中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)桃源水電廠 鄧順亞

1 引言

某水電廠位于湖南省桃源縣城沅水流域，是沅水干流河段的第14個(gè)梯級(jí)電站，也是沅水干流最末一個(gè)梯級(jí)電站。電站總裝機(jī)180MW，設(shè)置9臺(tái)燈泡貫流式機(jī)組，單機(jī)容量20MW。25孔泄洪閘布置在廠房左、右兩側(cè)，其中右河槽布置11套弧門及液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，左河槽布置14套弧門及液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，左、右河槽上游各布置1套浮式檢修門用于泄洪閘設(shè)備檢修時(shí)擋水，該水電站泄洪閘壩頂未布置壩頂門機(jī)，當(dāng)泄洪閘弧門設(shè)備檢修工作需要大t 位吊裝時(shí)，設(shè)計(jì)建議采用大型浮吊完成泄洪閘設(shè)備檢修大件吊裝工作。

該水電廠水庫(kù)上游蓄水位39.50m，枯水期下游水位29.44m。根據(jù)泄洪閘弧門運(yùn)行情況，該水電站#22弧門支鉸在日常運(yùn)行時(shí)存在異響，計(jì)劃在枯水期對(duì)泄洪閘#22弧門支鉸更換支鉸裝置自潤(rùn)滑球軸承，弧門活動(dòng)支鉸重11.5t，枯水期由于水位太低無(wú)法在弧門下游布置大型浮吊，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況重新考慮弧門支鉸檢修方案[1]。

2 該水電廠泄洪閘概況及設(shè)備參數(shù)

2.1 該水電廠泄洪閘概況

該水電廠共25孔泄洪閘，左河槽14孔，右河槽11孔。泄洪閘孔口寬度20.0m，泄洪閘閘門采用弧形閘門，弧門啟閉設(shè)備采用1套2×2600kN 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)。泄洪閘底檻高程26.0m，弧門擋水水位39.50m，下游最低運(yùn)行水位29.44m，弧門上游側(cè)閘墻端部和底坎預(yù)埋止水鋼板用于檢修時(shí)浮式檢修門擋水。

2.2 該水電廠泄洪閘弧門技術(shù)參數(shù)

該電廠泄洪閘弧門結(jié)構(gòu)型式采用露頂式，弧門寬度20.0m,門葉高度 14.0m，設(shè)計(jì)水頭13.5m，弧門承受的總水壓力為21008kN。弧門門葉重116.9t，弧門支臂重65.4t，支鉸裝置重19.2t（其中固定鉸重5.6t、活動(dòng)鉸重11.5t、支鉸軸重1.2t），支鉸裝置采用自潤(rùn)滑球面滑動(dòng)軸承。

3 該水電廠泄洪閘弧門支鉸檢修過(guò)程

該水電廠泄洪閘#22弧門支鉸檢修工作流程為：浮式檢修閘門轉(zhuǎn)運(yùn)→弧門門葉及支臂固定→工作平臺(tái)搭設(shè)→支鉸軸拆除→活動(dòng)支鉸座拆除→自潤(rùn)滑球軸承拆除→新自潤(rùn)滑球軸承安裝→活動(dòng)支鉸座回裝→支鉸軸回裝→弧門門葉及支臂固定解除→電氣部分檢查及恢復(fù)→弧門動(dòng)作試驗(yàn)→浮式檢修閘門運(yùn)回。

3.1 浮式檢修閘門轉(zhuǎn)運(yùn)

浮式檢修門轉(zhuǎn)運(yùn)工作包括閘門在門庫(kù)內(nèi)排除檢修門門體內(nèi)調(diào)節(jié)水、門庫(kù)門吊出、浮式檢修門運(yùn)輸、浮式檢修門沉放等。

