淺談大型水電站進(jìn)水口閘門埋件安裝技術(shù)

周若愚，侯成亮

（中國水利水電第三工程局有限公司，陜西 西安 710024）

1 前言

南屯河規(guī)劃有四座梯級(jí)電站，南屯1水電站是南屯-南卡丹盆地水上梯級(jí)的最后一座電站，南屯1水電站位于老撾波麗卡塞省，距湄公河與坎丁河交匯處33km，距萬象220km。

壩址位于庫區(qū)的下端，與湄公河匯合。南屯1水電站為一級(jí)（1）型工程，攔河壩為最大壩高177m的碾壓混凝土壩，最大蓄水能力為20.2億m3，設(shè)計(jì)流量為514m3/s。電站裝機(jī)容量為2×260MW+1×130MW，總計(jì)650MW，其中520MW接入泰國電網(wǎng)（EGAT），130MW接入老撾電網(wǎng)（EDL）。

南屯1水電站進(jìn)水口閘室段設(shè)置有檢修閘門槽和事故閘門槽各一道，兩門槽中心間距為5.55m；檢修門孔口尺寸為9×11.4m，埋件包括底坎、主軌、側(cè)軌；事故門孔口尺寸為9×11.4m，埋件包括底坎、主軌、反軌、側(cè)軌、鎖定梁埋件、油缸基礎(chǔ)埋件。該門槽埋件安裝的主要工程量：閘門埋件安裝54t。進(jìn)水口門槽底檻高程227.5m，頂部高程EL297.70m，門槽埋件高度70m。

進(jìn)水口檢修事故閘門埋件安裝的主要工程量見表1。

表1 進(jìn)水口檢修事故閘門埋件安裝主要工程量

2 安裝準(zhǔn)備

2.1 場(chǎng)地布置

（1）主要臨時(shí)設(shè)施。現(xiàn)場(chǎng)工具房、氧氣、乙炔、焊接設(shè)備、電源盤柜主要擺放于進(jìn)水口門槽空地上。在門軌和頂楣周圍用腳手架搭設(shè)安全防護(hù)平臺(tái)，確保高空作業(yè)安全。

（2）施工用風(fēng)力、電力供應(yīng)。在現(xiàn)場(chǎng)布置一臺(tái)小型空壓機(jī)，為門槽安裝提供臨時(shí)風(fēng)源。由于用電負(fù)荷不大，施工用電取自附近土建施工電源。

（3）設(shè)備運(yùn)輸。由于設(shè)備單體重量不大，運(yùn)輸時(shí)采用10t隨車吊。

（4）設(shè)備吊裝。設(shè)備在堆放場(chǎng)內(nèi)裝車主要采用70t汽車吊。設(shè)備在進(jìn)水口的卸車和吊裝采用70t汽車吊及土建16t塔機(jī)。

2.2 施工準(zhǔn)備

（1）在一期混凝土澆筑時(shí)，按照進(jìn)水口檢修、事故閘門門槽埋件插筋圖，預(yù)埋門槽焊接加固用的插筋。

（2）對(duì)一期混凝土預(yù)留槽的斷面尺寸及一期預(yù)埋件的數(shù)量、埋設(shè)位置等進(jìn)行全面檢查，如不符合圖紙的要求，應(yīng)處理合格。

（3）安裝前，完成施工電源、工具房、施工設(shè)備的布置及各類工器具及材料的準(zhǔn)備。

（4）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，分階段進(jìn)行測(cè)控系統(tǒng)放點(diǎn)，要求放出孔口中心線、門槽中心線以及控制高程點(diǎn)等。在底檻安裝完成后，根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行軌道安裝控制點(diǎn)線測(cè)放，主、反軌控制點(diǎn)放到底檻上并打好樣沖。系統(tǒng)控制點(diǎn)線應(yīng)妥善保護(hù)至門槽安裝完成。

（5）清點(diǎn)檢查門槽埋件數(shù)量、質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理和反映。

（6）搭設(shè)好腳手架，鋪扎好跳板，腳手架搭設(shè)的原則是安全牢固，方便施工。

（7）為加快埋件安裝施工進(jìn)度，將埋件預(yù)先運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)堆放，要求分類明確，編號(hào)清楚，避免吊錯(cuò)。

3 閘門安裝

3.1 底檻安裝

底檻吊裝前按測(cè)量控制點(diǎn)在插筋上焊支撐托架，底檻吊裝就位后，利用小型5t螺旋千斤頂調(diào)整，按照設(shè)置的孔口中心線、門槽中心線及底檻高程進(jìn)行定位、調(diào)整，先初步定位，并對(duì)稱焊接少量錨筋與插筋連接。

