草街航電樞紐泄洪閘金屬結(jié)構(gòu)與啟閉機(jī)安裝管理

安郁亮

(重慶航運(yùn)建設(shè)發(fā)展(集團(tuán))有限公司，重慶 401121)

草街航電樞紐工程位于重慶市合川境內(nèi)草街鎮(zhèn)附近的嘉陵江河段上，工程樞紐為河床式電站，由右岸擋水壩、泄洪閘、5孔沖砂閘、廠房、船閘、左岸擋水壩組成。

電站裝4臺(tái)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量500 MW，年平均發(fā)電量20.18億kW·h[1]。

泄洪壩段位于大壩的右側(cè)，共布置16孔泄洪閘(1孔為堰改閘)，設(shè)有檢修閘門、工作閘門，見圖1。安裝項(xiàng)目主要包括工作閘門門槽16套、檢修閘門門槽16套、平面工作閘門16扇、2×2 500 kN固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)16臺(tái)等，安裝設(shè)備工程總量7 079.5 t。

圖1 泄洪閘工作閘門剖面圖

1 安裝工期及保證措施

1.1 工期目標(biāo)

右岸泄洪閘工程2009年11月20日開工，2010年1月下旬進(jìn)行二期截流，2010年11月30日開始提交門槽埋件安裝工作面，2011年1月20日全部提交完成，2011年2月1日完成15孔泄洪閘閘墩、壩頂交通橋混凝土澆筑并開始提供15孔泄洪閘工作閘門、檢修閘門門葉安裝工作面，2011年3月1日全部提交完成，2011年5月15日15孔泄洪閘及擋水壩應(yīng)具備擋水、過流條件，在2011年汛前完成泄洪閘金屬結(jié)構(gòu)與啟閉機(jī)安裝任務(wù)，二枯一汛期間完成泄洪閘工程全部建設(shè)目標(biāo)。

1.2 安裝組織保證

1)完善相關(guān)制度和規(guī)定，及時(shí)協(xié)調(diào)解決施工中出現(xiàn)的安全、技術(shù)、進(jìn)度等問題。

2)成立泄洪閘施工協(xié)調(diào)小組，由項(xiàng)目建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位、土建施工單位、安裝單位為協(xié)調(diào)小組成員，每天召開現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)會(huì)，以便及時(shí)解決施工中出現(xiàn)的各類問題。

3)對(duì)項(xiàng)目管理不善、進(jìn)度滯后的施工單位，責(zé)成其及時(shí)、如實(shí)向上級(jí)主管單位反映情況，以調(diào)配資源加快施工進(jìn)度。

4)認(rèn)真做好“服務(wù)、協(xié)調(diào)、督促、管理”工作，通過加強(qiáng)自身管理，力求作到“廉潔、高效、務(wù)實(shí)、團(tuán)結(jié)”，保證工程管理各項(xiàng)工作的正常開展。

1.3 設(shè)備制造、交貨、運(yùn)輸及貯存保證[2]

1)按照安裝計(jì)劃制定了詳細(xì)的設(shè)備交貨計(jì)劃，急需的設(shè)備安排專人駐廠催促交貨。

2)由于各種原因，土建交面滯后，設(shè)備制造按照合同計(jì)劃相繼完成，為解決設(shè)備場(chǎng)地臨時(shí)儲(chǔ)存問題及設(shè)備安裝批量性，在右岸渣場(chǎng)新增1.1萬m2堆場(chǎng)，同時(shí)利用左岸現(xiàn)有堆場(chǎng)大量?jī)?chǔ)存設(shè)備。

3)在設(shè)備出廠前，由項(xiàng)目業(yè)主、監(jiān)造、設(shè)計(jì)、安裝、制造單位組織聯(lián)合驗(yàn)收組，將設(shè)備缺陷在出廠前整改，進(jìn)一步確保設(shè)備制造質(zhì)量及交貨時(shí)間。

2 安裝技術(shù)管理措施

2.1 技術(shù)措施

在工程簽訂的合同中要求，枯水季節(jié)施工，安裝技術(shù)措施為擋水壩段水工建筑物到設(shè)計(jì)高程，啟閉機(jī)排架柱不施工的條件下，用100 t履帶吊在門槽底檻上進(jìn)行拼裝，閘門安裝分5個(gè)單元，每單元3扇門同時(shí)進(jìn)行，為減少對(duì)啟閉機(jī)排架柱的施工干擾，將3扇閘門同時(shí)吊入閘孔內(nèi)進(jìn)行拼裝，在門葉吊裝完成后，進(jìn)行啟閉機(jī)排架柱的施工及門葉的焊接工作，在啟閉機(jī)安裝完成并與門葉聯(lián)調(diào)后進(jìn)行水封的安裝[3]。

