弧形鋼閘門安裝工藝淺析

楊 剛 蔣華強 房 峰

建設與施工

弧形鋼閘門安裝工藝淺析

楊 剛 蔣華強 房 峰

淮陰閘位于淮安市淮陰區(qū)王營鎮(zhèn)楊莊，是分淮入沂淮陰樞紐的主體工程。該閘建成于1959年，設計流量為3000m3/s，校核流量為4000m3/s，共30孔，單孔凈寬10m，總寬345.4m。該閘于2001年鑒定為三類閘，加上2003年淮河流域大洪水暴露出該閘眾多安全隱患，江蘇省水利廳以《關于江蘇省淮河流域2003年災后重建應急工程分淮入沂淮陰閘、柴米閘除險加固工程初步設計及概算的批復》（蘇水建〔2004〕12號）同意對淮陰閘進行加固。加固的主要內容有：降低排架，重建工作橋及新建啟閉機房，閘底板加固，混凝土碳化處理，閘上游擋洪高度加高，胸墻底梁加固，上下游護坡整修，閘門及啟閉機更新，電氣設備更新改造，增設閘門自動控制及視頻監(jiān)控系統(tǒng)等?；搓庨l弧形鋼閘門共30扇，以《水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗收規(guī)范》（DL/T5018-94）為基礎，結合施工單位類似工程實際經驗，并多次召開鋼閘門吊裝技術專題會議等，最終形成了本文所述的安裝工藝。

一、結構特點

1.弧形工作閘門

淮陰閘閘門是雙主梁斜支臂圓柱鉸弧形鋼閘門，為整體制作。閘門尺寸 ：9960mm×10480mm×10mm（寬×高×厚），弧形面板曲率半徑10000mm。閘門主橫梁為實腹式布置，雙吊點布置于閘門下主梁面板外緣處，吊點距6400mm。由于閘門承受單向水頭作用，采用單向止水形式，側止水采用L1型，底止水采用I1型，頂止水采用H型。支臂與支鉸法蘭結合處采用螺栓連接，與門葉及左右支臂間水平支撐均為現(xiàn)場焊接。閘門門葉、支臂結構材料為Q235，閘門支鉸采用MGB-Ⅱ有鋼組合型圓柱滑動軸承，固定支鉸座利用原有構件。閘門啟閉采用QH2×225kN-12m弧門卷揚啟閉機，每扇配6×19-Φ46-170鍍鋅鋼絲繩2根。

2.埋件

淮陰閘鋼閘門埋件包括底止水、頂止水、側止水、側滾輪等埋件，埋件材料全部為Q235，除底埋件外，埋件表面鋼板均需加工，并噴鋅防腐。所有埋件均分段制作、分段安裝，根據土建尺寸大樣，分段長度一般為3m/段。底止水埋件兼作閘門底支承，采用[20-10×40×183制作，焊接于40-Φ16×250（展開長）開腳錨筋上，在閘底板混凝土鑿除后，與閘底板鋼筋搭焊牢固后澆筑。頂止水埋件采用[24-10×40×100鋼板制作，在胸墻混凝土鑿除后，與胸墻鋼筋搭焊牢固后澆筑。側埋件采用[1-10×40×183制作，焊接于2-Φ16×250（展開長）開腳錨筋上，在閘墩混凝土鑿除后，與閘墩鋼筋搭焊牢固后澆筑。

二、安裝工序及其優(yōu)化

將在廠內整體制作、防腐好的閘門門葉裝船水路運輸?shù)焦さ叵掠喂窐蛱帲?0t汽車吊直接將門葉吊裝進入門槽。具體工序如下：

（1）閘門安裝工藝

先清除閘室內及門槽埋件表面的混凝土殘渣和其他雜物，特別是止水埋件表面上的水泥漿，并檢查連接處焊縫是否打磨光滑。對所有閘門埋件各部相關尺寸對照圖紙再進行一次復測。將2輛50t汽車吊停在公路橋上，從下游將船運來的閘門對抬吊起，轉入預定閘室，通過閘門頂部預設的兩個吊點將門體起吊站立到位后，用2個預設在工作橋上的10t鏈條葫蘆把門保險起來。用汽車吊把2個支臂分別吊入閘室，用4只3t鏈條葫蘆（2只掛在閘門的預設吊點上鎖定支臂，2只掛在掛梁上鎖定支臂以便調整）固定并調整支臂。用2只5t鏈條葫蘆實行底部就位，2只30t的千斤頂放于底部調整水平，2只10t千斤頂放置于閘門頂檻位置調整閘門到預定位置。最后檢查所有尺寸符合規(guī)范及圖紙要求后焊接定位。

