大孔徑臥倒式平面鋼閘門安裝技術(shù)

(浙江省圍海建設(shè)集團(tuán)股份有限公司,浙江 寧波 315000)

1 工程概況

余姚城北圩區(qū)候青江排澇泵閘工程位于余姚市候青江玉皇山公園以東，南鄰鳳山橋，東鄰文秀路。泵站規(guī)模為80m3/s,節(jié)制閘規(guī)模為60m，工程為Ⅱ等工程，主要建筑物包括閘室、泵房及姚江側(cè)消力池、出水池；次要建筑物包括進(jìn)水池、內(nèi)河側(cè)消力池、堤防及翼墻等，總工期24個(gè)月。節(jié)制閘閘室總寬75m，閘門總凈寬60m，分別為18m、24m、18m，共3孔，閘門為臥倒式平面鋼閘門，使用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)操作。

2 工藝原理

在閘墩側(cè)墻支鉸中心處增設(shè)一塊預(yù)埋錨板，作為安裝支鉸座時(shí)焊接線架使用。利用模擬軸原理，即一根拉緊的鋼絲線穿過幾個(gè)具有中心小孔的薄圓柱體，形成了一根理想的軸[1]，在安裝閘門支鉸座時(shí)用力拉中心線，并在支鉸座孔中加上具有小孔的端蓋，保證支鉸座的同心度、同軸度、中心高程和里程，加快支絞座的安裝速度，提高安裝精度，確保閘門的安全運(yùn)行。

埋件焊接和螺栓并用的連接處，應(yīng)按“先栓后焊”的原則進(jìn)行安裝。埋件安裝的同時(shí)，用無縫鋼管上下端配鋼板制作支撐柱，閘門門葉平臥于支撐柱上完成拼裝、安裝作業(yè)，解決了施工場(chǎng)地狹窄帶來的安裝難題，避免因吊裝引起的閘門變形情況的發(fā)生，減少施工設(shè)備的投入。

面板外側(cè)焊縫在閘門豎直時(shí)，采用不同方向分段分中逐步退焊法或交替焊法焊接，避免從邊緣向中間施焊，減小焊后變形。液壓?jiǎn)㈤]機(jī)安裝完成后，將門葉結(jié)構(gòu)與啟閉機(jī)相連，調(diào)整、加固側(cè)水封座后進(jìn)行閘門試驗(yàn)運(yùn)行[2]。

最后對(duì)鋼閘門表面除銹、除塵處理后噴涂稀土鋁合金涂層，再進(jìn)行環(huán)氧磷酸鋅底漆、環(huán)氧云鐵中間漆、丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆涂裝防腐處理。由于在鋁中添加了稀土元素，細(xì)化了合金的晶粒,提高了材料的強(qiáng)度、加工性能及耐腐蝕性能，保證了閘門的外觀質(zhì)量，延長(zhǎng)了閘門的使用年限。

3 操作要點(diǎn)

3.1 支撐柱制作

閘門擬定于全開位置附近拼裝，用φ219無縫鋼管上下端配1cm鋼板作為支撐柱，支撐起門葉使其離流道面40cm左右，保證作業(yè)人員能進(jìn)去施工。閘門支撐柱示意圖見圖1。

圖1 閘門支撐柱示意

3.2 閘門支鉸座安裝及調(diào)整

3.2.1 支鉸座吊裝

支鉸座吊裝就位前，先對(duì)預(yù)埋螺栓進(jìn)行調(diào)整校正。當(dāng)支鉸座吊升至基礎(chǔ)螺栓前，用人工擺正并對(duì)準(zhǔn)螺栓慢慢推入，使螺栓與支鉸座螺栓孔間留有較均勻的間隙，快速旋上螺母，檢查無誤后摘鉤。

3.2.2 裝上支鉸座安裝端蓋工具

在支鉸座裝上蓋端，在蓋端中心鉆一個(gè)直徑2mm的小孔，端蓋外徑與支鉸座的孔徑為間隙配合，端蓋利用支鉸座止軸板的螺栓孔進(jìn)行固定。

3.2.3 安裝線架

在閘墩側(cè)墻上焊接安裝用線架，將掛有重物的鋼絲架在其上，鋼絲分別穿過支鉸座的1個(gè)端蓋的小孔，鋼絲兩端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)支鉸中心，鋼絲直徑選用φ0.5mm，配重錘選用重量19.29kg。

3.2.4 支鉸座安裝調(diào)整

支鉸座安裝調(diào)整時(shí)，一般是在支鉸座的四個(gè)角上安裝背母和螺母，其他螺母和背母松開，待調(diào)整好后再上緊，反復(fù)調(diào)整和測(cè)量，直到各項(xiàng)符合要求為止。詳見圖2。

