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1#泄洪洞11×12-28m闸门及
启闭机安装技术措施( 论证稿)
一、 基本情况
1、 概述
1.1工程概述
1#泄洪洞由1#导流洞改建而成, 为非常规泄洪洞, 当遇到2 一遇洪水时, 必须与2#、 3#泄洪洞联合泄洪。1#泄洪洞进口底板高程为EL1350m, 闸室顶高程EL1384m, 启闭机排架顶高EL1400.5m。1#泄洪洞11×12-28m闸门室分别由一扇工作门、 一扇事故门．每扇闸门一台启闭机, 两扇闸门门叶均由4节组成, 检修门、 事故门均采用2× kN固定式卷扬启闭机启闭。根据 防洪度汛技术要求及当前的形象面貌, 4月底必须具备下闸挡水条件, 确保洞内新建段及洞身改建继续施工, 主汛期以前必须具备启闭闸门泄洪条件。根据当前的形象面貌, 受工作面移交滞后等客观因素制约, 工期滞后较多, 实现上述形象面貌十分困难。为满足安全度汛要求, 必须采用非常规赶工措施。启闭机及闸门特性如表1所示, 启闭机及闸门安装主要工程量如表2所示。进口闸室结构见附图1、 附图2。
表1 启闭机及闸门机械特性表
序号
名 称
主要内容
1
事故门闸门形式
潜孔平面滑动闸门
2
工作门闸门形式
潜孔平面定轮闸门
3
孔口数量
1孔
4
闸门数量
2扇( 事故门工作门各一扇)
5
孔口尺寸( 宽x高)
11mx12m
6
事故门止水尺寸( 宽x高)
11.4mx12.1m
7
工作门止水尺寸( 宽x高)
11.12mx12.1m
8
设计水头
28m
9
总水压力
30278KN
10
事故门支承形式
滑道
11
工作门支承形式
简支定轮
12
事故门操作要求
静水启门动水闭门
13
工作门操作要求
动水启闭
10
启闭机形式
固定卷扬式启闭机
11
启闭机容量
2x KN
12
吊点间距
7.90m

