苗尾水電站溢流表孔弧形閘門安裝技術(shù)

(中國人民武裝警察部隊 水電第三支隊， 廣西 南寧 530222)

1 工程背景

1.1 工程概況

苗尾水電站位于云南省大理州云龍縣境內(nèi)的瀾滄江河段上，是瀾滄江上游河段開發(fā)方案中最下游一級電站，上接大華橋水電站，下鄰瀾滄江中下游河段最上游一級電站功果橋水電站。苗尾水電站以發(fā)電為主。樞紐工程主要由礫質(zhì)土心墻堆石壩、溢洪道、沖沙兼放空洞、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房和灌溉取水口等建筑物組成。

溢洪道共設(shè)5扇弧形閘門，門槽埋件5套。底檻高程1 387.37 m，側(cè)軌頂高程1 419.3 m，設(shè)計水頭21 m，總水壓力29 400 kN，支鉸中心點高程1 401.00 m，弧門半徑24 m，采用懸掛式液壓啟閉機啟閉。溢洪道工作閘門包括5臺2×3 200 kN液壓啟閉機，啟閉機液壓泵站安裝高程1 414.8 m，啟閉機工作行程11 m，全行程11.2 t,啟門速度0.5 m/min，閉門速度0.5 m/min，液壓泵站油箱外形尺寸為1.4 m×1.5 m×1.5 m，液壓泵額定功率35 MPa，電動機額定功率45 kW，液壓油缸支鉸高程1 411.12 m，液壓缸防擾裝置高程1 414.8 m。

1.2 工程結(jié)構(gòu)

溢洪道弧形閘門每扇主要由7節(jié)門葉、2套支鉸裝置、2套支臂、4套側(cè)輪、1套組合止水裝置、1套爬梯及若干連接螺栓組成。閘門總重314.47 t，其中門葉結(jié)構(gòu)總重139.90 t，單節(jié)門葉最大重量為33.21 t(第7節(jié))，門葉寬度為12.980 m，最大單節(jié)門葉高度為3.46 m(第2節(jié))，1套支鉸裝置總重21.905 t，1套支臂總重64.23 t。

溢洪道弧形閘門埋件主要由底檻、側(cè)軌組成。門槽埋件單孔總重9.823 t，其中底檻埋件1.30 t、側(cè)軌埋件2×4.27 t。

溢洪道工作閘門液壓啟閉機由10套液壓缸總成、10套支鉸總成、10套液壓缸防擾裝置、5套液壓泵站、10套電器控制柜及若干油管組成，總重量270.25 t，單套液壓缸重21.10 t, 單套支鉸總成重5.45 t,單套防擾裝置重0.28 t。

1.3 工程特點

(1)由于工期所限，金屬結(jié)構(gòu)安裝的施工時間較短，任務(wù)量較大，且施工開始時壩頂工作面條件較差，影響閘門等大型金屬件吊運。多項工作同時展開，工作面重合，多種機械交叉作業(yè)，存在較大安全隱患。

(2)閘門安裝工藝要求高，現(xiàn)場安裝難度大。此套閘門支臂與門葉采用螺栓連接，支臂與褲衩現(xiàn)場拼裝焊接。這種安裝方式要求閘門各部件安裝位置精確，不能有絲毫偏差，既要保證門葉與支臂的拼裝間隙，又要保證支臂與褲衩拼裝位置的準確性。

(3)根據(jù)工期，閘門安裝計劃按照兩種方式進行：一是埋件安裝完成后即刻進行后續(xù)安裝，二是待埋件及門槽混凝土澆筑完成后再安裝。第一種方式能夠保證金屬結(jié)構(gòu)安裝工作不會因埋件混凝土澆筑工作而停止，工期不受影響。但閘門啟閉摩擦碰撞會造成門槽埋件產(chǎn)生變形和位移，需要二次復(fù)檢，且由于閘門的阻擋，門槽二期混凝土澆筑難度大。第二種方式的優(yōu)點在于埋件不存在變形、位移風(fēng)險，保證了埋件的施工質(zhì)量。缺點是土建澆筑施工會延長閘門的安裝工期。

