摘要:白梓橋水電站工程位于貴州省三都縣境內的都柳江上游河段，水電站壩址位于三都縣拉攬鄉，距三都縣城8km。本工程通航初步設計階段推薦方案為船閘通航方案，船閘設計為有關批復文件中遠期發展的最終規模Ⅴ級船閘規模，通航船舶最大噸級為300噸級，航道等級為Ⅴ級，通航船舶尺寸為55m×8.6m×1.3m(長×寬×吃水深度)(單船)，閘室有效尺寸為63m×12m×2.5m(長×寬×門檻水深)，通航水頭為29.5m。簡介本工程通航初步設計船閘通航方案各閘門、攔污柵及啟閉機等金屬結構設計和布置情況，并簡述其特點。
　　關鍵詞:貴州三都白梓橋水電站；通航初步設計船閘通航方案；金屬結構設計布置
　　1概述
　　白梓橋水電站工程位于貴州省三都縣境內的都柳江上游河段，水電站壩址位于三都縣拉攬鄉，距三都縣城8km，水電站大壩左岸有321國道通過。白梓橋水電站為引水式電站，是以發電為主、兼顧養殖、旅游及航運等的水利水電工程。電站裝機規模為10000kW，安裝兩臺(1×6800kw+1×3200kw)水輪發電機組。壩頂高程386.5m，最大壩高30.5m，上游正常蓄水位和校核洪水位施工圖階段確定為384.5m，發電死水位為380m，溢洪道堰頂高程為369.5m，水庫總庫容992萬m3，屬小(一)型水庫，工程等別為Ⅳ等。
　　本工程通航設計是在確保該電站主體工程發電的基礎上，結合該電站的實際情況、所處地理位置和電站主體工程已完成了勘察設計工作及電站主體工程部分已進行了部分施工的情況下進行的設計。
　　本工程通航初步設計的推薦方案為船閘通航方案，船閘設計為有關批復文件中遠期發展的最終規模Ⅴ級船閘規模，通航船舶最大噸級為300噸級，航道等級為Ⅴ級，通航船舶尺寸為55m×8.6m×1.3m(長×寬×吃水深度)(單船)，閘室有效尺寸為63m×12m×2.5m(長×寬×門檻水深)，通航水頭為29.5m。
　　2船閘通航方案金屬結構設備布置
　　根據船閘通航方案的布置需要，金屬結構設備主要設置有上閘首檢修閘門及其啟閉設備；上閘首工作閘門及其啟閉設備；下閘首上節工作閘門及其啟閉設備；下閘首下節工作閘門及其啟閉設備；下閘首檢修閘門及其啟閉設備；輸水廊道進口及出口攔污柵；輸水廊道充水及放水工作閘門及其啟閉設備等。共有閘門9扇，門槽埋件9孔，攔污柵及其埋件各4套。各類啟閉設備共9套：其中QPPYⅠ型平門液壓式啟閉機2套，平門卷揚式啟閉機7套。為防止發生失火等事故，在船閘閘室左右側墩上、啟閉機房及集中操作控制室內均設置有消防泵，消防水槍、滅火器等消防設施。為防止船舶撞擊下閘首工作閘門，在下閘首工作門前設置有防撞裝置。
　　本船閘工程設置有集中遠程電動操控系統，以便于所有設備均能夠在中央控制室內進行集中操作和控制。
　　2.1上閘首檢修閘門和工作閘門
　　根據《內河通航標準》GB50139-2004及《船閘總體設計規范》JTJ305-2001中的規定，上游最高通航水位為上游的正常蓄水位384.50m，上游最低通航水位為上游死水位380m。底面高程為比上游最低通航水位低1.6倍的吃水深度(1.3m)，1.6×1.3m=2.08m，但最小不得小于2.5m的規定，上游底面高程確定為377.5m。
　　(1)上閘首檢修閘門
　　上閘首檢修閘門位于船閘閘室進口上游，孔口尺寸為12m×7.5m（寬×高，考慮0.5m的超高），設計水頭為7m。檢修閘門型式為露頂式平面定輪鋼閘門。檢修閘門底檻高程為377.5m。檢修閘門的運行方式為靜水啟閉。啟閉機選用一套型號規格為QPQ2×630kN-16m的平門卷揚式啟閉機操作控制。該閘門平時處于開啟狀態，在下游的工作閘門及輸水廊道的充水工作閘門等設施設備需要維護檢修時靜水閉門擋水。待維護檢修完畢后，小開度提門充水平壓，然后靜水啟門。根據《內河通航標準》(GB50139-2004)對通航凈空的要求及規定，將檢修閘門的檢修平臺高程設置為392.50m。本閘門設置有水位儀，便于監測閘門的運行，有利于閘門的安全運行與操作。
