閘門槽埋件安裝工藝的改良及應(yīng)用

□魏凱杰 王 杰

閘門門槽預(yù)埋工作是一個技術(shù)復(fù)雜的工作，其安裝精度和質(zhì)量直接影響后期的閘門工作的安全可靠性，預(yù)埋件通常包括底坎、主軌、反軌、門楣等，預(yù)埋精度都求控制在厘米級別，這與混凝土澆筑精度要求有著天壤之別。閘門預(yù)埋按施工工藝的不同，預(yù)埋方法通常分為一期澆筑安裝法和二期澆筑安裝法，一期澆筑預(yù)埋法安裝精度高、施工安全性好，但其準(zhǔn)備工作量大，費用高，通常適用于大型和特大型項目，對于一般工程仍普遍采用二期澆筑工藝法，但常規(guī)二期預(yù)埋法焊接調(diào)整工作量大，現(xiàn)就如何提高施工質(zhì)量和施工速度進行詳細闡述。

1.工程概況

帕圖卡Ⅲ水電站修建在洪都拉斯奧蘭喬省帕圖卡河上，電站總裝機容量為2×53MW，是一座兼顧發(fā)電、防洪和灌溉的綜合性水利工程，電站金屬結(jié)構(gòu)工程量大，根據(jù)設(shè)計施工圖，大壩工程設(shè)有5個弧門檢修閘門、5個表孔弧門、7個進水口攔污柵及配套清污機構(gòu)、2個進水口快速閘門及相應(yīng)檢修閘門、一個排沙孔工作門和相應(yīng)的檢修門，廠房尾水設(shè)有4個機組檢修閘門，電站每個閘門槽的尺寸高度均在22m以上，最高44m，全站共計36個閘門槽。

在施工期間由于各個工序之間的銜接問題，閘門槽的施工直接影響了項目的直線工期。為了加快施工速度，在確定安裝工藝時查閱了大量資料并進行了討論。一次性澆筑新工法，安裝速度快，但前期準(zhǔn)備工作量大，且價格相對昂貴，不適用于此項目；項目最終仍采用傳統(tǒng)二期澆筑工法，但對二期澆筑工法中預(yù)埋件的安裝進行了改良，保證了安裝精度，同時也提高了工作效率。

2.施工工藝及流程

2.1 施工工藝

傳統(tǒng)工法中多采用預(yù)埋插筋，在二期澆筑時將門槽焊接在預(yù)埋插筋中，此方法施工難度大，調(diào)節(jié)費時且精度不高，后來經(jīng)過演變將預(yù)埋插筋改為單螺母調(diào)節(jié)螺桿，減少了調(diào)節(jié)時間，但在精度調(diào)節(jié)方面仍不是太高，二期澆筑時容易出現(xiàn)變形。此時有技術(shù)人員提出了雙螺母調(diào)節(jié)工法,此法調(diào)節(jié)精度高調(diào)節(jié)速度，但工法中提到的雙螺母螺桿加工難度大且不易焊接，項目結(jié)合往期工程經(jīng)驗并據(jù)此對該工法進行了改良。

改進后的工法取消了螺桿底部的方形鋼板，將螺桿的樣式改為L型，這樣就直接省去了直螺桿底板鐵板鉆孔與焊接步驟，簡化了埋件的加工程序，改良后既保留了安裝調(diào)節(jié)速度快，調(diào)整精度高的特性，同時也方便后期螺桿與預(yù)埋鋼板的焊接，改良后的樣式及施工樣圖如圖1、2所示。

L型雙螺栓埋件技術(shù)安裝軌道與常規(guī)方法比，現(xiàn)場安裝工作量小、焊接工程量減半、質(zhì)量控制操作簡單，該工法可應(yīng)用到水利水電等工程閘門軌道埋件安裝，包括平板閘門、弧門、門機等軌道埋件安裝，同時可推廣應(yīng)用到需要精調(diào)的二期澆筑預(yù)埋件安裝的類似施工。

2.2 施工流程

施工前首先做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，成立各專業(yè)施工小組，包括埋件加工、測量、模板、澆筑等，各小組之間通過小組負責(zé)人進行聯(lián)絡(luò)溝通；施工時提前做好計劃安排，保證各工序之間的銜接。

在施工時對圖紙進行詳細審閱，確認設(shè)計無誤后開始準(zhǔn)備施工材料，并在施工前對施工人員進行技術(shù)交底。在進行一期混凝土澆筑施工期間，要做好二期澆筑準(zhǔn)備工作，包括埋件的加工及相關(guān)軌道防腐處理，待一期混凝土模板拆除后開始閘門軌道的安裝，安裝結(jié)束后進行二期混凝土的澆筑，整體安裝工藝流程如圖3所示。

3.注意事項

3.1 螺桿加工

根據(jù)設(shè)計圖紙加工所需螺桿長度，螺桿加工時注意末端焊接長度，要保證端部與預(yù)埋鋼板的接觸面積，同時注意端頭螺桿螺紋的長度。

3.2 軌道混凝土接合面處理

軌道埋入混凝土部分在出廠前已涂刷一層改性水泥基涂料用作臨時防腐，涂層厚度為500μm，在長期運輸及存儲過程中涂層表面容易出現(xiàn)氧化，在吊裝前應(yīng)打磨掉氧化層。

