水利水電工程金屬結構制作安裝細節質量控制

遲曉平 彭小明

摘要：為了提高水利水電工程金屬結構制作安裝質量，從平面閘門底部邊梁與面板平面度控制、閘門自由狀態下透光檢查、雙向門機門形架拼裝、固定卷揚式啟閉機中心臨時調整、電氣設備試驗等5個方面對制作與安裝細節控制方法進行了研究。結果表明：在制作與安裝過程中注重細節質量控制，可以有效提高水利水電工程金屬結構安裝的質量，并延長金屬結構的使用壽命。研究成果可為相關制作與安裝單位提供參考。

關鍵詞：水利水電工程； 金屬結構； 制作安裝； 細節控制； 夾巖水利樞紐工程

中圖法分類號：TV547.1

文獻標志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2023.S2.007

文章編號：1006-0081（2023）S2-0024-03

0 引 言

水利水電工程金屬結構制作安裝的設備主要包括閘門（平板門、弧形閘門等）、攔污柵、壓力鋼管、液壓啟閉機、固定卷揚式啟閉機、移動式門機等，是擋水、泄水、引水建筑物的重要組成部分，其施工質量直接影響水利水電工程的安全運行。鋼板厚度、涂層厚度、焊縫內部質量等是金屬結構制作安裝實體質量檢測的重點［1］。

但是，對細節質量控制的不足，易導致水利水電金屬結構設備制作安裝質量在后期調試、運行時達不到相關要求，造成一定質量與安全隱患。

為了更好地把控水利水電金屬結構設備工程安全與質量，本文分析了水利水電金屬結構制作安裝過程中易忽視但又對工程質量或使用壽命影響較大的5個質量控制細節問題，有助于加強施工現場質量控制。

1 平面閘門底部邊梁與面板平面度控制

國內大多數設計院設計的平面閘門左右兩側邊梁腹板及翼緣板底緣比門葉面板高約5 mm。因邊梁腹板及翼緣板底緣是整個閘門在側底檻上的支撐，既要保證平面閘門工作時豎直、平穩地安放在底檻上，又要確保安裝在門葉面板下方的底水封有5 mm 左右的有效壓縮量以使閘門側止水、頂止水與止水座板貼合嚴實，達到最佳止水效果。如果平面閘門在制作過程中沒有按此尺寸嚴格控制，大于5 mm較多，則會導致底止水水封因壓縮量不足而造成封水不嚴，出現底水封漏水的現象；如果小于5 mm 較多，則會造成底水封因過度壓縮而造成平面閘門在豎直方向無法保證垂直度，使其朝來水方向傾斜，進而當蓄水初期的水壓無法使閘門側止水與止水座板貼合嚴密時，側水封及頂水封處均會出現漏水現象。

部分水利水電金屬結構項目的廠家因未注意此細節的質量控制，制作的平面閘門底部邊梁與門葉面板在調試漏光檢查過程中達不到相關規范要求，而需返工處理。對此，建議注意2個細節：① 保證邊梁下底緣與面板的垂直度，如不垂直，閘門安放到底檻上同樣會傾斜，使止水貼合面出現間隙；② 側底檻安裝精度應與工作段底檻一致，按規范要求保證2 mm的平面度，因部分施工人員認為側底檻不參與止水，此細節易被忽略。如上所述，邊梁底緣作為整個閘門的支撐安放在側底檻上，如側底檻平面度不滿足要求，閘門則會傾斜。

2 閘門自由狀態下透光檢查

根據NB/T 35045-2014《水電工程鋼閘門制造安裝及驗收規范》（以下簡稱“規范”）的要求，門槽不銹鋼止水座板及門葉水封平面度均要求不超過±2 mm，如果某一段的安裝偏差同時為負，則該段存在最大4 mm的間隙。閘門安裝完成后進行透光檢查是有效檢查閘門水封安裝質量的重要標準。規范第8.5.4條規定：閘門全部處于工作部位后，應用燈光或其他方法檢查橡膠水封的壓縮程度，不應有透亮或間隙。規范沒有明確規定透光檢查應在自由狀態還是模擬水壓狀態進行。大多數項目中，安裝單位技術人員都以此為由，用千斤頂或楔子板模擬水壓進行透光檢查驗收，閘門在后續的運行過程中止水效果較好［2］。但是在蓄水過程中，水壓未達到設計壓力前，易存在漏水的現象。建議盡可能在自由狀態下進行透光檢查，且不應存在局部過大的透光現象，以最大程度確保閘門的止水效果；尤其對于水電站的尾水檢修閘門，其透光檢查應在自由狀態下進行。

水壓止水的閘門設計的門槽主反軌凈距比水封與反向支撐寬度（及門葉厚度）大20 mm，以避免安裝偏差或水壓等造成閘門卡阻。進行透光檢查時，閘門整體朝來水方向傾斜，部分施工人員對其反向支撐進行加高處理，以應對透光檢查，但這與設計預留20 mm的目的相違背，易導致后續閘門調試及運行過程中發生卡阻等故障。

此外，引水發電取水口設計為液壓啟閉的快速閘門，有機架、拉桿、液壓桿，閘門拼裝、水封及附件安裝完成并驗收合格后，應預先用檢修門機（或汽車吊）進行入槽試驗及透光檢查，以便檢查不合格時可以快速提出閘門進行處理。如果將機架及液壓桿安裝完成、拉桿與閘門連接好后，待試槽時發現不合格再拆除，將花費數倍的時間返工。因此，此細節也應引起安裝單位及監理人員的高度重視，避免不必要的返工。

