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      淺論糯扎渡水電站超大型弧門安裝技術(shù)

      2016-12-28 10:01:34肖天鵬中國(guó)水利水電第七工程局有限公司四川成都610000
      低碳世界 2016年5期
      關(guān)鍵詞:門葉弧門支臂

      肖天鵬(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司,四川成都610000)

      淺論糯扎渡水電站超大型弧門安裝技術(shù)

      肖天鵬(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司,四川成都610000)

      本文以云南省糯扎渡水電站的超大型弧門安裝施工為例,介紹了其在施工干擾大、施工任務(wù)重和施工工期緊等情況下,通過(guò)優(yōu)化安裝方案、成功快速實(shí)現(xiàn)了超大型的弧門安裝,保障了水電站的按期蓄水泄洪,為類似的安裝工程提供了可靠的經(jīng)驗(yàn)。

      水電站;超大型弧門;安裝技術(shù)

      1 引言

      該水電站的裝機(jī)容量達(dá)到585萬(wàn)kW,電站溢洪主要由8孔溢水閘承擔(dān),工作門采用的是超大型的露頂式表孔弧形閘門,高度為21.7m,寬度為15m,曲率半徑為25m,每孔閘門自重達(dá)到350t,每扇門都是由8節(jié)門葉構(gòu)成的,重量為12~38t不等?;¢T采用的是雙吊點(diǎn)和斜支臂操作方式,動(dòng)水啟閉。由于弧門重量和結(jié)構(gòu)尺寸都太大,用現(xiàn)有的30t圓筒門機(jī)和300t汽車吊配合施工.對(duì)于起吊和安裝技術(shù)要求很高。本文僅以該1孔15m×21.7m溢洪道弧形工作閘門的安裝工程為例,介紹水電站超大型弧門的安裝技術(shù),為類似工程施工提供經(jīng)驗(yàn)參考。

      2 安裝方案及措施

      由于施工工期短且安裝難度較大,項(xiàng)目部組織了工程技術(shù)人員和專家到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察,為制定詳細(xì)的安裝方案和切實(shí)可行的施工計(jì)劃提供了重要的幫助。

      2.1 吊裝前的準(zhǔn)備

      弧門大件吊裝共分為門葉、上下支臂和活動(dòng)鉸座(褲衩)和固定鉸座,鉸座和支臂一般距離圓筒門機(jī)較遠(yuǎn),因此使用300t汽車吊進(jìn)行集中吊裝,為了減少300t大吊車使用時(shí)間和在大件在空中作業(yè)時(shí)間,一般在地下將鉸座和下支臂拼裝在一起,力矩驗(yàn)收完成后整體吊裝。門葉吊裝前應(yīng)在門葉面板上搭設(shè)焊接好以后的對(duì)裝平臺(tái)、爬梯和護(hù)欄等,盡量減少安裝后的工作。下支臂用臨時(shí)支墩固定,由于施工強(qiáng)度大以及施工工期較為緊張,所以除了一些水封和螺栓等部分附件需要存儲(chǔ)外,其他的一些設(shè)備都可以按照需要直接由制造廠運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。堆放在圓筒門機(jī)能夠受料的地方,具體的場(chǎng)地組裝包括將底坎上游作為臨時(shí)的設(shè)備安放場(chǎng)地,組裝支臂場(chǎng)地則設(shè)置在支臂安裝位置下方的溢洪道底板上。

      2.2 起吊運(yùn)輸

      考慮到施工干擾和場(chǎng)地道路運(yùn)輸以及安裝運(yùn)輸單元的外形、重量和尺寸等影響因素,盡量把堆放場(chǎng)地布置在靠近門機(jī)的位置。支臂和埋件等設(shè)備在出廠后直接運(yùn)送到孔口下游的臨時(shí)設(shè)備堆放場(chǎng)地,通過(guò)30t高架圓筒門機(jī)直接將安裝設(shè)備吊入到安裝現(xiàn)場(chǎng)。為了方便門葉由上游的交通道路運(yùn)送到孔口位置,需要對(duì)孔口上游的入口處進(jìn)行臨時(shí)的回填平整作業(yè)。保證運(yùn)輸車輛和其后的300t汽車吊站位。

      3 安裝工藝

      3.1 埋件安裝

      埋件安裝前要對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)線進(jìn)行測(cè)量,包括鉸座中心高程、孔口中心線、左右樁號(hào)、上下游樁號(hào)以及底坎中心線及其高程?;鶞?zhǔn)點(diǎn)線的測(cè)量采用的是全站儀設(shè)置,測(cè)量點(diǎn)應(yīng)設(shè)在在可靠、牢固的位置,并且要方便使用和維護(hù)。需要注意的是,基準(zhǔn)點(diǎn)線測(cè)量位置的設(shè)置不僅要考慮安裝施工前的測(cè)量,還需要對(duì)閘門安裝完成后的復(fù)核工作進(jìn)行考慮,因此要選取合適的位置方便閘門安裝后利用其進(jìn)行復(fù)核。

