色拉龙水电站的闸门安装研究

（刊登于《湖北三峡职业技术学院学报》2019年第1期）

邹仕华

（云南省能源投资集团有限公司  云南  昆明  650228）

[摘　要]：色拉龙水电站的闸门安装，是一个成熟的工艺过程，精细中蕴含着不简单。但将不同部位、不同工期、不同用途的闸门归纳在一起，并道出其关键知识点，就值得实际研究。总结闸门安装过程，提炼出精华，为闸门前端-制造和终端-运行反馈信息，积蓄资料，提供参考，对行业也是一种贡献。

关键词：色拉龙水电站；闸门；安装；研究

中图分类号：TK79

 

Research on Gate Installation of Xelanong Hydropower Station

Zou Shihua

（YunNan Provincial Energy Investment Group Co.LTD. Yunnan  Kunming  650228）

[ Summary] : The gate installation of the Xelanong Hydropower Station is a mature process, which contains not simple elements. However, the gates of different parts, different construction periods, and different uses are summarized together and their key knowledge points are worth studying. Summarize the process of gate installation, refine the essence, provide feedback information for front-end gate manufacturing and end-run, accumulate information, and provide reference. It is also a contribution to the industry.

 

Key words: Xelanong Hydropower Station; Gate; Installation;  Research

 

 

 

【收稿日期】2019-4-

【作者简介】邹仕华（1970-），男，湖北潜江人，工学学士，水利水电工程硕士，经济学硕士，正高级工程师，高级职业经理人，省级电力市场监管咨询专家（2018.8.21-2021.8.20），研究方向是水能动力工程、传统能源经济。

 

 

色拉龙水电站的闸门分4类，即溢流坝表孔的弧形工作闸门和检修闸门，为第1类；进水口的快速事故闸门（工作闸门）、检修闸门、拦污栅及其清污抓斗装置，为第2类；导流底孔的封堵闸门，为第3类；尾水检修闸门，为第4类。从工程建设角度，投入运行的先后顺序是4-3-2-1，投入比例也有侧重，各个发挥着不同作用。

从工程投资角度，在合同工程量清单中闸门项目纳入No.17分部（分项）工程，即金属结构设备采购及安装工程之中，占比主体工程合同额的7.3%，投资组成排行第7位，属于重量级的分部（分项）工程。

1.工程概况

色拉龙水电站的装机容量7万千瓦，年发电量2.699亿千瓦时。水库正常蓄水位215米，死水位206米，调节库容2.84亿立方米，具备年调节能力。枢纽工程由混凝土挡水坝、溢流坝、引水发电系统、发电厂房及开关站组成。最大坝高67.5米，利用水头46米。坝长619米，其中，左岸坝肩90米，左岸挡水坝段（1^#-9^#）175米，溢流坝段（10^#-12^#）71米，导流底孔坝段（13^#）19米，进水口及厂房坝段（14^#-15^#）34米，右岸挡水坝段（16^#-23^#）160米，右岸坝肩70米。

溢流坝表孔弧形工作闸门门槽及门叶各4个；表孔检修闸门门槽和门叶分别为4个和1个；对应的储门槽1个，位于13^#坝段。 进水口快速事故闸门（工作闸门）门槽和门叶各2个；进水口检修闸门门槽和门叶分别为2个和1个；对应的储门槽1个，位于16^#坝段；拦污栅的栅槽和栅叶各4个；清污抓斗导槽和抓斗分别为4个和1个。导流底孔封堵闸门门槽和门叶各1个。尾水检修闸门的门槽和门叶各4个。

2.闸门分类及其安装

2.1.溢流坝表孔闸门

表孔闸门位于10^#、11^#和12^#坝段，桩号区域0+175-0+246之间，▽198米-▽219.5米之间（详见表1）。共布置4孔14×18-17.5（门宽×高-水头）的泄洪闸门，表孔堰顶▽198.00米，堰面采用开敞式堰面曲线[1]，顶部向上游悬出5.5米，原点上游采用1/4椭圆曲线，原点下游接方程为Y=0.0523X^1.85冥曲线。堰面曲线与下游反弧段相接，反弧段半径25米，采用挑流消能。闸墩长度36米，闸墩厚度3米，表孔溢流坝同时作为排污通道，参与水库排污。

