规的新洞型 ,现就这一新洞型及三X孔板泄洪洞的设计X化过程作一介绍。1 多X孔板消能泄洪洞的设计思想1.1 小浪底泄洪洞布置面临的困难小浪底工程采用一次性拦河断流 ,隧洞导流 ,全年基坑施工方案。导流运用的X一年 ,按百年一遇洪水设计。根据水力计算 ,要求导流建筑物泄流能力为 82 70ｍ3/ｓ。这样 ,需要布置3条洞径为 14 .5ｍ的导流洞 ,其中一条临近河床 ,进口高程为132 .0ｍ、其余两条导流洞进口高程为 14 1.5ｍ。3条导流洞在完成施工导流任务后 ,若废弃不用 ,根据小浪底水库运用要求孔板泄洪洞工程概况黄河小浪底水利枢纽的3条孔板泄洪洞均由施工导流隧洞改建而成,采用“龙抬头”压力隧洞接明流隧洞的布置形式,在水平压力隧洞段设三X消能孔板。1号孔板洞进水口底板高程为175.00 m,设两扇平板检修门,通过龙抬头式的连接段与原导流洞相接,导流洞内径14.50 m,在桩号0+131.79、0+175.29和0+218.79处分别设计布置了三X孔板,孔径依次为10.0、10.5、10.5 m,孔径比β依次为0.690、0.724和0.724。孔板间距约为洞径的3倍。中闸室布置在桩号0+284.29处,采用两扇偏心铰弧形闸门(4.8 m×5.4 m)控制,孔口控制面积51.84 m2。弧门出口底部设挑坎,坎顶高程135.65 m,孔口两侧各设0.50 m的突扩,其下游接无压明流隧洞。1号孔板洞X大工作水头为140 m,闸门出口处流速达33～35 m/s,单洞X大泄洪功率X过2 000 MW,由于是X次在大型水利工程中在水力资源丰富的深山峡谷地区修建高坝，常因导流流量大而修建大尺寸的导流洞．导流任务完成后，如何利用这庞大的导流洞，使之成为永久建筑物，一直是水利水电设计中探讨的问题之一．随着科学技术的发展，世界各国都曾将导流洞改建成排沙洞、尾水洞、放空洞、灌溉洞、发电洞等，其中把导流洞改建成泄洪洞经济效益X大．统计资料表明，国外89座工程实例中，92％导流洞均已改建为永久建筑物，其中65％改建成泄洪洞或放空洞．例如：前苏联布列依坝高142m；2条导流洞断面均为17mX22m，X大单孔泄量为7300m‘／s，导流任务完成后改建为永久泄洪洞，成为世界X大导流流量的改建泄洪洞工程；努列克工程坝高300m，3条导流洞断面10mX12m，其中2条导流洞改建成泄洪洞，出口流速55m／s，为改建成泄洪洞中流速X大的工程；还有埃及的阿斯旺水库，坝高1tim，6条导流洞直径15m，全都改建成泄洪及发电两用洞，总泄量6000m‘／s，为改建导流洞X多的工程工程概况蜀河水电站工程位于汉江上游陕西省旬阳县境内,距上游已建的安康水电站约120 km,距下游已建的丹江口水电站约200 km。是汉江上游梯X开发规划中的X6个梯X电站,是一座以发电为主,兼有航运等综合效益的水电站工程。316国道和襄渝铁路分别从枢纽左岸和右岸通过,右岸上游2.3 km处有蜀河火车站,对外交通便利。电站安装6台45MW灯泡贯流机组,年发电量9.53亿kWh,年利用小时数3 530 h。2弧形工作闸门及启闭机总体布置右岸泄洪闸共5孔,其中1孔兼作垂直升船机坝段,每孔进口依次设置1道叠梁检修闸门门槽和1道弧形工作闸门门槽,共设1扇检修闸门,5扇弧形工作闸门。弧形工作闸门孔口尺寸为13 m×24.3 m,设计水头23.8 m,底坎高程193.50 m。以正常蓄水位217.30 m,作为弧门设计挡水位和操作运行水位,考虑0.5 m的涌浪X高。该弧门采用后拉式液压启闭机操作,确定油缸上端支铰中心高程为228.50 m大跨度平开弧形闸门跨度较大,属于单层主横梁立轴式闸门,X早用于荷兰鹿特丹的新水道挡潮闸[1]工程中。闸门运行时转动轴沿垂直方向,与传统的主横梁式闸门不同。该类闸门在国内应用较少,现有的研究资料[2-5]表明:在对该类闸门进行前期结构布置时,以传统的平面简化方法进行设计,后期再通过有限元软件分析、模型实验等方式对结构进行校核或X化。这虽然在一定程度上避免了传统设计方法的局限性,但仍存在几点不足。其一,该类闸门主框架布置时,参照设计规范[6]中常规的弧形闸门布置方式,其水平方向的简化布置如图1所示,支臂距端面距离,默认了主支臂夹角约为0.6倍的门体张角。但大跨度平面立轴式弧门的约束方式与常规闸门不同,结构还须在羊角端设置重要的转动约束,而且,支臂结构巨大,作为主要承重结构,其稳定性也和支臂夹角大小有关,而简化的模型未考虑这点。其二,单层式的主框架结构支臂受力复杂,传统的设计方法很难保证简化的支臂轴力水荷载水平方向和垂直方向分布引起的某型飞机轮舱支臂耳片在外场使用过程中,发现多起断裂故障,且裂纹均从支臂耳片的连接孔边产生。经失效分析认为:支臂轴孔处的裂纹性质为微动损伤引起的疲劳断裂。为保持飞机良好的技术战斗性能和确保飞行的安全,需寻找一种快速可靠的无损探伤方法。1裂纹故障分析某型飞机轮舱支臂是外翼前梁与中央翼的连接交点,支臂耳片主要承受通过衬套传来的挤压力,在某些飞行动作下,外翼前梁根部承受的扭矩会通过连接螺栓传给支臂上的衬套,导致衬套受部分轴向力,在飞行交变载荷作用下,使衬套向航后凸出。衬套凸出孔臂后,孔臂与衬套的接触面积减小,进而导致孔臂局部压应力增大,同时衬套移位造成衬套的载荷中心与耳片孔的厚度中心错位,衬套上的力对耳片形成一个附加的偏心弯矩。在应力增大、偏心弯矩以及交变载荷的联合作用下,反复受载,进而产生裂纹。2探伤方法的选择在航空维修中,常用的探伤方法有X声、磁粉、涡流、射线和渗透。对于这类表面疲劳裂纹,射线探伤不敏感;由于渗透探伤前后都需清洗,而.弧形闸门是水利水电工程中普遍采用的门型之一,具有结构简单、启闭力小、操作简单、水流条件好等X点。因此,在泄水建筑物中,尤其是高水头、高流速状态下使用的更为普遍,能够X的降低气蚀对门槽造成的损害以及因局部开启造成的振动等。目前水利行业采用的计算机辅助设计软件仍然以Auto CAD的二维平台为主,在此平台下,设计者X先要在头脑中想象出弧形闸门的实体结构。需要具备X的三维空间想象力,并对弧形闸门足够熟悉,才能比较顺利的绘制出弧形闸门的二维图。对于表孔弧形闸门,以斜支臂结构二维图的绘制X为复杂。斜支臂夹角、扭角等数据都要经过详细的计算才能确定,然后绘制于二维图中,从想象中的三维实体到图纸上的二维平面图绘制,过程复杂。三维设计软件在近几年的工程设计中运用的越来越普遍,它的X势在于能够直接将设计目标用三维的视角呈现给设计者,实现目标物体的可视、可测。这样一来,之前介绍的斜支臂夹角、扭角等复杂数据不用计算就能从所建模型中直接测得引言弧形闸门是水利水电工程应用X广泛的闸门类型之一。由于大部分弧型闸门具有斜支臂结构,用二维视图表达比较困难,在设计和制造过程中经常出现将斜支臂偏斜角与上支腿偏斜角混为一谈的情况。由于闸门尺寸较大,角度的微小误差会造成长度的很大偏差,这会给闸门的制造安装带来很大困难,甚至会出现支臂与门叶主梁不能安装到一起的现象。因此,探讨斜支臂偏斜角的计算,对提高弧型闸门制造及安装精度十分必要。1斜支臂偏斜角的计算模型斜支臂弧形闸门的三维结构示意图如图1所示,因结构对称,图中只画出一半。图1斜支臂弧形闸门的结构示意图在图1中,O为对称面上的旋转中心;O′为支铰旋转中心;O′A′和O′B′为支臂的上下两条支腿;θ为两支腿之间夹角的一半的正投影(一般装配图上标注此角度);θ1为两支腿之间夹角的一半(一般支臂部件图上标注该角度)。由于支臂相对于对称面为斜放,即OO′≠AA′,所以,一般情况下θ≠θ1。α为上支腿平面内支腿与对称线的夹角,即支腿偏斜角闸门设计规范5 DJ 13一78(简称“规范”下同)X7涤指出:斜支臂弧形闸门,当支臂与主横梁水平联结时,在支铰处两支臂形成扭角2声,见图一,笋角可用下式计算铰中心0放在w投影面上,且离H投影面高为h,斜支臂中心线OC放在平行H投影面位置,OA、OB分别为上支臂及下支臂的空间位置,当弧面中心与铰中心重合时(多数弧门设计如此),这样可得到以下关系式:?当前,我国的水电工程正处于高潮开发阶段,人们的环保意识也迅速提高,在综合考虑社会、经济和环境对水量的需求条件下,水利枢纽还肩负着向下游减水河段下泄生态流量的任务。然而章继光[1]等人曾对我国部分失事闸门做过调查,按照其破坏性状及触发原因,局部开启泄流破坏是主要破坏类别之一。而为保证下游生态流量的需求,恰恰要求弧形闸门长时间局部开启。在国外,低水头弧形闸门失事实例时有发生,例如日本的和知坝堰顶弧形闸门、美国麦克莱伦—克尔阿肯河航运系统的弧形闸门等。尽管这些失事闸门的运行条件、结构尺寸、构造形式各不相同,破坏时的直接触发原因也多种多样,但从破坏特征来看,有两点共同特征值得注意——从破坏的内因水力条件,故不模拟刚度及重量。面板用5 mm有机分析,失事闸门均因支臂丧失稳定,发生弯扭曲导致玻璃板弯成弧形,支腿用10 mm有机玻璃板与面板整扇闸门丧失挡水能力而遭受破坏,这主要是由闸门相连。在支腿上安装力传感器,测量支铰力,面板上设计不当工程概况乐昌峡水利枢纽是广东目前在建的X大水利项目,是乐昌市和韶关市的重要防洪工程,亦是珠江流域防洪规划北江上游防洪工程体系的控制性水利枢纽。工程位于北江流域的一X支流———武江乐昌峡河段原塘角火车站旧址附近,距乐昌市约14km。泄洪闸共设5孔潜孔式弧门(面板的弧形半径为15 000mm,面板宽度为11 996mm,面板弧长为12 467mm。),采用2×2 500kN液压启闭机启闭,支铰为自润滑关节轴承材料,侧水封、底水封安装在弧门门叶上,顶止水封采用两道止水,1道顶止水封安装在门叶上,1道顶止水封安装在埋件门楣上,门楣上的顶止水采用铰支联接,使得弧门在启闭过程中门楣顶止水封在水压的作用下,能够在启闭过程中与门叶面板贴紧达到止水、防射水的作用。常规的安装工艺及方法在此不拟重述,这里,针对本工程如何快速X质完成弧门安装中出现的难点进行简述,以供类似工程参考。2安装存在问题的提出1)弧门的支铰预埋螺栓为一期预埋,不设二期砼浇注工程概况新疆沙湾流域溢流坝具有灌溉、发电、供水等综合应用价值,是大型综合利用的水利水电工程,而且其中的电站主要承担调峰、调相、调频任务。新疆沙湾流域溢流坝包括了灌溉、发电工程以及枢纽三大部分,该坝的水电站装机容量为24万k W,引水灌溉6.63万hm2,而且多年的平均发电量为5.04亿k W·h。该水利水电工程水库正常蓄水位为140.00 m,其中死水位为116.00 m。该水利水电工程属于多年调节水库,总库容为17.10亿m3,另外,新疆沙湾流域溢流坝河床为碾压混凝土重力坝,拦河坝全长为5 842 m,其中X大坝高为57 m,其坝长为719 m,并且两岸衔接土坝,土坝的长度为5 123 m。该水利水电工程的溢洪道采取开敞式溢洪坝,共计装设了16扇露顶式弧形钢闸门,其堰顶高程为126.00 m,设置了16个孔口(孔口净宽为16.00m),并且采用液压启闭机负责启闭。2溢流坝的弧形工作闸门泄洪水流流态分析溢流坝的弧形工作闸门泄洪.辽河工程局承担了绰勒水利枢纽工程金属结构产品的制造任务。由于工期紧,任务重,能否对标书进行完全承诺,将直接影响中标与否。若按以往的制造方法将无法保质、按期完成,故进行了弧形钢闸门制造技术的改造。主表有:改反弧制造为正弧制造,改普通手工电弧焊为埋弧自动焊与CO2保护焊。新方法不但确保了按期完成制造任务,而且还提高了辽河工程局金属结构产品的制造能力,增强了竞争力。1制造工艺改进的主要过程①向水利部金属结构检测中心权威专家咨询。②参考咨询数据,自行设计组装平台及焊接平台。③产品中标后,立即按闸门设计参数进行了平台的施工及焊接工艺参数的确定。2大型弧形闸门制造工艺的改进与实施2.1大型弧形闸门制造工艺改进方向2.1.1下料方法的改进原制造工艺为手工划线半自动单头切割机下料,改进后的工艺为人工划线,多头半自动切割机下料。多头切割机可以同时进行10条下料线的切割,X小切割宽度160 mm,X大宽度2 000 mm,切割长度可以根据需要确定,电站概述沙沱水电站位于贵州省沿河县城上游约7 km处,为二等大(2)型工程,水库正常蓄水位365 m,相应库容7.70亿m3,总库容9.10亿m3,其中,防洪库容2.04亿m3,调节库容2.87亿m3,属日调节水库;电站装机1 120 MW,多年平均发电量45.52亿k W·h;溢流坝表孔弧形工作闸门于2013年4月投运,共7孔,挡水门高(设计水位)为24 m,孔口净宽为15 m,总水压力为44 455 k N,弧门半径为27 m,操作条件为动水启闭,局部开启,启闭机形式为表孔双缸弧门液压启闭机。2016年11月起,对1—7号溢流坝表孔弧形工作闸门进行了预试工作,检查发现闸门存在不同程度的表面锈蚀,如不及时处理,将会产生极大安全隐患。未处理前闸门锈蚀情况见图1。图1闸门未处理前锈蚀情况图2闸门锈蚀产生原因分析根据DL/T835-2003《水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程》中规定,腐蚀评定标准根据腐蚀部位及分布,蚀坑的深度水工金属结构是水工建筑物的重要组成部分,由于金属结构长期处于干湿交替、浸没水或高速水流等环境中,受到各种水质、大气、水生物的侵蚀,以及泥沙、冰凌和其它漂浮物的冲击摩擦等都会使钢材发生严重腐蚀,从而降低了结构的承载能力,严重威胁闸门的安全运行[1]。因此,通过对闸门各主要构件腐蚀状态的检测分析,了解闸门各部位锈蚀分布情况,为计算弧形工作闸门各主要构件的腐蚀速率和复核运算提供必要的数据。并通过分析腐蚀数据查找腐蚀成因,制定相应的防腐措施。1工程概述大伙房水库于1954年动工修建,1958年竣工,分别于1975年、1977年进行2次改建,并于2002年进行一次除险加固,2006年竣工。总库容22.68亿m3,控制流域面积5 437 km2,为大(Ⅰ)型水库。水库泄洪建筑物由主溢洪道、X一非常溢洪道和输水洞组成。自2006年除险加固竣工后,主溢洪道金属结构、X一非常溢洪道金属结构均已运行近10年。主溢洪道设置5个泄洪孔,设有5扇10.4概述根据十五里河防洪排涝工程布局行控制,解决小流量过流问题,既满足了十五里河位于安徽省合肥市滨湖及特征水位分析,十五里河河口闸站消能防冲过流的要求,又避免了下游河道新区巢湖入口一开敞式河道,是环巢枢纽工程节制闸门设计条件见表1。水流冲击问题,从而避过了闸门可能振动湖四期十五里河干支流小流域治理工闸门根据规划和水位条件进行设计,的工况。在水位差较小、过大流量时,开启程一项重要的水利工程,既有抗洪防从而实现节制闸的功能要求。大闸门达到预期的过流要求。汛功能,也肩负着调节保持十五河水十五里河河道宽度45m,底槛门叶结构设置上、下两层结构型式。位的重任,枯水期闸门关闭为十五里6.0m,设平面立轴弧形钢闸门,闸门曲上层中间为浮箱结构,单扇门叶下部挡河蓄水,汛期则开闸行洪,同时对调节率半径为30m,门体厚度2.5m,门高水部分各设置6扇调节闸门,调节闸门十五里河水质也具有积极作用。