杨房沟水电站泄洪系统中孔弧形工作闸门安装关键技术浅析_祁美莲.pdf

2023.No.3四 川 水 利杨房沟水电站泄洪系统中孔弧形工作闸门安装关键技术浅析祁美莲(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610213)【摘要】杨房沟水电站泄洪系统共计布置 3 孔泄洪中孔，分别布置在 8#、9#、10#坝段，每孔各设 1 扇工作闸门，为潜孔式弧门。由于 3 孔泄洪中孔弧形闸门安装占用直线工期，工期紧，且安装技术难度大，安全风险高，文章通过对 3 孔泄洪中孔弧形闸门安装关键技术分析，制定相应的安全技术措施，不仅解决了技术难题，成功化解了安全风险，而且大大提高了施工效率，缩短了施工工期。【关键词】弧形工作闸门支铰支臂门叶安装杨房沟水电站中图分类号:TV547.1文献标志码:B文章编号:20951809(2023)030055041工程概况杨房沟水电站泄洪系统共计布置 3 孔泄洪中孔，分别布置在 8#、9#、10#坝段，每孔各设 1 扇工作闸门，为潜孔式弧门。工作闸门孔口尺寸(宽高)5.5m7.0m。闸门操作方式为动水启闭，可局部开启，由 3600kN(启门力)/1500kN(闭门力)液压启闭机进行启闭操作。主要工程量如表 1 所示:表 1主要工程量序号名称单位数量单重(kg)总重(kg)外形尺寸(mm)1234门叶底节门叶结构套319235.957707.70 176030935492中下节门叶结构套314448.143344.30 179728945492中上节门叶结构套312771.638314.80 186229905492上节门叶结构套317365.152095.30 15673230549256789支臂上支臂件69004.154024.60 100012007977下支臂件614059.984359.40 1300270510292竖撑(一)件61778.210669.206507004297竖撑(二)件61106.26637.206507002582支臂横撑件121045.212542.40620620237810支铰支铰装置件619090114540.00 1400184022401112支铰大梁1#、3#支铰大梁件214274.128548.20 1390204057002#支铰大梁件114342.914342.91390215057002安装施工条件分析(1)门楣安装前，土建一期模板拆除完成，二期凿毛清理完成，脚手架拆除并清理完成;(2)支臂安装前，弧形闸门出口端对应位置钢衬内支撑拆除完成;(3)门叶安装前底槛及闸门侧轨二期混凝土浇筑完成，强度达到 75%设计强度;(4)支铰大梁安装前弧门闸墩混凝土浇筑完成并等强 7d，支铰大梁处土建预留二期混凝土凿毛清理及上游三角模板支架拆除完成(支铰大梁处最后一仓混凝土浇筑完成 7d 后，此时混凝土强度达到 75%设计值，抗压强度为 13MPa，支铰大梁重 143420N，底部接触面为 1088000mm2，则支铰大梁作用在混凝土上的压力为 0.132MPa，远小于13MPa，且底部模板仍未拆除，故强度满足安装条件);(5)闸门精调前锚索张拉完成，闸墩变形已完成;(6)液压启闭机安装前(机架除外)，启闭机房顶板施工承重排架已拆除，启闭机房内土建材料及建筑垃圾清理完成(由于启闭机房顶板吊物孔尺寸为 3m2m，小于机架尺寸 3.5m1.9m，故启闭机机架需在顶板承重排架施工前吊入)。3装卸及运输关键技术弧形闸门门叶及液压启闭机等运输主要考虑从压力钢管厂到左岸卸料平台之间的运输。