水庫(kù)弧形閘門(mén)壩施工技術(shù)分析與探討

陳玉文

(福安市城陽(yáng)水利工作站， 福建 福安　355000)

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水庫(kù)弧形閘門(mén)壩施工技術(shù)分析與探討

陳玉文

(福安市城陽(yáng)水利工作站， 福建 福安355000)

水庫(kù)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)性設(shè)施，具有防洪、防澇、灌溉、發(fā)電、圍墾等功能，對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)有著非常積極的作用。在水庫(kù)大壩施工中，如何保證大壩的穩(wěn)定性與可靠性，減少滲漏問(wèn)題的產(chǎn)生，是相關(guān)技術(shù)人員重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。從目前來(lái)看，弧形閘門(mén)在水庫(kù)大壩施工中比較常用，其安裝質(zhì)量對(duì)于整個(gè)水庫(kù)工程都有著巨大的影響。本文以福安市潭頭水電站為例，對(duì)弧形閘門(mén)施工技術(shù)的應(yīng)用及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析和探討。

水庫(kù)；弧形閘門(mén)壩；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

1　工程概況

福安市潭頭水電站為賽江流域東溪干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)規(guī)劃中的第3級(jí)水電站，壩址控制流域面積2060km2，裝機(jī)容量3萬(wàn)kW，年發(fā)電量9255萬(wàn)kW·h。該電站由福建省發(fā)改委2004年12月2日核準(zhǔn)建設(shè)(閩發(fā)改交能[2004]610號(hào))，2010年1月28日批準(zhǔn)裝機(jī)容量由2.4萬(wàn)kW調(diào)整為3萬(wàn)kW(閩發(fā)改交能[2010]64號(hào))，批準(zhǔn)調(diào)整概算總投資2.635億元(閩發(fā)改交能[2010]185號(hào))。

電站攔河閘壩最大壩高26.5m，設(shè)泄洪閘7孔，每孔凈寬14.5m，總凈寬101.5m，中間壩段125.5m，大壩總長(zhǎng)166.5m；閘孔設(shè)14.5m×15.3m(寬×高)弧形鋼閘門(mén)7扇。引水隧洞2條，分別長(zhǎng)555m和585m，為φ7.5m馬蹄形；進(jìn)水閘為雙孔閘，凈寬2×7.0m，凈高7.5m。電站主要以發(fā)電為主，兼顧下游防洪任務(wù)[1]。主要建筑物攔河壩工程為3級(jí)建筑物，按50年一遇設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)洪峰流量11564m3/s，設(shè)計(jì)洪水位45.737m；廠房工程為4級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，洪峰流量11752m3/s，設(shè)計(jì)洪水位41.771m。

2　水庫(kù)弧形閘門(mén)施工技術(shù)

2.1閘門(mén)制作

首先，應(yīng)該結(jié)合工程招標(biāo)文件以及設(shè)計(jì)圖紙，準(zhǔn)備相應(yīng)的原材料，確保材料質(zhì)量合格。由專業(yè)的工程技術(shù)人員負(fù)責(zé)對(duì)閘門(mén)主梁、次梁、邊梁及面板等進(jìn)行焊接，并由專業(yè)部門(mén)進(jìn)行檢驗(yàn)。其次，在下料前，需要對(duì)各種影響因素進(jìn)行綜合考慮，制定合理的下料表，同時(shí)應(yīng)對(duì)切割完成后的材料進(jìn)行檢查，確保其尺寸能夠滿足設(shè)計(jì)要求，必要時(shí)，需要進(jìn)行修整或者打磨。然后，面板的拼裝應(yīng)該提前進(jìn)行計(jì)算和模擬，確保對(duì)接位置與閘門(mén)主梁的距離在300mm左右，以銑邊機(jī)制成50°左右的單面坡口。最后，需要對(duì)門(mén)葉進(jìn)行制作。在門(mén)葉拼接完成后，應(yīng)該按照梁格立角焊縫、梁格與面板貼角焊縫、其他焊縫的順序進(jìn)行焊接；還應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用對(duì)稱焊法和分段倒退焊法，并做好焊接的變形控制。在焊接完成后，需要依照DL/T 5018—2004的要求做好檢查工作，對(duì)于不合格的部位，可采用機(jī)械校正法或者水火校正法進(jìn)行處理，確保其滿足質(zhì)量要求，同時(shí)進(jìn)行噴鋅防腐處理，做好出廠驗(yàn)收工作，為后續(xù)的施工提供合格的閘門(mén)[2]。

