基于項(xiàng)目監(jiān)理的水電工程金屬結(jié)構(gòu)控制研究

張 彪

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽 110000)

1 工程概況

1.1 基本情況

遼寧省盤錦市某水庫工程是以蓄水灌溉為主的水利樞紐工程，水庫按20a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其泄洪流量為1794m3/s，對應(yīng)的設(shè)計(jì)水位6.75m；按100a一遇洪水進(jìn)行校核，其泄洪流量為2906m3/s，校核水位7.78m，正常蓄水位4.2m，相應(yīng)庫容1060.0萬m3，死水位2.7m，相應(yīng)庫容9.0萬m3。水庫由庫堤、攔水土壩、泄洪閘(深孔閘、新建閘、淺孔閘)、4座入庫泵站、5座出庫泵站等組成，其水工金屬結(jié)構(gòu)工程量大、品種較多。經(jīng)多年運(yùn)行，水庫樞紐工程均存在不同程度的問題，直接影響水庫的正常蓄水和灌溉配水運(yùn)用。

1.2 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備現(xiàn)狀

1)泄洪閘淺孔閘閘門和啟閉機(jī)：閘門止水嚴(yán)重老化，漏水嚴(yán)重，閘門板嚴(yán)重腐爛，門上的金屬件多數(shù)銹蝕損壞，大部分閘門與啟閉機(jī)脫節(jié)，部分閘門門槽由于底板的不均勻沉陷而變形，以致閘門不能正常安全運(yùn)行；啟閉機(jī)嚴(yán)重銹損，啟閉機(jī)座錨固件脫落、變形、丟失，機(jī)座銹蝕，啟閉裝置嚴(yán)重失靈，部分啟閉機(jī)與閘門脫落，已不能進(jìn)行閘門的安全啟閉[1]。

2)泄洪閘深孔閘閘門和啟閉機(jī)：閘門止水老化，表面混凝土局部嚴(yán)重脫落，漏水嚴(yán)重，已不能安全運(yùn)行；啟閉機(jī)整機(jī)外觀形態(tài)較好，各主要構(gòu)件無損傷和局部明顯變形。采取局部加強(qiáng)與改造措施后并不影響啟閉機(jī)的運(yùn)用[2]。

3)泄洪閘新建閘閘門和啟閉機(jī)：閘門表面涂層及外觀形態(tài)完好，整體輕微銹蝕，零部件完好齊全，止水橡皮完好無損。閘門底坎銹蝕較嚴(yán)重，如經(jīng)過有效的防腐蝕處理，不會影響閘門的正常運(yùn)行；啟閉機(jī)機(jī)整機(jī)外觀形態(tài)良好，各主要構(gòu)件無損傷和局部明顯變形。啟閉機(jī)運(yùn)行正常平穩(wěn)[3]。

4)七座泵站閘門和啟閉機(jī)：木閘門的門板嚴(yán)重腐爛，門上的金屬件多數(shù)銹蝕損壞，部分閘門與啟閉機(jī)脫離。混凝土閘門止水老化，表面混凝土局部脫落，漏水嚴(yán)重，已不能安全運(yùn)行；啟閉機(jī)座錨固件部分脫落、變形，機(jī)座銹蝕，啟閉裝置部分失靈，已不能進(jìn)行閘門的安全啟閉。

1.3 除險加固設(shè)計(jì)

1)淺孔閘閘門和啟閉機(jī)：全部更換鋼閘門。閘門孔數(shù)改為5孔，閘門單孔凈寬5.0m，門高1.7m，動水啟閉，不調(diào)節(jié)流量。閘門啟閉機(jī)選用LQ2×10t手電動兩用螺桿式啟閉機(jī)。

2)深孔閘閘門和啟閉機(jī)：深孔閘原混凝土閘門報廢，更換成鋼閘門，閘門單孔凈寬5.0m，門高3.7m，動水啟閉，不調(diào)節(jié)流量。為降低啟門及閉門時的摩阻力，滑塊采用摩擦系數(shù)較低的尼龍滑塊。啟閉機(jī)不更換，只對原有門槽和啟閉機(jī)進(jìn)行修繕維護(hù)。

3)新建節(jié)制閘閘門和啟閉機(jī)：新建節(jié)制閘閘門采用平面滑動鋼閘門，閘門孔數(shù)為5孔，閘門單孔凈寬4.2m，門高2.2m，動水啟閉，不調(diào)節(jié)流量。閘門啟閉機(jī)選用LQ2×10t手電動兩用螺桿式啟閉機(jī)。

4)七座泵站閘門和啟閉機(jī)：七座泵站中六座為重建，一座改建，原混凝土閘門和木閘門報廢，均更換為鑄鐵閘門配手電動兩用螺桿式啟閉機(jī)，攔污柵均為手動葫蘆臨時起吊，閘門和啟閉機(jī)具體特性參見初步設(shè)計(jì)圖冊。