3.3 吊裝焊接

門槽吊裝前，先將L型雙螺母螺桿固定在門槽上，并根據(jù)設(shè)計圖紙預(yù)先調(diào)整好螺桿相應(yīng)長度。吊裝到位后選上中下3個部位用吊墜法對閘框進行粗調(diào)，調(diào)整包括垂直性及共面性，粗調(diào)精度控制在±5mm內(nèi)，調(diào)整好后將上中下3個部位螺桿焊接在預(yù)埋鋼板，然后進行下一步的精調(diào)。對于分段軌道安裝，上下段之間通過電焊固定，焊接后對接縫處進行打磨，在焊接檢查合格后進行焊接位置的防腐處理。

3.4 精調(diào)

埋件精調(diào)時采用經(jīng)緯儀或全站儀，調(diào)節(jié)范圍包括門槽垂直度、共面性、對門槽中心、進水孔中心等，調(diào)整時依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NB/T35045-2014《水電工程鋼閘門制造安裝及驗收規(guī)范》中的要求進行。

調(diào)整時仍先調(diào)上中下3個部位，調(diào)整好后將螺桿兩側(cè)螺母固定好，然后調(diào)整其他部位螺桿并焊接牢固，焊接時要保證焊接質(zhì)量并做好焊接后的復(fù)測工作，防止由于焊接變形引起公差變大。各軌道槽調(diào)整完畢后將兩側(cè)螺母點焊，防止?jié)仓r螺母松動。

圖1 原理樣圖

圖2 施工樣圖

圖3 工藝流程圖

表1 平板閘門主軌、反軌安裝檢查

表2 弧門側(cè)軌安裝檢查

3.5 二期澆筑復(fù)測

當(dāng)焊接調(diào)整完畢后開始二期混凝土澆筑工序，在澆筑過程中做好對重點部位的監(jiān)測工作，防止?jié)仓^程中受外力影響導(dǎo)致埋件變形。待二期模板拆除后進行復(fù)測，待整體澆筑完畢后，清理門槽內(nèi)雜物并對軌道安裝進行整體復(fù)測，做好檢測記錄。

3.6 試槽測試

在閘門正式擋水前，對門槽進行測試，檢驗閘門槽整體安裝質(zhì)量。試驗前應(yīng)先檢測閘門本體的靜平衡特性，靜平衡特性調(diào)整好后緩緩將閘門吊入軌道門槽內(nèi)，然后起落3次，起落過程中閘門應(yīng)起落自如且無卡阻。在閘門落到底部后用塞尺檢查密封條各部位間隙并調(diào)整，避免閘門密封局部間隙過大降低閘門整體封水性。

4.應(yīng)用效果

4.1 施工質(zhì)量

采用新安裝工藝，閘門門槽安裝精度和質(zhì)量得到了有效提升，根據(jù)實驗驗收數(shù)據(jù)，不管是弧門側(cè)軌還是平板門門槽主軌、反軌，各項數(shù)據(jù)均滿足并優(yōu)于設(shè)計要求，閘門試槽實驗期間閘門起落平滑，密封良好?，F(xiàn)場驗收數(shù)據(jù)如表1、2所示。

目前帕圖卡III水電站已正常蓄水，如圖4所示。在蓄水期間各閘門漏水量均表現(xiàn)優(yōu)異，這和閘門門槽的預(yù)埋工作有著直接聯(lián)系。

4.2 施工周期

采用L型雙螺栓預(yù)埋技術(shù)，在項目實施過程中有效縮短了施工工期，閘門預(yù)埋工作整體工期計劃比原計劃提前45天完成，節(jié)約工期約30%，緩解了項目直線工期壓力，為后續(xù)作業(yè)面施工創(chuàng)造了有利條件。

4.3 經(jīng)濟社會效益

美洲區(qū)域勞動力價格昂貴，普通作業(yè)人員與技術(shù)工人的工資薪酬相差數(shù)倍，由于采用新工藝，預(yù)埋工作降低了對人員技能操作要求，施工時普通作業(yè)人員即可完成相應(yīng)工作，由此可為項目節(jié)約數(shù)倍工資支出?？傮w結(jié)合縮短的施工周期和勞務(wù)人員工資，根據(jù)財會核算，采用L型雙螺母施工工藝可直接為項目帶來約173.8萬美元經(jīng)濟效益,這大大提高了項目的盈利能力，對工程有著重要意義。

5.結(jié)束語

L型雙螺母調(diào)節(jié)法在實際應(yīng)用中是成功的，該法的應(yīng)用縮短了施工時間，減少了埋件的加工成本，同時提高了調(diào)節(jié)精度，無形中降低了施工成本。此項工法操作性強、適用性高，工效高，工程進度和質(zhì)量均得到保障，可廣泛應(yīng)用于平板閘門、弧門、導(dǎo)軌等埋件安裝，此工法的廣泛應(yīng)用可進一步帶來更大的經(jīng)濟效益?？萍荚诓粩噙M步，未來隨著閘門軌道制造工藝的改進及一期澆筑新工法的廣泛應(yīng)用，在大中型規(guī)模項目應(yīng)用中會變得更加規(guī)?；同F(xiàn)代化，但L型雙螺母調(diào)節(jié)法在中小型項目中的應(yīng)用仍有很大優(yōu)勢。