龍口水電站弧形閘門反工序安裝測量技術與方法

魯鴻平

（中國水利水電第四工程局 云南 怒江 810007）

1 工程概述

龍口水利樞紐位于黃河北干流托克托～龍口段尾部、山西省和內蒙古自治區的交界帶，壩址距上游已建的萬家寨水利樞紐25.6km，下游距已建的天橋水電站約70km。工程主要任務是參與系統發電調峰，對萬家寨水電站調峰流量進行反調節，確保黃河龍口-天橋區不斷流，兼有滯洪削峰等作用。龍口水利樞紐工程等級為Ⅱ等工程，屬大（2）型規模。樞紐大壩為砼重力壩，最大壩高為51m，全長為408m，為河床式電站，其總裝機容量420MW。

2 弧門安裝測量難點分析

龍口水利樞紐施工導流原計劃采用分期導流模式，先進行左岸一期導流，施工右岸的11＃～19＃壩段；再進行右岸二期導流，施工左岸的1＃～10＃壩段。但因業主改變施工計劃，要求提前進行二期導流，即刻進行左岸基坑的開挖，利用左岸僅完成檢修門和弧型閘門底檻埋件安裝的閘門槽進行過流。這給按照常規進行弧門安裝測量帶來很大難度，首先是之前在進行弧門底檻埋件安裝時，所用的測量控制點均在右岸消力池下游的錯動尾坎上，現過流后均已淹沒無法使用。也就是說，原閘門安裝的測控系統已全部作廢，如要在此基礎上進行弧門安裝，必須重新建立新的測量控制系統，這勢必會與前一控制系統間產生系統誤差，將影響到整個弧門安裝的精度。再加之閘門室和啟閉機室的一期砼均已澆筑完成，形成一個較封閉的空間，更加大了測控難度。

3 弧門安裝測控方法

3.1 后視點建立

現13＃壩段檢修門暫時用疊梁門進行了封堵，以便施工人員在門槽內進行閘門、支承大梁、門楣及側軌的安裝。因弧門底檻安裝是使用過流前的測量系統，現在安裝則無法使用前一測量系統，通過對現場實際情況的調研以及在保證閘門安裝精度的前提下，采取了以下安裝測量方法。

首先在下游選一后視點，保證從10個溢流孔的弧門底檻中心設站后視時都能看到該點。其次是在每個弧門底檻上定出平面中心點。然后在底檻平面中心點上設站，按施工坐標計算出的方位進行后視，建立該閘門槽的測量系統，根據該系統進行支承大梁及其他埋件的測量控制工作。以下將詳細闡述弧門測量放樣及復測的工作方法。

圖1 底孔壩段與控制點位示意圖

根據實地勘察，從10個溢流孔里都能看到的后視點的最理想位置在距壩軸線下游超過700m的黃河大橋上，考慮到當大橋上有重載車通過時，橋面有所抖動，以及弧門安裝的時間段較長（從冬季至夏季），大橋橋面在溫差影響下進行熱脹冷縮的變化等因素，后視點只能選擇做在橋面以下較穩定的橋墩上。采用前方交會法將后視點坐標求出。具體交會方法為在右岸LK10-1設站，后視左岸LK11，測出交會點P；在左岸LK10-2設站，后視右岸LK12，測出交會點P。每站測4測回，兩站觀測數據在經過各項改正后，計算出后視點坐標，取其平均值作為交會點坐標（其控制點均與電站首級控制網進行了聯測）。底孔壩段與控制點和后視點布置見圖1。

3.2 底檻中心點定位

底檻平面中心點定位，先在底檻上定出溢流孔的壩橫樁號；即從底檻的上游邊緣向下游方向量距，左右兩側各量1.15m后繃細鋼線，即定出了壩橫樁號。然后再在底檻上定出溢流孔的孔中心線（即壩縱樁號）；即從底檻左側向右側量4.5m，上下兩側各量兩道，在2.25m處定出兩點后繃線，定出壩縱樁號。兩線相交點即為該溢流孔底檻止水平面中心點，對該點進行檢查復核確認無誤后標記下來，作為放樣和檢查使用的測站點。通過此方法我們就可以推出每孔的壩橫樁號均為壩下0+12.905，而每孔中心點的壩縱樁號即為各孔的孔中心樁號。

底檻的設計高程是EL：863.0，在實際操作中我們在底檻上從左到右用水準儀測出五個讀數，算出其平均值（此值即為設計高程EL:863.0），而后用中心點上的讀數與其平均值比較，若此點讀數高于平均值，則中心點高程加上其差值，若此點讀數低于平均值則減去差值，如此就得出了中心點的實際高程。

3.3 支撐大梁放樣和檢測

支撐大梁是弧門安裝中的核心和關鍵，只有保證了支撐大梁的安裝精度，其余部件的安裝才可行。見圖2。

3.3.1 放樣

支承大梁放樣。首先在定出的底檻中心點上設站，后視下游橋墩上的后視點，其方位用下游后視點的坐標和孔中心點的坐標反算得出。然后將儀器方位旋轉到0°，此時儀器所對方位與孔中心線方位是重合的（也就是孔中心線方位）。在施工隊焊好的左右線架上進行放樣，所放點均為距支承大梁工作面垂直方向5cm，點分別放在支撐大梁中心線和距中心線550cm的下邊緣的位置，以便施工人員施工。