　　(2)上閘首工作閘門
　　上閘首工作閘門設于檢修閘門的下游，船閘閘室的進口處。孔口尺寸為12m×7.5m（寬×高，考慮0.5m的超高），設計水頭為7m。該閘門型式為露頂式平面定輪鋼閘門。工作閘門底檻高程為377.5m。根據《內河通航標準》GB50139-2004及《船閘總體設計規范》JTJ305-2001中船閘嚴禁泄洪的規定及閘室的運行情況等，為節約工程量及投資減少啟閉機容量等因素，確定該工作閘門的運行方式為靜水啟閉。該閘門通過設置于閘室側墻內的輸水廊道充水的方式進行平壓后啟閉閘門。該工作閘門承擔船舶進出船閘的主要工作，啟閉設備選用一套型號規格為QPPYⅠ2×800kN-16m型平門液壓式啟閉機操作控制。
　　當船舶需從大壩上游航行至大壩下游時，先打開輸水廊道上的充水工作閘門，通過設置于閘室側墻內的輸水廊道對閘室內進行充水(此時下閘首工作閘門及輸水廊道放水工作閘門為關閉擋水狀態)，當閘室內的水位和閘室上游的水位相等后，靜水開啟該上閘首工作閘門，讓上游船舶駛入閘室內，然后靜水關閉該閘門，關閉輸水廊道充水工作閘門，再打開輸水廊道放水工作閘門放水，當閘室內水位同閘室下游水位相等后，即可打開下閘首工作閘門，讓船舶航行至下游。
　　當船舶需從大壩下游航行至大壩上游時，該上閘首工作閘門先為關閉狀態，下游船舶進入閘室后，關閉下閘首工作閘門(此時輸水廊道放水工作閘門為關閉擋水狀態)，打開輸水廊道充水工作閘門對閘室進行充水，當閘室內水位和閘室上游水位相等后，即可打開該上閘首工作閘門，讓船舶航行至大壩上游。根據《內河通航標準》(GB50139-2004)對通航凈空的要求及規定，將該工作閘門檢修平臺高程設置為392.50m。為保證船舶安全通航和閘室結構的安全，及該閘門的安全操作與運行，需通過開啟輸水廊道充水工作閘門充水，使得閘室內的水位和閘室上游的水位相等后，該閘門才能夠在靜水中開啟或關閉。本閘門設置有水位儀及閘門開度儀，便于監測閘門的運行，有利于船舶過航及閘門的安全運行與操作。
　　2.2下閘首工作閘門和檢修閘門
　　根據《內河通航標準》GB50139-2004及《船閘總體設計規范》JTJ305-2001中的規定，下游最低通航水位為白梓橋水電站的下游梯級水電站柳疊水電站的死水位，根據《貴州省都柳江干流水電開發規劃報告》(修編)資料，柳疊水電站的死水位為355m，則下游最低通航水位為355m，因該河流為山區性河流，根據《內河通航標準》GB50139-2004及《船閘總體設計規范》JTJ305-2001中的說明，為節約下游引航道的工程量和投資，下游最高通航水位采用3年的洪水重現期，則下游最高通航水位為367.17m(P=33.3%)，下游底面高程為比下游最低通航水位低2.08m(1.6×1.3m(吃水深度))和2.5m(強制性規定的最小值)兩者中的大值，下游底面高程確定為352.5m。
　　(1)下閘首工作閘門
　　下閘首工作閘門設置于船閘閘室的出口處。下游最高通航水位為367.17m，下游最低通航水位為柳疊水電站的死水位355m。底面高程為352.5m。則閘門的孔口尺寸為12m×32.5m（寬×高，考慮0.5m的超高），由于孔口高度尺寸過大，故考慮將閘門分為上、下2節閘門，上節閘門孔口尺寸為12m×16.5m（寬×高，考慮0.5m的超高），設計水頭為16m。閘門型式為露頂式平面滑動鋼閘門。根據《內河通航標準》GB50139-2004及《船閘總體設計規范》JTJ305-2001中船閘嚴禁泄洪的規定，及閘室的運行情況等，為節約工程量和投資減少啟閉機容量等因素，確定該工作閘門的運行方式為靜水啟閉。