某大型水电站闸门安装施工方案

金属结构安装7.4.1工作范围及内容xxx水电站工程泄洪工程部分为13孔泄水闸，每孔前端设一道×-13m平面滑动检修闸门，13孔共设检修闸门2扇。检修闸门利用QM－2×1000kN单向门机配液压自动抓梁操作，门机轨道安装在214.6m高程坝面上，检修与维护也在此坝面上进行，检修闸门平时分别置于2个门库内。在检修闸门的下游侧设一道×-13m平面定轮工作闸门，共13孔13扇。工作闸门采用QP－2×1250kN固定卷扬启闭机操作。启闭机布置在233.00m高程的平台上，其检修与维护也在此平台上进行。泄洪系统启闭设备设置柴油发电机作为备用电源，以保证动力电源的可靠性，启闭机的启升机构设有高度指示装置及过负荷装置，走行机构设有行程限位开关、夹轨器等安全保护装置，以保证启闭设备的安全运行。本标段为一期围堰内的右岸六孔泄水闸部分的金属结构安装工程。包括闸门门叶、门槽埋件、启闭机机械和电气设备，以及与本合同项目有关锁锭装置、基础埋件、门机轨道、如意式自动抓梁、电缆等附属设施。安装工作还包括合同规定的各项设备调试和试运行，以及试运行所必需的各种临时设施的制备和安装。7.4.2引用的主要标准和规程规范（1）《起重设备安装工程施工及验收规范》GB/T50278-98；（2）《水电水利金属结构与机电设备安装安全技术规程》DL/T5372-2007；（3）《电气装置安装工程起重机电气装置施工及验收规范》GB/T50256-96；（4）《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析》GB/T11345-89；（5）《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T8923-88；（6）《钢熔化焊接接头射线照相和质量分级》GB/T3323-2005； （7）《水工金属结构防腐蚀规范》SL105-95；（8）《水电水利工程钢闸门制造安装及验收规范》DL／T5018-2004；（9）《水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范》DL／T5019-94；（10）《水工金属结构焊接通用技术条件》SL36-92；（11）《起重机试验规范和程序》GB5905-86。7.4.3闸门埋件安装7.4.3.1主要构件及性能指标泄水闸检修闸门埋件包括主轨、副轨、反轨、底坎均为焊接组合结构。其主要组成和材料及规格见下表：检修闸门埋件组成和材料表名称材料主轨Q235B钢板、型钢，lCrl8Ni9Ti不锈钢板。反轨、底坎Q235B钢板、型钢泄水闸工作闸门埋件包括主轨为铸钢轨，反轨、底坎全部为焊接组合结构。其主要组成和材料及规格见下表：工作闸门埋件组成和材料表名称材料主轨ZG310-570,Q235B钢板、型钢。反轨Q235B钢板、型钢，lCrl8Ni9Ti不锈钢板。底坎Q235B钢板、型钢埋件镶护Q235B钢板、型钢7.4.3.2埋件安装的准备工作及施工程序 检修及工作闸门埋件包括底槛、主轨、反轨、侧轨，采用二期混凝土埋设。埋件安装的主要内容有基础螺栓调整、埋件就位、调整、固定、检查、验收、接头焊接、磨平、复测等。工作及检修闸门埋件安装主要项目施工原则上安排在泄水闸闸墩混凝土施工到顶，且泄水孔上部坝顶无正在施工的项目时进行，以减少土建与安装施工的干扰，施工方案得到保证，有利于保证施工安全和施工质量。1.埋件安装前应完成以下工作：(1)对门槽一期混凝土进行凿毛，调整预埋插筋或基础螺栓；(2)将门槽中的模板等杂物清除、并组织对二期混凝土的断面尺寸及预埋件的位置进行验收。