底軸臥式景觀鋼壩安裝施工技術(shù)與應(yīng)用

熊 兵 曾 成

(浙江省疏浚工程有限公司，浙江 湖州 313000)

在我國水利水電工程建設(shè)中，水閘和橡膠壩被廣泛應(yīng)用于發(fā)電、灌溉、城市用水、景觀建設(shè)等領(lǐng)域，然而橡膠壩存在運(yùn)行管理復(fù)雜、安全性差、橡膠易老化等問題。目前，一種底軸臥式景觀鋼壩的設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，它具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性好、不易老化、事故率低等特點(diǎn)，但鋼壩橫向跨度大，施工精度高，同時(shí)也給安裝施工帶來一定的難度。筆者經(jīng)過科學(xué)論證，通過多機(jī)具組合整體吊裝，安裝開放式鉸座、激光對(duì)中儀復(fù)核等形式提升了鋼壩的安裝精度，提高了施工效率，節(jié)省了工期，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 工程概況

慈溪市中心城區(qū)防洪排澇工程(一期)Ⅱ標(biāo)段建設(shè)地點(diǎn)位于中心城區(qū)，Ⅱ標(biāo)段分別位于六灶江、五灶江、老一灶江、虞波江、滸山江、大塘。工程改建閘站一座(六灶江閘站，泵站設(shè)計(jì)流量10m3/s)，新建節(jié)制閘五座(五灶江閘、大塘江閘、老一灶江閘、虞波江閘、滸山江閘)，工程新建閘站內(nèi)容包括機(jī)電設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)安裝、綠化等。

2 技術(shù)特點(diǎn)

a.鋼壩設(shè)計(jì)較寬，有效減少閘墩數(shù)量，結(jié)構(gòu)簡單，降低土建投資，節(jié)約了施工成本。

b.閘門的安裝采用開放式鉸座，啟閉靈活，可任意角度(0°～90°范圍內(nèi))調(diào)節(jié)閘門，靈活性強(qiáng)，調(diào)控簡單方便。

c.閘門門葉豎立在底軸上完成拼裝、安裝作業(yè)，減少施工占地面積，減少施工設(shè)備的投入，加快了施工進(jìn)度[1]。

d.在工地現(xiàn)場安裝止水橡皮，以避免運(yùn)輸過程中損傷止水橡皮，確保了閘門水封裝置的密封性，止水效果良好。

e.采用多機(jī)具整體吊裝，提高了施工效率，加快了施工進(jìn)度，保證了施工的順利進(jìn)行。

f.鋼閘門表面除銹、除塵處理后進(jìn)行涂裝防腐處理，提高了材料的強(qiáng)度、加工性能及耐腐蝕性能，延長了閘門的使用年限。

g.采用激光對(duì)中儀進(jìn)行復(fù)核，確保鋼壩閘門軸座及防水套的基準(zhǔn)線對(duì)齊[2]，座心在一條線上、各座底在同一水平面內(nèi)，提高了閘門安裝精度。

3 技術(shù)流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 底軸臥式鋼壩安裝施工工藝流程

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 前期準(zhǔn)備

對(duì)土建復(fù)合要求：穿墻、啟閉機(jī)底座、鎖定、擱墩、鉸座、底止水埋件的錨筋數(shù)量、規(guī)格、預(yù)留長度符合圖紙要求；側(cè)墻大理石貼面按圖紙要求預(yù)留，待設(shè)備安裝完成后張貼大理石；復(fù)合高程、中心線及埋件尺寸位置。

首先安裝景觀鋼壩閘門底軸與支鉸座的結(jié)合體，底軸安裝工作結(jié)束后澆筑二期混凝土。在二期混凝土的強(qiáng)度及各鉸座中心孔同心度符合規(guī)定后將門葉與底軸進(jìn)行連接。

