邓雪松伊元忠新疆水利水电勘测设计研究院830000
摘要本文介绍了吐木秀克水电站的工程概况和金属结构的布置和设计。电站前池进口设计的特点。
关键词金属结构引水式电站回转式捞冰清污机
1．工程概况
吐木秀克水电站在温宿县吐木秀克乡和萨瓦甫齐牧场附近，距温宿县城33km，为引水式电站。总装机容量48MW，工程等别为Ⅳ等，工程规模为小(1)型。电站额定水头75m，设计引水流量73.6m3／s，保证出力11.2MW，年发电量2.61亿kW．h，年利用小时数5437h。
图1前池布置图（单位：mm）
2．金属结构的布置和设计
2.1引水渠首金属结构
引水渠首距电站前池21.2km，设有3孔节制闸、2孔分水闸。
2.1.1渠首节制闸闸门及启闭机
渠首节制闸共三孔，孔口尺寸4.5m×3.8m（宽×门高，下同），设计水头3.5m。每孔设一扇滚轮支承的平板工作闸门，闸门为上游面板，上游封水，设侧导向装置。闸门操作方式为动水启闭，各采用一台QP2×50kN的固定卷扬式启闭机操作。渠首节制闸工作闸门前设一道检修闸门槽，三孔共用一扇平板检修闸门。检修闸门与工作闸门结构相同。闸门静水闭门，启门前小开度充水平压后静水启门，采用容量为2×50kN的电动葫芦操作。
2.1.2渠首分水闸闸门及启闭机
渠首分水闸共两孔，孔口尺寸5m×3.8m，设计水头3.5m。每孔均设一扇滚轮支承的平板工作闸门，闸门为上游面板，上游封水，设侧导向装置。闸门操作方式为动水启闭，各采用一台QP2×80kN-8m固定卷扬式启闭机操作。渠首分水闸工作闸门前设一道检修闸门槽，两孔共用一扇平板检修闸门。检修闸门与工作闸门结构相同。闸门静水闭门，启门前采用小开度充水平压后静水启门，采用一台容量为2×50kN，扬程6m的电动葫芦操作。
2.2电站前池金属结构
电站为长距离输水渠道的引水式水电站，电站全年发电，汛期有污物、泥沙，冬季有冰害问题。电站接上一级电站尾水，污物和泥沙经过上级电站的处理得到一定的减少，但冬季的冰凌、冰花、冰块经过上级电站并没有减少还趋于集中、增多，当电站集中排冰和沿途长距离渠道的冰凌同时进入前池，前池进水口冰的处理是冬季运行的主要问题。根据新疆多年关于引水式电站前池防病害问题的研究和经验，电站采用正向排冰、侧向引水、上下分层取水的布置形式。
一般前池进口的布置大至有两种形式：一是采用直立或倾斜拦污栅形式，栅后设有排冰闸；二是采用机械回转式捞冰清污机形式，回转式捞冰清污机后设有溜冰槽。上述两种排冰方式都要借助人工辅助进行。经过对多个电站冬季运行的考察和调研，采用回转式捞冰清污机形式更有优势。
前池金属结构设备分别设置在排冰闸、机组进水闸、冲沙闸井及电站尾水出口处。
排冰闸共一孔，设一道检修闸门，一道舌瓣工作闸门。前池进水口为降低过栅流速，发电洞进口为喇叭体型，分三个进水口联通式布置。每个进水口各设1套回转栅式清污排冰机，在水道渐变段末端设一道事故闸门。冲沙闸共一孔，设一道事故闸门和一道工作闸门。电站厂房内设有两台水轮发电机组，每台机尾水管出口分两孔，两台机共有四个尾水出口，每个出口设一道检修闸门槽。考虑后期一台机组安装工期较长，故设4扇检修闸门。
2.2.1排冰闸闸门及启闭机
检修闸门孔口尺寸12m×3.9m，设计水头3.6m，设一扇露顶式滑道支承平板钢闸门，上游面板，上游封水。闸门靠自重静水下门，启门前小开度充水平压，待上下游水位差小于0.5m后静水起门，采用一台QP2×160kN-8m的固定卷扬式启闭机操作。
工作闸门孔口尺寸12m×3.7m，设计水头3.6m，设一扇舌瓣钢闸门，上游面板，上游封水。侧水封采用方头“P”型橡塑复合水封，底止水采用刀型和圆头“P”型水封两道联合止水。闸门动水启闭，采用QHQ2×320kN-10m的固定卷扬式弧门启闭机操作。
2.2.2冲沙闸闸门及启闭机
事故闸门孔口尺寸1.4m×1.4m，设计水头12.1m，采用滚轮支承平板钢闸门，上游面板，上游封水。闸门靠自重和闸门加重动水下门，启门前小开度充水平压，待上下游水位差小于2m后静水起门，该闸门采用QP1×50kN固定卷扬式启闭机操作。工作闸门与事故闸门结构和启闭形式相同。
2.2.3进水口回转栅式清污排冰机、闸门及启闭机
回转式捞冰清污机共三孔，孔口尺寸3m×11.2m，过栅流速约0.89m/s，栅体强度按水位差2m设计。回转栅式清污排冰机上下游设水位计，水位差达到0.5m时启动设备清污。支承框架设有防冰冻装置。
2.2.4进水口事故闸门及启闭机
进水口事故闸门共一孔，孔口尺寸5.2m×5.2m，设计水头9.1m。采用滚轮支承平板钢闸门，上游面板，下游封水。闸门靠自重和水柱压力动水下门，启门前小开度充水平压后待上下游水位差小于2m时静水启门。采用QP2×250kN的固定卷扬式启闭机操作。
2.2.5厂房尾水闸门及启闭机
尾水检修闸门共4孔，设4扇闸门。孔口尺寸为3.066m×4.805m，设计水头11.5m。闸门采用滑动支承平板钢闸门，上游面板，上游封水，反向设四个弹性反轮。闸门靠自重静水闭门，启门前利用机组排水阀充水平压后静水起门。采用2×100kN的单向门机借助自动抓梁操作。
2.3防腐
闸门门叶、回转式捞冰清污机栅叶及埋件表面均采用热喷锌金属防腐加涂料封闭的综合防腐措施。
3．结语
本工程金属结构的布置和设计，吸收了同类工程的设计经验，综合了引水式电站正向排冰、侧向引水、上下分层取水的布置形式和前池进口采用回转式捞冰清污机形式的优点。相信经过不断的工程实践，会总结出更好的引水式电站的设计方案。