依次將6節(jié)檢修門庫(kù)門吊出，將浮式檢修門上的進(jìn)、排水閥關(guān)閉，采用臨時(shí)水泵抽排浮箱內(nèi)水，浮式檢修門上浮至8m 吃水深度。人工推動(dòng)浮式檢修門出門庫(kù)，由臨時(shí)拖船牽引運(yùn)輸至#22泄洪閘檢修門槽。浮式檢修門接近#22泄洪閘時(shí)，加大吃水深度至9.5～10.0m 避免浮式檢修門欄桿與閘頂相碰。當(dāng)浮式檢修門在門槽內(nèi)就位后將門體兩端用5t 手動(dòng)葫蘆通過(guò)鋼絲繩與閘墩上埋設(shè)錨定裝置鏈接，通過(guò)葫蘆調(diào)節(jié)閘門橫向位置。打開上游側(cè)進(jìn)水閥門水壓艙緩慢進(jìn)水，使檢修閘門沉放到位[2]。

3.2 弧門門葉及支臂固定

弧門在全關(guān)狀態(tài)下固定支鉸座與活動(dòng)支鉸座軸向中心線一致，此時(shí)活動(dòng)支鉸座頂部與固定支鉸座底板距離為10cm，固定支鉸座預(yù)埋螺栓高出底板13cm，活動(dòng)支鉸座在弧門全關(guān)狀態(tài)下無(wú)法吊出。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量需將弧門鎖定在12m 開度才能夠?qū)⒒顒?dòng)支鉸座沿支臂端板向下拆除?；￠T原有鎖定裝置設(shè)置弧門全開位置在弧門邊梁處安裝臨時(shí)鎖定座利用原有鎖定架將弧門臨時(shí)鎖定在12m 開度位置，臨時(shí)鎖定座型式參照弧門原有鎖定座，弧門臨時(shí)鎖定座如圖1所示。

圖1 弧門臨時(shí)鎖定座

3.2.1 弧門門葉固定

在弧門兩側(cè)邊底部、中部、端部六個(gè)位置用25×220×500鋼板，將弧門門葉與側(cè)軌固定，并在連接鋼板上方焊兩塊筋板與側(cè)軌連接，門葉固定如圖2所示。

圖2 門葉固定

3.2.2 支臂固定

在支臂與活動(dòng)鉸座連接處靠上游2.5m 左右（錯(cuò)開支臂靴板）的閘墻上安裝4塊25×240×400的基礎(chǔ)鋼板，每塊基礎(chǔ)板設(shè)4個(gè)M30地腳螺栓，地腳螺栓采用植筋的方式安裝。用200H型鋼將閘墻上的基礎(chǔ)板與弧門支臂水平連接作為水平支撐，在每個(gè)水平支撐上下部位設(shè)置斜撐予以加固，對(duì)支臂固定水平支撐部件進(jìn)行了抗彎、抗剪、抗扭計(jì)算，4根水平支撐完全能夠承受弧門支臂的重量。

3.3 工作平臺(tái)的搭設(shè)

在支鉸裝置下方1m 左右的閘墻上，分兩層安裝6塊200×200×16基礎(chǔ)鋼板，每塊基礎(chǔ)鋼板植筋4根M20×250螺栓，上部3塊基礎(chǔ)鋼板用于焊接14槽鋼水平撐，下部3塊基礎(chǔ)鋼板用于焊接斜撐，在水平撐上部鋪設(shè)長(zhǎng)度3m×2.4m 的跳板共12件。將跳板牢固地固定在水平撐上，中間留2塊可以拆卸，以便從下方水平起吊工器具。

