水利工程項目中的溢洪道閘門液壓啟閉系統安裝施工工藝

王 乾

(廣州利源工程咨詢有限公司,廣州 510000)

目前,在大部分水利工程中液壓啟閉裝置已被廣泛應用。文章主要闡述了在已建成的水利工程中,如何改變啟閉方式、安裝液壓啟閉裝置的施工步驟和注意事項。溢洪道閘門的金屬構件安裝由埋件、平板閘門、弧形閘門、液壓啟閉機安裝組成,是水庫工程金屬結構施工中的典型,現場施工工作量大、工期緊、難度大、技術要求高。

1 工程概況

廣州市增城區正果攔河壩重建工程,重建攔河壩一座,交通橋、兩岸翼墻、上游鋪蓋及下游消能防沖設施等。正果攔河壩設計洪水為20a一遇,校核洪水標準為50a一遇,設計洪峰流量為3056m3/s。工程等級為Ⅳ等,工程規模為小(1)型,主要建筑物級別為4級。工期為540d。工程設計主要內容:攔河壩、交通橋、兩岸翼墻、上游鋪蓋及下游消能防沖設施、管理中心一座、園林建筑附屬工程等。

2 埋件安裝

2.1 埋件安裝質量控制

在埋件安裝之前,應將門縫內的模板等雜物清理掉。一、二段的混凝土接縫必須完全鑿開。在開倉前,由業主、監理、土建、安裝單位聯合驗倉,檢查、復核預先埋設的錨栓、錨板位置。平面閘門埋設的允許公差和容差,必須按照水利水電工程施工和驗收標準9.1.3中的要求進行。拱形閘門的埋設允許公差和容差,必須滿足水利水電工程鋼門生產和安裝驗收規程9.1.6中的要求。弧門鉸支座的立柱中心與設計中心的誤差≤1mm。埋件完成后,檢查通過后5～7d內應對第二階段的混凝土進行填充,如果出現逾期或沖撞,應進行復測,復測通過后才能進行澆筑,并采用相應的方法搗實混凝土。第二階段混凝土拆除后,對復測的埋件進行記錄。同時要對混凝土表面進行檢測,并將殘留的鋼筋和雜物清理干凈,避免影響開閘[1]。

2.2 埋件安裝過程

1)施工技術:采用起重機和汽車起重機將閘門埋設的埋件進行吊裝,并采用手工方式進行安裝。

2)基準線的測放:控制點線的測量,統一采用水工建筑物的控制線,閘門的安裝基準線包括孔口中心線、高程和樁號控制線。

3)現場放樣:根據現場測量的高程、樁號、孔口中心線,現場測量放出閘門埋設部位。

4)對錨桿的要求:對鋼筋進行整體調整,采用埋件自身的錨筋和一段鋼筋進行焊接,鋼筋的數量約為0.50m一組,每組4個。

2.3 液壓鉸座埋件安裝

根據設計圖紙可知液壓鉸支座的中心高程為211.228m,根據此數據,可在原來的閘墩上進行劃線測量,并確定了液壓鉸支座的安裝位置,人工挖除原有閘墩,開挖部位充分考慮了回填,占用了混凝土的空間高度。安裝液壓鉸支座時,以原牛腿鉸座為中心測量高程距離,以檢修閘門的底檻高程為準,安裝時采用水平標尺進行控制。

縱向(順流)中線是通過安裝在門機鐵軌和交通橋上面的控制點,通過經緯儀根據設計圖紙確定的點坐標進行控制;通過設置在閘墩上的坐標,實現對閘墩的橫向(豎向水流)中線的控制,確保兩個鉸座的共軸。液壓鉸支座的安裝誤差必須滿足以下標準:中心點坐標誤差≤±2 mm;高度偏差≤0.5mm。單孔式液壓啟閉器的中心位置的相對高度偏差≤±0.5mm[2]。

采用45t的車輛起重機來進行液壓鉸座的安裝。根據設計圖紙對調整完畢的液壓鉸座進行定位和電焊,再進行重新測量,當測量結果符合圖紙及技術指標時,采用型鋼或鋼筋(根據圖紙)進行液壓鉸座的埋設。

