白蓮崖水庫弧形閘門安裝過程及質量控制研究

摘 要:大型水利工程項目多采用平面閘門、弧形閘門及人字閘門，由于各項工程項目存在較大差異性，在工程過程中必須對閘門的施工技術進行監控。以白蓮崖水庫弧形閘門為例，詳細分析其閘門的制作工藝及安裝過程述，并對閘門安裝過程的質量控制方法進行探討。

關鍵詞:弧形閘門;閘門安裝;質量控制

中圖分類號:TV

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)19-0376-02

1 工程簡述

白蓮崖水庫工程位于安徽省六安市霍山縣境內東淠河佛子嶺水庫上游西支漫水河上。本工程涉及到閘門二十扇，埋件二十七孔，總量為231噸，其中攔河壩為碾壓混凝土拋物線雙曲變厚拱壩，有閘門三扇，埋件四孔，總計25.3噸;泄洪中孔閘門兩扇，埋件四孔，總計19.8噸;發電引水隧洞閘門十二扇，埋件十五孔，總計157.4噸。白蓮崖水庫工程的建設任務是以防洪為主，兼顧灌溉、供水和發電等綜合利用。

2 閘門的制作及安裝

2.1 閘門的制作

門葉制造的工藝流程為:施工準備→單構件制造→面板組拼→構件拼裝→門葉焊接→門葉校正→門葉防腐→出廠驗收。

(1)施工準備。按照招標文件、設計圖紙以及技術交底要求進行備料，所有原材料須具出廠合格證及質量保證書;根據設計圖紙的各項技術要求和工藝要求，由廠焊接工程技術人員對閘門制作的主梁、次梁、邊梁及吊耳、面板的焊縫，進行焊接工藝評定;所有用于鋼結構閘門制作的工器具、量具和施工設備均由專職計量室送檢，由專業部門檢驗。

(2)單構件制造。下料是閘門制造的第一道工序，也是至關重要的一道工序;在下料前首先根據施工圖紙尺寸結合門體結構形式以及同類型閘門技術經驗數據和可能受到的各種因素的影響，制定出科學、合理的下料尺寸表。下料時，嚴禁用手割刀對外觀成型材料下料;切割后的材料應檢查外型尺寸是否符合要求，必要時予以修整或補焊，并打磨光滑。

(3)面板組拼。根據施工圖的尺寸，面板在組拼前先進行計算、下料、坡口處理，然后在廠內的大平臺上進行組拼。組拼時面板對接處應錯開閘門主縱梁300毫米以上，面板對接處利用銑邊機制作成50度單面坡口。面板組拼后，在面板上放大樣，并對縱向、橫向收縮變形預留一定的收縮量。

(4)構件拼裝。根據面板上的大樣，依次拼裝上主梁、水平次梁、中隔板、下主梁、下隔板、上隔板、頂底梁及筋板等，在頂梁面板處點焊臨時加強筋，以減少頂梁的彎曲變形，經檢驗合格后，點焊加固。

(5)葉門焊接。門葉拼裝完畢后，按下列順序進行焊接:梁格立角焊縫→梁格與面板貼角焊縫→其它焊縫。焊接時，應嚴格按照圖紙設計要求及規范進行，采用對稱焊法及分段倒退焊法，并對整個焊接過程進行測量、記錄、以便及時控制焊接變形。

(6)葉門校正。焊接結束后，按照DL/T5018-2004規范對門體進行檢查，局部不合格部位采用水火校正法和機械校正法校正，使其滿足規范要求。

(7)葉門防腐。門葉經檢驗合格后，然后運至防腐場地進行噴鋅防腐。閘門噴鋅防腐應嚴格按照SL105-2007及GB8923規范執行。

(8)出廠驗收。閘門主滾輪、側輪及輪軸、軸襯等均在廠內進行加工，附件制造嚴格按照閘門制造技術要求進行，嚴格控制其鑄造、加工精度，并進行出廠檢驗，閘門封水橡皮采用南京橡膠廠產品，閘門標準件除設計要求外均采購鍍鋅標準件，我公司承擔全部采購責任。閘門的主、側滾輪均在廠內進行組裝并嚴格按規范進行驗收。

2.2 閘門的安裝過程

(1)弧門埋件安裝控制基準點設置。弧門埋件安裝控制基準點設每條控制基準線均由三點組成，其中一點用于校核，在弧門底檻安裝部位的兩側墻邊布置線架，將門槽中心線(a1a2a3)測放于線架上;在閘室內設置孔口中心線及高程基準點(o1o2o3);在閘室底板上設置兩條控制基準線(b1b2b3、b1′b2′b3′)，此控制線到側輪導軌埋件工作面距離為9米，用于控制側軌及支鉸鋼梁在孔口方向的位置;在閘室底板上沿兩支鉸軸設計中心設置一條支鉸中心投影線(c1c2c3)，并將此線延伸至閘室兩側墻上。詳見下圖1。

(2)鉸座安裝。本工程中鉸座支承鋼梁外形尺寸為9.8米×2.5米×1.3米，重量為28噸。由于鋼梁較長，且兩端要嵌入兩側的孔穴內，嵌入深度為400毫米，且鋼梁從底襯到安裝位置的高差有18米，故安裝難度大;同時根據土建結構布置形式，若鋼梁垂直吊裝就不能就位，必須采用橫拉方式。為保證支鉸鋼梁安裝質量，預先用厚度為20 mm鋼板按固定支鉸設計尺寸制作2對假固定支鉸，假支鉸底座及軸孔經過加工處理，且需有足夠的剛度。如下圖2所示。