根据表 1，弧形工作闸门门叶中，底节门叶结构为最大运输单元，重量 19.2359t，外形尺寸 5492mm 3093mm1760mm;支臂中下支臂为最大运输单55祁美莲:杨房沟水电站泄洪系统中孔弧形工作闸门安装关键技术浅析2023.No.3元，重量 14.0599t，外形尺寸 10292mm2705mm1300mm;液压启闭机油缸重量 29.1521t，外形尺寸 1500mm14160mm。根据上述最大重量及最大外形尺寸分析，闸门及液压启闭机油缸装车最大重量按 30t 考虑(包括捆绑、垫木等)，其最大外形尺寸长度为 14160mm(油缸)。门叶、支臂及油缸的运输车辆均选择 32t 平板拖车，拖板长度12m。其他小型设备及附件采用 18t 载重汽车进行运输。设备装卸车利用钢管厂 50t 门机及坝顶缆机。门叶、支臂、油缸装完车后，在运输车辆前后两端采用 17.5mm637+1 钢丝绳及 5t 导链进行封车，保证设备捆扎牢固，且装车前，在拖车板上采用方木进行加垫。门叶封车如图 1 所示，对于超宽及超长件运输配备开道车。图 1门叶运输示意4支铰大梁安装关键技术4.14.1支铰大梁吊装支铰大梁吊装支铰大梁重约 14.34t，吊装时钢丝绳为两对四股，其中两个吊点钢丝绳各挂一台 5t 的手拉葫芦作为倾斜角及水平调整用，由于土建支铰大梁处护角钢筋限制，支铰大梁需从上游侧就位，横向吊点距离不大于 3m，具体吊装如图 2 所示。图 2支铰大梁吊装示意4.24.2支铰大梁调整支铰大梁调整支铰大梁安装前根据设计图纸及螺栓孔位置在把合面分出 3 纵 2 横安装中心控制线，并在端头两侧用羊冲眼标记。吊装就位后过支铰中心基准线悬挂铅锤，根据过支铰中心钢琴线到支铰大梁把合面及顶部螺栓孔中心到铅垂线距离，利用千斤顶及拉紧器调整支铰大梁。5支铰安装关键技术5.15.1支铰吊装支铰吊装支铰重 19.09t，支铰吊装前用钢丝砂轮将结合面打磨干净并将固定铰座与活动铰链采用 16#槽钢连为整体。吊装时钢丝绳为两对四股，其中两个吊点钢丝绳各挂一台 7.5t 的手拉葫芦作为倾斜角及水平调整用，吊装吊耳利用 M48 螺栓分别与固定支铰及活动铰链面螺栓孔把合。5.25.2支铰调整支铰调整调整钢梁安装完成后，利用手拉葫芦及千斤顶并结合过支铰中心的铅垂线控制支铰里程，并同时在弧门检修平台架设水准仪检查支铰中心安装高程，线架及水准仪布置如图 3 所示。调整完成后，将支铰与支铰大梁螺栓对称拧紧，并将支铰底部利用型钢与钢桁架相连。图 3支铰调整线架6支臂安装6.16.1下支臂吊装下支臂吊装下支臂重 14.06t，下支臂吊装时，采用钢丝绳加导链方式调整下支臂的角度到安装角度，下支臂前端比安装高程略高 100mm200mm。下支臂吊装到位后，先将下支臂与活动铰链进行连接，然后将下支臂前端放置于托架上。依据放置的支臂中心线，调整下支臂前端的位置。支臂吊装如图4 所示。图 4下支臂吊装示意652023.No.3四 川 水 利6.26.2下支臂调整下支臂调整利用托架及千斤顶调整下支臂与支铰连接组合面之间平整密贴，接触面不少于 75%，连接螺栓拧紧后用 0.3mm 的塞尺检查，连续插入深度不大于 100mm，累计长度不大于周长的 75%，极少数点的最大间隙不大于 0.8mm1。6.36.3上支臂安装上支臂安装上支臂吊装时，采用钢丝绳及导链调整上支臂的角度到安装角度，上支臂吊装如图 5 所示。就位完成后调整上支臂腹板中心与门叶主梁腹板中心偏差不大于 4.0mm，支臂开口处弦长偏差要求不大于 4.0mm，与铰座、门体主梁联接组合面之间要平整密贴，接触面不少于 75%。