（1）表孔工作闸门门槽

表孔工作闸门[2]门槽底部中心线桩号为（D）0+001.887，即平行于坝轴线至下游1.887米，▽196.90米-▽219.50米之间，槽厚1.15米，槽宽15.50米。槽，是弧形门槽，也与弧形门叶对应一致。预埋钢筋和埋件总重量9.71吨，含侧轨、底槛、螺柱等。

不锈钢处的对接焊缝采用不锈钢焊条，表面磨平。支铰中心焊接在预埋钢板上的偏差允许值为1毫米。钢板材质为Q345B，焊接要求贴角焊缝，焊高6毫米。支铰座二期混凝土标号为C30。

（2）表孔工作闸门门叶

表孔工作闸门孔口宽度14米，高度18米，弧门的弧长18.951米，厚度0.42米-1.15米。工作门底坎高程▽197.50米，侧水封座距支铰中心R₁=18.08米，迎水侧闸门弧形面半径R₂=18.5米，背水侧闸门弧形门半径R₃=17.35米，三个弧门均以支铰中心为同心圆。

支铰中心上沿点桩号为（D）0+011.750, ▽217.00米；支铰中心下沿点桩号为（D）0+018.250，▽205.00米。

实行液压启闭机动水启闭，支铰方式为球铰，将露顶弧形闸门按照事先设置方式动水启闭。总水压力22766千牛。门叶总重252.09吨，包含门叶结构、支臂装置、栏杆、支铰装置、水封装置、侧轮装置、爬梯、螺母、垫圈、螺栓和抗剪板等。

门叶在出厂前整体组装。组装时，支臂与主梁相连的连接板在调整后点焊在支臂上，工地安装调整后再正式焊接，并控制焊接变形。

（3）表孔检修闸门门槽

表孔检修闸门门槽中心线的桩号为（D）0-002.85，即平行于坝轴至上游2.85米，▽198.00米-▽219.50米之间，槽厚1.4米，槽宽15.50米。

每个表孔的孔口宽度14米，封水宽度14.12米，支撑跨度14.6米。

4个门槽，每个门槽的埋件总重13.74吨，含钢筋、底槛、支撑等。

（4）表孔检修闸门门叶

表孔检修闸门门叶总重量155.27吨，具体包含门叶结构、水封装置、弹簧反轮装置、悬臂式侧轮、螺母、螺栓和垫圈等，涉及的钢材为Q235B和Q345B。尺寸大小为14.6×17.55×1.208米（宽×高×厚）。1个门叶可以依据实际需要，吊装和启闭至任意1/4个检修闸门门槽中，便于进行检修门下游的工作门及其他部件的维护和检修。

每扇门叶均为3节相同的叠梁门，每节分为2个制造运输单元，工地拼焊成整体。门叶的操作方式为静水启闭，采用门机抓梁操作。启门时，先提升上叶门门叶约100毫米进行充水，待上下游水位差≤1米后依次吊起各节门叶。挡水压缩状态的水封，其侧水封压缩和底水封压缩的极限值分别为4毫米和5毫米。

（5）表孔检修闸门储门槽

表孔检修闸门储门槽处于13^#坝段，其中心线桩号为（D）0+000.900，即平行于坝轴线至下游0.9米，其宽度15.6米（0+247.70-0+263.30），深度21米（▽198.50米-▽219.50米），厚度1.4米。储门槽埋件总重0.79吨，主要有钢筋、上下游埋件的底槛等。

2.2.进水口闸门

（1）进水口快速事故闸门（即工作闸门）门槽

进水口快速闸门[3]门槽有两个，分别位于14^#坝段（2^#机组）和15^#坝段（1^#机组），0+265.00-0+299.00之间，其中心线桩号为（D）0+002.00，即平行于坝轴线，且至下游2米。快速闸门门槽底部高程为▽196.00米，顶部与坝顶相齐，▽219.50米。

进水口孔高4.80米，封水高度4.90米，封水宽度4.92米，支承跨度5.30米，门槽净宽5.79米。

门槽埋件总重5.70吨，含反轨、主轨、顶楣、底槛和钢格栅盖板等。

（2）进水口快速事故闸门（即工作闸门）门叶

快速闸门门叶尺寸5.79×4.95×0.74-0.90米，总重量14.57吨，含上门叶结构、下门叶结构、水封装置、充水阀装置、铰式弹性反轮装置、螺栓、螺母、垫圈、橡胶垫、抗剪块、侧轮装置和滑道等。

