賀華雄

(中國水利水電第四工程局有限公司，青海 西寧 810007)

1 工程概述

白鶴灘水電站工程為Ⅰ等大(1)型工程，樞紐工程由攔河壩、泄洪消能建筑物和引水發(fā)電系統(tǒng)等主要建筑物組成，攔河壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高289m，壩下設(shè)水墊塘和二道壩。電站壩身布置6個導(dǎo)流底孔。1個為斜門槽，閘門軌道安裝高度120m，進(jìn)口設(shè)封堵平板閘門，出口設(shè)置弧形閘門控制泄流；5個為垂直門槽，閘門軌道安裝高度35m，上游進(jìn)口設(shè)封堵平板閘門。導(dǎo)流底孔封堵閘門軌道主要由底檻、主軌、反軌、頂楣組成，主軌由重軌一、重軌二、重軌三、輕軌和護(hù)角組成。

2 成型設(shè)備技術(shù)原理及結(jié)構(gòu)

閘門軌道一次安裝成型設(shè)備(下簡稱成型設(shè)備)主體結(jié)構(gòu)為鋼桁架，鋼桁架是閘門井模板、閘門軌道支撐、加固的平臺，采用電動葫蘆拉升鋼桁架，實現(xiàn)閘門軌道安裝和大壩混凝土澆筑同步上升。鋼桁架平臺為便于施工，設(shè)置上下爬梯、護(hù)欄及操作平臺等，可在平臺上完成閘門軌道安裝的所有施工內(nèi)容，一次成型。可降低施工難度，減少土建及金結(jié)安裝干擾，門槽精度滿足設(shè)計要求，降低安全管控風(fēng)險，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

成型設(shè)備高12m，立柱1.8m×1.35m，主軌面用10cm固定導(dǎo)向塊，反軌面用10cm螺桿調(diào)整裝置。成型設(shè)備布置了門槽安裝、測量、驗收平臺，配套門槽部位可自由拆卸的模板，模板隨成型設(shè)備的提升裝置同步自升。成型設(shè)備最大件重6t，外形尺寸9060mm×1350mm×1800mm，總裝尺寸12020mm×6600mm×1800mm(高度×寬度×厚度)，總重18t。采用4×10t電動葫蘆提升，功率5kW，有效提升行程3000mm，提升速度不大于30mm/min，控制模式為操作手柄線控+遙控器，電源380V/3PH，50Hz，電動吊籃行程30m。

成型設(shè)備的固定導(dǎo)向塊為主軌提供支承面，螺桿調(diào)整裝置為反軌提供支承面。固定導(dǎo)向塊共面精度±1mm，安裝完成后為垂直面，處于主軌工作面安裝位置。反軌底腳定位到安裝位置，再用螺桿調(diào)整裝置將反軌前后左右方向調(diào)垂直，門槽寬度即為設(shè)計寬度。固定導(dǎo)向塊、螺桿調(diào)整裝置提供頂力，避免門槽發(fā)生偏差。

3 閘門軌道成型設(shè)備的優(yōu)越性

3.1 減少工序，節(jié)省工期

成型設(shè)備實現(xiàn)了門軌安裝、門槽混凝土澆筑一次成型，減少了門槽軌道加固件安裝、軌道安裝、二期混凝土澆筑及對應(yīng)的輔助設(shè)施施工，節(jié)省工期。

3.2 保障門槽混凝土澆筑質(zhì)量

成型設(shè)備的主體桁架可加固門槽模板，按照最大澆筑6m高混凝土進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，桁架整體受力，能有效控制模板的安裝精度，防止?jié)仓^程中變形。第一倉一次定位，至頂部連續(xù)提升，可有效控制門槽施工精度。