(3)埋件安装前，向测量队提交放样申请，由测量队进行系统测量放点，并作好标记后交付安装使用。(4)清理埋件堆放场地，搭设脚手架。施工脚手架应搭设前作好设计方案和施工方案，要求安全可靠，且同时能满足安装和二期混凝土施工的需要。(5)在泄水闸底板不影响交通的部位，就近布置电焊机和供电设备，同时为起吊设备预留作业空间；(6)配合吊装用的锚栓应在一期混凝土浇筑时预埋。2.工作及检修闸门埋件安装程序闸门埋件安装程序见下页框图。检修及工作闸门埋件安装程序图主反轨测量控制点设置底槛二期混凝土浇筑脚手架拆除涂刷油漆及防腐复查测量门槽清理轨道接头焊接、磨平检查、验收反侧轨吊装调整固定主轨吊装、调整、固定基础螺栓调整脚手架搭设底槛吊装就位底槛测量控制点设置调整、固定埋件清点检查 7.4.3.3埋件安装措施1.埋件拼装检查安装前对埋件的数量进行清点，并根据设计和规范要求进行埋件的质量检测，合格后对埋件进行分中，打上样冲，做好明显的编号标记。对主、反轨考虑在设备拼装厂内预拼装检查。为加快工作及检修闸门埋件安装施工进度，将埋件预先运抵现场临时堆放，要求分类明确，避免吊错。2.安装基准控制点、线设置埋件安装前，首先进行系统放点，要求放出孔口中心线、门槽中心线以及控制高程点，主、反轨控制点放到侧、底坎上并打好样冲。 首先进行测控系统放点，要求放出孔口中心线、门槽中心线以及控制高程点等，在底槛安装完成后，根据系统进行轨道安装控制点线测放，主、反轨控制点放到侧、底坎上并打好样冲。系统控制点线应妥善保护至门槽安装完成。安装使用的基准控制点线除了能控制各安装部位构件的安装尺寸及精度外，还应能控制门槽的总尺寸和安装精确度。3.底槛安装底槛安装之前先测量放线，焊接线架，在闸槽内沿底槛长度方向均匀对称布置8个5吨千斤顶，为使底槛落在千斤顶上其上平面接近设计高程，根据底槛高度计算千斤顶上平面高程，并用水准监测调平。然后用8t载重汽车将底槛运至现场泄水闸孔口外侧，用16t汽车吊将底槛吊运至闸底板处的临时存放场地。待一切准备工作就绪后，将其吊装就位。安装时，首先利用千斤顶和拉紧器调整底槛的中心、高程和里程，将安装偏差控制在规范要求之内，然后用圆钢将底槛与一期锚筋进行搭接加固。加固过程中，要随时监测底槛中心、高程和里程的变化情况，并随时调整焊接线能量和顺序，直到合格为止。4.主、反轨的安装 底槛安装合格后方能进行主轨、反轨的安装。轨道吊装就位后，在轨道的工作面及侧面分别挂上直径为钢琴线，用其控制轨道与孔口中心线、轨道与门槽中心线的距离。利用拉紧器、千斤顶、调整螺栓等调整轨道的位置，直至符合施工图纸及规范要求。主、反轨构件用载重汽车运至泄水闸顶部交通桥，由16t汽车吊将其吊至孔口。此时，为确保交通桥梁承重安全，汽车吊在选择起吊位置时尽量保证四条支腿中的两个支撑在混凝土闸墩上，然后将轨道与一期混凝土中的预埋插筋焊接牢固。在进行连接时，如遇到预埋插筋有错位现象，可根据具体情况将插筋煨弯，以便与轨道可靠连接，预埋插筋长度不够时，可在插筋与轨道间搭接钢筋进行连接。不论采用那种连接方式，都必须保证连接牢固可靠，以确保在浇筑二期混凝土的过程中，轨道不出现错位、变形等现象。门槽底槛及主、反轨的吊装方法见下页《检修及工作闸门门槽埋件吊装方法示意图》。 检修及工作闸门门槽埋件吊装方法示意图（侧视图）说明：门槽底槛由汽车吊在闸底板处进行吊装，主、反轨由汽车吊在闸顶处吊起，经门槽口送至安装位置。 检修及工作闸门门槽埋件吊装方法示意图（半剖俯视图）说明：1.