表2 启闭机及闸门安装主要工程量
序号
名称
数 量
( 件)
单位
工 程 量
单 重
总 重
1
启闭机
2
㎏

2
事故门
1
㎏
140028
140028
3
工作门
1
㎏
232132
232132

1.2编制依据
( 1) 1#泄洪洞11×12-28m事故闸门门槽总图图号: CD205SG-52-8;
( 2) 1#泄洪洞11×12-28m事故闸门门叶总图图号: CD205SG-52-9;
( 3) 1#泄洪洞11×12-28m工作闸门门槽总图图号: CD205SG-52-6;
( 4) 1#泄洪洞11×12-28m工作闸门门叶总图图号: CD205SG-52-7;
( 5) 《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》DL/T5018;
( 6) 《水利水电工程启闭机制造、 安装及验收规范》DL/T5019;
( 7) 《水利水电工程钢闸门设计规范》DL/T5013;
( 8) 《水利水电工程启闭机设计规范》SL41;
( 9) 《水工金属结构防腐蚀规范》SL105;
( 10) 《固定卷扬式启闭机通用技术条件》SD315;
( 11) 《水工金属结构焊接通用技术条件》SL36;
( 12) 《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准 金属结构及启闭机械安装工程》( 试行) SDJ249.2;
( 13) 《钢熔化焊接接头射线照相和质量分级》GB3323;
( 14) 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345;
( 15) 《焊缝符号表示法》GB324;
( 16) 《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923;
( 17) 《涂漆通用技术条件》SDZ014;
( 18) 《电气装置安装工程电气设备交接验收标准》GB50150;
( 19) 《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232;
( 20) 招投标文件;
( 21) 现场的实际条件及当前形象面貌;
( 22) 相关规程规范、 会议纪要;
( 23) 汛技术要求。
2、 施工通道
水平运输: 底槛、 主轨等埋件自堆放场地经由左岸0#公路、 5#公路运至EL1349m平台; 门叶、 启闭机自堆放场地经由左岸0#公路、 7#公路运至EL1384m平台。
垂直运输: 埋件采用25t汽车吊、 6013塔机吊运; 启闭机、 门叶采用70t汽车吊吊运。
二、 原方案简述
根据各方讨论确定的方案, 将闸室混凝土浇筑至EL1384m后, 首先安装检修门, 4月底检修门下闸挡水, 确保洞内继续施工; 检修门下闸后, 尽快施工框排架, 安装启闭机及工作闸门, 6月初至6月中旬, 启闭机、 工作门安装调试完成, 具备启闭闸门泄洪条件。检修闸门分节采用汽车吊吊入门槽, 在门槽内拼接、 组焊, 焊接完成后, 利用250t汽车吊提出闸门安装水封, 再采用250t汽车吊下闸。原方案具体施工进度计划见附图2。
因工作门太重, 无法利用250t汽车吊提起来装水封, 如采用250t以上的汽车吊, 通道及场地条件无法满足要求, 因此经各方讨论决定采用优先安装检修门方案。根据原方案, 框排架以及启闭机、 工作闸门安装工期十分紧张, 框排架浇筑及待强仅有25天, 4台启闭机及工作闸门安装仅20天, 工期非常紧张, 尽管制定了框排架不考虑模板周转、 采用C50高性能混凝土替代C30混凝土方案, 仍基本为理想工期, 实现节点目标难度较大, 风险度较高。
三、 推荐方案
1、 提出推荐方案的缘由
根据施工进度计划, 预计4月20日完成检修门安装, 但此时洞内正在进行混凝土浇筑, 不能将闸门下闸, 只能将闸门布置在底部临时支架上, 保证运输通道畅通。4月21日必须开始施工框排架, 一旦框排架满堂架搭设起来, 4月30日就无法采用250t汽车吊下闸, 必须在孔口临时安装启闭机下闸, 框排架必须待启闭机就位以后才能开始浇筑。如优先安装工作门及孔口启闭机, 工序、 工期与原方案相同, 但具体提闸泄洪的节点将提前, 安全度汛风险降低, 上部框排架工期紧张的状况也能够得到缓解。
2、 推荐施工总体程序安排
2.1施工程序安排原则
( 1) 以确保 安全度汛为原则, 既要确保汛前具备下闸挡水条件, 又要具备主汛期提闸泄洪条件。
( 2) 考虑到检修门为静水启闭, 工作门为动水启闭, 优化施工程序, 优先安装工作门, 提高安全度汛可靠度。
( 3) 统筹考虑水封安装、 汛期泄洪运行所需的边界条件。
( 4) 检修门槽等埋件汛前安装完成, 为汛期闸门安装创造条件。
( 5) 为缩短直线工期, 底槛、 侧轨等埋件与土建交叉作业。
2.2总体施工程序
总体施工程序见如下框图。

1#泄洪洞闸门及启闭机安装总体程序框图施工准备
工作门底槛安装
闸室混凝土超过门楣
工作门底槛二期砼浇筑
工作门EL1367m以下侧轨、 门楣安装
工作门EL1367m以下二期砼浇筑
闸室浇筑至EL1384m
工作门门叶拼装、 焊接
工作门孔口启闭机安装、 调试
工作门水封安装
框排架浇筑
检修闸门底槛安装
检修门底槛二期浇筑
检修门侧轨、 门楣安装
检修门槽二期浇筑
检修门固定卷安装
检修门门叶安装
检修门水封安装调试
工作门调试
汛 期 度 汛
拆移工作门固定卷扬机
EL1367m以上门槽安装及二期浇筑
工作门调试
工 程 完 工

