水工建筑物论文
1坝型和枢纽布置原则
龙家山水电站是以发电为主，兼顾过木通航等综合利用的工程。枢纽布置应在满足各开发目标的前提下合理布置；各建筑物的布置应相互协调，互不干扰，调度管理方便，运行安全可靠。
坝址洪峰流量大，洪水陡涨陡落，因而泄洪问题是枢纽布置和工程设计的主要矛盾。本工程为河床式电站，发电厂房占用一定的泄洪宽度，在妥善解决泄水建筑物布置的前提下，应因地制宜满足厂房、斜面升船机等建筑物的布置要求。
坝址1km范围内砂石料储量可满足建坝要求，而且工程建筑物有部分的开挖料可供利用，应充分利用当地材料，优选各主要建筑物的结构型式和枢纽布置（见表1）。
总体方案应技术可行，施工方便，经济合理。
2坝型选择
本工程坝址段平顺，地势平坦，根据坝址区地形、地质和建筑材料等自然条件，并考虑本工程位于氵米水中上游，洪量大，要求泄流能力强，结合坝高、泄洪建筑物及枢纽布置等要求，且要严格控制上游保护农田洪水标准的雍水高度，需大孔口闸孔出流，近乎全河床泄流，可采用低堰坝型。拟定的比较方案有：橡胶坝、钢闸门闸坝及自动翻板闸坝。
本工程至少要高5.0m的橡胶坝袋，而堰顶宽度要满足空袋平铺宽度（至少17.5m宽），与自动翻板闸坝相比，要增加60%的坝体工程量和30%的开挖工程量，其造价并不经济。另外，橡胶袋在放空泄流过程中会产生严重的晃动和摇摆，造成橡胶袋的裂缝，缩短使用寿命。因此，在坝型选择时排除了橡胶坝，故只作钢闸门闸坝和翻板闸坝两种方案比较。因当地砂卵石质量好、储量丰富、运距近，两种坝型材料均尽量采用混凝土，坝体为C10混凝土，坝壳、底涵、边墩、护坦为C20钢筋混凝土，基础齿槽为C15混凝土。
根据地形、地质条件，钢闸门闸坝、水力自控翻板闸门闸坝均是目前成熟的坝型，在技术上均是可行的。
钢闸门闸坝方案的主要优点是泄流能力大、水库运行调度灵活，通过闸门不同组合的开启调度方式，可以应对各种频率洪水。缺点是金属结构件及土建工程量大，施工较复杂，工期较长，造价昂贵，今后维修工作量大。
自动翻板闸门方案的主要优点是水库运行方便，翻板门可随水库水位的升降自动启闭，在来水量大于取水量时，总能保持上游水位不低于正常水位；由于闸门能自动运行，一般不需要人员操作。
不足之处是翻板闸门淹没在洪水中运行，门板具有一定的阻水作用，需增加泄洪宽度，故将坝址河道扩宽了50m.
2.1钢闸门闸坝
水库正常蓄水位为93.20m,拦河坝采用C10混凝土外包0.5m厚C20钢筋混凝土，坝顶总长151m（不含厂房及左岸斜面式升船机），建基高程81.5m,坝顶高程97.50m,最大坝高16.0m,河床范围内为泄洪建筑物和厂房及升船机，总长223.42m;溢流坝为混凝土WES曲线堰，溢流净宽130m,设13孔溢流堰，堰顶设10m×6m（宽×高）的钢制弧形工作闸门及1道检修闸门，采用位于闸墩顶部工作桥上的起闭机起闭。溢流堰设计定型水头为8.5m,堰面曲线为y=0.07724x1.85,下设反弧段，反弧半径为5m,角度为33.69°。14个闸墩厚度均为1.5m,顶部高程97.5m.
消能方式为底流消能，消力池底板高程83.0m,池长21.25m,池深2.1m,后接10.0m长护坦护脚。
左岸升船机坝段为浆砌石重力坝，长7.0m,坝顶高程96.5m,基础高程83.0m,最大坝高13.5m.
2.2自动翻板闸坝
水库正常蓄水位为93.20m,拦河坝采用混凝土坝，坝顶总长173.6m,建基高程81.50m,坝顶高程93.2m,最大坝高11.7m.
河床除厂房外，全部布置泄洪建筑物，泄洪宽度170.6m,固定坝为梯形断面，顶宽10.5m,底宽15.5m,堰顶高程88.20m,堰基座高度为6.7m.为减少扬压力和基岩渗漏，在迎水面2m处进行帷幕灌浆处理，灌浆孔距2m,深入基岩不少于5m,灌浆压力5~6kg.固定坝堰顶设置17扇孔口尺寸为5m×10m（高×宽）的钢筋混凝土自动翻板闸门。
消能方式为底流消能，根据计算只需设护坦。经百余处工程实践检验，淹没出流的低坝，其护坦长度为门高的3倍，本工程取护坦长15m,护坦高程82.0m.右岸为厂房，左岸为斜面式升船机，除边墩外无非溢流坝段。
对两种坝型在正常水位条件下的工程特性（厂房、升船机工程造价相近，未纳入比较）及主要工程量、投资指标进行比较。通过方案比选可以看出，在相同的坝高、相同的泄流能力下，翻板闸门泄流段虽然比钢闸门坝泄流段有所增长（长22.6m），但河道宽度能满足布置需要，且造价节省1072.658万元，故推荐自动翻板闸坝方案。
3结语
通过对龙家山枢纽工程选用翻板闸门的分析说明，翻板闸坝在小型水电工程中总体布置简单、工程量小、施工方便、进度快、投资省。在后期由于翻板闸门为钢筋混凝土结构，仅支撑部分为金属结构，相应的维修简单、成本低、闸门转运灵活、管理方便。
参考文献：
[1]莫导贤，王秀彦。水力自控翻板闸门[M].南宁：广西人民出版社，1985.
[2]林继墉。水工建筑物[M].北京：中国水利水电出版社，2009.
[3]吴持恭。水力学[M].北京：高等教育出版社，2003.
[4]项勇，卢立宇。工程经济学[M].北京：机械工业出版社，2015.