劉 武,彭翰林，閣亮成，劉 剛

（1.中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司，443000，宜昌；2.廣西大藤峽水利樞紐開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，530200，南寧）

人字門(mén)是船閘通航建筑物核心設(shè)備之一，其安裝質(zhì)量是影響船閘通航效率及安全可靠性的關(guān)鍵因素之一。大藤峽船閘上、下閘首各設(shè)一道人字門(mén)，各2扇。上閘首每扇人字門(mén)門(mén)體尺寸為24.5 m×20.2 m×2.9 m，自重約490 t，分六節(jié)制造后運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接成整體；下閘首每扇人字門(mén)門(mén)體尺寸為47.5 m×20.2 m×3.2 m，自重約1300 t，分十二節(jié)制造后運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接成整體。上閘首人字門(mén)采用2×2000 kN液壓直聯(lián)式啟閉機(jī)操作，下閘首人字門(mén)采用2×3200 kN液壓直聯(lián)式啟閉機(jī)操作。大藤峽下閘首人字門(mén)是目前世界上規(guī)模最大、安裝技術(shù)難度最高的人字門(mén)。

人字門(mén)由門(mén)體及背拉桿、鋼護(hù)舷、支墊塊、底止水、導(dǎo)輪導(dǎo)卡、限位裝置、工作橋等附件組成，人字門(mén)安裝工程包括將門(mén)體的各分節(jié)及其附件現(xiàn)場(chǎng)焊接組裝完成，以及門(mén)體的調(diào)整，需保證門(mén)體頂樞與底樞中心的垂直度及門(mén)體剛度、運(yùn)行平穩(wěn)、止水效果。為了提高人字門(mén)門(mén)體安裝效率、保證安裝精度，從二次運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)吊裝、焊接、頂?shù)讟邪惭b、背拉桿安裝以及支枕墊塊安裝到最終的調(diào)試，所有的技術(shù)要點(diǎn)及難點(diǎn)必須有嚴(yán)格且科學(xué)的施工技術(shù)準(zhǔn)備，安裝后才能保證門(mén)體的運(yùn)行質(zhì)量。

一、人字門(mén)安裝技術(shù)要點(diǎn)

1.人字門(mén)底樞安裝精度控制

人字門(mén)底樞不僅是人字門(mén)重量的支撐點(diǎn)，還是人字門(mén)回轉(zhuǎn)軸線的控制點(diǎn)，其安裝精度要求控制在2 mm以內(nèi)，而且底座二期混凝土澆筑后，底樞“蘑菇頭”將無(wú)法重新調(diào)整。因此如何在左右側(cè)超34 m、上下端超50 m的大跨度范圍內(nèi)將其精準(zhǔn)定位是巨型人字門(mén)安裝的重難點(diǎn)之一。

2.人字門(mén)門(mén)葉焊接變形控制

國(guó)內(nèi)巨型人字門(mén)多采用分節(jié)制造，臥運(yùn)至安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行翻身立拼。因人字門(mén)門(mén)葉分節(jié)尺寸與噸位都很大，安裝部位空間又十分狹窄，現(xiàn)場(chǎng)立拼吊裝就位難度高，節(jié)間焊縫間隙大小不一，錯(cuò)邊量也參差不齊，拼裝質(zhì)量不易控制，導(dǎo)致門(mén)葉焊接變形控制難度大，返工多，工期耽誤嚴(yán)重。如何保障門(mén)體拼裝質(zhì)量并實(shí)現(xiàn)門(mén)體底部可調(diào)節(jié)支撐也是關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)。

3.人字門(mén)頂樞安裝質(zhì)量控制

人字門(mén)頂樞結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其功能主要是控制門(mén)體回轉(zhuǎn)軸線的垂直度和承擔(dān)人字門(mén)自重力矩引起的水平分力。下閘首人字門(mén)高達(dá)47.5 m，頂、底樞同軸度要控制在2 mm以內(nèi)，同時(shí)還要保證掛載1300 t重量后其頂樞不發(fā)生位移。安裝精度控制及其預(yù)應(yīng)力錨桿施工是影響頂樞安裝以及人字門(mén)運(yùn)行質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。

4.人字門(mén)背拉桿預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

人字門(mén)設(shè)有3層背拉桿，每一層、每一組背拉桿預(yù)應(yīng)力施工都有其潛在的規(guī)律和一定的不確定性，如何在保證形位尺寸滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)使背拉桿預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，是人字門(mén)背拉桿預(yù)應(yīng)力施工的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，也是影響人字門(mén)安裝調(diào)試工期的不確定因素。

5.人字門(mén)支枕墊塊安裝質(zhì)量控制

由于門(mén)體安裝焊接后及背拉桿預(yù)應(yīng)力調(diào)整后，斜接柱和門(mén)軸柱直線度偏差的方向具有不確定性，因此支枕墊塊制造時(shí)沒(méi)有與門(mén)體進(jìn)行配鉆，需要在安裝時(shí)進(jìn)行實(shí)際配鉆，而人字門(mén)門(mén)體較高，作業(yè)空間狹小，如何在該情況下保證墊塊的配鉆精度是難點(diǎn)之一。

