水工鋼閘門及埋件的制造與安裝

周 兵

（中國(guó)水利水電夾江水工機(jī)械有限公司，成都 610000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，水利水電工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)水工鋼閘門等金屬結(jié)構(gòu)的制造與安裝質(zhì)量提出了更高要求。水工鋼閘門及埋件是水利水電工程建設(shè)不可或缺的重要組成部分，需要引起重視，穩(wěn)步提升其制造與安裝質(zhì)量水平。水工鋼閘門及埋件的制造與安裝涉及較多環(huán)節(jié)和工藝，需要抓住各個(gè)工序的技術(shù)要點(diǎn)，加強(qiáng)不同工種間的配合與溝通，切實(shí)提升工程質(zhì)量和安全性[1]。

1 水工鋼閘門及埋件的特點(diǎn)

水工鋼閘門及埋件制造與安裝是一項(xiàng)關(guān)鍵性工作。水工鋼閘門及埋件具有投資大、要求嚴(yán)、精度高及制造與安裝難度較大的特點(diǎn)[2]。提高水工鋼閘門及埋件制造與安裝質(zhì)量，對(duì)整體提升水利水電工程建設(shè)質(zhì)量具有積極的推動(dòng)作用。

水工鋼閘門及埋件承擔(dān)重要的任務(wù)，需要滿足使用環(huán)境的要求。它不僅自重和尺寸大，而且需要使用高性能材料，具備優(yōu)良的綜合性能。水工鋼閘門及埋件的制造成本較高，需要耗用大量的高質(zhì)量材料，一般由專業(yè)的廠商制造。水工鋼閘門及埋件的工作環(huán)境較為惡劣，安裝工作受施工條件制約，增加了安裝成本和難度，進(jìn)一步增加了水工鋼閘門及埋件的投資成本，對(duì)水工鋼閘門及埋件的質(zhì)量和性能提出了較高要求[3]。在制造與安裝過程中，對(duì)水工鋼閘門及埋件的精度要求較高。任何細(xì)小的差錯(cuò)都可能帶來(lái)嚴(yán)重的質(zhì)量問題，需要將誤差控制在毫米級(jí)。

2 水工鋼閘門及埋件制造與安裝的要求

水工鋼閘門及埋件的制造與安裝工作，需要結(jié)合具體工程建設(shè)的具體要求和實(shí)際情況開展。某工程水閘具有防洪擋潮、排澇、灌溉、航運(yùn)及交通等功能。閘門選用節(jié)制閘水工鋼閘門，閘門中孔工作門和門槽埋件質(zhì)量約為30 t，邊孔工作門和門槽埋件質(zhì)量約為24 t。液壓活塞桿通過門葉兩側(cè)吊耳與門葉連接，帶動(dòng)門葉轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)閘門啟閉。此外，安裝過程需要完成中孔工作門及埋件、邊孔工作門及埋件等構(gòu)件的制造與安裝。

2.1 水工鋼閘門及埋件的制造要求

節(jié)制閘水工鋼閘門主要包括門葉和支臂結(jié)構(gòu)。其中：門葉制造應(yīng)嚴(yán)格按照施工詳圖和有關(guān)規(guī)定執(zhí)行；支臂制造應(yīng)確保單個(gè)構(gòu)件制造偏差在水工鋼閘門制造安裝和驗(yàn)收規(guī)范的要求范圍內(nèi)，且支臂側(cè)面彎曲小于1 mm。水工鋼閘門制造由專業(yè)的水工金屬結(jié)構(gòu)制造廠負(fù)責(zé)，需要根據(jù)安裝和運(yùn)輸尺寸的要求，分段制作水工鋼閘門，在廠內(nèi)完成拼裝檢查，驗(yàn)收合格后標(biāo)記編號(hào)各個(gè)部件，焊接定位板[4]。分段制作水工鋼閘門時(shí)，需要避免分段影響水工鋼閘門的結(jié)構(gòu)性能和質(zhì)量安全。

