水工金屬結構制造及安裝質量控制要點研究

蘇 灝

（廣東省水利電力勘測設計研究院有限公司，廣東 廣州 510000）

水工金屬結構較為特殊，尤其是其中需要涉及非常多的設備以及內容，因此在安裝的過程也需要多個工種來進行密切的配合與溝通。文章主要研究的是在水利水電工程建設的過程中，相關配套設施以及運行結構的具體安裝方式方法，以便能夠更好的提升水工工程施工質量以及施工安全性。

1 韓江高陂水利樞紐金屬結構工程概況

韓江高陂水利樞紐金屬結構工程由泄水閘、電站、船閘、魚道4部分組成。

泄水閘門的安裝需要在廠內進行預先拼裝，隨后再將門葉片和支臂進行分別安裝，最后再在現場拼裝。電站的安裝則是安裝檢修閘門，使用平面滑動閘門，通過利用充水閥平整起吊之后實現分節出槽，閘門平時會被固定在門槽和門庫內，與泄水閘事故檢修門共用頂門機。船閘則是需要安裝液壓啟閉機進行安裝，左右閘門單獨泵站，主要的控制方式是主從控制方式，平時未啟動時將會在門庫內存放，并且這一場地也可以對閘門進行檢修維護。魚道則是主要通過上下游的變化來幫助魚類進行巡游，需要安裝上游出口工作閘門、上游出口檢修閘門、下游第二入口控制閘門、誘魚防水管閘門[1]。

由于篇幅以及研究方向的原因，本文在研究金屬結構制造與安裝的過程中，主要的研究方向放在了閘門、攔污柵、啟閉機3個方面。

2 結構要點及安裝質量

2.1 結構制造質量控制要點

2.1.1 材料控制

在制造水工結構之前，首先需要控制原材料的質量。原材料質量的好壞將會直接影響到結構的整體質量。采購原材料的過程中需要根據設計圖紙的實際情況來對材料進行分析，從而選擇信譽、銷量、評價更好的廠商。產品進入施工現場之前需要第二次核對產品出廠報告以及檢測報告，保證材料的質量，并且還需要保證報告能夠與材料實現一一對應。在一般的水工工程當中，使用的材料一般來說都是Q345B，如果水工工程的建設位置海拔過高或者過低，就需要使用材料質量更好的材料，比如說Q345D、Q345E等，國外大多數情況下都使用的是ASTM A572 Gr50。在材料進入場地正式生產之前，還需要對材料進行化學檢測和機械檢測，對于一些厚度超過20 mm的鋼板則是需要進行超聲波檢測，保證材料的質量以及狀態。施工的過程中，還需要將材料進行分類保存，避免材料由于人為的原因而受到影響。同時對于材料儲存的環境也需要進行重點管理，避免材料由于儲存環境不佳而出現潮濕或者銹蝕。施工之前，還需要使用施工材料清單對馬上使用的材料進行一一對應，保證型號和參數能夠符合要求[2]。

2.1.2 尺寸控制

結構制造之后，需要對尺寸進行控制與管理，保證結構的尺寸與設計過程中的尺寸相同，同時還有焊接尺寸和組裝尺寸。在各道工序開展的過程中，需要根據施工的設計要求和相關規范來檢測相關尺寸，保證尺寸能夠在公差范圍之內。比如說在制造弧形閘門的過程中，需要搭建弧臺，使用加強的弧門來控制半徑。如果閘門有局部開啟要求，需要在面板機械加工方面留下一定的誤差。加工之前需要測量門葉的結構質量，使用水平儀來繪制加工基準線，使用MPS工業攝影來測量弧面精度。同時需要使用計算機三維建模來完成對于數據的分析與測量，實現對于尺寸的控制與糾正，保證結構尺寸控制始終屬于正常的狀態[3]。

2.1.3 焊接控制

在對結構進行焊接的過程中，需要加強對于下料切割質量控制，并且對于焊接工藝進行評定與關注，主要目的是保證焊接質量始終處于正常的范圍。制造之前，需要讓焊接責任工程師對工藝文件進行測評，保證實際生產屬于正常狀態。負責實際操作的焊接人員應持有相關資格證書，沒有資格證書的焊工不予雇傭。在施工之前還需要開展崗位培訓，保證人員素質水平能夠達到標準的狀態以及效果。完成崗位培訓之前，應保證人員素質可以達到結構制造的整體需求，從而更好的進行結構制造。為了保證焊接的整體質量，需要將坡口面進行打磨與處理，并使用磁粉檢測避免出現焊接裂紋。在焊接閘門的過程中，還需要加強對于施工工藝的控制和管理，讓技術標準得到進一步的增長，避免焊接變形。焊接門葉的過程中應注意關注變形，一旦出現變形，整個門葉將會直接廢棄。主要的關注方法就是使用水平儀來對收縮狀態進行觀測與分析，一旦發現出現了變形，就需要及時的關注與處理。針對于單個的水工構建，在施工的過程中為了保證組裝工作水平，需要保證各個構件之間的間隙不超過3 mm。為了更好的縮小焊接應力，需要使用結構制造的方式將所有的誤差降到最低。焊接施工之后，結構冷卻到環境溫度的情況下，需要進行全方位的結構分析與檢測，同時還需要使用無損失檢測的方式來進行分析與控制，比如滲透檢測、超聲波檢測等，合格之后需要出具合格報告[4]。

