淺論糯扎渡水電站超大型弧門安裝技術(shù)

肖天鵬（中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川成都610000）

淺論糯扎渡水電站超大型弧門安裝技術(shù)

肖天鵬（中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川成都610000）

本文以云南省糯扎渡水電站的超大型弧門安裝施工為例，介紹了其在施工干擾大、施工任務(wù)重和施工工期緊等情況下，通過(guò)優(yōu)化安裝方案、成功快速實(shí)現(xiàn)了超大型的弧門安裝，保障了水電站的按期蓄水泄洪，為類似的安裝工程提供了可靠的經(jīng)驗(yàn)。

水電站；超大型弧門；安裝技術(shù)

1 引言

該水電站的裝機(jī)容量達(dá)到585萬(wàn)kW，電站溢洪主要由8孔溢水閘承擔(dān)，工作門采用的是超大型的露頂式表孔弧形閘門，高度為21.7m，寬度為15m，曲率半徑為25m，每孔閘門自重達(dá)到350t，每扇門都是由8節(jié)門葉構(gòu)成的，重量為12～38t不等?；￠T采用的是雙吊點(diǎn)和斜支臂操作方式，動(dòng)水啟閉。由于弧門重量和結(jié)構(gòu)尺寸都太大，用現(xiàn)有的30t圓筒門機(jī)和300t汽車吊配合施工.對(duì)于起吊和安裝技術(shù)要求很高。本文僅以該1孔15m×21.7m溢洪道弧形工作閘門的安裝工程為例，介紹水電站超大型弧門的安裝技術(shù)，為類似工程施工提供經(jīng)驗(yàn)參考。

2 安裝方案及措施

由于施工工期短且安裝難度較大，項(xiàng)目部組織了工程技術(shù)人員和專家到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察，為制定詳細(xì)的安裝方案和切實(shí)可行的施工計(jì)劃提供了重要的幫助。

2.1 吊裝前的準(zhǔn)備

弧門大件吊裝共分為門葉、上下支臂和活動(dòng)鉸座（褲衩）和固定鉸座，鉸座和支臂一般距離圓筒門機(jī)較遠(yuǎn)，因此使用300t汽車吊進(jìn)行集中吊裝，為了減少300t大吊車使用時(shí)間和在大件在空中作業(yè)時(shí)間，一般在地下將鉸座和下支臂拼裝在一起，力矩驗(yàn)收完成后整體吊裝。門葉吊裝前應(yīng)在門葉面板上搭設(shè)焊接好以后的對(duì)裝平臺(tái)、爬梯和護(hù)欄等，盡量減少安裝后的工作。下支臂用臨時(shí)支墩固定，由于施工強(qiáng)度大以及施工工期較為緊張，所以除了一些水封和螺栓等部分附件需要存儲(chǔ)外，其他的一些設(shè)備都可以按照需要直接由制造廠運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。堆放在圓筒門機(jī)能夠受料的地方，具體的場(chǎng)地組裝包括將底坎上游作為臨時(shí)的設(shè)備安放場(chǎng)地，組裝支臂場(chǎng)地則設(shè)置在支臂安裝位置下方的溢洪道底板上。

2.2 起吊運(yùn)輸

考慮到施工干擾和場(chǎng)地道路運(yùn)輸以及安裝運(yùn)輸單元的外形、重量和尺寸等影響因素，盡量把堆放場(chǎng)地布置在靠近門機(jī)的位置。支臂和埋件等設(shè)備在出廠后直接運(yùn)送到孔口下游的臨時(shí)設(shè)備堆放場(chǎng)地，通過(guò)30t高架圓筒門機(jī)直接將安裝設(shè)備吊入到安裝現(xiàn)場(chǎng)。為了方便門葉由上游的交通道路運(yùn)送到孔口位置，需要對(duì)孔口上游的入口處進(jìn)行臨時(shí)的回填平整作業(yè)。保證運(yùn)輸車輛和其后的300t汽車吊站位。

3 安裝工藝

3.1 埋件安裝

埋件安裝前要對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)線進(jìn)行測(cè)量，包括鉸座中心高程、孔口中心線、左右樁號(hào)、上下游樁號(hào)以及底坎中心線及其高程?；鶞?zhǔn)點(diǎn)線的測(cè)量采用的是全站儀設(shè)置，測(cè)量點(diǎn)應(yīng)設(shè)在在可靠、牢固的位置，并且要方便使用和維護(hù)。需要注意的是，基準(zhǔn)點(diǎn)線測(cè)量位置的設(shè)置不僅要考慮安裝施工前的測(cè)量，還需要對(duì)閘門安裝完成后的復(fù)核工作進(jìn)行考慮，因此要選取合適的位置方便閘門安裝后利用其進(jìn)行復(fù)核。

