嘉陵江草街航電樞紐船閘工程反弧門安裝

楊光，于凌波，李國棟

（1.中交一航局第三工程有限公司，遼寧 大連 116001；2.中交一航局安裝工程有限公司，天津 300457）

1 概述

嘉陵江草街航電樞紐船閘工程位于重慶市合川區草街鎮的嘉陵江干流河段上，其工作閥門采用反向全包弧形閥門的結構形式（以下簡稱反弧門），安裝位置在閥門井處輸水廊道內，上、下閘首各2套。

反弧門頂、側止水采用橡皮止水，底止水采用剛性止水，門體整體供貨，單個門體重為44.25 t。閥門井口尺寸為5.2 m×5.6 m，孔口尺寸寬×高為3.6 m×3.6 m，最大外形尺寸高×寬×面板弧面半徑為3.6m×3.58m×5.2m[1]。

根據現場實際情況，反弧門門體必須經由閥門井方可安裝。閥門井為一5.2m×5.6m矩形截面的豎井結構，上閘首閥門井深達57.6 m，下閘首閥門井深達41.1m，閥門井井壁到底部時，與輸水廊道交接處存在變徑，寬度由5.2 m變成局部3.6m，與門寬相吻合。這使得井下施工作業空間狹小，對埋件和門體的施工就位造成了極大困難。門體外形尺寸如圖1所示。

圖1 門體外形尺寸（單位：mm）Fig.1 The gate boundary dim ension

2 施工特點

根據施工現場門體只能經由較深的閥門井進行吊裝的實際情況，結合反弧門的自身結構，其安裝具有以下特點：

1）門體整體供貨，結構重量大，單個門體重達44.25 t。

2）井內吊裝過程中視線不好，起重指揮只能靠對講機，對指揮人員和吊機駕駛員的操作經驗和水平要求較高。

3）吊裝就位受閥門井內空間限制，被吊門體下落過程中無法用拖拉繩控制平穩，吊裝變形和吊裝精度控制困難。

4）由于閥門井底部結構原因，門體在吊裝過程中需要對其角度進行調整。

5）反弧門的頂側止水為橡皮止水，底止水為剛性止水。剛性止水要求門體止水板工作面的直線度誤差≤0.1mm，成為安裝施工中關鍵點。

以上施工特點也是難點所在，故在反弧門施工前，進行了多次討論，并通過典型施工，總結出一套行之有效的施工工藝。

3 主要施工工藝

3.1 建立空間測量監控體系

為了保證門體的安裝精度，在閥門井范圍內建立空間的測量監控體系。由于反弧門安裝位置位于閥門井內，故而需要將閘室內控制點通過全站儀轉入廊道內，并在門體上下游兩側均施放控制點。通過廊道內合格的測量控制點，進行各反弧門安裝基準點的測量放線，通過每個反弧門安裝基準點測設廊道中心線、支鉸中心線、支鉸軸中心高程，并作為各自獨立安裝基準點。所有反弧門構件的安裝控制線，如底側止水板止水中心線、承架中心線、底止水板工作面標高等均以各自獨立的基準點進行測放。放線完成，在混凝土面上做明顯標記，如圖2所示，同時在閥門井口處施放廊道中心線、支鉸中心線，并懸掛鋼絲線，用以指導、校驗安裝。

3.2 控制預埋件安裝精度

反弧門的埋件主要包括支鉸座承架埋件、門楣及止水埋件等。為克服由于安裝位置在閥門井內起重機械無法到達的困難，保證埋件的安裝精度，采取以下措施。

3.2.1 安裝前精度分析

反弧門埋件的安裝精度要求較高，安裝前必須考慮到各種不利因素，如門體的制作偏差、埋件的制作偏差、門體及埋件在運輸、存放過程中的變形等，因此不能只局限于規范，應根據門體的制造精度等綜合因素，對埋件的安裝偏差進行分析，最終確定埋件的實際安裝精度要求。

