进水塔平面闸门及固定卷扬式启闭机安装方案优化与应用

进水塔平面闸门及固定卷扬式启闭机安装方案优化与应用

樊海元

中国水利水电第六工程局有限公司  辽宁沈阳 110179

摘要：通过对陕西镇安抽水蓄能电站1#泄洪排沙洞进水塔平面闸门及固定卷扬式启闭机安装方案的制定与优化、施工应用效果，探讨了因度汛、下闸蓄水形象面貌等原因，导致工期紧张时，为了完成目标而择优选择方案，降低了施工风险、成功完成了安装任务，为同类工程积累了施工经验。

关键词：平面闸门；固定卷扬式启闭机；安装；方案优化

1 工程简介

陕西镇安抽水蓄能电站1#泄洪排沙洞进水塔布置在月河右岸，与施工期导流洞相结合，洞身段长度为2170.438m；进水塔塔体长度为12.5m、高度30m,孔口尺寸为7×7m，采用潜孔式7m×7m-26m平面闸门。由于1号泄洪排沙洞长期开敞过流，工作闸门只在初期蓄水和1号泄洪排沙洞检修时下闸封挡孔口，平时工作闸门锁锭于门槽顶部锁锭平台，具备检修条件，故不设检修闸门。平面闸门启闭设备采用3200kN固定卷扬式启闭机负责操作。启闭机室位于1#泄洪排沙洞进水塔顶部，塔顶高程为952m，启闭机室结构形式为钢筋混凝土框架结构，塔顶以上高度为19.0m。在高程964.5m处设置一套3200kN固定卷扬式启闭机。

工作闸门采用平面焊接钢闸门，闸门主支承为定轮，反向支承采用复合材料滑块，侧向支承为简支式侧轮。闸门沿门高度方向共分3节制作运输，工地焊接拼装成整体结构，闸门分节情况：从上至下依次为2.4m、2.4m、2.45m。门叶+配重=42965kg+47158kg，最重单节为顶节门叶结构，总重为13.994t。工作闸门门槽型式为Ⅱ型，宽1.3m，深0.75m。主轨护板、反轨、副轨、门楣、锁定和底槛等均为钢板与型钢的焊接结构，埋件最重配件单件为底坎，总重为5.095t。

3200kN固定卷扬式启闭机布置在1号泄洪排沙洞进水塔启闭机房内，用于1号泄洪排沙洞工作闸门的启闭操作，由机械部分和电气部分组成，最重单件总重为26.3t。

2 原方案简介

1#泄洪排沙洞进水塔混凝土施工至塔顶后，开始工作闸门埋件和门叶安装。门槽埋件单件重量均较轻，采用载重汽车运输至土建施工机械起吊控制区内，直接采用现场布置的QT280型塔式起重机吊装。闸门门叶现场拼装采用立式拼装，采用150t汽车起重机吊装；拼装时在拼装部位附近合适部位预埋埋件（锚环、铁板凳等），拼装闸门时用以拉缆绳、固定支撑件等，以便调整闸门和起稳定闸门之用。门叶吊装到位后，在门叶及吊头上悬挂钢线并采用水平仪等仪器进行整体调整，检查各项控制尺寸合格后，进行临时固定后进行焊接。

闸门固定完成后进行启闭机房土建施工，待施工至启闭机安装高程混凝土待强后进行启闭机安装。1#泄洪排沙洞工作闸门固定卷扬式启闭机由于重量重不能整体吊装，都需要分解运输到工地组装，吊装机械为汽车起重机。

3最终方案的选定

3.1工作闸门安装方案选定

根据2020年度汛要求，将1#泄洪排沙洞进水塔工作闸门具备临时挡水条件作为2020年汛期发生超标洪水时的应急措施。由于塔体混凝土施工滞后，如果按原定施工方案，无法满足度汛要求，存在安全风险。

为了满足度汛要求，平面闸门安装方案发生较大变化，由原来的的进水塔土建施工完成后塔顶安装，最终优化为进水塔土建施工到门楣高程后立即开始闸门埋件和门叶安装。先进行门槽埋件的安装，然后采用130t汽车起重机将门叶吊入门槽，门叶以叠梁门形式进行临时挡水，底止水采用H2-861型橡胶止水带，侧止水和顶止水采用棉被填塞止水。

采用130t汽车起重机将门叶吊入门槽进行挡水前，先对门槽范围内二期混凝土及埋件进行全面检查，对二期混凝土外露铁件进行割除、对错台部位进行打磨处理，同时对埋件节间焊缝进行磨平处理，经检查合格后才准进行门叶吊装。为了确保门叶入槽后不发生倾斜，需要安装反向滑块和主轮。底节门叶吊装前，先在底坎上铺设一道H2-861型橡胶止水带，长度8.5m，注意止水带牛鼻子放在门叶面板迎水面。底节门叶吊装就位后，采用棉被将门叶面板与反轨之间的缝隙塞填密实，并在底节门叶顶部平铺棉被，然后开始吊装中节门叶。对中节门叶进行调整就位，确保与底节门叶面板对齐，防止发生节间错位发生漏水。中节门叶加固和止水措施到位后与中节门叶安装方法一样安装顶节门叶。