图中尺寸以cm计；2.门槽埋件的安装在顶部各桥梁安装完成后进行，左半部分为闸底板俯视图，右侧为闸顶俯视图。 5.焊接闸门埋件安装完成并检查合格后，进行各连接部位的焊接，不锈钢材料之间的焊接采用不锈钢焊条，普通材料之间的焊接采用结构钢焊条，焊条的选用按设计或规程、规范的要求进行。底槛、轨道、门楣安装及相互间的焊接完成后，进行一次全面检查，合格后及时交付，二期混凝土的浇筑工作在七天之内进行。6.门槽埋件的清理与复测(1)二期混凝土拆模后，对所有的工作面（如主轨工作面、水封座不锈钢表面等）进行清理，清除水泥砂浆或杂物。(2)埋件所有工作面上的连接焊缝，在安装工作完毕、二期混凝土回填后，必须仔细进行打磨，其表面粗糙度与焊接构件维持一致。对接接头的错位均应进行缓坡处理，过流面及工作面的焊疤和焊缝余高铲平磨光，凹坑应补焊平并磨光。(3)对埋件进行整体复测，并做好记录。同时，检查混凝土面尺寸，清除遗留的钢筋和杂物，并铲除门槽范围内影响闸门安全运行的外露物。(4)埋件安装完毕，应对所有的工作面进行清理，清除水泥砂浆或杂物。铲除门槽范围内影响闸门安全启闭运行的外露物。(5)防腐处理安装好的门槽，除了主轨道的轨面，水封座的不锈钢表面外，其余外露表面均应按有关施工图样和技术文件的规定进行整体防腐处理。具体施工方案及工艺见后续章节有关内容。7.4.3.4埋件安装技术要求1.安装人员负责测定安装使用的基准点，测量控制 点除了应控制门槽各构件的安装尺寸及偏差外，还能控制门槽总尺寸偏差。为设置基准线用的基准点，要精确可靠的放在线架上或其它部位并保留到安装验收合格后才能拆除。2.门槽埋设件每一安装单元的连接，均按照施工图规定的要求进行。对工地安装焊缝，需制定可靠的焊接工艺，注意控制焊接变形。3.门槽埋设件与一期混凝土中的预留插筋的固定，可使用与预留插筋相同断面的圆钢加长搭接，其搭接长度不小于100mm。不允许直接搭焊在门槽的主要构件上，只允许搭焊在埋设件伸出的锚件上，或搭焊在不会引起门槽主要构件产生局部变形的次要构件上。4.埋件上所有不锈钢材料的焊接接头，必须使用相应的不锈钢焊条进行焊接。5.门槽埋设件安装完毕，经检查合格后，在5～7天内浇筑二期混凝土。如过期或有碰撞，应予复测，复测合格后，方可浇筑二期混凝土。6.所有门槽埋设件工作面的连接焊缝，在二期混凝土拆模后，仔细进行打磨，其表面粗糙度应与焊接的构件表面一致，不允许有错台及尖棱。门槽范围内影响闸门安全运行的外露物必须清除干净，并对埋件的最终安装精度进行复测，作好记录上报监理人。7.门槽埋设件的二期混凝土拆模后，对埋设件进行复测，并作好记录。同时检查一、二期混凝土接合面是否良好，清除为立模用的突出混凝土表面的外露物和不锈钢水封座板表面残留的水泥浆。8.安装好的门槽，除了主轨道轨面、水封座的不锈钢表面外，其余外露表面，均应按有关施工图纸或制造厂技术说明书的规定，进行防腐处理。9.门槽埋设件的安装尺寸误差，凡施工详图上注有公差要求的，按图纸要求检查，图纸上未注明的公差要求，按照《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》（DL/T5018）的有关规定进行检查。 7.4.3.5埋件安装过程中应注意事项1.门槽构件安装单元的连接，按照施工详图的要求进行。对采用现场焊接的部位，制订相应的工艺措施，并在焊接过程中随时注意观测变形情况，以便及时采取矫正措施。2.埋件安装后，采用加固钢筋将其与预埋螺栓或插筋焊牢，以免浇筑二期混凝土时发生位移。注意加固的钢筋焊接在主要构件伸出的锚件上，或者焊在不会引起门槽主要构件产生局部变形，以及整体变形的次要构件上。