黄河万家寨水利枢纽的分层取水口结构布置

引黄取水口采用坝上取水口的形式。在枢纽大坝上设2 套各自独立的取水系统，每套取水系统均由分层取水口、坝内引水钢管及控制系统组成。其中2 个分层取水口分别布置在2 号、3 号坝段上，并通过2 条穿过1 号坝段的引水钢管与左岸引黄入晋引水隧洞相接。取水口附属建筑物（闸门启闭控制室和清污设施）布置在1 号坝段。根据引黄入晋工程的要求，单个取水口引水流量为24.0m3/s，每年除8、9月外，其余10 个月为引水期，年供水量为12 亿m3。

为达到分层取水的目的，采用多门组合、门顶溢流的分层取水方式。取水口建筑物由拦污栅、隔水竖井及隔水闸门、上部检修及启闭设施、坝内进水口、事故检修闸门与启闭设施等组成，见图5-3。

图5-3　引黄取水口坝段剖面

1.隔水竖井与隔水闸门

隔水竖井的作用是将水库下层浑水与经取水闸门引进的水库表层清水隔开，兼作清水进入坝内进水口的通道。隔水竖井为方形结构，坐落在坝前特设的牛腿平台上，宽度等于坝段宽度19.0m，底面高程为946.50m，顶面高程为977.50m。竖井沿上游坝面布置，其下游面即是坝体上游面，两侧为1.5m厚的钢筋混凝土边墩，上游面为隔水门和隔水胸墙。隔水胸墙厚1.0m，由隔水闸门中墩分为左、右两个。左胸墙顶高程为967.00m，在其中部952.00m 高程设一个8.0m×5.0m（宽×高）的孔口。右胸墙高程为957.00m。在左、右隔水胸墙之后各设一道下沉式平板隔水钢闸门。左侧隔水闸门尺寸为8.0m×5.0m，可关闭左侧胸墙中部的孔口；右侧隔水闸门尺寸为5.0m×10.0m，其门顶在取水状态下可在高程957.00～967.00m 之间变动。为防止竖井两侧同时进水时产生涡流，在竖井内高程为970.00m 和960.00m 处分别设一组消涡梁，每组消涡梁由6 根断面尺寸为40cm×40cm 的钢筋混凝土梁组成。消涡梁两端分别与坝体上游面和隔水门中墩联结。

分层取水口引取水库表层水的功能是通过左、右侧隔水闸门的升降组合来实现的。取水时隔水闸门随库水位的涨落而升降，门顶始终处于库水位以下一定深度。当库水位在970.00～980.00m 时，左侧隔水闸门关闭左胸墙中部的孔口，右侧隔水闸门保持门顶高程为967.00m，库水经隔水竖井上游面两个开敞式孔口溢流进入隔水竖井。当库水位在960.00～970.00m 之间时，右侧隔水闸门随水位涨落而升降，保持门顶约3.0m 溢流水深，库水经门顶进入竖井。当库水位在957.00～960.00m 之间时，右侧隔水闸门门顶降至957.00m 以下，左侧隔水闸门随水位升降，库水经左胸墙中部孔口进入竖井。

在右侧隔水闸门运行时，左侧隔水闸门处于关闭状态，一旦右侧隔水闸门发生故障不能升降，可开启左侧隔水闸门取水。(www.xing528.com)

隔水闸门不控制取水口的引水流量，正常情况下，只承受隔水竖井内外很小的水压差的作用。

2.坝内进水口

坝内进水口位于隔水竖井底部的下游侧，为坝上有压进水口。两套取水系统坝内进水口布置相同，分设于2 号、3 号坝段。为满足957.00m 水位引水流量的要求，进水口中心线高程定在950.00m。因低水位时由左侧隔水门顶进水，为改善进水口前的水流条件，将进水口中心线的平面位置设在坝段中心线偏左2.0m。入口做成喇叭形，喇叭口尺寸10.0m×7.0m。进水口上唇为四分之一椭圆，底部由圆弧曲线同竖井底部相接，左、右两侧由圆弧曲线同竖井左、右边墩相接。为便于引水道检修及应付突发事故，在坝内设平板事故检修门一道，闸门尺寸为4.0m×4.0m，中心线桩号为下0+005.60，底坎高程为948.00m。闸门由设在坝内978.50m 高程的800kN 液压启闭机启闭，闸门检修室设在坝内965.00m高程。事故检修闸门门顶设充水装置，门后设通气孔。

3.拦污及拦冰设施

为保证引水水质及引水系统的安全运行，在分层取水口的上游侧分别设有拦污栅和拦冰栅。

拦污栅布置在进水口进水前沿，下部支承在牛腿平台上，采用直线连通式布置形式。每套取水系统设3 孔拦污栅，每孔净宽4.2m，栅孔由2 个宽1.7m 的中墩和2 个宽1.5m 的边墩（由竖井边墙延伸而成）隔开。栅底高程为946.50m，顶高程为977.50m。拦污栅墩之间沿高程设5 道联系梁。栅墩上设有2 道互为备用的栅槽，在2 道栅槽之间间设有1 道清污抓斗导向槽。为满足隔水闸门、拦污栅检修及清污的需要，在隔水竖井及拦污栅墩顶部977.50m 高程设有检修平台。为防止污物在库水位达到最高蓄水位时进入隔水竖井，检修平台设计成封闭式。

为防止黄河流冰撞击拦污栅，阻挡大冰块进入引水系统，在拦污栅墩的迎水面设置了固定于栅墩上的拦冰栅，拦冰栅每孔设置1 个。由于流冰期库水位一般在970.00～975.00m，拦冰栅布置范围自高程967.00～976.00m。