禹门河水库工程金属结构设备设计（孙鲁安 杨丽娟 李卫莉 侯庆宏）

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1、禹门河水库工程金属结构设备设计（孙鲁安杨丽娟李卫莉侯庆宏）　　［摘要］总结禹门河水库工程金属结构设备设计布置特点，介绍设计中采用的新材料、新技术和新方法及其在提高设备技术性能、节省投资方面的作用。［关键词］金属结构闸门启闭机禹门河水库 1主要设备布置概况 　　禹门河水库工程金属结构设备主要分布在电站、排沙和施工导流的建筑物。全部金属结构设备包括平面闸门10扇、拦污栅3扇、门机1台、固定卷扬启闭机5台和单轨移动式启闭机1台。 1.1发电系统 　　3个发电孔从头至尾依次设拦污栅、检修闸门、事故闸门和尾水检修闸门。 　　拦污栅为潜孔式平面滑动直

2、栅，孔口尺寸4m×4.5m，设计水头4.0m，按1孔1栅设置，采用坝顶800kN门机操作。当前后水压差达到1.0m时，水位计发出信号，提栅进行人工清污。 　　检修闸门孔口尺寸2.5m×3.4m，设计水头9.5m，按3孔1门设置，采用坝顶800.0kN门机操作，运行方式为静水启闭，采用门顶充水阀充水平压。当事故闸门槽需要检修时下闸挡水，平时锁定在坝顶平台上。 　　事故闸门孔口尺寸2.5m×2.8m，设计水头16.51m，按1孔1门1机设置，采用400kN固定卷扬式启闭机现地或远程操作。机组发电时事故闸门悬挂在孔口上方，当机组出现事故时可在2

3、分钟内动水闭门。当导水机构或隧洞检修时，静水闭门提供检修条件。在机组长期停止发电时，静水闭门挡水挡沙。 　　尾水检修闸门孔口尺寸5.02m×2.42m，设计水头11.23m，按3孔2门设置，采用2×100.0kN单轨移动式启闭机操作，按静水启闭运用。平时锁定在394.2尾水平台上，当机组需检修时，静水闭门，利用机组尾水盘阀排空尾水管内积水。检修完毕后，再利用机组尾水盘阀向尾水门后冲水平压，静水条件下开启尾水闸门。 1.2排沙孔 　　2个排沙孔进口依次设事故检修闸门和工作闸门，承担水库正常排沙和汛期泄洪任务，排沙孔的闸门均为潜孔式平面定轮钢

4、闸门。事故检修闸门孔口尺寸4.5m×6.0m，设计水头22.51m，按2孔1门设置，采用坝顶800.0kN门机操作。利用门顶充水阀充水平压静水启门，靠门重和水柱动水闭门。当工作闸门槽需要检修时下闸挡水，平时锁定在坝顶平台上；工作闸门孔口尺寸4.5m×6.0m，设计水头22.51m，按1孔1门设置，采用1250kN卷扬式启闭机操作。闸门按全开全关、动水启闭运行。为了避免闸门门体、滑轮组、钢丝绳长期浸泡在水中，止水设置在上游面。需要检修时，可放下事故检修门挡上游来水，将工作闸门提出坝面检修。 1.3导流洞 　　一条导流洞进口设1扇潜孔式平面滑

5、动叠梁钢闸门，用于在施工导流时封闭导流洞的进水口。导流洞封堵闸门孔口尺寸6.0m×6.0m，闸门由上下两节叠梁组成，设计水头18.5m。因封堵闸门不是永久设备，故采用临时设备起吊，运行方式为动水闭门。 2新材料的应用 　　为减小启闭机容量，降低设备投资和工程造价以及工程投运后的运行维护工作量及费用，闸门的支承主滑块、支承定轮以及滑轮的轴承轴套均采用了耐磨、承压能力强且摩擦系数较低的新材料。其中闸门的主滑块采用了TS-70A型增强四氟滑道新材料，闸门定轮的轴套采用了FZ-5(2)钢基铜塑复合材料，启闭机滑轮轴套采用了TSG-150型钢基铜塑

6、复合材料自润滑轴承。虽然采用新材料价格要比老材料贵，但与采用老材料导致的设备重量增加的费用相比，采用新材料仍是相当经济的。 2.1增强四氟乙烯钉板复合材料 　　电站拦污栅、检修闸门等的主滑块均采用了TS-70A钉板复合材料滑块。与传统的铜套等材料相比，采用这种材料后闸门的启闭力大约可减小30%～50%。 　　TS-70A钉板复合材料是近些年来针对水工闸门而研制开发的滑道新材料之一。它由钉板和填充料组成，填充料填充于钉板中钉柱旁的空穴中，基体是硬度适中的高强度耐磨铝青铜ZQAL9-4，填充料为摩擦系数很小的增强聚四氟乙烯塑料。由于金属和塑料

7、的面积比始终保持不变，可以确保摩擦系数不会随磨损深度加大而变大。同时由于钉板的这种结构特点，消除了孔口应力集中对固体润滑剂的影响。卸载后，塑料的回弹比铜钉回弹量稍大，塑料面总是略高于铜钉面，从而不必依靠热胀就能保持用之不竭的自润滑补给功能，特别适合应用在检修闸门，事故闸门，非常溢洪道工作闸门等不经常使用的闸门上。这种材料的滑块要求钢轨弧面的粗糙度Ra2.2铜基镶嵌自润滑轴承 　　排沙孔的事故检修闸门和工作闸门均为定轮闸门，其定轮装置的轴承均采用了FZ-5(2)型铜基镶嵌自润滑轴承。该材料是以高强度铜合金为基体，并在铜合金面上开出排列有序大

8、小适当的孔穴，再镶嵌固体润滑剂而成的轴承，是近年来针对水工闸门而研制开发和推广的另一新型滑道材料。 　　FZ-5(2)型铜基镶嵌自润滑轴承的优点是承载能力高、使用寿命长，耐磨性能好，摩擦系数小