3.所有的门槽构件的工作面上的连接焊缝，在安装工作完毕，二期混凝土回填后，仔细进行打磨平整、使其表面光洁度应与焊接的构件相一致。4.安装使用的基准线，确保能控制门槽各部位构件的安装尺寸及精度外，和控制门槽的总尺寸及安装精度。5.为设置安装基准线用的基准点，保留到安装验收合格后才能拆除。6.安装好的门槽，除了主轨道的轨面，水封座的不锈钢表面外，其余表面均涂刷最后一道面漆。面漆符合有关闸门结构部分表面涂装技术要求。7.二期混凝土浇筑过程中注意对门槽构件的工作面（特别是止水和主轨的不锈钢工作表面）进行保护，避免碰伤及污物贴附。影响止水及支承摩擦副的正常工作。8.门槽二期混凝土在门槽二期埋件安装检查合格并经监理人签证后方可浇筑。二期混凝土拆模后，对门槽及埋件进行复测同时清除遗留的钢筋头及污染物，特别注意门槽一、二期混凝土超差部分的处理，以免影响闸门的启闭。7.4.4泄水闸工作闸门安装7.4.4.1主要构件及性能指标 1.闸门的主要特征和参数泄水闸工作闸门为平面定轮闸门，其门叶主横梁为焊接组合变截面工字梁和焊接组合变截面箱形梁，纵隔板为实腹T型焊接结构，面板及止水布置在上游侧，正向支承为定轮支承，主轮轴采用偏心轴，反向支承采用弹性简支式定轮，侧向采用悬臂式定轮。双吊点，门叶结构分四个制造、运输单元。主要特征及参数见下表：闸门主要特征及参数表名称特征闸门型式平面定轮闸门启闭机型式2×1250kN卷扬启闭机孔口尺寸宽×高（m）×底坎高程（m）支承跨度（m）设计水头（m）正向支承简支式定轮反向支承弹性简支式定轮侧向导承悬臂式定轮吊点型式双吊点制造运输单元最大外形尺寸约1800×3400×16000（mm×mm×mm）止水布置侧、顶止水在上游面，底止水在靠面板底缘内侧运输单元最大重量（t）约332.闸门主要组成和材料闸门主要组成和材料见下表：闸门主要组成和材料表名称材料门叶结构Q345D钢板、Q235B型钢主轮装置主轮ZG310-570铸钢主轮轴45锻钢轴承铜基镶嵌自润滑球面关节轴承 反轮装置反轮35锻钢反轮轴35锻钢轴套铜基镶嵌自润滑轴套侧轮装置侧轮35锻钢侧轮轴35锻钢轴套铜基镶嵌自润滑轴套止水顶、侧止水“P”型橡胶水封底止水“Ⅰ”型橡胶水封止水紧固件不锈钢螺栓联结副3.泄水闸工作闸门锁定装置：工作闸门锁定装置型式为如意式，单件重量（最大件），外形尺寸约900×500×500（mm×mm×mm）。主要组成和材料表名称材料卡体35锻钢（调质）轴40Cr（调质）表面镀铬轴套铜基镶嵌滑动轴承支座ZG340-640锁锭挂体35锻钢、镀铬4.泄水闸检修闸门锁定装置：检修闸门锁定装置型式为焊接组合式，单件重量（最大件），外形尺寸约3000×500×200（mm×mm×mm），材料为Q345B。5.潜水泵防冰装置：每孔设置2台潜水泵，6孔共设置12台。每台潜水泵功率初步确定为,出水口管径约50mm。三相交流，电压等级为380v。7.4.4.2工作闸门安装的施工准备及程序1.施工准备(1)对施工图纸进行预审、会审，即对图纸进行校对、工艺检查、标准化检验等工作，经总工批准后才可以投入生产。 (2)开工前按工程合同、设计图纸和招标技术文件，结合闸门安装技术标准进行安装工艺的编制，以保确设备能正常合理安装。(3)施工前由工程技术人员向班组进行技术交底，交底内容包括施工内容、工程量、施工顺序、施工方案、技术要求、工期安排、安全保障措施等。(4)从事现场安装焊缝得焊工，必须持有有关部门签发的有效合格证书。焊接工作中断6个月以上者，应重新进行考试。