圖2 機架、支撐大梁與門葉位置示意圖

3.3.2 檢測

支承大梁安裝完成后的檢測。見圖3、圖4。

圖3 支撐大梁里程檢測位置示意圖

圖4 支撐大梁高程檢測位置示意圖

在施工人員將支承大梁調好后我們進行檢測工作，支承大梁的檢測工作分為三項：里程、高程、傾斜度L。首先檢查支承大梁中心線的里程，在支承大梁中心線上吊垂球（垂球放在油桶中以增加阻力及穩定性），待其穩定后從底檻中心線到鋼線間用鋼尺進行量距。當然，吊垂球右樁號與底檻量距位置的右樁號是一致的。這個工作在支承大梁的左右支鉸位置各進行一次，這樣就得出支承大梁距底檻中心線的里程偏差值。

支承大梁的高程則是將水準儀放置在底檻與支承大梁大致中間位置上，在底檻中心點上立1m鋼尺，用水準儀在其鋼尺上讀數算出視線高，在水準儀上讀出從支承大梁中心線吊下的鋼尺上的讀數，上面吊鋼尺人員再讀出支承大梁中心線位置的讀數，通過以上幾項數據就可以算出底檻與支承大梁中心線間的高程偏差值。當然，這項工作也是在支承大梁左右支鉸位置各進行一次。

傾斜度的檢測則是在支承大梁的工作面上定兩點，兩點方向平行孔中心線，量出兩點間斜距，根據這一實測值計算出兩點在水平投影面上的距離L，然后在其量點上吊垂球待其穩定后量出兩垂線間的最小距離，與計算出的距離L比較得出其偏差值，其限差公式為L／1000。通過以上方法完成了支承大梁的檢測工作。

3.4 液壓啟閉機機架放樣和檢測

龍口水電站潛孔式弧門安裝過程中，液壓啟閉機機座的精確定位及檢測工作也是測量工作中的一大難點。這項工作是在底孔里安裝隊將弧門支鉸、支臂及門葉全部安裝完成后進行的工作。在這個情況下根本無法用儀器將底檻面上的中心點返到啟閉機室的地面上，經過我們仔細分析推敲及驗證計算，采用了以下的測量方法。啟閉機機架、液壓油缸和弧門門葉間的位置關系見圖2。

了解三者之間的關系后，我們要做到的就是以下幾點：保證機架吊耳中心高程與門葉吊耳中心高程間的高差精度、吊耳水平中心線與門葉吊耳水平中心線間的里程精度、液壓油缸鉛垂中心線與門葉吊耳水平中心線間的水平精度；再保證機架左右吊耳間在同一水平面上。以下為具體的測量控制方法：首先是啟閉機機架吊耳中心線與弧門吊耳中心線在平面位置上的偏差值計算，在已安裝固定好的弧門左右吊耳上將中心點定出來，將1m鋼板尺一側邊對齊到已定出的中心點上，然后從機架上吊兩根鋼絲吊線，吊在弧門吊耳的左右側（盡量靠近1m鋼板尺所對中心點的側邊），待其吊線靜止時，上下同時進行測量工作。在機架平臺上用架設好的儀器測出兩根吊線的坐標（任意坐標，無方位后視），在弧門吊耳上量出兩根吊線與1m鋼板尺側邊間的垂直距離，并分別記錄左右吊耳中心點到左右吊線的距離，然后根據實測出的坐標計算出方位和距離，如果弧門左右吊耳處兩根鋼線與尺邊的距離相等，那么就可以直接用所算方位進行機架左右吊耳中心的調整；如果距離不等，則根據縮量距離將所測坐標歸算到與鋼板尺平行的位置上，再進行機架位置的調整。

機架吊耳中心線與弧門吊耳中心線高程偏差的計算較簡單，從機架上將30m鋼卷尺垂下（尺頭吊一錘球以保證鋼尺的鉛垂性），待靜止時上下同時用水準儀進行讀數，求出高差值并與設計高差對比計算出高程偏差；采用以上測量方法就可以保證機架、液壓油缸與弧門間的統一性，保證了安裝精度。對于門楣和側軌的安裝測量控制，是在支撐大梁、門葉、液壓啟閉機以及液壓桿全部安裝完畢，在試運行正常后，在軌道槽內進行劃弧試驗來確定門葉與側軌和門楣的相對位置，此項工作已很少牽扯到測量，所以不再敘述。

4 結語

以此測控方法，龍口電站的10個弧型閘門以高精度安裝完成，并順利運行，以此總結了弧型閘門在特殊情況下所取得的安裝測控經驗，對以后同類情況下的弧門安裝具有參考和借鑒意義。陜西水利

[1]李垂,傅萌,歐陽鋒.糯扎渡水電站泄洪洞弧形閘門安裝質量控制[J].人民長江.2012(04).

[2]袁光裕主編.水利工程施工[M].中國水利水電出版社,2005.

[3]李光軍,陳秀琴,李紅耀.淺析新疆某水利樞紐表孔弧形閘門的安裝[J].新疆水利.2006(04).