8.3m,满足规划设计条件。门体左右两的净孔口尺寸为弧形钢闸门有启闭灵活、启门力小、挡水面积大等X点,已被广泛应用到较大的进、泄水工程中。但弧形钢闸门的设计与施工要求精度较高,制作、安装难度大。经过多年设计施工积累,本人认为在水闸弧形闸门设计施工过程中应注意以下几点。一、闸门主要尺寸的确定(一)闸门高宽比的确定一般露顶式弧形钢闸门门叶的高宽比应控制在卜 左右比较合适。如果此值过大,将造成主梁尺寸过大以及焊接变形不宜控制、刚度变差、外形不美观等缺点。在闸门过水断面满足不了实际要求时,又相差不多,应X先采取加高门页高度的办法来解决,尽量避免用加宽闸门的方法,当然也可采用增加闸门孔数的方法。(二)面板半径及支铰位置的确定露顶式弧形钢闸门面板半径(R)一般采用R二(1．l－l．5)H较好(H为闸前正常水位)。如果面板半径增大,则启门力相应减小,但闸墩尺寸则要相应加大,否则,反之。在实际设计过程中可根据具体情况和要求灵活掌握。对于支铰位置一般应高出下游水位0．5米左右,以保证其不被泥沙堵塞在水闸工程管珲中,各管理单位每年都有干日当数量的弧形钢闸门需防腐处理,喷砂或人工除锈,喷锌加油漆封闭或油漆防腐,都要有一扇弧形钢闸门的实际防腐面积作为依据来编制维修概算经费及主要消耗材料。我们通过对援建的水闸弧形钢闸门、浙江省水库防洪弧形钢闸门和我省不同净跨(13m、10m、7m、6m)弧形钢闸门的防腐处理的实绩,按竣工图详细计算后得出防腐面积的经验公式为: A=kA授式中: A,表示一扇弧形钢闸门实际防腐表面积,m。。 k,调整系数,5～7,根据水头、净跨、主梁数选用,当9m以上水头,10m及以上净跨,3主梁时采用7:双主梁采用6.5。当弧形钢闸门是水利水电工程中的重要建筑物。弧门主框架有主横梁式矩形和梯形及主纵梁式多层三角形等三种刚架形式¨¨,。一般在水库、水电站的溢洪道上以及水闸和灌溉枢纽中的露顶弧形钢闸门,多采厂H主横梁式梯形刚架。在潜孔弧门中有时也采用梯形刚架。按照参考文献p’进行统计分析结果发现:在露顶弧形钢闸门中,采用梯形钢架结构的弧门数量,占露顶弧门总数的66.3％,在潜孔弧形钢闸门中,采用梯形刚架结构的弧门数量,占潜孔弧门总数的12.2％。由以上统计分析表明,目前在我国采用这种结构形式的弧形锕闸门是较为普遍的。围外弧形钢闸门中也有采J-jj这种结构形式的。 据调查.我国低水头弧门失事时有发生,据不完全统计有20座弧门失事㈡’.其中90％为梯形刚架结构。在上述20扇失事的弧门中,除3扇为钢筋混凝土闸门外,其余17扇均为弧形钢闸门。经研究分析¨’,失事的原因是多方面的,然而刚架或支臂失稳却是失事的主要原因之～。且失事的弧门几乎都是1978年以前设计的弧形钢闸门作为挡水泄水结构,因其埋件少、水流顺畅,启闭力小、运转灵活等X点,在水利水电工程中得到广泛的应用,保证其安全可靠的运行十分重要,因此,许多研究者采用可靠度理论对其安全性进行评价。然而,针对弧形钢闸门这类复杂的空间结构,如何基于可靠度理论对其进行X、准确的安全评估尤为重要。因此,基于水工钢闸门可靠度以及弧门空间主框架结构布置形式的研究现状,本文对弧门空间主框架结构的体系可靠度展开系统研究。本文主要研究工作及成果如下:X一,以往采用体系可靠度理论对弧门进行安全性评估时,由于计算方法的限制,多是针对某一主要构件进行可靠性分析,如主梁、支臂。将结构主要受力构件进行分离计算的方法难以准确对其安全性进行评价。基于此,为X、准确评价弧门空间主框架结构的安全性,本文将随机有限元与体系可靠度理论相结合,提出了可同时考虑结构三维空间效应、结构非线性特征以及多失效模式间相关性的体系可靠度计算方法。X二,采用本文提出的体系可靠度计算方法工程概述河口村水库位于黄河一X支流沁河X后一段峡谷出口处,下距五龙口水文站约9km,河口村水库建成后,与三门峡、小浪底、故县、陆浑等水库联合调度运用,将进一步完善黄河下游的防洪工程体系,减轻黄河下游洪水威胁,缓解黄河下游大堤的防洪压力,并为黄河干流调水调沙,充分利用沁河水资源,改善生态、提供电能创造了条件,同时保护南水北调中线穿沁工程的防洪安全。水库工程规模为大(Ⅱ)型,坝长465 m,X大坝高156.5 m,枢纽由混凝土面板堆石坝、1号泄洪洞、2号泄洪洞、溢洪道及引水发电系统等建筑物组成。2号泄洪洞利用施工导流洞改建而成,设置一道事故检修门和一道工作门。泄洪洞出口底板高程均高于下游沁河水位,因此未设出口检修闸门。2号泄洪洞工作闸门孔口尺寸7.5 m×8.2 m(宽×高),底坎高程210.0 m,设计水头75.43 m,按泥沙淤至门顶设计;考虑到该工作闸门设计挡水及操作水头低于80 m,且无局开运行要求,因此2号泄洪洞工作闸门概述洪家渡水电站泄洪洞主要承担汛期泄洪及往下游供水任务,由高水头潜孔式弧形工作闸门操作控制。弧形工作闸门的安装位置在泄洪洞中部,其主要参数和特性为:设计水头为86·34 m,孔口尺寸为6·2 m×8 m,总水压为73 086 kN,弧面半径为16 m,闸门重量为297·5 t;弧形门采用单缸双作用液压启闭机启闭;弧形门的主水封采用充水式水封,门楣上设有转角水封;门叶共分成2节,采用竖向分节方式。由于该工作门位于从有岩变无岩地段,门外为突扩条件,水力复杂紊乱,故在闸门的上下游底板和侧墙上均布置有钢板衬砌结构。1弧形工作闸门安装主要技术方案1·1安装程序洪家渡水电站泄洪洞弧形工作闸门(以下简称为弧形门)原定的安装程序为先安装弧形门支铰,再安装底坎、支臂、门叶结构。因弧形门支铰未按规定的工期供货,为满足工程整体进度要求,经多方协调后将安装程序改为:铰座支承钢梁吊装→安装底坎(底水封座)、底衬→安装框形主水封座、侧水封座板→安装门前侧.在水利工程施工中,为把机器、设备或结构件等固定安装在混凝土地基、墙壁等上面,常采用一种特殊的螺纹连接件———金属膨胀螺栓。金属膨胀螺栓随着实际工程的广泛应用,由普通型又逐渐发展出内爆式膨胀螺栓、托钩式膨胀螺栓、异型膨胀螺栓等不同型号、不同规格的系列产品,而普通型本身又衍生出加厚膨胀螺栓、大头膨胀螺栓、小头膨胀螺栓、镀白膨胀螺栓、加长管膨胀螺栓等。在这些系列产品中,尤以普通型金属膨胀螺栓的应用X为普及。普通型金属膨胀螺栓由沉头螺栓、胀管、平垫圈、弹簧垫圈、六角螺母组成。使用时,先用冲击钻(锤)在地基(或墙壁)上面钻一个相应尺寸的孔,再把螺栓、胀管装入孔中,然后依次把机器(设备、结构件)和平垫圈、弹簧垫圈套在螺栓上面,X后旋紧螺母,即可使螺栓、胀管、螺母、机器与地基连接成为一个稳定、牢固、可靠的整体。金属膨胀螺栓除了做为一种固定安装机器、设备、结构件的特殊的螺纹连接件以外,通过几项小型水利工程施工中的尝试,收到了很好的效果。水利工程施工技术存在的问题1.1勘探准备不足在水利工程施工中,由于勘探准备工作不足,导致设计缺陷的技术问题时常发生。在进行方案设计之前,由于施工人员缺乏对工程项目的严密勘探,未根据施工地的地质条件、人文环境等因素了解施工地实际情况,分析调查数据工作不到位导致施工方案的设计不合理等。由于部分建筑企业的经费不足,导致勘察工作人员工作不到位,在实施施工技术时,未根据项目建设地的实际情况,造成施工技术问题发生。1.2现场施工技术管理不足在整个工程中,X重要的就是管理者的监督。监督在一定程度上具有关键的作用。对于一个工程来说,管理能够促进整个工程的进展速度。现在的工程X缺少的就是管理者的监督。由于工程的管理者自身素质没有符合标准,在工程的监督上也没有重视起来。施工人员没有管理者的管理和制约,就会造成施工过程的混乱,对这个施工工程的进度也有影响。管理者没起到监督的作用,也会忽略在施工的过程中和工程竣工后,去检测工程的质量。对于整个工程来说加强水利工程施工管理的重要性水利工程的目的就是把南方大自然中地面上的水及地下水经过科学、过滤,合理化的分配,配比水量,来满足北方人们用水的生活需求及农作物的灌溉需求,因此,水利工程是X的一项重点工程,也是利国利民的大工程,同时,水利工程的建设也推动我国经济的迅猛发展。水利工程建设在实际施工过程中,出现的种种问题特别繁多,这就需要建立X的施工管理制度,以此来保障工程可以顺利完成施工。其次,水利工程施工管理是一个周期性比较长的工作,要科学、合理运用施工管理办法,以此来提高水利工程的整体质量。2水利工程施工管理中指出的一些问题2.1施工安全不符合X标准水利工程在施工管理进行中,施工安全是工程项目的重中之重,是一个无法免去的重要环节。但是往往水利工程单位对施工安全没有过渡的关注,认为施工安全差不多就可以,总是把经济利益放在X一位。同时,水利工程的施工安全与工程质量也没有达到X的相关标准,对其总是蒙混过关,因此,水利工程存在这诸前言作为水利工程施工企业来说,各个项目所涉及到的资金数量极其庞大,因此,为了保证企业未来的发展进步,进行企业内部会计控制管理就显得尤为必要了。此外,新的社会背景下,企业所面临的市场竞争压力在不断加大,要想获得更多的经营利润,不仅要对施工技能、施工条件加以改善,同时也要注重企业内部成本的控制,做好企业内部会计控制与管理就是企业进行财务管理的X要条件,只有做到这一点,我们才能不断深入的进行企业财务会计行为的规范,科学合理的降低水利工程施工风险,促进施工成本的X化,以此来保证水利工程施工企业的可持续发展。二、水利工程施工企业内部会计控制管理的现状水利工程施工过程中由于工程量极为庞大,因此企业整个施工过程中投入的资金数量是非常大的,而水利工程施工由于施工所需时间较长,各个环节所涉及到的资金核算较为繁杂,着就为企业控制资金流向,降低施工成本带来了困难,那么具体来讲,水利工程施工企业内部会计控制管理中存在的问题主要有一下几个方面引言水利工程是立国利民的重大建筑项目,近几年来,我国大力推动水利工程的建设,为了保证水利工程的施工进度和施工效率,需要不断加强水利工程施工现场的管理工作,才能保证水利工程的顺利实施,为人民创造X质的服务。2水利工程施工管理的现状水利施工现场是十分复杂又重要的一个环节,在实际的施工管理过程中主要存在以下几个方面:2.1施工现场管理人员缺乏科学的管理意识科学的管理意识是保证水利工程施工质量的必要条件,现阶段,受传统观念的影响和制约,大部分水利工程建设企业的管理观念落后,施工管理工作具体内容落实不到位,责任不明确,导致许多管理工作无法顺利开展,频繁出现施工环节相互脱节的现象,严重影响水利工程的建设和现场管理质量。由于缺乏X、科学的施工现场管理意识和完善的员工奖惩机制,难以调动员工的工作热情和积极性,大多数施工工人容缺乏基本的岗位责任感,进而降低施工现场管理的效率。2.2施工现场管理人员的综合能力和管理措施有待提高部分企业特别是分包来峡溢流坝共设16孔泄洪孔口，除1孔为排课表孔外，其余15孔均为带双胸墙的泄洪孔。泄洪孔口宽14m、高12m，婚顶高程9．0m，后胸墙底高程川．0m，闸墩厚3．5m，溢流坝结构分键设在孔口中心线处。每孔设潜孔弧形工作闸门卫扇，由2XI250kN斜吊式固定卷杨启闭机操作。弧门全关时X高可挡水库正常蓄水位24．0m，相应下游X低水位9．51m；当库水位X过24．Om时，弧门处于全部或局部开启工况；运行水位上游可达对．17m，相应下游水位为22．4～D．65m。溢流坝弧形工作闸门及启闭机布置情况见图1。在飞来峡溢流坝弧形工作闸门的设计过程中，根据其运行特点，主要研究了弧门支铰高程、面板曲车半径及底槛高程3要素的选定；水封型式的选用；门叶结构计算；弧门支铰选型；弧门启闭机械的选用以及弧门水弹性振动试验等问题。l飞来快溢流坝弧形工作闸门运行特点飞来峡弧形工作闸门的运行情况直接关系到整个枢纽建筑物的安全和综合效益的发挥，关系到枢纽上工程概况三都水电站位于江西省修水县三都镇,距县城约30km,坝址控制流域面积为5716km2,拦河建筑物轴线呈“一”字型布置。混凝土溢流坝布置在河床右侧及中部,厂房坝段布置在溢流坝左侧。大坝全长327m,其中右岸非溢流坝22m,溢流坝段长240m、厂房坝段长65m。溢流坝段要布置共17个孔为溢流闸孔,闸孔净宽12m,采用平面钢闸门挡水。每扇门各设立1台QPQ2×400kN固定卷扬式启闭机进行启闭控制,启闭平台分成17跨,每跨两端以简支形式搁在启闭排架上。启闭机基础布置在工作桥梁L4(横梁)与纵梁相交处,启闭机吊点中心线距为7.308m,基础荷载分别为Q1、Q2、Q3、Q4。基础荷载分布详细情况见图1。图1QPQ2×400KN固定卷扬式启闭机基础图溢流坝工作门启闭机工作桥梁(以下简称工作桥梁)布置在启闭排架柱上,共分18跨,边跨长14.99m,中跨13.98m。工作桥梁L1(纵梁)共2×15跨,净跨长13.10m;工作桥梁L2?铜街子水电站溢流坝5孔工作闸门采用14m×18.5m一18m弧形闸门。其基本结构为纵梁式,支臂为箱形断面,圆柱铰支承,每扇门(含支臂)重171t。启闭机为双吊点,2×1600kN液压启闭机。X大行程10.5m,液压缸内径tp400mm,活塞杆直径9220mm,X高工作压力19.68MPa。2施工方法 溢流坝弧门安装时,坝顶250t双向门机已能使用,轨道全线贯通。上游60t回转吊工作半径8m,吊重60t,回转时吊重20t;下游20t回转吊工作半径19m,吊重20t,回转时吊重12t。 弧门的两条支臂出厂时分成多件,在工地拼装组焊成整体,待就位时,与门叶连接,每条支臂重27.7t。 用下游回转吊将固定铰座就位,吊入活动铰,与固定座相连,并临时支承在与支臂连接位置。 接着吊装支臂,一端与活动铰用螺栓连接,另一端临时支承到与门叶相连的位置。 门叶分成六段运到现场,X重段19.3t,还有两段重14t,另三段重量小于12t,门叶逐段.南四湖二X坝溢流坝不仅承担着溢洪道的作用,同时还是枣曹(枣庄~曹县)公路的组成部分,兼具挡水、泄洪与道路交通功能。2011年初,南四湖水利管理局组织对损坏严重的二X坝溢流坝进行修复,时至今日,溢流坝坝面依然完好如初。现将溢流坝改造过程中的一些技术措施总结出来,希望对有同样要求的工程有所裨益。一、工程简介南四湖二X坝溢流坝是二X坝水利枢纽的重要组成部分,也是联系南四湖湖东、湖西地区(北起济宁,南至徐州)唯一的交通干道。近年来随着经济社会的发展,溢流坝的过往车流量加大,尤其是运煤车辆增多,导致溢流坝路面损坏极其严重,路面出现沉陷、错台、挤泥、坑槽、高低不平等现象,路面破碎率达70%,断板率达100%,且逐渐恶化的趋势明显,严重破坏了溢流坝工程,存在安全隐患。2011年6月,对溢流坝(不溢流情况下作为坝顶道路)工程进行修复,修复方案中设计结构层自上而下分别为:30cm钢筋混凝土面层、防水土工布、19cm水泥稳定碎石、20 cm水泥稳定随着碾压混凝土技术的发展和应用,阶梯溢流坝再一次引起人们的关注.