(5)安装检测必须选用满足精度要求，并经国家批准的计量检定机构检定合格的仪器设备。(6)安装现场布置风、水、电、设施，具备安装条件。(7)应按施工图纸规定的内容，全面检查安装部位的情况、设备部件及零部件的完整性和完好性。对重要构件和部件应通过预装进行检查。(8)闸门安装过程中，为同时保证闸门吊运半径和吊车安全起吊角度，汽车吊应座在检修闸门门槽孔口位置。因此，安装前需在检修闸门工作梁上进行临时铺装以保证汽车吊安全行走和起吊。铺装形式为，先将检修门工作梁上面铺上6m长20工字钢，工字钢一头搭在上游检修门工作梁上一头搭在下游检修门工作梁上，当工字钢承受竖向荷载时使检修门上、下游工作梁均匀受力，工字钢间距50cm一根，采用20螺纹钢连接成一整体，工字钢上面铺10cm*10cm木枋横、纵两层，木枋用扒驹子固定，使木枋形成整体，做吊车临时通行桥用，扒驹子及木枋准备两跨材料，先由右边墩开始铺设两跨。临时铺装层细部结构见闸门吊装方法示意图中的临时铺装层大样图。2.定轮工作闸门安装程序工作闸门安装工艺流程图见下页程序框图： 工作闸门安装工艺程序图安装准备工作底节门叶吊装就位依次进行③、④节门叶吊装与组装第①、②节组装连接第②节门叶吊装底节门叶临时加固底节门叶调整、测量门体面漆涂装与验收闸门静平衡试验闸门入槽启闭试验闸门水封及其附件装配终检验收抓梁进行穿轴试验闸门落至底坎进行水封的水密性检查 7.4.4.3工作闸门安装措施1.工作闸门安装在固定式启闭机安装调试完成后进行施工。闸门门叶采用50t平板车运输至安装现场交通桥位置，用100t汽车吊吊起，将其吊放至排架柱上游侧的临时简易台车上，通过卷扬机牵引台车至孔口顶部，工作闸门固定式启闭机吊起门叶退出台车后。2.将启闭机吊起的底节门叶落入孔口内，按闸门边梁的尺寸位置平行布置孔口上方，利用千斤顶和手动葫芦等把闸门拉紧调整，用钢尺测量闸门的长、宽，如果数据超出施工图纸允许偏差，用千斤顶和手动葫芦等辅助工具对闸门进行再次调整，直至数据符合图纸要求，用锁定装置将门叶锁定在孔口位置。3.按照此吊装方法起吊第二节门叶，与下节门叶进行对接组焊，在两侧水封座板中心处挂一钢琴线，用板尺测量水封座板的不平度，如超出设计或规范要求，应进行调整和修磨。然后依序吊入三、四门叶，并逐节进行焊接拼装，采取吊装一节，焊接一节，最后整体检查的方法进行。焊接完成后，对整扇门主轮共面度、滚轮与止水座基准面的平行度等偏差进行检查。工作闸门门叶的吊装方法见下页《工作闸门门叶吊运拼装方法示意图》。 工作闸门门叶吊运拼装方法示意图（侧视图） 说明：1.图中尺寸以cm计，高程以m计；2.在进行吊装作业的两跨检修闸门门槽顶部铺设工字钢和双层木方，以供吊车行走，扩大闸顶工作面。 工作闸门门叶吊运拼装方法示意图（闸顶俯视图）说明：1.图中尺寸以cm计，高程以m计；2.在进行吊装作业的两跨检修闸门门槽顶部铺设工字钢和双层10×10cm的木方，以供吊车行走，扩大闸顶工作面。 4.闸门的焊接(1)焊接要求按照设计及规范要求调整好闸门的各项尺寸后，根据焊接工艺、设计图纸或规范的要求进行闸门组装对缝焊接。门叶焊接时，由偶数名焊工上下同时、同步、分段、退步焊接闸门门叶分段处焊缝，焊接过程中，要有专门技术人员监测闸门门叶变形情况，并根据变形情况，随时调整焊接线能量大小和顺序。(2)焊缝分类一类焊缝：闸门主梁腹板及翼缘板的对接焊缝吊耳对接焊缝及吊耳与门叶的角焊缝边梁与主梁的翼缘、腹板的对接和角焊缝二类焊缝：闸门面板的对接焊缝主梁、边梁腹板与翼缘的角焊缝三类焊缝：不属于一、二类焊缝的其它焊缝（设计有特殊要求者除外）。