導(dǎo)流底孔弧形閘門安裝施工新技術(shù)芻議

袁昕

摘 要：水利工程受汛期影響，閘門安裝工期緊張，傳統(tǒng)方法是臨時(shí)搭設(shè)梁門或者檢驗(yàn)閘門安裝時(shí)，通過臨時(shí)封堵形成干地，最后再安裝工作閘門。文章結(jié)合水利工程中的導(dǎo)流底孔，對(duì)弧形閘門安裝施工優(yōu)勢(shì)與技術(shù)進(jìn)行了簡單的分析。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)流底孔；弧形閘門；安裝施工

在水利工程導(dǎo)流底孔施工中，傳統(tǒng)方法具有投入設(shè)備多、工作量大、工期長、人員多、成本高等特點(diǎn)，檢查門槽受二期混凝土施工影響，弧形閘門的安裝工期會(huì)遭到影響；臨時(shí)封堵時(shí)，如果閘門底坎難以清理干凈，勢(shì)必會(huì)影響水封，甚至發(fā)生滲水等問題，最后影響弧形閘門正常安裝。使用疊梁法安裝，還將面臨疊梁報(bào)廢與拆除等問題。截至目前，傳統(tǒng)方法已經(jīng)難以滿足閘門安裝要求，為解決弧形閘門經(jīng)濟(jì)、快速、連續(xù)安裝等難題，本文結(jié)合實(shí)例對(duì)閘門安裝施工技術(shù)進(jìn)行了研究。

1 導(dǎo)流底孔弧形閘門施工概述

1.1 技術(shù)創(chuàng)新

某水庫底孔壩段的導(dǎo)流底孔有4個(gè)，尺寸是4.0×6.0m，閘門是弧形閘門，每個(gè)孔都會(huì)設(shè)置弧形工作閘門與支鉸鋼梁，一套啟閉系統(tǒng)，2個(gè)支鉸座與支臂。閘門安裝期間，結(jié)合檢修平臺(tái)和閘墩頂之間的高差，過流時(shí)在弧形閘門檢修平臺(tái)進(jìn)行H形鋼支撐鋼梁安裝，并且托起弧形閘門支臂，讓支鉸與支臂相連，讓弧形閘門支臂沿著鉸支座旋轉(zhuǎn)，然后移動(dòng)H型鋼，讓支臂上肢形成受力狀態(tài)?；⌒伍l門進(jìn)入查孔后，結(jié)合門楣高程、中心樁號(hào)、邊導(dǎo)板、鉸鏈軸孔調(diào)整閘門位置，然后再讓支臂與閘門門葉形成一體。在上游H型鋼梁與下游支鉸座的共同作用下，形成受力狀態(tài)，這樣閘孔底面才能正常過流。

在弧形閘門開啟前，應(yīng)先做好啟閉實(shí)驗(yàn)：閘門安裝完畢后，在無水的條件下進(jìn)行啟閉實(shí)驗(yàn)，同時(shí)檢查支鉸轉(zhuǎn)動(dòng)，保障啟閉平穩(wěn)、膠皮沒有損壞；完全關(guān)閉閘門，對(duì)水封橡皮實(shí)施無漏光、損傷與止水實(shí)驗(yàn)；動(dòng)水實(shí)驗(yàn)時(shí)，先進(jìn)行水頭操作，并且檢查水封膠、閘門、支鉸是否存在異常。

1.2 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

利用導(dǎo)流底孔弧形閘門進(jìn)行施工，它不受汛期影響，無需封堵疊梁門與檢修門，借助閘墩頂與閘門檢修平臺(tái)高差，基于過流條件就能安裝弧形閘門；安裝啟閉機(jī)前，結(jié)合閘孔水位啟閉裝置。利用整體懸空架設(shè)支臂、門葉與支鉸進(jìn)行連接，這樣既能保障施工進(jìn)度，又能確保安裝精準(zhǔn)性，擁有機(jī)械化高、施工速度快、節(jié)省材料等優(yōu)勢(shì)。