自上世纪80年代以来,国内外学者对阶梯溢流坝进行了许多研究.汝树勋[1]、潘瑞文[2]等人利用模型试验分析研究了阶梯式溢流坝的消能特性;Hager等[3~6]对阶梯溢流坝自由水面气体卷吸特性及掺气减蚀等进行了一系列实验研究.随着计算流体力学的发展,数值模拟成为研究的另一重要手段.陈群等[7]采用VOF方法数值模拟了带有曲线自由表面的阶梯溢流坝坝面流场;程香菊等[8,9]分别采用VOF模型和Mix-ture模型对阶梯溢流坝自由表面掺气的特性进行分析,比较了两模型的适用性.对于湍流模型,以上研究选用的为标准k-ε模型和RNGk-ε模型,对不同湍流模型的影响未见报道.本文针对Mixture模型,分别采用Realizablek-ε模型与RNGk-ε模型对阶梯溢流坝水流特性进行数值模拟,并与实验结果进行对比分析,分析了两种湍流模型对阶梯溢流坝掺气水流数值模拟的适应性.1物理模英那河水库位于大连市庄河境内,工程枢纽主要包括挡水坝段、溢流坝段、输水洞坝段,坝型为浆砌石重力坝。原溢流坝净宽142 m,堰顶高程59.0 m,为自由溢流。加高后的溢流坝段总宽115m,X大坝高33.6 m,整个溢流坝段布置9孔溢流表孔,堰顶高程为72.6 m。溢洪道设有9扇弧形工作闸门。1溢流坝段布置及设计(1)布置。扩建工程的大坝溢流段是在原溢流坝上加高建成新的溢流坝段。原溢流坝为浆砌石坝,表面包裹混凝土,坝高为20 m,坝底宽为26.24 m,加高后的溢流坝,坝高为33.6 m,坝底宽为37.36 m。大坝加高材料采用混凝土,加宽部分采用埋石混凝土。根据仿真计算结果,在新老坝体之间预留一条1.5 m宽的宽缝,在低温季节回填。溢流坝段总宽115 m,堰顶高程为72.6 m,建基面高程为39.0 m。堰上设有8个2.5 m厚的中墩和2个2.5 m厚的边墩,闸墩长20.7 m。溢洪道设有9扇弧形工作闸门。溢洪道溢流堰面采用WES电站概述沙沱水电站位于贵州省沿河县城上游约7 km处,为二等大(2)型工程,水库正常蓄水位365 m,相应库容7.70亿m3,总库容9.10亿m3,其中,防洪库容2.04亿m3,调节库容2.87亿m3,属日调节水库;电站装机1 120 MW,多年平均发电量45.52亿k W·h;溢流坝表孔弧形工作闸门于2013年4月投运,共7孔,挡水门高(设计水位)为24 m,孔口净宽为15 m,总水压力为44 455 k N,弧门半径为27 m,操作条件为动水启闭,局部开启,启闭机形式为表孔双缸弧门液压启闭机。2016年11月起,对1—7号溢流坝表孔弧形工作闸门进行了预试工作,检查发现闸门存在不同程度的表面锈蚀,如不及时处理,将会产生极大安全隐患。未处理前闸门锈蚀情况见图1。图1闸门未处理前锈蚀情况图2闸门锈蚀产生原因分析根据DL/T835-2003《水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程》中规定,腐蚀评定标准根据腐蚀部位及分布,蚀坑的深度工程概况新疆沙湾流域溢流坝具有灌溉、发电、供水等综合应用价值,是大型综合利用的水利水电工程,而且其中的电站主要承担调峰、调相、调频任务。新疆沙湾流域溢流坝包括了灌溉、发电工程以及枢纽三大部分,该坝的水电站装机容量为24万k W,引水灌溉6.63万hm2,而且多年的平均发电量为5.04亿k W·h。该水利水电工程水库正常蓄水位为140.00 m,其中死水位为116.00 m。该水利水电工程属于多年调节水库,总库容为17.10亿m3,另外,新疆沙湾流域溢流坝河床为碾压混凝土重力坝,拦河坝全长为5 842 m,其中X大坝高为57 m,其坝长为719 m,并且两岸衔接土坝,土坝的长度为5 123 m。该水利水电工程的溢洪道采取开敞式溢洪坝,共计装设了16扇露顶式弧形钢闸门,其堰顶高程为126.00 m,设置了16个孔口(孔口净宽为16.00m),并且采用液压启闭机负责启闭。2溢流坝的弧形工作闸门泄洪水流流态分析溢流坝的弧形工作闸门泄洪.辽河工程局承担了绰勒水利枢纽工程金属结构产品的制造任务。由于工期紧,任务重,能否对标书进行完全承诺,将直接影响中标与否。若按以往的制造方法将无法保质、按期完成,故进行了弧形钢闸门制造技术的改造。主表有:改反弧制造为正弧制造,改普通手工电弧焊为埋弧自动焊与CO2保护焊。新方法不但确保了按期完成制造任务,而且还提高了辽河工程局金属结构产品的制造能力,增强了竞争力。1制造工艺改进的主要过程①向水利部金属结构检测中心权威专家咨询。②参考咨询数据,自行设计组装平台及焊接平台。③产品中标后,立即按闸门设计参数进行了平台的施工及焊接工艺参数的确定。2大型弧形闸门制造工艺的改进与实施2.1大型弧形闸门制造工艺改进方向2.1.1下料方法的改进原制造工艺为手工划线半自动单头切割机下料,改进后的工艺为人工划线,多头半自动切割机下料。多头切割机可以同时进行10条下料线的切割,X小切割宽度160 mm,X大宽度2 000 mm,切割长度可以根据需要确定引言永庆反调节水库位于丰满大坝下游10.3 km处,它是丰满水电站反调节水库,同时满足下游工业及城市生活用水要求的日调节水库。工程所处位置环境X低温度为-35℃,结冰期约150 d。金属结构设备设有8扇弧形工作闸门,启闭机为2×800 kN液压启闭机,每套液压启闭机设一个泵站,共8个泵站。表孔弧形闸门在冬季应具备启、闭闸门调节流量条件,以保证向下游连续均匀的供水,保证工业及城市用水,每日需运行一到两次。由于地处东北寒冷地区,须解决露顶式闸门的冬季操作问题,这个难题处理的好坏,是工程能否成功投入运行的关键。影响闸门冬季正常操作的主要原因是冰冻问题。冬季丰满水库下泄的水,温度相对较高,并且与丰满水库相距不远,永庆库区冬季基本不结冰,对闸门正常操作不存在影响[1]。冰冻问题主要是由于闸门水封与埋件座板局部不可避免的间隙,造成渗水在闸门水封下游侧结冰,使水封与埋件之间冻连在一起,由此增大启闭设备的负荷,闸门启闭时冰冻力会对橡皮水封产生引言澄碧河水库位于广西百色市城北右江支流的澄碧河下游,距百色城区7km,是一座以防洪、发电、城区供水等综合利用的大(1)型水库,属多年调节,正常水位185.00m,大坝于1961年10月建成。溢洪道为开敞式实用堰,为ⅠX建筑物,1966年完成土建,1970年完成闸门及启闭机安装,堰顶高程176.00m,设有4孔12m×9.3m(宽×高)的两支臂主横梁式弧形钢闸门,溢流坝4扇弧形工作门为2根主横梁、双斜2支臂、整段门叶的焊接钢结构,支承型式为双圆柱铰。闸门由面板、主横梁、次梁、垂直隔板、斜撑、支腿等主要结构组成。闸门圆弧半径为12m,闸门底部高程176.0m,闸门顶部高程185.3m,支绞高程185.0m[1],设计水头9m,由4台固定式2×50t油压卷扬式启闭机控制,当上游水位X过185.0m时开门泄洪,进行水库水位调度,堰下游设有两X消力池。目前使用的1#、3#、4#弧型钢闸门于1970年使用,已工作35年,2#弧型钢闸门于大朝山水电站工程概况 大朝山水电站位于云南省云县和景东县交界处的斓沧 江中游河段,是澜沧江上继漫湾水电站后已建的X二座大型 水电站。电站坝址距昆明市公路里程630 km,距上游漫湾 水电站公路里程131 km,电站共安装6台混流式水轮发电机 组,单机容量为225 MW,总装机容量为1 350 MW。 根据大朝山水电站泄洪排沙和工程施工特点,枢纽采用 坝、厂分离布置方案。大坝为碾压混凝土重力坝,坝顶高程 906.00m,X大坝高118m,坝顶总长度48om。大坝轴心线 呈“V”型,中心夹角为13扩,左岸侧为主河床拦河坝,泄水建 筑物集中布置在左岸侧的大坝内,共设置五孔溢流表孔,3孔 泄洪排沙底孔和l孔排沙底孔。右岸侧为坝式引水建筑物, 6台机组采用单机单管的进水口型式,通过高压管道引人地 下厂房。地下厂房、主变洞和尾水调压室这三大洞室呈平行 布置,6台机组的6条尾水管的每3条汇合于l个尾水调压 室后经过一条长尾水隧洞通向下游河床金安桥水电站右岸泄洪冲沙底孔(2孔)弧形工作闸门布置在大坝12号坝段下游出口处。泄洪冲沙底孔进口处(2孔5 m×9 m—83m)设置1扇公用事故检修闸门(5 m×9 m—83m),1台QM4 000 kN/1 000 kN双向门机及配套自动抓梁。下游出口布置2扇5 m×8 m—83.3 m弧形工作闸门,2台5 500/2 000 kN-10.8 m液压启闭机。闸门埋件在门楣处设置1道射水挡板;并增加侧部水封座结构,闸门埋件整体设置充压水封结构。充压水封设备包括:空压机及储能罐。这种闸门结构和性能可减少闸门与水封的磨擦力,保证闸门止水效果,增加水封运行周期,减少运行维护费用。1弧门及埋件安装内容弧门及埋件安装包括:设备清点验收,设备安装放点,支承大梁安装,二期混凝土浇筑,固定铰座安装,活动铰座安装,门叶安装,下上支臂安装,门叶支臂整体调整,支臂焊接,门叶焊接,门叶焊缝探伤检查,门叶未焊的焊缝焊接,闸门划弧检查,充压水封座调整,活水概述小湾水电站主体坝段导流底孔、中孔、放空孔、泄洪孔等悬挑牛腿部位均设置有一扇弧形工作闸门。该闸门由一套液压启闭机进行开启与闭合操作。液压启闭机布置在各坝段启闭机机房内(底板高程均不同)，其总布置形式为单吊点，中部摇摆式机架支承。启闭机容量为55ookN/ZoookN(水头深度不一致，容量不等)，由1套液压油缸总成、1套机架、1套闸门开度检测装置、l套液压泵站设备及液压管道和附件组成。液压泵站设备包括1套油箱总成、2套液压泵电动机组(互为备用)、1套液压控制阀组及1套控制柜。1.1油缸总成工作原理液压缸总成由中部支铰支承在孔口上方的机架上。闸门开度检测装置选用内置式结构安装在液压缸的上端部。启闭机的液压缸为双作用摆动式液压缸，垂直式安装，油缸吊头内装有自润滑球面滑动轴承，以利于闸门的运转和补偿制造及安装误差。吊头内的自润滑球面轴承具有自动调心、对偏斜不敏感、轴承受力均匀、承载能力高、可同时承受径向和轴向载荷等X点，可微量补偿闸门1工程概况新疆沙湾流域溢流坝具有灌溉、发电、供水等综合应用价值,是大型综合利用的水利水电工程,而且其中的电站主要承担调峰、调相、调频任务。新疆沙湾流域溢流坝包括了灌溉、发电工程以及枢纽三大部分,该坝的水电站装机容量为24万k W,引水灌溉6.63万hm2,而且多年的平均发电量为5.04亿k W·h。该水利水电工程水库正常蓄水位为140.00 m,其中死水位为116.00 m。该水利水电工程属于多年调节水库,总库容为17.10亿m3,另外,新疆沙湾流域溢流坝河床为碾压混凝土重力坝,拦河坝全长为5 842 m,其中X大坝高为57 m,其坝长为719 m,并且两岸衔接土坝,土坝的长度为5 123 m。该水利水电工程的溢洪道采取开敞式溢洪坝,共计装设了16扇露顶式弧形钢闸门,其堰顶高程为126.00 m,设置了16个孔口(孔口净宽为16.00m),并且采用液压启闭机负责启闭。2溢流坝的弧形工作闸门泄洪水流流态分析溢流坝的弧形工作闸门泄洪.工程概况尼尔基水利枢纽工程是以防洪及工农业供水为主,结合发电、兼顾航运及改善水环境质量,是X十五计划批准修建的大型水利工程项目。该工程由主坝、左右副坝、左右岸灌溉洞、溢洪道、水电站厂房等建筑物组成。溢洪道共设11个溢流表孔,每孔设1扇12×19-18.65m弧形工作闸门及1台2×2000kN液压启闭机,11台启闭机由1台计算机远方操作启闭。2弧形工作闸门埋件安装弧形工作闸门埋件安装主要内容包括底槛、侧轨、支铰埋板的安装,每孔安装工程量为14.62t。安装均采用全站仪放线,安装线架调整的方法。埋件安装流程见图1。图1埋件安装流程弧形门底槛安装与平板闸门底坎安装之不同点是必须检查底坎中心至支铰中心的半径R值。侧轨安装以孔口中心线的永久控制点为基准,在门槽两侧分别作对孔口中心线控制点、在闸墩侧壁上作支铰中心控制点、作半径R参考点。将侧轨逐件吊装至门槽,依据半径R参考点控制侧止水座板中心线至支铰中心点的间距、侧轮导板中心线至支铰中心电站概述沙沱水电站位于贵州省沿河县城上游约7 km处,为二等大(2)型工程,水库正常蓄水位365 m,相应库容7.70亿m3,总库容9.10亿m3,其中,防洪库容2.04亿m3,调节库容2.87亿m3,属日调节水库;电站装机1 120 MW,多年平均发电量45.52亿k W·h;溢流坝表孔弧形工作闸门于2013年4月投运,共7孔,挡水门高(设计水位)为24 m,孔口净宽为15 m,总水压力为44 455 k N,弧门半径为27 m,操作条件为动水启闭,局部开启,启闭机形式为表孔双缸弧门液压启闭机。2016年11月起,对1—7号溢流坝表孔弧形工作闸门进行了预试工作,检查发现闸门存在不同程度的表面锈蚀,如不及时处理,将会产生极大安全隐患。未处理前闸门锈蚀情况见图1。图1闸门未处理前锈蚀情况图2闸门锈蚀产生原因分析根据DL/T835-2003《水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程》中规定,腐蚀评定标准根据腐蚀部位及分布,蚀坑的深度小湾水电站闸门原型观测试验背景小湾水电站是澜沧江中下游河段的X水库,正常蓄水位1 240 m,总库容150亿m3。枢纽建筑物由混凝土双曲拱坝、右岸地下引水发电系统和泄水建筑物组成。电站装机容量4 200 MW(6×700 MW),坝高294.5 m。泄水建筑物由坝身5个开敞式泄洪表孔、6个泄洪中孔、2个放空底孔、左岸1条泄洪洞等部分共同组成。小湾水电站工程X大下泄流量为20 700 m3/s,X大水头251 m。由于泄洪建筑物场地狭窄、水头高、泄洪落差大、泄洪流量大,且调度运行复杂多样,高速水力学、高水头大流量泄洪消能、泄洪闸门振动及应力变化等问题是小湾水电站安全运行的关键技术问题。通过泄洪闸门原型观测试验,能及时发现和消除影响电站运行的安全隐患,并根据观测试验成果,据实调整完善水库调度运行方式,以及验证闸门设计的正确性和设计参数的合理性。根据计划安排,在2014年8月中旬,库水位为1 236.0 m附近时开展了小湾水电站泄.
