海南戈枕超大型弧形閘門安裝工藝

黃新珠 黃小華

（江西省水利水電建設(shè)有限公司，南昌 330200）

海南戈枕水電站溢洪道共設(shè)12孔弧形工作門，一期6孔，二期6孔。弧形閘門單重210 t，閘門孔口寬度17.0m，閘門高度17.368m。門葉和支臂在工廠制造，整體予拼裝合格后，分為幾個(gè)運(yùn)輸單元運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)拼焊成整體?；⌒伍l門分五節(jié)制作，單節(jié)最大寬度為4m，單節(jié)最大重量為38 t。支臂分兩節(jié)制作，支臂最大長(zhǎng)度37m，最大重量33.6 t。支鉸單個(gè)最大重量為16 t。由于大型弧形鋼閘門門體尺寸大，并受運(yùn)輸條件、安裝場(chǎng)地的限制，本工法充分利用安裝現(xiàn)場(chǎng)的施工場(chǎng)地，在混凝土閘墩上部合理布置起重錨點(diǎn)，采用檢修門機(jī)和特制臨時(shí)行車對(duì)弧形鋼閘門及附件進(jìn)行分節(jié)、分組安裝施工，弧形鋼閘門門葉采用在閘室里安裝位置分節(jié)段豎式安裝施工。

1 吊裝工藝

門葉和支臂在工廠制造，整體預(yù)拼合格后，分為5個(gè)運(yùn)輸單元運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)拼焊成整體。

為了提高工效，加快溢洪道弧形工作門安裝進(jìn)度，要利用其上部溢洪道檢修門機(jī)并借助定做的40 t的雙向行走行車進(jìn)行安裝，手拉葫蘆進(jìn)行調(diào)整。

因此，在壩頂門機(jī)變更后，弧形工作門安裝最基本的條件就是溢流壩壩頂公路暢通；其次是溢洪道檢修門機(jī)安裝完畢并能正常投入使用；第三，利用檢修門機(jī)在相鄰兩閘墩頂面安裝定做的跨度21m、雙吊點(diǎn)、最大啟吊力為40 t的雙向行走行車（見圖1）；同時(shí)，在相鄰三個(gè)閘墩上墊枕木鋪設(shè)軌道 （見圖2），以便行車換孔安裝：首先將行車軌道臨時(shí)接入檢修門機(jī)軌梁內(nèi)，待行車自行進(jìn)入后拆除臨時(shí)軌道，然后再由檢修門機(jī)整體吊起換孔。

圖1 吊裝示意

圖2 枕木鋪設(shè)軌道示意

另外，為滿足檢修門機(jī)軌道中心距只有6.2m左右的條件，將溢洪道弧形工作門門葉分五節(jié)制作，使其最大高度＜4m以滿足門機(jī)的跨孔吊裝?？紤]到油泵房房頂順?biāo)鞣较蚩缍葹?m，須要在房?jī)?nèi)加設(shè)兩根臨時(shí)行架式支承 （見圖1），以滿足油泵頂對(duì)安裝行車軌道吊裝時(shí)的承重載核。

圖3 弧形閘門安裝程序框圖

2 弧形閘門施工工藝流程及安裝工藝操作要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

（1）弧形閘門安裝中，除了充分利用溢洪道檢修門機(jī)和臨時(shí)行車吊裝外，在支鉸及門葉組裝時(shí)，需要用手拉葫蘆進(jìn)行調(diào)整，因此在每個(gè)閘墩頂部中心順?biāo)鞣较蝾A(yù)埋4個(gè)拉錨，所在位置分別是0＋014.000、0＋016.00、0＋018.000、0＋031.000。

