莫拉薩德拉大壩底孔高壓閘室設備安裝實踐

熊高峽，曾令東

（1.葛洲壩集團國際工程有限公司,湖北 宜昌 443002；2.葛洲壩集團機械船舶有限公司，湖北 宜昌 443002）

莫拉薩德拉大壩底孔高壓閘室設備安裝實踐

熊高峽1，曾令東2

（1.葛洲壩集團國際工程有限公司,湖北 宜昌 443002；2.葛洲壩集團機械船舶有限公司，湖北 宜昌 443002）

針對莫拉薩德拉大壩底孔閘室設備設計布置的特點，結合有限的閘室空間，深入分析了其安裝工藝的可行性。在充分利用有限的閘室結構布置的基礎上，確定了合理的安裝順序與安全可靠的吊裝工藝，解決了閘室狹小空間帶來的設備安裝工藝難點。

莫拉薩德拉大壩;底孔閘室;設備安裝

莫拉薩德拉大壩位于伊朗法爾斯省科爾河中游，電站裝機容量為2臺50MW。導流底孔共兩孔，平行布置在大壩右側底部。大壩蓄水前，主要依靠兩孔導流底孔泄水箱涵同時導流與泄洪；在大壩蓄水及其后期將其左側導流底孔作為永久的導流建筑物進行調節水庫水位或泄洪，而將右側導流底孔箱涵上游側進行永久封堵，其下游側將作為后期運行的人行通道至左側的閘室操作部位。底孔高壓閘室設備即布置于左側導流底孔箱涵的中部，閘門工作水頭為70m。其設備主要有洞內鋼襯、檢修閘門、工作閘門、液壓啟閉機及檢修橋機，總重約為190t。

1 設備結構布置特點

底孔工作門與事故門及啟閉機集中布置在底孔高壓閘室內。其中，閘室上游側為事故閘門及相應的液壓啟閉機，閘室下游側為工作閘門及相應的液壓啟閉機。在事故閘門與工作閘門之間的上部布置有液壓泵站設備及相應管道。閘室的頂部布置一臺10t的橋式起重機供該閘門及啟閉機的日常維護和檢修用，同時可用作閘門及啟閉機安裝時的吊裝。

底孔事故閘門及工作閘門埋件采取整體組合焊接結構，主要由鋼襯、密封頂蓋通、風管及旁通管閥等組成。其中，兼閘門埋件的組合鋼襯在制造廠內拼裝焊接成三段整體，胸墻鋼襯分為4個部分。由于閘門的外形尺寸較小，其埋件的主軌及反軌與門楣均分別在車間內與鋼襯焊接成整體。閘門埋件總重量為39.88t，埋件組合件的最大單重為9.85t。檢修閘門與工作閘門均采用下游止水方式。其相關的水封及滑道等附件均已在制造廠內組裝完畢。

底孔工作閘門及事故閘門各設置一臺液壓啟閉機，與各自的閘門相連接。其中，兩臺液壓啟閉機共用一套液壓泵站。啟閉機總體布置形式為單吊點的雙作用油缸。其操作系統采取現地控制，各自獨立，互不影響。液壓泵站采用兩臺電機互為備用。

啟閉機閘室內設有一套現地電控柜，現地電控柜擬布置在閘室上游側，由1個柜體組成。在每臺啟閉機的油缸總成上設有開關檢測裝置及行程限位裝置，泵站與電控設備有關的控制接線設接線端子，動力線直接接至電氣設備接線盒上。

底孔工作閘門及事故閘門液壓啟閉機具體技術參數詳見表1。

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底孔高壓閘室主要設備布置示意圖見圖1。

由圖1可知，啟閉機閘室設備布置緊湊，作業空間有限，設備安裝難度較大。

圖1 閘室設備布置圖

2 問題的提出

2.1 特殊的導流布置方式增加設備現場安裝作業的危險性

由于底孔閘室設備安裝期間，其右側的導流箱涵正處于導流狀態，不能作為設備安裝通道。因而所有的閘門及埋件與啟閉機只能依靠左側的導流洞運輸就位并在左右導流洞共用的有限閘室空間內安裝，增加了設備安裝的危險性。

2.2 閘室空間狹小，合理確定閘室設備各部件的安

裝順序直接關系到設備安裝的順利與否

考慮到高壓閘室空間極為狹小，檢修橋機、閘門及埋件、液壓啟閉機及附件只能全部依賴其左側導流洞的通道安裝設備。而閘室可存放的平面空間僅為3.0m（寬）×6.0m（長）。因而必須利用閘室有限的空間合理確定設備的安裝順序，方可保證整個系統正常安裝。