2 弧形閘門的埋件安裝

2.1 放樣測(cè)量

弧形閘門埋件安裝作為最核心的工作部分，弧形閘門更多取決于液壓油缸支鉸、閘門支鉸、側(cè)軌、底檻對(duì)應(yīng)的區(qū)域。控制點(diǎn)安裝方法如下：先對(duì)孔口中心線進(jìn)行測(cè)量，并固定中心線；校核放樣，將全站儀放在堰頂基準(zhǔn)點(diǎn)A上，通過正倒鏡進(jìn)行觀測(cè)，并且在樣架上擺出支鉸中心點(diǎn)，兩點(diǎn)連接成支鉸中心線，校對(duì)沒有錯(cuò)誤之后再標(biāo)記，結(jié)合支鉸中心點(diǎn)設(shè)置中心線，看校核之后的支鉸座中心距離是否與設(shè)計(jì)圖紙吻合；測(cè)量安裝高程與底檻中心線，讓支鉸中心向底坎位置靠近，結(jié)合支鉸中心確立底坎中心；在側(cè)軌上安裝控制線，讓全站儀處于基準(zhǔn)點(diǎn)上，并且在閘室底板兩邊設(shè)置基準(zhǔn)線，專門針對(duì)孔口方向。利用30m鋼卷尺，將支鉸作為重點(diǎn)沿著側(cè)墻布置控制點(diǎn)，這樣才能確立門槽位置（如圖1所示）。

2.2 安裝支鉸座埋件

當(dāng)閘墩混凝土澆筑到350.5m時(shí)，可以埋入外申為2m的20#槽鋼為支鉸埋件，通過C7050塔機(jī)進(jìn)行吊裝，通過10t手拉葫蘆倒掛到混凝土預(yù)期吊耳上。因?yàn)橹сq座埋件安裝區(qū)域空間狹窄、臨邊，所以對(duì)測(cè)量與調(diào)整也帶來了很多不便。為消除支鉸座埋件晃動(dòng)與快速就位等問題，可以在支鉸座埋件區(qū)域沿用12#槽鋼，同時(shí)增設(shè)板凳，以達(dá)到支撐下端的要求；在板凳下部畫出支鉸座埋件安裝區(qū)域，這樣才能讓埋件迅速到位，最后再將支鉸中心作為基準(zhǔn)，利用支鉸座埋件埋設(shè)調(diào)緊器，以達(dá)到調(diào)整調(diào)整埋件傾角的目的；通過全站儀檢測(cè)上下開口高程與埋件中心，滿足設(shè)計(jì)要求，然后進(jìn)行二期混凝土澆筑。

圖1 埋件安裝測(cè)點(diǎn)（單位：mm）

2.3 安裝底坎

插筋預(yù)埋，先在兩端相距300mm的門槽往中心位置沿著軸線焊接一部分角鋼，并作為安裝支架，并且支架角鋼高程低于底端設(shè)計(jì)高度，通過C7050塔機(jī)進(jìn)行吊裝。

在安裝期間，需要找出底坎止水面中心線，做好沖眼印工作，以控制底坎里程；找出底坎長度與中心線，在底坎上下游打上沖眼印，以約束孔口中心和底坎偏差；底坎兩邊進(jìn)行水平線架預(yù)設(shè)，通過預(yù)設(shè)底坎中心和線錘，確立底坎中心水平控制線。因?yàn)榈卓采舷逻吘壐卟顬?8.78mm，以下游趨勢(shì)傾斜，所以在調(diào)節(jié)時(shí)需要掛上三根線，其中兩根分別處在上下游，一根用于中心線，方便調(diào)整傾斜度與高程。

對(duì)于安裝結(jié)束后的調(diào)整，先調(diào)整孔口與底坎中心，并將誤差控制在1mm內(nèi)，上游偏小下游偏大。對(duì)支鉸中心、高程與里程半徑進(jìn)行調(diào)整，符合要求后再固定，避免澆筑二期混凝土期間發(fā)生走樣。

2.4 安裝門槽側(cè)軌

在門槽側(cè)軌安裝中，側(cè)軌最好使用一次到位的方法進(jìn)行，先調(diào)整側(cè)軌，并且加固，從下到上進(jìn)行安裝，當(dāng)所有側(cè)軌安裝好后，再調(diào)整精度，暫時(shí)不澆筑二期混凝土。