3.4 活動(dòng)支鉸座拆除

活動(dòng)支鉸座拆除工作包含吊點(diǎn)布置、吊裝鋼絲繩和20t 手拉葫蘆掛裝、支鉸軸拆除專用工具制作、支鉸軸拆除等。

3.4.1 吊點(diǎn)布置

該水電廠泄洪閘壩頂沒(méi)有設(shè)置門機(jī)，由于吊裝活動(dòng)支鉸座的回轉(zhuǎn)半徑達(dá)到30m，交通橋橋面無(wú)法布置大噸位汽車吊。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況在閘墻油缸檢修平臺(tái)處，用植筋的方法安裝一個(gè)導(dǎo)向座700mm×700mm×850mm，墻面到導(dǎo)向座頂部的水平距離0.85m，保證吊點(diǎn)處于活動(dòng)支鉸座中心的上方。用2根直徑Ф30mm 型號(hào)為6×37-1770的鋼絲繩穿過(guò)閘墩上部的油管溝，一端固定在鄰孔弧門的支鉸座上，鋼絲繩另一端通過(guò)閘墻上安裝的導(dǎo)向座掛20t 手拉葫蘆，下部連接活動(dòng)支鉸座上的Ф30mm鋼絲繩。

3.4.2 活動(dòng)支鉸座拆除

支鉸軸拆除：將主吊點(diǎn)20t 手拉葫蘆收緊，首先拆除支鉸軸兩端的軸端擋板。把制作好的用于支鉸軸拆裝的專用U 型槽端部固定在固定鉸座，用12個(gè)M24的螺栓壓緊，另一端用一個(gè)2t手拉葫蘆調(diào)整U 型槽水平。再拆除靠閘墻側(cè)支鉸軸端的側(cè)向擋板的8個(gè)M30的螺栓，貼墻掛一2個(gè)t 手拉葫蘆將側(cè)向擋板起，懸掛于墻面不影響頂軸為宜。在墻面?zhèn)扔?00t 液壓千斤頂（總高小于280mm）架置于支鉸軸中心，試用力頂支鉸軸，主吊點(diǎn)松緊度配合，緩緩地將軸頂出，千斤頂行程到位后，用多次增加墊塊的方法將軸頂置于專用U 型槽內(nèi)。

活動(dòng)支鉸座拆除：先拆除活動(dòng)鉸與支臂連接的10個(gè)M56螺栓，利用20t 手拉葫蘆將活動(dòng)鉸上下小幅度移動(dòng)，在活動(dòng)鉸座與弧門支臂端板連接處將墊片斜鐵塞入縫隙，直至活動(dòng)支鉸座上下止口脫開弧門支臂端板后，再利用20t 手拉葫蘆緩慢下放將活動(dòng)支鉸座懸掛于弧門支臂下方，且活動(dòng)支鉸座軸孔低于固定支鉸座軸孔。

3.4.3 自潤(rùn)滑球軸承拆裝

該水電廠泄洪閘弧門自潤(rùn)滑球軸承生產(chǎn)廠家為常州亞鼎，軸承重量為465kg，型號(hào)為GEH480XF/Q（480×680×340×320）。

自潤(rùn)滑球軸承拆除：拆除自潤(rùn)滑球軸承軸承端蓋、油封壓板、J型油封件和O 型圈后，用專用工裝固定在活動(dòng)支鉸座靠閘孔中心一側(cè)，用一直徑510mm 的加筋圓板置于自潤(rùn)滑球軸承一端，通過(guò)專用工裝用千斤頂頂圓板將軸套頂向閘墩側(cè)，直至將自潤(rùn)滑球軸承頂出活動(dòng)支鉸座軸孔，用一葫蘆將軸套吊起放置平臺(tái)上。

自潤(rùn)滑球軸承安裝：將新自潤(rùn)滑球軸承吊至平臺(tái)處，因活動(dòng)支鉸座至閘墻的距離440mm，軸套高度為340mm，墻邊只有100mm 左右。為便于操作自潤(rùn)滑球軸承安裝，采用螺桿拉緊的方法，將自潤(rùn)滑球軸承吊至活動(dòng)支鉸座軸孔調(diào)整軸承與軸孔中心一致，用一圓板封在軸套端部，另一端用25×100×720鋼板，中間內(nèi)鉆一個(gè)直徑為34的孔，用一根M30×1000螺桿固定在中心處，擰緊螺母緩緩地將軸套拉進(jìn)活動(dòng)支鉸座軸孔內(nèi)，自潤(rùn)滑球軸承安裝如圖3所示。

