基于赞比亚卡里巴北岸扩机工程尾水和引水系统充水方案的探究

李贵岭

摘 要：赞比亚里巴水电站位于非洲赞比亚和津巴布韦两国交界的赞比亚西河中游卡里巴峡谷内，除了砼双曲拱坝外，由南、北岸电站组成，南岸电站属于津巴布韦，本次扩机工程是以赞比亚境内的北岸电站为基础进行的。扩机厂房为地下厂房，在沿老厂房轴线向左扩充两台2×180MW水轮发电机组。文章通过叙述赞比亚卡里巴北岸扩机工程引水系统充水过程，介绍了充水过程应注意事项及检查内容。

关键词：赞比亚卡里 巴北岸扩机工程 充水

中图分类号：TV743 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（c）-00-02

1 充水目的

卡里巴北岸扩机工程引水系统及尾水系统充水试验工作，是检验本工程质量以及电站进入发电议程的关键点。充水试验是检验水工建筑物、水工金属结构、水力测量系统等设施的施工、制造和安装质量情况，并为机组顺利启动做准备。

利用进水口闸门对引水洞充水，将颗粒度小于6mm的小石及杂物通过蜗壳排水盘型阀排至尾水。

2 尾水系统充水

卡里巴北岸扩机工程尾水系统由尾水塔、尾水隧洞组成。

2.1 尾水隧洞及尾水塔布置

尾水管扩散段后经渐变段接尾水隧洞，尾水隧洞采用马蹄形断面，尾水隧洞的平面布置形式和原有尾水隧洞基本相同，经平面转弯后接尾水闸室流入下游河道。尾水闸室设一道尾水检修门（共四孔），孔口尺寸5m×10.5m（宽×高）。尾水塔设两道闸门槽，闸门采用移动式门式启闭机。尾水塔底部高程375.5m，顶部高程410.00m。

2.2 尾水系统充水要求

2.2.1 尾水系统充水前的形象面貌要求

（1）尾水塔各项工作完成，包括尾水门机的荷载试验、尾水闸门、闸门轨道焊接及刷漆完成及现场清理完成。（2）尾水洞混凝土衬砌俄、喷锚支护完成；各部位回填灌浆和固结灌浆完成。（3）尾水隧洞施工支洞封堵混凝土施工完成，回填及固结灌浆完成。（4）厂房及引水隧洞下平段施工完成。（5）测压头已装好、测压管阀门、测量表计均已安装。压力管道超声波流量计无水调试合格。所有进人孔（门）的盖板均已严密封闭并在尾水充水检查没有漏水。（6）尾水盘型阀、蜗壳放空阀完成升降自如操作灵活，处于关闭状态。（7）引水隧洞、压力管道、蜗壳、尾水管等过水通流系统均已检查合格清理干净。固定转轮的垫片已拆除，锥管检修平台已拆除。（8）尾水系統充水前，各建筑物均通过了验收且合格，能投入使用。（9）尾水洞内施工杂质、污物清除干净。（10）排水系统设备具备手动或自动运行条件。（11）要注意检查与流道连接的各种测量管路的设备是否安装完毕，未安装完毕的应进行临时封堵，确保充水安全。

2.2.2 尾水系统充水程序

（1）充水前按照以下顺序做好准备工作：充水前尾水洞、尾水肘管、蜗壳、压力钢管及引水洞下平段检查→关闭锥管进人门、关闭蜗壳进人门→记录原始数据。（2）检查各建筑物是否达到形象面貌，能否投入正常使用。（3）关闭尾水肘管盘型阀、蜗壳盘型阀检查密封情况，能够投入使用。（4）关闭锥管进人门、蜗壳进人门。（5）检查各观察设备的初始记录情况。（6）在以上工作完成并确认合格以后，即可进行下一步的充水工作。尾水系统的充水顺序按尾水塔→尾水洞→尾水肘管→机组→蜗壳→压力钢管→引水洞下平段的次序进行。充水过程均由尾水闸门控制。