2.3 施工手段缺乏，采取何種吊裝工藝進行底孔高

壓閘室設備安裝是安裝中必須考慮的因素

由于閘室處于左側導流底孔的中部，為全封閉的形式。設備安裝的吊裝手段極為有限，采用何種吊裝工藝方可保證檢修橋機、閘門及啟閉機設備順利就位是整個安裝過程中必須進行重點研究的問題。

2.4 閘室土建施工缺陷，造成檢修橋機設備運行與安裝空間不足

由于檢修橋機的軌道布置在高壓閘室頂部的混凝土牛腿梁上，原設計檢修橋機頂部距閘室頂板的運行空間距離僅為80mm，檢修橋機端梁距閘室邊墻還不足200mm。但由于土建施工失誤，使得混凝土牛腿梁比原設計抬高100mm，而相應的閘室頂板卻未相應抬高，導致檢修橋機頂部距閘室頂板的運行空間和安裝空間均嚴重不足，橋機無法正常安裝。采用何種處理方案解決這一設計與施工造成的缺陷，是保證檢修橋機安裝必須優先考慮的問題。

3 對策分析

3.1 施工部位分析

閘門及啟閉機各部件安裝受閘室空間制約，若將閘門埋件安裝一次就位后，則閘門與啟閉機部件不能安裝就位，必須要考慮一定的空間存放閘門及啟閉機部件。為此，結合閘室施工部位狹小的特點，經過現場勘查分析，利用左右導流洞共用隔墻將右側處于導流狀態的閘室隔墻高程位置全封閉，并搭設承重工作平臺，作為閘門及液壓啟閉機設備安裝前臨時放置的平臺。這一措施即保證了施工期間在導流孔上設備與施工人員作業的安全，又有效地增加了閘室施工空間。由于該平臺的面積有限，因而還有部分設備需要在閘門埋件安裝前臨時懸掛固定在閘室內。

3.2 設備安裝順序分析

（1）考慮到底孔高壓閘室設備安裝的吊裝手段不足的特點，確定了先安裝檢修橋機，然后利用檢修橋機吊裝閘室各設備的總體安裝思路。橋機安裝主要順序：在軌道安裝完成后先吊裝兩側的端梁后吊裝主梁，然后進行整體組拼。閘門及啟閉機主要安裝順序：先將兩套閘門、液壓啟閉機油缸、液壓泵站及電控柜吊裝至承重平臺臨時放置，然后安裝閘門埋件，待閘門埋件安裝就位后依次安裝閘門、液壓啟閉機及附件。

（2）設備安裝臨時存放順序

現根據設備的重量、數量及外形尺寸綜合分析后擬定在主平臺沿水流方向下側放置液壓泵站，在平臺中部疊放事故閘門及工作閘門；在主平臺的上游面放置電控柜及啟閉機密封座板。同時，利用右側閘室頂板的下游處布置的兩個吊點分別懸掛工作閘門與事故閘門液壓油缸。

3.3 吊裝手段及能力的分析

（1）檢修橋機吊裝手段分析

檢修橋機安裝前，閘室沒有常規的吊裝手段。為此，只能利用特殊的吊裝方式方可完成橋機的安裝。為此通過分析，根據橋機部件吊裝的需要在閘室頂板封閉之前于頂板上預埋數個吊點，并利用導流洞出口布置的卷揚機通過導向滑車將檢修橋機各部件吊至安裝位置附近的高度，再通過手拉葫蘆將檢修橋機部件精確定位可滿足檢修橋機的安裝要求。

（2）閘門及啟閉機設備吊裝手段分析

閘門及埋件的吊裝主要通過安裝結束并投入運行的檢修橋機完成。對于液壓啟閉機油缸吊裝而言，由于檢修橋機吊鉤的設計起吊高度不足，不能一次將油缸吊裝就位。為此，需要在檢修橋機的主梁上設置臨時吊點，先利用檢修橋機將液壓啟閉機翻立吊起至吊鉤極限高程后再利用手拉葫蘆接力倒手吊裝可滿足吊裝要求。

3.4 檢修橋機運行空間不足的對策分析

考慮到檢修橋機頂部距閘室頂板的運行空間嚴重不足的現狀，通過與監理工程師的協商，采取兩種措施進行處理。其一，將原設計高度為140mm的常規軌道改為寬底板，高度為50mm的特殊軌道，可保證橋機運行高度降低90mm。其二，將主梁兩側端板刨除，主梁整體下降50mm后再焊接，同時對混凝土牛腿梁有影響的邊角鑿去25mm×25mm的倒角，可滿足檢修橋機運行空間的最低要求。