闸门挡水时，顶水封、侧水封压缩极限值4毫米，底水封压缩极限值5毫米。

布置两台双向门机，用于进水口闸门和拦污栅启闭。

（3）进水口检修闸门门槽

进水口检修闸门门槽2个，门槽中心线桩号为（D）0-001.60，即平行于坝轴线，至坝轴线上游1.6米，▽196米-▽219.5米之间。孔口宽度4.8米，支承跨度5.3米，封水高度4.90米，封水宽度4.92米，门槽厚度0.965米，门槽净宽5.79米。

进水口检修闸门门槽每个总重7.93吨，含反轨、副轨、主轨、顶楣和底槛等。

（4）进水口检修闸门门叶

进水口检修闸门门叶宽度5.79米，高度4.95米，厚度0.74米-0.90米。门叶高度少门槽高度很多，也体现水位自然下降或表孔溢流至死水位以下，才予以检修。平时置于储门槽中，待检修时，才调出使用 。

门叶总重12.97吨，包含上节门叶、下节门叶、连接板、水封装置、弹簧反轮装置、侧轮装置、抗剪块、充水阀、钢基铜塑复合材料滑道、螺栓、螺母和垫圈等，1扇门叶对应2个检修门槽。

（5）进水口检修闸门储门槽

进水口检修闸门储门槽位于16^#坝段，储门槽中心点桩号为0+304.50，且偏离坝轴线至下游2米（（D）0+002.000）。其支承跨度5.3米，储门槽净宽6.0米，深度9.5米（▽210米-▽219.5米），厚度1.0米。

储门槽的金属埋件总重2.39吨，含上游埋件、下游埋件和底槛等。

（6）拦污栅栅槽及清污抓斗导槽

栅槽中心线桩号为（D）0-008.573，即平行于坝轴线，且至坝轴线上游8.573米，槽厚0.77米。清污抓斗导槽中心线桩号为（D）0-009.800，即平行于坝轴线，且至坝轴线上游9.8米，槽厚0.62米。孔口宽度5.5米，支承跨度 5.9米，侧底槛间距5.9米，净宽6.2米。孔口高度10米，栅槽高度23.5米（▽196米-▽219.5米）。

两者间隔1.227米。两槽埋件总重18.88吨，含底槛、主轨、中间轨、反轨和旋转锁定装置等。其二期混凝土采用C25，不锈钢处的焊缝采用不锈钢焊条。

（7）拦污栅栅叶

栅条净距0.1米，栅叶尺寸为6.2×10.2×0.77米（宽×高×厚）。共4块栅叶，每块栅叶总重16.36吨，包含栅叶结构、栅排结构、联接板、联接轴、挡环、螺栓、螺母、垫圈、抗剪板和滑板等。当拦污栅上下游水位差大于4米时，必须清污。

2.3.导流底孔封堵闸门

（1）封堵闸门门槽

导流底孔封堵闸门[4]门槽位于13^#坝段，导流底孔中心线桩号为0+259.50，门槽中心线桩号（D）0-008.20，即门槽中心线平行于坝轴线，并距离坝轴线上游8.20米，▽175.00米以下，至▽160.00米为止。

孔口宽度5米，支撑跨度6米，门槽净宽6.7米，门槽厚度1.5米。门槽埋件总重26.92吨，含反轨、副轨、顶楣、侧轨、顶楣钢衬、反轨钢衬、底槛钢衬、底槛、主轨钢衬、主轨和内六角螺钉等。采取一定措施，防止块石残渣堵塞门槽，落下闸门之前彻底清理。

（2）封堵闸门门叶

封水高度5.1米，封水宽度5.4米，门沿宽度6.7米，闸门厚度0.22米-1.50米，含门槽与门叶之间的止水橡胶球。封堵5米×5米的导流底孔。

导流底孔封堵闸门门叶总重27.76吨，含上节门叶结构、下节门叶结构、水封装置、连接板、简支侧轮装置、螺栓、螺母、垫圈、橡胶垫块、抗剪块、钢基铜塑复合材料滑道、弹簧垫圈和平垫圈等。若加上门槽填框、门槽、拉杆、锁定梁、800KN的固定卷扬式启闭机，重量达73.11吨。上主梁腹板不开排水孔，四周焊接连续不断，以防漏水。水封的接缝处采用由水封厂家提供的合格冷粘剂粘接，粘合后接缝处挫平。水封的物理性能符合《水电工程钢闸门制造安装及验收规范》（NB/T 35045）附件E中的相关规定。