3.3 提高安全性

成型設(shè)備避免了狹窄空間內(nèi)的高空臨邊作業(yè)，增加了設(shè)計測量平臺，四周采用鋼絲網(wǎng)封閉，底部采用鋼板網(wǎng)封閉，增大了門槽檢測的作業(yè)空間，形成了密閉空間，降低了安全風(fēng)險；主軌軌道頂部，設(shè)計有過渡焊板，通過螺栓與主軌道頂部連接，設(shè)置成型設(shè)備防墜夾緊裝置，確保施工安全。

3.4 保障閘門軌道安裝質(zhì)量

成型設(shè)備的立柱和固定導(dǎo)向塊都經(jīng)過精加工，誤差不超過0.3mm，為閘門主軌安裝提供高精度的支撐，反軌面采用螺桿調(diào)節(jié)，使得反軌能夠精確定位。施工過程中采用掛線錘和全站儀測量相結(jié)合的方式測量控制，從而確保閘門軌道的安裝精度及質(zhì)量。

4 成型設(shè)備應(yīng)用工藝

閘門軌道安裝一次成型設(shè)備按設(shè)計結(jié)構(gòu)制造完成后，拉運(yùn)至現(xiàn)場拼裝，整體吊裝就位。就位后對成型設(shè)備加固、調(diào)試后安裝閘門軌道，同步進(jìn)行大壩混凝土施工備倉，驗收合格后同步澆筑門槽及大壩混凝土，依次循環(huán)至閘門軌道施工完成，具體施工流程見圖1。

圖1 成型設(shè)備應(yīng)用工藝流程

4.1 底檻安裝與澆筑

底檻混凝土澆筑之前，首先在底檻范圍內(nèi)布置底檻支撐平臺，平臺由底角φ25插筋(長50cm，入混凝土30cm)固定I16工字鋼立柱，立柱由I16工字鋼橫梁、角鋼檁條焊接形成。平臺形成后將底檻采用汽車吊放置于支撐平臺上，手拉葫蘆粗調(diào)，調(diào)節(jié)螺栓微調(diào)，以控制門槽中心線及孔口中心線偏差、底檻高程及平面度滿足設(shè)計尺寸要求。在底檻混凝土澆筑過程中，安排專人根據(jù)獨立樣架上放置的絕對坐標(biāo)點，實時監(jiān)測底檻，防止出現(xiàn)位移或變形，允許偏差在設(shè)計、規(guī)范范圍內(nèi)時澆筑底坎部位混凝土。

4.2 成型設(shè)備安裝

閘門軌道一次安裝成型設(shè)備采用場內(nèi)拼裝，整體吊裝就位的方案。成型設(shè)備進(jìn)場后，對各個部件核對編號并標(biāo)記，進(jìn)行質(zhì)量檢查，選擇合適的場地找平，采用50t汽車吊拼裝成型設(shè)備，拼裝完成，復(fù)核結(jié)構(gòu)尺寸滿足設(shè)計要求后，在底檻混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%后開始安裝。

4.3 主、反軌安裝

主、反軌安裝以主軌工作面平面度及工作面扭曲為主要控制點。首節(jié)主、反軌根據(jù)在底檻上設(shè)置的永久孔口中心線和門槽中心線，畫出左右兩側(cè)的主、反軌安裝線，作為底部安裝基準(zhǔn)，然后通過線錐+油桶(偏離特定尺寸)的方式確定頂部安裝位置。同時每層主、反軌相應(yīng)位置均設(shè)置獨立樣架，樣架與成型設(shè)備完全脫離，以測量放樣設(shè)置的絕對坐標(biāo)作為頂部安裝基準(zhǔn)的復(fù)核尺寸。在混凝土澆筑過程中，安排專人根據(jù)獨立樣架上放置的絕對坐標(biāo)點(或偏離特定尺寸)，實時監(jiān)測主、反軌，防止出現(xiàn)位移或變形。

