前池进水室改造

栏杆水电站压力前池为正向进水，正向引水发电冲砂，正向溢流排冰，单管单机供水方式，压力管进水口为竖井式进水口，由钢制拍门闸门控制。

由于栏杆水电站直接从克孜河引水发电，而克孜河为多泥沙河流，多年平均含沙量为6.8kg/m3，泥沙大量进入前池后，底部为直坎排沙涡管，只能排除少量泥沙，而大量泥沙随水流进入压力管，造成水轮机过流部件的磨损，加重了空化破坏。

克孜河冬季行凌期始于头年11月15日，终于来年3月15日，行凌期长达5个月，栏杆水电站前池排冰为正向排冰，由于前池水位和排冰设置布置不合理的原因，无法满足排冰要求，冬季冰块、冰凌随水流拥入前池后，在前池聚集，阻塞了流道，使电站不能正常运行发电，只能采取人工疏冰方式进行排冰。因投入大量人力进行清冰，工人们的工作环境十分危险，劳动强度之大是可想而知的。

由于前池进水口为钢制拍门，结构不合理，止水失效，杂草阻塞，造成闸门不能及时开启和关闭，在事故情况下，不能及时切断压力管内水流，造成事故扩大，检修不便，给电站带来不应有的经济损失。

根据栏杆水电站压力前池采用正向排冰、正向排沙、正向溢流布置形式是合理的，但由于结构不合理，造成前池排沙、排冰不利，钢制拍门止水失效等问题，对栏杆水电站前池在原有基础上进行合理改造，改造后的前池进水室在布置上仍采用正向溢流、正向排冰、正向排沙的分层取水方式，具体改造方式如下：

（1）根据本电站前池布置形式为正向进水、正向引水发电，采用分层取水的方案，在前室设正向排冰悬板，排冰悬板高程由冬季时水位来定，根据经验计算，排冰悬板板顶高程为98.285m，低于前池设计水位0.685m，使悬板上有一定的水深，保证其排冰效果。排冰悬板尽可能的向前池进口处靠近，使水流进入前池后，由于其惯性力在瞬间流速不能降低，故冰在水流的作用下，顺利排入悬板后侧的排冰槽，再排入侧槽内。悬板上的水位由设有悬板上的舌瓣门进行控制，舌瓣门顶部高程与前池设计水位相同，为98.97m，需排冰泄水时，可调整舌瓣门的安放角度，并在舌瓣门两侧边墙上增设钢制加温箱。主要目的：一是保证舌瓣门冬季运行时防止冰冻；二是提高舌瓣门的止水效果。悬板首端距前池倒坡始端水平距离4.175m。在排冰悬板后设排冰槽。宽1.94m，深0.5m的矩形槽，排冰槽底部混凝土板厚0.2m，相应排冰槽顶部高程97.785m，板底高程97.685m，悬板采用C 20、F 150、W6混凝土。

（2）将进水闸处拦污栅改设到排冰悬板进口前端，设置弧形水平拦污栅，启吊用的活动支承铰在悬板前端，弧形拦污栅过水断面长4.63m，宽7.0m，栅条间距60mm，扣除栅条厚度，则实际过水断面宽为5.886m，相应过流断面面积为27.25m2，经计算，过栅流速V=（Q/B）H=20/4.62×5.886=0.73（m3/s），小于前池表层流速，不会影响前池输冰效果，在进水口处不会产生漩涡现象，从而保证了排冰效果。

（3）前池压力管进水口由竖井式进水口改为虹吸式进水口，取消钢制拍门。虹吸进水口设在拦沙坎上部，底部高程为95.086m，虹吸管管径一般由经济流速V=2～4 m/s来确定。考虑本电站为低水头水电站，应尽量减少虹吸管内的水头损失。根据喀什栏杆水电站由常规进水口改为虹吸式进水口的成功经验，确定管内流速采用2m/s比较合适。根据流速V=2m/s，单机引用流量为9.42m3/s来推算，已知引水口单孔引水断面，宽度为B=3.0m，相应引水断面长为A=（Q/V）B=9.42/2×3=1.57（m），取整数为1.6m，则虹吸管断面尺寸为BA=3×1.6=4.8（m），相应确定出进水口顶部高程为96.685m，虹吸管采用等断面直上直下形式，驼峰堰夹角为180°，驼峰堰顶高程由前池溢流水位加0.20m超高，则相应驼峰堰顶高程为98.97+0.63+0.2=99.80（m），驼峰顶板底部高程为101.40m，顶板厚0.6m，顶板顶部高程（真空破坏阀室地面高程）为102.00m，虹吸管末端采用扩散段与原竖井进口连接。

（4）在原前池排沙涡管上部设挡砂悬板，以防在水流的扰动下，泥沙翻上拦沙坎进入压力管内，增设挡沙悬板，可使沉积在前室的泥沙在底层冲沙水的作用下全部排入泄水道。排沙悬板采用悬臂形式，悬挑长度0.5m，板端厚0.2m，根部厚0.5m。

（5）泄水排冰设施的改造。新建排冰槽布置在排冰悬板后端，为宽1.94m、深0.5m的矩形槽，排冰槽纵坡在前室顶部为1/50。出前室后采用陡坡与原冲沙廊道末端连接，经原泄水道将泄水投入尾水渠，陡坡段为防止冰冻和涌出，采用盖板保温式。