門機(jī)在吊裝大型弧形閘門中的應(yīng)用實(shí)踐

李奇祥　劉建川　馬強(qiáng)

摘 要：巴基斯坦Neelum Jhelum水電站大壩工程因受到土建工期拖后及大壩結(jié)構(gòu)不便于大型吊裝設(shè)備直接進(jìn)入安裝工作面等影響，弧形閘門安裝難度大，工期緊。溢洪道前圍堰也因土建施工需要在枯水期來臨前進(jìn)行了拆除，要求弧門必須在當(dāng)年的枯水期（3個(gè)月內(nèi)）完成1孔弧門的安裝及擋水任務(wù)，下一個(gè)枯水期（約4個(gè)半月）完成另外兩孔的安裝任務(wù)。在此情況下，經(jīng)過對現(xiàn)場實(shí)際情況的詳細(xì)考察和分析并結(jié)合弧門構(gòu)件等技術(shù)參數(shù)綜合考慮，采用自制的門機(jī)進(jìn)行弧門構(gòu)件的吊裝安裝工作，優(yōu)化安裝工藝流程，保證了弧門安裝質(zhì)量，大大縮短了安裝工期，為后續(xù)施工的順利實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此門機(jī)吊裝方法也可用于類似的大壩弧門吊裝施工時(shí)的參考。

關(guān)鍵詞：門機(jī) 弧門安裝 巴基斯坦Neelum Jhelum 水電站

中圖分類號(hào)：TU714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（c）-0048-03

1 工程概況

Neelum Jhelum水電工程位于巴基斯坦克什米爾首府Muzaffarabad地區(qū)，通過引水隧洞利用Nauseri Neelum河與Zaminabad Jhelum河之間形成的420m的水頭落差發(fā)電。Neelum Jhelum水電站主要建筑物由大壩及進(jìn)水口、引水隧洞、沉沙池、調(diào)壓室、地下廠房和尾水隧洞等組成?？傃b機(jī)容量為96.3萬kW的的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，共4臺(tái)機(jī)組，單機(jī)容量24.3萬kW。

大壩由進(jìn)水口壩段，溢洪壩段和排渣壩段組成，其中溢洪壩作為泄洪道用于分洪和沖洗底部沉砂。溢流壩設(shè)3孔弧形工作閘門和3孔疊梁檢修門。每套弧門總重為四百余噸，弧面半徑20m，孔口尺寸12.0m×15.5m，底坎高程973.5m，門楣高程989.0m。每套弧門由設(shè)在高程996.5m上的液壓啟閉機(jī)進(jìn)行啟閉操作。

因受到土建工期拖后及大壩結(jié)構(gòu)不便于大型吊裝設(shè)備直接進(jìn)入安裝工作面等影響，弧形閘門安裝難度大，工期緊。溢洪道前圍堰也因土建施工需要在枯水期來臨前進(jìn)行了拆除，要求弧門必須在當(dāng)年的枯水期（3個(gè)月內(nèi)）完成1孔弧門的安裝及擋水任務(wù)，下一個(gè)枯水期（約4個(gè)半月）完成另外兩孔的安裝任務(wù)。在此情況下，經(jīng)過對現(xiàn)場實(shí)際情況的詳細(xì)考察和分析并結(jié)合弧門構(gòu)件等技術(shù)參數(shù)綜合考慮，并與咨詢工程師討論最終確定采用自制的60t門機(jī)安裝在啟閉機(jī)平臺(tái)上（高程996.5m）進(jìn)行弧門構(gòu)件的吊裝安裝工作，優(yōu)化安裝工藝流程，保證了弧門安裝質(zhì)量，可以大大縮短了安裝工期，減少與土建的交叉作業(yè)，為實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)枯水期內(nèi)完成3孔弧門安裝工作創(chuàng)造了有利條件。

2 原大壩結(jié)構(gòu)存在的問題及改進(jìn)

經(jīng)過對大壩土建圖進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，壩體扶壁下游端與門楣下游面平齊，即使在啟閉機(jī)平臺(tái)處布置門機(jī)用于起吊弧門構(gòu)件因受到土建結(jié)構(gòu)的限制門機(jī)無法運(yùn)行到最上游端，無法進(jìn)行頂節(jié)門葉件的吊裝安裝就位。經(jīng)與咨詢工程師多次溝通討論最終咨詢工程師同意在扶壁下游未端留一永久缺口（深3000mm），便于門機(jī)吊裝安裝門葉構(gòu)件，見圖1所示。