2.2閘門(mén)安裝

2.2.1支鉸安裝

在進(jìn)行牛腿二期混凝土澆筑的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)支座預(yù)埋件進(jìn)行澆筑，為了保證施工的順利進(jìn)行，可以在牛腿和消力池底板之間搭設(shè)相應(yīng)的腳手架。同時(shí)，為了減小工作半徑，也可以在閘室的下游架設(shè)汽車(chē)吊架，將支鉸進(jìn)行起吊，利用其支座上的對(duì)中割孔和預(yù)埋件對(duì)支鉸進(jìn)行安裝和固定。

2.2.2支臂安裝

在支臂中部和支鉸鏈連接端的吊耳上，使用相應(yīng)的鋼絲繩卡口進(jìn)行緊固，并將支鉸連接端吊耳與10t的手拉葫蘆連接，以方便對(duì)支鉸、支臂和門(mén)葉等進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于支臂的安裝，應(yīng)該確保其中一側(cè)的支鉸與支臂臨時(shí)固定穩(wěn)固后，再對(duì)另外一側(cè)的支鉸進(jìn)行吊裝。兩側(cè)吊裝完成后，利用直徑12.5mm的鋼絲繩、3t的手拉葫蘆以及2t的鋼絲卡口，對(duì)支臂與門(mén)葉之間的吊耳進(jìn)行連接，同時(shí)對(duì)支鉸與支臂、門(mén)葉與支臂連接的方向和角度進(jìn)行調(diào)整[3]。

2.2.3門(mén)葉安裝

門(mén)葉安裝是弧形閘門(mén)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響著其整體施工質(zhì)量。在對(duì)門(mén)葉進(jìn)行安裝前，應(yīng)該做好相應(yīng)的測(cè)量定位工作，對(duì)門(mén)葉的具體安裝位置進(jìn)行明確。為了保證施工安全，可以將汽車(chē)吊設(shè)置在相應(yīng)閘室的下游，從而對(duì)工作半徑進(jìn)行壓縮。同時(shí)，應(yīng)該將麻繩系在門(mén)葉的兩側(cè)，方便在吊裝過(guò)程中對(duì)閘門(mén)進(jìn)行調(diào)整，保證吊裝角度及穩(wěn)定性?？紤]到弧形閘門(mén)自身的特點(diǎn)，在對(duì)底層門(mén)葉的下底邊進(jìn)行安裝作業(yè)時(shí)，應(yīng)該使下游微翹，利用10t手拉葫蘆和28mm鋼絲繩，實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門(mén)角度的微調(diào)。當(dāng)?shù)讓娱T(mén)葉安裝完成后，需將其與支臂焊接在一起，并在門(mén)葉的迎水面設(shè)置3處工字鋼進(jìn)行固定。中層與頂層門(mén)葉的安裝應(yīng)該在底層門(mén)葉固定完成并且檢驗(yàn)合格后進(jìn)行，可以借助閘門(mén)上設(shè)置的定位板，對(duì)其進(jìn)行初步定位，然后利用專用的定位銷(xiāo)和定位板，做好臨時(shí)焊接工作。不僅如此，在門(mén)葉運(yùn)輸過(guò)程中，為了避免出現(xiàn)變形，一般都會(huì)設(shè)置相應(yīng)的定型鋼板，在安裝前需要將其切除。中層與頂層門(mén)葉的安裝流程與底層門(mén)葉相同。

