略谈截流坝的设计运用

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1建筑物布置设计亮点

工程设计亮点之一是将传统的布置于流道进口的截流坝前移至拦砂坎上部，同时取消了电站前沿的拦污排，拦砂坎既可以起到本身的拦砂作用又可以作为截流坝的基础，其上部的截流坝可有效拦阻漂浮物。设计中为提高排漂效率减少过栅时的水头损失，在布置拦砂坎(即截流坝基础)时尽量将拦砂坎与坝轴线接近垂直，以便于排漂，并且尽量拉长截流坝长度，从而增大过水断面，降低过栅流速，减少水头损失。经工程验证上述设计优化达到了预期的效果。从图2可清楚看到漂浮物全部集中在左端泄水闸，闸门开启后可将漂浮物全部冲至下游，大大节省了清污机的工作量，图3为过栅后的水流非常平顺、未出现明显跌水。

2截流坝设计亮点

工程采用的截流坝具有清污方便水头损失小的特点:常规电站在拦沙坎后面布置1道拦污漂排，拦污漂排往往无法机械清污，拦污排前容易堆积大量污物，增大水头损失;在洪水期拦污漂排拦污能力不强，大量污物会进入电站前池，对电站进口截流坝造成堵塞，清污工作量增大;同时拦污漂排在实际运行过程中易在洪水期受主流冲击而毁坏，国内已有实际工程经验教训。电站截流坝清污采用机械设备清污，清污效率高，水头损失小;截流坝采用固定式，运行安全可靠。另外，工程采用的截流坝设计具有排沙、排漂效果好的特点，而常规电站布置在洪水期漂浮物易进入电站前池，增大电站水轮机的安全运行风险。电站前池与主流相对开放，水流能够从电站前池区域流向泄水闸方向，汛期含沙量较大的洪水将与电站前池内水体发生交换，且电站前池水较深，流速低，悬移质泥沙极易造成大量落淤，恶化电站的进水条件，长期运行后，电站引水发电效益会明显降低。电站拦沙坎与截流坝闸墩相结合，连接到北江左岸堤线，电站前池相对封闭，在前池形成了静水区，这样来流与电站前池水不容易发生水体交换，汛期含沙量较大的水悬移质流不会进入该区域，电站前池就不会有悬移质的落淤。截流坝坝轴线基本与上游主流流向平行，截流坝面与闸墩面在一个平面上，上游随洪水来的漂浮物没有水体交换且不会吸附在截流坝上，而是顺水流排到下游。截流坝设计特点。截流坝工作水位取正常蓄水位10.00m，为了防止洪水期污物进入电站前池，截流坝在校核洪水也能拦污，设计将截流坝延伸到闸顶高程14.5m，截流坝的孔口尺寸为12.0m×9.5m。截流坝采用平面直栅，分3节。由于在正常蓄水位机组发电时截流坝前后水位差较大，洪水期不发电截流坝前后水位差小，正常蓄水时底部两节拦污，顶节不拦污，为节省工程量，截流坝设计时底部两节和顶节按不同水位差考虑设计。底部两节相同，可互换使用，顶节单独设计。截流坝每节均采用双主梁等荷载布置，主要材料采用Q235－B，支承形式采用复合材料滑块。截流坝槽采用整体式反钩，保证栅面与闸墩面在同一个面上，整个闸墩迎水面整齐美观，栅前流态平顺。截流坝槽还设有清污耙斗槽，以方便清污机清污。墩顶设有简易锁定装置，方便截流坝检修。截流坝整扇启闭，分节出槽，由2×200kN专用清污设备操作。清污机清污采用液压抓斗，悬臂整跨清污，跨内卸污。在清污机跨内设置1台集污车，清污机把污物卸在集污车上，集污车单独驱动能跟着清污机在整个坝面行走。在截流坝闸坝上游端头设置清污平台，集污车可在清污平台上通过自身的液压设备把污物装载到清污平台汽车上，直接运走。整个清污过程全部采用机械化操作，清污效率高。清污平台还可以用于截流坝检修。

3结语

电站于2011年12月24日开始发电，进水口流态平顺，截流坝前后看基本无跌水，水头损失小，污物都集中在下游靠近泄水闸孔口，清污方便。整个电站运行正常，基本达到设计的预期效果。这种新型进水口设计能够达到很好的拦污，排污、排沙效果，提高水能利用，虽然建设投资有一定增加，但从长期的发电以及运行效益来讲经济效益显著。新型截流坝在清远水利枢纽工程上的成功应用，为高土头河床式径流电站的优化设计提供了一种新的思路。

作者：尼珂陈景祥单位：中水珠江规划勘测设计有限公司