該閘門通過設置于閘室側墻內的輸水廊道放水的方式進行平壓后啟閉閘門。該工作閘門承擔船舶進出船閘的主要工作，啟閉設備選用一套型號規格為QPPYⅠ2×1600kN-18.5m型平門液壓式啟閉機操作控制。當船舶需要過航時，若下游的通航水位較低，只開啟下閘首下節工作閘門即能滿足通航凈空要求時，該閘門為關閉狀態，不需要開啟。若下游的通航水位較高，只開啟下閘首下節工作閘門不能滿足通航凈空要求時，該閘門需要開啟，以滿足船舶通航的凈空要求。為保證船舶安全通航和閘室、引航道等結構的安全，及該閘門的安全操作與運行，需通過開啟輸水廊道放水工作閘門放水，使得閘室內的水位和閘室下游的水位相等后，該閘門才能夠在靜水中開啟或關閉。本閘門設置有水位儀及閘門開度儀與下節工作閘門共用，便于監測閘門的運行，有利于船舶的過航及閘門的安全運行與操作。
　　下閘首下節工作閘門的孔口尺寸為12m×16.5m（寬×高），設計水頭為32m。該閘門的型式為潛孔式平面滑動鋼閘門。根據《內河通航標準》GB50139-2004及《船閘總體設計規范》JTJ305-2001中船閘嚴禁泄洪的規定，及閘室的運行情況等，為節約工程量和投資減少啟閉機容量等因素，確定該工作閘門的運行方式為靜水啟閉。該閘門通過設置于閘室側墻內的輸水廊道放水的方式進行平壓后啟閉閘門。該工作閘門承擔船舶進出船閘的主要工作，啟閉設備選用一套型號規格為QPG2×2000kN-38m的平門高揚程卷揚式啟閉機操作控制。當船舶需從大壩上游航行至大壩下游時，該工作閘門先在靜水中關閉，上游船舶進入閘室后關閉上閘首工作閘門，然后打開輸水廊道放水工作閘門放水(此時輸水廊道充水工作閘門已經關閉擋水)，當閘室內水位同閘室下游水位相等后，即可在靜水中打開本工作閘門，讓船舶航行至下游；當船舶需從大壩下游航行至大壩上游時，本工作閘門先為開啟狀態(此時上閘首工作閘門及輸水廊道充水工作閘門為關閉擋水狀態)，下游船舶進入閘室后，關閉本工作閘門，打開輸水廊道充水工作閘門對閘室進行充水(此時輸水廊道放水工作閘門已經關閉擋水)，當閘室內水位和上游水位相等后，即可打開上閘首工作閘門，讓船舶航行至大壩上游。為保證船舶安全通航和閘室、引航道等結構的安全，及該閘門的安全操作與運行，需通過開啟輸水廊道放水工作閘門放水，使得閘室內的水位和閘室下游的水位相等后，該閘門才能夠在靜水中開啟或關閉。本閘門設置有水位儀及閘門開度儀與上節工作閘門共用，便于監測閘門的運行，有利于船舶過航及閘門的安全運行與操作。
　　(2)下閘首檢修閘門
　　為滿足下閘首工作閘門及輸水廊道放水工作閘門的維護檢修要求，在下閘首工作閘門的下游設置1扇下閘首檢修閘門，為方便維護檢修和維護檢修的安全可靠，下閘首檢修閘門的擋水水位考慮為本水電站的廠房最高尾水位和下游水電站柳疊水電站的正常蓄水位兩者之中的大值，根據業主及本水電站施工圖設計單位所提供的資料，本水電站的廠房最高尾水位為362m，根據《貴州省都柳江干流水電開發規劃報告》(修編)資料，柳疊水電站的正常蓄水位為357.20m。故確定下閘首檢修閘門的最高擋水水位為362m。則下閘首檢修閘門的孔口尺寸為12m×10m（寬×高，考慮0.5m的超高），設計水頭為9.5m。檢修閘門的型式為露頂式平面定輪鋼閘門。檢修閘門底檻高程為352.5m。該檢修閘門的運行方式為靜水啟閉。啟閉機選用一套型號規格為QPG2×630kN-35m的平門高揚程卷揚式啟閉機操作控制。該閘門平時處于開啟狀態，在下閘首工作閘門及輸水廊道放水工作閘門等設施設備需要維護檢修時靜水閉門擋水。待維護檢修完畢后，小開度提門充水平壓，然后靜水啟門。本閘門設置有水位儀，便于監測閘門的運行，有利于閘門的安全運行與操作。
　　2.3輸水廊道充水和放水工作閘門
　　(1)輸水廊道充水工作閘門
