关于水电站临时生态放水孔拍门安装方案探讨

关于水电站临时生态放水孔拍门安装方案探讨

李明

中国水利水电第八工程局有限公司 湖南长沙 410004

【摘要】 本文以自己参加建设的水电站机电施工项目为例，重点阐述了在水电站临时生态放水孔封堵工程施工中，我们技术团队采取的施工优化方案。技术团队通过对现场实际情况进行勘察，并结合设计图纸，编制了《水电站临时生态放水孔拍门安装方案》，实践证明方案操作性强，有效提高了项目施工效率。

【关键词】安装工艺流程、施工准备事项、拍门组件拼装施工控制技术、拍门安装、效果评估。

一、安装工艺流程

拍门分节运输到坝面，在坝顶10#坝段分节组装及附件安装，组拼顺序为：底节与中间1组装—中间2与中间3组装—中间4与中间5组装—中间与6顶节门叶组装（顶水封先安装好）—中间2~3节与4~5节组装—中间2~5节与底节与中间1节组装—整体组拼—水封安装，利用2台500t履带吊抬吊入水，并与盖板销连接，最后拍门充水下放到位。

二、施工准备项目分析

1、组织施工人员进行施工技术培训及安全教育。

2、施工电源设置：与土建部门共用现场电源，并引接电源至安装位置，配备安装配电板。

3、检查闸门的构件、零部件或设备总成是否齐全，在运输、存放过程中有否变形和损伤。

3、施工前技术人员必须认真仔细熟悉有关图纸资料，根据施工措施编制作业指导书，建立并下发“工艺卡”，向施工作业人员进行详细技术交底。

4、安装平台准备完成。

10#~12#坝段坝顶盖板制造、安装完成。

施工设备设置：所用卷扬机设于坝面左右岸（1#、2#）及大坝上游左右岸（3#、4#），卷扬机及配套滑轮均固定牢靠。

盖板下放前清除埋件安装位置混凝土渣及其他杂物。

准备充足的安全绳（带）及救生衣。

左岸10#坝段履带吊单件运输（下游钢索桥最大称重量拖车80t，履带吊需分单元件运输）。

三、拍门组件拼装控制施工技术

1、先将500t履带吊运行至大坝左岸10#坝段，然后在11#坝段坝面按水流方向布置两个组装平台，每个平台由垫梁两根组成，两根垫梁安装间距暂定12m，可根据现场实际情况进行调整。垫梁为箱型梁，均采用δ40mm钢板制成。单根垫梁长度为3m，断面尺寸为800mm×400mm（宽×高），重量为2626.53kg。为保证垫梁安装牢固，每根垫梁采用5根Φ28、L=2m、外露0.5m的锚杆进行锚固。

2、根据坝顶门机跨距、爬梯平台及操作室的布置情况，拍门门叶组拼分4步进行，首先两两组装，然后将最底部2节调整合格后，依次向上组拼。组拼采用坝顶2×1250KN门机进行。组装验收完成后，利用50t汽车吊安装水封装置。

3、左岸500t履带吊在组装验收前需分单元运输到位，并各单元组装完成。

组拼顺序为：底节与中间1组装—中间2与中间3组装—中间4与中间5组装—中间与6顶节门叶组装（顶水封先安装好）—中间2~3节与4~5节组装—中间2~5节与底节与中间1节组装—整体组拼—水封安装

3、采用2×1250KN坝顶门机将底节门叶吊放在垫梁上，然后用吊锤、水准仪、钢卷尺等测量仪器对底节门叶进行测量调整。测量调整项目主要包括底节门叶的安装垂直度。符合要求后，采用δ20mm厚的连接板将底节门叶和垫梁焊接固定。

