前坪水库泄洪洞工作闸门安装技术

2020-04-08郝二峰皇甫泽华

河南水利与南水北调 2020年2期

郝二峰贺彪宋歌皇甫泽华

（1河南省水利第二工程局；2河南省前坪水库建设管理局）

1 工程概况

前坪水库位于淮河流域沙颍河支流北汝河上游、河南省汝阳市汝阳县县城以西9 km的前坪村，水库是以防洪为主，结合灌溉、供水，兼顾发电的大（2）型水库，总库容5.84 亿m3，控制流域面积1 325 km2。泄洪洞工程控制段采用有压短管型式，控制段底板高程▽360 m，塔顶高程▽424.65 m，流道宽度由6.50 m渐变为7.50 m，工作闸门采用孔口尺寸为6.50 m×7.50 m的弧形钢制闸门，包括门叶、支臂、支铰及支铰大梁。工作闸门由QHSY-3000/1000 KN-11.50m液压启闭机控制，液压启闭机平台位于▽386 m高程。

2 施工难点分析

工作闸门构件单体重量大，其中支铰26.40 t，支臂25.40 t，门叶56.80 t。因安装空间有限，无法使用吊车等起重设备。需在塔体混凝土中预埋吊点，采用卷扬机、倒链、滑轮组相互配合牵引吊装的方式进行安装。需预先对吊点的数量、位置进行设计。

3 施工准备

金属结构一期埋件在进水塔施工时根据施工图纸，进行锚栓、吊点等埋件埋设，土建完成之后，开始二期埋件及闸门等金属结构的安装。埋件安装前，须经联合检查、验收合格后，方可进入施工现场。施工人员必须认真熟悉图纸，吊装机械和安装人员落实到位，并进行技术交底。对建筑物进行测量控制放样，要求放出孔口中心线、门槽中心线以及控制高程点，主、反轨控制点放到侧、底坎上并打好样冲，系统控制点线应妥善保护至门槽安装完成。

4 安全保证措施

进入施工现场的施工人员，必须先参加安全教育培训，考试合格方可上岗作业。熟知安全操作规程，并严格遵守安全生产制度，不违章作业，对违章工作的指令有权拒绝，并有责任制止他人违章作业。从事特种作业的人员，必须进行身体检查，无妨碍本工种的疾病。凡进入施工现场的施工人员，无论施工与否必须正确带好安全帽，系好安全带。施工人员要坚守作业岗位，未经许可，不得从事非本工种作业，严禁酒后作业。正确使用个人防护用品和安全防护措施，衣着整洁，严禁穿拖鞋、赤背进入施工现场，高空作业不得穿硬底和带钉易滑的鞋，不得向下投掷物料。高空作业中，使用的梯子不得缺档，不能垫高使用。梯子上端要扎牢，下端必须采取防滑措施。禁止2人同时在梯上作业，使用人字梯时必须有专人看护。在施工现场行走要注意安全，不得攀登脚手架、井字架、龙门架、外用电梯，禁止乘（坐）非乘人的垂直运输设备上下。现场的各种安全设施、设备和警告、安全标志等未经领导同意，不得任意拆除或随意挪动。

5 工作闸门安装

5.1 吊点预埋

弧形闸门部件较重，动辄几十吨，由于安装空间狭小，汽车吊等起重设备很难投入使用，需事先在混凝土上安装吊点，经卷扬机牵引滑车或安装倒链进行起吊安装。在一期混凝土浇筑时预埋吊点，预埋吊点有：支铰大梁吊装埋件、支铰内拉就位埋件、支臂安装和起吊埋件、门叶起立埋件、门叶提升埋件、零星的导向埋件等。预埋的吊点分为主吊点、备用吊点、导向吊点等，吊点分别采用ϕ50、ϕ40 圆钢制作，埋设位置、数量及规格见下图，一期混凝土施工时按照图纸中的编号位置进行埋设。（见图1）

图1 吊点位置图

进水塔塔身采用分层浇筑的方法，每层为3 m。当浇筑到相应高程时，按照设计的吊点的位置、数量进行埋设。

5.2 支铰大梁安装

进水塔浇筑到第4 层时提前埋设支铰固定螺栓，螺栓4 m长，共计24根。预埋位置严格按照图纸的要求测量放线，为确保螺栓位置的安装精度，在螺栓端部按照支铰大梁的孔位制作1.60 cm 厚钢板用于螺栓的临时固定，并在一期混凝土浇筑前校核预埋位置。混凝土浇筑过程中，严格控制浇筑速度、下料位置、振捣位置及振捣时间，振捣过程中严禁振捣棒触碰钢筋及预埋螺栓，防止螺栓在浇筑过程中发生位移。