闸门启闭机位于▽184.50米处，通过起吊钩和起吊绳，吊起▽175.50米处的拉杆10.8米缓缓下降，拉杆下端挂着门叶。下闸封堵水位▽165.00米，闸门下沿高程▽160.00米。虽然闸门启闭机有关电气设备属于一次性的，下闸结束后就完成其使命，永远沉于水下，但闸门封堵前和过程中，启闭机有关电气设备考虑可靠的临时防雨遮挡措施，有效促进闸门封堵成功。闸门和启闭机的安装技术符合《水电工程钢闸门制造安装及验收规范》（NB/T 35051-2015）。

导流洞封堵闸门下闸封堵时，上游水位不得超过▽165.00米，也就是，上游水位到达▽165.00米之前，必须落下封堵闸门，这也是一个工程安全底线。

2.4.尾水检修闸门

（1）尾水检修闸门门槽

尾水检修闸门[5]门槽中心线桩号为（D）0+066.50，即平行于坝轴线，且至坝轴线下游66.5米，也位于厂房下游。门槽深度25.8米（▽179.00米-▽153.20米），孔口宽度4.19米，支承跨度4.69米，孔口高度3.915米，封水高度4.02米，封水宽度4.31米。门槽净宽5.24米，厚度0.95米。

尾水检修闸门门槽4个，每个门槽埋件总重9.89吨，含底槛、主轨、副轨、顶楣和反轨等。

 

（2）尾水检修闸门门叶

尾水检修闸门门叶宽度5.09米，高度4.50米，厚度0.798米-0.894米。尾水检修闸门门叶有4个，每个门叶总重11.25吨，含门叶结构、弹簧反轮装置、滑道（钢基铜塑复合材料）、水封装置、节间连接板、螺栓、螺母、垫圈、连接轴、挡圈和抗剪块等。

3.闸门安装前的相关细节

闸门制造在厂家完成，长途跋涉，过境运输，从国内的生产厂家到中南半岛的湄公河畔，顺利时路途持续15-20天。

正常情况下，闸门到达水电站现场，直接进入安装部位附近卸货，随即安排安装。但是，实际工序流程往往不会那么理想，需要暂时卸在坝区金结加工厂，作暂时停留，待时机成熟，再进行二次转运，到达指定地点，分别安装。

在满足总工期前提下，各类闸门安装节奏作些局部调整。基本上，还是尾水闸门最先下闸，避免厂房施工过程时尾水倒灌。其次，导流底孔闸门，待上游坝前水位至▽165米之前，下闸封堵，确保按期蓄水。再次，进水口闸门灵活掌握工程节奏，适时投入使用。最后，表孔闸门，经过调试之后，投入运行。

4.结语

（1）色拉龙水电站的各类闸门安装伴随着土建工程交叉进行。

（2）色拉龙水电站的闸门安装含金量比较高，总重量1610.18吨，单位价值比较高，对应的分部（分项）工程投资造价比重较大。

（3）闸门安装的各个工序的操作手都是高级技师，技术精湛，从人力资源角度满足安装精度要求。

（4）闸门安装工序严谨，环环相扣，严格操作，严格检查，严格验收，从制度角度满足规范要求。

（5）闸门安装赢得施工、监理、设计、厂家和业主等参建各方的精细努力、密切配合。获得色拉龙水电站闸门安装的优质工程，成为参建各方的共同目标。

（6）色拉龙水电站的闸门安装过程值得行业肯定，也值得行业推广。

 

 

参考文献

[1]邹仕华，色拉龙工程坝体变态混凝土设计和施工的研究[J]，浙江水利水电学院学报，2018（6）：26-33

[2]周桂芬，小湾水电站高拱坝、高水头弧形闸门安装工艺研究[J]，科技与企业，2014（14）：210-211

[3]夏敏静，溪洛渡水电站左岸进水口快速闸门门槽安装施工方案研究[J]，当代教育实践与教育研究，2017(8):706

[4]刘志雄、金峰、陈辉，向家坝大型导流底孔封堵闸门水力学试验研究[J]，人民长江，2011（6）：23-26

[5]汪亮，大岗山水电站尾调室检修闸门安装技术研究及应用[J]，水力发电，2015（7）：90-92