3 雙向門機門形架拼裝

水利工程雙向門機一般布置于大壩及引水發電洞取水進口，以便于進水口檢修閘門、快速閘門及液壓啟閉設備（如拉桿、液壓桿、機架等）的安裝和檢修，其實際也兼用于清污機工作平臺、進水口攔污柵檢修提升及臨時設備的吊運等工作。因安裝施工多為露天高空作業，且安裝場地門槽孔、攔污柵孔、進人孔、通氣孔等孔洞密集，為盡量減少高空作業、降低安全風險，按照制定的安裝方案，在地面盡量完成擴大單元組裝，即先組裝運行機構及下橫梁，再整體拼裝門腿及中橫梁，吊裝到下橫梁上后，進行螺栓連接并完成臨時加固，最后吊裝上部平臺并與門腿焊接，完成門機框架組裝。門機安裝過程中應重視以下3個細節。

（1） 控制門腿與中橫梁的組裝變形。門機上下游側門腿與中橫梁在地面用連接板、高強螺栓連接，拼裝完成后成“H”形進行整體吊裝。為減少“H”形門腿變形，組裝過程中應注意：① 連接板螺栓孔應采用橄欖銷進行精確定位，從中間向四周進行施擰，施擰過程中對“H”形門腿上、下開襠尺寸及扭曲進行監測，施擰合格后，應在吊裝前對“H”形門腿進行最終檢查；② 過程中，不得通過機械強制拉伸、強行砸螺桿穿入、擴孔等方式進行螺栓施擰；③ “H”形門腿現場組裝需搭設平臺，離地面預留緊固高強螺栓的操作空間，平臺水平度盡量控制在2 mm內，以控制門腿扭曲，螺栓緊固過程中對“H”形門腿門上、下開襠尺寸及扭曲進行監測，發現尺寸不符合要求應返工處理。

（2） 力矩扳手緊固高強螺栓。規范第4.9.4條及4.9.5條明確規定：高強螺栓連接范圍內，構件接觸面的抗滑移系數應按規定進行試驗和復驗；高強螺栓安裝時，應使用力矩扳手，分別進行初擰和終擰。然而，實際施工過程中往往會忽略這兩個細節。這兩個細節有較強的關聯性，抗滑移系數不作測試，相應的高強螺栓擰緊力矩也無法計算。即使廠家、設計或規范給定擰緊力矩，現場作業人員如果不按規范規定的程序用力矩扳手進行初擰、終擰，而是采用榔頭敲擊的方式擰緊，安裝完成后，短期內從表面看，門機質量安全未受影響，但從長遠來看，可能出現如下問題：① 若擰緊力矩小于規范或設計給定值，連接板的摩擦力、抗剪力達不到規范要求，門機存在安全隱患；② 若擰緊力矩大于規范或設計給定值，螺栓則會提前疲勞，影響門機使用壽命。

（3） 上部平臺與門腿組合焊縫探傷。根據規范第4.7.3條，門腿與上部平臺連接的組合縫焊縫為二類焊縫，應按規范要求進行焊縫內部質量檢測。門機現場安裝焊縫僅此部位為二類焊縫，其余均為三類焊縫。該部位是門機上部平臺、小車及所有吊裝設備重量傳遞給門腿及軌道的重要位置，承受重力及剪切力，焊縫又是受力的薄弱環節，如果此位置焊縫質量不合格，將影響門機的安全運行。因此，這個部位焊縫內部質量檢測需引起安裝單位的高度重視。

4 固定卷揚式啟閉機中心臨時調整

為方便閘門安裝時進行吊裝，固定卷揚式啟閉機安裝方案一般均按照先啟閉機后閘門的順序進行。因卷筒、鋼絲繩、動滑輪以及閘門中心線存在累計誤差，小型啟閉機臨時固定，需后續根據閘門對門槽的實際位置調整啟閉機安裝位置。但是，分體運輸、現場組裝的大型啟閉機質量重、體積大，如組裝完成后再進行調整，難度較大。通常在運輸吊裝完成后，一并調整中心至合格后進行焊接固定。建議通過機架下方墊實心滾筒、并在四周焊接擋塊方式對這類大型啟閉機進行臨時固定，以便后續根據閘門對門槽中心進行調整。

5 電氣設備試驗

規范第5.3.2條規定：接電試驗前應檢查全部接線并符合圖樣規定，線路的絕緣電阻應大于0.5 MΩ，電動機三相電流不平衡度不超過10%。

這兩項試驗較簡單，用萬用表測量即可，但金屬結構安裝施工人員往往容易忽視此簡單操作，如果因此導致電機或線路出現短路，通電后會引發電機等設備爆炸的嚴重后果。

6 結 語

按規范進行水利工程金屬結構制作安裝工程的施工是工程安全運行的基本保證，如沒有重視施工細節，輕則返工，重則導致閘門漏水或影響結構使用壽命。因此，加強水利水電工程金屬結構制作及安裝工程細節控制，與主控項目質量控制具有同等重要的作用和意義。

參考文獻：

［1］ 羅婧，陳麗莉.對水利工程的施工質量檢測重點的研究［J］.江西建材，2015（24）：172，177.

［2］ 袁博，姚磊.水利工程中平面鋼閘門制造質量的檢測方法［J］.工業C，2015（48）：109.