3.2.2 閘門埋件的安裝

閘門埋件采用二期混凝土埋設(shè)。埋件安裝的主要內(nèi)容有埋件就位、調(diào)整、固定、檢查、驗(yàn)收、接頭焊接、磨平、復(fù)測(cè)等。

a.閘門埋件的安裝符合施工安裝圖紙及GB/T 14173的有關(guān)規(guī)定。

b.按施工圖紙的要求和以下各項(xiàng)條款的規(guī)定，進(jìn)行埋件的安裝施工。

c.按施工圖紙尺寸要求，進(jìn)行埋件就位，并將其與一期混凝土中的錨板或預(yù)留錨栓焊接。禁止將加固材料直接焊接在水封座板及側(cè)軌、底檻等的工作面上。

d.使用相應(yīng)的不銹鋼焊條焊接埋件上所有不銹鋼材料的焊接接頭。

e.在埋件安裝和澆筑二期混凝土后仔細(xì)打磨埋件所有工作面上的連接焊縫。

f.清除干凈埋件范圍內(nèi)會(huì)影響閘門安全運(yùn)行的外露物，并復(fù)測(cè)埋件的最終安裝精度，將數(shù)據(jù)報(bào)監(jiān)理人。

g.按制造廠技術(shù)說明書的規(guī)定，對(duì)埋件外露表面進(jìn)行防腐處理。

3.2.3 底軸安裝

a.景觀壩閘門底軸安裝工藝流程為：放線復(fù)測(cè)→臨時(shí)支撐準(zhǔn)備→底軸吊裝排布對(duì)號(hào)→底軸、鉸座固定→底軸調(diào)整鋼筋加固→二期混凝土澆筑→ 混凝土達(dá)到強(qiáng)度→底軸轉(zhuǎn)動(dòng)焊接 →底軸驗(yàn)收。

b.底轉(zhuǎn)軸吊裝至預(yù)定位置，按序號(hào)逐件調(diào)整底轉(zhuǎn)軸高程、位置、直線度，控制底轉(zhuǎn)軸對(duì)接焊縫間隙；高程差控制在±3mm，直線度差控制在±3mm。

c.對(duì)底軸及埋件進(jìn)行固定，驗(yàn)收合格后澆筑二期混凝土。

d.底軸達(dá)到強(qiáng)度后現(xiàn)場施焊，采用實(shí)芯焊絲由送絲機(jī)均勻送抵焊接部位，CO2氣體保護(hù)，對(duì)底軸環(huán)形焊縫進(jìn)行有效保護(hù)焊接。

e.底軸焊接完成，由驗(yàn)收公司專職人員對(duì)底軸環(huán)形焊縫檢查合格(一級(jí)焊縫要求)后轉(zhuǎn)下道工序。

3.2.4 閘門門葉的安裝

a.景觀壩閘門門葉安裝流程為：支撐準(zhǔn)備→門葉排布對(duì)號(hào)→對(duì)孔門臨時(shí)固定→門葉焊接→探傷檢測(cè)→水封安裝→整體驗(yàn)收。

b.閘門門葉安裝措施。門葉分單元運(yùn)抵安裝現(xiàn)場并經(jīng)檢查合格后，將各單元構(gòu)件擺放在平臺(tái)上，并按制造廠內(nèi)預(yù)組裝解體后所做的標(biāo)記進(jìn)行對(duì)號(hào)，檢查其各項(xiàng)尺寸是否符合設(shè)計(jì)圖紙及標(biāo)準(zhǔn)要求。

c.閘門門葉的安裝。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，以閘門孔口中心基準(zhǔn)點(diǎn)為基準(zhǔn)，復(fù)測(cè)底橫軸支鉸中心線，底坎里程、高程，側(cè)埋件的曲率半徑中心線及孔口距離。

門葉單元運(yùn)到位后，測(cè)量閘門的對(duì)角線扭曲等，然后用起吊設(shè)備把閘門和支臂吊至底軸并用支架固定，在底軸安裝面焊接固定，過程中按閘門安裝線控制閘門里程，門葉安裝高程度允許偏差為±5.0mm[3]。