(3)焊缝检查闸门焊接结束，进行焊缝外观检查和超声波探伤检查。焊缝外观检查允许偏差表序号项目焊缝类别一二三允许缺陷尺寸1裂纹不允许2表面夹渣不允许深不大于δ，长不大于δ且不大于103咬边深不超过，连续长度不超过100，两侧咬边累计长度不足10%全长焊缝深不大于1，长度不限 4未焊满不允许不超过+δ且不超过1，每100焊缝内缺陷总长不大于255表面气孔不允许每50长的焊缝内允许有直径δ，且不大于2的气孔2个，孔间距不小于6倍孔径6飞溅清除干净7焊瘤不允许5.门叶焊缝打磨、无损检测、防腐涂漆焊接完毕，将焊缝处进行打磨，打磨合格后，进行无损检测，然后由防腐人员按要求进行防腐涂漆。6.安装水封1）闸门的两侧水封及底水封，根据橡胶水封的到货情况，按需要的长度粘接好再与水封压板一起配钻螺栓孔。橡胶水封的螺栓孔，采用专用的钻头使用旋转法加工。严禁采用冲压法和热烫法加工。其孔径应比螺栓直径小1mm。2）止水橡皮接头采用生胶热压等方法胶合（或遵照施工设计图样），胶合接头处不得有错位，凹凸不平和疏松现象。3）止水橡皮安装后，两侧止水中心距离和顶止水中心至底止水底缘距离、止水表面的平面度以及止水橡皮压缩量均应符合图样和规范要求。4）水封装配并均匀拧紧螺栓后，其端部至少应低于止水橡皮自由表面。(7)由启闭机操作进行闸门启闭试验，要求滚轮运行无卡阻现象，全关位置，水封橡胶无损伤，漏光检查合格，止水严密。下闸试验时，须对水封橡胶与轨道接触面采用清水冲淋润滑，以防止损坏水封橡胶。7.4.4.4闸门启闭试验1.静平衡试验 闸门用相应的启闭设备自由吊离锁定梁100mm，通过滑道或滚轮中心测量上、下游方向与左、右方向的倾斜，单吊点平面闸门的倾斜不应超过门高的1/1000，且不大于8mm。当超过时，应予配重调整，符合标准后方可进行试槽。2.平面闸门的其他试验闸门安装完毕，对其进行试验和检查。试验前检查并确认吊头、抓梁等动作灵活可靠；充水装置在其行程内升降自如、封闭良好。同时还应检查门槽内影响闸门下闸的杂物等是否清理干净，然后方可试验。闸门的试验项目包括：(1)无水启闭试验在无水的状态下，闸门与相应的启闭机、抓梁等配合进行全行程启闭试验。试验前在滑道支承面涂抹钙基润滑脂，在闸门下降和提升过程中用清水冲淋橡胶水封与不锈钢止水板的接触面。试验时检查滑道的运行情况，闸门升降过程中有无卡阻现象，水封橡皮有无损伤。在闸门全关位置，应对闸门水封及充水阀进行漏光检查，止水处应严密，并应配合启闭机试验调整好充水阀的充水开度。(2)充水试验和静水启闭试验本项目在无水启闭试验合格后进行，检查闸门与门槽的配合以及橡胶水封的漏水情况。试验时检测闸门在运行中有无振动，闸门全关后底水封与底坎接触是否均匀。(3)闸门在承受设计水头下的压力下，通过任意1m长止水橡皮范围内的漏水量不应超过0.1L/s。7.4.4.5工作闸门安装的其他技术要求1.工作闸门安装前必须制定闸门拼装方案。节间组焊工艺和相应的控制门体组装质量的措施，并做好安装工器具的校验工作。2.闸门的拼装工作，在该闸门的门槽顶部锁定梁上进行，其位置要考虑到启闭机能够把闸门直接吊起或放入孔口的操作方便。3.闸门正式组装前，先使用启闭机吊起单节门叶试槽，并对孔内障碍物进一步进行清理。 4.闸门在运抵现场安装前，在拼装场内预拼检查，误差须符合招标文件技术条款的相关规定。5.定轮的装配在门体运抵现场安装前完成，并检查其踏面平面度，其误差不得大于施工图样或技术文件的规定；现场完成门体焊接完成后，对门体定轮工作面、反向支承面、门体厚度等全面检查、合格后方可进行附件装配。