馮家山水庫除險加固金屬結構起吊與安裝

王　耀

(寶雞市馮家山水庫管理局,陜西省寶雞市　721300)

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馮家山水庫除險加固金屬結構起吊與安裝

王耀

(寶雞市馮家山水庫管理局,陜西省寶雞市721300)

摘要：重點對馮家山水庫樞紐泄洪洞、輸水洞、溢洪洞進口事故檢修閘門啟閉機在水庫除險加固中所采用的吊裝方案、拼裝工藝、安裝技術、質量控制及實際應用效果進行了闡述，經實際運用，效果良好，符合設計要求,達到改造提升目的。

關鍵詞：馮家山水庫；除險加固；金屬結構；起吊；安裝

1原金屬結構工況

馮家山水庫位于寶雞市以北40 km的千河下游，壩址位于寶雞市陳倉區橋鎮鄉馮家山村，于1974年建成，是一座以灌溉為主、兼有防洪、發電、供水等綜合利用的Ⅱ等大(2)型水利樞紐，水庫總庫容4.27億m3。水庫正常蓄水位近期710.0 m，遠期712.0 m，汛限水位707.0 m，設計水位708.8 m，校核水位714.83 m。水庫的泄水建筑物有泄洪洞、溢洪洞、輸水洞；泄洪洞底高程為652.5 m，洞徑5.6 m，最大泄量575 m3/s；溢洪洞堰頂高程為697.0 m，洞身斷面為城門洞形，寬×高=7.2 m×10.7 m，控制最大泄量1 140 m3/s；輸水洞底板高程為688.5 m，洞徑4 m，引水流量36 m3/s。

泄洪洞進口并列設有2孔2.2 m×6.4 m-60 m的事故檢修閘門，啟閉機采用固定卷揚啟閉機QPQ2 000 kN配合10節吊桿啟閉閘門,閘門為前水封、滾輪支承的多主梁平面焊接鋼閘門,門頂設有加重箱，2孔閘門同時啟閉，操作方式為動閉靜啟。

輸水洞進口設有1扇5.9 m×6.5 m攔污柵，靜水啟閉，采用2個2×100 kN手動導鏈配合吊桿啟閉攔污柵；在攔污柵下游5.375 m處設有1扇4 m×4 m-23 m的平面事故檢修閘門，閘門為后水封、滑道支承的多主梁平面焊接鋼閘門，運行方式為動下靜啟，采用固定卷揚啟閉機QPQ2×400 kN配合吊桿啟閉閘門。

左岸溢洪洞進口設有1扇10 m×14 m-14 m的檢修閘門，為桁架結構的拱形焊接鋼閘門，靜水啟閉，啟閉機采用固定卷揚式啟閉機QPQ2×250 kN；溢洪洞進口堰頂布置有1扇10 m×12.5 m-16.5 m弧形工作閘門，為直支臂雙主梁結構，動水啟閉，啟閉機選用卷揚式啟閉機QPQ2×1 000 kN。

2金屬結構改建方案

針對金屬結構特點和多年實際存在的問題，另外，又面對改造項目施工空間小、制約因素多、實施難度大的狀況，在改建方案的制定上我們按照安全可靠、運行方便、經濟合理的原則，制定切實可行的改建方案。

(1) 在原泄洪洞進口事故檢修閘門門楣頂水封座板上部40 cm處加焊新的水封座板，增大事故檢修閘門的封水高度，原閘門改為2孔2.2 m×6.9 m-60 m的平面事故檢修閘門，閘門仍為多主梁焊接結構，在門體上增設充水閥，壓重塊放置于梁格內，門頂不再布置壓重箱，啟閉機改用固定卷揚啟閉機QPG1 400 kN-63 m；

