牛支現(xiàn)（陜西省水利機(jī)械設(shè)備制造安裝有限公司陜西西安710077）

水電站放水塔平面閘門非常規(guī)安裝技術(shù)方案設(shè)計(jì)與實(shí)踐

牛支現(xiàn)
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本文通過(guò)對(duì)老撾南俄5水電站放水塔平面閘門安裝環(huán)境及外部條件的介紹，提出了一套在不具備安裝條件下的非常規(guī)平面閘門安裝方法，通過(guò)對(duì)該方法的論證并用于實(shí)際施工過(guò)程，完成了放水塔平面閘門安裝，經(jīng)后期質(zhì)量檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范及圖紙要求，實(shí)踐證明該方法是科學(xué)可行的，能為類似工程提供借鑒和參考。

放水塔；平面閘門；非常規(guī)；安裝

通常情況下，水電站放水塔平面閘門是通過(guò)前期安裝在塔頂?shù)膯㈤]機(jī)進(jìn)行安裝的，但在老撾南俄5水電站放水塔平面閘門安裝施工過(guò)程中，由于受到上塔交通條件的影響及工期計(jì)劃的調(diào)整，閘門需要安裝時(shí)，塔頂門式啟閉機(jī)未安裝到位，常規(guī)的閘門安裝施工方法無(wú)法滿足實(shí)際要求，老撾南俄5水電站放水塔平面閘門安裝時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的水平進(jìn)洞運(yùn)輸裝置，塔頂垂直起吊裝置，采用非常規(guī)安裝方法完成了閘門安裝，確保了防洪度汛安全并按期蓄水。本文以此為例對(duì)非常規(guī)安裝方法進(jìn)行介紹，是放水塔閘門安裝方法的一種創(chuàng)新和嘗試，可以作為同類工程安裝方法的指導(dǎo)和借鑒。

1　基本概況

1.1工程概況

進(jìn)水口放水塔位于大壩上游右側(cè)山坡臺(tái)地處，塔底高程EL1048.00，塔頂高程EL1103.00，塔高55m，塔頂尺寸長(zhǎng)25.32m，寬20m，四面臨空，門洞尺寸5m×5m。放水塔軸線剖視圖見(jiàn)圖1。

進(jìn)水口平面閘門包括：檢修閘門和工作閘門。檢修閘門門葉重29.0t，外形尺寸為6.3m×5.99m×1.35m，由上下兩節(jié)組成，上節(jié)尺寸3.23m×6.3m×1.35m，重約15.17t，下節(jié)尺寸2.75m×6.3m×1.35m，重約13.84t；工作閘門門葉重35.9t，外形尺寸為6.6m× 5.62m×1.35m，由上下兩節(jié)組成，上節(jié)尺寸2.86m×6.6m×1.35m，重約17.95t，下節(jié)尺寸2.75m×6.6m×1.35m，重約17.94t。

1.2交通道路條件

（1）道路中斷，吊車無(wú)法到達(dá)——壩體開(kāi)挖時(shí)，將壩后右岸EL1103.00馬道至進(jìn)水口道路挖斷，由于山體陡峭，新修道路難度大、成本高，存在安全隱患，且對(duì)進(jìn)水口及大壩施工有較大影響。如要恢復(fù)原有道路，必須待大壩右岸混凝土回填至EL1103.00馬道高程，但工期不允許。

（2）場(chǎng)地狹小，起吊高度過(guò)高——除左岸施工道路外，唯一施工道路就是從壩前圍堰到放水塔底部EL1048.00鋪蓋平臺(tái)，但由于道路情況差，大噸位起吊設(shè)備無(wú)法到達(dá)塔底，加之塔體較高，場(chǎng)地狹小，小噸位起吊設(shè)備無(wú)法完成閘門吊裝。

圖1　放水塔軸線剖視圖

1.3安裝的必要性

為滿足防洪度汛要求，閘門必須按時(shí)安裝。當(dāng)?shù)丶磳⑦M(jìn)入雨季，降雨逐漸增多，降雨時(shí)河水上漲迅速，來(lái)勢(shì)兇猛，如閘門未安裝，遇降雨發(fā)生洪水，僅靠左岸的導(dǎo)流洞無(wú)法完全泄洪，洪水上漲后將會(huì)從進(jìn)水口進(jìn)入引水隧洞，對(duì)引水隧洞、發(fā)電廠房施工作業(yè)面人員及設(shè)備構(gòu)成安全威脅。

