淺談大型縱向分縫式弧門快速安裝工藝

謝曉容，史永軒

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

大藤峽水利樞紐黔江主壩泄水閘閘門的安裝采用縱向分縫結(jié)構(gòu)的潛孔閘門，其安裝工藝復(fù)雜，施工難度大，工期緊張，安裝環(huán)境復(fù)雜[1，2]。必須要對(duì)潛孔式弧形工作閘門的安裝質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)合理的控制，對(duì)水庫(kù)潛孔式弧形泄洪沖沙閘的安裝工藝、安裝流程的質(zhì)量控制重點(diǎn)進(jìn)行全面的分析[3],總結(jié)在實(shí)際安裝過(guò)程中的主要問(wèn)題并且提出相應(yīng)的解決方案。根據(jù)文獻(xiàn)[4，5]方法充分利用現(xiàn)有的土建設(shè)備,克服安裝施工場(chǎng)地狹窄,道路運(yùn)輸通道少,氣候惡劣等困難,配合架橋機(jī)快速完成弧門的安裝,縮短了近一半的安裝工期,保障了發(fā)電目標(biāo),并取得了較大經(jīng)濟(jì)效益。成功地解決了弧門制作的難題,同時(shí)為今后類似水電工程采用該類型弧門提供了充分的技術(shù)保證[6]?；谔岢龃笮涂v向分縫式弧門快速安裝工藝，通過(guò)工藝分析，了解縱向分縫閘門的安裝特點(diǎn)和質(zhì)量控制要點(diǎn)，從而進(jìn)行施工設(shè)備選型，優(yōu)化工藝，合理安排施工。

1 工程概述

大藤峽水利樞紐工程位于珠江流域西江水系的黔江河段末端[7]，壩址在廣西桂平市黔江彩虹橋上游6.6 km處，地理坐標(biāo)為東經(jīng)110°01′，北緯23°28′，是紅水河梯級(jí)規(guī)劃中最后一個(gè)梯級(jí)。大藤峽水利樞紐是一座以防洪、航運(yùn)、發(fā)電、補(bǔ)水壓咸、灌溉等綜合利用的流域關(guān)鍵性工程。水庫(kù)正常蓄水位61.00 m，汛限水位47.60 m，死水位47.60 m，總庫(kù)容34.79×108 m3，總裝機(jī)容量1 600 MW，工程規(guī)模為Ⅰ等工程[8]。

左岸泄水閘布置在碾壓混凝土縱向圍堰壩段左側(cè)，樁號(hào)為0+600.50 ～0+943.80 m，布置1個(gè)高孔和20個(gè)低孔，壩段長(zhǎng)343.30 m。低孔順?biāo)鞣较蛞来卧O(shè)事故檢修門，弧形工作閘門，浮箱式檢修閘門，工作門選用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)操作[9,10]，上游事故檢修門由壩頂雙向門機(jī)操作。低孔閘墩頂部上游布置有交通橋及門機(jī)軌道橋，總寬度31.5 m，下游布置電纜溝橋?；￠T支鉸的支撐結(jié)構(gòu)采用鋼梁，弧門支鉸高程47.00 m。

表1 主要構(gòu)件統(tǒng)計(jì)表

2 弧門特點(diǎn)

低孔弧形工作門孔口性質(zhì)為潛孔式，孔口寬度為9 m，閘門高度為18 m，設(shè)計(jì)水頭39 m，總水壓力為58 837 kN。閘門結(jié)構(gòu)為焊接結(jié)構(gòu)，閘門材質(zhì)為Q345B，操作方式采用動(dòng)水啟閉。采用縱向分縫結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)邊門葉一個(gè)中門葉組成，中間門葉分上下兩節(jié)及橫梁結(jié)構(gòu)，支臂采用三支臂結(jié)構(gòu)。弧門因其結(jié)構(gòu)尺寸大，弧門由廠家制作并組拼完成后，解體運(yùn)輸?shù)焦さ?。解體后運(yùn)輸尺寸見(jiàn)表1。

3 弧門安裝特點(diǎn)及難點(diǎn)

