浅论糯扎渡水电站超大型弧门安装技术

2016-12-28肖天鹏中国水利水电第七工程局有限公司四川成都610000

低碳世界 2016年5期

关键词：弧门支臂水封

肖天鹏（中国水利水电第七工程局有限公司，四川成都610000）

浅论糯扎渡水电站超大型弧门安装技术

肖天鹏（中国水利水电第七工程局有限公司，四川成都610000）

本文以云南省糯扎渡水电站的超大型弧门安装施工为例，介绍了其在施工干扰大、施工任务重和施工工期紧等情况下，通过优化安装方案、成功快速实现了超大型的弧门安装，保障了水电站的按期蓄水泄洪，为类似的安装工程提供了可靠的经验。

水电站；超大型弧门；安装技术

1 引言

该水电站的装机容量达到585万kW，电站溢洪主要由8孔溢水闸承担，工作门采用的是超大型的露顶式表孔弧形闸门，高度为21.7m，宽度为15m，曲率半径为25m，每孔闸门自重达到350t，每扇门都是由8节门叶构成的，重量为12～38t不等。弧门采用的是双吊点和斜支臂操作方式，动水启闭。由于弧门重量和结构尺寸都太大，用现有的30t圆筒门机和300t汽车吊配合施工.对于起吊和安装技术要求很高。本文仅以该1孔15m×21.7m溢洪道弧形工作闸门的安装工程为例，介绍水电站超大型弧门的安装技术，为类似工程施工提供经验参考。

2 安装方案及措施

由于施工工期短且安装难度较大，项目部组织了工程技术人员和专家到施工现场进行实地考察，为制定详细的安装方案和切实可行的施工计划提供了重要的帮助。

2.1 吊装前的准备

弧门大件吊装共分为门叶、上下支臂和活动铰座（裤衩）和固定铰座，铰座和支臂一般距离圆筒门机较远，因此使用300t汽车吊进行集中吊装，为了减少300t大吊车使用时间和在大件在空中作业时间，一般在地下将铰座和下支臂拼装在一起，力矩验收完成后整体吊装。门叶吊装前应在门叶面板上搭设焊接好以后的对装平台、爬梯和护栏等，尽量减少安装后的工作。下支臂用临时支墩固定，由于施工强度大以及施工工期较为紧张，所以除了一些水封和螺栓等部分附件需要存储外，其他的一些设备都可以按照需要直接由制造厂运输到现场进行安装。堆放在圆筒门机能够受料的地方，具体的场地组装包括将底坎上游作为临时的设备安放场地，组装支臂场地则设置在支臂安装位置下方的溢洪道底板上。

2.2 起吊运输

考虑到施工干扰和场地道路运输以及安装运输单元的外形、重量和尺寸等影响因素，尽量把堆放场地布置在靠近门机的位置。支臂和埋件等设备在出厂后直接运送到孔口下游的临时设备堆放场地，通过30t高架圆筒门机直接将安装设备吊入到安装现场。为了方便门叶由上游的交通道路运送到孔口位置，需要对孔口上游的入口处进行临时的回填平整作业。保证运输车辆和其后的300t汽车吊站位。

3 安装工艺

3.1 埋件安装

埋件安装前要对基准点线进行测量，包括铰座中心高程、孔口中心线、左右桩号、上下游桩号以及底坎中心线及其高程。基准点线的测量采用的是全站仪设置，测量点应设在在可靠、牢固的位置，并且要方便使用和维护。需要注意的是，基准点线测量位置的设置不仅要考虑安装施工前的测量，还需要对闸门安装完成后的复核工作进行考虑，因此要选取合适的位置方便闸门安装后利用其进行复核。

3.1.1 支铰座基础板安装

支铰座基础板的常规安装方法为：按照施工设计的弧门支铰中心高程和里程，在混凝土闸墩上设置线架，在两侧拉线对支铰座板进行检查和调整，保证其控制线和埋件的极限误差不超过2mm。由于在一期混凝土施工中要求把铰座基础垫板埋设在其中，并且要求混凝土要一次浇筑成功，再加上铰座基础垫板自重较大，所以存在很多干扰因素会对铰座基础垫板的安装精度产生影响。为了确保左右两侧的铰座同心度，我们先是模仿活动铰座加工了一套工艺铰座，准备先调整好工艺铰座后浇筑混凝土，以确保基础垫板的准确性，但是为了减轻工艺铰座的重量，又使得该铰座的强度不够，同时出现累计误差。因此最后我们独特的安装方式：将活动铰座和固定铰座的连接轴抽出，直接先将固定铰座安装完成后再浇筑铰座垫板，使得垫板的安装精度易于控制。并且大幅度提高铰座安装同心度。

3.1.2 侧轨安装

在侧轨安装施工前，按照底坎和孔口的中心线及其高程，在闸底部位距孔口中心线a毫米（a=弧门宽度w/2-50，单位为mm）并且与孔口中心线平行的两条线。在闸顶上预设的两个线架上也放出距离孔口中线面（两条孔口中心线所确定的面）a毫米的两个点，然后就可以根据上下两条线的边来对侧轨的立面垂直进行控制。在闸底设置水准仪，找出支铰中心线，综合考虑底止水受力情况和门叶面板厚度后，计算出侧止水座板的中心半径，根据侧止水座板的中心半径和支铰中心线对侧轨半径进行控制，并对侧轨进行安装、调整和加固，在接受相关施工监理部门验收后才能进行混凝土的二次浇筑施工。