3、 安装方案及工艺措施
3.1安装前的准备工作
( 1) 准备好施工用的设备及工器具, 并对设备及工器具作妥善保养。
( 2) 布置好从电源接入点到工作面的施工电缆及电源控制柜。
( 3) 制作埋件与一期插筋连接用的L型螺纹钢筋。
( 4) 对已陆续运抵堆放场的设备卸车并作全面清点, 如发现有缺损件, 立即找出缺损的原因, 并提出相应的解决办法。
( 5) 设备检查: 设备检查包括门叶及附件的检查, 检查构件在运输过程中是否发生变形, 如有变形, 在设备安装前作适当处理, 达到设计要求后, 方可安装。还必须检查门叶附件的质量, 例如门叶水封的外观质量及内部质量是否符合设计及规范要求。
( 6) 设备清扫: 清扫部件表面的杂物及门叶附件能转动部分, 即导向轮是否转动灵活, 并加注适量的润滑脂。
( 7) 安装前对安装的土建部位进行检查, 交与安装的土建工程须经监理工程师检查合格。
3.2门槽埋件安装方案及工艺措施
( 1) 门槽安装工艺流程
门槽埋件的安装程序如下:
孔口、 门槽中心和高程基准点测量放样→主、 侧底槛就位→调整→定位焊→检测→底槛加固→焊接→检测→焊缝打磨→复测→底槛筑前验收→二期混凝土浇筑→门槽主轨安装→门槽反轨安装→检测→主、 反轨加固→焊接→检测→焊缝打磨→复测→门槽筑前验收→二期混浇筑。
( 2) 门槽安装方案
为加快施工进度, 门槽埋件与闸室混凝土交叉作业, 门槽孔口采用型钢、 钢板做好上下封闭隔离措施, 确保施工安全。门槽埋件自堆放场地采用载重汽车运至现场, 底槛运至胸墙底部, 采用25t汽车吊吊运; 侧轨运抵现场后采用6013塔机吊运, 自顶部放入工作面。工作门槽分两期安装, 一期安装至EL1367m( 其中反轨第一次仅安装一节, 暂不安装, 作为焊接空间) , 二期安装至EL1381.5m。门槽安装时搭设脚手架供施工人员上下作业和装载工具器及安装材料等。因工期较紧, 为满足赶工需要, 须确保胸墙底部施工通道畅通, 采用36工字钢、 10mm钢板加工成钢栈桥, 利用钢栈桥跨越底槛, 确保洞内安装钢模台车的道理畅通。
( 3) 门槽安装工艺措施
门槽安装时, 首先要引进门槽安装所需要的高程、 里程及门槽基准点, 根据基准点焊接所需要的线架, 悬挂钢琴线, 为安装作好一切准备工作。
准备就绪后方可开工。先装底槛, 底槛吊到位后, 利用调节螺栓和千斤顶进行调节, 使各控制尺寸符合设计图纸及规范的要求, 尺寸合格后对底槛进行焊接加固, 底槛进行可靠加固后, 继续进行一期门槽安装, 对尺寸复测并记录, 复测的尺寸合格后填表报请监理人验收。验收合格后, 交土建进行二期砼浇筑。门槽插筋在安装及混凝土浇筑过程中, 可能发生局部变形, 对于变形的插筋, 局部扮弯, 增加相同规格的钢筋焊接连接, 焊接长度按规范要求执行。
全部埋件安装完毕后, 对门槽埋件和锁定梁轨道整体进行打磨、 清理, 并复测整体尺寸, 包括扭曲度、 不平度和错位情况, 合格后填表报请监理人进行门槽埋件和锁定梁轨道的整体验收。
门槽安装过程中注意如下事项:
①门槽构件安装单元的连接, 按照施工详图的要求进行。对采用现场焊接的部位, 制订相应的工艺措施, 并在焊接过程中随时注意观测变形情况, 以便及时采取矫正措施。
②埋件安装后, 采用加固钢筋将其与预埋螺栓或插筋焊牢, 以免浇筑二期混凝土时发生位移。注意加固的钢筋焊接在主要构件伸出的锚件上, 或者焊在不会引起门槽主要构件产生局部变形, 以及整体变形的次要构件上。
③所有的门槽构件的工作面上的连接焊缝, 在安装工作完毕, 二期混凝土回填后, 仔细进行打磨平整、 使其表面光洁度应与焊接的构件相一致。
④安装使用的基准线, 确保能控制门槽各部位构件的安装尺寸及精度外, 和控制门槽的总尺寸及安装精度。
⑤为设置安装基准线用的基准点, 保留到安装验收合格后才能拆除。
⑥安装好的门槽, 除了主轨道的轨面, 水封座的不锈钢表面外, 其余表面均涂刷最后一道面漆。面漆符合有关闸门结构部分表面涂装技术要求。
⑦二期混凝土浇筑过程中注意对门槽构件的工作面( 特别是止水和主轨的不锈钢工作表面) 进行保护, 避免碰伤及污物贴附。影响止水及支承摩擦副的正常工作。
⑧门槽二期混凝土在门槽二期埋件安装检查合格并经监理人签证后方可浇筑。二期混凝土拆模后, 对门槽及埋件进行复测同时清除遗留的钢筋头及污染物, 特别注意门槽一、 二期混凝土超差部分的处理, 以免影响闸门的启闭。