　　輸水廊道充水工作閘門設置在輸水廊道的前部，位于上閘首檢修閘門之后、工作閘門之前的側墩內。為方便該閘門的維護檢修，進水管道的進口設置在上閘首檢修閘門之后，工作閘門之前。該充水工作閘門共有2扇，即左右輸水廊道各設置1扇。每扇充水工作閘門的孔口尺寸為1.2m×1.2m（寬×高），設計水頭為7m。該閘門型式為潛孔式平面定輪鋼閘門。為考慮該閘門在低水頭下的止水效果，該閘門采用上游面板、上游止水的形式，采用加重塊加重的方式閉門。該工作閘門的運行方式為動水啟閉。該工作閘門承擔閘室充水的主要工作，每扇工作閘門啟閉設備選用1套型號規格為QPG125kN-16m的平門高揚程卷揚式啟閉機操作控制，2扇工作閘門共設置2套啟閉機。當需要閘室內的水位同閘室上游的水位相等(開啟或關閉上閘首工作閘門，或船舶進入閘室需要從大壩下游航行至大壩上游)時，開啟該充水工作閘門對閘室進行充水(此時下閘首工作閘門及輸水廊道放水工作閘門為關閉擋水狀態)，平時處于關閉狀態。該充水工作閘門需要維護檢修時，將上閘首檢修閘門關閉擋水即可進行維護檢修操作。本閘門設置有水位儀及閘門開度儀，便于監測閘門的運行，有利于船舶過航及閘門的安全運行與操作。
　　(2)輸水廊道放水工作閘門
　　輸水廊道放水工作閘門設置在輸水廊道的尾部，位于閘室尾部、下閘首工作閘門之前的側墩內，為方便該閘門的維護檢修，放水管道的出口設置在下閘首工作閘門之后，下閘首檢修閘門之前。該放水工作閘門共有2扇，即左右輸水廊道各設置1扇。每扇放水工作閘門的孔口尺寸為1.2m×1.2m（寬×高），設計水頭為35m。該閘門的型式為潛孔式平面定輪鋼閘門。為考慮該閘門在低水頭下的止水效果，該閘門采用上游面板、上游止水的形式，采用加重塊加重的方式閉門。該工作閘門的運行方式為動水啟閉。該工作閘門承擔閘室放水的主要工作，每扇工作閘門的啟閉設備選用1套型號規格為QPG400kN-39m的平門高揚程卷揚式啟閉機操作控制，2扇工作閘門共設置2套啟閉機。當需要閘室內的水位同閘室下游的水位相等(開啟或關閉下閘首工作閘門，或船舶進入閘室需要從大壩上游航行至大壩下游)時，開啟該放水工作閘門對閘室進行放水(此時上閘首工作閘門及輸水廊道充水工作閘門為關閉擋水狀態)，平時處于關閉狀態。該放水工作閘門需要維護檢修時，將下閘首檢修閘門關閉擋水，即可進行維護檢修的操作。本閘門設置有水位儀及閘門開度儀，便于監測閘門的運行，有利于船舶的過航及閘門的安全運行與操作。
　　2.4輸水廊道進口及出口攔污柵
　　為避免較大的污物進入輸水廊道，保證輸水廊道的安全正常運行，輸水廊道充水及放水工作閘門的進口及出口處各設置1套攔污柵，攔污柵的孔口尺寸為1.2m×1.2m（寬×高），設計水頭為3m。攔污柵的型式為平面直立固定式攔污柵，考慮維護檢修或更換的方便，采用螺栓連接的方式將該攔污柵固定在孔口上，為方便螺栓連接，在孔口處設置預埋件。當該攔污柵需要維護檢修或更換時，拆卸連接螺栓零部件，采用臨時啟吊設備啟吊。攔污柵設置有水位儀與充、放水工作閘門共用，以監測攔污柵攔截污物情況，避免攔污柵前后水位差超過設計值，確保攔污柵的安全運行。
　　3結束語
　　白梓橋水電站通航初步設計推薦方案為船閘通航方案，本通航初步設計從2008年4月底到白梓橋水電站現場進行實地踏勘，業主單位于2008年5月提供原水電站部分設計基礎資料后開始進行設計工作，至2008年8月最終完成，其間經過航運管理部門組織的專家和領導們的幾次審查會議后進行了相應的設計修改及相關基礎資料的收集完善和設計補充完善等工作，已于2008年9月8日取得貴州省交通廳印發的交通行政許可決定書，本通航設計獲得了交通行政主管部門的審批同意。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　白梓橋水電站通航工程初步設計船閘通航方案金屬結構設計布置圖