浅谈水利工程金属结构安装施工方法
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摘要：介绍卡拉贝利水利枢纽金属结构安装工程施工过程，根据现场实际情况按照规定顺序施工，阐述水利枢纽金属结构安装工程质量标准，并对检修闸门安装、门槽埋件安装和弧形闸门安装、门槽埋件安装的施工方法进行研究，对液压启闭机安装、单向门机及其轨道埋件安装进行简要分析。
关键词：水利枢纽；金属结构；施工方法
卡拉贝利水利枢纽工程是一个大（Ⅱ）型Ⅱ等工程，其中大坝和溢洪道控制段为1级建筑物。溢洪道设置在大坝右岸，闸室紧靠在右岸坝头，内设3孔溢流表肯孔，每个孔中均设有弧形工作门，3孔共用一扇平面检修闸门。闸室右侧紧靠右边墩设检修闸门储门库，在闸体上布置闸门启闭设备和交通桥，溢洪道顶部布置2×320KN单向门机，承担溢洪道检修门的启闭吊运工作。
1.工程概况
卡拉贝利水利枢纽是克孜河上具有季调节性能的控制性工程，具有防洪、灌溉、发电等综合功用。水库正常蓄水位1770.0m，总库容2.62亿m3，调节库容1.687亿m3，死水位1740.00m，电站装机容量70MW。卡拉贝利水利枢纽为大（Ⅱ）型Ⅱ等工程，大坝和溢洪道控制段为1级建筑物。
2.金属结构安装施工计划
2.1安装进度及设备进场标准
新疆卡拉贝利水利枢纽工程将实现机组发电总目标，并要求溢洪道控制端弧形闸门在2017年7月底完成安装，同时具备挡水条件，检修闸门安装同期穿插进行。闸门门槽埋件已全部进场，但闸门门叶以及启闭机设备未进场，为保证安装施工进度，需在规定时间内陆续进场。
2.2主要施工机械设备
电焊机2台、等离子切割机1台、汽车吊1台、载重汽车1台、吊葫芦4台、千斤顶3台、全站仪2台、水准仪1台、钢卷尺1把、高压无气喷漆枪2台、油液清洁度测试仪1台、X射线机1台、超声波探伤仪1台、磁粉探伤机1台。
2.3施工内容及工程量
金属结构安装工程施工中，插筋埋件需与主体结构混凝土施工同步进行。安装施工主要内容有：闸门埋件安装、叠梁检修闸门吊装、焊接、调试；弧形工作闸门安装、轨道安装、门机安装、启闭机安装以及设备的电气安装和调试。卡拉贝利水利枢纽工程金属结构安装工程量见表1。
3.金属结构安装施工办法
3.1检修闸门门槽埋件安装
检修闸门门槽埋件安装工艺流程如图1。将闸门门槽埋件安装在主体混凝土施工后，可以避免土建与安装施工所带来的干扰。使用汽车吊进行闸门门槽安装，而埋件安装需要结合闸墩混凝土施工，并布置脚手排架，安装完成后需要对其设置必要的安全交通防护设施。
3.2检修闸门安装
门槽复测合格，记录齐全，门槽内杂物及钢筋头等已清理干净，检修闸门在堆放场内进行预拼检查，闸门附件、水封安装验收合格，安装工艺流程如图2。检修闸门水封装配技术安装时，闸门的两侧水封需要根据橡胶水封的实际情况，严格按照一定的长度黏结好，并与水封压板装配在一起。橡胶水封的螺栓孔需要使用专用的钻头旋转阀进行加工，严禁使用其他方式进行安装，需要注意的是孔径要比螺栓的直径小。止水橡皮接头可以使用生胶热压的方式进行胶合，胶合的过程中不能出现错位和疏松的情况；止水橡皮安装完成后，两侧止水的中心距离、顶止水中心到底止水的距离以及止水橡皮压缩量都需要符合相关的规范标准。水封装配拧紧螺栓后，其端部要低于止水橡皮。
3.3弧形闸门门槽埋件安装
弧形闸门二期埋件安装工艺流程如图3。固定支铰座安装：对一期预埋的锚栓进行复测合格后，进行固定支铰座的安装。吊装时，要预先调整好其方位角度，方便其座板套入一期基础锚栓架螺栓中，装好螺母，摘掉吊钩，挂好支铰座左右中心轴线，以轴线为基准，精调铰座，紧固螺栓。底坎安装：底坎安装前先焊接支承托架，然后将底坎吊入，调整底坎和里程，完成装焊后调整螺栓，通过调整螺栓对底坎的高程、中心、里程以及平面度进行精调，核准止水座板中心到铰座的距离，符合规定后进行加固和焊接，完成后进行二期混凝土回填。侧轨板安装：逐节安装侧轨，调平侧轨，进行焊接加固，侧轨全部安装完成后进行记录，并由专业的监理人进行验收和确认，随后将轨侧分段接头和水封座板接头用焊接材料进行焊接，完成后进行二期混凝土浇筑。