3 門機(jī)設(shè)備的選型及布置

3.1 主要弧門構(gòu)件尺寸和重量表

具體數(shù)據(jù)見表1。

3.2 門機(jī)選型及布置

根據(jù)上述弧門構(gòu)件尺寸和重量參數(shù)（最重件為支鉸裝置，約47.3t，最大件下支臂外形尺寸為17m×4.2m×2.2m）及現(xiàn)場實(shí)際條件考慮，選用60t的電動(dòng)葫蘆作為主起吊設(shè)備，門機(jī)布置在啟閉機(jī)平臺(tái)996.5高程。門機(jī)相關(guān)主要參數(shù)如下。

（1）電動(dòng)葫蘆：選用60 t，起升高度26 m，起升速度4m/min。

（2）大車軌道：選用QU80，設(shè)在996.5m高程的平臺(tái)上，軌距15.4m，為便于門機(jī)在各孔之間的平移以節(jié)省門機(jī)的拆卸和重新安裝的時(shí)間，在各孔之間設(shè)置連接軌道和變軌裝置實(shí)現(xiàn)門機(jī)在完成首孔弧門吊裝安裝工作后直接平移至另一孔進(jìn)行另一孔弧門的吊裝作業(yè)。

（3）大車行走裝置：行走速度19.81m/min，車輪直徑630mm。

（4）小車行走裝置：行走速度7.9m/min，車輪直徑500mm。

4 弧門運(yùn)輸?shù)跹b前的準(zhǔn)備

在弧門構(gòu)件工地運(yùn)輸和吊裝作業(yè)前，應(yīng)充分做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作包括進(jìn)場道路的修建，門機(jī)的安裝及試驗(yàn)，相關(guān)土建及埋件安裝工作已完成等。

（1） 大壩左側(cè)至溢流壩上游面的進(jìn)場道路已修好，溢流壩上游護(hù)坦和溢流面間的斜坡已填平，溢流面混凝土和花崗巖石鋪設(shè)完成，運(yùn)輸車輛和吊車可直接行駛到弧門安裝位置。在正式進(jìn)行大件運(yùn)輸前，應(yīng)對運(yùn)輸車輛進(jìn)行全行程的模擬運(yùn)輸，對車輛通過困難路段及時(shí)進(jìn)行加固或擴(kuò)寬處理，以保證正式運(yùn)輸?shù)捻樌麑?shí)施。

（2） 弧門二期埋件安裝和混凝土澆筑已完成（門楣除外）。

（3 ）用于固定弧門構(gòu)件和安裝弧門調(diào)整用設(shè)在弧門底板周圍的鋼結(jié)構(gòu)埋件已埋設(shè)好。

（4）安裝用門機(jī)安裝調(diào)試及負(fù)荷試驗(yàn)完成。采用土建已有的63t塔機(jī)進(jìn)行門機(jī)構(gòu)件的吊裝及安裝，隨后進(jìn)行門機(jī)各功能的調(diào)試。在調(diào)試合格后，利用平板車將弧門支鉸件轉(zhuǎn)運(yùn)至孔口并加上部分配重件進(jìn)行門機(jī)的現(xiàn)場負(fù)荷試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)，門機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，無任何異常。

5 弧門構(gòu)件的運(yùn)輸?shù)跹b及安裝流程

在完成上述各項(xiàng)準(zhǔn)備工作后，對各班組進(jìn)行弧門吊裝安裝前的技術(shù)和安全交底，合理進(jìn)行現(xiàn)場吊裝組織，各司其職，確保運(yùn)輸?shù)跹b安全。

該弧門主要構(gòu)件包括：左右油缸各1件，弧門支鉸2個(gè)，上支臂2件，下支臂2件，門葉共6節(jié)。

5.1 單孔弧門構(gòu)件運(yùn)輸次序

弧門構(gòu)件運(yùn)輸次序：弧門支鉸==>油缸==>下支臂==>第6，5，4節(jié)門葉和上支臂==>第1，2節(jié)門葉。

5.2 弧門吊裝及安裝流程

弧門吊裝安裝流程如下所述。

（1）弧門支鉸安裝：將弧門支鉸運(yùn)至安裝部位后，用60t門機(jī)將弧門支鉸吊至安裝位置，與一期錨栓架連接并調(diào)整緊固，復(fù)測各項(xiàng)安裝尺寸符合要求后交土建方澆筑二期混凝土，見圖2所示。