2 金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制

實(shí)踐表明，“三控、兩管、一協(xié)調(diào)”為水電工程金屬結(jié)構(gòu)項(xiàng)目監(jiān)理的主要任務(wù)，應(yīng)以質(zhì)量控制為核心實(shí)施全過程控制，充分發(fā)揮項(xiàng)目監(jiān)理的管控功能，保證金屬結(jié)構(gòu)安裝、制造質(zhì)量以及電氣設(shè)備施工質(zhì)量，從而滿足工程規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

2.1 金屬設(shè)備制造控制

1)設(shè)備制造前準(zhǔn)備工作：掌握監(jiān)理項(xiàng)目的技術(shù)要求、了解技術(shù)協(xié)議和合同內(nèi)容、明確工程進(jìn)度安排及工程情況、核發(fā)工程設(shè)計(jì)施工圖紙。

2)審查設(shè)備制造計(jì)劃：明確完成本項(xiàng)目設(shè)備制造的措施、了解制造廠原材料供應(yīng)、生產(chǎn)及設(shè)備情況，并滿足設(shè)備質(zhì)量和工程總進(jìn)度要求。

3)申辦設(shè)備制造預(yù)付款、組織制造方案討論與設(shè)計(jì)技術(shù)交底：督促制造廠建立檢測與驗(yàn)收文件、健全質(zhì)保體系以及明確項(xiàng)目質(zhì)量技術(shù)要求，以符合設(shè)計(jì)及合同規(guī)定要求；

4)中間檢查：檢查構(gòu)件的焊接防腐、組裝與加工過程，審查防腐工藝、焊接及重要制作工藝，確認(rèn)主要設(shè)備外涉件分供方，必要時考察重要設(shè)備外涉件分供方。

5)設(shè)備制造與出廠驗(yàn)收：檢查驗(yàn)收資料、設(shè)備調(diào)試、組裝、檢測，及不合格品的處理，會同安裝、設(shè)計(jì)、業(yè)主單位代表進(jìn)場驗(yàn)收，對重大設(shè)備必要時委托質(zhì)檢或具有相應(yīng)資質(zhì)的單位檢測，保證檢測合格[4]。

6)工地交接驗(yàn)收：問題的處理和清點(diǎn)設(shè)備規(guī)格數(shù)量，安裝或業(yè)主單位與制造廠辦理交接，并負(fù)責(zé)妥善保管與存放。

7)工程結(jié)算：整理與歸檔設(shè)備制造項(xiàng)目驗(yàn)收資料，按合同規(guī)定辦理項(xiàng)目索賠處理和工程量結(jié)算。

2.2 金屬設(shè)備安裝控制

1)審查設(shè)備晚裝計(jì)劃：了解完成項(xiàng)目安裝的措施及安裝單位設(shè)備人員情況、掌握工程情況和進(jìn)度、核發(fā)工程設(shè)計(jì)施工圖紙。

2)參加安裝方案討論及組織設(shè)計(jì)技術(shù)交底：督促安裝單位形成檢測驗(yàn)收文件、建立健全質(zhì)保體系。

3)施工組織設(shè)計(jì)審查及單元工程開工令的簽發(fā)：督促檢查設(shè)備安裝、優(yōu)化安裝工藝與方法、了解土建安裝交叉作業(yè)情況、掌握起吊設(shè)備和交通運(yùn)輸情況，妥善處理存在的問題。

4)中間檢查：二期混凝土澆筑及埋件符合要求，結(jié)構(gòu)吊裝、運(yùn)輸時采取防變形措施，結(jié)構(gòu)安全就位具有一定穩(wěn)定性和剛度，安裝偏差符合允許要求，不滿足要求時及時糾正。

5)單元工程驗(yàn)收：抽查檢測與審查驗(yàn)收資料不合格時經(jīng)處理后合格，安裝單位貫徹執(zhí)行“三檢制”，安裝時防腐處理且認(rèn)真做好記錄，保證符合規(guī)范與設(shè)計(jì)要求[5]。

6)工程量核算與支付：依據(jù)合同規(guī)定完成相應(yīng)工作。

7)分布工程驗(yàn)收：會同質(zhì)監(jiān)站、安裝、設(shè)計(jì)、業(yè)主代表聯(lián)合驗(yàn)收，可邀請有關(guān)質(zhì)檢部門參與對重大項(xiàng)目的檢測，檢查與審核驗(yàn)收資料，閘門啟閉試驗(yàn)、調(diào)試與檢測，及時糾正處理不合格項(xiàng)。