圖2 反弧門測量控制網Fig.2 The surveying controlnetwork of reverse arc gate

3.2.2 采取花蘭螺栓進行預埋件精確定位

由于機械設備無法到達安裝工作面，故在施工過程中主要采用手拉葫蘆、花蘭螺栓、鋼絲線等工具結合構件自帶調節螺栓進行埋件的定位和微調。如在支鉸座承架埋件安裝過程中，采用手拉葫蘆吊裝就位，葫蘆錨定點利用井壁埋件固定。就位后加設臨時支撐、花蘭螺栓及承架自有調節螺栓配合進行調節，使支鉸座承架的中心線、底座底面與安裝測放的控制線重合。采用兩側拉鋼絲線的方法，控制兩端支鉸座承架的整體相對精度，直到兩側支鉸座承架保持一致，加固牢靠，達到安裝要求，如圖3所示。

圖3 支鉸座埋件加固圖Fig.3 Embedded parts reinforcementof hinge pedestal

3.2.3 制定合理的施工工藝

1）二期混凝土工藝

為了保證埋件的施工精度要求，在埋件位置設置二期混凝土結構，并在一、二期混凝土接觸面處設置了垂直于交面的插筋，以確保一、二期混凝土結構有效結合以及埋件的有效加固。

2）采用“逆序法”施工

按照正常施工順序，應先進行埋件施工，之后進行門體安裝，考慮到實際情況，若先進行側止水埋件施工，將會使安裝作業空間更加狹小，對門體吊裝增加更大難度。同時由于門體及埋件存在一定的制作偏差，這樣也無法保證門體是否能夠順利入槽，或在入槽過程中側止水橡皮是否會被損壞，影響止水效果。對綜合因素進行充分考慮后，決定此處采取“逆序法”施工工藝，即側止水板只作為提前吊裝就位，防止門體就位后無法吊裝側止水板埋件，并將兩埋件之間距離放到最大，用搭接鋼筋與一期插筋臨時加固，為門體吊裝提供孔口最大尺寸。

門體吊裝就位并支鉸座安裝完成后，測放出反弧門側止水板埋件的止水中心線，作為側止水的安裝控制線。根據門體閉合的實際位置，采用花蘭螺栓進行精調側止水板埋件，使其與門體止水板接觸緊密，達到橡皮壓縮量的設計要求，并用φ20鋼筋加固，驗收合格后澆筑二期混凝土。經過典型施工，反弧門的止水效果良好[2]。

3.3 門體吊裝

3.3.1 吊點設置

由于門體面板上不允許焊接吊點，且在門體兩側設置吊點不利于井內操作，綜合考慮后，吊點設置如下：利用門體上既有吊耳作為1個吊點，另外利用鋼絲繩纏繞鉸軸分別制作2個吊點，鋼絲繩經由采取保護墊塊的底止水板繞至面板側，起到下兜門體的效果，保證門體的穩定吊裝。

3.3.2 吊裝方法及控制

反弧門單個門體重達44.25 t，根據現場實際情況，門體須經由閥門井進行吊裝，在吊裝入位前，井內需要對門體進行角度調整。現場采用260 t履帶吊車作為起重設備，采用鋼絲繩與手拉葫蘆相結合的吊索具進行吊裝施工，吊車駐位于閘室底板上。具體的吊裝及索具布置如圖4所示。

1）吊裝前準備工作

①門體吊裝前進行支軸套與支鉸軸、支鉸軸與軸瓦的裝配。

圖4 反弧門門體吊裝示意圖Fig.4 Hoisting schematic draw ing of reverse arc gate

②拆除門體支臂封板、橫梁封板、止水壓板等螺栓連接件，減輕門體重量。

③支鉸座頂蓋、門楣及側止水板等已吊至閥門井底，安裝前準備工作完成。

④檢查無問題，各操作人員均已就位，且已熟悉安裝流程和安全注意事項。

⑤廊道內照明已檢查無問題。

⑥支鉸座承架和底止水板二期混凝土已滿足門體安裝強度。

⑦門體上的吊索具布置完畢，對門體進行試吊，通過調整手拉葫蘆，調整門體傾斜度，拖拉繩就位。

⑧反弧門在吊裝下落過程中，為防止門體整體旋轉和搖晃，造成與井壁碰撞，面板底止水側和支鉸軸用干凈棉布和橡皮包扎，保證底止水和支鉸軸的自身精度，并防止支鉸軸及軸瓦污染。