3 平面閘門安裝

3.1 復核要求

在安裝前,對所有的閘門進行檢查,并按DL/T5018-94的規定進行加工。

3.2 止水安裝要求

止水膠螺栓孔的位置應該與閥片或橡膠密封盤上的螺栓孔相匹配,孔徑小于螺栓直徑1mm,并且禁止燙孔,在螺釘均勻旋緊后,其末端的位置應該比止水橡膠的自由表面低8mm。在安裝止水橡膠后,兩端止水中心間距與頂部止水中心到底部止水中心允許誤差為±3mm,止水面的水平度為2mm。在閘門工作狀態下,止水橡膠的壓縮應該按圖紙要求,允許誤差在-1～2mm之間。

3.3 安裝方法

平面閘門的安裝由汽車吊車與安裝好的電動吊車進行吊裝,將閘門置于孔中,通過鎖緊梁將閘門固定在工作橋上。

3.4 靜平衡實驗

把閘門從地上吊起100mm,由滑道中心測量上下方向與左右方向上的傾角,單吊點平面閘門的傾角≤門高的1/1000,即≤8mm。

4 弧形閘門安裝

溢洪道有四個拱形工作閘門,每個拱形工作閘門的尺寸為12m×9m,曲率半徑為12m,由斜桿支承,弧型工作閘門由兩個油缸液壓啟閉器開啟或關閉[3]。

1)對焊接工藝的要求:根據DL/T5018-94的標準對焊縫進行檢查,并采取適當的措施來控制焊縫變形。弧形閘門的門葉由3個部分組成,裝配后按DL/T5018-94的相關要求進行檢查。

2)現場安裝的要求:焊縫區應按規定進行清洗,在現場噴涂鋅,再噴涂氯化橡膠漆。

3)抗剪板:將連接板與鉸鏈、主梁焊接組裝時,應采取防止變形、抗剪、連接板頂壓的措施。

4)鉸軸:從鉸軸中心到板外緣的曲率半徑 R的容許誤差為±8mm,兩側的相對誤差≤5mm。

5)止水:底部和側面止水裝置的容許誤差及止水橡膠的質量標準應按DL/T5018-94中第9.2.3-9.2.7條的相關規定進行。

6)調試和準備工作:完成拱門后,拆卸所有臨時焊接部件,對焊接處進行修整,將埋件表面及門板上的雜物清除干凈,并按照施工圖紙上的要求對各個旋轉部分進行潤滑[4]。

5 液壓泵站安裝

液壓泵站及其附屬設備的安裝誤差必須符合設計圖紙要求。為了移動、排油和散熱,油箱的底部應該在安裝表面的150mm以上。在組裝和安裝過程中,油箱必須具有適當的支撐區域。將油箱及其它附件通過吊車吊運到啟閉機室內,并在吊裝過程中注意各部件的重心。

5.1 液壓管道構造與安裝

根據工程現場的具體情況,按照招標文件和圖紙的規定,對管線的臨時長度進行了調整。管道布置應盡量減小阻力,布局要清楚、合理、有序。

在進行適當的預裝后,拆卸管道,將管接頭或法蘭正式焊接,將管道上的氧化皮和焊渣清理干凈,并進行酸洗、中和、干燥和鈍化。在安裝好液壓管道系統后,利用沖洗水泵對油液進行循環清洗。循環沖洗時,管道系統與液壓缸、閥組、泵組隔離(或短連接),循環沖洗速度必須>5m/s。在反復沖洗后,管道系統的清潔程度必須符合規定。

管線的下料方式為割鋸,不銹鋼管的焊縫為氬弧焊,管子和管子、管子和管接頭之間的焊縫要對口焊接,不能用插入式焊接。彎管必須使用特殊的彎管機,并進行冷彎。軟管必須在一定的曲率半徑內工作,并避免發生急轉。軟管的彎曲應與軟管連接件的安裝和移動平面處于相同的水平面上,防止扭轉。當軟管長度太大或受到劇烈震動時,最好用夾鉗固定,但在高壓下應盡可能避免使用夾子。管子的長度要盡可能短,請勿將軟管與其他軟管或管子相接觸,否則會造成摩擦和斷裂。管道應該沿著裝置的外形設置,并且盡量平行[5]。