圖3 自潤(rùn)滑球軸承安裝

3.5 活動(dòng)支鉸座、支鉸軸回裝

活動(dòng)支鉸座回裝順序與拆除順序相反，自潤(rùn)滑球軸承安裝到位后裝好O 型密封圈、J 型油封和壓蓋，用20t 手拉葫蘆將活動(dòng)支鉸座提升至原安裝位置，擰緊活動(dòng)支鉸座與弧門支臂端板之間的連接螺栓，檢查調(diào)整活動(dòng)支鉸座與固定支鉸座軸孔同心度，將軸孔清理干凈涂抹潤(rùn)滑油脂。在專用U 型槽內(nèi)用50t 千斤頂，慢慢地將支鉸軸安裝到位，安裝支鉸軸側(cè)向擋板，拆除U 型槽，再安裝軸端擋板。

3.6 弧門門葉及支臂固定解除

活動(dòng)支鉸回裝完成后依次解除門葉兩側(cè)頂部、中部和底部與側(cè)軌連接的鋼板，拆除上、下支臂的水平支撐，此時(shí)弧門處于正常的工作狀態(tài)，將所有固定部位焊接處打磨平整并做好防腐。

3.7 其他工作

弧門支鉸自潤(rùn)滑球軸承更換完成后還需進(jìn)行電氣、液壓部分檢查、弧門的整體運(yùn)行檢查以及浮式檢修閘門的運(yùn)回等工作。

3.7.1 電氣、液壓部分檢查及恢復(fù)

弧門的固定支撐拆除完成后，對(duì)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)電氣部分檢查，無(wú)異常情況恢復(fù)供電?？刂葡到y(tǒng)帶電后各顯示正常，弧門開度顯示符合實(shí)際開度，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查，檢查各閥門位置是否正確以及各處油管接頭、各閥組無(wú)松動(dòng)、滲漏、破損等現(xiàn)象。

3.7.2 弧門動(dòng)作試驗(yàn)

弧門動(dòng)作試驗(yàn)工作主要驗(yàn)證弧門支鉸檢修后弧門運(yùn)行工況。在弧門啟閉過(guò)程中弧門支鉸應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，弧門整體運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)異響[3-4]。

3.7.3 浮式檢修閘門運(yùn)回

弧門動(dòng)作試驗(yàn)合格后，全關(guān)弧門，開啟浮式檢修閘門充水閥充水，平壓后，關(guān)閉全部充水閥，進(jìn)行浮式檢修閘門抽排水，運(yùn)回門庫(kù)。

4 結(jié)語(yǔ)

該水電廠泄洪閘#22弧門支鉸檢修工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于弧門整體固定、活動(dòng)支鉸吊裝和支鉸自潤(rùn)滑球軸承的拆裝?，F(xiàn)該水電廠泄洪閘#22弧門經(jīng)過(guò)在主汛期檢驗(yàn)，弧門支鉸運(yùn)行工況良好。檢修工作的探索可以為該水電廠泄洪閘弧門支鉸檢修積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，也可以為同類型電站泄洪閘弧門支鉸檢修工作提供參考。

參考文件

[1]湯波,阿慶宇.桃源水電站右河槽液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸異響分析及處理[J].中國(guó)水能及電氣化,2017,12.

[2]何勇.大型浮體閘設(shè)計(jì)與施工實(shí)踐[D].河海大學(xué),2007.

[3]GB/T14173-2008,水利水電工程鋼閘門制造、安裝及驗(yàn)收規(guī)范[S].2008.

[4]SL74-2013,水電工程鋼閘門制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范[S].2013.