      3.1.1 支鉸座基礎(chǔ)板安裝

      支鉸座基礎(chǔ)板的常規(guī)安裝方法為:按照施工設(shè)計(jì)的弧門支鉸中心高程和里程,在混凝土閘墩上設(shè)置線架,在兩側(cè)拉線對(duì)支鉸座板進(jìn)行檢查和調(diào)整,保證其控制線和埋件的極限誤差不超過(guò)2mm。由于在一期混凝土施工中要求把鉸座基礎(chǔ)墊板埋設(shè)在其中,并且要求混凝土要一次澆筑成功,再加上鉸座基礎(chǔ)墊板自重較大,所以存在很多干擾因素會(huì)對(duì)鉸座基礎(chǔ)墊板的安裝精度產(chǎn)生影響。為了確保左右兩側(cè)的鉸座同心度,我們先是模仿活動(dòng)鉸座加工了一套工藝鉸座,準(zhǔn)備先調(diào)整好工藝鉸座后澆筑混凝土,以確保基礎(chǔ)墊板的準(zhǔn)確性,但是為了減輕工藝鉸座的重量,又使得該鉸座的強(qiáng)度不夠,同時(shí)出現(xiàn)累計(jì)誤差。因此最后我們獨(dú)特的安裝方式:將活動(dòng)鉸座和固定鉸座的連接軸抽出,直接先將固定鉸座安裝完成后再澆筑鉸座墊板,使得墊板的安裝精度易于控制。并且大幅度提高鉸座安裝同心度。

      3.1.2 側(cè)軌安裝

      在側(cè)軌安裝施工前,按照底坎和孔口的中心線及其高程,在閘底部位距孔口中心線a毫米(a=弧門寬度w/2-50,單位為mm)并且與孔口中心線平行的兩條線。在閘頂上預(yù)設(shè)的兩個(gè)線架上也放出距離孔口中線面(兩條孔口中心線所確定的面)a毫米的兩個(gè)點(diǎn),然后就可以根據(jù)上下兩條線的邊來(lái)對(duì)側(cè)軌的立面垂直進(jìn)行控制。在閘底設(shè)置水準(zhǔn)儀,找出支鉸中心線,綜合考慮底止水受力情況和門葉面板厚度后,計(jì)算出側(cè)止水座板的中心半徑,根據(jù)側(cè)止水座板的中心半徑和支鉸中心線對(duì)側(cè)軌半徑進(jìn)行控制,并對(duì)側(cè)軌進(jìn)行安裝、調(diào)整和加固,在接受相關(guān)施工監(jiān)理部門驗(yàn)收后才能進(jìn)行混凝土的二次澆筑施工。

      3.2 門體安裝

      3.2.1 支臂安裝

      (1)支鉸和支臂組裝

      為了減少大件吊裝次數(shù)和空中作業(yè)時(shí)間,將下支臂和活動(dòng)鉸座組裝,組裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制拼裝間隙,并逐一檢查連接螺栓力矩,同時(shí)在活動(dòng)鉸座和支臂上分別焊接臨時(shí)吊裝吊耳,吊耳位置應(yīng)根據(jù)支臂和鉸座的形狀和重量重新計(jì)算確定。該吊耳的焊接必須由具有焊接資質(zhì)的合格焊工施焊,必要時(shí)利用設(shè)備進(jìn)行焊縫檢驗(yàn),以確保萬(wàn)無(wú)一失。

      (2)支臂吊裝

      埋件安裝完成、混凝土回填并達(dá)到要求的強(qiáng)度后,開始吊裝下支臂,下支臂與固定鉸座的連接通過(guò)連接大軸,穿軸時(shí)注意止軸板的方向和位置,確保止軸板上的定位螺栓能完全穿入。支臂的另一側(cè)采用支墩牢固支撐。支撐的強(qiáng)度剛度和穩(wěn)定性均應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算確定,以保證能夠支撐隨后吊裝的所有門葉和上支臂等。

      (3)支臂花架拼裝焊接

      弧門支臂花架的拼裝一般都是在上下支臂安裝后進(jìn)行的,考慮到上下支臂間的連接桿在焊接時(shí)發(fā)生收縮,所以其開口尺寸一般都按照+10mm進(jìn)行控制,等到所有的部件都拼裝完畢后,再對(duì)焊接支臂進(jìn)行焊縫的對(duì)接。支臂前端板都是在廠內(nèi)焊接完成后再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)的,所以要對(duì)其焊接收縮量進(jìn)行嚴(yán)格控制。等到全部的閘門門葉焊接完成后,再對(duì)支臂間的連桿焊縫進(jìn)行焊接。

      (4)支臂調(diào)整

      兩側(cè)的支鉸及下支臂安裝好后應(yīng)再一次復(fù)測(cè),保證兩邊的高度、里程一致,確保第一節(jié)門葉的安裝精度。

      3.2.2 門葉吊裝(如圖1)