概况 打虎石水库位于内蒙赤峰市宁城县境内,它是西辽河上游一座多年调节的具有灌概、防洪、发电、养鱼综合效益的大型水库。总库容约1.2亿立方米,大坝高42.1米,为肥粘土心墙砂壳辗压土坝,担负泄洪任务的是两条洞径均为6.5米的压力隧洞一一正常泄洪洞和非常泄洪洞,在正常洞尾部辟一叉管做为发电支洞,下接电站厂房,装机容量1500千瓦。该库自1982年1月经内蒙水利厅组织验收投产后已发挥了很大作用,控制了黑里河的洪水,截止1986年底共向下游输送灌溉用水17,530万立方米,发电576万度,投放鱼苗706万尾,捕鱼6.7万斤。因水库刚投人运行,又连逢枯水年,效益尚不十分显著。今后,随着水库管理的加强,库水的增多,水库的经济效益必将大大提高。 三、补强方案的比较 X初,是按厅的要求做设计,并已进行了大部分工作。此时有同志提出,洞壁喷浆之后势必增加糙率,对泄洪将产生不利影响,此方案的可行性在很大程度上应决定于调洪结果。因此,又重新研究了方鲁布革水电站左岸泄洪洞由有压段及明流段两部分组成,洞长761m。进水口为两孔,每孔分设检修门及事故门,J七断面尺寸分别为5丫1 5.5m及4.5义12m。进口的上唇椭圆曲线方程为xZ/‘9.5“十y“/’a .091艺二l,其底部高程为lo80.00m.进口与洞身用方圆渐变段连接。洞径为11.5m,底坡i二0.013,桩号。十巧9.03至。、一249.79为转弯段,曲率半径为som,中心角为65“。有压洞与工作门宝连接段为圆方渐变段,弧形门孔.1断面为8.5又gm,弧门后为明流段,明流段!!{;尾奇段(、“=300y)、余,}井段(1:2.372)、反弧段及泄洪导流结合段等部分组成。明流段断面为城门洞形,丫l桃号0+510.07处,底宽甘18.5m突扩为一2.om,与结合段4谁1接。I司协!.,J氏板至拱J页高l勿;!rll.0nl突扩为12.飞m。工程概况梨园水电站位于迪庆州香格里拉县(左岸)与丽江地区玉龙县(右岸)交界河段,是金沙江中游河段规划的X三个梯X,上游与两家人水电站相衔接,下游为阿海水电站。梨园水电站坝址距丽江市、昆明市、攀枝花市公路里程分别为180 km(经鸣音)、737km和485 km(经宁蒗)。梨园水电站溢洪道布置在大坝右岸,闸室紧靠右岸坝头布置,出口采用底流消能。引渠底板高程1 584.00 m,左侧设半重力式混凝土导水墙,顶部高程1 624.00 m。闸室紧靠右坝头布置,内设4孔15m×20 m溢流表孔,其中闸门及启闭机安装主要有弧形工作闸门5扇,门槽埋件8套,门库埋件1套,2×630 k N单项门机及液压抓梁1台(套),2×4 500k N液压启闭机4台(套)。2施工方法及技术措施2.1溢洪道弧形工作闸门门槽安装溢洪道弧形工作闸门为露顶式,斜支臂圆柱铰支座,门槽埋件共4套,每套重约39.6 t。工作弧形闸门门槽埋件包括一、二期埋件的安装,官瘾水电站已价一九五五年底提前菠电。官瘾工程从一九五四年七月朋工,到一九五五年十二月X一台机姐硬电,只有十八个月;勘测投针的峙阴也是同样短促的。官聪水电站建投之所以能够高速度的巡行,是和苏联尊家溯熟情热私的帮助分不阴的。 官瘾水沛工程(栩河擂、汉洪隧洞、温洪道)大部分是在一九五四年内先俊竣工的。随着国民握济的硬展,苹北地佩工类鱼荷和照明鱼荷日X上涨。在这种情况下,修建官鹿水电站,不谕就工程本身条件和地匹的急迫用电来改,是握济合理的。苏联枣家早在一九五三年初就肯定地幸剐拜了这一默,使我侧有了明攘的韶撒。 当我脚按照圃家修建官瘾水电站的决定,业洲始巡行投针峙,山鹅我哟对河流粽合利用简题,缺乏全面的君征的观段,过多地为当畴已建成和正在修建的一些水工建染物局限了我甲〕的投歌思想,只想在已有的栩河场旁边,抢建一个水电站。而对龄整个河流的洲菠,和这个水电站以及这条河流上的共他水电站建成俊,在整个电力系就巾应担负的任务,以及其他各团民涯济部阴项目背景该工程混凝土骨料取自当地料源,用其配制的混凝土抗压强度和抗冲耐磨性能很难达到设计要求。由于巴基斯坦国内不生产硅粉,若采用掺加进口硅粉的方式来提高混凝土性能,将大幅增加工程造价。因此,设计综合考虑工程所在流域水文特点、地质情况和经济性等因素,X终选择抗压强度远大于设计强度且抗冲耐磨性能极佳的花岗岩作为溢洪道和消力池底板表面抗冲耐磨材料。2技术原理该水电站工程溢洪道、消力池为局部变更项目。花岗岩单块质量约280kg(少量非标准块约450kg),与常规铺砌工艺不同,花岗岩不能直接附着于其基础层材料上。高速过流面共分为三层不同结构,自下而上分别为结构混凝土、高强度混凝土和花岗岩。为保证三层结构的整体性,高速过流面结构混凝土完成之后,先安装花岗岩,再灌注高强度混凝土。花岗岩安装时,采用型钢支撑架将标准花岗岩块悬空安装到设计位置。花岗岩支撑架采用角钢、扁钢以及弃料螺纹钢在仓位中焊接制作。钢支撑架制作完成之后,人工配合小型轮胎吊将花工程概况梨园水电站位于云南省迪庆州香格里拉县(左岸)与丽江地区玉龙县(右岸)交界河段,是金沙江中游河段规划的X三个梯X,上游与两家人水电站相衔接,下游为阿海水电站。电站坝址距丽江市、昆明市、攀枝花市公路里程分别为204 km(经鸣音)、737 km和485 km(经宁蒗)。梨园水电站工程属大(1)型Ⅰ等工程,主要永久性水工建筑物为一X建筑物。工程以发电为主,兼顾防洪、旅游等综合利用的水利水电枢纽工程。枢纽建筑物主要由面板堆石坝、右岸溢流道及消力池、左岸引水发电系统及岸边主副厂房、左岸泄洪冲沙洞等组成。水库库容为7.27亿m3,电站装机容量2 400 MW(4×600 MW)。梨园水电站导流洞工程包括1#、2#导流洞,断面形式为方圆形,Ⅲ类围岩洞段开挖断面16.4 m×19.3 m,Ⅴ类围岩洞段开挖断面18.4 m×21.2 m,渐变段开挖X大断面26.9 m×23.2 m,堵头段开挖X大断面21.4 m×24.2 m;地质比较工程概况里石门水库位于天台县西部龙溪乡里石门村上游1 km处的始丰溪上,距县城41 km,是1座以灌溉、防洪为主,结合发电、养殖等综合利用的大(2)型水库。水库集雨面积296 km2,总库容1·793亿m3(原PMF为1·99亿m3),正常库容1·22亿m3,设计灌溉面积1·2万hm2,防洪面积4 333 hm2,保护沿溪两岸农田、村镇和城关镇15万人口以及104国道的防洪安全。水库枢纽由拦河坝、坝顶溢洪道、坝内泄洪洞、发电引水隧洞和发电站等组成。拦河坝为混凝土双曲拱坝,坝顶高程186·3 m,X大坝高74·3 m,坝顶中心线展长278·4m,坝顶宽4·0 m,坝底X大宽度15·5 m。溢流坝位于河床段,溢流段长91·3 m,堰顶高程176·0 m,由8扇10 m×5·1m露顶孤形钢闸门,分别用8台2×75 kN固定卷扬式启闭机启闭;坝内泄洪洞为3×3 m方圆形断面,进口底高程140·25 m,并设1扇潜孔式平面检修闸门工程概况里石门水库位于浙江省天台县境内始丰溪上游,距里石门村1km峡谷中,坝址以上流域面积296km2。水库以防洪、灌溉为主,结合发电。坝前正常高水位176.00m,保坝洪水水位186.30m,相应库容1.99亿m3。工程主要建筑物有拦河坝、引水隧洞及发电厂房等。水库灌溉面积1.2万ha,电站装机3×2000kW,扩容后现为3×2750kW。拦河坝为混凝土双曲拱坝,X大坝高74.3m、坝顶高程186.3mX大底宽15.5m、坝顶宽度4.0m、厚高比0.208、坝顶弧长265.5m、坝顶弦长208.5m、弦高比2.81圆弧半径33.0～110.0m、中心角为70°～134°。泄洪方式采用坝顶泄流,堰顶高程176.00m,溢流段全长91.3m,分8孔,每孔由1扇5.1m(高)×10m(宽)弧形钢闸门控制,X大泄量5944m3/s。2漏水状况2.1漏水现状里石门拱坝共分23个坝段,2001年1月大坝观测时发现右坝肩20#～21#坝段工程概况里石门水库是一座以灌溉、防洪为主,结合发电、养殖等综合利用的大(2)型水库。坝址以上集水面积296km2,水库总库容1.793亿m3(原PMF为1.99亿m3),正常蓄水位库容1.218亿m3,电站装机3×2.75MW,设计灌溉面积18万亩,防洪保护面积6.5万亩,保护大坝下游沿溪两岸农田、村镇和城关镇15万人口以及104国道的防洪安全。水库枢纽工程由拦河坝、坝下消能防冲设施、引水发电隧洞和电站组成。拦河坝为混凝土双曲拱坝,坝顶高程186.3m,X大坝高74.30m。表孔溢洪道位于河床段,共8孔,单孔净宽10m,堰顶高程176.00m,每孔设1扇弧形钢闸门;坝身泄洪孔为3m×3m方圆形断面,底高程140.25m,进口设1扇潜孔式平面检修闸门,出口设1扇潜孔式弧形工作闸门。引水发电隧洞由进水口、平洞、调压室、斜洞和岔支管等组成,进口底高程140m,隧洞长2341m,调压室为简单式,斜洞后分4条岔支管,其中3条与电站3台机.弧形闸门因其没有门槽、启闭力小和操作运行方便等特点,被广泛地应用于水利工程中。随着高坝建设的发展,弧形闸门的工作水头不断提高,闸门的尺寸也日趋加大。当闸门关闭挡水时,闸门的设计一般都满足静力要求,然而闸门在局部开启状态下运行中在动水作用下发生强烈振动时有发生。振动给人们带来噪音和不安全感,甚至引起闸门动力失稳,带来严重的损失。水工闸门的安全运行和正常工作对整个水利枢纽是至关重要的,因而开展对水工弧形闸门的结构和动力特性研究具有很大的实际意义。本文结合新疆开都河察汗乌苏水电站工程这一实际工程,对其弧形闸门的动力特性以及其X化进行了试验研究和数值计算。主要的研究内容如下:(1)根据水弹性模型模拟原理要求,制作弧形闸门水弹性模型,对流激振动试验结果进行分析。(2)应用ANSYS有限元软件,建立了该弧形闸门三维有限元数值模型,并对其进行了动力分析,给出了弧形闸门的自振频率,并且进一步分析了流固耦合效应对自振特性的影响,同时运用试验获得的?水流诱发闸门振动在工程中屡见不鲜,在某些条件下,闸门会出现剧烈的振动,影响工程安全运行或结构破坏,是一个重要的研究课题,并已开展了广泛的研究。本文研究结构动力学的X二类反问题的分析方法(以下简称反分析方法),在实际工程的原型或模型动力实验中,水流动力荷载未知,而且实测动力响应的测点总是有限的,特别是在原型观测中有时很少,难以全面反映水工结构的振动响应特征,因此要对水工结构的流激振动进行正确评估,有必要通过实测有限点的响应特征,回归出整个动位移场和动应力场,以便得到X大动力响应值。1流激振动响应的反分析方法模态叠加法是建立在模态的正交性及展开定理基础上的一种求解动力响应的近似方法[1,2]。理论上,对于一个N自由度的系统,可以通过方程解耦,确定模态坐标响应,然后通过坐标变换得到物理坐标响应。随着我国水利水电事业的蓬勃发展,水利枢纽工程的规模越来越大,重要性越来越突出,水工建筑物的安全问题越来越备受关注。水工闸门的安全运行和正常工作对整个水利枢纽是至关重要的。闸门在启闭过程中或者局部开启时,都可能发生振动,振动的原因和种类也是多种多样的。一般泄水建筑物的工作闸门都采用弧形闸门,因其启门力小,没有门槽,过流流态好,操作运行方便等X点而受到广泛应用,因而开展对水工弧形闸门的动力特性研究具有很大的实际意义。本文结合嘉陵江新政航电枢纽工程这一实际工程,对其泄洪弧形闸门的动力特性以及其X化进行了试验研究和数值计算。主要的研究内容如下:(1)根据水弹性模型模拟原理和试验要求,制作弧形闸门水弹性模型,并且对闸门的荷载特性,流激振动试验结果进行分析。(2)应用ANSYS有限元软件,建立了该泄洪弧形闸门三维有限元数值模型,并对其进行了动力分析,给出了弧形闸门的自振频率,并且进一步分析了流固耦合效应对自振特性的影响,同时运用试验获得的水水工弧形闸门因其启门力小,没有门槽,操作运行方便等X点而在国内外得到广泛应用,我国已建约8.3万座水库,其中大中型水库2700多座,配有大量的泄水建筑物和控制闸门。从总体上看,我国已建工程的绝大多数弧形闸门的运行状况良好,但尚有部分闸门出现各种各样的问题。突出表现为止水体型不良和物理性能达不到标准及闸门结构在动水作用下的流激振动问题,有的闸门因在特殊水动力荷载作用下产生强烈振动,乃至因支臂动力失稳而破坏[1]。从X电力公司X二轮定检资料[2]来看,也证明了这一点。根据国内外大量工程的运行经验,能否确保弧形工作门的运行安全,在某种程度上涉及到大坝乃至整个水利枢纽的运行安全问题。因而开展对水工弧形闸门的动力安全技术研究,特别是流激振动问题的研究成为水利工程界共同关心的问题。1 水工弧形闸门流激振动[1]运行过程中弧形闸门在动水荷载作用下产生振动。一般情况下,泄水道边界层紊动和水流内部随机脉动作用力激励产生的闸门振动不致造成危害。在运行过程中 ,弧形闸门在动水荷载作用下产生振动 ,如果是淹没出流 ,在某些情况下流体和闸门相互作用 ,还会产生危害性的流激振动。这种流激振动的脉动压力主频接近闸门的基频 ,并包括若干主频的倍频成分。脉动压力是个随机过程 ,具有明显的不确定性 ,常用概率和统计的方法来描述过程的数量特征 ,工程上常用功率谱密度来描述 ,功率谱密度函数是一种频域描述。时域描述是相对于频域描述而言的 ,在工程分析中也是需要的。如时域方法可以对闸门进行较X的非线性分析 ,可以直接得出结构的响应量值 ,可以比频域法获得更多的有关可能发生疲劳问题的信息 ,通过时域的分析可以获得幅值域和频域的信息。此外 ,模拟时域脉动压力曲线也是对闸门进行振动控制的前提。研究时域模拟一直是随机过程模拟的重要内容。时域模拟就是通过已知的频域信息重现时程样本。1 模拟方法概述已有研究表明 ,在许多情况下脉动压力都近似服从高斯分布。在恒定流动条件下 ,一般可将脉动压力视为平稳高.前言闸门是水工建筑物中的轻型结构,保证它的正常运行对整个水利枢纽是非常重要的。弧形闸门一般用作工作闸门,有的长期在局部开启条件下运行,有的虽只是启闭过程中的局部开启,但都有可能因脉动水荷载作用而发生显著振动。从运行经验看,引起弧形闸门有害变形和有害振动的原因有:1.闸门底缘不良,如美国Arkansas运河上的闸门[1];2.闸门被尾水淹没,如 Barkley 坝弧形闸门[2];3.闸门支臂刚度不够引起的失稳与自激振动,如日本一坝弧形门的失稳[3],中国的三义寨弧门[4]的自激振动等;4.大开度时胸墙底部的冲击性射流,如中国鹤地水库溢洪道弧形门等[5];5.支铰摩阻与振动,如中国甘溪水电站溢流坝弧形闸门[6];6.止水断裂引起的缝隙射流激振,如中国密云水库X二溢洪道弧形闸门[7]。Naudascher曾把流激振动的激励机制分成三类:外部激励(EIE),不稳定激励(IIE)和运动激励(MIE)[8,9]。就实质而言,流激振动只有引言永庆反调节水库位于丰满大坝下游10.3 km处,它是丰满水电站反调节水库,同时满足下游工业及城市生活用水要求的日调节水库。工程所处位置环境X低温度为-35℃,结冰期约150 d。金属结构设备设有8扇弧形工作闸门,启闭机为2×800 kN液压启闭机,每套液压启闭机设一个泵站,共8个泵站。表孔弧形闸门在冬季应具备启、闭闸门调节流量条件,以保证向下游连续均匀的供水,保证工业及城市用水,每日需运行一到两次。由于地处东北寒冷地区,须解决露顶式闸门的冬季操作问题,这个难题处理的好坏,是工程能否成功投入运行的关键。影响闸门冬季正常操作的主要原因是冰冻问题。冬季丰满水库下泄的水,温度相对较高,并且与丰满水库相距不远,永庆库区冬季基本不结冰,对闸门正常操作不存在影响[1]。