淺談大型縱向分縫式弧門快速安裝工藝

謝曉容，史永軒

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410004）

大藤峽水利樞紐黔江主壩泄水閘閘門的安裝采用縱向分縫結構的潛孔閘門，其安裝工藝復雜，施工難度大，工期緊張，安裝環境復雜[1，2]。必須要對潛孔式弧形工作閘門的安裝質量進行科學合理的控制，對水庫潛孔式弧形泄洪沖沙閘的安裝工藝、安裝流程的質量控制重點進行全面的分析[3],總結在實際安裝過程中的主要問題并且提出相應的解決方案。根據文獻[4，5]方法充分利用現有的土建設備,克服安裝施工場地狹窄,道路運輸通道少,氣候惡劣等困難,配合架橋機快速完成弧門的安裝,縮短了近一半的安裝工期,保障了發電目標,并取得了較大經濟效益。成功地解決了弧門制作的難題,同時為今后類似水電工程采用該類型弧門提供了充分的技術保證[6]。基于提出大型縱向分縫式弧門快速安裝工藝，通過工藝分析，了解縱向分縫閘門的安裝特點和質量控制要點，從而進行施工設備選型，優化工藝，合理安排施工。

1 工程概述

大藤峽水利樞紐工程位于珠江流域西江水系的黔江河段末端[7]，壩址在廣西桂平市黔江彩虹橋上游6.6 km處，地理坐標為東經110°01′，北緯23°28′，是紅水河梯級規劃中最后一個梯級。大藤峽水利樞紐是一座以防洪、航運、發電、補水壓咸、灌溉等綜合利用的流域關鍵性工程。水庫正常蓄水位61.00 m，汛限水位47.60 m，死水位47.60 m，總庫容34.79×108 m3，總裝機容量1 600 MW，工程規模為Ⅰ等工程[8]。

左岸泄水閘布置在碾壓混凝土縱向圍堰壩段左側，樁號為0+600.50 ～0+943.80 m，布置1個高孔和20個低孔，壩段長343.30 m。低孔順水流方向依次設事故檢修門，弧形工作閘門，浮箱式檢修閘門，工作門選用液壓啟閉機操作[9,10]，上游事故檢修門由壩頂雙向門機操作。低孔閘墩頂部上游布置有交通橋及門機軌道橋，總寬度31.5 m，下游布置電纜溝橋。弧門支鉸的支撐結構采用鋼梁，弧門支鉸高程47.00 m。

表1 主要構件統計表

2 弧門特點

低孔弧形工作門孔口性質為潛孔式，孔口寬度為9 m，閘門高度為18 m，設計水頭39 m，總水壓力為58 837 kN。閘門結構為焊接結構，閘門材質為Q345B，操作方式采用動水啟閉。采用縱向分縫結構，由兩個邊門葉一個中門葉組成，中間門葉分上下兩節及橫梁結構，支臂采用三支臂結構。弧門因其結構尺寸大，弧門由廠家制作并組拼完成后，解體運輸到工地。解體后運輸尺寸見表1。

3 弧門安裝特點及難點

泄水閘低孔工作閘門安裝主要存在如下特點及難點。

（1）支鉸座連接鋼梁為倒懸傾斜布置，鋼梁單獨安裝，與支鉸座螺栓連接，安裝精度要求高，調整難度大。

（2）支鉸結構為倒懸傾斜布置，安裝吊裝就位難度大，兩支鉸同軸度精度要求高，調整難度大。

（3）門葉結構為豎向分節形式，各節門葉在吊裝就位、安裝調整難度大。

（4）弧門采用雙油缸啟閉，雙油缸支座安裝精度高，控制難度大；啟閉機油缸布置在孔壁，處于懸空位置。吊裝、安裝難度增大，不安全因素多。

4 安裝工藝流程

因大藤峽工期緊、任務重。為保證合同工期，弧門安裝先進行支承鋼梁的安裝，鋼梁安裝完畢后土建澆筑三期砼及錨索預應力張拉，鋼梁安裝盡量不占工期。再進行門葉支鉸裝置的安裝，最后進行門葉、支臂安裝。同時為保證經濟合理，如何進行設備選型、工序銜接是需要著重分析的。

依據低孔弧形工作閘門工藝特點分析，低孔弧形工作門安裝流程（不含鋼梁安裝）見圖1。

圖1 低孔弧形工作門安裝流程圖

5 主要安裝技術措施

5.1 設備布置

考慮大藤峽門節分塊特殊，且尺寸大，工期緊等特點。弧門主要構件安裝采用2臺架橋機配合進行門葉的安裝。架橋機選用1臺200-40 t和1臺120-30 t，長度能滿足覆蓋至少4個工作面的要求，保證能夠同時開展2～4孔弧門安裝。

5.2 設備運輸、吊裝

結合弧形閘門結構特點，單件重量、外形尺寸、工期要求。弧形門安裝的運輸、吊裝手段如下：

5.2.1 運輸設備

結合弧形門主要構件的重量及尺寸，弧形門邊門葉采用100 t平板車進行運輸，支臂、油缸等采用60 t平板車進行運輸，其它小件采用13 t貨車進行轉運，支承鋼梁采用250 t平板拖車進行運輸。