复测、验收：浇筑3天后拆模复测，对支铰座、底坎、埋件等进行复测，并对这些部件的复测过程进行记录，侧轨的止水底座接头要磨平，如果埋件外漏表面，需要按照相关规定涂装防腐涂料，表面凸出的部位容易影响闸门的运行，需要将其凿除，再使用环氧砂浆进行修复，完成后让监理人验收。3.4弧形闸门安装支铰装置安装：将铰座和铰链安装在一起，上下用角钢固定死，用吊车吊在空中安装到支铰座板上，调整好后，紧固螺母。支臂安装：捆绑时远离座板一端用吊葫芦，座板处用绳套挂在吊车勾上，移到支铰处，利用吊葫芦调整支臂高低将螺栓穿入螺栓孔，全部螺栓穿完后，紧固螺母，然后打开支铰和铰座间的连接，用吊车起落几次，确定铰链转动正常后，测量尺寸合格后固定支臂。下节门叶安装：在支臂上安装4个5t吊葫芦，用吊车将下节门叶吊到安装位置，用千斤顶调整门叶上下，用吊葫芦使门叶和支臂靠近，门叶左右用螺旋千斤顶调整，调整好后测量尺寸，使各部分尺寸符合图纸和规范要求，合格后将下节门叶固定。(在两侧轨槽离面板500mm处每节门叶每侧设置2个千斤顶座)中节门叶安装：用吊车将中节门叶吊到下节门叶上，调整门叶各部分尺寸使之符合图纸和规范要求，支撑固定。上节门叶安装：用吊车将上节门叶吊到下节门叶上，调整门叶各部分尺寸使之符合图纸和规范要求，支撑固定。总装：初步就位后用手拉葫芦或千斤顶调整门叶上的主梁下翼板螺孔与支臂对正，进行其组合。待所有连接螺栓后初步紧固后调整节间缝的组合间隙、错位值，符合设计图样要求后点焊固定，最后将端板连接螺栓拧紧，用塞尺检查组合面间隙符合规定，同时检查弧门整体几何尺寸，如面板曲率半径、面板弧度值等。验收合格后进行门体焊接施工。止水安装：焊接完成后，检查各部分尺寸，满足设计图纸和规范要求后安装止水。安装的过程中需要向将橡皮按照一定的长度固定好，再与水封压板一起配钻螺栓孔。使用专用钻头旋转法对水封橡皮螺栓孔进行加工，不能使用冲压或者热烫法的方式进行加工，并且孔径的直径要比螺栓的直径小。闸门安装技术要求：弧形闸门及其铰座应按GB/T14173-2008的规定进行安装。弧形闸门的安装允许偏差，应符合SL635-2012的规定。闸门安装完成后要将临时安装的焊件拆除，调整焊缝，埋件表面和门叶上的杂物要进行及时清理，按照施工图纸的要求对各个转动部位灌注润滑油，经监理人检查合格后涂装修补。
3.5液压启闭机安装
测量放点：根据设计图样，对机房内的设备安装位置放出控制点，根据控制点预埋设备基础埋件，发现土建结构尺寸偏差太大向监理人报告。根据监理人书面通知调整设备安装位置。机房设备安装：安装机房设备的顺序为：油箱、阀台、泵组、电器柜，依次吊装，同步调整，保证施工进度。要求油箱安装高程与设计图样一致，油箱底部水平；高压油泵组机座水平度要保持在1/2000，油泵吸油管与油箱出口接头要保持在偏差的范围之内，连接阀台与油泵出口，对准油箱回油口和补油口，保证油箱接口之间的密封效果。对油压进行试验时，要保证无泄漏，并与电气柜垂直，不得出现偏差，电机和油箱尽可能接地。
3.6单向门机及其轨道埋件安装
对轨道埋件进行安装时，需要对埋件进行校正，并且旁弯和扭曲都需要符合要求，轨道安装采用排序组合的方式，保证两平行钢轨接头在两个截面内人，同侧轨的接头要错开前后车轮轮距。将轨道中心线与高程点测量好进行放点，并控制点和线的位置。校正完成后将轨道吊放在基础班上，并调整中心和高程，轨道安装应符合施工图纸和技术条款的要求。轨道底面与基础顶面之间要连接紧密，如果两者出现空隙，且空隙超过20mm需要加垫块，注意垫块的长度不能超过100mm，垫块的宽度要比轨道的底面超出10mm～20mm，垫块不能超过3块，与基础板紧密后进行固定。轨道接头左右面偏差不能超过0.5mm，按照施工设计图纸的要求，接头之间要保持一定的间隙，钢轨的伸缩缝要与砼相对立，并且间隙要符合施工设计图纸的要求，两平行轨道之间的接头不能连接在一起，需要保持一定的距离。压板螺丝要拧紧，对高程和水平进行复测，并严格按照其相关规范验收，合格后浇筑二期混凝土。
4.结语
设备运输之前，需要根据不同的运输方式、吊装条件以及安装尺寸等设计吊装方案，在卸车时，要用枕木垫牢，并且所有的起吊运输人员要严格遵守起重操作规范，吊装的所有工器具和设备都要有足够的安全倍数，加强安全教育，提高安全意识。
作者：杨祥勇 单位：新疆维吾尔自治区水利水电工程建设监理中心