4.4 門楣安裝

門楣安裝以控制止水面平面度、與主軌止水面之間錯臺為主要控制點。以安裝完成的主軌水封座面為基準(zhǔn)，調(diào)整門楣止水面，同時在門楣位置設(shè)置獨立樣架，樣架與成型設(shè)備完全脫離，以測量放樣設(shè)置的安裝坐標(biāo)作為門楣安裝復(fù)核尺寸。在成型設(shè)備上設(shè)置專用卡抓，可對門槽主軌、反軌的安裝尺寸進(jìn)行調(diào)整，待主、反軌埋件調(diào)整完畢后，將卡抓頂緊后與軌道進(jìn)行焊接固定，驗收合格后進(jìn)行混凝土澆筑。

4.5 門槽部位澆筑

為了避免拆裝模板和成型設(shè)備提升相互干擾，門槽拐角處模板采用定型模板，懸掛于成型設(shè)備上，隨著成型設(shè)備一起爬升，所有模板依托成型設(shè)備主體鋼桁架進(jìn)行固定。

門槽部位混凝土澆筑時，在門槽部位以外采用纜機(jī)下料，門槽部位的混凝土采用平倉機(jī)進(jìn)行推料，采用人工振搗，確保振搗密實和外觀質(zhì)量，禁止沖擊模板和埋件。無法采用機(jī)械平倉的部位，應(yīng)采用人工平倉，人工平倉時將振搗器斜插入混凝土料堆下部，使混凝土向操作者移動，然后逐次提高插入位置，直至混凝土料堆攤平到規(guī)定坯層厚度為止，不應(yīng)將振搗器垂直插入料堆頂部，以免大骨料沿堆體四周下滑而砂漿集中在中間形成砂漿窩。人工趕料平倉后仍須振搗，不得“以平代振”。

門槽兩側(cè)均勻下料，澆筑高差不能超過400mm；在澆筑過程中，避免平倉機(jī)、振搗棒等設(shè)備碰撞門槽埋件及其加固件。

4.6 成型設(shè)備提升

成型設(shè)備提升前需割除成型設(shè)備與軌道的連接構(gòu)件，清除障礙后將成型設(shè)備整體提升控制在150mm以內(nèi)，停留時長不小于20min，檢查閘門軌道、門槽混凝土成型情況，觀察成型設(shè)備與門槽、軌道之間的分離情況，確定質(zhì)量合格、無安全隱患后提升成型設(shè)備。

成型設(shè)備提升到位后，用槽鋼焊接固定在已澆筑的門槽上。成型設(shè)備提升完成后，利用頂墻撐和導(dǎo)向輪將成型設(shè)備緊固，從而將成型設(shè)備安全地固定在已經(jīng)澆筑完成的門槽內(nèi)。

閘門軌道成型設(shè)備按上述步驟完成提升，進(jìn)入下一澆筑循環(huán)，直至閘門軌道安裝完成，將成型設(shè)備拆除，進(jìn)行門槽及軌道驗收，交付使用。

5 測量方案及控制成果

5.1 底檻的安裝測量控制

底檻安裝前設(shè)置獨立樣架，底檻安裝時設(shè)置基準(zhǔn)點，根據(jù)原有測站通過全站儀放樣孔口中心線、門槽中心線、下游底檻中心線、兩側(cè)端檻的中心線、基準(zhǔn)高程，以放樣的中心線為基準(zhǔn)調(diào)整底檻。根據(jù)基準(zhǔn)高程采用水準(zhǔn)測量方法測定底檻高程，檢測底檻的平面度。底檻測量控制尺寸見圖2。

圖2 底檻測量控制尺寸示意圖 (單位：cm)

5.2 主、反軌的安裝測量

底檻安裝精度滿足設(shè)計要求后，在底檻上布設(shè)基準(zhǔn)點作為主軌、反軌的量測基線，基準(zhǔn)點布設(shè)2個，采用0.4mm鋼絲線+重錘+油桶的方式進(jìn)行測量。在軌道頂部焊接固定角鋼，距軌道面80mm處設(shè)置一個小孔，穿拉0.4mm的鋼線，并掛5kg的線墜，始終以首節(jié)門槽下部為基準(zhǔn)，采用鋼尺測量軌道頂部和底部到主軌、水封的距離，以判定軌道偏離門槽中心線的距離，校核軌道。主、反軌兩側(cè)4點共線，便于控制兩側(cè)軌道的共面，主軌長3m，測控點設(shè)置為3個點，反軌長5m，測控點設(shè)置為4個點，具體見圖3、圖4。