2　擬定的安裝方法

針對(duì)本工程道路、場(chǎng)地實(shí)際情況和外部因素，通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的道路、場(chǎng)地等實(shí)際查看，復(fù)核水工建筑物各部位相關(guān)尺寸，綜合考慮現(xiàn)有及已知條件，擬采用以下工藝及流程完成閘門安裝：

2.1安裝工藝

在塔頂EL1103.00高程設(shè)置起吊設(shè)備，起吊能力40t，使塔頂具備垂直起吊及水平運(yùn)輸條件；從門洞底板EL1050.00高程將分節(jié)門葉運(yùn)入門洞，到達(dá)閘槽位置后旋轉(zhuǎn)門葉，使門葉進(jìn)入門槽；利用塔頂設(shè)置的起吊裝置起吊門葉到達(dá)塔頂，以相同的方法完成另外一節(jié)門葉起吊；利用塔頂設(shè)置的起吊裝置起吊埋件，從下至上，先主后副，先主后反，完成埋件安裝校正；在塔頂完成門葉拼裝、焊接，安裝門葉附件及水封等，完成閘門拼裝工作。門葉進(jìn)洞運(yùn)輸、垂直吊運(yùn)見(jiàn)圖2所示。

圖2　門葉進(jìn)洞及垂直吊運(yùn)示意圖

底板安裝底檻，閘槽內(nèi)安裝埋件，澆筑二期混凝，待二期混凝土到達(dá)要求強(qiáng)度后，再將塔頂拼裝好的閘門落入閘槽，放置到底板位置。此時(shí)，閘門安裝完成，具備擋水功能，即可滿足防洪度汛及大壩蓄水要求。

2.2安裝流程

閘門安裝流程：安裝準(zhǔn)備→起吊裝置設(shè)置→門葉進(jìn)洞運(yùn)輸→門葉吊運(yùn)至塔頂→埋件安裝→門葉組裝→門葉附件安裝→閘門下放→整體驗(yàn)收

2.3安裝運(yùn)輸路線

閘門安裝運(yùn)輸路線：堆放場(chǎng)地→①塔前鋪蓋→②進(jìn)入門洞→②卸車變位→③閘室提升→⑥塔頂拼裝→⑦閘門下放

2.4安裝起吊設(shè)備

要完成閘門的非常規(guī)安裝，需在塔頂設(shè)置自制設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)塔頂垂直起吊及水平運(yùn)輸能力。根據(jù)多年金結(jié)安裝施工經(jīng)驗(yàn)，參考起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范及要求，擬定的龍門吊結(jié)構(gòu)形式及各部尺寸如下圖3所示：

龍門吊由水平起重梁、支腿、行走機(jī)構(gòu)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等七部分組成；水平梁、支腿、行走機(jī)構(gòu)由型鋼焊接而成，桁架結(jié)構(gòu)，螺栓連接；設(shè)計(jì)起重能力40t，起吊凈跨6m，起吊高度6.4m，水平梁全長(zhǎng)8m；采用固定雙吊點(diǎn)起吊形式，兩吊點(diǎn)左右對(duì)稱設(shè)置，吊點(diǎn)間距5.7m；行走梁上對(duì)稱各設(shè)置卷?yè)P(yáng)機(jī)1臺(tái)，作為起吊動(dòng)力來(lái)源，可獨(dú)立操縱；行走機(jī)構(gòu)配置8個(gè)Ф270鋼輪，設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可在軌道上行走。

圖3　龍門吊

3　龍門吊的制備及安裝

3.1龍門吊的制備

對(duì)擬定自制的龍門吊需要進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)復(fù)核及安全校核后方可投料加工，按照設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)水平梁，支腿等重要部位進(jìn)行力學(xué)分析及安全校核，復(fù)核荷載能力及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以調(diào)整各部尺寸，滿足起重設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)要求，達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)起吊能力。