（2）埋件安裝工藝

首先檢查埋件數(shù)量、品種是否齊全、有無碰撞變形。檢查分清各部件永久性編號，逐孔分揀埋件。根據土建施工圖紙?zhí)峁┑拈l室中心線和底檻高程線用經緯儀和水準儀放出閘門位置線、孔口中心線、門槽中心線，門槽各部位埋件安裝位置線和相應的檢查線。將埋件按放好的安裝位置線進行定位，其垂直度、平行度、水平度和相對位置用經緯儀和線錘進行相互校核確保精度。采用先點焊后加固焊接的方法，并嚴格控制安裝時的焊接變形。立模澆筑二期混凝土，拆除模板后對埋件進行補防腐處理。安裝過程中，須嚴格控制安裝精度，保證埋件表面平整度和直線度，側埋件需保證曲率半徑。

三、方案優(yōu)化

（1）依據工程進展具體情況，將閘門吊裝穿插在土建施工的過程中進行。如遇工作橋暫未拆除重建而先進行閘門吊裝時，利用原啟閉機進行無水調試聯(lián)合運行。

（2）利用原閘門平衡砣2個吊點鋼絲繩代替預設在工作橋上吊點，固定新閘門并起調整作用。省去原方案中2只掛在掛梁上用以鎖定并調整支臂的鏈條葫蘆，支臂吊入閘室后立即進行調整就位，同時將支臂與支鉸用螺栓基本連接固定住。省去原方案中用于底部調整水平的2只30t的千斤頂，而利用2只固定閘門用鏈條葫蘆進行此項調整。以上幾項優(yōu)化措施不僅節(jié)省了安裝成本，且大大加快了安裝進度。

（3）原考慮閘門在廠內整體制作，然后將門葉縱向對稱分三段，分段防腐、分段水路運輸。分縫結合面現(xiàn)場采用鉸制螺栓和大六角頭高強螺栓連接?？紤]安裝現(xiàn)場交通管制難度及現(xiàn)場拼接難度較大，決定閘門門葉在廠內整體制作、拼接完成?？紤]運輸、安裝過程中有可能對防腐面造成損壞，決定閘門安裝調整到位后，直接在閘室內對閘門進行噴鋅防腐。

四、關鍵環(huán)節(jié)安裝質量控制

1.埋件安裝

（1）質量控制標準

底檻中心里程、高程偏差為± 5mm，對孔口中心線距離偏差為± 5mm，工作表面平整度偏差2mm。門楣中心里程偏差為+2（-1）mm，工作表面平整度偏差2mm。側埋件對孔口中心線距離偏差為+3（-2）mm，工作表面平整度偏差2mm，中心線曲率半徑偏差為±5mm。

（2）主要工序流程

①檢查分清各部埋件永久性編號標識，逐孔分揀埋件。

②吊裝門槽埋件時采取必要的保護措施，側軌、底檻就位時，以放好的埋件安裝位置線進行定位，其角度、平行度、水平度和相對位置用經緯儀和線垂進行相互校核確保精度，各構件與一期預留錨筋進行搭接固定。為確保軌道安裝質量，采用先點焊后加固焊接的方法，控制軌道安裝時焊接變形，待埋件安裝結束后經質檢人員按圖紙尺寸及有關規(guī)范進行檢查，做好檢測記錄，報請監(jiān)理工程師驗收。