2.2.4整體焊接

弧形閘門(mén)的整體焊接可以分為兩種不同的形式：一是裝配點(diǎn)焊，需要首先對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行定位，將其厚度控制在4～6mm、長(zhǎng)度控制在30～60mm左右；二是組合縫焊接，其主要作用是對(duì)變形量的控制。在弧形閘門(mén)中，多為一、二類焊縫，對(duì)作業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)要求較高，需要具備相應(yīng)焊接資質(zhì)的專業(yè)焊工進(jìn)行操作，以保證焊接的質(zhì)量。在進(jìn)行焊接作業(yè)中，應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作，保證電流強(qiáng)度、焊條成分、焊接方向、焊接速度等的一致性。另外，為了減少長(zhǎng)焊縫，可以采用分段退焊法進(jìn)行焊接[4]。

2.2.5止水安裝

在焊接完成后，需要對(duì)門(mén)葉水封座板進(jìn)行清理，以白粉筆標(biāo)明螺孔位置，然后將止水橡皮放在水封座板上，與螺孔位置相互對(duì)照后，在止水橡皮上對(duì)螺孔進(jìn)行定位，然后使用專用的橡皮水封鉆頭進(jìn)行鉆孔作業(yè)。為了避免出現(xiàn)螺孔位置漏水的情況，需要確保螺孔的直徑小于螺栓直徑約2mm，保持橡皮口的自由平直，垂直用力，避免橡皮擠壓導(dǎo)致的鉆孔變形。在鉆孔完畢后，應(yīng)盡快進(jìn)行編號(hào)安裝，避免出現(xiàn)燙孔的情況。

3　水庫(kù)弧形閘門(mén)施工的質(zhì)量控制

做好閘門(mén)安裝的質(zhì)量控制，是保證工程整體施工質(zhì)量的關(guān)鍵所在，應(yīng)該予以足夠的重視。具體來(lái)講，需要關(guān)注三個(gè)方面的內(nèi)容：一是門(mén)葉主梁的拼焊。采用銑邊機(jī)銑坡口、埋弧自動(dòng)焊接，以型鋼校正設(shè)備進(jìn)行校正，保證主梁的拼焊質(zhì)量，將誤差控制在相關(guān)規(guī)范允許的范圍內(nèi)。二是門(mén)葉防腐。防腐工作的質(zhì)量關(guān)系著閘門(mén)的使用壽命和使用安全。在防腐過(guò)程中，閘門(mén)除銹屬于隱蔽性的環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系著整個(gè)防腐系統(tǒng)的質(zhì)量和效果，應(yīng)該予以足夠的重視。在該工程中，防腐作業(yè)在專業(yè)的防腐車(chē)間進(jìn)行，安排在閘門(mén)制作環(huán)節(jié)之后，應(yīng)用了噴鋼丸除銹以及電動(dòng)噴鋅槍噴鋅等先進(jìn)工藝，不僅效率較高，產(chǎn)生的污染小，而且防腐處理后鋅層的附著力較強(qiáng)，不容易脫落。在防腐處理完成后，采用一次性噴漆工藝，保證了閘門(mén)外觀的均勻一致。三是支臂焊縫焊接。支臂焊縫的焊接質(zhì)量關(guān)系著其穩(wěn)定性和耐久性，在焊接前，首先對(duì)門(mén)葉同側(cè)上下支臂安裝位置的實(shí)際尺寸進(jìn)行了精確測(cè)量，然后以此為依據(jù)，對(duì)支臂開(kāi)口弦長(zhǎng)的偏差控制方向進(jìn)行確定。在對(duì)支臂開(kāi)口弦長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，結(jié)合相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)估算，需要預(yù)留出約1～2mm的焊接收縮量，待支臂在平臺(tái)上調(diào)整完畢確認(rèn)合格后，使其處于自由狀態(tài)，避免隨意移動(dòng)。應(yīng)該在上下支臂之間，從開(kāi)口位置到另一端，按照相等的距離，設(shè)置三道工字型豎向支撐，在進(jìn)行焊接時(shí)，為了減少收縮變形對(duì)于開(kāi)口尺寸的影響，需要依次焊接第一、第二、第三道支撐，同時(shí)，在第一道支撐焊接完成后，需要對(duì)支臂開(kāi)口弦長(zhǎng)的變化情況進(jìn)行測(cè)量分析[5]。