（2）液壓啟閉機(jī)油缸就位：用60t門機(jī)將液壓啟閉機(jī)機(jī)油缸吊安在油缸支鉸上，并在弧門鎖定上系掛鋼絲繩臨時(shí)固定油缸上吊耳。

（3）下支臂吊裝：待弧門支鉸二期混凝土澆筑且達(dá)到一定凝期后開始安裝弧門支臂，將弧門下支臂轉(zhuǎn)運(yùn)到弧門安裝位置。用60t門機(jī)將下支臂從工況狀態(tài)向下放在較低的位置上，連接支鉸和支臂的螺栓，并在過流面上用工裝來做臨時(shí)支撐。

（4）轉(zhuǎn)運(yùn)門葉和上支臂：將門葉第6、5、4節(jié)門葉、2件上支臂用平板車轉(zhuǎn)運(yùn)到弧門安裝位置，再用60t門機(jī)將門葉放置在下游2件下支臂之間的過流面上，把上支臂放置在棧橋（996.5m高程）上。并把第一節(jié)門葉轉(zhuǎn)運(yùn)到待安裝位置前面。見圖3所示。

（5）安裝門葉最下面兩節(jié)（第1節(jié)和第2節(jié)）：將第1節(jié)和第2節(jié)門葉轉(zhuǎn)運(yùn)至安裝位置前，用80t汽車吊將第一節(jié)門葉從轉(zhuǎn)運(yùn)車上吊起，調(diào)整安裝位置，放置在底坎安裝位置上，并用工裝加固牢靠。將第2節(jié)門葉安裝到第1節(jié)門葉上，調(diào)整并用工裝加固。

（6）下支臂與門葉連接：用80t汽車吊和60t門機(jī)將下支臂吊到安裝位置，將第2節(jié)門葉和支臂前端板用螺栓連接，并用工裝加固已安裝就位的門葉。

（7）第3節(jié)門葉運(yùn)輸及安裝：將第3節(jié)門葉用平板車轉(zhuǎn)運(yùn)到安裝位置前，用80t汽車吊將門葉吊起，調(diào)整位置并安放到第2節(jié)門葉上。在第3節(jié)門葉面板和過流面之間用工裝支撐固定門葉，同時(shí)，利用預(yù)埋在兩側(cè)側(cè)墻的埋件，焊接支撐工裝加千斤頂來支撐固定門葉。在門葉下游面和下支臂之間安裝支臂桿系并臨時(shí)焊接固定。

（8）第4節(jié)門葉安裝：將第4節(jié)門葉用60t門機(jī)從下游面存放點(diǎn)吊起并平移至安裝部位吊放至第3節(jié)門葉上。在第4節(jié)門葉面板和過流面之間用工裝支撐固定門葉，同時(shí)利用預(yù)埋在兩側(cè)側(cè)墻的埋件，焊接支撐工裝加千斤頂來支撐固定門葉。

（9）上下支臂之間的垂直桿系安裝：上支臂的斜桿放置于下支臂上，待安裝。

（10）上支a臂安裝：將上支臂吊到安裝位置，連接上支臂和下支臂的連接螺栓。

（11）第5節(jié)門葉安裝：安裝方法同第4節(jié)門葉。

（12）上支臂斜桿安裝。

（13）第6節(jié)門葉安裝：安裝方法同第4節(jié)門葉。

（14）焊接、打磨、修校門葉及補(bǔ)漆，之后將油缸與門葉連接。至此完成1孔弧門的吊裝安裝工作。

（15）鋪設(shè)第2孔門機(jī)軌道并將60t門機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至第2孔口。

（16）安裝弧門液壓啟閉機(jī)管路和電氣系統(tǒng)及調(diào)試。

（17）弧門止水安裝：在弧門門葉安裝檢查合格后即可開始弧門止水安裝。用液壓啟閉機(jī)將門葉提起一部分，將頂水封和側(cè)水封連成整體后安裝到指定位置。繼續(xù)開啟門葉，安裝側(cè)水封。待門葉達(dá)到極限位置后安裝底水封。水封安裝完成后調(diào)整門楣位置，門楣調(diào)整好后再加固焊接。驗(yàn)收合格后交土建澆筑門楣二期混凝土。

另外兩孔弧門安裝流程同上。

6 結(jié)語

Neelum Jhelum水電站大壩溢洪壩第3孔弧門安裝工作于2015年1月底開始至2月底已順利完成全部弧門構(gòu)件的吊裝及組裝工作，目前門葉焊接工作正在進(jìn)行中，在短短的1個(gè)月的時(shí)間內(nèi)完成了所有弧門構(gòu)件的吊裝安裝工作，再次證明采用門機(jī)的吊裝弧門的方案是可行的，為下一個(gè)枯水期順利完成另外兩孔的弧門吊裝安裝工作提供了有力的保障。此門機(jī)吊裝方法也可用于類似的大壩弧門吊裝施工時(shí)的參考。

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