上阿特巴拉工程泄洪底孔弧門支鉸座預埋件的安裝

李 宇 洲

(中國水利水電第五工程局有限公司 海外事業部，四川 成都 610066)

1 工程概述

上阿特巴拉水利樞紐工程位于蘇丹東南部尼羅河支流Atbara河與Setit河上游約20 km處，距離首都喀土穆約460 km,距離蘇丹港約700 km。工程以灌溉為主，兼顧發電。C1-B標樞紐主要由左右岸土堤、左右岸土石壩、河床心墻壩和溢流壩組成。其中溢流壩段共有9個閘墩、6個泄洪底孔(孔口尺寸：寬×高～設計水頭為：8 m×8.5 m～38.3 m)和2個溢流表孔(孔口尺寸：寬×高-設計水頭為：15 m×17.2 m～16.7 m)組成，其中1～3#孔和6～8#孔為泄洪底孔，其高程為485 m；4～5#孔為溢流表孔，溢流堰頂部高程為507 m；壩頂高程為525 m，每個孔口均設弧形閘門和檢修門槽(圖1)。

圖1 溢流壩段閘門布置平面圖

為保證達到溢流壩底孔弧門支鉸埋件的安裝精度和降低安裝難度的目的，經監理工程師批準，對溢流壩弧形門支鉸座預埋件結構形式進行了更改——將錨栓預埋安裝由設計的一期整體預埋更改為兩期預埋安裝(圖2)。支鉸座一期預埋件采取現場制作和安裝方式，支鉸座二期埋件和門槽等設備從國內采購，由于海運船只在也門遭遇港口罷工耽誤了一個月時間，船到蘇丹港時已臨近溢流壩過流的節點工期。為節約安裝時間，保證過流目標的實現，現場采用僅安裝過流在水下的設備(泄洪底孔弧門槽底坎和第1、2節側軌和檢修門槽的底坎及第1節主、反軌)，對于露出水面的門槽和底孔弧門支鉸二期埋件等只能在過流后安裝。

2 弧門支鉸座預埋件結構更改和一期預埋件安裝

2.1 弧門支鉸座預埋件結構更改的必要性分析

(1)弧門支鉸座預埋件安裝精度要求高(弧門支鉸座基礎的螺栓中心和設計中心的位置偏差小于1 mm)，而其現場安裝位置鋼筋網密集，經常出現鋼筋網與預埋件位置干擾導致安裝困難的情況。將支鉸座錨栓一期整體預埋更改為兩期安裝后，在第一期安裝時出現的偏差可在第二期安裝時得到修正，因此而有利于降低現場一期埋件安裝的難度和精度；另外，由于一期預埋時的偏差和混凝土收縮引起的結構變形在二期預埋件安裝過程中將得到調整和修正，從而保證了弧門支鉸座預埋件整體安裝的質量和精度，降低了現場安裝難度。

(2)現場安裝工期緊，改一期整體預埋為兩期預埋后，降低了對一期預埋件安裝精度的要求，從而有利于縮短一期預埋件的安裝和混凝土回填的時間。

(3)有可供借鑒的成功經驗。在已完工的蘇丹麥洛維大壩工程中，弧門支鉸座埋件就已經進行過類似設計更改和施工。事實證明，采用兩期安裝支鉸座預埋件的方法，能夠保證埋件的安裝質量，安裝速度快，精度高。

圖2 弧門支鉸座預埋件安裝圖(單位：m)

2.2 弧門支鉸座一期預埋件的安裝

2.2.1 安裝控制點的測放

底孔弧門支鉸座一期預埋件的安裝，其里程、高程用全站儀測放支鉸中心線控制，提前在閘墩側面安裝鋼板并把支鉸中心線放在上面進行標志；孔口中心線采用經緯儀把點放在耳軸梁已綁扎完成的鋼筋網上。板面與豎直方向的夾角通過測量預埋板在水平方向的投影長度進行調整。

2.2.2 支鉸座一期預埋件的安裝

安裝前，先在一期埋件上標出十字中心線，并在計算機上放樣，測出其在水平方向的投影長度以及水平中心線到支鉸中心線的距離等數據；安裝時，用倒鏈和雙頭花籃調整螺栓，將一期預埋板進行臨時固定，并根據安裝控制點調整高程、里程、中心和傾角，調整完成后，用型鋼將其與鋼筋網固定，然后進行錨栓的安裝和焊接，驗收合格后進行模板安裝和混凝土澆筑(圖3)。

圖3 支鉸座一期預埋件安裝圖(單位：m)