（2）檢查門槽中的模板等雜物是否清理干凈，一、二期混凝上結(jié)合面是否全部鑿毛.一期門槽部位的混凝土斷面尺寸是否合格.有無(wú)偏移等。

（3）搭設(shè)施工腳手架及安裝防護(hù)設(shè)施，布置起吊運(yùn)輸設(shè)備、電纜、電焊機(jī)等。

2.2 鉸支座安裝

安裝弧門前，首先要安裝鉸支座，支鉸支座的安裝關(guān)鍵在于控制好埋件的支鉸軸中心位置及其俯角，支鉸座吊裝之前要先確定鉸軸中心點(diǎn)，以便于拉線和調(diào)整同心度。具體做法是：自制兩塊鉸軸中心找正板，將板分別固定于兩側(cè)墻上預(yù)留孔處的插筋上，使板面約三分之二處于支鉸軸中心高程線以上，板面中心垂線與鉸軸里程處垂線相重合，然后用鋼鋸沿重合線開槽t其深度到達(dá)高程線為止，槽底即是鉸軸的中心點(diǎn)。再用細(xì)鋼絲連結(jié)兩端中心點(diǎn)便是支鉸軸的軸線，也是調(diào)整支鉸梁的工作基線，根據(jù)實(shí)際情況，支鉸座也可以和活動(dòng)鉸鏈同時(shí)找正，吊裝時(shí)只要把活動(dòng)鉸鏈的下緣放到其設(shè)計(jì)座標(biāo)點(diǎn)上，傾斜度 （俯角）可以通過(guò)支鉸軸線找正實(shí)現(xiàn)。利用墩上部的預(yù)埋錨鉤進(jìn)行吊裝安裝調(diào)整、固定，當(dāng)左右兩側(cè)找準(zhǔn)同心之后方可進(jìn)行加固焊接。焊接之前要用千斤頂，導(dǎo)鏈葫蘆或拉緊螺栓等工具做臨時(shí)固定，以防止焊接變形。加固過(guò)程中要不斷地測(cè)量并隨時(shí)校正兩鉸的同心度，直至加固焊接完成。二期混凝土澆筑過(guò)程中，仍要注意用儀器監(jiān)測(cè)，防止移位以保證安裝質(zhì)量。

2.3 支臂安裝、吊掛

支臂的組裝關(guān)鍵在于根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙找出各組裝件的中心線，選擇好合理的吊點(diǎn)位置。鉸支座安裝好后，用行車吊裝支臂，并與活動(dòng)鉸鏈相連接，支臂下單肢端頭位置吊掛在箱形梁下，以待與門葉1連接。

2.4 門葉吊運(yùn)

由于受施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地局限，加上閘門自身重量較大，拼裝時(shí)的吊裝、閘門的翻身都有一定的困難，所以，采用的方案為閘門門葉的拼裝選擇在門槽內(nèi)分節(jié)段由下至上進(jìn)行。門葉入槽組裝時(shí)，先在側(cè)軌上劃出弧門面板上游一側(cè)的投影線，根據(jù)各門葉分節(jié)圖的弧長(zhǎng)，在距上、下兩端約200mm處各焊一塊擋塊，擋塊焊于距離理論弧門面板外緣3～4 cm處，用楔子板調(diào)整門葉。

弧門門體安裝時(shí)，將70 t汽車吊停在第一孔（20～21壩段）溢洪道上游面，將弧形門門葉分別吊至溢流面頂，由檢修門機(jī)跨孔吊倒運(yùn)，再由行車吊入安裝點(diǎn)。

圖4 弧形閘門安裝程序框圖

2.5 門葉1與下支臂連接

行車將門葉1（最下片）吊放到底坎上，利用預(yù)埋拉錨掛葫蘆調(diào)整使門葉1上端向上游傾斜，以便與支臂下肢相連，下支臂通過(guò)8 t卷?yè)P(yáng)機(jī)穿滑輪組，調(diào)整其上下位置，使之與門葉1連接，然后對(duì)門葉1進(jìn)行調(diào)整，左右位置通過(guò)千斤頂調(diào)整，門葉1上下端面板至鉸心半徑通過(guò)對(duì)拉的手拉葫蘆調(diào)整。

2.6 門葉2與門葉1立拼

門葉1調(diào)整到最佳位置固定后，再吊入門葉2與門葉1對(duì)接，通過(guò)調(diào)整，使得前后左右到位，門中2上端通過(guò)對(duì)拉的手拉葫蘆調(diào)整，使得門葉外緣半徑誤差在規(guī)范偏差之內(nèi)，然后進(jìn)行局部施焊，以保證門葉1、2立拼牢靠。

2.7 上支臂和門葉3拼裝與檢查

由于弧門支臂開中尺寸過(guò)大，受到交通運(yùn)輸條件限制，在進(jìn)行弧門預(yù)組裝后，將支臂上肢切斷。在門葉2與門葉1對(duì)接后，同時(shí)拼裝上支臂和門葉3，拼裝方法與門葉1、2相似。

嚴(yán)格按 《水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范》D L／T 5018－2004要求執(zhí)行，檢查每項(xiàng) “規(guī)范”所要求的內(nèi)容，不符合 “規(guī)范”要求的，要進(jìn)行再調(diào)整，直至全部精度滿足相應(yīng) “規(guī)范”要求，才能進(jìn)行下道工序。

2.8 焊接

現(xiàn)場(chǎng)拼接焊縫全部為定位焊，焊接難度較大，上、下游方向又互不通視，因此，保證閘門安裝質(zhì)量的關(guān)鍵是控制拼裝的時(shí)定位精度和焊接變形。正式施焊前，編制合理的焊接工藝報(bào)監(jiān)理人批準(zhǔn)后實(shí)施。一、二類焊縫，必須滿足質(zhì)量要求，同時(shí)減少焊縫變形，為減少焊接變形和焊縫殘余應(yīng)力，閘門焊前進(jìn)行可靠的點(diǎn)固焊接，焊接時(shí)合理安排焊工工位和焊接順序，并采取分段、對(duì)稱施焊；對(duì)厚度較厚、焊角尺寸較大的焊縫采用多層多道焊或采用預(yù)留反變形并配合錘擊消除應(yīng)力等措施。焊接過(guò)程中加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理?？紤]到大量焊縫要焊接，焊工焊接第1孔閘門的同時(shí)、拼裝人員進(jìn)入第2孔弧門安裝。

