苗尾水電站溢流表孔弧形閘門安裝技術

(中國人民武裝警察部隊 水電第三支隊， 廣西 南寧 530222)

1 工程背景

1.1 工程概況

苗尾水電站位于云南省大理州云龍縣境內的瀾滄江河段上，是瀾滄江上游河段開發方案中最下游一級電站，上接大華橋水電站，下鄰瀾滄江中下游河段最上游一級電站功果橋水電站。苗尾水電站以發電為主。樞紐工程主要由礫質土心墻堆石壩、溢洪道、沖沙兼放空洞、引水系統、發電廠房和灌溉取水口等建筑物組成。

溢洪道共設5扇弧形閘門，門槽埋件5套。底檻高程1 387.37 m，側軌頂高程1 419.3 m，設計水頭21 m，總水壓力29 400 kN，支鉸中心點高程1 401.00 m，弧門半徑24 m，采用懸掛式液壓啟閉機啟閉。溢洪道工作閘門包括5臺2×3 200 kN液壓啟閉機，啟閉機液壓泵站安裝高程1 414.8 m，啟閉機工作行程11 m，全行程11.2 t,啟門速度0.5 m/min，閉門速度0.5 m/min，液壓泵站油箱外形尺寸為1.4 m×1.5 m×1.5 m，液壓泵額定功率35 MPa，電動機額定功率45 kW，液壓油缸支鉸高程1 411.12 m，液壓缸防擾裝置高程1 414.8 m。

1.2 工程結構

溢洪道弧形閘門每扇主要由7節門葉、2套支鉸裝置、2套支臂、4套側輪、1套組合止水裝置、1套爬梯及若干連接螺栓組成。閘門總重314.47 t，其中門葉結構總重139.90 t，單節門葉最大重量為33.21 t(第7節)，門葉寬度為12.980 m，最大單節門葉高度為3.46 m(第2節)，1套支鉸裝置總重21.905 t，1套支臂總重64.23 t。

溢洪道弧形閘門埋件主要由底檻、側軌組成。門槽埋件單孔總重9.823 t，其中底檻埋件1.30 t、側軌埋件2×4.27 t。

溢洪道工作閘門液壓啟閉機由10套液壓缸總成、10套支鉸總成、10套液壓缸防擾裝置、5套液壓泵站、10套電器控制柜及若干油管組成，總重量270.25 t，單套液壓缸重21.10 t, 單套支鉸總成重5.45 t,單套防擾裝置重0.28 t。

1.3 工程特點

(1)由于工期所限，金屬結構安裝的施工時間較短，任務量較大，且施工開始時壩頂工作面條件較差，影響閘門等大型金屬件吊運。多項工作同時展開，工作面重合，多種機械交叉作業，存在較大安全隱患。

(2)閘門安裝工藝要求高，現場安裝難度大。此套閘門支臂與門葉采用螺栓連接，支臂與褲衩現場拼裝焊接。這種安裝方式要求閘門各部件安裝位置精確，不能有絲毫偏差，既要保證門葉與支臂的拼裝間隙，又要保證支臂與褲衩拼裝位置的準確性。

(3)根據工期，閘門安裝計劃按照兩種方式進行：一是埋件安裝完成后即刻進行后續安裝，二是待埋件及門槽混凝土澆筑完成后再安裝。第一種方式能夠保證金屬結構安裝工作不會因埋件混凝土澆筑工作而停止，工期不受影響。但閘門啟閉摩擦碰撞會造成門槽埋件產生變形和位移，需要二次復檢，且由于閘門的阻擋，門槽二期混凝土澆筑難度大。第二種方式的優點在于埋件不存在變形、位移風險，保證了埋件的施工質量。缺點是土建澆筑施工會延長閘門的安裝工期。

2 吊裝設備選擇

為了實現苗尾水電站2016年度汛目標及年底下閘蓄水目標，經分析論證，工程選用架橋機(WJQ120t-30mA3)實現了2套閘門的同步安裝，有效縮短了安裝工期。

架橋機作為吊裝設備，具有吊裝簡單、安全可靠、工作距離長、起重能力強、吊鉤操作靈活、跨孔快捷等特點。架橋機在安裝左岸工作閘門弧形閘門的同時，又能進行壩頂交通梁等大噸位部件吊裝入位工作，為開通壩頂交通道路提供了支持，是行之有效且一舉兩得的吊裝手段。

架橋機自身最重組件自重不到7 t，布置在壩前的移動式門機(SDMQ1260)，最大起重量20 t，能夠滿足安裝架橋機的承重能力需要，同時能夠協助架橋機進行第二次、第三次跨孔布置要求。

3 溢洪道弧形工作閘門安裝方案

2016年5月31日前需完成溢洪道5扇弧形閘門埋件的安裝及門槽澆筑工作。在弧形閘門安裝中，埋件安裝直接影響閘門的拼裝，是控制閘門安裝的關鍵線路。根據閘墩完工日期倒排工期，確定閘門安裝的關鍵線路。

由于工期較短、土建工期滯后等原因，溢洪道工作閘門安裝分3個階段進行，第一階段對5號、4號孔工作閘門進行安裝，第二階段對3號、2號孔工作閘門進行安裝，第三階段對1號孔工作閘門進行安裝。1號、2號、3號孔工作閘門埋件安裝與5號、4號孔工作閘門安裝同步進行，因此1號、2號、3號孔在埋件安裝完成后有時間進行二期混凝土澆筑。

4 架橋機吊裝閘門流程及閘門安裝

4.1 吊裝閘門流程

架橋機吊裝閘門流程為：安裝架橋機→下支臂、支鉸，褲衩拼接和安裝→第1節門葉吊裝→門葉、下支臂拼接→2～5節門葉吊裝→上支臂、門葉和褲衩拼裝→6～7節門葉吊裝→液壓油缸吊裝→壩頂交通橋吊裝→架橋機跨孔。