人字門(mén)支枕、墊塊不僅承擔(dān)了兩側(cè)門(mén)軸柱、中間斜接柱止水功能，還負(fù)責(zé)將閘門(mén)所擋水體壓力傳導(dǎo)至門(mén)體與兩側(cè)閘墻上，支枕墊塊安裝調(diào)整后，如何保證其與門(mén)體間預(yù)留間隙的環(huán)氧填筑密實(shí)，也是影響安裝質(zhì)量的關(guān)鍵。

二、人字門(mén)支枕墊塊安裝工藝流程

人字門(mén)支枕墊塊安裝工藝流程：施工準(zhǔn)備→拼裝支承搭設(shè)→門(mén)葉吊裝、調(diào)整加固→頂樞安裝、工地鏜孔→門(mén)體附件安裝→門(mén)體調(diào)整、背拉桿應(yīng)力調(diào)試→門(mén)體頂、底中心調(diào)節(jié)→支、枕墊塊安裝間隙調(diào)整→環(huán)氧灌注。大藤峽船閘人字門(mén)采用立拼的方式，其安裝流程如圖1所示（虛線部分根據(jù)門(mén)體節(jié)數(shù)重復(fù)進(jìn)行）。

三、人字門(mén)安裝技術(shù)創(chuàng)新

1.創(chuàng)新采用“六點(diǎn)七線”測(cè)量技術(shù)

人字門(mén)及埋件的整個(gè)安裝控制網(wǎng)點(diǎn)包括“六點(diǎn)七線”，其中“六點(diǎn)”為左右門(mén)頂、底樞旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)，左右門(mén)頂、底支撐中心點(diǎn)，左右門(mén)合力線與閘室中心線交點(diǎn)，左右門(mén)門(mén)軸線與閘室中心線交點(diǎn)；“七線”為頂、底樞旋轉(zhuǎn)中心垂線，頂、底支撐中心垂線，左右旋轉(zhuǎn)中心連線，左右支撐中心連線，閘室中心線。需要將這些點(diǎn)線一次性全部放出，互相之間反復(fù)校對(duì)，在安裝過(guò)程中再隨時(shí)復(fù)測(cè)，以保障人字門(mén)底樞及門(mén)體安裝精度。

2.創(chuàng)新采用組合式液壓千斤頂、鋼結(jié)構(gòu)保頂技術(shù)，并隨時(shí)調(diào)整以抵消底主梁支撐結(jié)構(gòu)形變

組合式液壓千斤頂、鋼結(jié)構(gòu)保頂技術(shù)與傳統(tǒng)的人字門(mén)安裝底部支撐結(jié)構(gòu)有顯著差異，功能更全面可靠。該結(jié)構(gòu)由四部分組成：與門(mén)體支撐點(diǎn)接觸的支撐梁、與底板承壓面接觸的支墩、布置在支墩與支撐梁之間的液壓千斤頂及保護(hù)楔塊。無(wú)需調(diào)節(jié)門(mén)體底主梁水平時(shí)，采用楔塊支撐受力；需要調(diào)節(jié)底主梁水平時(shí)，則將液壓千斤頂開(kāi)啟向上施力，將人字門(mén)重量從楔塊上卸除，打松楔塊，將人字門(mén)底主梁水平調(diào)整至合適高度后再重新鎖緊楔塊，最后卸除液壓千斤頂載荷，將人字門(mén)重量承載在楔塊上，以保證一年安裝期內(nèi)人字門(mén)的穩(wěn)定及安全。

3.創(chuàng)新采用掛架平臺(tái)配合組合式轉(zhuǎn)梯

以往大型人字門(mén)現(xiàn)場(chǎng)立拼，需要在拼裝部位圍繞人字外緣搭設(shè)滿堂排架，并隨著立拼高度的增加而不斷提升施工排架的高度，該方法存在以下弊端：施工排架搭設(shè)及拆除難度大、工期長(zhǎng)，嚴(yán)重影響拼裝效率；施工排架搭設(shè)的施工平臺(tái)與人字門(mén)節(jié)間分縫高度難以匹配，導(dǎo)致拼裝及焊接施工不方便，效率低；施工排架內(nèi)搭設(shè)的爬梯交通困難，不利于焊接人員及耗材的垂直上下。

為此，工程采用組合式轉(zhuǎn)梯與掛架平臺(tái)結(jié)合的模式，保證施工平臺(tái)與人字門(mén)節(jié)間分縫始終保持在一個(gè)便于拼裝及焊接的高度，即施工平臺(tái)布置在每節(jié)門(mén)葉上分縫下方的400～700 mm處，同時(shí)在人字門(mén)斜接柱一側(cè)安裝一套組合式轉(zhuǎn)梯，使施工平臺(tái)與組合式交通轉(zhuǎn)梯連接，既可提高垂直交通的效率，也可解決搭設(shè)施工排架效率低的問(wèn)題。同時(shí)，為解決雨季施工的不利影響，在人字門(mén)頂部安裝了一套活動(dòng)的防雨、防風(fēng)頂蓋，有效提高雨季施工效率和焊接質(zhì)量。

