構皮灘第一級升船機下游鋼閘首安裝技術

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙 410004）

1 概述

下閘首布置在第一級中間渠道的上游端，用于船廂與中間渠道的對接。下閘首設備包括鋼閘首、工作閘門、工作門固定卷揚式啟閉機等設備。

鋼閘首為槽形結構，外形尺寸：5.85 m×18 m×8.5 m（長×寬×高），航槽寬12.6 m、深4.5 m，槽頂高程▽639.0 m。鋼閘首底部通過4 個支座支承在混凝土梁和牛腿上，下游端通過止水橡膠板與第一級中間渠道連接。

鋼閘首的上游端設有用于與船廂對接的U 形間隙密封機構，底部設有2 套間隙充、泄水系統，中部設有1 套防撞裝置。間隙密封機構由U 形密封框、止水橡皮、驅動油缸等設備組成；間隙充、泄水系統由可逆水泵、電動閥門、管路等組成；防撞裝置由鋼結構防撞梁、滑輪組、驅動油缸等組成。液壓泵站布置在鋼閘首底部的結構空腔內。

下閘首工作門為提升式平面閘門，設在鋼閘首上游端的門槽內，在門槽的兩側上方裝設有鋼結構導向架，在主機房的地面平臺上設置有閘門鎖定裝置，用于將開啟后的閘門鎖定。工作門固定式卷揚啟閉機安裝于主機房▽655 m 平臺，啟閉力2×125 kN。

2 主要安裝工藝流程

鋼閘首埋件安裝—→工作門啟閉機安裝—→臨時操作平臺搭設—→下平臺安裝—→上平臺安裝—→鋼閘首左側主縱梁下段安裝—→鋼閘首右側主縱梁下段安裝—→鋼閘首內設備吊裝就位—→鋼閘首左側主縱梁上段安裝—→鋼閘首右側主縱梁上段安裝—→防撞裝置安裝—→密封框安裝—→工作門導向槽安裝—→工作門安裝—→電氣部分安裝—→鋼閘首各設備調試—→驗收。

工作門啟閉機應在鋼閘首結構安裝前完成安裝投運，可輔助鋼閘首結構吊裝。

3 具體實施方案

3.1 鋼閘首埋件安裝

鋼閘首埋件安裝主要包括鎖定座板、底支座、側支座、調整螺桿等。安裝前由測量人員根據業主提供的測量基準點，放出埋件安裝基準線。埋件從堆放場地運輸至現場后，由主機房橋機吊至下游鋼閘首孔口附近，通過5 t卷揚機配合8 t 滑輪組、吊梁將埋件吊裝就位，再用千斤頂、花籃螺桿、手鏈葫蘆等配合將埋件精調就位，精調完成后焊接加固，用L50X505 角鋼對已安裝完成的埋件進行加固，以避免在混凝土澆筑過程中埋件發生偏移。

3.2 鋼閘首工作門固定卷揚式啟閉機安裝

1）安裝工藝流程。鋼閘首工作門固定卷揚式啟閉機安裝流程見圖1。

圖1 鋼閘首工作門固定卷揚式啟閉機安裝流程圖

2）主要安裝方案。啟閉機設備用18 t 載重汽車運輸至機房，由主機房檢修橋機吊裝就位（測量提前放出安裝基準線，機架與卷筒出廠時為整體），利用千斤頂、水準儀等將機架調整到位后固定。電氣柜由主機房檢修橋機吊裝到位，根據圖紙進行安裝。電纜敷設根據圖紙路徑執行，接線根據廠家提供的接線圖執行。電氣部分安裝完成后進行空轉試驗，待工作閘門安裝完成后再與工作門聯接進行聯合調試。

3.3 鋼閘首結構及設備安裝

1）安裝工藝流程。鋼閘首結構及設備安裝流程見圖2。

2）安裝方案。當鋼閘首結構埋件回填混凝土強度達到設計要求后，開始組裝鋼閘首結構。根據施工現場條件和施工設備，鋼閘首結構拼裝在安裝位進行，所以拼裝前，采用全站儀和精密水準儀（精度為0.1 mm）配合測量和放置基準點線和控制點線，組裝時根據基準點及控制線進行施工平臺的搭設（鋼閘首底部懸空，須搭設安裝焊接平臺）。鋼閘首上、下平臺分節見圖3，最大件重量為27.6 t，外形尺寸為3.15 m×4 m×12.9 m（長×高×寬）。