由于提交實(shí)際安裝工作面時(shí)間發(fā)生嚴(yán)重滯后，安裝處于主汛期，考慮汛期實(shí)際防汛泄洪的需要和閘門和啟閉設(shè)備安裝條件，優(yōu)先進(jìn)行啟閉機(jī)排架柱施工，土建工程全部結(jié)束后進(jìn)行閘門和啟閉機(jī)設(shè)備安裝，并且在汛期施工安裝，原來合同技術(shù)措施安裝方案無法實(shí)現(xiàn)。

重新確定閘門安裝技術(shù)措施，采用由泄洪閘擋水壩段排架柱兩側(cè)進(jìn)入工作面(縱向)，閘門利用運(yùn)輸臺(tái)車和已安裝啟閉機(jī)，開展三個(gè)工作面同時(shí)安裝。

2.2 安裝、運(yùn)輸方案比選

安裝方案一：原方案先安裝閘門再安裝啟閉機(jī)，改為先安裝啟閉機(jī)利用啟閉機(jī)安裝工作閘門門葉的方案。泄洪閘啟閉機(jī)排架(除堰改閘外)共分5個(gè)單元，每3孔為一個(gè)單元，從左至右分別為1～5單元。根據(jù)土建交面計(jì)劃第1、5單元(兩端)先交面，為此第1、5單元的工作閘門門葉安裝擬分兩段進(jìn)行，首先將工作門槽安裝至209.574高程,在門槽內(nèi)209.574高程布置一根鎖錠梁。

待啟閉機(jī)安裝完成后，第1、5單元閘門門葉利用臺(tái)車將門葉運(yùn)至孔口，利用啟閉機(jī)將門葉下部?jī)芍寥?jié)依次在鎖錠梁上安裝，上部五至四節(jié)采用倒裝法，利用啟閉機(jī)依次從上至下安裝，待中間部位的閘門運(yùn)輸完成后，將兩段合成一體，焊接完成檢驗(yàn)合格后進(jìn)行水封的安裝；或?qū)㈤l門直接吊入底檻上拼裝，焊接完成后利用啟閉機(jī)將閘門吊出孔口進(jìn)行水封安裝。第2、3、4單元工作閘門水封提前在設(shè)備堆場(chǎng)分段安裝，待啟閉機(jī)形成后，用臺(tái)車運(yùn)輸?shù)轿焕脝㈤]機(jī)直接吊至底檻上進(jìn)行拼裝、焊接，焊接要求達(dá)到封水要求，以滿足10月底擋水目標(biāo)。待圍堰拆除時(shí)，對(duì)閘門焊縫進(jìn)行補(bǔ)焊以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)行水封更換[4]。

工作閘門門葉現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工程形象面貌及施工設(shè)備布置，各孔泄洪閘上游側(cè)單向門機(jī)軌道梁及橋面梁未全部吊裝到位，同時(shí)受上游的施工布置如“540”門機(jī)軌道、塔機(jī)基座布置，上游工作橋上無法布置大型起重設(shè)備，設(shè)備需利用臺(tái)車運(yùn)輸至安裝工作面。門葉現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸選擇在啟閉機(jī)排架柱正下方221.5高程平行于壩軸線布置兩根軌道,門葉從設(shè)備堆場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)至泄洪閘兩端的堰改閘與擋水壩段進(jìn)行卸車、翻身卸車吊至運(yùn)輸臺(tái)車上，然后用臺(tái)車運(yùn)輸?shù)轿挥脝㈤]機(jī)卸車、吊裝，臺(tái)車軌道下游側(cè)可利用啟閉機(jī)排架柱下的一根永久混凝土預(yù)制梁，另一根軌道在上游側(cè)制作一根鋼梁上。

安裝方案二：在上游壩頂工作橋橋面上布置軌道，設(shè)備從兩端的堰改閘與擋水壩段卸車后吊至臺(tái)車上，用臺(tái)車將門葉運(yùn)至安裝工作面的上游側(cè)，用千斤頂將門葉頂起退出運(yùn)輸臺(tái)車，在垂直于壩軸線上布置四根軌道梁與兩臺(tái)臺(tái)車，然后將門葉落至臺(tái)車上順?biāo)鞣较蜻\(yùn)至工作門槽正上方，用啟閉機(jī)卸車翻身。