圖2 閘門鉸座安裝位置示意

3.3 底檻及側(cè)水封座板的安裝

底檻及側(cè)水封安裝用汽車吊機(jī)和手動(dòng)葫蘆相配合，在閘門未安裝之前先按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，規(guī)范調(diào)整、加固，待閘門就位后再配合調(diào)整最終位置。

底檻吊裝前，將預(yù)埋插筋焊成支架，支架形式依底檻結(jié)構(gòu)而定，其架面高程一般要低于底檻構(gòu)件底面10～50mm，待底檻就位后，尚有調(diào)整的余量，利用門槽兩側(cè)放好的樣點(diǎn)，拉一根水平鋼絲線，找正底檻的高程，每隔0.5m測(cè)量一點(diǎn)，要求高程誤差控制在±5mm之內(nèi)。底檻中心的調(diào)整是利用已設(shè)置的閘孔縱橫中心線來控制。

閘門水封裝置安裝時(shí)，先將橡皮按需要的長(zhǎng)度黏結(jié)好，再與水封壓板一起配鉆螺栓孔。橡膠水封的螺栓孔，采用專用鉆頭使用旋轉(zhuǎn)法加工，嚴(yán)禁采用沖壓法和熱燙法加工，其孔徑比螺栓直徑小1mm。

3.4 閘門門葉安裝及焊接

3.4.1 閘門門葉安裝

閘門門葉分為上下及左右四節(jié)，將門葉平臥放置于支撐柱上，再根據(jù)廠內(nèi)分節(jié)定位拼裝成整體。

3.4.2 閘門焊接

?焊兩邊梁開窗口斷開處內(nèi)部構(gòu)件的立焊縫和翼板的仰角焊縫和對(duì)接立焊縫(上部位置先焊，可增加閘門整體剛性)。

?焊接斷開處的所有φ299×14mm等管,相貫線全位置焊接，以中間向兩側(cè)分焊，對(duì)稱焊接，從上部管先焊，再焊下部管每節(jié)管口分四次焊接完成各管節(jié)焊縫要錯(cuò)開跳焊。(增加閘門剛性)焊接順序見圖3。

圖3 焊接順序示意

?焊接斷開的加勁肋板及矩形方管的立焊縫，從中間向兩側(cè)焊接，全長(zhǎng)共分四段，每條焊縫分兩段錯(cuò)開跳焊，可增加門葉剛性。

?焊接面板與加勁肋翼緣板平角焊縫和加勁板，矩形管，方管的平角焊縫分八個(gè)區(qū)段，以每區(qū)段為單元，采用中分逆向分段焊，錯(cuò)開跳焊。

?兩邊梁(箱體)應(yīng)先將邊梁內(nèi)斷開的矩形管和方管焊好再焊所開窗口的焊縫，其次序?yàn)橄群父拱鍖?duì)接立焊縫，再焊翼板平焊對(duì)接和腹板翼板的仰角焊縫，最后焊腹板與面板平角焊縫。

?面板外側(cè)焊縫在閘門豎直后焊接焊縫為橫焊對(duì)接焊縫，焊縫總長(zhǎng)26m，平均分6段，采用每段中分退焊法，錯(cuò)開跳焊。

3.5 閘門門葉與支臂安裝

閘門主支承部件的安裝調(diào)整工作應(yīng)在門葉結(jié)構(gòu)拼裝焊接完畢，經(jīng)過測(cè)量校正合格后進(jìn)行。所有主支承面應(yīng)當(dāng)調(diào)整到同一平面上，其誤差不得大于施工圖紙中的規(guī)定[3]。

3.6 面板防腐

面板表面采用噴砂將油污、焊渣、鐵銹、氧化物等污物清理干凈, 除銹后用干燥的壓縮空氣吹凈，或用吸塵器清除，噴涂前如發(fā)現(xiàn)鋼板表面污染或返銹，應(yīng)重新處理到原除銹等級(jí)。表面除銹處理合格后，應(yīng)盡快進(jìn)行熱噴涂稀土鋁合金，金屬噴涂稀土鋁合金層分三次噴涂，厚度為120μm, 噴稀土鋁合金完成后應(yīng)進(jìn)行檢查，厚度可用測(cè)厚儀檢查，表面應(yīng)噴涂均勻，無雜物，起皮，鼓包，孔洞，凹凸不平，粗顆粒，掉塊及裂紋等現(xiàn)象，如有少量夾雜物，可用刀具剔刮，如缺陷面積較大，應(yīng)鏟除重噴。

油漆涂裝前應(yīng)將涂層表面灰塵清理干凈，涂裝宜在涂層尚有一定溫度時(shí)進(jìn)行，如涂層已冷卻，可將涂層適當(dāng)加溫[4]。噴稀土鋁合金層檢查合格后，進(jìn)行涂料涂裝，共四道。第一道封閉漆為環(huán)氧磷酸鋅底，漆膜厚度40μm；第二道中間漆為環(huán)氧云鐵中間，漆膜厚度100μm。面漆為脂肪族丙烯酸聚氨酯涂料二道，漆膜厚度100μm。