2009年11月12日完成進(jìn)水道、尾水段及工作段2個(gè)分部驗(yàn)收；2009年12月26日完成水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備安裝、電氣設(shè)備及通信系統(tǒng)安裝3個(gè)分部驗(yàn)收；2010年1月9日完成主廠房房建、副廠房及中控室、升壓站3個(gè)分部驗(yàn)收。質(zhì)量評(píng)定全部合格，并于2010年1月22日經(jīng)福建省水利廳基本建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督中心站審定合格。2010年4月13日、4月21日，寧德電業(yè)局組織對(duì)該工程涉網(wǎng)部分進(jìn)行預(yù)驗(yàn)收，并提出整改意見(jiàn)。4月29日寧德電業(yè)局主持召開(kāi)了潭頭水電站涉網(wǎng)部分驗(yàn)收會(huì)，對(duì)施工單位整改完成情況逐一進(jìn)行確認(rèn)。

4　結(jié)　語(yǔ)

在水庫(kù)工程建設(shè)中，弧形閘門(mén)壩的施工是非常復(fù)雜的，對(duì)工藝技術(shù)和施工質(zhì)量有著極高的要求，施工人員應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙以及相應(yīng)的安裝規(guī)范進(jìn)行施工作業(yè)，對(duì)閘門(mén)的制作、安裝、焊接等進(jìn)行嚴(yán)格控制。同時(shí)，在施工過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合土建施工所提供的工作面，對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行合理安排，以達(dá)到預(yù)期的進(jìn)度和質(zhì)量目標(biāo)。

[1]巨成.白蓮崖水庫(kù)弧形閘門(mén)安裝過(guò)程及質(zhì)量控制研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2010(19):376-377.

[2]陳林棋.水庫(kù)溢洪道弧形閘門(mén)的安裝過(guò)程與施工工藝[J].科學(xué)之友,2013(8):110-111.

[3]陳秋紅,馬洪靜,蔣志剛.淺談弧形閘門(mén)焊接變形控制[J].山東水利，2010(Z1):59-60.

[4]張正偉.羅坑水庫(kù)弧形閘門(mén)設(shè)計(jì)方法探討[J].廣東水利水電,2012(A01):73-75.

[5]簡(jiǎn)江濤.周公宅水庫(kù)工程溢洪道弧形閘門(mén)安裝質(zhì)量控制[J].中國(guó)科技博覽,2009(18):124-124.

Analysis and discussion on reservoir radial gate dam construction technology

CHEN Yuwen

(Fu’anChengyangWaterConservancyWorkstation,Fu’an355000,China)

Reservoirs have the functions of flood control, water-logging prevention, irrigation, power generation, reclamation, etc. as fundamental facilities in China national economy. They play very active roles in developing regional economy and protecting ecological environment. In reservoir dam construction, how to guarantee the dam stability and reliability, and reduce the generation of seepage problem are key points focused by related technicians. Current situation shows that radial gate is more common in reservoir dam construction. Its installation quality has huge influence on the whole reservoir project. In the paper, Fu’an Tantou Hydropower Station is adopted as an example for analyzing and discussing the application and quality control of radial gate construction technology.

reservoir; radial gate dam; construction technology; quality control

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.04.005

TV663+.2

A

1673-8241(2016)04- 0019- 03