2）起吊入井及井內吊裝

門體入井前利用手拉葫蘆調整門體傾斜度，使其滿足既能進入井口，又能避開閥門井底部的一期混凝土墩。挑選具有較高水平的吊機操作員和起重指揮，吊裝過程緩慢、勻速、平穩下落。起重指揮設2人，分別在閥門井井口和井底，監視門體下落情況并與駕駛員保持通訊，見圖5。

3）門體支鉸軸入位

門體吊裝至接近閥門井底部時，在距離廊道底面約10m位置，門體的傾斜度完全可以躲開一期混凝土墩。下落過程中，井底3~4人利用拖拉繩，將支鉸軸一端向安裝方向拖拽，同時門體緩慢下落，使支鉸軸落于支鉸座底座的半圓軸孔內，如圖6。支鉸軸進入半圓軸前，應暫停吊裝，拆除底止水側和支鉸軸的包扎防護，并對支鉸軸及軸座工作面進行清理。

圖5 門體井內吊裝示意Fig.5 Hoisting schematic draw ing in valve chamber ofgate body

圖6 門體支鉸軸入位Fig.6 Seated hinged shaftof gatebody

4）門體角度調整，安裝就位

支鉸軸入位后，井底操作人員同時操作吊裝門體的手拉葫蘆，進行門體角度的調整，使支鉸座受力，直到門體吊耳上的鋼絲繩繃緊，完成門體重量由吊耳處鋼絲繩單獨承擔的索具系統轉換，此時可卸去手拉葫蘆。之后面板側仍然由吊機緩慢下落，直至門體面板上的底止水落至底坎止水埋件上，門體吊裝結束。

5） 其他構件安裝

門體放穩后，摘鉤，之后進行如下工作：切掉面板上的吊耳并打磨平整，按設計要求進行除銹、補漆；安裝支鉸座頂蓋；吊裝門楣并初調臨時加固；調整側止水埋件定位，并臨時加固；安裝頂側橡皮水封；根據門體和止水橡皮實際安裝位置，精調頂側止水板埋件并加固。

6） 臨時啟閉調試

利用門體支臂上的吊耳，臨時啟閉反弧門，如圖7，檢查測量頂側止水板及止水橡皮、支鉸軸等安裝是否滿足設計及規范要求，存在問題及時處理。待驗收合格后，澆筑門楣和側止水板埋件的二期混凝土。

圖7 臨時啟閉調試Fig.7 Tem porary startand stop debugging

4 結語

重慶嘉陵江草街船閘反弧門已投入使用近4年，止水效果良好，保證了施工質量[3]和工期要求。施工工藝的合理性得到了充分證明，同時也為類似項目積累了寶貴經驗。

[1]四川省交通運輸廳交通勘察設計研究院.重慶市嘉陵江航運開發草街航電樞紐船閘工程土建施工及金屬結構安裝標段施工圖設計[R].2005.Sichuan Communication Surveying&Design Institute.Construction drawing design for civil construction and metal structure installation sections of Chongqing Jialing River shipping developmentCaojienavigation-power junction lock project[R].2005.

[2]中交一航局第三工程有限公司，中交第一航務工程局有限公司.一種船閘反向弧門安裝方法：中國，201310046689[P].2013-05-15.No.3 Eng.Co.,Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.,CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.Installation method of lock reverse arc gate:Chinese patent,201310046689[P].2013-05-15.

[3]DL/T 5018—94，水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗收規范[S].DL/T 5018—94,Specification formanufactureerection and acceptanceofsteelgates in hydraulic and hydroelectric engineering[S].