圖2 鋼閘首結構及設備安裝流程圖

圖3 鋼閘首上、下平臺分節圖

臨時操作平臺搭設完成后進行閘首設備的拼裝。考慮到設備安裝的穩定性和安全，首先利用鋼閘首上部拆模孔布置4 根鋼絲繩吊點，在下游左、右兩側吊點上掛上20 t 手鏈葫蘆，運輸車將下平臺運輸至渡槽鋼閘首安裝位置附近后，利用手鏈葫蘆卸車，再通過上游兩個吊點掛5 t 手鏈葫蘆將下平臺往安裝部位拉，使固卷能吊至下平臺，再用鋼絲繩聯接固卷吊頭，由固卷將下平臺吊裝就位。再利用工作門啟閉機配合吊裝至安裝位置，然后吊裝上游段上平臺，利用啟閉機配合吊裝就位，并與下平臺拼裝，然后將平臺內的設備臨時吊裝擺放，再吊裝下游段上下平臺，使之形成框架結構，將框架結構加固牢靠，然后吊裝兩側的主縱梁，合格后，進行加固、焊接，然后吊裝密封框機構，并入槽，全部合格后，再進行設備的安裝。

上游側上平臺和下游側平臺吊裝方式同上游側下平臺。特別說明：下平臺安裝完成后，將水泵、通風除濕設備、泵站等設備利用主機房橋機和工作門臺車吊裝就位，避免因上平臺安裝完成后，設備無法直接吊至安裝位置。主縱梁共2 根（主縱梁8.5 m，分為2 節，其中1 節重10.5 t，另1 節重15.5 t），每根主縱梁分為上、下2 節，考慮到現場空間受限，若主縱梁整體吊裝，則無法吊裝到位，因此，主縱梁單節吊裝，吊裝方式與平臺吊裝方式一致。

根據鋼閘首制造出廠驗收的情況，制造廠將密封框結構分3 段交貨，但根據招投標文件要求，密封框由制造廠整體制作，所以需制造單位在1#渡槽內進行組裝。組裝完成后，進行密封框結構件的吊裝，吊裝前需先將Ω 型水封橡皮、P 型水封橡皮及C 型橡皮（與密封框連接側）等安裝完成。

由于密封框裝置是鑲嵌在上、下平臺和主縱梁端面內的密封框槽里，所以當閘首結構焊接、驗收完成再進行吊裝、入槽。具體吊裝方式與上游段下平臺相同，當密封框吊裝至閘首上部平移時，注意對油漆表面的防護，防止油漆產生劃傷、脫漆的現象，密封框由啟閉機垂直吊裝時，汽車吊脫鉤，然后利用啟閉機入槽。入槽時需在船廂上設置兩道牽引繩，保證密封框準確定位、入槽。

工作閘門在閘首結構附件如滑塊、水封等全部組裝完成后，利用上平臺吊裝方法將工作閘門吊裝至閘首上平臺上，利用工作門啟閉機將門葉立起后吊裝入槽。導向槽根據圖紙施工，利用5 t 卷揚機配合8 t 滑輪組、吊梁等將導向槽支座、導向槽依次吊裝就位并調整到位。

鋼閘首間隙充泄水系統共2 套，對稱于鋼閘首縱向中心線布置在鋼閘首的機艙內，正常運行中2 套同時工作，亦可互為備用。主要設備包括可逆水泵-電機組、電動蝶閥（可手動）、手動閘閥、補排氣閥、拆卸接頭、及管道、機架等。先安裝與鋼閘首相連的管道分段和水泵、閥，再安裝中部的直管道，最后安裝波紋管節。管道及設備安裝時注意安裝方向，安裝完成后檢查重要部件（如水泵、閥門）的標識牌應置于顯眼位置，標識牌損壞或字跡模糊的進行更換。裝配前清洗所有管道的內表面，清除污物、鐵銹、焊渣等一切雜物，安裝過程中避免雜物進入管道。通過橡膠墊或墊板調整管道的支承高度，保證各支承的均勻受力，使管道的支承牢固可靠。管路系統裝配前后，逐節用高壓風和高壓水進行徹底清洗，沖洗后的各管道出口用鋼質法蘭或鋼蓋板進行密封，確保投入使用前所有的管路內表面完全清潔。