2 吊裝設(shè)備選擇

為了實現(xiàn)苗尾水電站2016年度汛目標(biāo)及年底下閘蓄水目標(biāo)，經(jīng)分析論證，工程選用架橋機(WJQ120t-30mA3)實現(xiàn)了2套閘門的同步安裝，有效縮短了安裝工期。

架橋機作為吊裝設(shè)備，具有吊裝簡單、安全可靠、工作距離長、起重能力強、吊鉤操作靈活、跨孔快捷等特點。架橋機在安裝左岸工作閘門弧形閘門的同時，又能進行壩頂交通梁等大噸位部件吊裝入位工作，為開通壩頂交通道路提供了支持，是行之有效且一舉兩得的吊裝手段。

架橋機自身最重組件自重不到7 t，布置在壩前的移動式門機(SDMQ1260)，最大起重量20 t，能夠滿足安裝架橋機的承重能力需要，同時能夠協(xié)助架橋機進行第二次、第三次跨孔布置要求。

3 溢洪道弧形工作閘門安裝方案

2016年5月31日前需完成溢洪道5扇弧形閘門埋件的安裝及門槽澆筑工作。在弧形閘門安裝中，埋件安裝直接影響閘門的拼裝，是控制閘門安裝的關(guān)鍵線路。根據(jù)閘墩完工日期倒排工期，確定閘門安裝的關(guān)鍵線路。

由于工期較短、土建工期滯后等原因，溢洪道工作閘門安裝分3個階段進行，第一階段對5號、4號孔工作閘門進行安裝，第二階段對3號、2號孔工作閘門進行安裝，第三階段對1號孔工作閘門進行安裝。1號、2號、3號孔工作閘門埋件安裝與5號、4號孔工作閘門安裝同步進行，因此1號、2號、3號孔在埋件安裝完成后有時間進行二期混凝土澆筑。

4 架橋機吊裝閘門流程及閘門安裝

4.1 吊裝閘門流程

架橋機吊裝閘門流程為：安裝架橋機→下支臂、支鉸，褲衩拼接和安裝→第1節(jié)門葉吊裝→門葉、下支臂拼接→2～5節(jié)門葉吊裝→上支臂、門葉和褲衩拼裝→6～7節(jié)門葉吊裝→液壓油缸吊裝→壩頂交通橋吊裝→架橋機跨孔。

4.2 閘門安裝

溢洪道閘門部件利用70 t、100 t汽車吊轉(zhuǎn)運，之后利用架橋機起吊安裝。根據(jù)施工安排，首先安裝5號、4號孔工作閘門，安裝完成后，將架橋機整體前移至3號、4號孔，安裝3號、4號孔工作閘門，最后將架橋機整體前移至1號、2號孔，安裝1號孔工作閘門。

在1 399.00 m高程搭設(shè)臨時安裝作業(yè)平臺。

(1)拼裝。褲衩及下支臂吊裝重量為25.149 t，支鉸吊裝重量為21.904 9 t,利用60 t平板車運輸，70 t、100 t吊車及架橋機吊裝，5號、4號孔支鉸、下支臂及褲衩放到壩前進行拼裝。由于壩頂通道尚未形成，組合構(gòu)建拼裝完成后無法直接運輸至架橋機吊裝范圍。因此，利用70 t、100 t吊車將組合構(gòu)件吊裝至溢流面頂部，之后用架橋機吊裝入位。隨著施工的推進，壩頂通道逐步形成，其余3孔支鉸、下支臂及褲衩可直接放到溢流面頂部進行拼裝，再利用架橋機吊裝入位。

(2)整體吊裝。吊裝時通過調(diào)整可轉(zhuǎn)動鉸座的角度，使兩裝配面平行，便于安裝。利用手拉葫蘆對鉸座與座板的相對位置進行調(diào)整，使支鉸座板上的螺栓對準鉸座上的孔位。對準后，利用手拉葫蘆配合架橋機移動支鉸，使鉸座與座板貼近，然后擰緊四周角上螺母使其緊固，并檢查兩裝配面中心標(biāo)記是否重合。檢查確認后，擰緊全部螺栓。操作時需注意按規(guī)定的扭緊力以從中心向四周對稱的順序擰緊螺栓。最后利用架橋機將下支臂上端頭慢慢放置溢流堰頂，脫鉤進行門葉吊裝。