冰冻问题主要是由于闸门水封与埋件座板局部不可避免的间隙,造成渗水在闸门水封下游侧结冰,使水封与埋件之间冻连在一起,由此增大启闭设备的负荷,闸门启闭时冰冻力会对橡皮水封产生工程概况新疆沙湾流域溢流坝具有灌溉、发电、供水等综合应用价值,是大型综合利用的水利水电工程,而且其中的电站主要承担调峰、调相、调频任务。新疆沙湾流域溢流坝包括了灌溉、发电工程以及枢纽三大部分,该坝的水电站装机容量为24万k W,引水灌溉6.63万hm2,而且多年的平均发电量为5.04亿k W·h。该水利水电工程水库正常蓄水位为140.00 m,其中死水位为116.00 m。该水利水电工程属于多年调节水库,总库容为17.10亿m3,另外,新疆沙湾流域溢流坝河床为碾压混凝土重力坝,拦河坝全长为5 842 m,其中X大坝高为57 m,其坝长为719 m,并且两岸衔接土坝,土坝的长度为5 123 m。该水利水电工程的溢洪道采取开敞式溢洪坝,共计装设了16扇露顶式弧形钢闸门,其堰顶高程为126.00 m,设置了16个孔口(孔口净宽为16.00m),并且采用液压启闭机负责启闭。2溢流坝的弧形工作闸门泄洪水流流态分析溢流坝的弧形工作闸门泄洪.电站概述沙沱水电站位于贵州省沿河县城上游约7 km处,为二等大(2)型工程,水库正常蓄水位365 m,相应库容7.70亿m3,总库容9.10亿m3,其中,防洪库容2.04亿m3,调节库容2.87亿m3,属日调节水库;电站装机1 120 MW,多年平均发电量45.52亿k W·h;溢流坝表孔弧形工作闸门于2013年4月投运,共7孔,挡水门高(设计水位)为24 m,孔口净宽为15 m,总水压力为44 455 k N,弧门半径为27 m,操作条件为动水启闭,局部开启,启闭机形式为表孔双缸弧门液压启闭机。2016年11月起,对1—7号溢流坝表孔弧形工作闸门进行了预试工作,检查发现闸门存在不同程度的表面锈蚀,如不及时处理,将会产生极大安全隐患。未处理前闸门锈蚀情况见图1。图1闸门未处理前锈蚀情况图2闸门锈蚀产生原因分析根据DL/T835-2003《水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程》中规定,腐蚀评定标准根据腐蚀部位及分布,蚀坑的深度、大辽河工程局承担了绰勒水利枢纽工程金属结构产品的制造任务。由于工期紧,任务重,能否对标书进行完全承诺,将直接影响中标与否。若按以往的制造方法将无法保质、按期完成,故进行了弧形钢闸门制造技术的改造。主表有:改反弧制造为正弧制造,改普通手工电弧焊为埋弧自动焊与CO2保护焊。新方法不但确保了按期完成制造任务,而且还提高了辽河工程局金属结构产品的制造能力,增强了竞争力。1制造工艺改进的主要过程①向水利部金属结构检测中心权威专家咨询。②参考咨询数据,自行设计组装平台及焊接平台。③产品中标后,立即按闸门设计参数进行了平台的施工及焊接工艺参数的确定。2大型弧形闸门制造工艺的改进与实施2.1大型弧形闸门制造工艺改进方向2.1.1下料方法的改进原制造工艺为手工划线半自动单头切割机下料,改进后的工艺为人工划线,多头半自动切割机下料。多头切割机可以同时进行10条下料线的切割,X小切割宽度160 mm,X大宽度2 000 mm,切割长度可以根据需要确定永庆反调节水库位于丰满大坝下游10.3 km处,它是丰满水电站反调节水库,同时满足下游工业及城市生活用水要求的日调节水库。工程所处位置环境X低温度为-35℃,结冰期约150 d。金属结构设备设有8扇弧形工作闸门,启闭机为2×800 kN液压启闭机,每套液压启闭机设一个泵站,共8个泵站。表孔弧形闸门在冬季应具备启、闭闸门调节流量条件,以保证向下游连续均匀的供水,保证工业及城市用水,每日需运行一到两次。由于地处东北寒冷地区,须解决露顶式闸门的冬季操作问题,这个难题处理的好坏,是工程能否成功投入运行的关键。影响闸门冬季正常操作的主要原因是冰冻问题。冬季丰满水库下泄的水,温度相对较高,并且与丰满水库相距不远,永庆库区冬季基本不结冰,对闸门正常操作不存在影响[1]。冰冻问题主要是由于闸门水封与埋件座板局部不可避免的间隙,造成渗水在闸门水封下游侧结冰,使水封与埋件之间冻连在一起,由此增大启闭设备的负荷,闸门启闭时冰冻力会对橡皮水封产生工程概况新疆沙湾流域溢流坝具有灌溉、发电、供水等综合应用价值,是大型综合利用的水利水电工程,而且其中的电站主要承担调峰、调相、调频任务。新疆沙湾流域溢流坝包括了灌溉、发电工程以及枢纽三大部分,该坝的水电站装机容量为24万k W,引水灌溉6.63万hm2,而且多年的平均发电量为5.04亿k W·h。该水利水电工程水库正常蓄水位为140.00 m,其中死水位为116.00 m。该水利水电工程属于多年调节水库,总库容为17.10亿m3,另外,新疆沙湾流域溢流坝河床为碾压混凝土重力坝,拦河坝全长为5 842 m,其中X大坝高为57 m,其坝长为719 m,并且两岸衔接土坝,土坝的长度为5 123 m。该水利水电工程的溢洪道采取开敞式溢洪坝,共计装设了16扇露顶式弧形钢闸门,其堰顶高程为126.00 m,设置了16个孔口(孔口净宽为16.00m),并且采用液压启闭机负责启闭。2溢流坝的弧形工作闸门泄洪水流流态分析溢流坝的弧形工作闸门泄洪电站概述沙沱水电站位于贵州省沿河县城上游约7 km处,为二等大(2)型工程,水库正常蓄水位365 m,相应库容7.70亿m3,总库容9.10亿m3,其中,防洪库容2.04亿m3,调节库容2.87亿m3,属日调节水库;电站装机1 120 MW,多年平均发电量45.52亿k W·h;溢流坝表孔弧形工作闸门于2013年4月投运,共7孔,挡水门高(设计水位)为24 m,孔口净宽为15 m,总水压力为44 455 k N,弧门半径为27 m,操作条件为动水启闭,局部开启,启闭机形式为表孔双缸弧门液压启闭机。2016年11月起,对1—7号溢流坝表孔弧形工作闸门进行了预试工作,检查发现闸门存在不同程度的表面锈蚀,如不及时处理,将会产生极大安全隐患。未处理前闸门锈蚀情况见图1。图1闸门未处理前锈蚀情况图2闸门锈蚀产生原因分析根据DL/T835-2003《水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程》中规定,腐蚀评定标准根据腐蚀部位及分布,蚀坑的深度、辽河工程局承担了绰勒水利枢纽工程金属结构产品的制造任务。由于工期紧,任务重,能否对标书进行完全承诺,将直接影响中标与否。若按以往的制造方法将无法保质、按期完成,故进行了弧形钢闸门制造技术的改造。主表有:改反弧制造为正弧制造,改普通手工电弧焊为埋弧自动焊与CO2保护焊。新方法不但确保了按期完成制造任务,而且还提高了辽河工程局金属结构产品的制造能力,增强了竞争力。1制造工艺改进的主要过程①向水利部金属结构检测中心权威专家咨询。②参考咨询数据,自行设计组装平台及焊接平台。③产品中标后,立即按闸门设计参数进行了平台的施工及焊接工艺参数的确定。2大型弧形闸门制造工艺的改进与实施2.1大型弧形闸门制造工艺改进方向2.1.1下料方法的改进原制造工艺为手工划线半自动单头切割机下料,改进后的工艺为人工划线,多头半自动切割机下料。多头切割机可以同时进行10条下料线的切割,X小切割宽度160 mm,X大宽度2 000 mm,切割长度可以根据需要确定工程概况新疆沙湾流域溢流坝具有灌溉、发电、供水等综合应用价值,是大型综合利用的水利水电工程,而且其中的电站主要承担调峰、调相、调频任务。新疆沙湾流域溢流坝包括了灌溉、发电工程以及枢纽三大部分,该坝的水电站装机容量为24万k W,引水灌溉6.63万hm2,而且多年的平均发电量为5.04亿k W·h。该水利水电工程水库正常蓄水位为140.00 m,其中死水位为116.00 m。该水利水电工程属于多年调节水库,总库容为17.10亿m3,另外,新疆沙湾流域溢流坝河床为碾压混凝土重力坝,拦河坝全长为5 842 m,其中X大坝高为57 m,其坝长为719 m,并且两岸衔接土坝,土坝的长度为5 123 m。该水利水电工程的溢洪道采取开敞式溢洪坝,共计装设了16扇露顶式弧形钢闸门,其堰顶高程为126.00 m,设置了16个孔口(孔口净宽为16.00m),并且采用液压启闭机负责启闭。2溢流坝的弧形工作闸门泄洪水流流态分析溢流坝的弧形工作闸门泄洪.电站概述沙沱水电站位于贵州省沿河县城上游约7 km处,为二等大(2)型工程,水库正常蓄水位365 m,相应库容7.70亿m3,总库容9.10亿m3,其中,防洪库容2.04亿m3,调节库容2.87亿m3,属日调节水库;电站装机1 120 MW,多年平均发电量45.52亿k W·h;溢流坝表孔弧形工作闸门于2013年4月投运,共7孔,挡水门高(设计水位)为24 m,孔口净宽为15 m,总水压力为44 455 k N,弧门半径为27 m,操作条件为动水启闭,局部开启,启闭机形式为表孔双缸弧门液压启闭机。2016年11月起,对1—7号溢流坝表孔弧形工作闸门进行了预试工作,检查发现闸门存在不同程度的表面锈蚀,如不及时处理,将会产生极大安全隐患。未处理前闸门锈蚀情况见图1。图1闸门未处理前锈蚀情况图2闸门锈蚀产生原因分析根据DL/T835-2003《水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程》中规定,腐蚀评定标准根据腐蚀部位及分布,蚀坑的深度辽河工程局承担了绰勒水利枢纽工程金属结构产品的制造任务。由于工期紧,任务重,能否对标书进行完全承诺,将直接影响中标与否。若按以往的制造方法将无法保质、按期完成,故进行了弧形钢闸门制造技术的改造。主表有:改反弧制造为正弧制造,改普通手工电弧焊为埋弧自动焊与CO2保护焊。新方法不但确保了按期完成制造任务,而且还提高了辽河工程局金属结构产品的制造能力,增强了竞争力。1制造工艺改进的主要过程①向水利部金属结构检测中心权威专家咨询。②参考咨询数据,自行设计组装平台及焊接平台。③产品中标后,立即按闸门设计参数进行了平台的施工及焊接工艺参数的确定。2大型弧形闸门制造工艺的改进与实施2.1大型弧形闸门制造工艺改进方向2.1.1下料方法的改进原制造工艺为手工划线半自动单头切割机下料,改进后的工艺为人工划线,多头半自动切割机下料。多头切割机可以同时进行10条下料线的切割,X小切割宽度160 mm,X大宽度2 000 mm,切割长度可以根据需要确定引言永庆反调节水库位于丰满大坝下游10.3 km处,它是丰满水电站反调节水库,同时满足下游工业及城市生活用水要求的日调节水库。工程所处位置环境X低温度为-35℃,结冰期约150 d。金属结构设备设有8扇弧形工作闸门,启闭机为2×800 kN液压启闭机,每套液压启闭机设一个泵站,共8个泵站。表孔弧形闸门在冬季应具备启、闭闸门调节流量条件,以保证向下游连续均匀的供水,保证工业及城市用水,每日需运行一到两次。由于地处东北寒冷地区,须解决露顶式闸门的冬季操作问题,这个难题处理的好坏,是工程能否成功投入运行的关键。影响闸门冬季正常操作的主要原因是冰冻问题。冬季丰满水库下泄的水,温度相对较高,并且与丰满水库相距不远,永庆库区冬季基本不结冰,对闸门正常操作不存在影响[1]。冰冻问题主要是由于闸门水封与埋件座板局部不可避免的间隙,造成渗水在闸门水封下游侧结冰,使水封与埋件之间冻连在一起,由此增大启闭设备的负荷,闸门启闭时冰冻力会对橡皮水封产引言澄碧河水库位于广西百色市城北右江支流的澄碧河下游,距百色城区7km,是一座以防洪、发电、城区供水等综合利用的大(1)型水库,属多年调节,正常水位185.00m,大坝于1961年10月建成。溢洪道为开敞式实用堰,为ⅠX建筑物,1966年完成土建,1970年完成闸门及启闭机安装,堰顶高程176.00m,设有4孔12m×9.3m(宽×高)的两支臂主横梁式弧形钢闸门,溢流坝4扇弧形工作门为2根主横梁、双斜2支臂、整段门叶的焊接钢结构,支承型式为双圆柱铰。闸门由面板、主横梁、次梁、垂直隔板、斜撑、支腿等主要结构组成。闸门圆弧半径为12m,闸门底部高程176.0m,闸门顶部高程185.3m,支绞高程185.0m[1],设计水头9m,由4台固定式2×50t油压卷扬式启闭机控制,当上游水位X过185.0m时开门泄洪,进行水库水位调度,堰下游设有两X消力池。目前使用的1#、3#、4#弧型钢闸门于1970年使用,已工作35年,2#弧型钢闸门工程概况 宝鸡峡渠X加坝加闸水利水电工程(简称宝鸡峡工程)。是为缓解陕西省渭北高原地区干旱缺水而修建的水库枢纽工程。其一期低坝自流引水枢纽工程已于1960年建成。加高后的拦河坝为混凝土重力坝,X大坝高49.6m,坝顶长度180.sm,X库容3 800万m,。枢纽的主要任务是提高灌溉效益并结合灌溉进行发电。 宝鸡峡工程建成后,其坝内孔口主要分布在:①溢流中孔5个,孔口尺寸10 mxs.3m;②冲沙底孔3个,孔口尺寸6.5 mxs.om;③灌溉引水孔1个,孔口尺寸连m又sm;④电站引水孔1个,孔口尺寸4.6 mx4.6m。 目前,底孔的金属结构已全部安装完成并投人使用。本文就底孔弧形工作闸门及启闭机的布置、设计特点作一简单介绍。2弧形工作闸门及启闭设备2.1闸门及启闭设备 弧形门具有操作灵便、没有门槽、水力学条件较好等X点。底孔采用弧形门,孔口尺寸6.sm x 8.om,弧门半径R~14m,设计水位636.OOm,支铰中心高程6我国水利水电事业得到了快速发展，建设了一大批水利水电枢纽，取得了巨大成就，尤其是在高水头大流量泄洪消能的研究方面达到了世界X水平。在21世纪，我国拟建一批坝高200～300米、泄洪流量20000～50000m~3/s的大型水利工程，这些工程在泄洪消能方面向高坝水力学提出了新的挑战。因此，开展多种型式泄洪消能工的研究势在必行，其中将施工导流洞改建为永久泄水建筑物是一项具有很大经济效益的工程，但同时又是一项存在诸多困难的工程，故有必要开展这方面的研究工作。自从孔板泄洪洞这一新型的内消能工在我国黄河小浪底工程这样大型水利枢纽上使用，在国内外属于创举，故引起了规划、设计、科研等有关单位的关注，并进行了大量的研究工作，获得了宝贵的资料，但由于1#孔板泄洪洞在原型事故闸门下闸试验过程中出现强烈振动，造成这一现象的原因何在?对建筑物结构是否造成威胁?因此，本文对孔板泄洪洞这一新型的消能工的水力特性从试验和数值模拟两个方面作了详细研浅谈新型消能工孔板消能设计李燕红闫国保一、引言利用孔板洞或压力管道内设小于隧洞或管道直径的多X孔板进行高速水流的消能，是一种新近发展起来的可减免洞（管）壁磨蚀，减轻出口消能负担的新型消能工。作为一种特殊的消能设施，在大型工程上运用，除在加拿大麦长坝（Ｍｉｃａ）底孔泄洪洞和我国小浪底工程泄洪导流洞采用这种突扩措施消能外，国内外尚无其它实例。为了论证利用孔板消能的可行性，近年来黄委水科院、中国水科院、大连理工大学、天津大学、清华大学等科研单位结合小浪底工程设计，进行了大量的水力学、结构力学模型试验和计算分析，同时选择碧口水电厂左岸排沙洞进行了多X孔板的原型试验，为孔板消能设计提供了宝贵资料。