王海軍，張建軍

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川彭山 620860)

1 工程概況

彭水水電站通航建筑物規(guī)模為500t級，位于樞紐左岸，線路總長1188.6m，主要由上游引航道、船閘、中間渠道、中間渠道渡槽、垂直升船機(jī)、下游引航道組成。其500t級升船機(jī)為全平衡干式鋼絲繩卷揚垂直升船機(jī)。升船機(jī)下閘首工作大門為帶臥倒小門的下沉式平板門，是升船機(jī)下游的擋水設(shè)備，布置在升船機(jī)下閘首的上游端，過船時船廂通過其與下游水域?qū)?，?×4000kN固定卷揚機(jī)啟閉，可適應(yīng)下游15.6m的通航水位變化。

2 設(shè)備結(jié)構(gòu)型式及主要特點

下閘首工作大門外形尺寸為20.4m×23.4m×3.5m，總重372.985t，最大工作水頭19.9m。工作大門由U形門體結(jié)構(gòu)、臥倒小門、液壓啟閉機(jī)、正向支承、反向支承、鎖定機(jī)構(gòu)、止水裝置、液壓系統(tǒng)、電氣設(shè)備等組成。其液壓系統(tǒng)布置于U形門體密封艙內(nèi)，操控臥倒小門和鎖定裝置動作。為適應(yīng)下游水位的15.6m變幅，門槽設(shè)置了高15.1m的不銹鋼大面作為底止水，其外形尺寸為15.1m×13.2m×0.337m(見圖1)。

圖1 彭水升船機(jī)下閘首工作大門結(jié)構(gòu)簡圖

3 重大件運輸及吊裝選擇

3.1 重大件的運輸方案

由于受施工場地及運輸?shù)缆返南拗疲约肮ぷ鞔箝T自身特點，工作大門超大超重分段無法直接通過陸路運輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行拼裝焊接，而且拼焊后的門體結(jié)構(gòu)重量達(dá)300t(見下表)，大型吊裝設(shè)備無法采用。因此門葉分段只能采用船舶運輸至吊裝位置。

彭水升船機(jī)下閘首工作門分段結(jié)構(gòu)特點表

3.2 重大件的吊裝方案

升船機(jī)下閘首航道寬度為12m，船和門葉都只能順?biāo)鞣较蜻M(jìn)入閘室，為減少門葉在吊裝就位時的困難，裝船時采用重件碼頭吊車將門葉翻身，立放于船上，然后進(jìn)行封船，運輸至門槽孔口。然后利用其固定式卷揚啟閉機(jī)下設(shè)置的一個平衡吊梁 (見圖2)，用平衡梁配合2×400t固卷進(jìn)行工作門分段的吊裝。

圖2 彭水升船機(jī)下閘首工作大門門葉吊裝示意圖

4 設(shè)備安裝難點和質(zhì)量控制

4.1 埋件安裝方法及變形控制

4.1.1 底止水不銹鋼面的安裝

吊裝前，在底止水埋件底部均勻設(shè)置4個支撐架，支撐架表面用鋼板制作，使埋件可以在上面移動。安裝時，先用千斤頂調(diào)整埋件中心，使其與測放的孔口中心重合;再用3根鋼琴線分別將埋件底部、中部和頂部左右的門槽中心連接，調(diào)整埋件在門槽上下游方向的偏差和直線度;然后，再根據(jù)門槽中心線，在埋件左右兩側(cè)及中間部位掛上多個線錘，用拉緊器、千斤頂?shù)裙て骶哒{(diào)整垂直度，初調(diào)完畢后進(jìn)行定位焊接。

4.1.2 鎖定埋件的安裝

吊裝就位后，通過頂部測放的控制點，掛線錘來調(diào)整控制各個鎖定架中心的偏差;鎖定架安裝加固完成后吊裝軌道就位，軌道應(yīng)根據(jù)測放的門槽中心和兩側(cè)的孔口中心通過掛線錘來進(jìn)行調(diào)整;軌道埋件中心點的高程用全站儀控制，角度采用做樣板的方法進(jìn)行安裝和檢測，即按照圖紙上軌道的水平角度做一個三角樣板，通過控制樣板表面的平面度來進(jìn)行埋件角度和高程的調(diào)整。

