水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)制作安裝細(xì)節(jié)質(zhì)量控制

遲曉平 彭小明

摘要：為了提高水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)制作安裝質(zhì)量，從平面閘門底部邊梁與面板平面度控制、閘門自由狀態(tài)下透光檢查、雙向門機(jī)門形架拼裝、固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)中心臨時(shí)調(diào)整、電氣設(shè)備試驗(yàn)等5個(gè)方面對(duì)制作與安裝細(xì)節(jié)控制方法進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：在制作與安裝過(guò)程中注重細(xì)節(jié)質(zhì)量控制，可以有效提高水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)安裝的質(zhì)量，并延長(zhǎng)金屬結(jié)構(gòu)的使用壽命。研究成果可為相關(guān)制作與安裝單位提供參考。

關(guān)鍵詞：水利水電工程； 金屬結(jié)構(gòu)； 制作安裝； 細(xì)節(jié)控制； 夾巖水利樞紐工程

中圖法分類號(hào)：TV547.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2023.S2.007

文章編號(hào)：1006-0081（2023）S2-0024-03

0 引 言

水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)制作安裝的設(shè)備主要包括閘門（平板門、弧形閘門等）、攔污柵、壓力鋼管、液壓?jiǎn)㈤]機(jī)、固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)、移動(dòng)式門機(jī)等，是擋水、泄水、引水建筑物的重要組成部分，其施工質(zhì)量直接影響水利水電工程的安全運(yùn)行。鋼板厚度、涂層厚度、焊縫內(nèi)部質(zhì)量等是金屬結(jié)構(gòu)制作安裝實(shí)體質(zhì)量檢測(cè)的重點(diǎn)［1］。

但是，對(duì)細(xì)節(jié)質(zhì)量控制的不足，易導(dǎo)致水利水電金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備制作安裝質(zhì)量在后期調(diào)試、運(yùn)行時(shí)達(dá)不到相關(guān)要求，造成一定質(zhì)量與安全隱患。

為了更好地把控水利水電金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備工程安全與質(zhì)量，本文分析了水利水電金屬結(jié)構(gòu)制作安裝過(guò)程中易忽視但又對(duì)工程質(zhì)量或使用壽命影響較大的5個(gè)質(zhì)量控制細(xì)節(jié)問(wèn)題，有助于加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制。

1 平面閘門底部邊梁與面板平面度控制

國(guó)內(nèi)大多數(shù)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的平面閘門左右兩側(cè)邊梁腹板及翼緣板底緣比門葉面板高約5 mm。因邊梁腹板及翼緣板底緣是整個(gè)閘門在側(cè)底檻上的支撐，既要保證平面閘門工作時(shí)豎直、平穩(wěn)地安放在底檻上，又要確保安裝在門葉面板下方的底水封有5 mm 左右的有效壓縮量以使閘門側(cè)止水、頂止水與止水座板貼合嚴(yán)實(shí)，達(dá)到最佳止水效果。如果平面閘門在制作過(guò)程中沒有按此尺寸嚴(yán)格控制，大于5 mm較多，則會(huì)導(dǎo)致底止水水封因壓縮量不足而造成封水不嚴(yán)，出現(xiàn)底水封漏水的現(xiàn)象；如果小于5 mm 較多，則會(huì)造成底水封因過(guò)度壓縮而造成平面閘門在豎直方向無(wú)法保證垂直度，使其朝來(lái)水方向傾斜，進(jìn)而當(dāng)蓄水初期的水壓無(wú)法使閘門側(cè)止水與止水座板貼合嚴(yán)密時(shí)，側(cè)水封及頂水封處均會(huì)出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

部分水利水電金屬結(jié)構(gòu)項(xiàng)目的廠家因未注意此細(xì)節(jié)的質(zhì)量控制，制作的平面閘門底部邊梁與門葉面板在調(diào)試漏光檢查過(guò)程中達(dá)不到相關(guān)規(guī)范要求，而需返工處理。對(duì)此，建議注意2個(gè)細(xì)節(jié)：① 保證邊梁下底緣與面板的垂直度，如不垂直，閘門安放到底檻上同樣會(huì)傾斜，使止水貼合面出現(xiàn)間隙；② 側(cè)底檻安裝精度應(yīng)與工作段底檻一致，按規(guī)范要求保證2 mm的平面度，因部分施工人員認(rèn)為側(cè)底檻不參與止水，此細(xì)節(jié)易被忽略。如上所述，邊梁底緣作為整個(gè)閘門的支撐安放在側(cè)底檻上，如側(cè)底檻平面度不滿足要求，閘門則會(huì)傾斜。

