蔣 承 鋒

(中國水利水電夾江水工機械有限公司，四川 夾江 614100)

1 概 述

巴基斯坦塔貝拉(Tarbela)水電站4期擴建項目是將原用于灌溉泄洪的4號隧洞擴建為集發(fā)電、泄洪和灌溉為一體的發(fā)電引水隧洞，需在下游新增壓力鋼管和叉管群并新建1 410 MW的廠房，因此，必須在4號隧洞的原低位取水口(高水位時水下約120 m深)的門槽內安裝疊梁門(一套4節(jié)，2套8節(jié))進行封堵，以便后續(xù)幾年內新建的高位取水塔的豎井貫通以及下游廠房的開挖和混凝土施工。

2 疊梁門具有的特點、安裝要求與快速關閉方案的比選

2.1 疊梁門具有的特點

該疊梁門是在下游側布置橡膠水封，受上游側水壓后封水。水下安裝后各節(jié)疊梁在門槽內自由重疊，各節(jié)間與下游門槽的封水面存在較大的間隙，上游水流經縫隙流入下游側后形成上游水壓才能不斷地將各節(jié)疊梁由下至上擠推并貼合到下游門槽的封水面上。但其下游已經形成小圍堰并且已經在進行新廠房的地基開挖，因此，其泄水量必須降低至最低程度，以減少對下游小圍堰的施工影響。

該疊梁門寬度為4 450 mm，從底到頂四節(jié)的高度和重量依次為：3 500 mm，28 t；3 240 mm，26 t；3 275 mm，26 t；4 250 mm，32 t，總高度為14 270 mm，總重量為112 t。

各節(jié)疊梁依次安裝之后，因其尚未受到上游水壓、各節(jié)疊梁呈自由疊放狀態(tài)，經潛水員使用直尺并經視頻錄像后發(fā)現2套疊梁門底節(jié)底檻處距離下游門槽封水面約0～5 mm，從底到頂，其間距不斷增大至58 mm(頂節(jié)安裝后，受門槽內空間限制，潛水員無法進入底部查探其它各節(jié))。

2.2 疊梁門的安裝要求

為推動該疊梁門向下游方向移動以達到封水密閉的目的，至少需要在下游隧洞內形成2 000 m3/h的排水量。因疊梁門門葉與下游門槽的間距較大，需要在大量泄水之后才能完全封閉這2套疊梁門。一旦泄水流量過大，將會滿灌正在施工的下游小圍堰、增加下游的排水時間，延緩工程直線工期的進度。

為最小化泄水量，需要減小各節(jié)疊梁與下游門槽的封水面間距，要求在總高14 270 mm、寬度為4 450 mm的門框上總縫隙面積不得大于0.27 m2，底部第二至頂部第四節(jié)疊梁門與下游門槽的封水面間隙按2.5 mm控制。

2.3 疊梁快速關閉方案的比選

根據現場實際情況，項目部編制了以下兩套方案備選：

(1)只提頂節(jié)后進行頂推。

鑒于各節(jié)疊梁已經安裝，采用千斤頂推動各節(jié)疊梁向下游側移動，待減小間隙后再使用楔塊從上游側進行鎖定，從下往上依次推動和鎖定以達到所要求的最小封水間距。

為使?jié)撍畣T和千斤頂以及楔塊進入門槽，首先需將頂節(jié)疊梁吊運出水并安全放置到水上浮箱平臺的移動小車上。

根據槽內三節(jié)疊梁的重量和狀態(tài)，計算推動單節(jié)門葉所需的推力至少為3.25 t，且門葉的左右兩側需同樣布置?？紤]到一定的安全系數，選用10 t千斤頂。

該千斤頂在水下供潛水員使用，采用機械式千斤頂，潛水員可通過壓搖方式進行推擠。

千斤頂的頂推位置也經過謹慎選擇，以防止千斤頂未能推動門葉、反而會造成門體個別點位損傷。將頂推位置放在門葉后翼板(板厚58 mm)通過工裝傳導推力。在頂推過程中，對上游門槽的混凝土狀態(tài)也應進行觀察，防止由于混凝土損壞后造成意外回退。

由于門葉向上游側傾斜，其后翼板有可能已經與上游側墻緊靠在一起，沒有空間放置千斤頂和工裝頂推后翼板。作為備選方案，可以頂推門葉邊梁(板厚25.4 mm)位置的工裝也要被制作出來。

下窄、上寬的鋼制楔塊將在潛水員完成頂推后放置在門葉與上游門槽側，以防止門葉再次向上游側傾倒。

底部三節(jié)疊梁頂推到位并放置鋼制楔塊之后，再將頂節(jié)疊梁下放入水進入門槽。

該方案只提出頂節(jié)疊梁，只增加了一次潛水員引導入槽的作業(yè)，但水下約120 m深處的三節(jié)疊梁共6處的頂推和放置楔塊作業(yè)將考驗潛水員的操作能力和身體極限。

(2)全部提出各節(jié)疊梁后再進行頂推。

首先將上面三節(jié)疊梁依次提出水面并安全放置到水上浮箱平臺的移動小車上，然后將最底一節(jié)吊離底檻，使其脫離底檻的摩擦約束，同時采用千斤頂頂推裝置在底節(jié)門葉的2/5高度位置處向下游進行頂推，頂推到位后，再按照同樣的程序依次安裝上面的三節(jié)疊梁。

對于上面三節(jié)疊梁的側導向的上游側位置還需增加限位塊，以減小其向上游側傾倒的距離，并保證其更容易頂推到位。

該方案將增加3次疊梁入槽時的潛水員引導作業(yè)，并不能減少各節(jié)疊梁的頂推次數且存在一定的安全風險——在門機吊住疊梁時潛水員在門槽內實施頂推，故將其作為最后的方案備選。

3 疊梁封水方案的實施

項目部最終選擇了只提頂節(jié)的頂推方案并進行實施，潛水員在水下頂推作業(yè)過程中發(fā)揮了積極和有效的作用，從開啟蓋板到抓梁入槽抓取頂節(jié)都需要潛水員的指引和水下確認。

提出頂節(jié)之后，潛水員能夠進入門槽，在水下能見度幾乎為零的情況下通過探摸確定頂推位置、在水中漂浮無處借力的情況下放置千斤頂并手動頂推到位，再放入已經預制好的楔形頂塊。閘門兩側的頂推只能先后進行，先頂推一側通過探摸來觀察另一側的間隙情況，以確保兩側同時頂推到位并嵌入楔形頂塊。

兩套閘門共需頂推6節(jié)，每節(jié)需頂推左右兩側，共需頂推12次。潛水員每天能否下潛尚需看水面的風浪，且從下午大約16∶00開始就不能繼續(xù)潛水，因為其它相鄰的隧洞將自動進行發(fā)電操作，潛水員存在被吸入隧洞的風險。每次潛水員下降到水下120 m深處，其可供工作的時間長度不能超過10 min，否則在水下需要解壓的時間長度將會繼續(xù)延長，將會影響到潛水員出水時間的規(guī)定。專業(yè)的潛水隊伍克服了以上種種不利因素，確保了水下頂推工作的順利進行。

4 結 語

塔貝拉項目采用只提頂節(jié)的頂推實施方案，在15個工作日內完成了頂推。疊梁門下游側的隧洞中間豎井的工作門開啟，對洞內形成排水流量，成功將封水流量降低至最小，將對下游的廠房施工區(qū)域小圍堰的影響降低至最低程度，為廠房開挖和混凝土施工的直線工期開啟了一個好的開端，所取得的經驗對后續(xù)其他類似項目是一個很好的啟發(fā)。