摘要：大华桥水电站溢流表孔弧形闸门为双主横梁斜支臂弧形闸门，闸门安装具有外形尺寸大、拼装空间狭窄、吊装空间小、施工技术难度高和质量控制难度大等特点。安装过程中通过调整大件吊装方案及优化安装工艺措施，有效的规避了拼装空间小、吊装时间长等问题，降低了焊接技术难度，在保证焊接拼装质量的同时缩短了整体安装工期，使得大华桥水电站5扇溢流表孔闸门提前具备防洪度汛条件。
关键词：大华桥水电站；溢流表孔；弧形闸门；质量控制
1.工程概述
大华桥水电站位于云南省怒江州兰坪县兔峨乡境内的澜沧江干流上，采用堤坝式开发，是澜沧江上游河段规划的八座梯级电站中的第六级。大坝为碾压混凝土重力坝，坝轴线直线布置，坝顶高程1481m，最低建基面高程1378m，最大坝高103m，坝顶长度231.5m，坝顶宽度17.5m。泄洪消能建筑物由5个溢流表孔、1个泄洪底孔联合泄洪。5个表孔堰顶高程1460m，孔口尺寸为13.5×17m（宽×高），表孔闸墩厚度4m，5个表孔共布置5扇弧形工作闸门和1扇平面滑动检修闸门。
2.表孔弧门结构特点
表孔工作闸门是双主横梁斜支臂弧形闸门，采用2×2500kN液压启闭机作为闸门启闭设备，每扇闸门总重209.342t。闸门由支铰、上下支臂、斜撑杆（花架）、止水装置、侧轮等部件组成。闸门组成构件中属第1节、第4节最重，分别为25.6t和22.1t，支臂在制造厂完成整体预拼后解体发运至工地；安装时，支臂与支铰、门叶采用螺栓连接，上、下支臂间斜支撑、竖支撑均为现场焊接，支臂由支腿结构和半支臂在金结加工厂按弧门曲率半径尺寸提前进行拼装焊接后，再进行整体吊装。弧形闸门主要特性参数见表1。
表1 溢流表孔弧形闸门主要技术参数
3.关键工序质量控制
3.1支铰安装
由于铰座预埋螺杆是埋入二期混凝土中，为便于控制支铰轴的同轴度，现场制作了专用模具进行定位。模具形式为箱型结构，与支铰钢梁形似，在金结加工厂制作，根据单个支铰座螺栓各相对尺寸开孔，孔径偏差控制在2～4mm。同时为了减小支铰变形量，在支铰安装完成后对每一闸墩主锚索与次锚索及主锚索之间、次锚索之间采用2套张拉锚具对同一表孔闸墩进行“分级依次张拉工艺”，以保证张拉精度偏差要求控制在1mm以内。
3.1.1主要工序流程
支铰安装流程：测放控制点→埋件清点、检查→支铰模具制作→支铰模具及螺栓预装→支铰安装→调整加固→检查验收→二期混凝土浇筑→清理、复测→锚索张拉→二次复测。
3.1.2质量控制措施
（1）首先进行支铰座预埋螺栓安装，支铰预埋螺栓旋入模具前根据模具上螺栓孔的位置划分中心线，再根据支铰中心的里程、高程和到底槛中心的距离推算出每一组螺栓的高程和对孔口中心的距离，然后通过测量仪器对模具中心进行调整，最后进行模具加固。根据模具定位的螺栓孔依次调整单根螺栓，控制好各螺栓间的相对尺寸，调整完成后按照对称施焊的原则进行加固，防止螺栓加固时变形。在施焊过程中，加强焊接变形监控，并且根据监测结果及时调整焊接工艺和顺序，确保焊接加固后支铰埋件安装精度满足标准要求，检查完成后拆除模具。
（2）支铰吊装前对固定铰与活动铰进行临时加固，整体吊装就位后根据预埋螺栓安装时的返点对支铰中心进行微调，保证四点一线，同时控制好支铰中心的绝对位置，调整完成后进行螺栓紧固。支铰安装工作结束，经检查验收合格后再进行支铰承压梁的二期混凝土浇筑。当二期混凝土的强度达到承重要求，复测左右支铰轴同心度符合规范要求。
（3）支铰二期混凝土达到龄期后，为了尽量减小锚索张拉造成的支铰变形，现场采用分级依次张拉工艺”对同一表孔两闸墩锚索进行张拉，张拉精度偏差控制在1mm以内，张拉完成后对支铰同心度进行二次复测，满足设计及规范要求。
3.1.3质量控制成果
通过优化后的安装工艺，表孔弧形闸门支铰安装精度得到有效保证，具体验收数据详见表2。
表2 表孔弧形闸门铰座安装验收记录
3.2支臂安装
3.2.1根据支臂的结构形式确定的施工方案
弧门支臂由支腿结构、上支臂、下支臂及连接支撑杆件等组成。支腿结构后端与活动支铰采用螺栓连接的形式，支腿结构前端与上、下支臂采用焊接形式连接，上、下支臂通过斜、竖撑采用焊接形式连接，上、下支臂分别与第1节和第4节的两个主梁进行螺栓连接。根据该支臂的结构特点，考虑到在高空将支腿结构及上、下支臂进行拼装焊接存在较大的安全风险且精度难以保证。现场决定根据弧门内缘曲率半径先将下支臂与支腿结构拼装焊接后，再进行整体吊装。
3.2.2质量控制措施
（1）因支臂往下悬臂太长，自身重量又重，在下支臂下方设一支臂支架，用已支撑稳定下支臂，便于与门叶主梁连接时调节支臂的安装高度。
（2）根据弧门内缘曲率半径将下支臂与支腿结构拼装焊接为一体，并对焊缝进行超声波检测。