2 閘門自由狀態(tài)下透光檢查

根據(jù)NB/T 35045-2014《水電工程鋼閘門制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱“規(guī)范”）的要求，門槽不銹鋼止水座板及門葉水封平面度均要求不超過(guò)±2 mm，如果某一段的安裝偏差同時(shí)為負(fù)，則該段存在最大4 mm的間隙。閘門安裝完成后進(jìn)行透光檢查是有效檢查閘門水封安裝質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范第8.5.4條規(guī)定：閘門全部處于工作部位后，應(yīng)用燈光或其他方法檢查橡膠水封的壓縮程度，不應(yīng)有透亮或間隙。規(guī)范沒有明確規(guī)定透光檢查應(yīng)在自由狀態(tài)還是模擬水壓狀態(tài)進(jìn)行。大多數(shù)項(xiàng)目中，安裝單位技術(shù)人員都以此為由，用千斤頂或楔子板模擬水壓進(jìn)行透光檢查驗(yàn)收，閘門在后續(xù)的運(yùn)行過(guò)程中止水效果較好［2］。但是在蓄水過(guò)程中，水壓未達(dá)到設(shè)計(jì)壓力前，易存在漏水的現(xiàn)象。建議盡可能在自由狀態(tài)下進(jìn)行透光檢查，且不應(yīng)存在局部過(guò)大的透光現(xiàn)象，以最大程度確保閘門的止水效果；尤其對(duì)于水電站的尾水檢修閘門，其透光檢查應(yīng)在自由狀態(tài)下進(jìn)行。

水壓止水的閘門設(shè)計(jì)的門槽主反軌凈距比水封與反向支撐寬度（及門葉厚度）大20 mm，以避免安裝偏差或水壓等造成閘門卡阻。進(jìn)行透光檢查時(shí)，閘門整體朝來(lái)水方向傾斜，部分施工人員對(duì)其反向支撐進(jìn)行加高處理，以應(yīng)對(duì)透光檢查，但這與設(shè)計(jì)預(yù)留20 mm的目的相違背，易導(dǎo)致后續(xù)閘門調(diào)試及運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生卡阻等故障。

此外，引水發(fā)電取水口設(shè)計(jì)為液壓?jiǎn)㈤]的快速閘門，有機(jī)架、拉桿、液壓桿，閘門拼裝、水封及附件安裝完成并驗(yàn)收合格后，應(yīng)預(yù)先用檢修門機(jī)（或汽車吊）進(jìn)行入槽試驗(yàn)及透光檢查，以便檢查不合格時(shí)可以快速提出閘門進(jìn)行處理。如果將機(jī)架及液壓桿安裝完成、拉桿與閘門連接好后，待試槽時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格再拆除，將花費(fèi)數(shù)倍的時(shí)間返工。因此，此細(xì)節(jié)也應(yīng)引起安裝單位及監(jiān)理人員的高度重視，避免不必要的返工。

3 雙向門機(jī)門形架拼裝

水利工程雙向門機(jī)一般布置于大壩及引水發(fā)電洞取水進(jìn)口，以便于進(jìn)水口檢修閘門、快速閘門及液壓?jiǎn)㈤]設(shè)備（如拉桿、液壓桿、機(jī)架等）的安裝和檢修，其實(shí)際也兼用于清污機(jī)工作平臺(tái)、進(jìn)水口攔污柵檢修提升及臨時(shí)設(shè)備的吊運(yùn)等工作。因安裝施工多為露天高空作業(yè)，且安裝場(chǎng)地門槽孔、攔污柵孔、進(jìn)人孔、通氣孔等孔洞密集，為盡量減少高空作業(yè)、降低安全風(fēng)險(xiǎn)，按照制定的安裝方案，在地面盡量完成擴(kuò)大單元組裝，即先組裝運(yùn)行機(jī)構(gòu)及下橫梁，再整體拼裝門腿及中橫梁，吊裝到下橫梁上后，進(jìn)行螺栓連接并完成臨時(shí)加固，最后吊裝上部平臺(tái)并與門腿焊接，完成門機(jī)框架組裝。門機(jī)安裝過(guò)程中應(yīng)重視以下3個(gè)細(xì)節(jié)。

（1） 控制門腿與中橫梁的組裝變形。門機(jī)上下游側(cè)門腿與中橫梁在地面用連接板、高強(qiáng)螺栓連接，拼裝完成后成“H”形進(jìn)行整體吊裝。為減少“H”形門腿變形，組裝過(guò)程中應(yīng)注意：① 連接板螺栓孔應(yīng)采用橄欖銷進(jìn)行精確定位，從中間向四周進(jìn)行施擰，施擰過(guò)程中對(duì)“H”形門腿上、下開襠尺寸及扭曲進(jìn)行監(jiān)測(cè)，施擰合格后，應(yīng)在吊裝前對(duì)“H”形門腿進(jìn)行最終檢查；② 過(guò)程中，不得通過(guò)機(jī)械強(qiáng)制拉伸、強(qiáng)行砸螺桿穿入、擴(kuò)孔等方式進(jìn)行螺栓施擰；③ “H”形門腿現(xiàn)場(chǎng)組裝需搭設(shè)平臺(tái)，離地面預(yù)留緊固高強(qiáng)螺栓的操作空間，平臺(tái)水平度盡量控制在2 mm內(nèi)，以控制門腿扭曲，螺栓緊固過(guò)程中對(duì)“H”形門腿門上、下開襠尺寸及扭曲進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)尺寸不符合要求應(yīng)返工處理。

