桐梓县天门河水库泄洪弧形工作闸门工作模式思考

曹昌平

（桐梓县重点水源工程管理局贵州桐梓563200）

桐梓县天门河水库泄洪弧形工作闸门工作模式思考

曹昌平

（桐梓县重点水源工程管理局贵州桐梓563200）

本文以闸门改造为核心，结合水库实际情况，阐述了改造措施，并提出了要求，旨在为提高天门河水库蓄水位提出理论依据。

天门河水库；溢洪道闸门；技术改造；工作模式

1 概述

1.1 工程概况

天门河水库位于桐梓县城东北面天门河的小西湖上游，坝址以上流域面积203km2，坝址以上流域多年平均降水量1139.5mm,多年平均流量3.82m3/s,多年平均径流量11900万m3；水库校核洪水位1002.80m(P=0.1%),设计洪水位1002.10m(P=1%),防洪高水位1001.90m,一期正常蓄水位991.00m（原设计）,主汛期防洪限制水位991.00m;水库总库容2560万m3，防洪高水位库容2380万m3,一期正常蓄水位库容820万m3,防洪库容1560万m3,死库容320万m3，一期兴利库容500万m3，库容系数4.20%。枢纽工程包括大坝、溢洪道及放水建筑物等。

水库大坝为面板堆石坝，大坝坝顶高程1004m,最大坝高46.5m坝顶长194m，坝顶宽6.0m，最大坝底宽136.72m。

溢洪道位于左岸，溢流净宽25m，堰顶高程991.00m，设5扇5m×4m（宽×高）潜孔弧形钢闸门。溢洪道出口处采用挑流消能。

放空兼冲沙隧洞设于右岸，断面尺寸4.5m×6.6m（宽×高），洞身长157.8m，进口底板高程977.50m，进口处分别设3m×3m检修和工作闸门各一扇。

放水隧洞布置于河床右岸，洞径2.0m，进口底板高程983.0m，进口设2m×2m平面检修和工作闸门各一扇。

天门河水库工程于2008年完成枢纽工程建设并开始蓄水，在天门河水库上游建的新桥水库是一座城市供水水库，于2014年5月下闸蓄水，坝址以上流域面积74.7km2，多年平均径流量4420万m3，水库总库容1290万m3，正常蓄水位以下库容1090万m3，死库容80万m3，兴利库容1010万m3，具备年调节性能。

1.2 县城用水需要对水库运用调度提出的新要求

2020年,城市用水需水量1767万m3/年,桐梓煤化工及桐梓电厂一期已投入运行，工业园区用水量6467万m3，高新区用水量736万m3,总用水量8234万m3/年。根据《桐梓县人民政府关于县城区域城市及工业用水供水方案调整的会议纪要》，除新建坛子口水库、桐梓河提水工程外，尚需提高天门河水库正常蓄水位以增加供水能力，使天门河水库与新桥水库联合运行供水能力达到4527万m3/a以上。

为了满足县城用水需求,只有提高两个水库工程的运行效益，近期实现天门河水库(一期正常蓄水位991.00m)和新桥水库联合运行，P=95%供水能力4033万m3/年。根据《桐梓河流域（桐梓县境内）水量分配方案》及批复，要求天门河水库非主汛期正常蓄水位提高至995.00m，与新桥水库联合供水能力达4581万m3/年。天门河水库若按一期正常蓄水位991.00m运行，与新桥水库联合运行的供水能力远不能满足桐梓县城区域城市及工业用水的要求。

天门河水库非主汛期正常蓄水位要提高至995.00m，只有根据上游来水情况，提前或者进入非主汛期关闭溢洪道闸门蓄水，才能满足县城生产生活和工业用水需要。因此，必须改变现有溢洪道闸门的运行工况，以满足县城用水需要对水库运用调度提出的新要求。

2 闸门技术改造

2.1 改造依据

根据水利水电等级划分标准的规定，该水库属于中型规模水库，其中枢纽工程为III级等别。水库枢纽工程中的主要建筑物，如大坝、泄放水构造物以及放空与冲沙构造物均按照三级要求进行设计；次要建筑物，如消防放冲构造物等需按照四级要求进行设计。