泄水閘低孔工作閘門安裝主要存在如下特點(diǎn)及難點(diǎn)。

（1）支鉸座連接鋼梁為倒懸傾斜布置，鋼梁?jiǎn)为?dú)安裝，與支鉸座螺栓連接，安裝精度要求高，調(diào)整難度大。

（2）支鉸結(jié)構(gòu)為倒懸傾斜布置，安裝吊裝就位難度大，兩支鉸同軸度精度要求高，調(diào)整難度大。

（3）門葉結(jié)構(gòu)為豎向分節(jié)形式，各節(jié)門葉在吊裝就位、安裝調(diào)整難度大。

（4）弧門采用雙油缸啟閉，雙油缸支座安裝精度高，控制難度大；啟閉機(jī)油缸布置在孔壁，處于懸空位置。吊裝、安裝難度增大，不安全因素多。

4 安裝工藝流程

因大藤峽工期緊、任務(wù)重。為保證合同工期，弧門安裝先進(jìn)行支承鋼梁的安裝，鋼梁安裝完畢后土建澆筑三期砼及錨索預(yù)應(yīng)力張拉，鋼梁安裝盡量不占工期。再進(jìn)行門葉支鉸裝置的安裝，最后進(jìn)行門葉、支臂安裝。同時(shí)為保證經(jīng)濟(jì)合理，如何進(jìn)行設(shè)備選型、工序銜接是需要著重分析的。

依據(jù)低孔弧形工作閘門工藝特點(diǎn)分析，低孔弧形工作門安裝流程（不含鋼梁安裝）見(jiàn)圖1。

圖1 低孔弧形工作門安裝流程圖

5 主要安裝技術(shù)措施

5.1 設(shè)備布置

考慮大藤峽門節(jié)分塊特殊，且尺寸大，工期緊等特點(diǎn)?；￠T主要構(gòu)件安裝采用2臺(tái)架橋機(jī)配合進(jìn)行門葉的安裝。架橋機(jī)選用1臺(tái)200-40 t和1臺(tái)120-30 t，長(zhǎng)度能滿足覆蓋至少4個(gè)工作面的要求，保證能夠同時(shí)開(kāi)展2～4孔弧門安裝。

5.2 設(shè)備運(yùn)輸、吊裝

結(jié)合弧形閘門結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，單件重量、外形尺寸、工期要求?；⌒伍T安裝的運(yùn)輸、吊裝手段如下：

5.2.1 運(yùn)輸設(shè)備

結(jié)合弧形門主要構(gòu)件的重量及尺寸，弧形門邊門葉采用100 t平板車進(jìn)行運(yùn)輸，支臂、油缸等采用60 t平板車進(jìn)行運(yùn)輸，其它小件采用13 t貨車進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，支承鋼梁采用250 t平板拖車進(jìn)行運(yùn)輸。

5.2.2 運(yùn)輸線路

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際及設(shè)備到貨情況，設(shè)備從金屬結(jié)構(gòu)堆放場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)到泄水閘下游側(cè)的路線規(guī)劃如下：從堆放場(chǎng)通過(guò)電站進(jìn)場(chǎng)路，經(jīng)過(guò)拌合樓門前的大包圍路線進(jìn)入基坑，通過(guò)消力池內(nèi)布置道路，將設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)到相應(yīng)壩段的流道內(nèi)，然后采用頂部布置的架橋機(jī)進(jìn)行卸車和吊裝。詳見(jiàn)圖2。

圖2 設(shè)備運(yùn)輸線路圖

5.2.3 設(shè)備吊裝

結(jié)合各構(gòu)件重量及尺寸，現(xiàn)場(chǎng)吊裝作業(yè)時(shí)間空間限制?，F(xiàn)場(chǎng)吊裝作業(yè)設(shè)備選型如下：弧形閘門門葉、支臂、支鉸及油缸等安裝選用一臺(tái)200-40 t架橋機(jī)與1臺(tái)120-30 t架橋機(jī)進(jìn)行?；⌒伍T葉和支臂吊裝就位時(shí)，采用兩臺(tái)架橋機(jī)進(jìn)行臺(tái)吊就位。

5.2.4 吊具選用

結(jié)合各構(gòu)件重量及尺寸，弧門大件裝卸車最重件為89.24 t，考慮門葉較多，為減少現(xiàn)場(chǎng)門葉吊裝、翻身、就位吊耳焊接的工程量，加快弧門安裝進(jìn)度?，F(xiàn)場(chǎng)巧妙利用門葉與支臂組合面螺栓孔，利用三維模型，查找單扇門葉中心點(diǎn)，設(shè)計(jì)專用吊具。通過(guò)吊具設(shè)計(jì)，當(dāng)門葉轉(zhuǎn)運(yùn)到孔口后，采用2臺(tái)架橋機(jī)抬吊，可以隨意控制門葉吊裝角度，實(shí)現(xiàn)卸車、翻身、就位一步到位。確保吊裝安全高效。吊具形狀及安裝方法見(jiàn)圖3、圖4。