在側(cè)軌安裝中，首先要控制好側(cè)軌安裝曲率，將支鉸作為重心，通將長度為30m的鋼卷尺沿著閘室側(cè)墻于側(cè)軌上部組成12個(gè)控制點(diǎn)（如圖2所示）。讓鋼板尺沿著一定方向量出止水板邊緣和中心之間的距離，這樣才能控制門槽側(cè)軌安裝距離。在扭曲度與側(cè)軌垂直度控制中，先在閘室底板兩端進(jìn)行控制，預(yù)設(shè)側(cè)軌止水面控制線為100mm，然后再將控制線作為重心進(jìn)行設(shè)置，以形成對(duì)應(yīng)的平面。在測(cè)量線錘與側(cè)軌止水面水平距離時(shí)，先控制側(cè)軌安裝扭曲度與垂直度，然后再借助全站儀檢測(cè)。

在弧們側(cè)軌調(diào)整中，先對(duì)側(cè)軌扭曲度與垂直度進(jìn)行調(diào)整，讓側(cè)軌對(duì)孔口的垂直度、中心距離。扭曲度都滿足安裝要求；對(duì)側(cè)軌安裝曲率的半徑進(jìn)行調(diào)整，讓出側(cè)止水板邊緣與止水板距離滿足設(shè)計(jì)需要，這樣才能保障弧們側(cè)軌曲率半徑要求。當(dāng)弧形側(cè)輪、閘門門葉、水封安裝告一段落之后，再對(duì)水封、側(cè)軌進(jìn)行調(diào)整。

3 弧形閘門的門體安裝

為了展現(xiàn)架橋機(jī)安裝特點(diǎn)，除了單跨1#外，其他兩孔需要同步安裝成弧形閘門。

3.1 支鉸總成的安裝

在安裝支鉸總成前，必須先做好支鉸座安裝尺寸復(fù)測(cè)工作，然后再對(duì)鉸座表層清理。支鉸總成通過反托輪架橋機(jī)進(jìn)行吊裝，通過10t手拉葫蘆進(jìn)行導(dǎo)向。在吊裝期間，讓支鉸座與支鉸總成傾角一致，讓固定支鉸和支鉸座中的十字線進(jìn)行重合，同時(shí)偏差控制在1mm以內(nèi)。當(dāng)支鉸安裝結(jié)束后，再通過鋼絲掛裝于邊墻吊耳之上，這樣才能保障支鉸的穩(wěn)定性。

3.2 安裝半支臂與下支腿

為了減少高空作業(yè)與吊裝單元數(shù)量，將安全風(fēng)險(xiǎn)降到最小，除了要加快安裝進(jìn)度，在安裝前將半支臂與下支腿時(shí)，最好拼接成吊裝單元，并且對(duì)支腿進(jìn)行修整，和設(shè)計(jì)尺寸相比，修整尺寸應(yīng)該保留5-10mm余量。安裝門葉時(shí)，再對(duì)支腿進(jìn)行有效的修邊整理。

通過架橋機(jī)吊裝的形式拼接下支腿與半壁，使用吊運(yùn)調(diào)節(jié)的方式，確保其精確性（如圖3所示）。當(dāng)調(diào)整后的支鉸連接與半支臂對(duì)正之后，在最短的時(shí)間進(jìn)入螺栓，同時(shí)打入定位，讓組裝標(biāo)記與兩裝配面進(jìn)行重合；緊固周邊螺母，對(duì)于下支腿最好使用預(yù)先設(shè)計(jì)的形式支撐；當(dāng)?shù)?節(jié)與第8節(jié)吊裝就緒后，再將門葉關(guān)閉時(shí)的傾角與下支腿傾角調(diào)整到一樣，門葉和支腿兩裝組裝標(biāo)記、配面中心完全重合。

3.3 安裝門葉

安裝門葉時(shí)，會(huì)使用兩孔同步的方式快速拼接，也就是吊裝門葉，規(guī)范與設(shè)計(jì)要求都滿足之后，再結(jié)合施工要求進(jìn)行加固與焊接，同時(shí)做好下節(jié)門安裝，多次循環(huán)之后，再進(jìn)行門葉焊接。在這種工序銜接中，不僅減小了安裝成本與工作時(shí)間，同時(shí)也提高了吊裝設(shè)施的工作效率。具體的門葉安裝方式有以下幾種情況：