4 質(zhì)量控制

4.1 閘門安裝質(zhì)量控制

?支臂上的吊軸孔與門葉上鉸軸孔應(yīng)平行，其幾何尺寸偏差應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

?閘門主支承部件的安裝調(diào)整工作應(yīng)在門葉結(jié)構(gòu)拼裝焊接完畢，經(jīng)過測(cè)量校正合格后進(jìn)行。所有主支承面應(yīng)當(dāng)調(diào)整到同一平面上，其誤差不得大于施工圖紙的規(guī)定。

?閘門水封裝置安裝允許偏差和水封橡皮的質(zhì)量符合《水電水利工程鋼閘門制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范》(DL/T5018—2015)中的規(guī)定。安裝時(shí)，先將橡皮按需要的長(zhǎng)度黏結(jié)好，再與水封壓板一起配鉆螺栓孔。橡膠水封的螺栓孔，采用專用鉆頭使用旋轉(zhuǎn)法加工，嚴(yán)禁采用沖壓法和熱燙法加工，控制其孔徑比螺栓直徑小1mm。

?控制底軸和門葉連接螺栓的緊度為螺栓擰斷力矩的30%左右，并應(yīng)使所有螺栓擰緊力矩保持基本均勻。

4.2 焊接質(zhì)量控制

?焊接電源, 現(xiàn)場(chǎng)拼對(duì)焊縫以對(duì)接、橫焊和平角焊縫為主，堿性焊條電流不宜過大，焊條直徑φ3.2mm，一般在80～120A，焊條直徑φ4.0mm，一般在140～180A。

?現(xiàn)場(chǎng)拼對(duì)焊縫全部由合格焊工施焊。當(dāng)空氣濕度大于95%時(shí)，焊前在焊縫兩側(cè)用火焰預(yù)熱。

?坡口形式，對(duì)接焊縫坡口一般為V型坡口，橫焊坡口為單面50°～55°坡口，在制造廠內(nèi)預(yù)制，但在現(xiàn)場(chǎng)拼對(duì)后必須進(jìn)行檢查。

?J507(E5015)為低氫型焊條，烘干溫度應(yīng)為350～380℃，保溫時(shí)間應(yīng)為2h,烘干后應(yīng)緩冷放置100～120℃的保溫箱中存放，待用。使用時(shí)應(yīng)置于保溫筒中，烘干后的低氫型焊條在大氣中放置時(shí)間超過4h應(yīng)重新烘干；焊條重復(fù)烘干次數(shù)不宜超過2次，受潮的焊條不應(yīng)使用。

4.3 防腐涂層質(zhì)量控制

?面板表面處理采用噴砂除銹，所用磨料應(yīng)清潔干燥，噴射用壓縮空氣應(yīng)經(jīng)過濾除去油水。

?面板經(jīng)噴射處理后，金屬的表面清潔度應(yīng)達(dá)到國(guó)標(biāo)要求，非常徹底的噴射除銹，鋼材表面應(yīng)無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物，任何殘留物的痕跡，僅是點(diǎn)狀或條紋狀的輕微色斑。

?當(dāng)空氣中相對(duì)濕度超過85%，環(huán)境氣溫低于5℃和鋼板表面溫度預(yù)計(jì)將低于大氣露點(diǎn)以上3℃時(shí)，不得進(jìn)行除銹。

?噴稀土鋁合金完成后應(yīng)進(jìn)行檢查，厚度可用測(cè)厚儀檢查，表面應(yīng)噴涂均勻，無雜物，起皮，鼓包，孔洞，凹凸不平，粗顆粒，掉塊及裂紋等現(xiàn)象，如有少量夾雜物，可用刀具剔刮，如缺陷面積較大，應(yīng)鏟除重噴。

?涂裝時(shí)如出現(xiàn)漏涂，流掛，皺皮等缺陷應(yīng)及時(shí)處理，并用測(cè)厚儀檢查厚度，后一層涂裝前應(yīng)對(duì)前一層涂裝外觀進(jìn)行檢查。

?涂裝后應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，應(yīng)表面光滑，顏色一致，無皺皮，起泡，流掛，縮孔、縮邊、浮色、咬底漏涂等缺陷。

5 結(jié) 語

該技術(shù)利用模擬軸原理安裝支絞座，并設(shè)計(jì)制作支撐柱完成門葉與構(gòu)件的拼裝、安裝作業(yè)，避免了因吊裝引起的閘門變形情況的發(fā)生，提高了閘門安裝精度，確保閘門的安全運(yùn)行。在余姚城北圩區(qū)候青江排澇泵閘工程中的應(yīng)用，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可借類似工程借鑒。