3.1.1 支鉸座基礎(chǔ)板安裝

支鉸座基礎(chǔ)板的常規(guī)安裝方法為：按照施工設(shè)計(jì)的弧門支鉸中心高程和里程，在混凝土閘墩上設(shè)置線架，在兩側(cè)拉線對(duì)支鉸座板進(jìn)行檢查和調(diào)整，保證其控制線和埋件的極限誤差不超過(guò)2mm。由于在一期混凝土施工中要求把鉸座基礎(chǔ)墊板埋設(shè)在其中，并且要求混凝土要一次澆筑成功，再加上鉸座基礎(chǔ)墊板自重較大，所以存在很多干擾因素會(huì)對(duì)鉸座基礎(chǔ)墊板的安裝精度產(chǎn)生影響。為了確保左右兩側(cè)的鉸座同心度，我們先是模仿活動(dòng)鉸座加工了一套工藝鉸座，準(zhǔn)備先調(diào)整好工藝鉸座后澆筑混凝土，以確保基礎(chǔ)墊板的準(zhǔn)確性，但是為了減輕工藝鉸座的重量，又使得該鉸座的強(qiáng)度不夠，同時(shí)出現(xiàn)累計(jì)誤差。因此最后我們獨(dú)特的安裝方式：將活動(dòng)鉸座和固定鉸座的連接軸抽出，直接先將固定鉸座安裝完成后再澆筑鉸座墊板，使得墊板的安裝精度易于控制。并且大幅度提高鉸座安裝同心度。

3.1.2 側(cè)軌安裝

在側(cè)軌安裝施工前，按照底坎和孔口的中心線及其高程，在閘底部位距孔口中心線a毫米（a=弧門寬度w/2-50，單位為mm）并且與孔口中心線平行的兩條線。在閘頂上預(yù)設(shè)的兩個(gè)線架上也放出距離孔口中線面（兩條孔口中心線所確定的面）a毫米的兩個(gè)點(diǎn)，然后就可以根據(jù)上下兩條線的邊來(lái)對(duì)側(cè)軌的立面垂直進(jìn)行控制。在閘底設(shè)置水準(zhǔn)儀，找出支鉸中心線，綜合考慮底止水受力情況和門葉面板厚度后，計(jì)算出側(cè)止水座板的中心半徑，根據(jù)側(cè)止水座板的中心半徑和支鉸中心線對(duì)側(cè)軌半徑進(jìn)行控制，并對(duì)側(cè)軌進(jìn)行安裝、調(diào)整和加固，在接受相關(guān)施工監(jiān)理部門驗(yàn)收后才能進(jìn)行混凝土的二次澆筑施工。

3.2 門體安裝

3.2.1 支臂安裝

（1）支鉸和支臂組裝

為了減少大件吊裝次數(shù)和空中作業(yè)時(shí)間，將下支臂和活動(dòng)鉸座組裝，組裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制拼裝間隙，并逐一檢查連接螺栓力矩，同時(shí)在活動(dòng)鉸座和支臂上分別焊接臨時(shí)吊裝吊耳，吊耳位置應(yīng)根據(jù)支臂和鉸座的形狀和重量重新計(jì)算確定。該吊耳的焊接必須由具有焊接資質(zhì)的合格焊工施焊，必要時(shí)利用設(shè)備進(jìn)行焊縫檢驗(yàn)，以確保萬(wàn)無(wú)一失。

（2）支臂吊裝

埋件安裝完成、混凝土回填并達(dá)到要求的強(qiáng)度后，開始吊裝下支臂，下支臂與固定鉸座的連接通過(guò)連接大軸，穿軸時(shí)注意止軸板的方向和位置，確保止軸板上的定位螺栓能完全穿入。支臂的另一側(cè)采用支墩牢固支撐。支撐的強(qiáng)度剛度和穩(wěn)定性均應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算確定，以保證能夠支撐隨后吊裝的所有門葉和上支臂等。

（3）支臂花架拼裝焊接

弧門支臂花架的拼裝一般都是在上下支臂安裝后進(jìn)行的，考慮到上下支臂間的連接桿在焊接時(shí)發(fā)生收縮，所以其開口尺寸一般都按照+10mm進(jìn)行控制，等到所有的部件都拼裝完畢后，再對(duì)焊接支臂進(jìn)行焊縫的對(duì)接。支臂前端板都是在廠內(nèi)焊接完成后再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)的，所以要對(duì)其焊接收縮量進(jìn)行嚴(yán)格控制。等到全部的閘門門葉焊接完成后，再對(duì)支臂間的連桿焊縫進(jìn)行焊接。