进水塔浇筑至▽386 m 平台后安装支铰大梁，3 号吊点作为主吊点，通过卷扬机、滑轮组、倒链配合将支铰大梁吊装至固定螺栓处，安装完成后进行二期混凝土浇筑。

5.3 支铰安装

支铰单体重量为26.40 t，支铰大梁二期混凝土达到龄期后，开始安装支铰。

平板车将支铰运至安装位置下方，采用预埋的吊点进行吊装，挂两根直径48 mm的千斤绳，由于上部空间较小，所用的千斤绳要尽量地短，采用预埋的吊点吊起支铰并送给支铰大梁，作业人员挂4个20 t倒链把支铰向内拉，并使座板螺栓孔与支铰大梁上的螺栓相对应，待全部螺栓入孔后，加快内拉速度，装入抗剪板，螺栓全部露头并戴上螺帽紧固后松掉千斤绳，转入另一个支铰的安装工作。两个支铰安装完成后，重新挂20 t倒链，调整支铰座板方向，为后续的支臂安装创造条件。

因吊装空间狭小、构件重量大，安全风险大，安装过程由专业人员统一指挥调度，确保安全吊装。

5.4 门叶安装

门叶安装前，需把支臂先运送至洞身渐变段处。工作闸门为潜孔式弧形闸门，采用横向分缝，分为上、中、下三块，通过高强螺栓实现块间连接，焊接门叶缝使其成为一个整体。

将门叶按上、中、下顺序运送至合适位置，下部门叶通过▽386平台预埋吊点由卷扬机提升至安装位置，再通过进水塔墩墙拉筋孔安装倒链调节上下游位置，将门叶移动至门槽内，通过预埋的防滑块和挡板临时固定。再依次吊装中部门叶和上部门叶。

门叶拼接完成后，穿入全部铰制孔螺栓，并安装门叶间连接螺栓，使门叶成为一个整体。经卷扬机提升弧形闸门出槽，在门槽外安装底止水和侧向止水，一边安装止水一边使门体顺门槽逐渐下落，完成底止水和侧向止水的安装。（见图2）

图2 门叶吊装示意图

5.5 支臂安装

工作闸门由左右两组支臂作为支撑，左右两组支臂又分别由上下两个支臂组成，并通过连接件形成一个完整的支臂。左右两支臂间再通过连接件连接，把左右两支臂、上下四支臂连接为一个整体。

支臂的前端连接门体，后端连接支铰，在液压缸的作用下，对门叶起到支撑作用。支臂安装顺序为：左侧下支臂、左侧上支臂、右侧上支臂、右侧下支臂、上下连接件、左右连接件。

6 安全措施

6.1 技术措施

根据工程项目特点及要求成立金属结构安装施工组织体系，明确各级安全责任人及其权责范围，选择具备较高业务素质的技术人才作为各分项安全责任人，由各分项安全责任人具体实施安全培训、考核、奖罚、整改、处置等日常活动，并负责制订程序化文件进行控制和操作。

凡参与安全管理的人员，必须是有类似施工经验并经安全培训合格的人员，人数满足现场“三班”跟班的要求。

金属结构安装施工设备必须定期检查，凡不合格的设备不得使用，以免发生安全事故；安装施工过程中，要及时清理路面和安装面的积水，防止施工人员摔倒，发生安全事故。金属结构采用倒链吊运过程中，必须由专业指挥人员指挥，以免吊运过程中设备脱落伤人、碰撞损坏。悬空作业时，必须牢系安全带，防止高处坠落摔伤。焊接以及切割会产生高温和火花，应防止高温烫伤和发生火灾；吊运过程中应安排专项安全员，负责大型机械设备吊装作业，防止坠物伤人事故发生。

6.2 环境措施

施工现场所有施工管理人员和作业人员必须佩戴上岗证。施工现场做到材料堆放整齐，水电等管线路布置规范、固定牢靠，清洁整齐，施工区内有足够的系统照明。及时妥善处理施工中产生的废水、废料等。施工设备严禁乱停乱放，必须在指定地点有序停放，保证施工区域的道路通畅。工地的重要部位、地段设立安全警示牌。组织专门人员对施工场地内的路面、排水沟、施工垃圾、生活垃圾等进行定期清扫、清除。