3 弧門支鉸座二期埋件的安裝

3.1 安裝控制點測放困難

弧門支鉸座二期埋件的安裝精度好壞將直接影響弧門支鉸的安裝精度，因此，必須控制其高程、里程、中心線以及左右支鉸座中心線的同軸度。

但由于底孔弧門支鉸座布置在底孔耳軸梁上，支鉸軸中心高程為496.5 m。在進行支鉸座二期埋件安裝時，周圍閘墩和胸墻高程最低已澆筑到高程516 m，擋住了周圍測量的視線并阻斷了從外部引點的路徑，無法利用工地現有的測量網進行放點。同時，由于底孔在過流，故無法利用弧門的底坎中心線放點。按照項目部最新的施工計劃，全部6套底孔弧門必須在2014年4月10日到6月30日前安裝完成，才能確保項目2014年的安全度汛和2014年8月底蓄水目標的實現。由于弧門支鉸座二期埋件從安裝、二期混凝土回填到等強度最少需要20 d時間，而這段時間在汛前是擠不出來的，因此，底孔弧門支鉸座二期埋件的安裝必須在2014年3月20日前完成。

在溢流壩過流條件下進行弧門支鉸座二期埋件的安裝，其控制點測放成為必須攻克的難題。

3.2 解決安裝控制點測放問題的現場條件和思路

3.2.1 支鉸中心線

弧門支鉸座二期埋件高程、里程和同軸度控制點可以用支鉸中心線統一控制，而此線在安裝支鉸一期預埋件時已做在耳軸梁兩側閘墩墻面專門設置的鋼板上。由于此線放點時兩邊閘墩已完成混凝土澆筑1個月以上的時間，不會出現混凝土固化收縮導致的移位，因此，可以將其作為二期埋件安裝時的支鉸中心線。

3.2.2 埋件傾角的控制

在計算機上進行模擬放樣并精確測量，用線墜和直尺測量支鉸座二期埋板在水平方向的投影長度以進行埋件傾角的控制。

3.2.3 孔口中心線

安裝支鉸一期預埋件時測放的支鉸中心線，由于混凝土固化時會產生收縮變形，因此，混凝土回填前放置的支鉸一期預埋件安裝控制點不能使用，而支鉸座二期埋件的安裝精度高(弧門鉸座基礎的螺栓中心和設計中心的位置偏差小于1 mm),因此，必須重新測放孔口中心線, 以確保基礎螺栓中心位置偏差在規定的范圍內。而過流前安裝的底孔弧門側軌第二節出露在水面之上，所有弧門槽在混凝土回填后復測其偏差值均在1 mm以內，因此，以弧門槽第二節軌道頂部測出的軌距中點在孔口中心線上且其精度能滿足要求。通過此點，向弧門支鉸中心線引垂直線，這條垂直線就是準確的孔口中心平線，按此方法實施，支鉸座二期埋件安裝的控制線——孔口中心線測放的問題迎刃而解(圖4)。

圖4 控制線——孔口中心線測放示意圖

3.3 孔口中心線的測放

3.3.1 引支鉸中心線的平行線到耳軸梁頂面

使用線墜和水平尺、圈尺等工具引支鉸中心線的平行線到耳軸梁頂面，以便進行經緯儀架設和測量人員操作。

3.3.2 確定弧門槽軌距的中點

用皮尺測量弧門第二節軌道頂部不銹鋼水封座板的中點，確定弧門軌距中點A(在孔口中心線上)。

3.3.3 使用經緯儀確定孔口中心線(AB)

(1)把經緯儀測站點放在引出的平行線上，轉動照準部使其與引出的平行線重合，調水平刻度盤使其讀數為0°(基準)，水平旋轉經緯儀90°使其照準部對準皮尺刻度，用望遠鏡讀對應的數值；

(2)計算軌距的中點與經緯儀讀數的差值，并以此為依據，調整經緯儀測站點在引出的平行線上的位置；

(3)重復(1)和(2)的步驟，直至經緯儀照準軌距的中點。此時，經緯儀照準部所在平面即為孔口中心線所在平面，將孔口中心線測放到預置鋼架上，用紅油漆標志，將其引到支鉸座二期埋件安裝位置附近，用作安裝控制線的孔口中心線。

至此，孔口中心線測放成功。

3.4 弧門支鉸座二期埋件的安裝

利用孔口中心線和支鉸中心線進行二期埋件的安裝調整，在使埋件螺栓的位置與設計位置一致后，進行支鉸座二期埋件的固定和螺栓焊接。驗收合格后進行二期混凝土回填。截止2014年3月20日，溢流壩6個底孔弧門支鉸座二期埋件已完成全部安裝，且每次都是一次性通過拉米爾工程師的驗收，合格率達100%。

4 結 語

(1)將弧門支鉸座埋件由原設計的一次安裝更改為兩次預埋的方法，使得二期埋件安裝時能多一次調整安裝精度的機會，從而能夠保證支鉸座整體預埋的精度。同時，兩次預埋法降低了第一次安裝的難度，也避免了混凝土收縮變形對支鉸座二期埋件的影響，有利于保證安裝質量并提高現場安裝速度。

(2)利用軌距中心點反找孔口中心線的方法，解決了在過流條件下溢流壩底孔弧門支鉸座二期埋件安裝控制點測放的難題，為底孔弧門安裝贏得了時間，為實現2014年8月底工程蓄水目標創造了有利條件。