3.3工作闸门安装方案及工艺措施
( 1) 工作闸门安装工艺流程
工作门安装工艺流程如下:
门叶转运→门叶拼装→面板、 主、 边梁、 焊缝施焊→门叶验收→水封安装→闸门无水试验→竣工验收。
( 2) 工作闸门安装方案
工作门门叶从堆放场采用70t汽车吊进行装车, 由60t平板车运输至闸室顶部1384m平台安装现场, 采用250t汽车吊进行吊装, 按照自下而上的顺序, 分节将每节门摆正后置放在门槽里, 拼装调整后, 采用千斤顶将门叶固定在上游门槽, 使之与门槽贴紧, 利用门槽作为参照, 再开始施焊, 采用左右两侧对称施焊。
为确保底部通道畅通, 在闸门拼装期间, 采用40工字钢、 300mm钢管加工型钢支架, 支架高度为3.6m, 共加工6个支架, 每侧布置三个支架, 中间预留3.0m宽通道。为确保底部通行安全, 采用型钢、 钢板加工钢平台封闭隔离。利用钢平台搭设作业平台, 底部两道焊缝在门孔内施焊; 第三道背水面焊缝在未安装反轨的空间内施焊, 第三道迎水面焊缝、 侧轨占压及侧边的焊缝待启闭机投用后, 利用启闭机提至EL1367m以上, 利用未安装门槽及未浇筑二期作为焊接空间, 迎水面理论宽度为65cm, 侧边理论宽度为100cm, 满足局部施焊要求。
( 3) 水封安装方案
因焊接门水封须将闸门提出孔口整体安装, 因方案调整, 无法将闸门提出孔口安装, 拟利用EL1367m以上未安装门槽的空间安装水封。
门轨及二期混凝土第一阶段浇筑至EL1367m, 为满足操作人员通行、 作业空间需要, 将工作门槽二期扩大, EL1367m～EL1378.5m门槽二期扩大1m, 分别向靠山侧和靠河侧扩大1m, 满足操作人员操作所需要的空间, 对应的钢筋进行适当调整, 插筋调整至相应的缝面上, 间距等参数不变, 后续在插筋与门槽之间增加同等规格的钢筋连接, 焊缝长度按规范执行。因后期二期体积相对较大, 二期混凝土内增加u型钢筋与插筋焊接。
利用临时安装的固定卷扬机提门, 利用1#导流洞4.2m锁定梁锁定闸门, 锁定梁布置在EL1378.5m, 则门叶底部高程为EL1368.305m, 高于EL1367m 1.305m, 满足安装底水封需要。为避免锁定梁直接布置在二期混凝土上, 锁定梁支撑点埋设一根20#工字钢, 单根工字钢长2.4m。EL1378.5m以上部位二期混凝土宽度调整为4.5m( 将门孔宽度由3.3m调整为4.5m) , 调整部位插筋安装方案同前。安装水封时利用吊笼吊送人员至作业面, 为便于人员操作, 在门叶上采用角钢焊接支点, 搭设临时操作平台, 安装完成后, 割除临时支点, 并对相应部位采取防腐处理。安装水封时门叶锁定位置及锁定梁布置如图1所示。
图示1 安装水封时闸门锁定示意图
( 4) 静平衡试验
水封组装完成后, 检查水封的压缩情况, 以便进行调整闸门成组装完成后, 进行静平衡试验。试验方法为将闸门吊到离地面100mm, 经过滚轮或滑道的中心测量上、 下游与左、 右方的倾斜度。
( 5) 启闭试验
①闸门安装完成后, 再无水的情况下或静水情况下作全行程的启闭试验, 检查滑道或滚轮运行情况。闸门升降过程中有无卡阻、 止水橡皮有无损坏、 止水是否严密,若有进行调整, 直至满足设计要求。
②平面滑动闸门吊入门槽之前, 闸门上的滑动支承面用润滑脂涂抹, 水封橡皮与不锈钢水封座板的接触面再闸门升降过程采用水冲淋润滑。
各项指标调试完成后, 对闸门在安装、 运输过程中造成的防腐损坏部位进行防腐修补。
3.4 汛期工作闸门运行方案
汛前, 利用工作闸门挡水; 主汛期如需泄洪, 利用临时布置在孔口的固定式卷扬机启闭闸门, 利用4.2m锁定梁锁定, 锁定位置为EL1378.5m, 满足全开泄洪要求。
3.5检修闸门安装
( 1) 检修闸门安装工艺流程
检修门安装工艺流程同工作闸门。
门叶转运→门叶拼装→面板、 主、 边梁、 焊缝施焊→门叶验收→水封安装→闸门无水试验→竣工验收。
( 2) 检修闸门安装方案
检修门叶从堆放场用70t汽车吊进行装车, 由60t平板车运输至闸室顶部1384m平台安装现场, 采用70t汽车吊配合固定式卷扬机进行吊装, 在孔口搭设样架, 拼装、 焊接门叶, 闸门焊接完成后, 采用卷扬机提起闸门, 锁定在孔口, 安装水封, 采用固定卷扬机下闸。检修闸门静平衡及启闭试验同工作闸门。
3.6固定式启闭机安装
( 1) 启闭机安装工艺流程
启闭机安装工艺流程如框图所示。