精調(diào)并控制。當(dāng)各控制點(diǎn)安裝精度在規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙要求后，整體對(duì)稱加固、焊接時(shí)，先焊接底檻間連接焊縫，后焊底檻與角鋼連接焊縫。按照從中間往兩邊，偶數(shù)焊工對(duì)稱施焊的原則進(jìn)行焊接。固定時(shí)，不得將角鋼與底檻工作面焊接，搭接長(zhǎng)度需滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。焊接完成后，再復(fù)測(cè)底檻其高程及對(duì)孔口、門槽中心線偏差、工作表面平面度及扭曲度應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。底檻安裝見圖1。

圖1 底檻安裝示意圖

底檻安裝完成，經(jīng)檢查合格后在7天內(nèi)澆筑二期混凝土。澆筑時(shí)，應(yīng)注意防止偏擊并采取措施搗實(shí)混凝土。

3.2 下段門軌與頂楣安裝

底檻二期混凝土澆筑后，搭設(shè)門槽軌道安裝施工腳手架。待底檻二期混凝土達(dá)到70%強(qiáng)度后，進(jìn)行下段主、反軌及頂楣的吊裝，初步加固并焊接好調(diào)節(jié)螺栓。

安裝前對(duì)門槽埋件的編號(hào)進(jìn)行核對(duì)，按編號(hào)進(jìn)行安裝。同時(shí)應(yīng)按照?qǐng)D紙所示對(duì)各安裝位置進(jìn)行測(cè)量、放線，做出軌道埋件的輪廓，并對(duì)其采取保護(hù)措施。首層軌道吊裝時(shí)，應(yīng)使其底部與底檻表面所繪出的輪廓完全重合，錯(cuò)位不超過1mm，符合要求后，將底部坡口與底檻接觸處用電焊進(jìn)行點(diǎn)焊固定，正面、側(cè)面各一點(diǎn)即可。然后在其頂部正面與側(cè)面分別垂下鋼絲線墜，調(diào)整其垂直度，達(dá)到規(guī)范要求后，先將底部坡口焊滿，將頂部與一期混凝土中的預(yù)埋鋼板用錨鉤進(jìn)行焊接，首層軌道需全部加固完成后，方可進(jìn)行二層軌道的安裝。

第二層起吊后，二層軌道底部與首層軌道頂部用螺栓連接，然后在其頂部正面與側(cè)面分別垂下鋼絲線墜，調(diào)整其垂直度，達(dá)到規(guī)范要求后，兩層軌道間坡口處焊滿，再將軌道與一期混凝土中的預(yù)埋鋼板用錨鉤進(jìn)行焊接加固。加固完成后，方可進(jìn)行下層軌道的安裝，其余軌道安裝均以此為例。

在主軌軌道安裝到門位置后，可進(jìn)行門楣的安裝。安裝時(shí)，將門楣吊至安裝位置后，分別調(diào)整其水平和垂直度，且應(yīng)注意調(diào)整門楣止水板平面與主軌止水板平面錯(cuò)位至規(guī)范要求范圍內(nèi)，然后將門楣與軌道接觸處坡口進(jìn)行焊接，門楣調(diào)整合格后，再將門楣與其背面的一期混凝土中的預(yù)埋鋼板用錨鉤進(jìn)行焊接加固。埋件全部安裝完成并驗(yàn)收合格后，進(jìn)行二期混凝土的澆筑。

3.3 鎖定梁埋件安裝

利用土建16t塔吊吊裝埋件，鎖定梁埋件到位后，調(diào)整其各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)以下段為基準(zhǔn)，同時(shí)使用鋼尺檢查每個(gè)構(gòu)件工作面距孔口中心線及門槽中心線的距離。埋件相對(duì)高程偏差不大于±5mm，左右相對(duì)高程差不大于2mm。

鎖定梁埋件調(diào)整合格后，將埋件與其背面的一期混凝土中的預(yù)埋鋼板用錨鉤進(jìn)行焊接加固。按照上述相關(guān)要求進(jìn)行加固焊接。

3.4 埋件澆筑及打磨清理復(fù)測(cè)

進(jìn)水口檢修事故閘門埋件加固好后進(jìn)行驗(yàn)收，然后在7天內(nèi)澆筑二期混凝土，如果超過7天沒有澆注二期混凝土，對(duì)已驗(yàn)收的埋件應(yīng)重新復(fù)測(cè)。模板拉條不得焊在埋件工作面和加固筋上。埋件二期混凝土拆模后，對(duì)所有的工作面（如主軌工作面、水封座不銹鋼表面等）進(jìn)行清理，清除水泥砂漿或雜物。