（4）支臂調(diào)整

兩側(cè)的支鉸及下支臂安裝好后應(yīng)再一次復(fù)測(cè)，保證兩邊的高度、里程一致，確保第一節(jié)門葉的安裝精度。

3.2.2 門葉吊裝（如圖1）

圖1 糯扎渡溢洪道超大型弧形工作門安裝示意圖

第一節(jié)和第五節(jié)門葉分別與下支臂上支臂相連，是大型的箱梁結(jié)構(gòu)，重量最大，達(dá)到38t，因此采用300t汽車吊從上游緩緩吊入。左右方向的吊耳應(yīng)與中心距離一致，前后方向的角度采用20t手動(dòng)葫蘆調(diào)節(jié)，行程大，省時(shí)省力。第一節(jié)門葉吊裝就位后應(yīng)調(diào)整門葉兩邊的間隙，保證左右一致，高程和傾角符合安裝位置，與弧門槽一致。調(diào)整完成后將門葉和支臂的連接螺栓全部穿上對(duì)稱擰緊，力矩滿足規(guī)范要求。最后應(yīng)用20～40mm的擋板焊接在弧門槽上，將第一節(jié)弧門牢牢定位，作為后續(xù)弧門門葉安裝的基礎(chǔ)和依據(jù)。第一節(jié)門葉調(diào)整完成后依次向上吊裝其它門葉。其它門葉固定時(shí)應(yīng)盡量固定在弧門門槽上，以保證隨后弧門門葉之間的調(diào)整和壓縫易于進(jìn)行。

3.2.3 門葉焊接

門葉安裝完成后先進(jìn)行點(diǎn)焊，然后開始焊接。焊接方式：門葉焊接可以采用兩種方式：①分段倒退焊；②間斷跳焊。為了有效的掌控焊接變形且保障門葉的曲率半徑，在施工之前，依照上下游方向在門葉節(jié)中間的外側(cè)豎向隔板的地方先焊接2塊加勁板，將隔板作為中間界，采用第一種方式焊接。

焊接次序：

（1）加固焊：在焊接閘門以前，先提前焊接2塊加勁板，然后正式對(duì)閘門加以全方位的加固焊接，此種焊接的長(zhǎng)度通常是30～50mm，間隔設(shè)計(jì)為300mm左右就可。

（2）縱隔板焊接：焊接縱隔板的時(shí)候能夠從隔板的中間開始采用上文提到的第一種焊接方式進(jìn)行焊接，達(dá)成4段焊接。針對(duì)縱隔板翼緣板的對(duì)接縫能夠運(yùn)用多層焊接的方法，也就是依照先打底焊、后封底焊與坡口內(nèi)焊縫的次序加以焊接。

（3）水平次梁焊接：面板連接角與水平次梁上翼緣板的焊縫焊接采用分中間跳焊接，每一個(gè)梁格分為四段，500mm為一段，按照順序間跳焊接。

其中控制焊接最重要的就是用小的線能量，過(guò)程中監(jiān)控變形，如出現(xiàn)較大變形應(yīng)及時(shí)調(diào)整焊接工藝。

3.2.4 水封安裝

水封安裝應(yīng)嚴(yán)格按照廠家規(guī)定的技術(shù)要求進(jìn)行橡膠水封接頭的黏結(jié)，采用熱膠合時(shí)按閘門制造廠提供的模具及操作規(guī)程進(jìn)行粘結(jié)和硫化。

安裝頂、底水封時(shí)，先將橡皮按需要的長(zhǎng)度粘接好，再用鉆頭與水封壓板一起配鉆螺栓孔，用專用鉆頭鉆孔，螺栓孔的孔徑比螺栓直徑小1mm。按設(shè)計(jì)要求在移動(dòng)部位灌注潤(rùn)滑脂。安裝側(cè)水封在門葉安裝檢驗(yàn)合格后進(jìn)行，用千斤頂將門葉向另一側(cè)頂移一個(gè)設(shè)計(jì)水封壓縮量，然后掛上水封號(hào)孔，鉆孔后安裝復(fù)位，再在另一側(cè)反向?qū)㈤T葉頂移二個(gè)設(shè)計(jì)水封壓縮量，用同樣方法制孔后安裝復(fù)位。橡皮水封螺孔，用專用橡皮鉆頭鉆制并清除毛刺。

通過(guò)本方法進(jìn)行弧門安裝，尤其是門葉支臂的吊裝，能夠大大加快施工進(jìn)度、降低大型設(shè)備的使用時(shí)間，糯扎渡溢洪道每孔弧門僅需要3.5d就可以吊裝完成。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以云南省糯扎渡水電站溢洪道超大型弧門安裝施工為例，對(duì)水電站超大型弧門的安裝方案、措施和工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分析，希望能為類似環(huán)境下的閘門安裝提供一點(diǎn)幫助。

[1]《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》（GB8564—2003）.

[2]趙海林，汪占云.尼爾基工程大型弧形閘門及啟閉機(jī)安裝.水力發(fā)電，2005，31（11）.

[3]曹 毅.水布埡防空洞超大型偏心鉸弧形閘門及啟閉機(jī)安裝.水工機(jī)械技術(shù)，2006.

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