准备工作
2× kN固定卷扬式启闭机安装施工程序图

测量放点

机座、 埋件安装与二期砼回填

电气设备检查与试验

机架吊装

电气设备安装、 电缆敷设

起升系统设备吊装

模拟试验
机械设备调试

机电联调

钢丝绳穿绕

清理与防雨设施敷设

空载试验、 荷载试验

( 2) 启闭机安装方案
启闭机主要部件装车由70t汽车吊承担, 采用半挂车运至现场, 使用70t汽车吊进行安装。根据施工规划, 为满足安全度汛需要, 工作闸门启闭机首先安装在孔口, 用于 汛期启闭闸门。
为满足水封安装提闸行程要求, 必须采用临时排架安装卷扬机, 卷扬机安装高度确定方法为: 锁定梁高398mm+最上门叶锁定位置高度1710mm+吊耳中心高度250mm+卷扬机最上限4000mm=6358mm, 即卷扬机安装高度较EL1378.5m至少要高6.358m, 考虑一定的富余量, 安装高程按EL1386m控制。临时排架采用钢筋混凝土结构, 采用C50高性能混凝土浇筑, 缩短待强时间, 在现场同等条件下养护试块, 当强度达到80%以后开始安装启闭机。为避免浇筑临时排架时, 混凝土浆液、 骨料散落至门槽内, 影响后续闸门提升, 在浇筑混凝土前, 采用钢板将孔口完全封闭。
启闭机安装调试完成后, 提起闸门锁定在EL1378.5m, 完成剩余部分焊接及水封安装、 EL1367m以下反轨安装。上部恢复框排架浇筑, 为确保框排架施工期间, 启闭机仍具备启闭条件, 同时避免材料、 混凝土散落至门槽内, 影响闸门启闭, 启闭机上部及四周采用型钢、 钢板搭设防护罩。
( 3) 启闭机主要施工工艺措施
①制造厂提供的图纸和技术说明书要求进行安装、 调试和试运转。
②安装启闭机的基础建筑物, 必须稳固安全。机座、 二期埋件和基础构件的混凝土, 按施工图纸的规定浇筑, 在混凝土强度尚未达到设计强度时, 不准拆除和改变启闭机的临时支撑, 更不得进行调试和试运转。
③启闭机机械设备的安装按DL/T5019第5.2.2条的有关规定进行。
④启闭机电气设备的安装, 符合施工图纸和制造厂技术说明书的规定。全部电气设备可靠接地。
⑤启闭机安装完毕, 对启闭机进行清理, 修补已损坏的保护油漆, 并根据制造厂技术说明书的要求, 灌注润滑脂。
⑥启闭机安装过程中和安装完毕后至设备验收移交前, 对启闭机及电气设备进行临时防雨措施保护。
⑦试运转: 固定卷扬式启闭机安装完成后, 会同监理人进行以下项目的试验:
电气试验: 电气设备的试验要求按DL/T5019第5.3.1条的有关规定执行;
空载试验: 在启闭机不与闸门连接的情况下, 进行空载试验。空载试验符合施工图纸及设备调试大纲和DL/T5019第5.3.2条的各项规定;
荷载试验: 荷载试验是在启闭机与闸门连接后, 在操作水头的情况下进行启闭试验, 荷载试验针对不同性质分别参照设备调试大纲并按DL/T5019第5.3.3条的有关规定进行;
动水启闭试验: 进行动水启闭工况的荷载试验。
4、 工期
施工工期安排见附图5。
5、 闸门下闸前防洪标准与应急措施
根据设计技术要求, 4月30日前进口闸门须下闸, 具备挡水条件, 以确保洞内继续施工。根据调整后的施工进度计划, 5月10日才具备下闸挡水条件。根据水文资料, 5月份 一遇洪水为2360m3/s, 2#泄洪洞泄洪, 水位约为EL1348m, 低于进口EL1350m; 20年一遇洪水位2790m3/s, 2#、 3#泄洪洞泄洪, 水位约为EL1356m。按照 一遇洪水设防, 并考虑超过 一遇洪水的应急措施, 备用粘土编织袋5000个, 提前布置在进口护坦上, 当接到超过 一遇洪水预报时, 立即在进口设置粘土编织袋围堰, 围堰高2.0m。在闸室左侧设置逃生通道, 作业人员经此通道向EL1384m撤离。当预报水位超过EL1352m时, 立即撤离洞内所有作业人员及施工设备, 泄洪洞临时过流。