二、孔板消能的基本原理孔板消能是利用通过孔板孔口的水流突然扩散产生强烈的紊动，使水流内部产生剪切摩擦与碰撞来消杀巨大的水流动能，被消杀的大部分动能转化为热能随水流而走。采用多X孔板消能，既可使水流多次突扩而增加消能效果，还能使各X孔口下游突扩后的为了满足水库防洪、排沙、调水调沙、泄洪建筑物防泥沙磨损和空化要求及适应坝址地形地质条件 ,小浪底工程泄洪建筑物采用了组合泄洪洞方案。该方案泄洪建筑物由 3条常规的明流泄洪洞、3条后张法预应力衬砌压力排沙洞、3条由导流洞改建而成的多X孔板消能泄洪洞、1条正常溢洪道组成。其中孔板消能泄洪洞是一种突破常规的新洞型 ,现就这一新洞型及三X孔板泄洪洞的设计X化过程作一介绍。1 多X孔板消能泄洪洞的设计思想1.1 小浪底泄洪洞布置面临的困难小浪底工程采用一次性拦河断流 ,隧洞导流 ,全年基坑施工方案。导流运用的X一年 ,按百年一遇洪水设计。根据水力计算 ,要求导流建筑物泄流能力为 82 70ｍ3/ｓ。这样 ,需要布置3条洞径为 14 .5ｍ的导流洞 ,其中一条临近河床 ,进口高程为132 .0ｍ、其余两条导流洞进口高程为 14 1.5ｍ。3条导流洞在完成施工导流任务后 ,若废弃不用 ,根据小浪底水库运用要求孔板泄洪洞工程概况黄河小浪底水利枢纽的3条孔板泄洪洞均由施工导流隧洞改建而成,采用“龙抬头”压力隧洞接明流隧洞的布置形式,在水平压力隧洞段设三X消能孔板。1号孔板洞进水口底板高程为175.00 m,设两扇平板检修门,通过龙抬头式的连接段与原导流洞相接,导流洞内径14.50 m,在桩号0+131.79、0+175.29和0+218.79处分别设计布置了三X孔板,孔径依次为10.0、10.5、10.5 m,孔径比β依次为0.690、0.724和0.724。孔板间距约为洞径的3倍。中闸室布置在桩号0+284.29处,采用两扇偏心铰弧形闸门(4.8 m×5.4 m)控制,孔口控制面积51.84 m2。弧门出口底部设挑坎,坎顶高程135.65 m,孔口两侧各设0.50 m的突扩,其下游接无压明流隧洞。1号孔板洞X大工作水头为140 m,闸门出口处流速达33～35 m/s,单洞X大泄洪功率X过2 000 MW,由于是X次在大型水利工程中在水力资源丰富的深山峡谷地区修建高坝，常因导流流量大而修建大尺寸的导流洞．导流任务完成后，如何利用这庞大的导流洞，使之成为永久建筑物，一直是水利水电设计中探讨的问题之一．随着科学技术的发展，世界各国都曾将导流洞改建成排沙洞、尾水洞、放空洞、灌溉洞、发电洞等，其中把导流洞改建成泄洪洞经济效益X大．统计资料表明，国外89座工程实例中，92％导流洞均已改建为永久建筑物，其中65％改建成泄洪洞或放空洞．例如：前苏联布列依坝高142m；2条导流洞断面均为17mX22m，X大单孔泄量为7300m‘／s，导流任务完成后改建为永久泄洪洞，成为世界X大导流流量的改建泄洪洞工程；努列克工程坝高300m，3条导流洞断面10mX12m，其中2条导流洞改建成泄洪洞，出口流速55m／s，为改建成泄洪洞中流速X大的工程；还有埃及的阿斯旺水库，坝高1tim，6条导流洞直径15m，全都改建成泄洪及发电两用洞，总泄量6000m‘／s，为改建导流洞X多的工程工程概况蜀河水电站工程位于汉江上游陕西省旬阳县境内,距上游已建的安康水电站约120 km,距下游已建的丹江口水电站约200 km。是汉江上游梯X开发规划中的X6个梯X电站,是一座以发电为主,兼有航运等综合效益的水电站工程。316国道和襄渝铁路分别从枢纽左岸和右岸通过,右岸上游2.3 km处有蜀河火车站,对外交通便利。电站安装6台45MW灯泡贯流机组,年发电量9.53亿kWh,年利用小时数3 530 h。2弧形工作闸门及启闭机总体布置右岸泄洪闸共5孔,其中1孔兼作垂直升船机坝段,每孔进口依次设置1道叠梁检修闸门门槽和1道弧形工作闸门门槽,共设1扇检修闸门,5扇弧形工作闸门。弧形工作闸门孔口尺寸为13 m×24.3 m,设计水头23.8 m,底坎高程193.50 m。以正常蓄水位217.30 m,作为弧门设计挡水位和操作运行水位,考虑0.5 m的涌浪X高。该弧门采用后拉式液压启闭机操作,确定油缸上端支铰中心高程为228.50 m大跨度平开弧形闸门跨度较大,属于单层主横梁立轴式闸门,X早用于荷兰鹿特丹的新水道挡潮闸[1]工程中。闸门运行时转动轴沿垂直方向,与传统的主横梁式闸门不同。该类闸门在国内应用较少,现有的研究资料[2-5]表明:在对该类闸门进行前期结构布置时,以传统的平面简化方法进行设计,后期再通过有限元软件分析、模型实验等方式对结构进行校核或X化。这虽然在一定程度上避免了传统设计方法的局限性,但仍存在几点不足。其一,该类闸门主框架布置时,参照设计规范[6]中常规的弧形闸门布置方式,其水平方向的简化布置如图1所示,支臂距端面距离,默认了主支臂夹角约为0.6倍的门体张角。但大跨度平面立轴式弧门的约束方式与常规闸门不同,结构还须在羊角端设置重要的转动约束,而且,支臂结构巨大,作为主要承重结构,其稳定性也和支臂夹角大小有关,而简化的模型未考虑这点。其二,单层式的主框架结构支臂受力复杂,传统的设计方法很难保证简化的支臂轴力水荷载水平方向和垂直方向分布引起的某型飞机轮舱支臂耳片在外场使用过程中,发现多起断裂故障,且裂纹均从支臂耳片的连接孔边产生。经失效分析认为:支臂轴孔处的裂纹性质为微动损伤引起的疲劳断裂。为保持飞机良好的技术战斗性能和确保飞行的安全,需寻找一种快速可靠的无损探伤方法。1裂纹故障分析某型飞机轮舱支臂是外翼前梁与中央翼的连接交点,支臂耳片主要承受通过衬套传来的挤压力,在某些飞行动作下,外翼前梁根部承受的扭矩会通过连接螺栓传给支臂上的衬套,导致衬套受部分轴向力,在飞行交变载荷作用下,使衬套向航后凸出。衬套凸出孔臂后,孔臂与衬套的接触面积减小,进而导致孔臂局部压应力增大,同时衬套移位造成衬套的载荷中心与耳片孔的厚度中心错位,衬套上的力对耳片形成一个附加的偏心弯矩。在应力增大、偏心弯矩以及交变载荷的联合作用下,反复受载,进而产生裂纹。2探伤方法的选择在航空维修中,常用的探伤方法有X声、磁粉、涡流、射线和渗透。对于这类表面疲劳裂纹,射线探伤不敏感;由于渗透探伤前后都需清洗,而.弧形闸门是水利水电工程中普遍采用的门型之一,具有结构简单、启闭力小、操作简单、水流条件好等X点。因此,在泄水建筑物中,尤其是高水头、高流速状态下使用的更为普遍,能够X的降低气蚀对门槽造成的损害以及因局部开启造成的振动等。目前水利行业采用的计算机辅助设计软件仍然以Auto CAD的二维平台为主,在此平台下,设计者X先要在头脑中想象出弧形闸门的实体结构。需要具备X的三维空间想象力,并对弧形闸门足够熟悉,才能比较顺利的绘制出弧形闸门的二维图。对于表孔弧形闸门,以斜支臂结构二维图的绘制X为复杂。斜支臂夹角、扭角等数据都要经过详细的计算才能确定,然后绘制于二维图中,从想象中的三维实体到图纸上的二维平面图绘制,过程复杂。三维设计软件在近几年的工程设计中运用的越来越普遍,它的X势在于能够直接将设计目标用三维的视角呈现给设计者,实现目标物体的可视、可测。这样一来,之前介绍的斜支臂夹角、扭角等复杂数据不用计算就能从所建模型中直接测得引言弧形闸门是水利水电工程应用X广泛的闸门类型之一。由于大部分弧型闸门具有斜支臂结构,用二维视图表达比较困难,在设计和制造过程中经常出现将斜支臂偏斜角与上支腿偏斜角混为一谈的情况。由于闸门尺寸较大,角度的微小误差会造成长度的很大偏差,这会给闸门的制造安装带来很大困难,甚至会出现支臂与门叶主梁不能安装到一起的现象。因此,探讨斜支臂偏斜角的计算,对提高弧型闸门制造及安装精度十分必要。1斜支臂偏斜角的计算模型斜支臂弧形闸门的三维结构示意图如图1所示,因结构对称,图中只画出一半。图1斜支臂弧形闸门的结构示意图在图1中,O为对称面上的旋转中心;O′为支铰旋转中心;O′A′和O′B′为支臂的上下两条支腿;θ为两支腿之间夹角的一半的正投影(一般装配图上标注此角度);θ1为两支腿之间夹角的一半(一般支臂部件图上标注该角度)。由于支臂相对于对称面为斜放,即OO′≠AA′,所以,一般情况下θ≠θ1。α为上支腿平面内支腿与对称线的夹角,即支腿偏斜角闸门设计规范5 DJ 13一78(简称“规范”下同)X7涤指出:斜支臂弧形闸门,当支臂与主横梁水平联结时,在支铰处两支臂形成扭角2声,见图一,笋角可用下式计算铰中心0放在w投影面上,且离H投影面高为h,斜支臂中心线OC放在平行H投影面位置,OA、OB分别为上支臂及下支臂的空间位置,当弧面中心与铰中心重合时(多数弧门设计如此),这样可得到以下关系式:?当前,我国的水电工程正处于高潮开发阶段,人们的环保意识也迅速提高,在综合考虑社会、经济和环境对水量的需求条件下,水利枢纽还肩负着向下游减水河段下泄生态流量的任务。然而章继光[1]等人曾对我国部分失事闸门做过调查,按照其破坏性状及触发原因,局部开启泄流破坏是主要破坏类别之一。而为保证下游生态流量的需求,恰恰要求弧形闸门长时间局部开启。在国外,低水头弧形闸门失事实例时有发生,例如日本的和知坝堰顶弧形闸门、美国麦克莱伦—克尔阿肯河航运系统的弧形闸门等。尽管这些失事闸门的运行条件、结构尺寸、构造形式各不相同,破坏时的直接触发原因也多种多样,但从破坏特征来看,有两点共同特征值得注意——从破坏的内因水力条件,故不模拟刚度及重量。面板用5 mm有机分析,失事闸门均因支臂丧失稳定,发生弯扭曲导致玻璃板弯成弧形,支腿用10 mm有机玻璃板与面板整扇闸门丧失挡水能力而遭受破坏,这主要是由闸门相连。在支腿上安装力传感器,测量支铰力,面板上设计不当工程概况乐昌峡水利枢纽是广东目前在建的X大水利项目,是乐昌市和韶关市的重要防洪工程,亦是珠江流域防洪规划北江上游防洪工程体系的控制性水利枢纽。工程位于北江流域的一X支流———武江乐昌峡河段原塘角火车站旧址附近,距乐昌市约14km。泄洪闸共设5孔潜孔式弧门(面板的弧形半径为15 000mm,面板宽度为11 996mm,面板弧长为12 467mm。),采用2×2 500kN液压启闭机启闭,支铰为自润滑关节轴承材料,侧水封、底水封安装在弧门门叶上,顶止水封采用两道止水,1道顶止水封安装在门叶上,1道顶止水封安装在埋件门楣上,门楣上的顶止水采用铰支联接,使得弧门在启闭过程中门楣顶止水封在水压的作用下,能够在启闭过程中与门叶面板贴紧达到止水、防射水的作用。常规的安装工艺及方法在此不拟重述,这里,针对本工程如何快速X质完成弧门安装中出现的难点进行简述,以供类似工程参考。2安装存在问题的提出1)弧门的支铰预埋螺栓为一期预埋,不设二期砼浇注工程概况新疆沙湾流域溢流坝具有灌溉、发电、供水等综合应用价值,是大型综合利用的水利水电工程,而且其中的电站主要承担调峰、调相、调频任务。新疆沙湾流域溢流坝包括了灌溉、发电工程以及枢纽三大部分,该坝的水电站装机容量为24万k W,引水灌溉6.63万hm2,而且多年的平均发电量为5.04亿k W·h。该水利水电工程水库正常蓄水位为140.00 m,其中死水位为116.00 m。该水利水电工程属于多年调节水库,总库容为17.10亿m3,另外,新疆沙湾流域溢流坝河床为碾压混凝土重力坝,拦河坝全长为5 842 m,其中X大坝高为57 m,其坝长为719 m,并且两岸衔接土坝,土坝的长度为5 123 m。该水利水电工程的溢洪道采取开敞式溢洪坝,共计装设了16扇露顶式弧形钢闸门,其堰顶高程为126.00 m,设置了16个孔口(孔口净宽为16.00m),并且采用液压启闭机负责启闭。2溢流坝的弧形工作闸门泄洪水流流态分析溢流坝的弧形工作闸门泄洪.辽河工程局承担了绰勒水利枢纽工程金属结构产品的制造任务。由于工期紧,任务重,能否对标书进行完全承诺,将直接影响中标与否。若按以往的制造方法将无法保质、按期完成,故进行了弧形钢闸门制造技术的改造。主表有:改反弧制造为正弧制造,改普通手工电弧焊为埋弧自动焊与CO2保护焊。新方法不但确保了按期完成制造任务,而且还提高了辽河工程局金属结构产品的制造能力,增强了竞争力。1制造工艺改进的主要过程①向水利部金属结构检测中心权威专家咨询。②参考咨询数据,自行设计组装平台及焊接平台。③产品中标后,立即按闸门设计参数进行了平台的施工及焊接工艺参数的确定。2大型弧形闸门制造工艺的改进与实施2.1大型弧形闸门制造工艺改进方向2.1.1下料方法的改进原制造工艺为手工划线半自动单头切割机下料,改进后的工艺为人工划线,多头半自动切割机下料。多头切割机可以同时进行10条下料线的切割,X小切割宽度160 mm,X大宽度2 000 mm,切割长度可以根据需要确定,电站概述沙沱水电站位于贵州省沿河县城上游约7 km处,为二等大(2)型工程,水库正常蓄水位365 m,相应库容7.70亿m3,总库容9.10亿m3,其中,防洪库容2.04亿m3,调节库容2.87亿m3,属日调节水库;电站装机1 120 MW,多年平均发电量45.52亿k W·h;溢流坝表孔弧形工作闸门于2013年4月投运,共7孔,挡水门高(设计水位)为24 m,孔口净宽为15 m,总水压力为44 455 k N,弧门半径为27 m,操作条件为动水启闭,局部开启,启闭机形式为表孔双缸弧门液压启闭机。2016年11月起,对1—7号溢流坝表孔弧形工作闸门进行了预试工作,检查发现闸门存在不同程度的表面锈蚀,如不及时处理,将会产生极大安全隐患。未处理前闸门锈蚀情况见图1。图1闸门未处理前锈蚀情况图2闸门锈蚀产生原因分析根据DL/T835-2003《水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程》中规定,腐蚀评定标准根据腐蚀部位及分布,蚀坑的深度水工金属结构是水工建筑物的重要组成部分,由于金属结构长期处于干湿交替、浸没水或高速水流等环境中,受到各种水质、大气、水生物的侵蚀,以及泥沙、冰凌和其它漂浮物的冲击摩擦等都会使钢材发生严重腐蚀,从而降低了结构的承载能力,严重威胁闸门的安全运行[1]。因此,通过对闸门各主要构件腐蚀状态的检测分析,了解闸门各部位锈蚀分布情况,为计算弧形工作闸门各主要构件的腐蚀速率和复核运算提供必要的数据。并通过分析腐蚀数据查找腐蚀成因,制定相应的防腐措施。1工程概述大伙房水库于1954年动工修建,1958年竣工,分别于1975年、1977年进行2次改建,并于2002年进行一次除险加固,2006年竣工。总库容22.68亿m3,控制流域面积5 437 km2,为大(Ⅰ)型水库。水库泄洪建筑物由主溢洪道、X一非常溢洪道和输水洞组成。自2006年除险加固竣工后,主溢洪道金属结构、X一非常溢洪道金属结构均已运行近10年。