3.2.5 水封安裝

止水橡皮安裝時(shí)，需將橡皮按需要長度黏結(jié)后，再與止水壓板一起配鉆螺栓孔。止水橡皮的螺孔位置須與門葉及止水壓板上的螺孔位置一一對(duì)應(yīng)，孔徑比螺栓直徑小1.0mm，采用旋轉(zhuǎn)法加工，當(dāng)均勻擰緊螺栓后，止水橡皮自由表面須高于其端部8.0mm。止水橡皮不得盤折存放，確保表面光滑平直，止水橡皮接頭按圖紙要求進(jìn)行黏結(jié)，膠合接頭處不得出現(xiàn)錯(cuò)位、疏松和凹凸不平現(xiàn)象[4]。

景觀壩閘門安裝后，拆除臨時(shí)焊件，修整焊縫，清除門葉和埋件表面雜物，并在各轉(zhuǎn)動(dòng)部位灌注潤滑脂。應(yīng)經(jīng)監(jiān)理檢查合格后，按規(guī)定涂裝修補(bǔ)。

3.2.6 閘門試驗(yàn)

閘門安裝完畢，進(jìn)行以下項(xiàng)目的試驗(yàn)和檢查：

a.無水情況下全行程啟閉試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)清水沖淋潤滑止水橡皮與止水座板的接觸面，防損壞水封橡皮。

b.檢查支鉸、底軸等轉(zhuǎn)動(dòng)部位的情況，做到啟閉過程平穩(wěn)無卡阻，閘門兩側(cè)同步，拉桿裝置無異常，水封橡皮無損傷。

c.動(dòng)水啟閉試驗(yàn)。試驗(yàn)水頭盡量接近設(shè)計(jì)操作水頭，根據(jù)施工圖樣要求及DL/T5018中有關(guān)規(guī)定和現(xiàn)場條件，經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)后實(shí)施。

d.局部開啟試驗(yàn)。根據(jù)施工圖紙規(guī)定和試驗(yàn)大綱進(jìn)行局部開啟試驗(yàn)，檢查過程中拐臂、底軸、支鉸等轉(zhuǎn)動(dòng)部位的轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，有無噪聲，拉桿裝置、水封密封等是否有異常，閘門整體是否有振動(dòng)等。

e.全程啟閉試驗(yàn)。局部試驗(yàn)后無異常情況后進(jìn)行全程啟閉試驗(yàn)，檢查閘門啟閉過程中各轉(zhuǎn)動(dòng)部位是否靈活無卡阻，有無噪聲及閘門整體的振動(dòng)情況。

3.2.7 液壓啟閉機(jī)安裝方案

a.主要安裝部件。主要安裝部件有集成式液壓啟閉機(jī)缸體、支撐鉸座、行程限位裝置和基礎(chǔ)埋件等，在安裝時(shí)按施工圖紙和制造廠技術(shù)說明書進(jìn)行安裝、調(diào)試和試運(yùn)行。

b.油缸支承機(jī)架的安裝技術(shù)要求。油缸支承機(jī)架的安裝偏差符合施工圖紙的規(guī)定。安裝前對(duì)埋件位置、尺寸、基礎(chǔ)強(qiáng)度等進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保支承機(jī)架位置、高度符合設(shè)計(jì)圖紙要求。允許偏差：中心線±5.0mm；高程：±5.0mm。檢測(cè)方式：使用水準(zhǔn)儀、拉線。

4 效益分析

a.采用本技術(shù)，施工簡單、方便，有效減少閘墩數(shù)量，減少混凝土使用量，從而使施工成本大大降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著?？组l墩的數(shù)量的減少增大了河道過流量，減少了對(duì)河道生態(tài)環(huán)境的影響。

b.景觀式鋼壩結(jié)構(gòu)簡單、便于控制、投資成本低、性能可靠，避免了振動(dòng)對(duì)壩體帶來的巨大破壞，適應(yīng)各種水流環(huán)境，提高了壩體的安全性能。

c.閘門結(jié)構(gòu)更加合理，風(fēng)帆式門型使上游水對(duì)閘門的側(cè)壓力部分轉(zhuǎn)化為對(duì)閘門向下的壓力，提高了閘門的穩(wěn)定性，造型美觀；采用開放式鉸座結(jié)構(gòu)有效解決了閘門基礎(chǔ)不均勻沉降對(duì)閘門使用的影響，減少了維修費(fèi)用，實(shí)用性更強(qiáng)、美觀性更好，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。