4.1.3 變形控制措施

主要部位的各項尺寸調(diào)整完畢后，利用懸掛的鋼琴線對埋件各局部的平面度逐項進(jìn)行調(diào)整和檢查，尺寸檢查合格后進(jìn)行加固焊接。焊接前先將所有調(diào)整螺桿和搭接板全部點焊在門槽及土建一期混凝土插筋上，然后先焊接錨鉤和預(yù)埋插筋間的焊縫，最后焊接錨鉤與門槽連接的焊縫。焊接時應(yīng)采用雙人 (多人)對稱焊接。焊接完成后進(jìn)行尺寸復(fù)測，當(dāng)偏差超標(biāo)時，利用加固的調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行處理和調(diào)整。驗收完成后，交土建進(jìn)行二期回填以前，采取在不銹鋼面上抹上黃油、貼塑料紙等措施對不銹鋼平面進(jìn)行保護(hù)。二期混凝土澆筑過程限制單倉澆筑高度，并進(jìn)行變形監(jiān)測。二期混凝土澆筑成型后，進(jìn)行混凝土澆筑后的復(fù)測。為減小不銹鋼焊縫的焊接變形，在二期回填完成后再進(jìn)行不銹鋼節(jié)間焊縫的焊接，焊接完成后進(jìn)行打磨，對局部咬邊和未焊滿的缺陷應(yīng)補(bǔ)焊后再進(jìn)行打磨。

4.2 門體結(jié)構(gòu)立組及質(zhì)量控制

彭水升船機(jī)下閘首工作大門的組拼采用門槽內(nèi)立組，就是先將工作大門在門槽孔內(nèi)進(jìn)行組拼和焊接，通過其2×400t固定式卷揚啟閉機(jī)與大門連接，將工作大門提出門槽孔口，用其檢修鎖定裝置將大門鎖定在235.0m高程以上，然后再進(jìn)行門槽埋件的安裝，最后進(jìn)行閘門止水、支承輪等附件及液壓啟閉機(jī)設(shè)備安裝。

4.2.1 U形門體組裝

閘門采用在門井內(nèi)立組的方式進(jìn)行拼裝。拼裝前，先將門庫內(nèi)的雜物清除干凈，在門槽底部191.0m高程布置鋼支墩平臺，對其進(jìn)行加固和調(diào)平。用2×400t卷揚機(jī)啟閉機(jī)將第一節(jié)門葉吊入門井內(nèi)，放置在中間位置，使上、下游及兩側(cè)均有足夠空間進(jìn)行門葉的拼裝和焊接;用千斤頂、拉緊器等對門葉的上、下游和左、右傾斜度進(jìn)行調(diào)整，并用工字鋼、角鋼等將門葉焊接固定。吊裝第二節(jié)門葉，按節(jié)間定位塊對正下節(jié)門葉，并根據(jù)門葉中心線調(diào)整;在門葉兩側(cè)掛上鋼琴線及重錘，通過拉緊器和千斤頂?shù)裙て骶?，對上、下?jié)門葉的支承座板和水封座板的平面度、垂直度及中心線等進(jìn)行調(diào)整，同時，對兩節(jié)門葉的左、右傾斜度進(jìn)行調(diào)整，使其符合設(shè)計規(guī)范要求;完畢后用壓縫器調(diào)整門葉面板及翼緣板的錯牙和間隙等，并用拉板進(jìn)行加固焊接定位，防止門葉發(fā)生相對位移。閘門拼裝符合各項技術(shù)要求后進(jìn)行點焊定位，焊點厚度不應(yīng)超于正式焊縫的1/2，一般厚為4～6mm、長30～60mm。第一、二節(jié)門葉加固焊接完成后吊裝第三節(jié)門葉進(jìn)行組拼，第三節(jié)門葉的組拼應(yīng)以臥倒門鉸支座及兩側(cè)大門鎖定裝置中心為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。