(3)上支臂安裝。上支臂應(yīng)在對應(yīng)的閘門門葉吊裝到位后進行安裝(第5節(jié)門葉)。 上支臂吊裝重量為19.484 t，采用70 t吊車裝車，60 t平板車運輸，架橋機吊裝入位。 在上支臂適當(dāng)位置焊接臨時吊裝吊耳，吊鉤固定好后將上支臂懸吊至閘室內(nèi)，利用架橋機單個吊鉤的靈活性及穩(wěn)定性，調(diào)整上支臂傾角與褲衩裝配面相對位置，用定位塊將上支臂與褲衩裝配面進行定位，使其兩裝配面中心及組裝標(biāo)記重合，然后進行定位焊接。 待上支臂與褲衩裝配完成后，對門葉與上支臂的相對位置進行調(diào)整，使裝配面相互平行，螺孔對正后，迅速將連接螺栓穿入并擰入螺母，用定位銷打入定位孔內(nèi)，使其兩裝配面中心及組裝標(biāo)記重合，然后穿入全部螺栓，擰緊四周角上螺母，進行緊固。調(diào)整、檢查上支臂與門葉、褲衩兩裝配面中心與組裝標(biāo)記是否重合，待上支臂與褲衩裝配面焊接完成后，再將穿入與門葉裝配面的全部螺栓擰緊，按規(guī)定以從中心向四周對稱順序的擰緊力擰緊全部螺栓，固定支臂與門葉的連接。

吊裝前，需在門葉吊點上對稱焊接臨時吊耳，以便架橋機吊裝時使用。利用70 t吊車裝車，裝車時拖車上應(yīng)放置枕木，閘門重心應(yīng)在拖車中心線上，利用細鋼絲繩、手拉葫蘆綁牢門葉。運輸過程中要確保運輸安全，設(shè)置警戒帶。

門葉安裝前，在底檻上標(biāo)記位置線，在側(cè)軌標(biāo)記基準點，并焊接限位擋板。利用架橋機將門葉緩慢提起，調(diào)整門葉角度，使之成為水平穩(wěn)定的安裝形態(tài)。隨后吊移門葉至安裝位置。檢查門葉面與限位擋板的間隙，利用千斤頂對間隙進行調(diào)整。此時應(yīng)注意在上游面設(shè)置支撐點，確保門葉脫鉤后的穩(wěn)定。

門葉吊裝結(jié)束后，利用架橋機吊起下支臂，使下支臂處于與門葉拼接的高度。利用千斤頂、撬棍對下支臂位置進行微調(diào)，對裝配面相互進行調(diào)整，用定位銷打入定位孔內(nèi)，使其兩裝配面中心及組裝標(biāo)記重合，螺孔對正后，迅速將連接螺栓穿入并擰入螺母，然后穿入全部螺栓擰緊。

待7節(jié)門葉拼接完成后，對門葉整體外形、尺寸進行全面檢查，合格后實施門葉節(jié)間組裝焊縫的焊接施工。焊縫的焊接必須按制定的施工順序和規(guī)定的焊接參數(shù)嚴格執(zhí)行，焊接時應(yīng)對門葉的對角線和弦長等參數(shù)進行實時監(jiān)測。若焊接過程中監(jiān)測參數(shù)超出規(guī)范，須及時整改并校正門葉尺寸。

對在門槽內(nèi)不能進行施工的焊接工作，待啟閉機全部安裝、調(diào)試完畢后，用啟閉機將門葉焊縫位置升至閘墩頂部，在閘墩頂部位置進行焊接。焊接工作全部完成后，需對焊縫進行清理、打磨及無損檢測，并涂刷防腐涂料。

5 結(jié) 語

苗尾水電站左岸溢洪道弧形工作閘門安裝前，施工進度慢、多個特種設(shè)備交叉作業(yè)(門機、塔機、皮帶機及架橋機)、安全風(fēng)險大、施工干擾大等問題一直是施工難題，選用架橋機作為弧形工作閘門吊裝手段，可解決在施工過程中出現(xiàn)的設(shè)備干擾及吊裝難度等問題。在輪式起重機的配合下，確保了溢洪道弧形工作閘門吊裝任務(wù)順利完成，解決了施工干擾，降低了吊裝難度，大大縮短了安裝工期，保證了閘門安裝任務(wù)順利完成。