2.9 門葉4、5立拼、焊接與檢查

門葉4、5立拼和焊接與以上工序相同。按“規(guī)范”要求進(jìn)行最終檢查，并作好檢查記錄。

2.10 防腐處理及止水橡皮等安裝

弧形工作門安裝經(jīng)監(jiān)理人檢查合格后，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行涂裝修補(bǔ)。

止水橡皮安裝，關(guān)系弧門止水效果的好壞，是一項(xiàng)認(rèn)真而致細(xì)的工作，尤其是弧門下端兩側(cè)處，是底止水與側(cè)止水交連接處，側(cè)止水橡皮鋸斷與磨平是細(xì)活，直接影響止水效果。

2.11 閘門整體運(yùn)行試驗(yàn)

（1）閘門裝好后在無(wú)水狀態(tài)下，作全行程啟閉試驗(yàn)，啟閉時(shí)在止水橡皮處澆肥皂水潤(rùn)滑。

（2）檢查自動(dòng)掛脫梁的脫掛鉤是否靈活可靠，清除門葉上和門槽內(nèi)所有雜物。

（3）檢查止水橡皮有無(wú)損傷，滾輪及閘門在升降過(guò)程有否卡阻，啟閉設(shè)備兩側(cè)是否同步。

（4）閘門處于工作部位后，用燈光檢查止水橡皮的壓縮情況，不應(yīng)有透亮或有間隙。上游止水閘門則應(yīng)在支承裝置與軌道接觸后檢查。閘門在承受設(shè)計(jì)水頭的壓力時(shí)通過(guò)任意1m長(zhǎng)止水橡皮范圍骨漏水量不應(yīng)超過(guò)0.1 L／S。

3 質(zhì)量檢驗(yàn)及控制

3.1 工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

弧形鋼閘門的安裝施工應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件和執(zhí)行D L／T 5018－2004《水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范》；SL36－92《水工金屬結(jié)構(gòu)焊接通用技術(shù)條件》；S D／T 249.2－88《單元工程質(zhì)量等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》；G B 985－88《焊縫坡口形式和尺寸》；G B 17345－89《焊縫超聲波探傷》及G B 6076《起重機(jī)械安全規(guī)程》的規(guī)定。

3.2 支鉸鉸座安裝技術(shù)要求

根據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)技術(shù)要求，支鉸安裝的允許公差或極限偏差符合表7.1.1的規(guī)定。

表1 支鉸安裝的允許公差或極限偏差

3.3 焊接操作

現(xiàn)場(chǎng)焊接應(yīng)嚴(yán)格按照焊接工藝評(píng)定實(shí)施焊接操作，在焊后24小時(shí)后對(duì)焊縫（熔透焊縫）進(jìn)行超聲波探傷檢查，標(biāo)準(zhǔn)見表7.1.2。

表2 焊縫探傷檢查表標(biāo)準(zhǔn)表

注：所有的一類、二類對(duì)接焊縫均需焊透。一類焊縫超聲波（UT）探傷I級(jí)合格，X射線（R T）探傷I I級(jí)合格；二類焊縫超聲波（UT）探傷I I級(jí)合格。

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）本工法利用溢洪道檢修門機(jī)在相鄰兩閘墩頂面安裝定制的臨時(shí)行車，同時(shí)在相鄰三個(gè)閘墩上墊枕木鋪設(shè)軌道，通過(guò)將臨時(shí)行車軌道臨時(shí)接入檢修門機(jī)軌梁內(nèi)進(jìn)行換孔安裝，能夠很好地解決因施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小所帶來(lái)的安裝困難問題。

（2）分節(jié)段的閘門門葉采用在閘里自下往上的豎式安裝施工，對(duì)比傳統(tǒng)的門葉采用分節(jié)段水平拼裝再整體安裝施工，實(shí)踐證明可節(jié)約大量的拼裝平臺(tái)搭設(shè)鋼材用料。

（3）施工因地制宜，施工中充分利用預(yù)埋在閘室側(cè)墻和頂部的預(yù)埋件，合理布置和運(yùn)用手拉葫蘆、卷?yè)P(yáng)機(jī)及滑車組對(duì)弧形鋼閘門門葉、支鉸座、支臂、油缸等進(jìn)行安裝施工，交叉和平行作業(yè)相結(jié)合，能夠加快施工進(jìn)度，縮短工期，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。