2.2.3 尾水系统充水

利用尾水门机提升尾水闸门顶节，将顶节起升高度150mm，进行对尾水系统进行充水。此时水位在385～387左右（由于受老厂房发电负荷影响，水位稍微有变化），需要向尾水隧洞及引水隧洞下平段充水量约25050～25187m3。向尾水系统充水同时打开蜗壳盘型阀，尾水的水通过蜗壳盘型阀向引水洞下平段充水，直至充至尾水相同高程。在正常情况下，计算尾水洞充水时间约为2h30min，实际充水时间2h42min。

在确认尾水部分充满后，稳压2h。

在整个充水过程中，进行肘管盘型阀、水轮机顶盖、锥管进人门和蜗壳进人门的密封处进行观察，并做好记录。如发现异常情况，应采取措施，和通知操作人员落下尾水门停止充水。

3 引水系统充水

3.1 进水口及金结布置

进水口闸门孔口尺寸6.5m×8m，进水口底板高程为458.00m，顶部高程489.50m。进水口按一机两孔布置倾斜固定拦污栅一道，由一台坝顶清污机清污。其后引水隧洞进水口按一机一孔依次布置检修闸门、快速闸门各一道，检修闸门由一台坝顶门机操作，快速闸门由液压启闭机操作。

3.2 引水隧洞布置

引水隧洞（进水口下游边墙至厂房上游边墙）由进口渐变段、上平段、上弯段、竖井段、下弯段、下平段、钢管上游侧渐变段和钢管段组成。

3.3 引水系统充水要求

3.3.1 引水系统充水前的形象面貌要求

（1）进水口拦污栅已安装完工，拦污栅差压测压传感器于测量仪表已安装完工检查调试合格。（2）进水口闸门门槽已清扫干净检查合格，检修闸门、工作闸门、启闭装置已安装完工，在无水情况下手动、自动操作均已调试合格，启闭情况良好，启闭时间应符合设计要求。工作闸门在关闭状态。（3）尾水充水后没有发现异常现象，尾水闸门提出门槽。（4）进水口检修门槽过滤大于6mm石子及杂物的箅子 （W×H×L 1500×1700×8000）制作并安装完毕。（5）进水口上游水位测量系统安装调试合格，水位信号远传正确。

3.3.2 引水系统充水程序

利用液压启闭机提升工作闸门，将闸门起升高度50mm，进行对引水系统上游部门进行充水。此时引水隧洞内水位在385～387左右，需要充实感会方量约7513～7650m3。向引水系统充水时打开蜗壳盘型阀，进水口的水通过蜗壳盘型阀向尾水隧洞排放及清理流道，直至进水口拦污栅至检修门槽段的淤泥排至尾水。

关闭蜗壳盘型阀，进水口稳压2h。

关闭工作闸门，潜水员下至检修门槽过滤箅子上游侧，进行清理直径大于6mm的石子及杂物。

在整个充水过程中，进行肘管盘型阀、水轮机顶盖、锥管进人门、水力测量盘和蜗壳进人门的密封处进行观察，并做好记录。如发现异常情况，应采取措施，和通知操作人员停止充水。

4 分工及记录

（1）卡里巴北岸扩机工程充水试验分工明细如表1所示。

（2）值班表如表2所示。

（3）厂房排水廊道、施工支洞巡查记录如表3所示。

5 结语

赞比亚卡里巴北岸扩机工程5号机组充水从2013年10月20日早上8：00开始，至2013年10月23日22点将流道水排完结束时间立时4天。通过此次5号机组流道充水试验，检验了水工建筑物和机组安装满足规范和合同要求，为机组安全调试及运行奠定了坚实基础。同时为6号机组充水积累了经验。

参考文献

[1] 彭涛，鲍志强，甄理.十三陵抽水蓄能电站2号尾水隧洞混凝土裂缝处理[J].大坝与安全，2005（6）：46-47.

[2] 王忠祥.撒多水电站尾水隧洞出口围堰施工技术[J].四川水力发电，2015，34（S1）：13-16.

[3] 康文利.浅析汀溪水库除险加固工程尾水隧洞坍塌处理方案[J].水利科技，2015（2）：61-63.