（3）将铰轴孔内的虚渣、油垢进行彻底清理，并在铰轴孔内涂抹黄油，以便在高空安穿铰轴时节约时间，提高安装效率。
（4）支臂安装时，采用30t缆机将下支臂套件吊离地面约500mm，配以两个个葫芦调整支臂安装角度。角度调整好后，将支臂套件吊至与固定支铰连接的安装位置进行组装，通过支铰底部搭设的安装作业平台进行螺栓固定后打紧。
（5）支臂前端与门叶主梁采用螺栓连接，确定支臂长度后再进行门叶吊装，将第1节、第4节门叶调整至设计位置后，利用手拉葫芦及千斤顶将支臂调整至与门叶主梁螺栓孔相应的安装位置，后用螺栓连接为一体，紧固好连接螺栓。
3.2.3质量控制成果
采用后方进行支臂与支腿结构的焊接工艺不仅不占用闸门安装直线工期，还能有效缩短现场吊装时间，降低焊接技术难度，而且很好的控制了焊接质量。根据承包人和第三方检测单位对5扇溢流表孔弧形工作闸门支臂对接焊缝的探伤成果分析，一次检测合格率达到100%。具体检测数据详见表3。
3.3门叶安装
3.3.1门叶吊装方案优化
由于弧形工作闸门门叶跨距大，垂直起吊高度高，吊装过程中还需注意平稳对接，为此对吊装设备的选择提出了更高的要求。考虑缆机吊装的不稳定性且结合现场施工工作面情况最终选用了JQG150t/40m型架桥机，该架桥机移装一次后可以实现跨两孔门叶的吊装任务。不仅解决了坝顶工作面狭小起重设备布置困难的问题，同时也缩短了吊装工期。
JQG150t/40m型架桥机具有操作方便、结构安全、工作跨度大、起重量大、使用灵活（单吊钩可同步/独立操作）拆装方便等特点，其主要特性参数见表4。
表3 表孔弧形闸门支臂对接焊缝探伤检查记录
表4 JQG150t/40m型架桥机主要参数表
3.3.2质量控制措施
门叶出厂分六节到货，首先对门叶尺寸进行复核，对存在变形的部位进行矫正，然后根据厂家预组装编号采用架桥机吊入门槽内进行组装，门体几何尺寸偏差严格按照《水电工程钢闸门制造安装及验收规范》（NB/T35045-2014）进行控制。在门叶几何尺寸全部调整合格后，用定位焊固定后再进行组合缝的焊接。
门叶组装完成后进行门叶整体焊接，在施焊前根据门体结构特点及质量要求编制焊接工艺大纲指导焊接工作。门体组合焊缝的焊接顺序为：由焊工先焊接门体中间隔板，接着焊接面板对接焊缝，面板焊接时，先分段退步打底封焊，待封底焊全部结束后再进行第二道的焊接，待第二道全部焊接完毕后再进行第三道焊接，依次类推直至内侧全部焊接结束，然后在背部进行碳弧气刨清根，打磨露出金属光泽，合格后按内侧焊缝同样的顺序焊接外侧焊缝；面板焊接完成后焊接翼缘板及左右边梁腹板。整个焊接过程均需做好门叶面板变形量的监测，视情况适当调整焊接施工顺序，尽量采用小线能量施焊，以尽量减少焊接变形。
3.3.3质量控制成果
通过调整门叶吊装方案，大华桥水电站每扇溢流表孔弧形闸门吊装工期缩短5天，总体吊装工期缩短25天。根据溢流表孔弧形闸门门叶安装尺寸偏差分析，均达到优良标准，具体验收数据详见表5。
表5 表孔弧形闸门叶安装验收记录
4.结语
大华桥水电站溢流表孔弧形工作闸门在安装过程中通过调整大件吊装方案及优化安装工艺措施，不仅工程质量得到了可靠保证，而且还缩短了弧门安装工期，使得大华桥水电站5扇溢流表孔闸门提前具备防洪度汛条件。自2018年5月投入运行以来，经过全行程启闭或局开等工况的考验，闸门启闭运行平稳，止水效果良好，满足设计及规范要求。
参考文献：
[1]柳晓龙，薛伟伟，陈海龙等.积石峡水电站超大型弧门安装工艺与质量控制[J].水力发电，2011，37（11）：83-86.
[2]尹玉泽，肖志平，彭健等.景洪水电站弧形闸门安装监理工作的难点与重点[J].云南水利发电，2014，30（4）：153-156.
[3]赵科委，吕义芳，韩建东等.糯扎渡水电站溢洪道弧形闸门安装质量控制[J].西北水电，2012，增刊2：22-25.
[4]胡尚军，杨云，魏永田.泄洪闸表孔弧形闸门及埋件安装[J].水电与新能源，2013，113期：57-59.
[5]熊高峡，丁平翠.白鹤滩水电站泄洪洞工作弧门安装工艺研究[J].水电站机电技术，2009，32（4）：44-46，54.
作者简介
许亮（1986-），男，浙江省杭州市人，工程师，主要从事电力工程建设施工管理工作，（邮箱：xu_l2@ecidi.com）
论文作者:许亮,李辉,邹鹏鹏,石继忠
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/12
标签：闸门论文; 螺栓论文; 弧形论文; 水电站论文; 大华论文; 质量控制论文; 结构论文; 《电力设备》2019年第13期论文;