在吊裝門葉前，先在底坎上規(guī)劃好弧形閘門底節(jié)，將支鉸中心作為條件校對(duì)，然后再對(duì)底坎中心線的右端、中部、左端進(jìn)行有效定位。將門葉面板與支鉸座中心區(qū)域半徑作為條件，在側(cè)軌上對(duì)每個(gè)門葉兩邊和中部放置門葉基準(zhǔn)點(diǎn)，同時(shí)在基準(zhǔn)點(diǎn)焊接區(qū)域進(jìn)行定位。

讓底節(jié)門葉安裝在門葉上邊兩端，以向上起升的方式，保持安裝狀態(tài)，最后讓門葉吊裝到對(duì)應(yīng)區(qū)域?？刂坪玫卓仓行呐c門葉重合，并且在底坎上游部分設(shè)置擋板，在門葉下端、上部進(jìn)行支撐加固。對(duì)于吊裝第7節(jié)到底節(jié)葉們處100mm的區(qū)域，先調(diào)整門葉傾角，讓其對(duì)齊，然后再將門葉表層放到定位擋板上，緩慢下移到定位擋塊上，這樣才能讓門葉定位正常定位。檢查門葉外形、尺寸與接口搜狗滿足工作要求之后，再利用型鋼進(jìn)行整體加固與定位焊接；通過千斤頂對(duì)上下臂高度進(jìn)行調(diào)整，并且讓前端與支臂焊接牢固，最后焊接加筋板。

3.4 焊接門葉焊縫

為保障弧形閘門安裝安全，先對(duì)前端板與支臂進(jìn)行連接，再對(duì)前端板與支臂連接進(jìn)行焊接，并且在門葉焊接中進(jìn)行安裝。對(duì)于單孔門葉焊縫安裝則由6位工作人員焊接，使用分段、對(duì)稱、退步等方式，依照焊接順序進(jìn)行。在焊接期間，由專門的人員監(jiān)控，通過審查支鉸中心曲率與半徑變形情況，及時(shí)找出問題，并調(diào)整。

4 結(jié)語

目前，導(dǎo)流底孔弧形閘門施工技術(shù)已經(jīng)取得了很好的成績，它解決了傳統(tǒng)弧形閘門安裝中的施工難題，不僅提高了工作質(zhì)量，減少了工作時(shí)間，同時(shí)也得到了很好的社會(huì)反饋與經(jīng)濟(jì)效益。整個(gè)施工過程都處在穩(wěn)定、安全、優(yōu)質(zhì)、快捷的狀態(tài)，廣受各界好評(píng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 譚顯文.高寒區(qū)超高水頭閘門山型充氣水封研究[D].西北農(nóng)林科技大學(xué)，2014.

[2] 黃福藝，蔣廷軍，凌光達(dá).沙沱水電站溢流表孔弧形閘門安裝技術(shù)應(yīng)用研究[J].水利水電技術(shù)，2013，05：13-16+19.

[3] 楊興貴，范雄安，楊景華.沙沱水電站大壩工程施工特點(diǎn)和難點(diǎn)綜述[A].中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)碾壓混凝土筑壩專業(yè)委員會(huì)、中國水利學(xué)會(huì)碾壓混凝土筑壩專業(yè)委員會(huì).中國碾壓混凝土筑壩技術(shù)（2010）[C].中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)碾壓混凝土筑壩專業(yè)委員會(huì)、中國水利學(xué)會(huì)碾壓混凝土筑壩專業(yè)委員會(huì)：，2010：7.

[4] 周桂芬.小灣水電站高拱壩、高水頭弧形閘門安裝工藝研究[J].科技與企業(yè)，2014，14：210-211.

[5] 劉紅德，邊玉紅，毛文景.小灣水電站大壩弧形閘門液壓啟閉機(jī)安裝與調(diào)試[J].水利水電施工，2013，03：62-64.