略談截流壩的設計運用

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1建筑物布置設計亮點

工程設計亮點之一是將傳統的布置于流道進口的截流壩前移至攔砂坎上部，同時取消了電站前沿的攔污排，攔砂坎既可以起到本身的攔砂作用又可以作為截流壩的基礎，其上部的截流壩可有效攔阻漂浮物。設計中為提高排漂效率減少過柵時的水頭損失，在布置攔砂坎(即截流壩基礎)時盡量將攔砂坎與壩軸線接近垂直，以便于排漂，并且盡量拉長截流壩長度，從而增大過水斷面，降低過柵流速，減少水頭損失。經工程驗證上述設計優化達到了預期的效果。從圖2可清楚看到漂浮物全部集中在左端泄水閘，閘門開啟后可將漂浮物全部沖至下游，大大節省了清污機的工作量，圖3為過柵后的水流非常平順、未出現明顯跌水。

2截流壩設計亮點

工程采用的截流壩具有清污方便水頭損失小的特點:常規電站在攔沙坎后面布置1道攔污漂排，攔污漂排往往無法機械清污，攔污排前容易堆積大量污物，增大水頭損失;在洪水期攔污漂排攔污能力不強，大量污物會進入電站前池，對電站進口截流壩造成堵塞，清污工作量增大;同時攔污漂排在實際運行過程中易在洪水期受主流沖擊而毀壞，國內已有實際工程經驗教訓。電站截流壩清污采用機械設備清污，清污效率高，水頭損失小;截流壩采用固定式，運行安全可靠。另外，工程采用的截流壩設計具有排沙、排漂效果好的特點，而常規電站布置在洪水期漂浮物易進入電站前池，增大電站水輪機的安全運行風險。電站前池與主流相對開放，水流能夠從電站前池區域流向泄水閘方向，汛期含沙量較大的洪水將與電站前池內水體發生交換，且電站前池水較深，流速低，懸移質泥沙極易造成大量落淤，惡化電站的進水條件，長期運行后，電站引水發電效益會明顯降低。電站攔沙坎與截流壩閘墩相結合，連接到北江左岸堤線，電站前池相對封閉，在前池形成了靜水區，這樣來流與電站前池水不容易發生水體交換，汛期含沙量較大的水懸移質流不會進入該區域，電站前池就不會有懸移質的落淤。截流壩壩軸線基本與上游主流流向平行，截流壩面與閘墩面在一個平面上，上游隨洪水來的漂浮物沒有水體交換且不會吸附在截流壩上，而是順水流排到下游。截流壩設計特點。截流壩工作水位取正常蓄水位10.00m，為了防止洪水期污物進入電站前池，截流壩在校核洪水也能攔污，設計將截流壩延伸到閘頂高程14.5m，截流壩的孔口尺寸為12.0m×9.5m。截流壩采用平面直柵，分3節。由于在正常蓄水位機組發電時截流壩前后水位差較大，洪水期不發電截流壩前后水位差小，正常蓄水時底部兩節攔污，頂節不攔污，為節省工程量，截流壩設計時底部兩節和頂節按不同水位差考慮設計。底部兩節相同，可互換使用，頂節單獨設計。截流壩每節均采用雙主梁等荷載布置，主要材料采用Q235－B，支承形式采用復合材料滑塊。截流壩槽采用整體式反鉤，保證柵面與閘墩面在同一個面上，整個閘墩迎水面整齊美觀，柵前流態平順。截流壩槽還設有清污耙斗槽，以方便清污機清污。墩頂設有簡易鎖定裝置，方便截流壩檢修。截流壩整扇啟閉，分節出槽，由2×200kN專用清污設備操作。清污機清污采用液壓抓斗，懸臂整跨清污，跨內卸污。在清污機跨內設置1臺集污車，清污機把污物卸在集污車上，集污車單獨驅動能跟著清污機在整個壩面行走。在截流壩閘壩上游端頭設置清污平臺，集污車可在清污平臺上通過自身的液壓設備把污物裝載到清污平臺汽車上，直接運走。整個清污過程全部采用機械化操作，清污效率高。清污平臺還可以用于截流壩檢修。

3結語

電站于2011年12月24日開始發電，進水口流態平順，截流壩前后看基本無跌水，水頭損失小，污物都集中在下游靠近泄水閘孔口，清污方便。整個電站運行正常，基本達到設計的預期效果。這種新型進水口設計能夠達到很好的攔污，排污、排沙效果，提高水能利用，雖然建設投資有一定增加，但從長期的發電以及運行效益來講經濟效益顯著。新型截流壩在清遠水利樞紐工程上的成功應用，為高土頭河床式徑流電站的優化設計提供了一種新的思路。

作者：尼珂陳景祥單位：中水珠江規劃勘測設計有限公司