通過(guò)對(duì)龍門吊整體結(jié)構(gòu)復(fù)核及各部位安全校核，該龍門吊能夠滿足起重能力要求，可以借此完成閘門的安裝，故按照擬定的龍門吊設(shè)計(jì)方案，加工制造龍門吊，并轉(zhuǎn)運(yùn)至工地現(xiàn)場(chǎng)。

3.2龍門吊的安裝

將龍門吊部件分別運(yùn)至門洞內(nèi)閘室底部，利用閘室底部5t卷?yè)P(yáng)機(jī)將龍門吊部件吊運(yùn)至塔頂，在塔頂利用搭設(shè)腳手架及人工輔助完成龍門吊的拼裝工作，兩臺(tái)5t卷?yè)P(yáng)機(jī)左右對(duì)稱放置在龍門吊行走梁上，并在龍門吊上焊接拉桿進(jìn)行調(diào)整及固定，纏繞鋼繩并安裝動(dòng)滑輪，使得龍門吊具備垂直起吊能力。

4　非常規(guī)安裝過(guò)程的實(shí)施

4.1門葉進(jìn)洞及垂直吊運(yùn)

汽車吊將門葉豎直放置在門洞內(nèi)的運(yùn)輸小車上，運(yùn)輸小車?yán)\(yùn)門葉至門洞內(nèi)預(yù)留門槽處，塔頂龍門吊將門葉提起，移動(dòng)龍門吊將門葉插入到加深的門槽內(nèi)，由于龍門吊兩個(gè)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引力不一致，門葉會(huì)受到力矩作用發(fā)生旋轉(zhuǎn)，門葉以插入的門槽為軸心慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，直到門葉與門槽方向一致。啟動(dòng)塔頂龍門吊卷?yè)P(yáng)機(jī)，將門葉下節(jié)吊起放置在塔頂，同時(shí)撤出運(yùn)輸小車，準(zhǔn)備下一節(jié)門葉的進(jìn)洞運(yùn)輸。采用同樣的方法完成上節(jié)門葉的進(jìn)洞、變位及垂直起吊，并將下節(jié)起吊至塔頂平臺(tái)上。

4.2埋件安裝

利用龍門吊起吊安裝底坎、主軌、反軌、門楣、付軌等。埋件安裝好后，對(duì)埋件整體尺寸進(jìn)行檢查，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后，移交給土建進(jìn)行二期混凝土澆筑，混凝土齡期滿足強(qiáng)度后，清除埋件表面的雜物，清除不銹鋼水封座板表面的水泥漿，在滑道支承面涂抹潤(rùn)滑脂等，做好閘門門葉下放準(zhǔn)備工作。

4.3門葉組裝及閘門安裝

將下節(jié)門葉用鎖定梁鎖定在閘室孔口內(nèi)，龍門吊起吊上節(jié)門葉至下節(jié)門葉正上方，緩慢落下上節(jié)門葉，完成上下節(jié)門葉組對(duì)，微調(diào)后進(jìn)行門葉拼接縫的焊接。焊接完成后，起吊整體門葉，完成水封、側(cè)輪等附件安裝。將閘門放入門槽，緩慢下降，并用肥皂水澆淋水封與不銹鋼的結(jié)合面，對(duì)水封進(jìn)行潤(rùn)滑及降溫，直到門葉到達(dá)門槽底部。對(duì)閘門密封效果進(jìn)行檢查調(diào)整，完成閘門安裝。

5　結(jié)語(yǔ)

如果交通便利，場(chǎng)地開(kāi)闊，運(yùn)輸方便，放水塔平面閘門安裝是件容易的事情，但如果受交通、地形、工期等條件限制，常規(guī)安裝方法施工就顯得非常困難。南俄5水電站就是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用非常規(guī)法安裝方法，自制龍門吊作為閘門安裝起吊設(shè)備，順利完成了閘門等金屬結(jié)構(gòu)安裝，達(dá)到預(yù)期目的，經(jīng)過(guò)后期質(zhì)量檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范及圖紙要求，實(shí)踐證明該方法是科學(xué)可行的；放水塔閘門安裝方法的一種創(chuàng)新和嘗試，希望這種安裝方法能為類似工程提供借鑒和參考。陜西水利

（責(zé)任編輯：唐紅云）

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