4.創(chuàng)新采用框架工裝及定制預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備

人字門(mén)頂樞錨桿布置設(shè)置A/B兩組拉架，每組6根錨桿，其中前端2根，后端4根，同組之間錨桿位置差須控制在1 mm以內(nèi)；安裝時(shí)該框架將同組錨桿連成整體，便于吊裝及調(diào)整；定制預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備實(shí)現(xiàn)同組錨桿前后端同步張拉，保障預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量及效率。

5.創(chuàng)新采用定制背拉桿張拉工裝

相較傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)螺母的方式，該技術(shù)既保障背拉桿張拉效率及效果，同時(shí)也保護(hù)背拉桿調(diào)整螺桿不受破壞。在背拉桿預(yù)應(yīng)力施工中，應(yīng)在門(mén)葉扭曲和下垂?jié)M足規(guī)范要求的情況下，保證背拉桿預(yù)應(yīng)力值不低于設(shè)計(jì)值的下限。堅(jiān)持“先上后下、先主后副、先內(nèi)后外” 的施力原則，即加力次序?yàn)樯蠈又鞅忱瓧U、上層副背拉桿、中層主背拉桿、中層副背拉桿、下層主背拉桿、下層副背拉桿。每組主（副）背拉桿按先加中間桿、再加兩邊桿的次序進(jìn)行，每根背拉桿施力時(shí)相互之間應(yīng)力值不允許大于10 MPa。

6.創(chuàng)新墊塊與門(mén)體的配鉆技術(shù)

大藤峽船閘人字門(mén)支、枕墊塊須配鉆的螺栓孔數(shù)量多，高空作業(yè)施工精度控制難度大，為保證門(mén)體支枕、墊塊安裝精度，采取如下措施：①制造特殊工裝，將墊塊全部吊裝上門(mén)體，采用該工裝進(jìn)行固定，配合墊塊背面頂緊螺桿以及兩側(cè)頂緊螺桿進(jìn)行墊塊調(diào)節(jié)；②墊塊在門(mén)體上安裝調(diào)整合格后，利用定制過(guò)沖通過(guò)端板的螺栓孔，沖好標(biāo)識(shí)；③將墊塊從門(mén)體上拆下，轉(zhuǎn)運(yùn)至拼裝平臺(tái)進(jìn)行鉆孔攻絲，方便、精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)支枕墊塊現(xiàn)場(chǎng)拓孔。

7.創(chuàng)新設(shè)計(jì)門(mén)體支枕墊塊環(huán)氧砂漿填筑設(shè)備，改進(jìn)環(huán)氧砂漿填筑技術(shù)

環(huán)氧灌注在門(mén)葉處于全關(guān)位，支枕墊塊、門(mén)軸柱支墊塊安裝調(diào)節(jié)合格后進(jìn)行。環(huán)氧灌注方法為：將各條支枕墊塊每隔5 m取掉一顆頂緊螺栓，取掉之前設(shè)好定位標(biāo)記。使用速凝環(huán)氧填料將支枕墊塊與端板、枕座埋件的底部和兩側(cè)間隙密封后進(jìn)行灌注。灌注時(shí)采用低氣壓有壓澆注，將細(xì)管通到底部，隨著環(huán)氧墊層澆注增高，細(xì)管不斷提高。速凝環(huán)氧填料也要事先進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，要求抗壓強(qiáng)度和支枕墊塊填層的抗壓強(qiáng)度相同，密封后檢查。環(huán)氧墊層澆高到5 m左右時(shí)，將第一顆取掉的頂緊螺栓按設(shè)定的定位標(biāo)記恢復(fù)原位置，再在10、15、20……45、47.5 m取掉的螺栓位置，按上述方法灌澆填料，依次恢復(fù)取掉的頂緊螺栓并檢查、密封，再?gòu)拈T(mén)頂部墊塊位置澆注。

四、結(jié) 語(yǔ)

大藤峽船閘上下閘首4扇人字門(mén)的安裝與調(diào)試實(shí)踐，檢驗(yàn)了創(chuàng)新技術(shù)科學(xué)可靠，并通過(guò)上述技術(shù)要點(diǎn)的創(chuàng)新，將原計(jì)劃9個(gè)月的安裝工期縮減至4個(gè)月，同時(shí)取得人字門(mén)端板垂直度達(dá)到3.5 mm以內(nèi)、人字門(mén)徑向跳動(dòng)控制在1.0 mm以內(nèi)（低于三峽船閘的1.2 mm標(biāo)準(zhǔn)）、人字門(mén)鋼止水間隙控制在0.1 mm以內(nèi)等一系列的高質(zhì)量成果，為類(lèi)似規(guī)模的船閘人字門(mén)安裝提供了技術(shù)創(chuàng)新思路。