图 5上支臂吊装示意7门叶安装关键技术7.17.1门叶吊装门叶吊装弧形闸门门体分为 4 节，采用在工地分段吊装就位方式进行安装。最大吊装单元为底节门叶，重 19.236t，吊装时钢丝绳为两对四股，其中两个吊点钢丝绳各挂一台 7.5t 的手拉葫芦作为倾斜角及水平调整用，钢丝绳夹角 60，门叶吊装如图 6 所示。后续门叶吊装与底节门叶相同。图 6门叶吊装示意7.27.2门叶调整门叶调整根据测放基准点在闸门底槛部位焊接挡板，底节门叶吊装就位后，利用楔子板及千斤顶等调整门叶曲率半径、门叶中心对孔口中心的偏差。调整完成后在门叶迎水面侧轨封板上焊接 3 个挡板，门叶下端用型钢支撑牢固。依次吊装 24 节门叶就位，并调整门叶对孔口中心的偏差、曲率半径。门叶调整完成后在门叶迎水面侧轨封板上焊接挡板对门叶进行固定，门叶背水面在两节门叶主梁后翼缘板连接处焊接拉板进行固定。对于门叶面板间、隔板等部位的错牙，采用自制压码和楔块进行调整，调整合格一段便焊接拉板将其固定，然后割除压码，拉板在组合缝焊接过程中割除2。7.37.3闸门焊接关键技术闸门焊接关键技术焊接方式采用焊条电弧焊，先焊接隔板与面板、后翼缘的立焊缝，再从中间向两边分段倒退对称焊接隔板对接焊缝，然后焊接隔板后翼板对接焊缝，最后焊接面板焊缝，闸门边梁靠侧轨处焊缝等闸门调试完成起升至检修平台后焊接。8闸门精调8.18.1锚索张拉前锚索张拉前锚索张拉前，支臂、支铰及支铰大梁已连为一体，并已用三角支撑加固在流道侧部钢衬上，三角支撑加固完成后将支铰大梁处加固全部解除，且与张拉混凝土呈相对自由状态。8.28.2锚索张拉后锚索张拉后锚索张拉及闸墩变形完成后复测支铰大梁及支铰方位尺寸，如果高程中心超规范要求，则将支铰与支臂处连接螺栓脱开，利用调整钢梁对支铰大梁及支铰进行调整，调整完成后再将支臂与支铰以及闸门连接处螺栓拧紧，连接螺栓拧紧后用0.3mm 的 塞 尺 检 查，连 续 插 入 深 度 不 大 于100mm，累计长度不大于周长的 75%，极少数点的最大间隙不大于 0.8mm。同时根据土建施工进度，交叉完成支铰大梁处锚钩焊接工作，焊接完成后移交土建进行混凝土浇筑，由于张拉过程闸门门叶与支臂连接螺栓未进行把合，且门叶安装处混凝土无形变，所以门叶几乎不会发生位移。9防腐处理闸门及启闭机安装完成后，对焊缝区域及涂装破损部位进行补涂处理，涂装油漆为厂家到货材料，涂装前检查品种、性能和颜色是否与制造厂所使用的防腐材料一致。预处理前，应将表面整修完毕，并将金属表面铁锈、氧化皮、油污、焊渣、灰尘、水分等污物清理干净。涂装涂层前，如发现钢板表面出现污染或重新返锈，应重新打磨清理。75祁美莲:杨房沟水电站泄洪系统中孔弧形工作闸门安装关键技术浅析2023.No.3涂装后，应对固化的涂膜进行外观检验，表面应均匀一致，无流挂、皱纹、鼓泡、针孔、裂纹等缺陷3。10结论杨房沟水电站泄洪系统共计布置 3 孔泄洪中孔弧形闸门，安装工期紧，技术难度大，安全风险高，通过对关键工序、关键技术措施的分析研究，采取有效可靠的施工技术措施，最终保证了 3 套弧形闸门的安装任务高效完成。以上内容是对关键技术的总结，希望能为同类工程提供可借鉴依据。参 考 文 献 1 DL/T 50182004，水电水利工程钢闸门制造安装及验收规范 S 2 张红卫，李 鑫，周 闽航电枢纽闸门高效安装关键技术研究张红卫 J 科技资讯，2022，20(9):4046 3 SL 1052007，水工金属结构防腐蚀规范 S 作者简介:祁美莲(1979.09)，女，重庆开州人，本科，工程师，从事项目管理工作。