（2） 力矩扳手緊固高強(qiáng)螺栓。規(guī)范第4.9.4條及4.9.5條明確規(guī)定：高強(qiáng)螺栓連接范圍內(nèi)，構(gòu)件接觸面的抗滑移系數(shù)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)和復(fù)驗(yàn)；高強(qiáng)螺栓安裝時(shí)，應(yīng)使用力矩扳手，分別進(jìn)行初擰和終擰。然而，實(shí)際施工過(guò)程中往往會(huì)忽略這兩個(gè)細(xì)節(jié)。這兩個(gè)細(xì)節(jié)有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，抗滑移系數(shù)不作測(cè)試，相應(yīng)的高強(qiáng)螺栓擰緊力矩也無(wú)法計(jì)算。即使廠家、設(shè)計(jì)或規(guī)范給定擰緊力矩，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員如果不按規(guī)范規(guī)定的程序用力矩扳手進(jìn)行初擰、終擰，而是采用榔頭敲擊的方式擰緊，安裝完成后，短期內(nèi)從表面看，門機(jī)質(zhì)量安全未受影響，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，可能出現(xiàn)如下問(wèn)題：① 若擰緊力矩小于規(guī)范或設(shè)計(jì)給定值，連接板的摩擦力、抗剪力達(dá)不到規(guī)范要求，門機(jī)存在安全隱患；② 若擰緊力矩大于規(guī)范或設(shè)計(jì)給定值，螺栓則會(huì)提前疲勞，影響門機(jī)使用壽命。

（3） 上部平臺(tái)與門腿組合焊縫探傷。根據(jù)規(guī)范第4.7.3條，門腿與上部平臺(tái)連接的組合縫焊縫為二類焊縫，應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)。門機(jī)現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫僅此部位為二類焊縫，其余均為三類焊縫。該部位是門機(jī)上部平臺(tái)、小車及所有吊裝設(shè)備重量傳遞給門腿及軌道的重要位置，承受重力及剪切力，焊縫又是受力的薄弱環(huán)節(jié)，如果此位置焊縫質(zhì)量不合格，將影響門機(jī)的安全運(yùn)行。因此，這個(gè)部位焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)需引起安裝單位的高度重視。

4 固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)中心臨時(shí)調(diào)整

為方便閘門安裝時(shí)進(jìn)行吊裝，固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)安裝方案一般均按照先啟閉機(jī)后閘門的順序進(jìn)行。因卷筒、鋼絲繩、動(dòng)滑輪以及閘門中心線存在累計(jì)誤差，小型啟閉機(jī)臨時(shí)固定，需后續(xù)根據(jù)閘門對(duì)門槽的實(shí)際位置調(diào)整啟閉機(jī)安裝位置。但是，分體運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)組裝的大型啟閉機(jī)質(zhì)量重、體積大，如組裝完成后再進(jìn)行調(diào)整，難度較大。通常在運(yùn)輸?shù)跹b完成后，一并調(diào)整中心至合格后進(jìn)行焊接固定。建議通過(guò)機(jī)架下方墊實(shí)心滾筒、并在四周焊接擋塊方式對(duì)這類大型啟閉機(jī)進(jìn)行臨時(shí)固定，以便后續(xù)根據(jù)閘門對(duì)門槽中心進(jìn)行調(diào)整。

5 電氣設(shè)備試驗(yàn)

規(guī)范第5.3.2條規(guī)定：接電試驗(yàn)前應(yīng)檢查全部接線并符合圖樣規(guī)定，線路的絕緣電阻應(yīng)大于0.5 MΩ，電動(dòng)機(jī)三相電流不平衡度不超過(guò)10%。

這兩項(xiàng)試驗(yàn)較簡(jiǎn)單，用萬(wàn)用表測(cè)量即可，但金屬結(jié)構(gòu)安裝施工人員往往容易忽視此簡(jiǎn)單操作，如果因此導(dǎo)致電機(jī)或線路出現(xiàn)短路，通電后會(huì)引發(fā)電機(jī)等設(shè)備爆炸的嚴(yán)重后果。

6 結(jié) 語(yǔ)

按規(guī)范進(jìn)行水利工程金屬結(jié)構(gòu)制作安裝工程的施工是工程安全運(yùn)行的基本保證，如沒有重視施工細(xì)節(jié)，輕則返工，重則導(dǎo)致閘門漏水或影響結(jié)構(gòu)使用壽命。因此，加強(qiáng)水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)制作及安裝工程細(xì)節(jié)控制，與主控項(xiàng)目質(zhì)量控制具有同等重要的作用和意義。

參考文獻(xiàn)：

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［2］ 袁博，姚磊.水利工程中平面鋼閘門制造質(zhì)量的檢測(cè)方法［J］.工業(yè)C，2015（48）：109.