主溢洪道设置5个泄洪孔,设有5扇10.4概述根据十五里河防洪排涝工程布局行控制,解决小流量过流问题,既满足了十五里河位于安徽省合肥市滨湖及特征水位分析,十五里河河口闸站消能防冲过流的要求,又避免了下游河道新区巢湖入口一开敞式河道,是环巢枢纽工程节制闸门设计条件见表1。水流冲击问题,从而避过了闸门可能振动湖四期十五里河干支流小流域治理工闸门根据规划和水位条件进行设计,的工况。在水位差较小、过大流量时,开启程一项重要的水利工程,既有抗洪防从而实现节制闸的功能要求。大闸门达到预期的过流要求。汛功能,也肩负着调节保持十五河水十五里河河道宽度45m,底槛门叶结构设置上、下两层结构型式。位的重任,枯水期闸门关闭为十五里6.0m,设平面立轴弧形钢闸门,闸门曲上层中间为浮箱结构,单扇门叶下部挡河蓄水,汛期则开闸行洪,同时对调节率半径为30m,门体厚度2.5m,门高水部分各设置6扇调节闸门,调节闸门十五里河水质也具有积极作用。8.3m,满足规划设计条件。门体左右两的净孔口尺寸为弧形钢闸门有启闭灵活、启门力小、挡水面积大等X点,已被广泛应用到较大的进、泄水工程中。但弧形钢闸门的设计与施工要求精度较高,制作、安装难度大。经过多年设计施工积累,本人认为在水闸弧形闸门设计施工过程中应注意以下几点。一、闸门主要尺寸的确定(一)闸门高宽比的确定一般露顶式弧形钢闸门门叶的高宽比应控制在卜 左右比较合适。如果此值过大,将造成主梁尺寸过大以及焊接变形不宜控制、刚度变差、外形不美观等缺点。在闸门过水断面满足不了实际要求时,又相差不多,应X先采取加高门页高度的办法来解决,尽量避免用加宽闸门的方法,当然也可采用增加闸门孔数的方法。(二)面板半径及支铰位置的确定露顶式弧形钢闸门面板半径(R)一般采用R二(1．l－l．5)H较好(H为闸前正常水位)。如果面板半径增大,则启门力相应减小,但闸墩尺寸则要相应加大,否则,反之。在实际设计过程中可根据具体情况和要求灵活掌握。对于支铰位置一般应高出下游水位0．5米左右,以保证其不被泥沙堵塞在水闸工程管珲中,各管理单位每年都有干日当数量的弧形钢闸门需防腐处理,喷砂或人工除锈,喷锌加油漆封闭或油漆防腐,都要有一扇弧形钢闸门的实际防腐面积作为依据来编制维修概算经费及主要消耗材料。我们通过对援建的水闸弧形钢闸门、浙江省水库防洪弧形钢闸门和我省不同净跨(13m、10m、7m、6m)弧形钢闸门的防腐处理的实绩,按竣工图详细计算后得出防腐面积的经验公式为: A=kA授式中: A,表示一扇弧形钢闸门实际防腐表面积,m。。 k,调整系数,5～7,根据水头、净跨、主梁数选用,当9m以上水头,10m及以上净跨,3主梁时采用7:双主梁采用6.5。当弧形钢闸门是水利水电工程中的重要建筑物。弧门主框架有主横梁式矩形和梯形及主纵梁式多层三角形等三种刚架形式¨¨,。一般在水库、水电站的溢洪道上以及水闸和灌溉枢纽中的露顶弧形钢闸门,多采厂H主横梁式梯形刚架。在潜孔弧门中有时也采用梯形刚架。按照参考文献p’进行统计分析结果发现:在露顶弧形钢闸门中,采用梯形钢架结构的弧门数量,占露顶弧门总数的66.3％,在潜孔弧形钢闸门中,采用梯形刚架结构的弧门数量,占潜孔弧门总数的12.2％。由以上统计分析表明,目前在我国采用这种结构形式的弧形锕闸门是较为普遍的。围外弧形钢闸门中也有采J-jj这种结构形式的。 据调查.我国低水头弧门失事时有发生,据不完全统计有20座弧门失事㈡’.其中90％为梯形刚架结构。在上述20扇失事的弧门中,除3扇为钢筋混凝土闸门外,其余17扇均为弧形钢闸门。经研究分析¨’,失事的原因是多方面的,然而刚架或支臂失稳却是失事的主要原因之～。且失事的弧门几乎都是1978年以前设计的弧形钢闸门作为挡水泄水结构,因其埋件少、水流顺畅,启闭力小、运转灵活等X点,在水利水电工程中得到广泛的应用,保证其安全可靠的运行十分重要,因此,许多研究者采用可靠度理论对其安全性进行评价。然而,针对弧形钢闸门这类复杂的空间结构,如何基于可靠度理论对其进行X、准确的安全评估尤为重要。因此,基于水工钢闸门可靠度以及弧门空间主框架结构布置形式的研究现状,本文对弧门空间主框架结构的体系可靠度展开系统研究。本文主要研究工作及成果如下:X一,以往采用体系可靠度理论对弧门进行安全性评估时,由于计算方法的限制,多是针对某一主要构件进行可靠性分析,如主梁、支臂。将结构主要受力构件进行分离计算的方法难以准确对其安全性进行评价。基于此,为X、准确评价弧门空间主框架结构的安全性,本文将随机有限元与体系可靠度理论相结合,提出了可同时考虑结构三维空间效应、结构非线性特征以及多失效模式间相关性的体系可靠度计算方法。X二,采用本文提出的体系可靠度计算方法工程概述河口村水库位于黄河一X支流沁河X后一段峡谷出口处,下距五龙口水文站约9km,河口村水库建成后,与三门峡、小浪底、故县、陆浑等水库联合调度运用,将进一步完善黄河下游的防洪工程体系,减轻黄河下游洪水威胁,缓解黄河下游大堤的防洪压力,并为黄河干流调水调沙,充分利用沁河水资源,改善生态、提供电能创造了条件,同时保护南水北调中线穿沁工程的防洪安全。水库工程规模为大(Ⅱ)型,坝长465 m,X大坝高156.5 m,枢纽由混凝土面板堆石坝、1号泄洪洞、2号泄洪洞、溢洪道及引水发电系统等建筑物组成。2号泄洪洞利用施工导流洞改建而成,设置一道事故检修门和一道工作门。泄洪洞出口底板高程均高于下游沁河水位,因此未设出口检修闸门。2号泄洪洞工作闸门孔口尺寸7.5 m×8.2 m(宽×高),底坎高程210.0 m,设计水头75.43 m,按泥沙淤至门顶设计;考虑到该工作闸门设计挡水及操作水头低于80 m,且无局开运行要求,因此2号泄洪洞工作闸门概述洪家渡水电站泄洪洞主要承担汛期泄洪及往下游供水任务,由高水头潜孔式弧形工作闸门操作控制。弧形工作闸门的安装位置在泄洪洞中部,其主要参数和特性为:设计水头为86·34 m,孔口尺寸为6·2 m×8 m,总水压为73 086 kN,弧面半径为16 m,闸门重量为297·5 t;弧形门采用单缸双作用液压启闭机启闭;弧形门的主水封采用充水式水封,门楣上设有转角水封;门叶共分成2节,采用竖向分节方式。由于该工作门位于从有岩变无岩地段,门外为突扩条件,水力复杂紊乱,故在闸门的上下游底板和侧墙上均布置有钢板衬砌结构。1弧形工作闸门安装主要技术方案1·1安装程序洪家渡水电站泄洪洞弧形工作闸门(以下简称为弧形门)原定的安装程序为先安装弧形门支铰,再安装底坎、支臂、门叶结构。因弧形门支铰未按规定的工期供货,为满足工程整体进度要求,经多方协调后将安装程序改为:铰座支承钢梁吊装→安装底坎(底水封座)、底衬→安装框形主水封座、侧水封座板→安装门前侧.在水利工程施工中,为把机器、设备或结构件等固定安装在混凝土地基、墙壁等上面,常采用一种特殊的螺纹连接件———金属膨胀螺栓。金属膨胀螺栓随着实际工程的广泛应用,由普通型又逐渐发展出内爆式膨胀螺栓、托钩式膨胀螺栓、异型膨胀螺栓等不同型号、不同规格的系列产品,而普通型本身又衍生出加厚膨胀螺栓、大头膨胀螺栓、小头膨胀螺栓、镀白膨胀螺栓、加长管膨胀螺栓等。在这些系列产品中,尤以普通型金属膨胀螺栓的应用X为普及。普通型金属膨胀螺栓由沉头螺栓、胀管、平垫圈、弹簧垫圈、六角螺母组成。使用时,先用冲击钻(锤)在地基(或墙壁)上面钻一个相应尺寸的孔,再把螺栓、胀管装入孔中,然后依次把机器(设备、结构件)和平垫圈、弹簧垫圈套在螺栓上面,X后旋紧螺母,即可使螺栓、胀管、螺母、机器与地基连接成为一个稳定、牢固、可靠的整体。金属膨胀螺栓除了做为一种固定安装机器、设备、结构件的特殊的螺纹连接件以外,通过几项小型水利工程施工中的尝试,收到了很好的效果。水利工程施工技术存在的问题1.1勘探准备不足在水利工程施工中,由于勘探准备工作不足,导致设计缺陷的技术问题时常发生。在进行方案设计之前,由于施工人员缺乏对工程项目的严密勘探,未根据施工地的地质条件、人文环境等因素了解施工地实际情况,分析调查数据工作不到位导致施工方案的设计不合理等。由于部分建筑企业的经费不足,导致勘察工作人员工作不到位,在实施施工技术时,未根据项目建设地的实际情况,造成施工技术问题发生。1.2现场施工技术管理不足在整个工程中,X重要的就是管理者的监督。监督在一定程度上具有关键的作用。对于一个工程来说,管理能够促进整个工程的进展速度。现在的工程X缺少的就是管理者的监督。由于工程的管理者自身素质没有符合标准,在工程的监督上也没有重视起来。施工人员没有管理者的管理和制约,就会造成施工过程的混乱,对这个施工工程的进度也有影响。管理者没起到监督的作用,也会忽略在施工的过程中和工程竣工后,去检测工程的质量。对于整个工程来说加强水利工程施工管理的重要性水利工程的目的就是把南方大自然中地面上的水及地下水经过科学、过滤,合理化的分配,配比水量,来满足北方人们用水的生活需求及农作物的灌溉需求,因此,水利工程是X的一项重点工程,也是利国利民的大工程,同时,水利工程的建设也推动我国经济的迅猛发展。水利工程建设在实际施工过程中,出现的种种问题特别繁多,这就需要建立X的施工管理制度,以此来保障工程可以顺利完成施工。其次,水利工程施工管理是一个周期性比较长的工作,要科学、合理运用施工管理办法,以此来提高水利工程的整体质量。2水利工程施工管理中指出的一些问题2.1施工安全不符合X标准水利工程在施工管理进行中,施工安全是工程项目的重中之重,是一个无法免去的重要环节。但是往往水利工程单位对施工安全没有过渡的关注,认为施工安全差不多就可以,总是把经济利益放在X一位。同时,水利工程的施工安全与工程质量也没有达到X的相关标准,对其总是蒙混过关,因此,水利工程存在这诸前言作为水利工程施工企业来说,各个项目所涉及到的资金数量极其庞大,因此,为了保证企业未来的发展进步,进行企业内部会计控制管理就显得尤为必要了。此外,新的社会背景下,企业所面临的市场竞争压力在不断加大,要想获得更多的经营利润,不仅要对施工技能、施工条件加以改善,同时也要注重企业内部成本的控制,做好企业内部会计控制与管理就是企业进行财务管理的X要条件,只有做到这一点,我们才能不断深入的进行企业财务会计行为的规范,科学合理的降低水利工程施工风险,促进施工成本的X化,以此来保证水利工程施工企业的可持续发展。二、水利工程施工企业内部会计控制管理的现状水利工程施工过程中由于工程量极为庞大,因此企业整个施工过程中投入的资金数量是非常大的,而水利工程施工由于施工所需时间较长,各个环节所涉及到的资金核算较为繁杂,着就为企业控制资金流向,降低施工成本带来了困难,那么具体来讲,水利工程施工企业内部会计控制管理中存在的问题主要有一下几个方面引言水利工程是立国利民的重大建筑项目,近几年来,我国大力推动水利工程的建设,为了保证水利工程的施工进度和施工效率,需要不断加强水利工程施工现场的管理工作,才能保证水利工程的顺利实施,为人民创造X质的服务。2水利工程施工管理的现状水利施工现场是十分复杂又重要的一个环节,在实际的施工管理过程中主要存在以下几个方面:2.1施工现场管理人员缺乏科学的管理意识科学的管理意识是保证水利工程施工质量的必要条件,现阶段,受传统观念的影响和制约,大部分水利工程建设企业的管理观念落后,施工管理工作具体内容落实不到位,责任不明确,导致许多管理工作无法顺利开展,频繁出现施工环节相互脱节的现象,严重影响水利工程的建设和现场管理质量。由于缺乏X、科学的施工现场管理意识和完善的员工奖惩机制,难以调动员工的工作热情和积极性,大多数施工工人容缺乏基本的岗位责任感,进而降低施工现场管理的效率。2.2施工现场管理人员的综合能力和管理措施有待提高部分企业特别是分包来峡溢流坝共设16孔泄洪孔口，除1孔为排课表孔外，其余15孔均为带双胸墙的泄洪孔。泄洪孔口宽14m、高12m，婚顶高程9．0m，后胸墙底高程川．0m，闸墩厚3．5m，溢流坝结构分键设在孔口中心线处。每孔设潜孔弧形工作闸门卫扇，由2XI250kN斜吊式固定卷杨启闭机操作。弧门全关时X高可挡水库正常蓄水位24．0m，相应下游X低水位9．51m；当库水位X过24．Om时，弧门处于全部或局部开启工况；运行水位上游可达对．17m，相应下游水位为22．4～D．65m。溢流坝弧形工作闸门及启闭机布置情况见图1。在飞来峡溢流坝弧形工作闸门的设计过程中，根据其运行特点，主要研究了弧门支铰高程、面板曲车半径及底槛高程3要素的选定；水封型式的选用；门叶结构计算；弧门支铰选型；弧门启闭机械的选用以及弧门水弹性振动试验等问题。l飞来快溢流坝弧形工作闸门运行特点飞来峡弧形工作闸门的运行情况直接关系到整个枢纽建筑物的安全和综合效益的发挥，关系到枢纽上工程概况三都水电站位于江西省修水县三都镇,距县城约30km,坝址控制流域面积为5716km2,拦河建筑物轴线呈“一”字型布置。混凝土溢流坝布置在河床右侧及中部,厂房坝段布置在溢流坝左侧。大坝全长327m,其中右岸非溢流坝22m,溢流坝段长240m、厂房坝段长65m。溢流坝段要布置共17个孔为溢流闸孔,闸孔净宽12m,采用平面钢闸门挡水。每扇门各设立1台QPQ2×400kN固定卷扬式启闭机进行启闭控制,启闭平台分成17跨,每跨两端以简支形式搁在启闭排架上。启闭机基础布置在工作桥梁L4(横梁)与纵梁相交处,启闭机吊点中心线距为7.308m,基础荷载分别为Q1、Q2、Q3、Q4。基础荷载分布详细情况见图1。图1QPQ2×400KN固定卷扬式启闭机基础图溢流坝工作门启闭机工作桥梁(以下简称工作桥梁)布置在启闭排架柱上,共分18跨,边跨长14.99m,中跨13.98m。工作桥梁L1(纵梁)共2×15跨,净跨长13.10m;工作桥梁L2?铜街子水电站溢流坝5孔工作闸门采用14m×18.5m一18m弧形闸门。其基本结构为纵梁式,支臂为箱形断面,圆柱铰支承,每扇门(含支臂)重171t。启闭机为双吊点,2×1600kN液压启闭机。X大行程10.5m,液压缸内径tp400mm,活塞杆直径9220mm,X高工作压力19.68MPa。2施工方法 溢流坝弧门安装时,坝顶250t双向门机已能使用,轨道全线贯通。上游60t回转吊工作半径8m,吊重60t,回转时吊重20t;下游20t回转吊工作半径19m,吊重20t,回转时吊重12t。 弧门的两条支臂出厂时分成多件,在工地拼装组焊成整体,待就位时,与门叶连接,每条支臂重27.7t。 用下游回转吊将固定铰座就位,吊入活动铰,与固定座相连,并临时支承在与支臂连接位置。 接着吊装支臂,一端与活动铰用螺栓连接,另一端临时支承到与门叶相连的位置。 门叶分成六段运到现场,X重段19.3t,还有两段重14t,另三段重量小于12t,门叶逐段.南四湖二X坝溢流坝不仅承担着溢洪道的作用,同时还是枣曹(枣庄~曹县)公路的组成部分,兼具挡水、泄洪与道路交通功能。2011年初,南四湖水利管理局组织对损坏严重的二X坝溢流坝进行修复,时至今日,溢流坝坝面依然完好如初。