運(yùn)輸方案一：

1)壩頂交通橋是貫穿左右岸交通的唯一通道，安裝方案一的運(yùn)輸臺(tái)車軌道布置在啟閉機(jī)排架柱下，不占用通道，不與左右岸交通及土建施工產(chǎn)生干擾。

2)運(yùn)輸臺(tái)車軌道梁可利用下游側(cè)的永久混凝土預(yù)制梁，增加制作一根鋼梁。

3)閘門在泄洪閘兩端的堰改閘與擋水壩段卸車、翻身后直接吊至運(yùn)輸臺(tái)車上，運(yùn)輸?shù)矫可乳l門孔口后用啟閉機(jī)卸車、吊裝到位；運(yùn)輸周期短，工作效率高。

運(yùn)輸方案二：

1)需在壩頂交通橋橋面上下游方向布置軌道、占用交通通道，將切斷唯一的交通通道，同時(shí)與土建的設(shè)備布置及施工產(chǎn)生干擾。

2)啟閉機(jī)排架柱3孔為一單元，左右兩側(cè)的啟閉機(jī)排架柱空間凈寬僅有14.7 m，而門葉寬度達(dá)14.89 m。如為保證門葉能通過排架柱將門葉兩側(cè)的鎖定板割除，減少門葉的寬度0.4 m，閘門與排架柱單邊間隙0.105 m，如門葉運(yùn)輸擺放不正及排架柱變形誤差，也極大增加通過難度，同時(shí)增加焊接工作量。

3)門葉從壩頂交通橋沿壩軸線方向運(yùn)至安裝面后，需用千斤頂將門葉頂起架空后，順道水流方向架設(shè)軌道梁與臺(tái)車，多出一道工序。為架空滿足軌道與臺(tái)車的空間要求，需將門葉頂高至少1 m，為保證四只千斤頂同步，需做好安全措施。同時(shí)千斤頂行程短，效率低，極大增加門葉運(yùn)輸時(shí)間。

4)由于受門葉高度與啟閉機(jī)壩上揚(yáng)程限制，門葉需部分或全部在壩面以下拼裝，每次門葉運(yùn)輸?shù)轿缓?，在門葉用啟閉機(jī)吊起后，將平行于水流方向的軌道及軌道梁拆除，才能放入壩面以下，每運(yùn)輸一節(jié)門葉都要重復(fù)上述工序，極大增加輔助工程量及增大門葉運(yùn)輸周期。

2.3 方案的確定

組織專家對(duì)安裝方案、運(yùn)輸方案的評(píng)審，專家一致認(rèn)為安裝方案一和運(yùn)輸方案一可行，具有工作效率高、安全、工期保證率高，同時(shí)避免其它單位施工干擾，是比較理想的方案。

2.4 方案實(shí)施效果

合同中安裝措施為擋水壩段水工建筑物到頂，啟閉機(jī)排架柱不施工的條件下，利用100 t履帶吊進(jìn)行安裝閘門，合同規(guī)定土建提交安裝工作面時(shí)間為2011年3月10日—4月10日，完成安裝調(diào)試時(shí)間5月9日，合同要求安裝總工期60 d，實(shí)際安裝工作面時(shí)間2011年9月12日開始第5單元工作閘門門葉安裝；12月6日15扇泄洪閘工作閘門安裝結(jié)束，提前9 d完成合同工期。

此技術(shù)方案的采用加快了安裝進(jìn)度，同時(shí)也滿足了合同工期、質(zhì)量和度汛的要求。

3 結(jié) 語

安裝工程自開工以來，工作面移交滯后，施工場(chǎng)地狹窄、工期緊、任務(wù)重、交叉作業(yè)多，參建單位共同努力，精心策劃、精心設(shè)計(jì)、精心組織、精心施工；始終堅(jiān)持貫徹“服務(wù)、協(xié)調(diào)、督促、管理”的八字方針，調(diào)整施工方案，采取激勵(lì)措施，充分調(diào)動(dòng)參建單位的積極性。實(shí)現(xiàn)了15扇工作閘門下閘擋水目標(biāo)，抗擊1.25萬m3/s洪峰，保證上游土石圍堰安全創(chuàng)造了條件，避免泄洪帶來的發(fā)電損失。