4 安裝工藝實施

4.1 檢修橋機安裝工藝實施

由于前期檢修橋機的安裝處于臨空面的高空作業，因而安裝前必須考慮至橋機安裝部位的安全可靠的梯子與平臺，該梯子與平臺不得影響后期橋機的軌道吊裝及端梁與主梁等部件的安裝。

為減少高空作業的難度，大車運行機構在吊裝前須與端梁連接成整體。大車運行機構與端梁分別布置在閘室左右兩側。左側大車運行機構及端梁吊裝利用左側閘室頂板布置的錨點通過導向滑車由卷揚機將其吊裝至軌道上，并采用臨時支撐將其進行固定。右側大車運行機構及端梁吊裝由于距離左側閘室的距離較大，需要轉換一次吊點才能將其吊裝就位，此時應將其轉移到閘室承重工作平臺。然后利用右側頂板位置上方布置的吊點通過左側底部布置的導向滑車和洞口布置的卷揚機將其吊裝至安裝高程后，配合人工將其就位。

電動葫蘆的安裝作業應與主梁組裝為整體。

電動葫蘆組裝前應實測導軌輪與主梁導軌相關數據，據此確定電動葫蘆行走輪與主梁導軌兩側的間隙及加墊片的厚度。電動葫蘆行走輪與主梁導軌邊緣的間隙宜控制在3mm至5mm，以確保其行走輪與導軌的接觸面。同時，還需接通臨時電源試運轉電動葫蘆，以檢查其行走輪的運行狀態。

主梁拖運至閘室后，采用閘室頂板的錨點將其吊起至閘室的上空。受閘室空間的影響，主梁吊裝高度超過閘室承重平臺后再將其旋轉90°至安裝位置狀態再繼續提升。由于主梁的高度為820mm，并考慮繩長的高度及滑車的高度后，一次難以將其吊裝至安裝高程。為此采取兩種措施確保主梁吊裝就位。一方面在主梁兩端的底部焊接懸臂托架，以增加吊裝有效高度；另一方面需在閘室左右側的頂板上方布置數個錨點，再通過多臺導鏈將其逐步吊至安裝高程。受主梁長度的影響，吊裝時需將主梁傾斜，主梁一端提升至牛腿頂面以上以后，向其墻側方靠近后再提升主梁另一端的吊點。

4.2 閘門及啟閉機安裝工藝實施

利用汽車吊將事故閘門和工作閘門分別置于左側導流洞出口布置的拖運臺車上，再依次配合卷揚機將其拖運至閘室，并利用檢修橋機吊裝至承重平臺臨時存放。以同樣的方式將兩臺液壓啟閉機共用的液壓泵站及電控柜拖至閘室吊至承重平臺臨時存放。液壓啟閉機油缸的安裝則需先拖運至閘室豎立吊裝后，掛于頂板上先期布置的吊點上臨時懸掛。待閘門埋件安裝就位后，交付土建進行二期混凝土施工。考慮到閘門安裝期間右側導流洞處于導流狀態，還不能投入使用，所有的施工人員和設備仍需從左側的閘室出入。而此時埋件二期混凝土已經澆筑完畢，為保證閘門及啟閉機后續工作一次安裝完成，將中間的通風管改為適宜施工人員進入閘室作業的通道，可滿足后期閘門及啟閉機安裝與調試時施工人員出入的要求。

閘門的吊裝可直接利用檢修橋機完成。液壓啟閉機油缸吊裝受檢修橋機起吊高度的限制必須借助橋機主梁上布置的輔助手拉葫蘆方可吊裝就位。

液壓泵站及電控柜布置在二期混凝土平臺上，安裝前待二期混凝土凝期滿足要求后方可進行。液壓啟閉機安裝就位并分項調試合格后即可進行閘門與油缸的聯軸及聯合調試工作。

5 結束語

莫拉薩德拉大壩底孔高壓閘室的設備安裝是在有限的安裝空間及吊裝手段下完成，在充分分析不利的條件下利用合理的安裝順序及吊裝工藝解決了土建施工缺陷和場地狹小的困難，取得了良好的應用效果。該項目的順利完工為大壩蓄水后續工作贏得了時間，為其它類似的設備布置的安裝提供了有益的借鑒經驗。

TV662

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1672-5387（2011）02-0044-03

2011-02-10

熊高峽（1972-），男，高級工程師，主要從事金結機電設備工程技術與管理工作。