為了止河道污物進入進水口流道,堵塞攔污柵,需在進水口前緣水域設置一道浮式攔污排,先行攔截大部分表層漂浮物,使電站能夠安全正常運行。
攔污柵在平面上可以布置成直線形或呈半圓的折線形,在立面上可以是直立的或傾斜的,依水流挾帶污物的性質、多少、運用要求和清污方式?jīng)Q定。水頭較高的壩后式水電站的進水口常用直立半圓形;進水閘、水工隧洞、輸水管道多用直線形。
深式進水口的攔污柵高度與水庫水位和清污方式有關。對于不需要經(jīng)常清污的,其頂部高程可略高于洪限制水位(見水庫征值);需要經(jīng)常清污的,則應高于需要清污的高水位。高度較大的攔污柵,可做成幾節(jié),每節(jié)的尺寸可根據(jù)起吊能力確定。
由于浮式攔污排設計上具有許多不定因素及殊性,以及目前還沒有可以執(zhí)行的 浮式攔污排設計的行業(yè)規(guī)范,在許多的設計工作中帶有一定盲目型,造成攔污排工作不 可靠,攔污效果不理想,從而造成洪水期污物經(jīng)常堵塞攔污柵,電站需停機清污,造成 電量損失,嚴重時導致攔污柵的破壞,更有甚者則導致攔污排自身結構的破壞。因此, 設計研究適應水庫水位的變化,本身結構安全可靠的新型浮式攔污排十分重要。
產品外殼采用100%低密度聚乙烯,低密度聚乙稀浮體使用的滾塑工藝生產制成,產品一次成型焊接縫,全封閉,,老化,沖擊碰撞,泄漏開裂之憂,內部充滿聚氨酯閉式泡沫;產品浮力大,即使外殼破損也不影響使用。主要用于江湖、海洋疏浚輸送管道浮力支承。是傳統(tǒng)鋼浮筒的嘴尖替代產品。具體用途、形狀、型號、規(guī)格、尺寸、可根據(jù)客戶要求。
攔污漂浮筒結構設計
采用浮式攔污排,主要由浮箱、攔污柵等組成。浮式攔污排的浮體采用聚乙烯攔污排。浮桶前后布置, 兩浮間用鋼絲繩支撐聯(lián)結, 迎水面的浮桶上焊接攔污柵格。為了保證攔污排在水中的平衡, 將迎水面的浮桶長一些, 平衡浮桶略小一些。
主浮筒與平衡浮筒均采取下圓上方的型式,即下半部分采取半徑為0.3m的半圓,上半部分為高度為0.3m的矩形與下半部分半圓連接。主浮筒壁厚采用5mm,材料采用Q345鋼板,平衡浮筒壁厚采用3.5mm。中間采用鋼支撐桁架的連接方式。攔污柵格間距采用0.31m,柵條高度為1.3m。
攔污漂浮筒吃水深度初步擬定在半圓與矩形接觸面,考慮各構件的相互影響,經(jīng)過初步估算,浮筒以及各部件重量約為670kg,排水重量約為707kg,浮筒浮力滿足要求。
由于主浮筒掛有攔污柵格,要保持浮筒不側翻,平衡浮筒需吊掛混凝土預制塊維持結構的整體平衡。
工程總結
本文簡要介紹進水口攔污排設計過程,根據(jù)已有的其他工程經(jīng)驗,提出了一些計算方法和改進建議。目前,浮式攔污排在工程中應用越來越多,在一定程度上發(fā)揮了攔污導漂的作用,避嚴重堵塞進水口攔污柵,影響電站正常發(fā)電。電站運行幾年,進水口攔污*。
方案布置
上游采用固定錨墩錨固在進水口上游山脊上,考慮攔污排常年運行水位為正常蓄水位至死水位之間,水位落差為9m,錨固高程為正常蓄水位高程440.00m,另一端錨固至大壩上游壩面,錨固方式為長錨桿束錨固在上游壩面,同時做好上游壩面的滲,確保錨固及后期運行不損壞上游壩面造成滲水通道。錨點之間通過鋼纜連接,鋼纜上設置浮筒及攔污柵,將庫區(qū)污物攔截至進水口前緣以外,人工定期清理浮渣。攔污排軸線長度250m,距離進水口前沿28~32m,有效攔污范圍為進水口。
2.2 攔污排設計攔污能力
根據(jù)進水口運行情況分析,攔污排的表層水流設計流速為1m/s。攔污排設計水上攔污能力為0.5m,設計水下攔污能力為1.0m,設計清污高度為0.1m,設計攔污排攔污能力為200kg/m。攔污排設計重量為300 kg/m,則攔污排攔污能力為0.5kN。
考慮風速對其影響及有可能設計能力的污物,設計攔污排受力能力為0.6kN/m,總攔污能力達到150kN。
2.3 攔污排水平設計拉力
攔污排鎖定高程為正常蓄水位440.00m,為確保攔污排在低水位運行下也能正常發(fā)揮攔污作用,攔污排上下浮動范圍至少應滿足低運行水位-死水位431.00m的要求,上下浮動范圍至少為9m,考慮一定的富裕度,攔污排設計矢高為10m。
攔污排軸線長度250m,設計攔污0.6kN/m,浮筒結構自身于浮力平衡狀態(tài),對軸線作用力。
按浮標纜索考慮安全系數(shù)k=2.0,即主索設計承載力為設計拉力按1000kN設計。
2.4 牽引鋼纜及鋼纜鎖定軸設計
牽引鋼纜選型為1670MPa鋼絞線,根據(jù)主索設計承載力反算鋼索直徑,設計牽引鋼纜安全系數(shù)2.5。
得到,設計為Φ50mm的鋼纜索可以滿足要求。
鋼纜大受力為1000kN,為受拉結構,鋼纜通過錨板及鎖定軸固定在錨固墩上,設計安全系數(shù)2.0。設計軸材料為Q345,直徑為d,設計軸直徑100mm滿足要求。
柏泰組合式攔污柵方案勢:
污物清理可用人工或清污機。人工清污適用深度較淺,一般不過5m。當攔污柵位于水下較深時,多用清污機清污;必要時也可設置兩道攔污柵,需要清污時,先將備用攔污柵放入檢修門槽內,而后將工作攔污柵吊出進行清理。