閘首液壓系統1 套，由液壓泵站、控制閥組與缸旁閥組、管路系統及專用工具等設備組成。液壓泵站布置在鋼閘首機艙內，各執行機構的控制閥組在執行機構旁就近布置。液壓系統安裝安裝前，施工人員必須熟知了解液壓系統的設計圖紙和相關的安裝使用維護說明書。液壓系統技術人員在現場進行指導安裝和調試。液壓泵站安裝按照液壓泵站的安裝尺寸設計制造基座，基座與機房底板焊接，液壓泵站通過螺栓整體固定在基座上。液壓泵站按照設計安裝位置進行定位。液壓管與液壓泵站連接前進行單獨的循環沖洗，油液清潔度滿足要求后方允許與液壓系統連接.液壓系統聯通后進行整套液壓泵站系統循環沖洗。按照液壓系統安裝使用維護說明書對液壓系統進行現場無載調試、熱負荷調試，功能調試及其它調試，調試的全過程應做好詳細的記錄。

防撞裝置主要由支座、液壓油缸、防撞梁總成、定滑輪組、鋼絲繩等組成，現場安裝工作主要為防撞梁總成、液壓油缸、支座、定滑輪組、鋼索等的復裝，主要體現為安裝銷軸、螺栓等。先將油缸支座及定滑輪組安裝，擰緊固定螺栓。

吊、安裝啟閉液壓缸，并通過銷軸與油缸支座相連接。吊、安裝防撞梁總成至合適位置（不超過防撞梁上極限高度），臨時固定。吊裝動畫輪組，并通過銷軸與油缸端部相連接。安裝鋼絲繩，使其一端頭和夾頭組裝好，另一端并沿著軌道穿過動滑輪凹槽、定滑輪凹槽，準備與防撞梁端部連接。根據鋼絲繩繩頭與防撞梁端部的距離，啟動油缸調整動滑輪組行程，完成鋼絲繩頭與防撞梁端部的連接。

鋼閘首完成整體安裝后進行最終調試試驗、試驗項目主要包括：間隙密封機構空載調試試驗、間隙充泄水系統空載調試試驗、防撞裝置空載調試試驗、工作門空載運行試驗、液壓系統空載調試試驗等。

設備外露表面及鋼結構件所有表面最后一道面漆、二期埋件外露表面最后一道面漆及安裝焊縫區的涂裝由承包人負責完成。清理后的鋼材表面在潮濕氣候條件下，應在4 h 內完成涂裝；在晴天和正常大氣條件下，涂裝時間最長不應超過12 h。

涂裝施工按照施工圖紙及制造廠家說明書要求進行。

涂料噴涂過程中經常測量濕膜厚度，涂層漏涂的地方應予修補。漆膜干透前，應避免受到雨水和其它液體的污染，更不能有人員踐踏。

3）鋼閘首結構拼裝檢測項目及驗收標準。鋼閘首現場拼裝檢驗項目及精度要求見表1。

表1 鋼閘首結構現場拼裝檢驗項目及精度要求表

4 安全措施

1）重大設備部件在吊裝運輸前，制訂詳細的施工技術措施，并上報監理及有關技術部門審批后，向參與施工的全體人員進行技術交底，做到人人心中有數，各項準備工作充分，避免盲目施工。

2）凡投入施工用的所有施工機械、設備、工器具、材料等，結構完好無損，質量優良，性能安全可靠，各類施工機械，運輸車輛、工器具等均不得超負荷使用。各種吊具具有足夠的安全系數。安全裝置不完善、不可靠的施工設備及工器具，不得投入使用。

5 施工過程中的方案改進

在項目施工過程中，我們認識到還有可以改進的地方，其一是與土建單位溝通好，在主機房樓板澆筑時預留吊裝孔，可降低設備吊裝難度。其二是在臨時操作平臺拆除前，鋼閘首底部焊縫應完成防腐工作，本項目受洪水影響，焊縫未完成防腐工作就拆除臨時操作平臺，導致后續需要在船廂上重新搭設平臺進行防腐施工。其三是在施工前檢查供貨廠家所供的止水壓板，本項目所供止水壓板未進行配鉆，項目部在實施前未進行檢查，導致影響安裝進度。

6 結語

在升船機行業中，鋼閘首是與船廂對接的重要設備，密封框是與船廂對接的直接設備，密封框止水的安裝質量是鋼閘首設備的重點控制項目。鋼閘首設備多，包括電氣、機械及液壓多個專業，制定合理的安裝工藝，以保證安裝質量，本文所論述的安裝流程及吊裝施工方案可以為后續升船機鋼閘首施工提供參考和借鑒。