③立模澆筑二期混凝土時，注意對埋件的保護。對埋件進行補防腐處理，保證符合規(guī)范要求。

④止水橡皮安裝前，先清除閘室內門槽埋件表面的混凝土殘渣和其他雜物，特別是水封座板表面上的水泥漿，并檢查連接處焊縫是否打磨光滑。

⑤對所有閘門埋件再進行一次復測，檢查埋件各部相關尺寸是否符合圖紙尺寸。

（3）質量控制措施

①一、二期混凝土的結合面應全部鑿毛并清洗干凈，鑿除時松動但未掉的混凝土塊應清理干凈。

②穿插在土建施工中，對支鉸座連接鋼梁中心的里程、高程和對孔口中心線距離的允許偏差進行復測，不符合規(guī)范的應進行矯正。

③工程埋件全部為分段制作、安裝，工作面對接接頭的錯位均應進行緩坡處理，過流面及工作面的焊疤和焊縫余高應鏟平磨光，并作補防腐處理。

④安裝好的埋件，澆筑前復測尺寸。側埋件澆筑時，每次高度不超過3m，并采取措施搗實。拆模后，對各類尺寸進行復測。

2.閘門安裝

（1）質量控制標準

支鉸軸中心至面板外緣的曲率半徑的允許偏差為±8mm，兩側相對差應不大于5mm。

（2）主要工序流程

①安裝人員到達工地現(xiàn)場，首先檢查到工地閘門的數(shù)量、品種是否齊全，全部部件在吊卸、運輸和存放過程中有無碰撞變形，如有變形，立即進行矯正處理。

②檢查分清各部件永久性編號標識。

③安裝人員對一期混凝土預留門槽進行檢查，一期混凝土與二期混凝土接觸面是否鑿毛處理，并按圖紙尺寸對一期插筋進行檢查調整。

④根據土建施工單位提供的閘室中心線和底檻高程線，用經緯儀和水準儀放出閘門位置線、孔口中心線、支座中心線、門槽位置線，門槽各部位埋件安裝位置線和相應的檢查線。

⑤將吊車停放在閘室內，分別將門葉吊入閘室內。

⑥按照制定好的安裝順序進行安裝，相互校核尺寸，保證符合規(guī)范要求。進行加固點焊，按焊接工藝要求進行。

（3）質量控制措施

①每批閘門出廠前，組織業(yè)主、監(jiān)理、制造商對擬出廠閘門進行出廠前初步驗收，認定符合相關驗收規(guī)范和設計圖紙要求后準予出廠。

②吊裝前將廠內制作的閘門門體逐一檢查、核對，如因吊裝、運輸過程中造成的變形、碰撞，及時予以矯正。

③支臂與主梁焊接時，應采取措施減少變形，保證焊接后組合面接觸良好。

3.止水安裝

（1）質量控制標準

底止水、側止水及頂止水允許壓縮量均為+2（-1）mm，兩側止水中心距離和頂止水中心至底止水底緣距離的允許偏差為±3mm，止水表面的平面度為2mm。

（2）主要工序流程

側、底止水安裝間隙調整→側、底止水與壓板鉆孔→側、底止水安裝→復測確認（以上在廠家安裝完成）→頂止水與上述側、底止水的安裝順序相同（閘門安裝調試結束后進行）。

（3）質量控制措施

①止水橡皮表面應光滑平直，不得盤折存放。

②頂止水座現(xiàn)場安裝定位時，將閘門底緣落至底檻，調整兩側止水間隙使其均勻，然后每隔0.5m一個測點，準確測量頂止水座與門楣止水板間的距離后裝焊頂止水座。同時還要用塞尺檢測底緣與底檻的局部間隙，以確定底緣與底檻間的相互傾斜度，為底止水安裝提供依據。閘門吊裝前用水沖淋潤滑法，對止水橡皮進行保護。

③閘門處于全關閉時，對止水橡皮進行透光檢查，如止水橡皮與埋件間有透光縫隙，進行調整直至不透光。

五、效果分析

根據近半年安裝方案實施情況來看，以上安裝工藝在技術上充分可行，解決了災后重建工期緊引起的工期重疊、各道施工工序復雜交錯的難題，特別是解決了與土建工程之間在技術和施工工序上的銜接問題，確保了比預定工期目標的大幅度超前。目前淮陰閘加固工程30孔弧形鋼閘門已全部安裝完畢，方案及工藝經過實踐證明均取得圓滿成功，值得在類似工程中借鑒參考

（作者單位：江蘇省水利機械制造有限公司 225003）