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如何选择底孔弧门的止水形式?

【摘要】:底孔弧门的选型主要是在弧门止水形式的选择上,高水头弧门目前采用三种止水形式:预压式止水、偏心铰压紧式止水和充压伸缩式止水。上述两种类型弧形闸门均需采用突扩式门槽,使得“弧形闸门没有门槽,水流平顺”的固有优点丧失,而龙滩水电站底孔弧门从施工导流期至远期正常蓄水位400.0m建成,其操作运行水头变幅大。

底孔弧门的选型主要是在弧门止水形式的选择上,高水头弧门目前采用三种止水形式:预压式止水、偏心铰压紧式止水和充压伸缩式止水。

偏心铰弧形闸门采用突扩式门槽,偏心铰压紧式止水。闸门关闭时,利用偏心机构将弧门向水压反方向移动一定距离,通过弧门面板压紧设在突扩式门槽周边的水封橡胶来达到止水的目的;闸门开启时,利用偏心机构将弧门向水压方向移动一定距离,通过弧门面板脱离设在突扩式门槽周边的水封橡胶来达到减少启闭力和防止水封摩损的目的;开启和关闭时,为防止缝隙射流还需要增设一道预压式的辅助水封。偏心铰弧门最大的优点是能适应支臂的压缩变形,止水可靠,国内工程已使用到140m水头的弧门上,与其他形式的弧门比较,其结构最复杂、造价最昂贵。

充压伸缩式止水弧形闸门将止水布置在突扩式门槽四周,闸门关闭时,向充压伸缩式止水的压力室充压,通过伸出止水压紧弧门面板来达到止水的目的;闸门开启时,使压力室泄压,止水橡胶缩回来达到减少启闭力和防止水封磨损的目的;同样在开启和关闭时,为防止缝隙射流需增设一道预压式的辅助水封。充压伸缩式止水弧门可免除偏心铰装置,能适应支臂的较大压缩变形,已使用到120m水头的弧门上,但仍需突扩体门槽配合,造价低于偏心铰弧门而高于常规预压式弧门很多。

上述两种类型弧形闸门均需采用突扩式门槽,使得“弧形闸门没有门槽,水流平顺”的固有优点丧失,而龙滩水电站底孔弧门从施工导流期至远期正常蓄水位400.0m建成,其操作运行水头变幅大。中南勘测设计院科研所对龙滩底孔体型进行了试验研究,表明突扩门槽方案难以在各种水位均形成稳定有效的掺气通道,侧墙的水舌冲击区流态复杂,存在不稳定的压力分布区,而跌坎掺气门槽方案侧墙水流平顺,对各种运行水头适应性较强。同时考虑到红水河含沙量较高,对充压伸缩式止水的可靠运行有影响,一些中高水头的弧门采用了预压止水形式的工程实例已不多见,如中南勘测设计院设计的乌江渡水电站放空洞弧门实际动水操作水头70m,静水挡水水头97m,已成功实践,而且龙滩底孔弧门高水头动水启闭的机会很少,经技术和经济综合比较,龙滩底孔弧门采用了预压止水形式,并辅以门后跌坎掺气。