4.2 閘門安裝

溢洪道閘門部件利用70 t、100 t汽車吊轉運，之后利用架橋機起吊安裝。根據施工安排，首先安裝5號、4號孔工作閘門，安裝完成后，將架橋機整體前移至3號、4號孔，安裝3號、4號孔工作閘門，最后將架橋機整體前移至1號、2號孔，安裝1號孔工作閘門。

在1 399.00 m高程搭設臨時安裝作業平臺。

(1)拼裝。褲衩及下支臂吊裝重量為25.149 t，支鉸吊裝重量為21.904 9 t,利用60 t平板車運輸，70 t、100 t吊車及架橋機吊裝，5號、4號孔支鉸、下支臂及褲衩放到壩前進行拼裝。由于壩頂通道尚未形成，組合構建拼裝完成后無法直接運輸至架橋機吊裝范圍。因此，利用70 t、100 t吊車將組合構件吊裝至溢流面頂部，之后用架橋機吊裝入位。隨著施工的推進，壩頂通道逐步形成，其余3孔支鉸、下支臂及褲衩可直接放到溢流面頂部進行拼裝，再利用架橋機吊裝入位。

(2)整體吊裝。吊裝時通過調整可轉動鉸座的角度，使兩裝配面平行，便于安裝。利用手拉葫蘆對鉸座與座板的相對位置進行調整，使支鉸座板上的螺栓對準鉸座上的孔位。對準后，利用手拉葫蘆配合架橋機移動支鉸，使鉸座與座板貼近，然后擰緊四周角上螺母使其緊固，并檢查兩裝配面中心標記是否重合。檢查確認后，擰緊全部螺栓。操作時需注意按規定的扭緊力以從中心向四周對稱的順序擰緊螺栓。最后利用架橋機將下支臂上端頭慢慢放置溢流堰頂，脫鉤進行門葉吊裝。

(3)上支臂安裝。上支臂應在對應的閘門門葉吊裝到位后進行安裝(第5節門葉)。 上支臂吊裝重量為19.484 t，采用70 t吊車裝車，60 t平板車運輸，架橋機吊裝入位。 在上支臂適當位置焊接臨時吊裝吊耳，吊鉤固定好后將上支臂懸吊至閘室內，利用架橋機單個吊鉤的靈活性及穩定性，調整上支臂傾角與褲衩裝配面相對位置，用定位塊將上支臂與褲衩裝配面進行定位，使其兩裝配面中心及組裝標記重合，然后進行定位焊接。 待上支臂與褲衩裝配完成后，對門葉與上支臂的相對位置進行調整，使裝配面相互平行，螺孔對正后，迅速將連接螺栓穿入并擰入螺母，用定位銷打入定位孔內，使其兩裝配面中心及組裝標記重合，然后穿入全部螺栓，擰緊四周角上螺母，進行緊固。調整、檢查上支臂與門葉、褲衩兩裝配面中心與組裝標記是否重合，待上支臂與褲衩裝配面焊接完成后，再將穿入與門葉裝配面的全部螺栓擰緊，按規定以從中心向四周對稱順序的擰緊力擰緊全部螺栓，固定支臂與門葉的連接。

吊裝前，需在門葉吊點上對稱焊接臨時吊耳，以便架橋機吊裝時使用。利用70 t吊車裝車，裝車時拖車上應放置枕木，閘門重心應在拖車中心線上，利用細鋼絲繩、手拉葫蘆綁牢門葉。運輸過程中要確保運輸安全，設置警戒帶。

門葉安裝前，在底檻上標記位置線，在側軌標記基準點，并焊接限位擋板。利用架橋機將門葉緩慢提起，調整門葉角度，使之成為水平穩定的安裝形態。隨后吊移門葉至安裝位置。檢查門葉面與限位擋板的間隙，利用千斤頂對間隙進行調整。此時應注意在上游面設置支撐點，確保門葉脫鉤后的穩定。

門葉吊裝結束后，利用架橋機吊起下支臂，使下支臂處于與門葉拼接的高度。利用千斤頂、撬棍對下支臂位置進行微調，對裝配面相互進行調整，用定位銷打入定位孔內，使其兩裝配面中心及組裝標記重合，螺孔對正后，迅速將連接螺栓穿入并擰入螺母，然后穿入全部螺栓擰緊。

待7節門葉拼接完成后，對門葉整體外形、尺寸進行全面檢查，合格后實施門葉節間組裝焊縫的焊接施工。焊縫的焊接必須按制定的施工順序和規定的焊接參數嚴格執行，焊接時應對門葉的對角線和弦長等參數進行實時監測。若焊接過程中監測參數超出規范，須及時整改并校正門葉尺寸。

對在門槽內不能進行施工的焊接工作，待啟閉機全部安裝、調試完畢后，用啟閉機將門葉焊縫位置升至閘墩頂部，在閘墩頂部位置進行焊接。焊接工作全部完成后，需對焊縫進行清理、打磨及無損檢測，并涂刷防腐涂料。

5 結 語

苗尾水電站左岸溢洪道弧形工作閘門安裝前，施工進度慢、多個特種設備交叉作業(門機、塔機、皮帶機及架橋機)、安全風險大、施工干擾大等問題一直是施工難題，選用架橋機作為弧形工作閘門吊裝手段，可解決在施工過程中出現的設備干擾及吊裝難度等問題。在輪式起重機的配合下，確保了溢洪道弧形工作閘門吊裝任務順利完成，解決了施工干擾，降低了吊裝難度，大大縮短了安裝工期，保證了閘門安裝任務順利完成。