8)驗(yàn)收簽證：整理與歸檔分布工程驗(yàn)收資料，按合同規(guī)定辦理索賠與工程量核算，參加竣工資料審查及單位工程驗(yàn)收。

3 工程質(zhì)量控制

3.1 金屬結(jié)構(gòu)施工

除險加固工程金屬結(jié)構(gòu)部分包括泄洪閘和七座泵站的閘門、攔污柵及相應(yīng)的啟閉設(shè)備，具體如下：

1)泄洪閘閘門金屬結(jié)構(gòu)加固：金屬結(jié)構(gòu)由水工機(jī)械加工廠家制造和安裝。閘門埋件采用二期混凝土固定。泄洪閘門加工完成后分節(jié)運(yùn)至施工現(xiàn)場，現(xiàn)場安裝。在生產(chǎn)廠內(nèi)完成啟閉機(jī)的組裝工作，并于施工現(xiàn)場安裝組裝好的部件，然后利用汽車式起重機(jī)吊裝就位，并實(shí)施整機(jī)組裝。預(yù)埋件、閘門按設(shè)計(jì)要求實(shí)施刷漆、噴鋅和除銹等防腐處理，安裝調(diào)試完成后對閘門、啟閉機(jī)設(shè)備作全稱試運(yùn)行三次[6]。

2)七座泵站的閘門金屬結(jié)構(gòu)加固：金屬結(jié)構(gòu)由水工機(jī)械加工廠家制造和安裝。閘門加工完成后整體運(yùn)至施工現(xiàn)場，由汽車式起重機(jī)輔以人工吊裝。攔污柵更換需要潛水員配合施工，啟閉機(jī)的組裝工作在生產(chǎn)廠內(nèi)進(jìn)行，并于施工現(xiàn)場安裝組裝好的部件，然后利用汽車式起重機(jī)吊裝就位，并實(shí)施整機(jī)組裝。預(yù)埋件、閘門按設(shè)計(jì)要求實(shí)施刷漆、噴鋅和除銹等防腐處理，安裝調(diào)試完成后對攔污柵、閘門和啟閉機(jī)設(shè)備作全稱試運(yùn)行三次。

3)淺孔閘閘門全部改換為鋼閘門(包括邊導(dǎo)板)，相應(yīng)配套手、電兩用螺桿啟閉機(jī)。更換前先拆除原閘門，鑿除原邊導(dǎo)板，就原處安裝啟閉機(jī)及鋼閘門，由廠家負(fù)責(zé)供貨和安裝。

3.2 機(jī)電泵站改造

1)水庫除險加固工程電氣部分改造，包括攔河閘的淺孔閘和8座出、入庫泵站電氣設(shè)備的更換。淺孔閘啟閉機(jī)更換為新型的手電兩用螺桿啟閉機(jī)；8座出、入庫泵站進(jìn)行重建或改造，實(shí)現(xiàn)對兩岸的8座泵站進(jìn)行集中監(jiān)控與調(diào)度[7]。

2)淺孔閘螺桿啟閉機(jī)共有5臺，其配套電機(jī)功率為4kW。其控制配電設(shè)備均安裝在一臺XL-31型動力配電箱內(nèi)，由大閘配電室配電柜中的備用回路供電，電機(jī)均采用直接起動方式。

3)8座泵站均有10kV電源供電，且該電源可以滿足改造后泵站的用電可靠性要求，故改造后泵站電源使用原有電源。

4)變壓器型號為S10-M，主變壓器布置在室外，高壓側(cè)及低壓側(cè)均為電纜出線。另外，由于泵站主要負(fù)荷運(yùn)行時間季節(jié)性很強(qiáng)，主要負(fù)荷一年間只在灌溉時使用，而非灌溉時泵站負(fù)荷只有照明、排水及檢修等少量負(fù)荷。為減少不必要的空載損耗，在每個泵站內(nèi)均設(shè)置一臺干式照明變壓器，型號為SC9-20/10，僅供非灌溉期泵站的照明等負(fù)荷用電，照明變壓器布置在一臺固定式高壓開關(guān)柜內(nèi)。

5)根據(jù)對各泵站泵起動時電壓損失計(jì)算結(jié)果，對不同的泵站采用不同的起動方式，起動方式分為直接起動與軟起動兩種。現(xiàn)地控制采用常規(guī)繼電器邏輯控制為常態(tài)控制[8]。

6)為實(shí)現(xiàn)對各泵站的統(tǒng)一監(jiān)控與調(diào)度，擬建設(shè)一套紅旗水庫管理綜合自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)共分現(xiàn)地控制層及集中控制層。現(xiàn)地控制層即本次設(shè)計(jì)的各泵站及未來水庫內(nèi)各監(jiān)控站。集中控制層為集中控制中心。系統(tǒng)通訊手段采用超短波，通過無線數(shù)傳電臺實(shí)現(xiàn)通訊。

4 結(jié) 語

此外，水庫除險加固后提高了水庫的防洪、灌溉能力，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。通過實(shí)施植被恢復(fù)和工程措施，能夠有效減免和改善施工期產(chǎn)生的棄渣堆放、植被破壞等不利影響，隨著工程的運(yùn)行不利影響逐漸消失，水庫加固工程綜合效益顯著。