本工程中水工鋼閘門尺寸較大，采用分兩段制作方式，對(duì)門葉止水螺孔和止水壓板水封螺孔在廠內(nèi)拼裝后鉆好，確保套體組裝檢查的各項(xiàng)偏差控制在施工詳圖與相關(guān)技術(shù)規(guī)定的范圍內(nèi)。水工鋼閘門埋件制造同樣要按照施工詳圖與相關(guān)技術(shù)規(guī)范的有關(guān)要求執(zhí)行。需要特別注意，埋件焊接后需要核壓變形，再加工支撐門面或水封止水座面。

2.2 水工鋼閘門及埋件的安裝要求

水工鋼閘門在檢查拼裝后，可運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)安裝。現(xiàn)場(chǎng)安裝前需要采用超聲波等無(wú)損檢測(cè)方法檢查主要安裝焊縫，及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊接作業(yè)的質(zhì)量缺陷，對(duì)焊縫缺陷部位返工處理。對(duì)于門槽構(gòu)件的焊接作業(yè)，需要觀察焊接過程中的變形情況，必要情況下采取矯正措施，確保門槽構(gòu)件與預(yù)留鋼筋、錨板等焊接牢固。焊接所用的連接鋼筋不能焊接在門槽主要構(gòu)件上，應(yīng)焊接到主要構(gòu)件的錨筋。需要注意，要選擇在不會(huì)導(dǎo)致主要構(gòu)件局部變形的部位進(jìn)行焊接[5]。安裝完畢后需要打磨門槽構(gòu)件等焊縫，使焊縫與構(gòu)件具有相同的表面光潔度。此外，應(yīng)檢查安裝后的水工鋼閘門尺寸，測(cè)量施工樣圖有明確要求的構(gòu)件尺寸。若施工樣圖無(wú)明確要求，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。埋件預(yù)埋設(shè)前需要清除埋件表面的浮皮和浮銹等，使埋件保持干凈清潔。

3 水工鋼閘門及埋件制造與安裝的工藝要點(diǎn)

在水工鋼閘門及埋件制造與安裝過程中，應(yīng)做好技術(shù)交底等工作，確保施工人員準(zhǔn)確把握工藝要點(diǎn)，規(guī)范開展施工作業(yè)，妥善做好各個(gè)環(huán)節(jié)的工作，以保證制造和安裝質(zhì)量。

3.1 水工鋼閘門及埋件制造工藝

水工鋼閘門及埋件的制造工藝較為復(fù)雜，涵蓋下料、單個(gè)構(gòu)件拼裝、整體拼裝、焊接作業(yè)、矯正以及包裝等環(huán)節(jié)。因此，需要規(guī)范各個(gè)工序的制作流程和操作，保證水工鋼閘門及埋件制造質(zhì)量[6]。

在水工鋼閘門及埋件制造過程中，按照設(shè)計(jì)圖紙下料，注意要預(yù)留一定的加工余量和收縮余量。坡口加工須根據(jù)焊接變形、板材厚度等條件制定加工工藝，采用火焰切割機(jī)切割和刨床加工。單個(gè)構(gòu)件拼裝要矯形鋼板、型鋼等的下料受熱變形，而拼裝的結(jié)構(gòu)件先用點(diǎn)焊牢固，再采用埋弧焊等方式焊接構(gòu)件。焊接作業(yè)后須通過焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)，再矯正單個(gè)構(gòu)件。整體拼裝水工鋼閘門需要遵循先中間后兩邊的拼裝順序，用手工焊方式點(diǎn)焊牢固，再嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝。焊接完成后進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)和尺寸檢測(cè)，并矯正控制[7]。組裝后須通過廠內(nèi)和出廠驗(yàn)收拆解驗(yàn)收合格的水工鋼閘門及埋件，對(duì)門葉等進(jìn)行防腐處理，待包裝后運(yùn)輸?shù)焦こ态F(xiàn)場(chǎng)。

3.2 水工鋼閘門及埋件安裝工藝

水工鋼閘門及埋件安裝施工中往往會(huì)面臨難以預(yù)測(cè)的情況。比如，水工建筑物與水工金屬結(jié)構(gòu)的允許偏差不一致，混凝土澆筑的變形量與方向難以有效控制[8]。實(shí)際工作中需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工的需要優(yōu)化調(diào)整安裝工藝，使其真正符合現(xiàn)場(chǎng)安裝施工的要求，保證水工鋼閘門及埋件的安裝質(zhì)量。