圖3 吊具形狀

圖4 吊具裝配

5.3 支鉸安裝

將弧門支鉸裝置運(yùn)至閘墩下游側(cè)流道平臺(tái)，利用JQJ30-120 t架橋機(jī)卸車及吊至安裝位置。根據(jù)底檻上的基準(zhǔn)點(diǎn)，利用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀或全站儀精確測(cè)定支鉸座實(shí)際中心線與樣點(diǎn)中心線的誤差，控制兩鉸座軸孔的同心度不大于1.0 mm，鉸座中心對(duì)孔口中心線的距離偏差控制在±1.5 mm，鉸座里程偏差控制在±2.0 mm，高程偏差控制在±2.0 mm。

5.4 門葉安裝

因弧門采用縱向分縫，為保證弧門就位安全可靠，便于加固，同時(shí)能加快安裝進(jìn)度，減少工序直線搭接工期。門葉安裝采用在門槽上焊接三角支撐和底檻設(shè)置擋塊的方式進(jìn)行。具體布置方式見(jiàn)圖5。

圖5 構(gòu)件布置圖

通過(guò)設(shè)置型鋼支撐，不但有效解決了門葉縱向分縫安裝就位的難題，同時(shí)可以快速將門葉吊裝就位，轉(zhuǎn)入調(diào)整工序，減少架橋機(jī)施工時(shí)間，提高架橋機(jī)利用效率，達(dá)到了快速安裝的目的。

5.5 支臂安裝

支鉸裝置驗(yàn)收合格，同時(shí)將下支臂裝運(yùn)至JQJ30-120 t架橋機(jī)底部，利用架橋機(jī)卸車，將下支臂連接固定并吊至安裝位置，并用手拉葫蘆、拉碼等與支承鋼梁連接，調(diào)整褲衩的角度，使下支臂前端板與門葉主梁端板相連接，并保持一定的間隙，方便后續(xù)支臂與門葉的安裝。

下支臂臨時(shí)加固好后，依次吊裝中、上支臂，并將其調(diào)至相應(yīng)的位置，再將門葉與各節(jié)支臂相連，測(cè)量支臂前端板與門葉主梁端板結(jié)合面的間隙，并檢查門葉、支臂尺寸，符合圖紙及規(guī)范后，再進(jìn)行下道焊接工序。下支臂臨時(shí)支撐加固采取直徑300 mm的鋼管，上部焊接500 mm×500 mm鋼板增大支承受力面積，然后下部與底坎下游鋼襯定位焊接固定，上部稍低于支臂前端板以便調(diào)整下支臂到位。

5.6 調(diào)整焊接

弧門安裝現(xiàn)場(chǎng)焊縫采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊及手工電孤焊組合方式進(jìn)行焊接。焊縫組對(duì)前，焊縫坡口面及坡口兩側(cè)各10 mm～20 mm范圍內(nèi)的毛剌、鐵銹、氧化皮、油污等應(yīng)用角向磨光機(jī)清除干凈，直至露出金屬光澤；焊縫對(duì)縫以外壁對(duì)齊為準(zhǔn)，弧門面板對(duì)接縫以外緣對(duì)齊為準(zhǔn)，允許錯(cuò)縫量≤2 mm；焊縫坡口應(yīng)固定，當(dāng)焊縫局部組對(duì)間隙超過(guò)5 mm，允許作堆焊處理，堆焊要求如下：

A、嚴(yán)禁填充異物；

B、堆焊后應(yīng)達(dá)到規(guī)定的組對(duì)間隙，并修磨平整，保持原坡口形式。

5.7 水封安裝

水封裝置在門槽內(nèi)安裝，利用專用工具（過(guò)眼沖等）對(duì)水封橡皮沖眼。水封安裝工作在液壓?jiǎn)㈤]機(jī)聯(lián)門調(diào)試完成后進(jìn)行，由啟閉機(jī)將門葉提升至最大開(kāi)度后安裝止水橡皮。

水封橡皮應(yīng)先在止水壓板接頭部位開(kāi)始穿入螺栓，并分幾次逐步擰緊。

6 結(jié)論

大藤峽20孔低孔弧形工作門，通過(guò)合理選擇吊裝設(shè)備，研究專用支撐方式，有效的解決了閘門縱向分縫大型門葉就位固定的技術(shù)難題。通過(guò)設(shè)計(jì)專用吊具，成功實(shí)現(xiàn)門葉卸車、翻身、就位一步到位，加快了門葉的吊裝就位，節(jié)約了吊裝設(shè)備的時(shí)間，為工期提供保障。同時(shí)吊具具有可重復(fù)利用的優(yōu)點(diǎn)，也大大節(jié)約了成本，達(dá)到提質(zhì)增效的目的。本文通過(guò)對(duì)大型縱向分縫弧門安裝工藝進(jìn)行剖析，對(duì)過(guò)程中設(shè)備選型，吊具設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹，為后續(xù)同類型設(shè)備安裝提供參考借鑒經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到資源共享，學(xué)術(shù)共鳴的目的。