支鉸鋼梁安裝前，在支鉸鋼梁上標出中心線。支鉸鋼梁上假支鉸軸孔中心控制支鉸鋼梁安裝時，假支鉸與支鉸鋼梁裝配，支鉸中心線通過假支鉸軸孔且固定牢靠，測量假支鉸軸孔內徑與鋼琴線的距離;支鉸鋼梁在孔口方向的中心線控制利用圖1中兩條基準線架設經緯儀控制支鉸鋼梁在孔口方向的位置;支鉸鋼梁的傾斜度支鉸鋼梁的傾斜度按其水平投影尺寸L的偏差值來控制，要求L的偏差值不大于L/1 000。如圖3所示。

(3)門葉安裝。門葉各孔均不相等，先將閘門對應各孔吊卸至閘室外，面板向下置于專用弧形滑軌上，利用卷揚機及吊車輔助將閘門拉至閘孔內，用卷揚機將閘門提起并準確就位。準確量取2連接板之間的距離，使之等于設計值后，保證支臂自由狀態下進行支臂安裝。焊接時采取對稱焊，以減少焊接變形，焊后組合面間保證接觸良好，抗剪板和連接板相互頂緊。在經過反復論證后，確定了混凝土澆筑至剛滿足門葉安裝的結構要求高程307米，將靠近尾水閘墩的尾水渠部位回填出寬13米、頂面高程為296米的作業平臺，并用砂卵石在開挖好的尾水渠地板基礎上回填運輸門葉的通道。這樣既保證了安裝工作的順利，又使尾水渠回填工作量最小，保證了工程施工的經濟性，具體示意見圖4。

(4)支臂安裝。支臂由下支臂、上支臂和座板及相互聯系的支撐構件組成，外形尺寸最大件的長度為9.6米。當支鉸混凝土強度達到要求后，利用32噸起吊梁將拼裝焊接好的支臂吊到支鉸高程附近，將預先懸掛在閘室地錨上的10噸手動葫蘆與支臂相連后，調節手動葫蘆將支臂與支鉸相連，待支臂精確找正定位后，緊固支鉸與支臂的連接螺栓，利用10噸手動葫蘆牽引支臂試轉，，精確調整支臂角度將其有效懸掛鎖定，復測支臂安裝尺寸;支臂的安裝順序按照先大件后小件的原則:首先安裝上、下支臂，其次安裝座板，最后安裝其余支撐，欄桿等，支臂安裝時在支臂底板端架要設臨時鋼架支撐，詳見圖5。

(5)安裝焊縫焊接。門葉安裝好后，壓縫、定位點焊邊梁、邊梁后翼板、面板，定位點焊的焊段長度在50毫米以上，間距250~350毫米，焊厚不超過板厚的二分之一，且最厚不超過8毫米，定位點焊后應清除焊渣和飛濺，檢查點焊質量，如有裂紋、氣孔和影響焊接的焊瘤等缺陷應清除，重新點焊。焊接順序為:首先焊邊梁腹板，再焊邊梁后翼板，最后安排六個焊工焊接面板。

3 閘門的質量標準

白蓮崖水庫工程以現行行業推薦標準《水電水利工程鋼閘門制造安裝及驗收規范》為基礎，結合《水工金屬結構防腐蝕規范》、《電站鋼結構焊接通用技術條件》、《焊工技術考核規程》、《熱軋扁鋼尺寸、外形、重量及允許偏差》、《低合金鋼焊條》、《埋弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸》、《焊接材料質量管理規程》等標準。

4 閘門安裝的質量控制

4.1 門葉主梁的拼焊

門葉主梁是門體的主要受力構件之一，主梁角焊縫未焊透是制造的質量通病之一。我公司采用銑邊機銑坡口、型鋼組立機組拼、埋弧自動焊焊接、型鋼矯正機矯正的施工工藝，確保了主梁的拼焊質量。采用銑邊機銑坡口，可以使坡口的直線度誤差控制在0.5mm/5m以內，坡口鈍邊的寬度誤差控制在0.3mm以內，加上采用型鋼組立機組拼、埋弧自動焊焊接、型鋼矯正機矯正的先進工藝，有效地保證了主梁的拼焊質量。

4.2 門葉防腐

閘門防腐是關系到閘門使用壽命的重要工序，其中又因除銹環節為隱蔽工程，且除銹質量直接影響整個防腐蝕系統質量，故尤為重要。我公司的防腐在防腐車間進行，采用噴鋼丸除銹、電動噴鋅槍噴鋅的先進工藝，效率高、污染小，且粗糙度適中、鋅層附著力強。閘門噴鋅防腐嚴格按照SL105-2007及GB8923規范執行。同時閘門油漆一次涂成，保證外觀均勻一致。

4.3 支臂的焊縫焊接

在本工程中，我公司嚴格檢測門葉同側上下支臂安裝部位實際尺寸據此確定支臂開口弦長的偏差控制方向;支臂開口弦長調整時，按經驗估算，先預留1.0~2.0mm焊接收縮量;支臂在平臺上調整合格后讓其處于自由狀態;上下支臂間從開口處往另一端等距離設有三道工字型豎向支撐，施焊時先焊收縮變形對開口尺寸影響最小的距開口最近的第一道豎向支撐，再依次焊第二、三道支撐;第一道支撐一端現場縫焊完后，實測開口弦長變化。施焊中用經緯儀監測扭曲變化，用鋼尺檢測開口弦長變化。

參考文獻

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