工程中門槽表面鋼板與混凝土墩墻僅有6 mm外突量，若不修改水工鋼閘門及埋件的安裝工藝，會(huì)因閘墩混凝土澆筑而產(chǎn)生一定的偏差，導(dǎo)致水工鋼閘門在開關(guān)過程中與閘墩產(chǎn)生摩擦，甚至無(wú)法提起閘門，造成液壓?jiǎn)㈤]機(jī)負(fù)荷過大、閘門啟閉速度變慢、墻面產(chǎn)生溝痕、液壓?jiǎn)㈤]機(jī)和止水橡膠等加速磨損，影響整個(gè)閘門系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命。然而，若采用鑿墩墻的方式解決問題，混凝土墩墻可能出現(xiàn)局部漏筋現(xiàn)象而加速鋼筋腐蝕，還會(huì)造成墩墻面回漿脫落。粗糙不平的墻面會(huì)刮損側(cè)止水封，同時(shí)鑿墩墻會(huì)改變結(jié)構(gòu)尺寸，危害水閘的穩(wěn)定與安全。

為保持鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的尺寸不變，解決閘門順暢開關(guān)問題，選擇在門葉兩側(cè)梁翼緣板切除2 cm，安裝側(cè)止水封螺栓孔內(nèi)移2 cm，兩側(cè)門槽預(yù)埋軌道外移2 cm，待安裝固定后進(jìn)行二期混凝土澆筑。埋件按原圖尺寸安裝會(huì)受一期混凝土澆筑和自身重力等因素影響，出現(xiàn)預(yù)埋件下沉情況，下沉量為6～10 mm。 因此，需要優(yōu)化預(yù)埋件的安裝工藝。一期混凝土中預(yù)埋件提高6～10 mm，可以在一期混凝土澆筑后使測(cè)得高程與原圖保持一致。通過縮窄水工鋼閘門尺寸和對(duì)門槽向外移位，有效避免水工鋼閘門啟閉過程與墩墻摩擦的可能性，不會(huì)產(chǎn)生因摩擦問題造成液壓?jiǎn)㈤]機(jī)、止水橡膠等設(shè)備和部件的磨損，從而實(shí)現(xiàn)水工鋼閘門的快捷開關(guān)。

4 水工鋼閘門及埋件制造與安裝的質(zhì)量控制措施

首先，科學(xué)制定制造與安裝方案。水工鋼閘門及埋件的制造與安裝需要技術(shù)團(tuán)隊(duì)按照設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范要求，結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)情況科學(xué)制定制造與安裝方案，明確水工鋼閘門制造流程與工藝要求、安裝質(zhì)量目標(biāo)等內(nèi)容，為施工人員提供實(shí)際操作規(guī)范。比如，水工鋼閘門焊接作業(yè)選擇的焊條、焊絲及焊劑需要與施焊鋼種匹配。對(duì)于異種鋼材焊接，按低強(qiáng)度的鋼材確定焊接材料，按高強(qiáng)度的鋼材制定焊接工藝。如果焊接作業(yè)環(huán)境氣溫在-5 ℃以下且相對(duì)濕度超過90%，則需要采取必要的保溫措施等。只有確保水工鋼閘門及埋件制造與安裝的整體工藝方案科學(xué)、合理，才能有效指導(dǎo)后續(xù)施工，保證水工鋼閘門及埋件的制造與安裝質(zhì)量。

其次，需要采購(gòu)質(zhì)量、性能合格及價(jià)格合適的原材料，嚴(yán)格檢驗(yàn)進(jìn)廠原材料。通過外觀、外形尺寸、硬度及無(wú)損探傷等方面的檢驗(yàn)保證原材料質(zhì)量性能達(dá)標(biāo)，并分類存放材料，確保存放環(huán)境良好，避免出現(xiàn)受潮腐蝕等問題。水工鋼閘門制造使用的鋼材性能必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，出具出廠質(zhì)量證書，且通過超聲波探傷等檢測(cè)，確保鋼材等原材料質(zhì)量性能達(dá)標(biāo)。同時(shí)，要檢修水工鋼閘門及埋件制造安裝所需的設(shè)備，確保機(jī)械設(shè)備性能狀態(tài)穩(wěn)定，尤其要保證各種檢測(cè)儀器精度達(dá)標(biāo)。水工鋼閘門制造、安裝使用的鋼尺和測(cè)量?jī)x器需要達(dá)到精度要求，建議選用精度達(dá)萬(wàn)分之一的鋼卷尺和J2型經(jīng)緯儀、S3型水準(zhǔn)儀等設(shè)備，且需要經(jīng)過檢定。下料時(shí)，如果鋼板和型鋼的平整度、直線度不滿足要求，需要采用平板機(jī)整平法或液壓矯形機(jī)調(diào)直法進(jìn)行矯正。