2.2 改造方案选定与布置

2.2.1 闸门及其机电设备实际状况与检测结果

溢洪道处在左岸，溢流宽度为25m，溢洪道选取中孔泄洪方式，总共布置五个泄洪孔，使用弧形工作门，共有五扇，其中每一扇弧形门均配置一个弧形门启闭装置。

由工程等别得知，该水库非汛期时的最高水位为995.0m。相关单位针对该水库大坝等结构构造物进行了细致的检测，同时提出检测结果。通过对检测结果的分析可知，此工程五号闸门的开度指示存在错误信息，闸门无法正常启动关闭，其他几个闸门的工作状况基本良好。闸门的外观未发现形变、破损，局部止水压缩量降低，并伴有破损迹象，多处主轮生锈情况严重。通过对闸门焊缝进行超声探伤得知，不存在超出缺陷。闸门锈蚀程度为一般等级，电气线路的检查发现，进户处未进行重复接地，启闭机也未进行接地，溢洪道闸室的室内也没有设置相应的接地防雷，启闭机普遍存在控制箱没有稳定设置的情况，电气线路大多没有进行穿管防护，少数接线端子直接裸露，被废用的电气器件没有得到及时的处理，但线路绝缘以及工作温升等均可满足相应工作规范的要求。

由以上检测结果得知，该水库溢洪道闸门的生锈腐蚀情况并不严重，但止水压缩量降低，并伴有破损情况，侧轮生锈；启闭机缺乏接地设置，防雷接地不完善，除了五号闸门无法正常启动关闭外，其他几个闸门均可维持正常工作状态。

2.2.2 改造方案

天门河水库在提升蓄水位的过程中需要较为频繁的对入库洪水进行调度，将使溢洪道闸门处于局部开启状态，为确保桐梓县县城的防洪安全，应对原有溢洪道实施改造。

基于固定卷扬式控制方法，考虑到水位提升时，局部状况中的频繁启停有可能会使闸门出现振动，为消除安全风险，需将现有启停机更改为液压式启停机。通过对改造实际情况的了解，为节约成本，在充分使用现有资源的基础上，选定改造方案如下：

（1）将原始的卷扬式更改成液压式，如图1所示。启闭机配套的机电设置需一同进行更换调整。

（2）充分利用原有的主体结构对吊耳等装置实施改造。

（3）拆掉原有启闭机的平台廊亭，同时重新建立一个启闭机室。

2.3 闸门改造注意事项

（1）实施改造过程中的切割、安装等过程必须严格按照相应验收规范执行。

（2）按照图纸上提出的要求对闸门构件进行切割，在切割过程中，应注意防止构件烧伤破损。

（3）此工程所用闸门是带有胸墙的潜孔型闸门，由于其是在顶止水运行，所以闸门外表面的光洁程度必须符合相应的标准。

（4）闸门改造以后，需按照相应的防腐规范进行防腐操作，以免闸门遭受较为严重的腐蚀。

3 闸门操作运行要求

（1）此闸门的水头设计值确定在11.8m，为保证安全闸门不允许超出以上设计值。

（2）闸门需进行仔细的清理，并保持稳定嗯运行，禁止出现卡阻、振动等不良工况，启停机不能超载工作。

（3）若闸门需进行空载运行，则止水橡胶和座板之间应浇上适量的水进行润滑，以有效防止磨损情况的发生。

（4）闸门在正式运行以前应进行全面的检查，主要内容有：吊耳和吊头的衔接是否稳固；门叶是否存在形变、锈蚀等不良情况；主支承与侧反向设备的运行是否灵活；螺栓是否紧固；止水橡胶的接头位置是否紧密等。

（5）闸门在完成改造正式进行运行以后应严格遵循调度的实际要求实施启闭，同时安排专人对闸门和启闭机进行定期检修与维护，禁止一切违章操作行为的发生。

（6）在进入汛期时，

，应指派专人进行值守，切实做好相关记录，尤其是在闸门开启过程中存在的振动等情况，同时根据当地的水文地质信息给予相应的要求，以规范闸门操作。确保闸门工况良好。除此之外，闸门与启闭机死等一系列相关设备都需满足厂家与设计方案所指出的运行要求，全部金属结构都应符合设计和施工要求，并以此为根据选取得当的参数指标。

4 结语

桐梓县经济发展对水资源供应提出了极为严格的要求，在此背景下，天门河水库成为主要改造对象，选定采用切实提高蓄水位的方式满足供水需求，但这样的改造会使溢洪道闸门处于频繁启停状态，原有闸门在这种工况下会产生较为强烈的振动，对闸门的正常稳定运行带来了一定影响。为此，结合实际情况与要求，需要对闸门进行技术改造，将原始的卷扬式更改成液压式，这样一来，不仅可以满足蓄水位提高要求，还能有效保证闸门的运行安全，带来了可观的社会与经济效益。

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（责任编辑：唐红云）

图1 液压启闭机

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