4、其余两两组拼门叶均采用2×1250KN坝顶门机组装。首先将中间1节放在底节门叶上，然后将中节1的安装垂直度、中节1和底节门叶之间的对接错位进行调整，直至满足规范要求，然后进行节间焊接，门叶连接为焊接结构，焊接前制定详细可行变形控制技术措施，对施焊顺序、焊接电流、拼装间隙等作明确的规定，焊接完成后按照相同的方式安装中节2~5节（中间6节与顶节组拼方式相同），以上组拼及水封安装完成，利用500t履带吊将两两组拼的门叶依次整体组拼，组装时采用吊锤、水准仪、经纬仪、钢卷尺等测量仪器控制闸门垂直度及水封垫板的平面度，然后利用调整对接错位，直至满足规范要求，然后进行节间焊接。

由于拍门高度较高，为保证门叶结构多节重叠稳定及防止门叶在拼装过程中发生倾覆，需要采用25b工字钢对门叶进行支撑固定。

5、拍门焊接调校完成后，根据设计图纸拼焊排气管口及充水管口，并进行气压试验。首先安装好压力表，利用空压机向仓内打入洁净空气，一般升压速度不大于50Kpa/min,将仓内压力升至0.606Mpa时，停止打压，用涂刷中型发泡剂进行检查，确保所有焊缝位置无气体渗透，并保压20min。

6、气压试验完成后，对整扇门叶的顶止水和侧止水座板进行一个全面的平面度检测，最后进行止水装置安装。

7、首先根据中间6及顶节组成的水封尺寸，利用I20工字钢制造尺寸为2660mm（宽）×3000mm（高）的内框架，框架内部利用工字钢进行加固，框架重量约为1000kg。框架制造完成后，将水封橡皮与框架结构固定，利用500t履带吊或30t缆机将框架与水封整体起吊，并慢慢靠近水封安装位置，直到框架上部平面与顶水封下挡板基本平齐，并使框架贴在面板上。水封安装时先将顶部水封解除加固，调节顶部水封入槽，然后安装压板及固定螺栓，顶部水封安装完成后进行侧水封安装（两侧水封同时进行），安装时边解除固定边使水封入槽，直到中间6及顶节的侧水封全部安装完成，然后将框架结构吊走，挂线测量水封工作面平面度，要注意侧水封平面度修整。待中间6及顶节组装至上游平台闸门上后，将底水封入槽并螺栓固定，然后将其余侧水封入槽并螺栓固定。闸门的水封装置安装允许偏差和水封橡皮的质量要求，应符合规范《DL/T5018-2004》第8.2.4条至第8.2.8条的规定。

8、水封橡皮安装后，两侧水封中心距离和顶水封中心至底水封底缘距离的充许偏差为±3.0mm，水封表面的平度为2.0mm

9、全面检查门体几何形状、各部位水封安装合适与否，紧固件予紧力转动轮润滑等，将成果报批监理工程师。

10、当闸门各部件组装完成后，按DL/T5018-2004的有关标准、设计图纸及招标文件要求检查各控制项目，经三级质检合格后，整理质量文件，报请监理工程师验收。

四、拍门安装

当拍门整体组装完成后，根据大坝水位下降情况，拍门下放安装共分九步完成：

第一步：将闸门的临时支撑、临时连接板进行割除，并打磨焊疤。同时在10#、12#坝段侧各布置1台500t履带吊车），当水位下降1180m以上高程时，采用2台500t履带吊抬吊将拍门从11#坝段立式下放，下放前需对拍门增加安装吊耳，增加吊耳型式选用二种方式，并且吊耳轴孔中心应向上游偏200mm，保证拍门垂直下放时向下游面倾斜。

由于10#、11#、12#坝段上有底孔门库及表孔门槽，所以在每孔门库顶部需增加满足安装要求的盖板，

根据临时生态放水封堵方案讨论会要求，大坝2013年11月11日开始降水，11月15日降至1180m以上高程，此时拍门开始入水，500t履带吊钢丝绳扬程最低达到为1173m高程，履带吊完全满足拍门下放的施工条件。拍门下水前，首先将2台履带吊分别就位在10#和12#坝段，此时2台履带吊中心距为31.1m，主支臂长度为32m，回转半径为10m，然后2台履带吊同时缓慢的起升拍门，使门叶提离垫梁约300mm，待门叶静止后，2台履带吊一边向上游面旋转主支臂，一边向拍门方向运行，待拍门超出上游坝面680mm时，履带吊停止旋转及运行，然后同步、缓慢的下放钢丝绳，使拍门缓慢下放，整个过程中保持回转半径为10m。