再次，加強(qiáng)制造與安裝過程管控。在水工鋼閘門和埋件制造與安裝過程中，需要嚴(yán)格把關(guān)各項(xiàng)工序作業(yè)。例如：下料時(shí)合理預(yù)留加工余量和收縮余量；拼裝施工中規(guī)范控制施工人員的操作行為，確保施工操作與規(guī)范相符。預(yù)處理前需要整修閘門表面，清除金屬表面焊渣和氧化皮等雜物，采用噴射或拋射工藝除銹。水工鋼閘門埋件表面除銹后須涂刷苛性鈉水泥漿，涂裝涂層。表面涂裝作業(yè)應(yīng)控制時(shí)間。天氣晴朗時(shí)，表面涂裝作業(yè)應(yīng)控制在12 h以內(nèi)完成。如果天氣潮濕，盡量在4 h內(nèi)完成涂裝作業(yè)。涂裝層數(shù)、厚度及間隔時(shí)間等均要嚴(yán)格按照工藝規(guī)定，在焊縫各側(cè)50 mm范圍涂裝不影響焊接質(zhì)量的車間底漆，避免出現(xiàn)坡口生銹現(xiàn)象。焊接作業(yè)后應(yīng)按照工藝要求二次除銹焊縫區(qū)域，噴涂涂料到規(guī)定的厚度。要嚴(yán)格監(jiān)督施工作業(yè)的規(guī)范性，及時(shí)制止制造與安裝過程中的不規(guī)范操作行為和現(xiàn)象，并采取必要的懲處措施，通過強(qiáng)化過程管理提升制造與安裝質(zhì)量。

最后，高度重視尺寸控制、焊接檢測(cè)等質(zhì)量檢驗(yàn)工作，把好質(zhì)量驗(yàn)收關(guān)。水工鋼閘門及埋件制造與安裝過程中存在眾多檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，每個(gè)工序完成后都應(yīng)采取質(zhì)量檢驗(yàn)措施，檢查并矯正水工鋼閘門的結(jié)構(gòu)尺寸，確保結(jié)構(gòu)尺寸在公差范圍內(nèi)。此外，需要無(wú)損檢測(cè)和返工處理焊縫，避免出現(xiàn)焊接裂縫和變形等問題，全方位保證制造與安裝質(zhì)量[9]。比如，攔污柵柵體制造應(yīng)控制寬度和高度偏差在8 mm內(nèi)，柵體厚度偏差在4 mm內(nèi)，對(duì)角線相對(duì)差在6 mm內(nèi)，柵條間相互平行且間距偏差為設(shè)計(jì)間距的5%。需要認(rèn)真做好水工鋼閘門及埋件制造與安裝的質(zhì)量檢測(cè)工作，把好質(zhì)量控制的最后一道關(guān)口，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題及時(shí)通知相關(guān)人員，并采取積極措施進(jìn)行整改，確保制造與安裝質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

水工鋼閘門及埋件作為水工金屬結(jié)構(gòu)具有不可替代的作用。它的制造與安裝質(zhì)量對(duì)整個(gè)工程建設(shè)質(zhì)量具有直接影響，必須保證水工鋼閘門及埋件質(zhì)量良好、性能穩(wěn)定以及使用壽命較長(zhǎng)。在水工鋼閘門及埋件的制造與安裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)水工鋼閘門和埋件制造與安裝的要求，規(guī)范開展各個(gè)環(huán)節(jié)的施工作業(yè)，加強(qiáng)制造與安裝全過程的質(zhì)量管控，切實(shí)保障水工鋼閘門及埋件的制造與安裝質(zhì)量，消除質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)水工鋼閘門及埋件的使用壽命。