门叶封水措施到位后，为了防止进水塔门楣以上混凝土施工时水泥浆或其他杂物掉落对闸门造成堵塞或损伤，在门楣顶部合适位置采用钢管搭设防护棚并满铺模板封闭，与混凝土接触部位采用棉被塞填密实。

待塔体混凝土、塔顶启闭机室、固定卷扬式启闭机和塔顶锁定装置施工完成后，利用固定卷扬式启闭机将门叶吊出门槽，在塔顶进行立式拼装，自上而下进行。先将固卷吊耳与顶节门叶连接，然后采用钢丝绳将顶节门叶和中节门叶串接，最后将顶节门叶和中节门叶一起吊出门槽，将中节门叶在塔顶锁定，在顶节门叶及吊头上悬挂钢线并采用水平仪等仪器进行整体调整，检查各项控制尺寸合格后，进行临时固定后进行焊接。焊接完成后再次入槽将底节门叶吊至塔顶锁定，在顶节门叶及吊头上悬挂钢线并采用水平仪等仪器进行整体调整，检查门叶各项控制尺寸合格后进行所有焊缝焊接。

工作闸门门叶拼装完成后，先从底往顶依次安装配重，然后安装水封，最后进行闸门静平衡试验、透光检查和无水启闭试验等。

3.2固定卷扬式启闭机安装方案选定

固定卷扬式启闭机由机械部分和电气部分组成。机械部分由机架、电动机、减速机、联轴器、卷筒装置、动滑轮组、定滑轮组、平衡滑轮组、盘式制动器等组成。电气部分主要包括电源控制柜、PLC控制柜、变频器控制柜和电阻器箱等组成。

机架结构二和电动机、减速机、联轴器、卷筒装置等厂家整体组装后拉运至工地现场，最大起重量达26.3t。由于与原方案施工条件发生变化，综合考虑吊装条件、解体后现场组装带来的施工技术难度和可能造成的质量隐患，最终选定大吨位汽车起重机整体吊装方案。

1#泄洪排沙洞进水塔顶部启闭机室固定卷扬式启闭机最大起吊重量为26.3t，综合考虑起重机械站位、工作半径、跨度、起升高度和工作区域建筑物特点，最终选定300t汽车起重机。300t汽车起重机在吊臂长度52.1m，幅度18m时，起重能力为31t，满足吊装要求。

吊装前，先对施工道路和吊装平台进行修筑。运输线路利用现有左岸低线道路，经1#泄洪排沙洞进口管涵桥进入已硬化EL.930.5吊装平台。场内转运采用55t汽车起重机配合9.6m长平板车从临时存放点拉运至1#泄洪排沙洞进口吊装平台。安装时单重超过2t的部件采用300t汽车吊进行吊装，2t以下的部件采用现有塔吊吊装。

固卷机架安装完成后，组装爬梯、动滑轮（6.405t）和穿钢丝绳（规格为40ZAB8×K36WS-IWRC-1870，总长725m、总重5.532t）等其他起升机构等机械部分组装。启闭机安装完成后，对启闭机进行清理、修补损坏的保护油漆，减速器、齿轮、轴承、制动器等转动零部件的润滑油检查加注使其满足要求。减速器应检查后注入润滑油，其油位与油标尺的刻度相符，减速器应运转灵活，油封和结合面处不得漏油。

固卷穿绳利用汽车吊将动滑轮和钢丝绳吊放在EL.952进水塔塔顶平台上，先把成卷的钢丝绳放在一个自制的滚筒上，自制滚筒可以旋转360度，检查放正，然后去找最外端的钢丝绳头，用手拿着钢丝绳头穿过动滑轮、再利用塔吊配合向上穿过定滑轮、向下人工倒链牵引穿过动滑轮，如此反复直至传完所有动滑轮、定滑轮、平衡环轮后在卷筒上用钢丝绳压板将钢丝绳头固定在卷筒上。

4 结语    

进水塔工作闸门的安装，由于要满足度汛要求，工期无法保证，固定卷扬式启闭机结合现场条件变化优化了施工方案，既保证了工程安全度汛，也保证了施工质量，顺利实现了导截流阶段形象要求。实践证明优化后的方案实施是成功的，作为现场施工经验总结，供同行参考与探讨。

参考文献：

[1] 《水电工程钢闸门制造安装及验收规范》（NB/T35045-2014）

[2] 《水电工程启闭机制造安装及验收规范》（NB/T 35051-2015）