3.2 门体安装

3.2.1 支臂安装

（1）支铰和支臂组装

为了减少大件吊装次数和空中作业时间，将下支臂和活动铰座组装，组装时应严格控制拼装间隙，并逐一检查连接螺栓力矩，同时在活动铰座和支臂上分别焊接临时吊装吊耳，吊耳位置应根据支臂和铰座的形状和重量重新计算确定。该吊耳的焊接必须由具有焊接资质的合格焊工施焊，必要时利用设备进行焊缝检验，以确保万无一失。

（2）支臂吊装

埋件安装完成、混凝土回填并达到要求的强度后，开始吊装下支臂，下支臂与固定铰座的连接通过连接大轴，穿轴时注意止轴板的方向和位置，确保止轴板上的定位螺栓能完全穿入。支臂的另一侧采用支墩牢固支撑。支撑的强度刚度和稳定性均应经过计算确定，以保证能够支撑随后吊装的所有门叶和上支臂等。

（3）支臂花架拼装焊接

弧门支臂花架的拼装一般都是在上下支臂安装后进行的，考虑到上下支臂间的连接杆在焊接时发生收缩，所以其开口尺寸一般都按照+10mm进行控制，等到所有的部件都拼装完毕后，再对焊接支臂进行焊缝的对接。支臂前端板都是在厂内焊接完成后再运输到施工现场的，所以要对其焊接收缩量进行严格控制。等到全部的闸门门叶焊接完成后，再对支臂间的连杆焊缝进行焊接。

（4）支臂调整

两侧的支铰及下支臂安装好后应再一次复测，保证两边的高度、里程一致，确保第一节门叶的安装精度。

3.2.2 门叶吊装（如图1）

图1 糯扎渡溢洪道超大型弧形工作门安装示意图

第一节和第五节门叶分别与下支臂上支臂相连，是大型的箱梁结构，重量最大，达到38t，因此采用300t汽车吊从上游缓缓吊入。左右方向的吊耳应与中心距离一致，前后方向的角度采用20t手动葫芦调节，行程大，省时省力。第一节门叶吊装就位后应调整门叶两边的间隙，保证左右一致，高程和倾角符合安装位置，与弧门槽一致。调整完成后将门叶和支臂的连接螺栓全部穿上对称拧紧，力矩满足规范要求。最后应用20～40mm的挡板焊接在弧门槽上，将第一节弧门牢牢定位，作为后续弧门门叶安装的基础和依据。第一节门叶调整完成后依次向上吊装其它门叶。其它门叶固定时应尽量固定在弧门门槽上，以保证随后弧门门叶之间的调整和压缝易于进行。

3.2.3 门叶焊接

门叶安装完成后先进行点焊，然后开始焊接。焊接方式：门叶焊接可以采用两种方式：①分段倒退焊；②间断跳焊。为了有效的掌控焊接变形且保障门叶的曲率半径，在施工之前，依照上下游方向在门叶节中间的外侧竖向隔板的地方先焊接2块加劲板，将隔板作为中间界，采用第一种方式焊接。

焊接次序：

（1）加固焊：在焊接闸门以前，先提前焊接2块加劲板，然后正式对闸门加以全方位的加固焊接，此种焊接的长度通常是30～50mm，间隔设计为300mm左右就可。

（2）纵隔板焊接：焊接纵隔板的时候能够从隔板的中间开始采用上文提到的第一种焊接方式进行焊接，达成4段焊接。针对纵隔板翼缘板的对接缝能够运用多层焊接的方法，也就是依照先打底焊、后封底焊与坡口内焊缝的次序加以焊接。

（3）水平次梁焊接：面板连接角与水平次梁上翼缘板的焊缝焊接采用分中间跳焊接，每一个梁格分为四段，500mm为一段，按照顺序间跳焊接。

其中控制焊接最重要的就是用小的线能量，过程中监控变形，如出现较大变形应及时调整焊接工艺。

3.2.4 水封安装

水封安装应严格按照厂家规定的技术要求进行橡胶水封接头的黏结，采用热胶合时按闸门制造厂提供的模具及操作规程进行粘结和硫化。

安装顶、底水封时，先将橡皮按需要的长度粘接好，再用钻头与水封压板一起配钻螺栓孔，用专用钻头钻孔，螺栓孔的孔径比螺栓直径小1mm。按设计要求在移动部位灌注润滑脂。安装侧水封在门叶安装检验合格后进行，用千斤顶将门叶向另一侧顶移一个设计水封压缩量，然后挂上水封号孔，钻孔后安装复位，再在另一侧反向将门叶顶移二个设计水封压缩量，用同样方法制孔后安装复位。橡皮水封螺孔，用专用橡皮钻头钻制并清除毛刺。

通过本方法进行弧门安装，尤其是门叶支臂的吊装，能够大大加快施工进度、降低大型设备的使用时间，糯扎渡溢洪道每孔弧门仅需要3.5d就可以吊装完成。