      圖1 糯扎渡溢洪道超大型弧形工作門安裝示意圖

      第一節(jié)和第五節(jié)門葉分別與下支臂上支臂相連,是大型的箱梁結(jié)構(gòu),重量最大,達(dá)到38t,因此采用300t汽車吊從上游緩緩吊入。左右方向的吊耳應(yīng)與中心距離一致,前后方向的角度采用20t手動(dòng)葫蘆調(diào)節(jié),行程大,省時(shí)省力。第一節(jié)門葉吊裝就位后應(yīng)調(diào)整門葉兩邊的間隙,保證左右一致,高程和傾角符合安裝位置,與弧門槽一致。調(diào)整完成后將門葉和支臂的連接螺栓全部穿上對(duì)稱擰緊,力矩滿足規(guī)范要求。最后應(yīng)用20~40mm的擋板焊接在弧門槽上,將第一節(jié)弧門牢牢定位,作為后續(xù)弧門門葉安裝的基礎(chǔ)和依據(jù)。第一節(jié)門葉調(diào)整完成后依次向上吊裝其它門葉。其它門葉固定時(shí)應(yīng)盡量固定在弧門門槽上,以保證隨后弧門門葉之間的調(diào)整和壓縫易于進(jìn)行。

      3.2.3 門葉焊接

      門葉安裝完成后先進(jìn)行點(diǎn)焊,然后開始焊接。焊接方式:門葉焊接可以采用兩種方式:①分段倒退焊;②間斷跳焊。為了有效的掌控焊接變形且保障門葉的曲率半徑,在施工之前,依照上下游方向在門葉節(jié)中間的外側(cè)豎向隔板的地方先焊接2塊加勁板,將隔板作為中間界,采用第一種方式焊接。

      焊接次序:

      (1)加固焊:在焊接閘門以前,先提前焊接2塊加勁板,然后正式對(duì)閘門加以全方位的加固焊接,此種焊接的長(zhǎng)度通常是30~50mm,間隔設(shè)計(jì)為300mm左右就可。

      (2)縱隔板焊接:焊接縱隔板的時(shí)候能夠從隔板的中間開始采用上文提到的第一種焊接方式進(jìn)行焊接,達(dá)成4段焊接。針對(duì)縱隔板翼緣板的對(duì)接縫能夠運(yùn)用多層焊接的方法,也就是依照先打底焊、后封底焊與坡口內(nèi)焊縫的次序加以焊接。

      (3)水平次梁焊接:面板連接角與水平次梁上翼緣板的焊縫焊接采用分中間跳焊接,每一個(gè)梁格分為四段,500mm為一段,按照順序間跳焊接。

      其中控制焊接最重要的就是用小的線能量,過(guò)程中監(jiān)控變形,如出現(xiàn)較大變形應(yīng)及時(shí)調(diào)整焊接工藝。

      3.2.4 水封安裝

      水封安裝應(yīng)嚴(yán)格按照廠家規(guī)定的技術(shù)要求進(jìn)行橡膠水封接頭的黏結(jié),采用熱膠合時(shí)按閘門制造廠提供的模具及操作規(guī)程進(jìn)行粘結(jié)和硫化。

      安裝頂、底水封時(shí),先將橡皮按需要的長(zhǎng)度粘接好,再用鉆頭與水封壓板一起配鉆螺栓孔,用專用鉆頭鉆孔,螺栓孔的孔徑比螺栓直徑小1mm。按設(shè)計(jì)要求在移動(dòng)部位灌注潤(rùn)滑脂。安裝側(cè)水封在門葉安裝檢驗(yàn)合格后進(jìn)行,用千斤頂將門葉向另一側(cè)頂移一個(gè)設(shè)計(jì)水封壓縮量,然后掛上水封號(hào)孔,鉆孔后安裝復(fù)位,再在另一側(cè)反向?qū)㈤T葉頂移二個(gè)設(shè)計(jì)水封壓縮量,用同樣方法制孔后安裝復(fù)位。橡皮水封螺孔,用專用橡皮鉆頭鉆制并清除毛刺。

      通過(guò)本方法進(jìn)行弧門安裝,尤其是門葉支臂的吊裝,能夠大大加快施工進(jìn)度、降低大型設(shè)備的使用時(shí)間,糯扎渡溢洪道每孔弧門僅需要3.5d就可以吊裝完成。

      4 結(jié)束語(yǔ)

      本文以云南省糯扎渡水電站溢洪道超大型弧門安裝施工為例,對(duì)水電站超大型弧門的安裝方案、措施和工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分析,希望能為類似環(huán)境下的閘門安裝提供一點(diǎn)幫助。

      [1]《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》(GB8564—2003).

      [2]趙海林,汪占云.尼爾基工程大型弧形閘門及啟閉機(jī)安裝.水力發(fā)電,2005,31(11).

      [3]曹 毅.水布埡防空洞超大型偏心鉸弧形閘門及啟閉機(jī)安裝.水工機(jī)械技術(shù),2006.

      TV663+.2

      A

      2095-2066(2016)05-0092-02

      2016-2-5

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