(上接第 16 页)(1)防渗墙倾斜后易导致底部出现开叉，进而形成贯通裂缝。贯通裂缝的存在虽对大坝整体渗流场的影响较小，但会导致局部范围内渗透流量和渗透坡降的增加。(2)防渗墙质量的随机缺陷会在一定程度上降低防渗系统的整体性和防渗墙局部的挡水能力，同时造成缺陷单元局部渗透坡降的改变，从而影响整体的渗透稳定性。(3)防渗墙作为覆盖层上心墙坝工程垂直防渗体系的重要组成部分，在施工中应严格控制防渗墙的施工工艺，保证成墙质量，方可保障大坝的安全运行。参 考 文 献 1 沈振中，张 鑫，陆 希，等西藏老虎嘴水电站左岸渗流控制优化 J 水利学报，2006(10):12301234 2 刘 杰，赵 坚，沈振中，等深覆盖层上砂砾石坝渗流特性及防渗措施分析J 水电能源科学，2011，29(8):6265 3 沈振中，邱莉婷，周华雷深厚覆盖层上土石坝防渗技术研究进展 J 水利水电科技进展，2015，35(5):2735 4 刘凤茹，波兰汗开肯，詹达美基于测压管数据的某水库土坝渗流安全性分析J 人民珠江，2021，42(08):6973 5 吴 博，赵坤朋，黄岳文，等水位骤降条件下强透水基础岸墙填土渗流分析J 河海大学学报(自然科学版)，2021，49(01):9398 6 岑威钧，陈司宁，李邓军，等考虑土工膜缺陷的石渣坝三维渗流特性分析J 河海大学学报(自然科学版)，2021，49(05):413418 7 Yang J M，Zhao L M，Shen Z Z，et alAn efficientprocedure for optimization design of antiseepage curtains:acase study J Bulletin of Engineering Geology and the Envi-ronment，2021，80(03):26712685 8 Zhang W B，Shen Z Z，Chen G Y，et alOptimizationdesign and assessment of the effect of seepage control at res-ervoir sites under karst conditions:a case study in AnhuiProvince，China J Hydrogeology Journal，2021，29(5)9 高江林，严 卓土石坝加固工程中缺陷防渗墙渗流特性研究 J 人民黄河，2017，39(09):125128，134 10 刘 健，付成华，王兴华，等基于有限单元法的闸基防渗墙防渗效果分析 J 人民珠江，2020，41(03):5458 11 周清勇，刘 智，洪文浩，等防渗墙施工缺陷对土石坝渗流与稳定的影响分析J 水利水电快报，2020，41(05):2832，37 12 沈振中，岑威钧，徐力群，等工程渗流分析与控制 M 北京:科学出版社，2020 13 沈振中，张 鑫，陆 希，等西藏老虎嘴水电站左岸渗流控制优化 J 水利学报，2006(10):12301234 14 en J，Shen Z Z，Yang J，et alBack analysis of the3D seepage problem and its engineering applicationsJ En-vironmental Earth Sciences，2016，75(2):18作者简介:李方志(1972)，男，山东烟台人，助理工程师，主要从事市政工程建设等工作。Email:lfz8555996 126com85