圖3 主反軌測量控制點布置圖 (單位：mm)

圖4 主反軌測量示意圖

5.3 門楣的安裝測量控制

門楣吊裝就位在支撐架上初步固定后，在主軌工作面上穿拉0.4mm鋼絲線，以主軌實際位置為基準(zhǔn)，量測鋼絲繩和頂楣之間的尺寸，對照設(shè)計尺寸和允許偏差調(diào)整門楣定位。以門楣水封面與主軌水封面錯臺為基準(zhǔn)，調(diào)整門楣位置；從門楣水封面掛5kg的線錐至底檻，檢測頂楣到底檻的高差。與底檻類似，在門楣安裝時設(shè)立獨立樣架，采用鋼板尺及拉線的方式測量放樣設(shè)置的絕對坐標(biāo)對門楣安裝位置進(jìn)行校核，具體見圖5。

圖5 門楣測量示意圖

5.4 測量復(fù)核及澆筑過程中監(jiān)測

閘門軌道安裝后、混凝土澆筑后均進(jìn)行測量復(fù)核，采用成型設(shè)備自帶的緊固件頂緊主軌與反軌，在軌道與成型設(shè)備之間焊接連接板，使門槽軌道與成型設(shè)備連接成整體，防止?jié)仓r門槽發(fā)生位移及變形，確保門槽澆筑混凝土后尺寸滿足設(shè)計要求。

在整個澆筑過程中，派專人進(jìn)行成型設(shè)備及軌道變形監(jiān)測。軌道整體調(diào)整好后，在成型設(shè)備底部固定一個角鋼，根據(jù)鋼線位置在角鐵上畫出對應(yīng)線，確保檢測人員能夠直觀地看出軌道是否出現(xiàn)偏移。每次下料時，采用鋼板尺對軌道反復(fù)測量。兩人讀數(shù)的方法進(jìn)行監(jiān)控，確保成型設(shè)備運(yùn)行精度。門槽澆筑過程中，實時監(jiān)測門槽位移，位移達(dá)1mm須立即處理，如調(diào)整頂緊螺栓、絲桿等，確保軌道安裝精度。

門槽混凝土澆筑初凝后，進(jìn)行門槽安裝尺寸復(fù)測，復(fù)測合格，吊裝下一層軌道，進(jìn)行尺寸調(diào)整，采用成型設(shè)備對主、反軌固定，采用槽鋼搭設(shè)斜向支撐加固。各節(jié)均以首節(jié)底部為基準(zhǔn)點，控制軌道安裝共面度，驗收合格后安裝埋件。

5.5 控制成果

采用成型設(shè)備施工，對底坎、側(cè)軌、門楣的精度進(jìn)行測量，門槽中心線偏差0～+1.5mm，滿足+2.0～-1.0mm的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，有效控制了施工質(zhì)量，提高了安裝精度，測量數(shù)據(jù)見圖6。

圖6 門槽測量圖 (單位：mm)

6 結(jié) 語

白鶴灘水電站導(dǎo)流底孔閘門軌道安裝一次成型設(shè)備的應(yīng)用，提高了安全保障，施工機(jī)械化，融合現(xiàn)代施工需求，全面應(yīng)用新技術(shù)，改進(jìn)金結(jié)安裝及施工工藝，減少工程系統(tǒng)誤差，提高門槽安裝精度及質(zhì)量，優(yōu)化施工工序，降低門槽施工難度，避免狹窄空間內(nèi)的高空臨邊作業(yè)，系統(tǒng)資源整合，優(yōu)化了工期，提高了工效，降低了施工成本。