埋件所有工作面上的連接焊縫，在安裝工作完畢、二期混凝土回填后，進(jìn)行打磨，其表面粗糙度與焊接構(gòu)件維持一致。對(duì)接接頭的錯(cuò)位均應(yīng)進(jìn)行緩坡處理，過流面及工作面的焊疤和焊縫余高鏟平磨光，凹坑應(yīng)補(bǔ)焊平并磨光。

對(duì)埋件進(jìn)行整體復(fù)測(cè)，同時(shí)，檢查混凝土面尺寸，清除遺留的鋼筋和雜物，并鏟除門槽范圍內(nèi)影響閘門安全運(yùn)行的外露物。安裝好的埋件，除了主軌道的軌面、水封座的不銹鋼表面外，其余外露表面均應(yīng)按有關(guān)施工圖樣和技術(shù)文件的規(guī)定進(jìn)行整體防腐處理。

4 埋件安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

進(jìn)水口檢修、事故閘門埋件安裝的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 閘門門槽安裝允許偏差（mm）

5 埋件安裝的工序選擇

水電站閘門槽混凝土常規(guī)施工方法分為兩期施工，先澆筑閘門槽一期混凝土，在門槽埋件部位預(yù)留二期混凝土結(jié)構(gòu)，埋設(shè)一期插筋。錯(cuò)開一定高差后，開始自下而上搭設(shè)施工排架，再將一、二期混凝土結(jié)合面人工鑿毛，進(jìn)行門槽埋件安裝、加固、調(diào)校、驗(yàn)收，最后立模澆筑二期混凝土，期間土建和金結(jié)專業(yè)來回移交工作面，施工干擾大，工序繁多，成本較高，過程中需搭設(shè)操作排架輔助施工，存在上下交叉作業(yè)，安全風(fēng)險(xiǎn)較高。

為實(shí)現(xiàn)老撾南屯1水電站2021年7月低水頭發(fā)電及雨季防洪度汛目標(biāo)，達(dá)到進(jìn)水口閘門土建及金屬結(jié)構(gòu)快速施工，達(dá)到節(jié)省工期的目的，南屯水電站進(jìn)水口混凝土施工按照分區(qū)分塊施工，整個(gè)進(jìn)水口分為5區(qū)，在檢修事故閘門區(qū)域施工到EL251.5m高程時(shí)，土建在其他區(qū)塊進(jìn)行施工，金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行埋件施工。因此，老撾南屯1水電站進(jìn)水口檢修事故閘門施工工序選擇為進(jìn)水口門槽底檻安裝→底檻混凝土回填→下段門軌及鎖錠座調(diào)整加固（至EL251.5m）→下段門軌及鎖錠座二期混凝土回填→上段門軌調(diào)整加固（至EL251.5m-EL297.7m）→上段門軌二期混凝土回填。該工序具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）安全風(fēng)險(xiǎn)降低。利用土建現(xiàn)有的的施工平臺(tái)，為埋件安裝提供了安裝、檢測(cè)平臺(tái)及施工通道，門槽埋件安裝施工現(xiàn)場(chǎng)無無交叉作業(yè)存在，施工人員無爬門槽的施工安全隱患，施工安全大幅度提高。

（2）節(jié)省工期。門槽埋件分段安裝施工工藝與傳統(tǒng)施工方法比較，埋件安裝與混凝土備倉同步實(shí)施，基本不占門槽施工直線工期，進(jìn)水口檢修事故閘門埋件施工工期縮短約15d，為整個(gè)項(xiàng)目按期投產(chǎn)發(fā)電、安全度汛、按期過流及后續(xù)施工發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

6 結(jié)語

水電站金屬結(jié)構(gòu)埋件安裝與土建工程的施工配合，是行業(yè)內(nèi)關(guān)注的重點(diǎn)。為了保證工期，金屬結(jié)構(gòu)埋件施工和土建混凝土的施工關(guān)系到后續(xù)機(jī)電的安裝作業(yè)及發(fā)電工期，因而需引起足夠重視。作為土建施工中一道十分重要的施工工序，埋件的安裝，在強(qiáng)調(diào)施工質(zhì)量的同時(shí)，更應(yīng)該注重土建與安裝的配合度。本文以進(jìn)水口檢修事故閘門埋件施工技術(shù)為研究對(duì)象，對(duì)閘門埋件安裝施工技術(shù)進(jìn)行探討和闡述，該施工技術(shù)在老撾南屯1水電站工程建設(shè)中成功應(yīng)用，解決了閘門埋件安裝與混凝土澆筑的施工干擾，實(shí)現(xiàn)了快速施工，是進(jìn)水口閘門埋件安裝技術(shù)的一次技術(shù)創(chuàng)新，值得類似工程借鑒和參考。