2.2 結構安裝質量控制要點

2.2.1 閘門及埋件安裝

閘門以及埋件的安裝可以使用臥式的安裝方法，在門槽頂部使用枕木來搭建臨時拼接平臺。根據設計規范以及要求，在平臺上開展承壓滑塊、水封、安裝導向輪等工作，加強對于各部分高程差的控制，更好的保證滑塊共面度、門葉尺寸等問題，從而保證門體整體止水效果達到預期。安裝期間的止水工作需要經常檢查側止水座板和止水座的平整性，如果出現了誤差，應及時進行調整與處理。完成結構初步安裝之后，需要及時的進行測量與矯正，隨后焊接門葉結構，最后安裝閘門主支撐部件。實際施工的過程中，針對于主支撐部件，需要注意將支撐面調整到同一水平面，保證誤差不超過規定要求。未來可以利用塔機來對閘門進行吊裝，最終幫助閘門安裝到位，不會出現誤差[5]。安裝之前需要注意連接部位的螺栓是否出現松動問題，如果出現松動，應及時進行緊固。同時，在安裝的過程中還應關注主立框和橫框是否出現了水面錯位，如果不安裝在同一平面上，則容易造成施工事故。同時閘門的安裝必須保證整體全部就位，不應進行分步驟安裝，否則容易導致閘框出現變形。二期混凝土澆筑之前，需要對閘框、擋板等位置的灰漿及時處理，避免閘門的開關受到灰漿影響。

2.2.2 攔污柵以及柵槽安裝

安裝攔污柵和柵槽的過程中，需要使用測點布設的方式，隨后再進行柵槽預組裝和吊裝第二次調整。柵槽就位之后快速固定，隨后在柵槽周圍澆灌混凝土，實現一次就位。隨后測量兩側柵槽跨度、中心線重合程度、垂直度等數據，保證金屬結構安裝處于正常狀態，完成門槽鑿毛等工作[6]。在安裝的過程中，需要使用固定支架來固定鋼材，保證整個水壩都能夠根據高度來均勻上升，從而形成多個工作截面。未來還需要開展土建和安裝工程的交叉作業，從而保證雙方工作質量。完成混凝土施工和預埋件處理之后，針對柵槽進行質量檢查，保證柵槽的質量符合標準之后才能夠安裝攔污柵。作為一個主體結構，攔污柵的安裝可以實現一次定位，而作為平面活動金屬框架結構，攔污柵條主要的構造就是矩形斷面焊接結構，使用吊板進行連接，并且頂部設有吊梁。攔污柵的高度較高，并且攔污柵有著非常多的分節，安裝的過程中節點與節點之間結構相同，具有一定互換性。未來可以根據水位和清污的方式來選擇具體高度。安裝的過程中，需要具體加強工藝流程和細節的質量控制，更好的保證結構安裝始終處于規范性。攔污柵和柵槽一般來說直接處于水下，因此需要使用具有質量證明的防腐蝕涂裝來進行處理，同時還需要進行定期的檢查。

2.2.3 啟閉機安裝

在啟閉機安裝的過程中，首先需要使用合適的方式將啟閉機吊裝到施工現場，保證運行的過程中車輛始終處于垂直，避免出現側翻，這對于啟閉機的安裝也有著一定的便利。安裝之前，需要對設備的安全質量進行檢查，主要檢查軸承、傳動軸等位置的實際情況，保證螺母螺紋的完整性，從而實現靈活的轉動。針對一些明顯彎曲的螺桿，先使用壓力機來矯正，隨后檢查損傷，保證無損傷之后才能夠繼續施工。完成檢查之后，將啟閉機吊裝至指定的位置，使用工作橋和機架在閘門槽位置進行固定，隨后根據吊裝的基礎中心來進行調整，要求誤差不能夠超過3 mm。針對導向滑塊的深孔閘門，安裝的過程中需要加強螺栓和滑塊槽的垂直度與運行軌跡控制[7]。在安裝的過程中，車輪組相對角線的偏差也需要進行精確的控制和管理。對于門架來說，安裝的過程中需要對水平偏斜、支腿高度、門腿垂直度等數據進行控制。安裝電氣設備時，保證室內不會有明顯的帶電位置。由于安裝啟閉機的過程中需要使用鋼管，因此使用鋼管之前要整體清潔，為鋼管涂抹防腐涂裝，一方面保證設備不帶電，另一方面保證支架和外殼能夠接地[8]。

3 結束語

總而言之，在未來水利水電工程建設施工的過程中，需要對水工金屬結構質量進行嚴格的管理和把控，從而更好的為工程建設提供應有的服務。實際工作的過程中，除了需要掌握結構制造和質量控制的要點之外，對于使用的材料質量、施工人員素質、尺寸等細節問題也需要進行加強。同時未來還需要進行各種結構的安裝管理，保證結構質量得到保證與落實。