5.2 液壓啟閉機安裝

弧形工作閘門的安裝過程如圖1所示。

圖1 液壓啟閉機安裝流程

5.2.1 安裝質量標準

安裝質量標準主要包括以下4點:

1)產品驗收:在產品運抵工地前,應先檢查并開箱驗收。

2)液壓機質量標準:液壓啟閉機水平中心線與實際吊裝中心線的間距不超過±2 mm,高度偏差不超過±5 mm,雙吊點式啟閉機支撐面偏差不超過±0.50 mm。

3)安裝標準:液壓缸在吊裝過程中,必須采取相應的預防措施,以液壓缸的直徑、長度、重量為依據確定支座或吊點的數量。

4)管路沖洗:現場安裝管道采用全循環油清洗,清洗速度必須在湍流條件下,濾芯的過濾精度在10μm以上,清洗時間至少30min。五、油質要求:現場注油的型號、油量、油面均滿足設計要求,液壓油的過濾精度在20μm以上。

5.2.2 檢測試驗

在液壓缸工作之前,工作區的所有障礙都要清理干凈,確保閥門和液壓缸的工作沒有阻礙。過濾器芯必須進行清潔或更換,在試運作之前液壓系統的污染級別要高于NAS9。各電氣回路的各個部件和裝置都要按照GB1497的相關要求進行測試。在油泵首次啟動前,必須開啟所有的油泵安全閥,并在30min內保持空轉狀態。油泵空轉后,按順序擰緊減壓閥將油路系統加滿油,加油時將氣體排出,當油管裝滿油后調節油泵的溢流閥,在工作壓力的50%、75%、100%的條件下運轉5min,油泵不能振動、不能有雜音、不能有過高的溫度、不能有任何的泄漏。將油泵溢流閥調節至工作壓力1.10倍進行排油,并在此期間沒有強烈的振動和噪音。

開啟和關閉閥門,檢查液壓缸減速器的減速及運行狀態,并記錄工作水頭,閘門完全打開時的系統壓力數據。液壓啟閉器將開啟閘門進行沉降測試,并符合下列要求:在24h內,由于液壓缸內的機油泄漏,造成的下沉量≤100mm,24h后,當下沉量>100mm時,應發出警告信號,當下落量>200mm時,液壓系統應具有自動恢復功能,在3d內的自動恢復次數≤2次。

5.2.3 液壓啟閉機試運行

1)測試液壓系統的耐壓性能。管路測試壓強:當P額≤16MPa時,P試=1.5;當P額>16MPa時,P試=1.25 P額。根據不同的設計條件選擇了剩余的測試壓力。在不同的測試壓力下保持10min的壓力,并檢測管道系統的漏油情況。

2)調整各個溢流閥的溢出壓力。當活塞桿吊頭未與閘板相連接時,進行3次全行程的空載往復動作,以便將氣缸及管道內的氣體排出,檢查泵、閥組和電子控制系統是否正確,檢查液壓缸的起動壓力和系統阻力以及活塞桿運動是否有蠕動。

3)在閥體不受水壓的條件下,活塞桿吊頭與閥體相連,進行3次全沖程往復運動試驗,調節閥門開度、行程極限開關和電、液元件的設置,對電動機電流、電壓、油壓進行測量,并對全行程啟、閉運行的時間進行監測。

4)在閘門承受水壓時,對液壓啟閉機進行了定額負荷的開閉操作實驗。對電動機的電流、電壓、系統壓進行測量,并對全行程的開閉運行時間進行測量;檢查啟閉過程應無異常的震動,啟動時也不應有強烈的撞擊。

6 結 語

在業主、監理、第三方的檢驗中,金屬建筑工程的工程質量評價等級都是優秀的。經過多次試驗,其性能穩定,技術指標滿足有關要求,使用效果良好。由于在施工過程中,不能對原有建筑的使用造成影響,保證閘門的正常開啟,保證水庫防洪灌溉,因而造成了工程環境的困難和復雜,同時由于工程工期短,工作區域狹窄,導致施工難度加大。在各施工單位的積極配合下,他們克服了許多困難,順利地完成了工程建設。經現場應用,取得了較好的效果。