(2) 重新制作輸水洞進口攔污柵，原柵體結構型式不變，啟閉機改用固定卷揚啟閉機QPQ300 kN-30 m；

(3) 制作輸水洞事故檢修閘門及其埋件，保持原門體結構型式不變，在門體上增設充水閥，啟閉機改用QPQ1 000 kN-30 m；

(4) 制作溢洪洞進口的拱形檢修閘門及其埋件，啟閉機改用臺車式卷揚啟閉機TC-2×320 kN-22 m。

3金屬結構起吊安裝

3.1工地吊裝準備

(1) 熟悉技術資料。包括國家有關的規范、設計圖紙、出廠資料等。

(2) 物資準備。按設計和廠家的要求準備必要的設備配件、安裝工具等。

(3) 檢查運到工地的設備是否與圖紙相符，是否在運輸過程中有丟失和損傷等情況。

(4) 檢查在本次安裝中所要用的原拆除設備零部件有無丟失和損傷等情況。

3.2啟閉機吊裝就位

在金屬結構吊裝就位時，吊裝高度和所吊物體重量，是確定選用什么樣的吊裝設備和采用什么樣的吊裝方案的2個重要參數。馮家山水庫泄洪洞、輸水洞進口及溢洪洞進口閘門單扇閘門最重37.5 t，啟閉機平臺距吊裝地面最大高度為11 m，而吊裝施工現場有的場地窄小，有的工作引橋荷載偏小很難承載大噸位吊裝設備等等。針對吊裝就位中諸多問題，業主、設計、監理單位與施工單位多次協商、研究，最后按照“因地制宜定方案，局部加固增荷載，構件大小選吊車(設備)，分類解體搞吊裝，圖紙工藝定安裝”確定的原則進行吊裝就位，按照確定的原則，對不同地方的閘門啟閉機選用了不同噸位的吊車進行吊裝就位。

(1) 溢洪洞拱形事故檢修閘門臺車式啟閉機(CT-2×230 kN-22 m)重約37.5 t，輸水洞進口攔污柵QPQ300 kN-30 m啟閉機重約9.5 t，在閘門檢修平臺處安放50 t和25 t汽車吊，用汽車吊一次性將啟閉機安放在設計位置；然后在啟閉機旁的設計位置處，吊裝并固定它的配電控制柜。

(2) 輸水洞進口平板事故檢修閘門QPQ1 000 kN-30 m啟閉機吊裝，由于本啟閉機的外形尺寸與重量較大，在閘門檢修平臺處安放25 t汽車吊，采用分部件吊裝。即：將啟閉機分2部分在檢修平臺拼裝成整體，并焊接檢驗各部分尺寸達設計要求后，在它上面裝配定滑輪，制動器等小型零件，用汽車吊放置到設計高程的啟閉機平臺上；用汽車吊起吊卷筒裝置(重約8.6 t)按照工廠裝配時基準安裝到機架上；用汽車吊起吊減速箱、電機等部件，安裝到機架上。

3.3啟閉機拼接安裝

(1) 上述金結設備吊裝就位后，按設計圖紙找正機架的縱向與橫向中心線位置，以墊鐵塊調整機架的高程與水平度，裝入底腳螺栓，灌注混凝土，待混凝土凝固后，將底腳螺栓緊固，多測其水平度，達設計要求。

(2) 待機架、滾筒、減速機部件及電動機等安裝后，調整卷筒位置的大齒輪與減速機的小齒輪間的齒合情況，并達設計要求 ，調整制動器與制輪的間隙及接觸面，并符合標準要求。

(3) 按設計位置固定配電氣柜，通過管道安設動力電纜與控制電纜，手動盤車后，接通電源，使啟閉機空車運轉，它的齒輪齒合、震動及噪音符合設計要求。

(4) 在啟閉機的卷筒、定滑輪及動滑輪間穿入并固定鋼絲繩，動滑輪升降正常后，經過升降的試運行，調整它的負荷顯示、行程顯示與極限位置的限位器，達到設計要求。

(5) 溢洪洞檢修閘門臺車式啟閉機安裝，首先檢查該啟閉機各零部件是否齊全及運輸存放過程中有無損傷和丟失；其次將2組主動車輪及6組被動車輪安裝在機架下面，由2臺吊車分別吊住機架兩端，置于軌道上，然后按照臺車總裝圖紙依次裝上卷筒、開式齒輪、傳動軸、聯軸器、減速器、電動機、制動器、滑輪組、操作柜和防護欄等，接通全部電路，整個安裝即告結束。

3.4閘門的起吊安裝

使用多元線性回歸分析，以學業成績為因變量，父親依戀、母親依戀、同伴依戀為自變量，進行回歸檢驗，結果如下：

3.4.1輸水洞進口攔污柵安裝

(1) 將攔污柵的上節柵體與下節柵體先后用汽車吊平著起吊，放置到715.00 m高程處，其上游面朝下，并在它的頂部裝配焊接吊耳；

(2) 將攔污柵吊耳與啟閉機連接，緩緩提升柵體，同時用手拉葫蘆在上下游牽接柵體，使柵體逐漸成直立狀態，然后下放進入柵槽；

(3) 升降攔污柵體，在適當高度時在柵體上拼裝與焊接掛污條及側向限位。

3.4.2輸水洞進口平板事故檢修閘門安裝

(1) 用汽車吊將檢修閘門的上節門葉與下節門葉先后從715.00 m高程平臺吊入，門葉的迎水面向下，吊耳向上游方向，在門葉下放置20號工字鋼、墊滾杠，用手拉葫蘆牽引，使上下節門葉先后進入到閘門孔口位置；