4.2.2 組合縫焊接工藝及質(zhì)量控制

下閘首工作大門U形門體現(xiàn)場焊接焊縫中，主梁、邊梁的腹板及翼緣板的對接焊縫均為Ⅰ類焊縫，焊后進(jìn)行超聲波探傷，長度不少于50%;面板的對接焊縫，主梁、邊梁的翼緣板與腹板的組合焊縫及角焊縫，主梁、邊梁與門葉面板的角焊縫均為Ⅱ類焊縫，焊后超聲波探傷長度不少于30%。

為保證焊縫焊接質(zhì)量，同時也必須保證焊縫焊接后門體不能產(chǎn)生變形，焊條經(jīng)加溫、保溫后方能使用;對于組合縫間隙超標(biāo)的位置，先進(jìn)行堆焊、打磨處理;對于組合縫間隙過小的位置，進(jìn)行打磨坡口或刨縫。焊縫封底采用E5015φ3.2焊條，電流控制在90～100A，層間焊接采用E5015φ4焊條，電流控制在140～160A。

閘門焊接順序:左右邊梁腹板對接縫→門葉中間隔板平角縫→后翼緣對接縫→面板對接焊。

4.3 啟閉機(jī)安裝和調(diào)試

工作大門共布置液壓泵站2套，對2套臥倒門啟閉機(jī)、2套大門鎖定油缸和2套臥倒門鎖定進(jìn)行控制，泵站及電氣設(shè)備布置于工作大門密封艙內(nèi)。啟閉機(jī)安裝完成，經(jīng)試驗和檢查，啟閉機(jī)各項試驗滿足設(shè)計要求，各機(jī)構(gòu)運行正常后，進(jìn)行大門密封艙的封堵和焊接。

4.4 下閘首現(xiàn)地控制站安裝調(diào)試

下閘首現(xiàn)地控制站布置在升船機(jī)下閘首現(xiàn)地啟閉機(jī)房內(nèi)，由下閘首控制柜［(=SCJ+08+K1)］、下閘首主回路柜［(=SCJ+08+P1)］、下閘首臥倒門控制柜［(=SCJ+09+K1)］、下閘首臥倒門主回路柜［(=SCJ+09+P1)］組成，臥倒門控制端子箱布置于下閘首工作大門密封艙內(nèi)，主要實現(xiàn)下閘首工作門、臥倒門、大門及臥倒門鎖定的啟閉控制。

4.5 工作門及其啟閉機(jī)聯(lián)合調(diào)試

大門、液壓系統(tǒng)及電氣設(shè)備各部分安裝調(diào)試合格后進(jìn)行設(shè)備聯(lián)合調(diào)試。下閘首工作門及其啟閉聯(lián)合調(diào)試分為閘門無水及閘門有水兩種工況。無水調(diào)試主要包括無水條件下臥倒門及其啟閉機(jī)空載調(diào)試，工作大門及臥倒小門止水狀態(tài)檢查，臥倒門鎖定裝置、大門鎖定裝置動作調(diào)試，無水條件下大門靜平衡試驗，工作大門及其固定卷揚式啟閉機(jī)聯(lián)合運行調(diào)試。有水調(diào)試主要檢查大門及其啟閉機(jī)系統(tǒng)的運行情況并進(jìn)行止水效果檢驗。

5 結(jié) 語

a.彭水水電站升船機(jī)下閘首工作大門為帶臥倒小門的下沉式平板門，是升船機(jī)下游的擋水設(shè)備，過船時船廂通過其與下游水域?qū)?，?×4000kN固定卷揚機(jī)啟閉，可適應(yīng)下游15.6m的通航水位變化。這種獨特的設(shè)計形式大大增加了此類設(shè)備的安裝難度，本文內(nèi)容可為類似設(shè)備安裝提供一定的參考。

b.采用已安裝的工作大門永久啟閉設(shè)備和平衡吊梁裝置進(jìn)行閘門超大超重單元吊裝方案，不僅解決了現(xiàn)場施工條件制約和大型吊裝設(shè)備吊裝風(fēng)險等難題，而且節(jié)約了成本、優(yōu)化了工期。

c.本文詳細(xì)介紹了超大型閘門門槽立組和超大面積不銹鋼止水安裝方法，可為此類設(shè)備安裝提供一定的經(jīng)驗。