5.2.2 運輸線路

結合現場實際及設備到貨情況，設備從金屬結構堆放場轉運到泄水閘下游側的路線規劃如下：從堆放場通過電站進場路，經過拌合樓門前的大包圍路線進入基坑，通過消力池內布置道路，將設備轉運到相應壩段的流道內，然后采用頂部布置的架橋機進行卸車和吊裝。詳見圖2。

圖2 設備運輸線路圖

5.2.3 設備吊裝

結合各構件重量及尺寸，現場吊裝作業時間空間限制。現場吊裝作業設備選型如下：弧形閘門門葉、支臂、支鉸及油缸等安裝選用一臺200-40 t架橋機與1臺120-30 t架橋機進行。弧形門葉和支臂吊裝就位時，采用兩臺架橋機進行臺吊就位。

5.2.4 吊具選用

結合各構件重量及尺寸，弧門大件裝卸車最重件為89.24 t，考慮門葉較多，為減少現場門葉吊裝、翻身、就位吊耳焊接的工程量，加快弧門安裝進度。現場巧妙利用門葉與支臂組合面螺栓孔，利用三維模型，查找單扇門葉中心點，設計專用吊具。通過吊具設計，當門葉轉運到孔口后，采用2臺架橋機抬吊，可以隨意控制門葉吊裝角度，實現卸車、翻身、就位一步到位。確保吊裝安全高效。吊具形狀及安裝方法見圖3、圖4。

圖3 吊具形狀

圖4 吊具裝配

5.3 支鉸安裝

將弧門支鉸裝置運至閘墩下游側流道平臺，利用JQJ30-120 t架橋機卸車及吊至安裝位置。根據底檻上的基準點，利用水準儀、經緯儀或全站儀精確測定支鉸座實際中心線與樣點中心線的誤差，控制兩鉸座軸孔的同心度不大于1.0 mm，鉸座中心對孔口中心線的距離偏差控制在±1.5 mm，鉸座里程偏差控制在±2.0 mm，高程偏差控制在±2.0 mm。

5.4 門葉安裝

因弧門采用縱向分縫，為保證弧門就位安全可靠，便于加固，同時能加快安裝進度，減少工序直線搭接工期。門葉安裝采用在門槽上焊接三角支撐和底檻設置擋塊的方式進行。具體布置方式見圖5。

圖5 構件布置圖

通過設置型鋼支撐，不但有效解決了門葉縱向分縫安裝就位的難題，同時可以快速將門葉吊裝就位，轉入調整工序，減少架橋機施工時間，提高架橋機利用效率，達到了快速安裝的目的。

5.5 支臂安裝

支鉸裝置驗收合格，同時將下支臂裝運至JQJ30-120 t架橋機底部，利用架橋機卸車，將下支臂連接固定并吊至安裝位置，并用手拉葫蘆、拉碼等與支承鋼梁連接，調整褲衩的角度，使下支臂前端板與門葉主梁端板相連接，并保持一定的間隙，方便后續支臂與門葉的安裝。

下支臂臨時加固好后，依次吊裝中、上支臂，并將其調至相應的位置，再將門葉與各節支臂相連，測量支臂前端板與門葉主梁端板結合面的間隙，并檢查門葉、支臂尺寸，符合圖紙及規范后，再進行下道焊接工序。下支臂臨時支撐加固采取直徑300 mm的鋼管，上部焊接500 mm×500 mm鋼板增大支承受力面積，然后下部與底坎下游鋼襯定位焊接固定，上部稍低于支臂前端板以便調整下支臂到位。

5.6 調整焊接

弧門安裝現場焊縫采用二氧化碳氣體保護焊及手工電孤焊組合方式進行焊接。焊縫組對前，焊縫坡口面及坡口兩側各10 mm～20 mm范圍內的毛剌、鐵銹、氧化皮、油污等應用角向磨光機清除干凈，直至露出金屬光澤；焊縫對縫以外壁對齊為準，弧門面板對接縫以外緣對齊為準，允許錯縫量≤2 mm；焊縫坡口應固定，當焊縫局部組對間隙超過5 mm，允許作堆焊處理，堆焊要求如下：

A、嚴禁填充異物；

B、堆焊后應達到規定的組對間隙，并修磨平整，保持原坡口形式。

5.7 水封安裝

水封裝置在門槽內安裝，利用專用工具（過眼沖等）對水封橡皮沖眼。水封安裝工作在液壓啟閉機聯門調試完成后進行，由啟閉機將門葉提升至最大開度后安裝止水橡皮。

水封橡皮應先在止水壓板接頭部位開始穿入螺栓，并分幾次逐步擰緊。

6 結論

大藤峽20孔低孔弧形工作門，通過合理選擇吊裝設備，研究專用支撐方式，有效的解決了閘門縱向分縫大型門葉就位固定的技術難題。通過設計專用吊具，成功實現門葉卸車、翻身、就位一步到位，加快了門葉的吊裝就位，節約了吊裝設備的時間，為工期提供保障。同時吊具具有可重復利用的優點，也大大節約了成本，達到提質增效的目的。本文通過對大型縱向分縫弧門安裝工藝進行剖析，對過程中設備選型，吊具設計進行介紹，為后續同類型設備安裝提供參考借鑒經驗，達到資源共享，學術共鳴的目的。