第二步：当拍门入水后，利用机船将1#~4#卷扬机连接在拍门上，闸门翻身时利用上游左右岸（3#、4#）卷扬机由拍门底部向上游牵引，同时2台500t履带吊根据拍门翻身的状态增加回转半径，直到拍门完全漂浮在水面。拍门下放过程中左右岸（3#、4#）卷扬机钢丝绳应处于松弛状态，待拍门入水后，钢丝绳处于张紧状态。

第三步：连接左右坝面1#及2#卷扬机，同时将拍门利用1~4#卷扬机从11#坝段牵引至12#坝段。

第四步：当水位下降低于1155m高程时，提升钢衬内的弧门及底孔事故，当水位下降至1147m高程时，从1155m高程钢衬处搭设一爬梯至1147m高程，施工人员通过1155m高程爬梯1148m高程到达门槽顶部孔口处。施工前，首先放出门槽孔口中心线，并根据孔口中心线放出盖板舌板位置线，然后利用30t缆机将按照位置线安装盖板舌板，并利用楔形板将盖板舌板定位，检验合格后，将盖板舌板与门槽焊接、加固。

在11#坝段上游侧布置1台500t汽车吊，采用吊车将门槽顶部盖板及连杆从12#坝段坝前下放。

由于水位下降至1147m高程时，生态孔会产生漩涡，可能导致机船不能通过，所以主要采用1155m高程设置爬梯通道方案。

第五步：下放到一定高程后，施工人员通过机船或1155m高程爬梯至1148m高程的门槽顶部孔口处，并穿戴好救生衣及系好安全带。如门槽顶部平台空间不足，可在平台两侧预先固定2个浮排作为施工平台。

第六步：启动汽车吊，缓慢地将门槽顶部盖板下放至生态放水孔门槽孔口上，并使盖板舌板顶部完全穿过盖板面板的4个孔内，然后调整盖板水平，合格后焊接盖板舌板与盖板连接部位。焊接完成后，按照设计图纸安装地脚螺栓，将盖板与孔口混凝土地面固定。地脚螺栓的安装选用有资质、施工经验丰富的外协单位完成。

第七步：当水位上升至1148m高程时，利用12#坝段的320t履带吊抬起拍门连接杆前端，拍门连接杆与盖板连接杆轴孔左右方向的偏移可利用卷扬机调整。若拍门轴孔整体向右岸偏移，拉紧左岸2#、4#卷扬机，使得拍门整体向左岸移动；若拍门轴孔整体向左岸偏移，拉紧右岸1#、3#卷扬机，使得拍门整体向左岸移动；若拍门局部倾斜，可根据倾斜方向，相应的调整卷扬机。

拍门连接杆与盖板连接杆轴孔对位后，利用销轴将拍门与盖板连接起来，连接完成后，履带吊脱钩。

第八步：先打开1#~10#排气管，使得充水舱中压力与外部压力相同，再松开1~4#卷扬机，利用1#~10#冲水管往充水舱内缓慢充水。

第九步：拍门下旋将生态孔孔口封堵。

五、效果评估

该项目属于抢险工程，工期非常紧，且该项目的拍门安装在国内为首例。拍门封堵工程通过大家的努力，拍门提前顺利封堵完成，无漏水现象，保证了后续生态孔混凝土封堵的施工条件，受到了业主、设计、监理的一致好评。

作者简介：

李明，男，汉族，1973年5月，籍贯湖南省安化县，本科， 工程师，

研究方向：机电施工