(2) 將門葉墊平，上下節門葉對接拼裝焊接，對接部位補漆防腐，閘門的高度、正面和側面的平面度、水封部位的平面度等達到規范和設計要求，在門葉的背水面安裝頂、側水封；底水封待閘門立起后安裝；

(3) 將閘門的吊耳通過臨時吊具與啟閉機的動滑輪連結，啟閉機緩緩提升，使閘門立起，閘門立起過程中注意保護面板的底緣不受損失；

(4) 在閘門的上部安裝充水閥部件并作動作試驗后，再與啟閉機動滑輪正式連接，以啟閉機升降閘門，當相應的閘門梁格在檢修平臺位置時，在梁格內加入配重塊，按閘門垂直度情況調整配重塊位置，并將配重塊以鋼板封焊固定；

(5) 適度升高閘門，在閘門底緣達檢修平臺715.00 m時，安裝底水封，達規范要求后，將閘門放入門槽內，按規范要求對閘門進行封水及充水試驗。

3.4.3溢洪洞拱形事故檢修閘門安裝

在拱形閘門安裝過程中，先用啟閉機放下第1扇門葉，使主滑塊貼緊主軌后，放下第2扇門葉，同樣使主滑塊貼緊主軌，同時保證對接縫錯口≤2 mm，然后施焊，控制扭曲≤1 mm。第3、4扇門葉同第1、2扇門葉安裝方法相同，并達到設計與規范要求。在安裝拱門止水橡膠過程中，先用啟閉機將下扇門葉提高到1 m左右，安裝底止水橡膠，底止水橡膠安裝完畢后，然后把門葉提出門槽，由下到上安裝側止水橡膠，待下門葉水封安裝完工后，上門葉止水橡膠與下門葉相同。

4安裝運行效果

馮家山水庫樞紐泄洪洞、輸水洞、溢洪洞進口事故檢修閘門、啟閉機等金屬結構在實施完工后，檢測單位按照有關規范標準對安裝情況進行了檢測和試運行，經檢測：輸水洞、泄洪洞進口閘門改造啟閉機機架水平度允許誤差控制在0.5 mm/m，啟閉機中心高程控制在±5 mm，聯動器間端面間隙允許誤差2～10 mm，門葉中心偏差1.5 mm，門葉水平偏差1.5 mm，泄洪洞進口平板閘門在55 m靜水頭作用下無滲漏。

溢洪洞進口閘門改造啟閉臺車軌道面高程差2.5 mm，軌距中心誤差≤4 mm(標準5 mm)，拱門底檻對門槽中心線誤差≤2 mm(標準2 mm)，拱門半徑誤差≤1 mm(標準4 mm),支臂與鉸鏈中心吻合值左0.8 mm，右0.5 mm(標準1.5 mm)；

通過輸水洞、泄洪洞及溢洪洞閘門改造后運行狀況來看，啟閉機底腳螺栓固定牢靠，機架無震動、移位現象，啟閉機運轉平穩；鋼絲繩升降過程中無滑脫、跳槽、抖動現象；閘門入門槽正常，工作平穩；新閘門與原門洞完全吻合；水封止水嚴密，效果良好，符合設計要求，達到改造提升之目的。

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Lifting and Installation of Steel Structures in Operation of Reinforcement and Risk Elimination of Fengjiashan Reservoir

WANG Yao

(Fengjiashan Reservoir Administration of Baoji Municipality, Baoji, Shaanxi721300,China)

Abstract:The hoisting scheme, assembly technique, installation technology, quality control and actual application effect of the hoists for emergency and bulkhead gates at flood discharge tunnel, water transmission tunnel and spillway tunnel in the operation of reinforcement and risk elimination of Fengjiashan reservoir are described. From the practical operation, their performances are as expected, their design requirements are reached the updating purpose is realized.

Key words:Fengjiashan reservoir; reinforcement and risk elimination; steel structure; lifting; installation

中圖分類號：TV664

文獻標識碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1006-2610.2016.02.018

作者簡介：王耀(1970- ),男，陜西省寶雞市人，工程師，從事水庫工程管理工作.

收稿日期：2015-12-20

文章編號：1006—2610(2016)02—0067—03