现将溢流坝改造过程中的一些技术措施总结出来,希望对有同样要求的工程有所裨益。一、工程简介南四湖二X坝溢流坝是二X坝水利枢纽的重要组成部分,也是联系南四湖湖东、湖西地区(北起济宁,南至徐州)唯一的交通干道。近年来随着经济社会的发展,溢流坝的过往车流量加大,尤其是运煤车辆增多,导致溢流坝路面损坏极其严重,路面出现沉陷、错台、挤泥、坑槽、高低不平等现象,路面破碎率达70%,断板率达100%,且逐渐恶化的趋势明显,严重破坏了溢流坝工程,存在安全隐患。2011年6月,对溢流坝(不溢流情况下作为坝顶道路)工程进行修复,修复方案中设计结构层自上而下分别为:30cm钢筋混凝土面层、防水土工布、19cm水泥稳定碎石、20 cm水泥稳定随着碾压混凝土技术的发展和应用,阶梯溢流坝再一次引起人们的关注.自上世纪80年代以来,国内外学者对阶梯溢流坝进行了许多研究.汝树勋[1]、潘瑞文[2]等人利用模型试验分析研究了阶梯式溢流坝的消能特性;Hager等[3~6]对阶梯溢流坝自由水面气体卷吸特性及掺气减蚀等进行了一系列实验研究.随着计算流体力学的发展,数值模拟成为研究的另一重要手段.陈群等[7]采用VOF方法数值模拟了带有曲线自由表面的阶梯溢流坝坝面流场;程香菊等[8,9]分别采用VOF模型和Mix-ture模型对阶梯溢流坝自由表面掺气的特性进行分析,比较了两模型的适用性.对于湍流模型,以上研究选用的为标准k-ε模型和RNGk-ε模型,对不同湍流模型的影响未见报道.本文针对Mixture模型,分别采用Realizablek-ε模型与RNGk-ε模型对阶梯溢流坝水流特性进行数值模拟,并与实验结果进行对比分析,分析了两种湍流模型对阶梯溢流坝掺气水流数值模拟的适应性.1物理模英那河水库位于大连市庄河境内,工程枢纽主要包括挡水坝段、溢流坝段、输水洞坝段,坝型为浆砌石重力坝。原溢流坝净宽142 m,堰顶高程59.0 m,为自由溢流。加高后的溢流坝段总宽115m,X大坝高33.6 m,整个溢流坝段布置9孔溢流表孔,堰顶高程为72.6 m。溢洪道设有9扇弧形工作闸门。1溢流坝段布置及设计(1)布置。扩建工程的大坝溢流段是在原溢流坝上加高建成新的溢流坝段。原溢流坝为浆砌石坝,表面包裹混凝土,坝高为20 m,坝底宽为26.24 m,加高后的溢流坝,坝高为33.6 m,坝底宽为37.36 m。大坝加高材料采用混凝土,加宽部分采用埋石混凝土。根据仿真计算结果,在新老坝体之间预留一条1.5 m宽的宽缝,在低温季节回填。溢流坝段总宽115 m,堰顶高程为72.6 m,建基面高程为39.0 m。堰上设有8个2.5 m厚的中墩和2个2.5 m厚的边墩,闸墩长20.7 m。溢洪道设有9扇弧形工作闸门。溢洪道溢流堰面采用WES电站概述沙沱水电站位于贵州省沿河县城上游约7 km处,为二等大(2)型工程,水库正常蓄水位365 m,相应库容7.70亿m3,总库容9.10亿m3,其中,防洪库容2.04亿m3,调节库容2.87亿m3,属日调节水库;电站装机1 120 MW,多年平均发电量45.52亿k W·h;溢流坝表孔弧形工作闸门于2013年4月投运,共7孔,挡水门高(设计水位)为24 m,孔口净宽为15 m,总水压力为44 455 k N,弧门半径为27 m,操作条件为动水启闭,局部开启,启闭机形式为表孔双缸弧门液压启闭机。2016年11月起,对1—7号溢流坝表孔弧形工作闸门进行了预试工作,检查发现闸门存在不同程度的表面锈蚀,如不及时处理,将会产生极大安全隐患。未处理前闸门锈蚀情况见图1。图1闸门未处理前锈蚀情况图2闸门锈蚀产生原因分析根据DL/T835-2003《水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程》中规定,腐蚀评定标准根据腐蚀部位及分布,蚀坑的深度工程概况新疆沙湾流域溢流坝具有灌溉、发电、供水等综合应用价值,是大型综合利用的水利水电工程,而且其中的电站主要承担调峰、调相、调频任务。新疆沙湾流域溢流坝包括了灌溉、发电工程以及枢纽三大部分,该坝的水电站装机容量为24万k W,引水灌溉6.63万hm2,而且多年的平均发电量为5.04亿k W·h。该水利水电工程水库正常蓄水位为140.00 m,其中死水位为116.00 m。该水利水电工程属于多年调节水库,总库容为17.10亿m3,另外,新疆沙湾流域溢流坝河床为碾压混凝土重力坝,拦河坝全长为5 842 m,其中X大坝高为57 m,其坝长为719 m,并且两岸衔接土坝,土坝的长度为5 123 m。该水利水电工程的溢洪道采取开敞式溢洪坝,共计装设了16扇露顶式弧形钢闸门,其堰顶高程为126.00 m,设置了16个孔口(孔口净宽为16.00m),并且采用液压启闭机负责启闭。2溢流坝的弧形工作闸门泄洪水流流态分析溢流坝的弧形工作闸门泄洪.辽河工程局承担了绰勒水利枢纽工程金属结构产品的制造任务。由于工期紧,任务重,能否对标书进行完全承诺,将直接影响中标与否。若按以往的制造方法将无法保质、按期完成,故进行了弧形钢闸门制造技术的改造。主表有:改反弧制造为正弧制造,改普通手工电弧焊为埋弧自动焊与CO2保护焊。新方法不但确保了按期完成制造任务,而且还提高了辽河工程局金属结构产品的制造能力,增强了竞争力。1制造工艺改进的主要过程①向水利部金属结构检测中心权威专家咨询。②参考咨询数据,自行设计组装平台及焊接平台。③产品中标后,立即按闸门设计参数进行了平台的施工及焊接工艺参数的确定。2大型弧形闸门制造工艺的改进与实施2.1大型弧形闸门制造工艺改进方向2.1.1下料方法的改进原制造工艺为手工划线半自动单头切割机下料,改进后的工艺为人工划线,多头半自动切割机下料。多头切割机可以同时进行10条下料线的切割,X小切割宽度160 mm,X大宽度2 000 mm,切割长度可以根据需要确定引言永庆反调节水库位于丰满大坝下游10.3 km处,它是丰满水电站反调节水库,同时满足下游工业及城市生活用水要求的日调节水库。工程所处位置环境X低温度为-35℃,结冰期约150 d。金属结构设备设有8扇弧形工作闸门,启闭机为2×800 kN液压启闭机,每套液压启闭机设一个泵站,共8个泵站。表孔弧形闸门在冬季应具备启、闭闸门调节流量条件,以保证向下游连续均匀的供水,保证工业及城市用水,每日需运行一到两次。由于地处东北寒冷地区,须解决露顶式闸门的冬季操作问题,这个难题处理的好坏,是工程能否成功投入运行的关键。影响闸门冬季正常操作的主要原因是冰冻问题。冬季丰满水库下泄的水,温度相对较高,并且与丰满水库相距不远,永庆库区冬季基本不结冰,对闸门正常操作不存在影响[1]。冰冻问题主要是由于闸门水封与埋件座板局部不可避免的间隙,造成渗水在闸门水封下游侧结冰,使水封与埋件之间冻连在一起,由此增大启闭设备的负荷,闸门启闭时冰冻力会对橡皮水封产生引言澄碧河水库位于广西百色市城北右江支流的澄碧河下游,距百色城区7km,是一座以防洪、发电、城区供水等综合利用的大(1)型水库,属多年调节,正常水位185.00m,大坝于1961年10月建成。溢洪道为开敞式实用堰,为ⅠX建筑物,1966年完成土建,1970年完成闸门及启闭机安装,堰顶高程176.00m,设有4孔12m×9.3m(宽×高)的两支臂主横梁式弧形钢闸门,溢流坝4扇弧形工作门为2根主横梁、双斜2支臂、整段门叶的焊接钢结构,支承型式为双圆柱铰。闸门由面板、主横梁、次梁、垂直隔板、斜撑、支腿等主要结构组成。闸门圆弧半径为12m,闸门底部高程176.0m,闸门顶部高程185.3m,支绞高程185.0m[1],设计水头9m,由4台固定式2×50t油压卷扬式启闭机控制,当上游水位X过185.0m时开门泄洪,进行水库水位调度,堰下游设有两X消力池。目前使用的1#、3#、4#弧型钢闸门于1970年使用,已工作35年,2#弧型钢闸门于大朝山水电站工程概况 大朝山水电站位于云南省云县和景东县交界处的斓沧 江中游河段,是澜沧江上继漫湾水电站后已建的X二座大型 水电站。电站坝址距昆明市公路里程630 km,距上游漫湾 水电站公路里程131 km,电站共安装6台混流式水轮发电机 组,单机容量为225 MW,总装机容量为1 350 MW。 根据大朝山水电站泄洪排沙和工程施工特点,枢纽采用 坝、厂分离布置方案。大坝为碾压混凝土重力坝,坝顶高程 906.00m,X大坝高118m,坝顶总长度48om。大坝轴心线 呈“V”型,中心夹角为13扩,左岸侧为主河床拦河坝,泄水建 筑物集中布置在左岸侧的大坝内,共设置五孔溢流表孔,3孔 泄洪排沙底孔和l孔排沙底孔。右岸侧为坝式引水建筑物, 6台机组采用单机单管的进水口型式,通过高压管道引人地 下厂房。地下厂房、主变洞和尾水调压室这三大洞室呈平行 布置,6台机组的6条尾水管的每3条汇合于l个尾水调压 室后经过一条长尾水隧洞通向下游河床金安桥水电站右岸泄洪冲沙底孔(2孔)弧形工作闸门布置在大坝12号坝段下游出口处。泄洪冲沙底孔进口处(2孔5 m×9 m—83m)设置1扇公用事故检修闸门(5 m×9 m—83m),1台QM4 000 kN/1 000 kN双向门机及配套自动抓梁。下游出口布置2扇5 m×8 m—83.3 m弧形工作闸门,2台5 500/2 000 kN-10.8 m液压启闭机。闸门埋件在门楣处设置1道射水挡板;并增加侧部水封座结构,闸门埋件整体设置充压水封结构。充压水封设备包括:空压机及储能罐。这种闸门结构和性能可减少闸门与水封的磨擦力,保证闸门止水效果,增加水封运行周期,减少运行维护费用。1弧门及埋件安装内容弧门及埋件安装包括:设备清点验收,设备安装放点,支承大梁安装,二期混凝土浇筑,固定铰座安装,活动铰座安装,门叶安装,下上支臂安装,门叶支臂整体调整,支臂焊接,门叶焊接,门叶焊缝探伤检查,门叶未焊的焊缝焊接,闸门划弧检查,充压水封座调整,活水概述小湾水电站主体坝段导流底孔、中孔、放空孔、泄洪孔等悬挑牛腿部位均设置有一扇弧形工作闸门。该闸门由一套液压启闭机进行开启与闭合操作。液压启闭机布置在各坝段启闭机机房内(底板高程均不同)，其总布置形式为单吊点，中部摇摆式机架支承。启闭机容量为55ookN/ZoookN(水头深度不一致，容量不等)，由1套液压油缸总成、1套机架、1套闸门开度检测装置、l套液压泵站设备及液压管道和附件组成。液压泵站设备包括1套油箱总成、2套液压泵电动机组(互为备用)、1套液压控制阀组及1套控制柜。1.1油缸总成工作原理液压缸总成由中部支铰支承在孔口上方的机架上。闸门开度检测装置选用内置式结构安装在液压缸的上端部。启闭机的液压缸为双作用摆动式液压缸，垂直式安装，油缸吊头内装有自润滑球面滑动轴承，以利于闸门的运转和补偿制造及安装误差。吊头内的自润滑球面轴承具有自动调心、对偏斜不敏感、轴承受力均匀、承载能力高、可同时承受径向和轴向载荷等X点，可微量补偿闸门1工程概况新疆沙湾流域溢流坝具有灌溉、发电、供水等综合应用价值,是大型综合利用的水利水电工程,而且其中的电站主要承担调峰、调相、调频任务。新疆沙湾流域溢流坝包括了灌溉、发电工程以及枢纽三大部分,该坝的水电站装机容量为24万k W,引水灌溉6.63万hm2,而且多年的平均发电量为5.04亿k W·h。该水利水电工程水库正常蓄水位为140.00 m,其中死水位为116.00 m。该水利水电工程属于多年调节水库,总库容为17.10亿m3,另外,新疆沙湾流域溢流坝河床为碾压混凝土重力坝,拦河坝全长为5 842 m,其中X大坝高为57 m,其坝长为719 m,并且两岸衔接土坝,土坝的长度为5 123 m。该水利水电工程的溢洪道采取开敞式溢洪坝,共计装设了16扇露顶式弧形钢闸门,其堰顶高程为126.00 m,设置了16个孔口(孔口净宽为16.00m),并且采用液压启闭机负责启闭。2溢流坝的弧形工作闸门泄洪水流流态分析溢流坝的弧形工作闸门泄洪.工程概况尼尔基水利枢纽工程是以防洪及工农业供水为主,结合发电、兼顾航运及改善水环境质量,是X十五计划批准修建的大型水利工程项目。该工程由主坝、左右副坝、左右岸灌溉洞、溢洪道、水电站厂房等建筑物组成。溢洪道共设11个溢流表孔,每孔设1扇12×19-18.65m弧形工作闸门及1台2×2000kN液压启闭机,11台启闭机由1台计算机远方操作启闭。2弧形工作闸门埋件安装弧形工作闸门埋件安装主要内容包括底槛、侧轨、支铰埋板的安装,每孔安装工程量为14.62t。安装均采用全站仪放线,安装线架调整的方法。埋件安装流程见图1。图1埋件安装流程弧形门底槛安装与平板闸门底坎安装之不同点是必须检查底坎中心至支铰中心的半径R值。侧轨安装以孔口中心线的永久控制点为基准,在门槽两侧分别作对孔口中心线控制点、在闸墩侧壁上作支铰中心控制点、作半径R参考点。将侧轨逐件吊装至门槽,依据半径R参考点控制侧止水座板中心线至支铰中心点的间距、侧轮导板中心线至支铰中心电站概述沙沱水电站位于贵州省沿河县城上游约7 km处,为二等大(2)型工程,水库正常蓄水位365 m,相应库容7.70亿m3,总库容9.10亿m3,其中,防洪库容2.04亿m3,调节库容2.87亿m3,属日调节水库;电站装机1 120 MW,多年平均发电量45.52亿k W·h;溢流坝表孔弧形工作闸门于2013年4月投运,共7孔,挡水门高(设计水位)为24 m,孔口净宽为15 m,总水压力为44 455 k N,弧门半径为27 m,操作条件为动水启闭,局部开启,启闭机形式为表孔双缸弧门液压启闭机。2016年11月起,对1—7号溢流坝表孔弧形工作闸门进行了预试工作,检查发现闸门存在不同程度的表面锈蚀,如不及时处理,将会产生极大安全隐患。未处理前闸门锈蚀情况见图1。图1闸门未处理前锈蚀情况图2闸门锈蚀产生原因分析根据DL/T835-2003《水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程》中规定,腐蚀评定标准根据腐蚀部位及分布,蚀坑的深度小湾水电站闸门原型观测试验背景小湾水电站是澜沧江中下游河段的X水库,正常蓄水位1 240 m,总库容150亿m3。枢纽建筑物由混凝土双曲拱坝、右岸地下引水发电系统和泄水建筑物组成。电站装机容量4 200 MW(6×700 MW),坝高294.5 m。泄水建筑物由坝身5个开敞式泄洪表孔、6个泄洪中孔、2个放空底孔、左岸1条泄洪洞等部分共同组成。小湾水电站工程X大下泄流量为20 700 m3/s,X大水头251 m。由于泄洪建筑物场地狭窄、水头高、泄洪落差大、泄洪流量大,且调度运行复杂多样,高速水力学、高水头大流量泄洪消能、泄洪闸门振动及应力变化等问题是小湾水电站安全运行的关键技术问题。通过泄洪闸门原型观测试验,能及时发现和消除影响电站运行的安全隐患,并根据观测试验成果,据实调整完善水库调度运行方式,以及验证闸门设计的正确性和设计参数的合理性。根据计划安排,在2014年8月中旬,库水位为1 236.0 m附近时开展了小湾水电站泄.
