潘口水电站泄洪洞弧形闸门的安装方法

刘 野,李 斌,王 佩

（1.中国水利水电第一工程局有限公司设计院，吉林 永吉 132200；2.中国水利水电第三工程局有限公司制造安装分局，陕西 安康 711600）

1 概述

潘口水电站位于湖北省竹山县境内堵河干流上游河段，坝址位于湖北省十堰市竹山县境内，距竹山县城13km，坝址控制流域面积8950km2，多年平均流量164m3/s，多年平均径流量51.7亿m3。工程开发任务以发电为主，兼有提高下游黄龙滩水电站大坝防洪能力和改善库区通航条件等效益。

泄洪洞设潜孔式弧形工作门1扇，布置在泄洪洞进水口，采用中间铰双作用单缸液压启闭机启闭。工作弧门重约234t；主要构件由支铰装置、支臂、门叶及附件等组成，其中门叶分四节制造，重约84.85t，支臂由左右两片上下支臂、竖向支撑及斜支撑焊接而成，单片支臂重约41.6t。支铰装置铰座与铰链在制造厂已配装，单件支铰装置重约29.55t。门叶的规格为：孔口尺寸（宽×高）8.00m×10.00m；设计水头55.00m。

启闭机的规格为：启门力4000 kN，闭门力1000 kN；行程13.060 m。

2 安装技术方案

2.1 安装准备

现场实际情况决定闸门设备只能从泄洪洞出口运输至洞内安装，设备在洞内按安装先后顺序排列存放于弧门背水面一侧。存放顺序：支臂附件→上支臂→下半支腿→上节门叶→中节门叶1→中节门叶2→底节门叶→支铰装置。安装时用卷扬机水平牵引每件设备至安装地点进行吊装。

安装前检查该闸门的构件、零部件或设备总成是否齐全，在运输、存放过程中是否变形和损伤。检查各转动部件并加注润滑脂。

2.2 吊装结构及实施方案

由于工作闸室闭孔呈孤岛态势，汽车吊等设备无作业空间无法吊装，故只能采用在闸室预埋的数个吊点合理布置卷扬设备进行吊装安装。本次安装吊装作业设备布置2台5t卷扬机、2台10t卷扬机和2组50t滑轮组，转向滑轮为8t单片滑轮若干，卷扬设备布置在EL300.000和EL330.625高程合适位置并制设导向支撑点挂设导向滑轮。启闭机平台吊点平面布置如图1所示，卷扬吊装结构总体布置如图2所示。

吊装顺序为：支铰装置吊装→门叶结构吊装→支臂吊装→附件吊装。

2.2.1 支铰装置吊装

铰座与铰链已组装，该装置重约29.55t。吊点埋设如图3。支铰装置运抵后，调整成闭门状态固定，分别吊装。在启闭机平台2个预设孔洞挂设50t滑轮组，相应钢梁预埋吊点高程EL323.000处设置土扒杆挂设50t滑轮组；泄洪洞底部EL300.000和EL323.000合适位置布设5t和10t卷扬设备并设置导向支撑点挂导向滑轮穿钢丝绳。吊装前，用导链将支铰装置角度调整好，2台卷扬机配合工作保证支铰装置状态，支铰吊至安装高程后，用导链作侧向牵引就位，示意图如图4。

2.2.2 门叶吊装

支铰中心至门叶外弧面曲率半径设计值16000㎜。以支铰中心为圆心，R16030㎜为半径画弧，在底坎及每节门叶高度范围的侧轨两侧各焊2块挡块作门叶支撑用。因下支臂与裤叉在工厂已制作成整体，且支臂端头板也已焊接，门叶与支臂定位时需要预留安装调整间隙，故门叶安装时向上游位移30㎜，门叶全部吊装完成、支臂吊装就位后，用千斤顶等辅助工具推移门叶至设计曲率半径。底节门叶吊装就位调整后，依次吊装中节门叶2、中节门叶1和上节门叶。门叶吊装如图5所示 （此图示出吊装底节门叶状态）。

2.2.3 支臂吊装

下半支臂重量约29t。卷扬机布置在闸室下游，利用启闭机平台预设的孔洞穿钢丝绳挂设50t滑轮组，10t卷扬机钢丝绳经转向点转向滑轮吊装右侧下半支臂调整就位，穿螺栓与下主梁组合处连接固定。然后吊装并调整上支臂，与门叶上主梁组合处连接。再利用预设的吊点吊装节点板及支撑杆件就位。左侧支臂安装使用对称侧孔洞，吊装方法同右侧支臂安装。支臂吊装如图6所示 （支臂仅示意下半支臂吊装状态）。

2.3 闸门安装技术措施

2.3.1 支铰装置

安装时，要精确测定支铰实际中心线与样点中心线的误差，控制轴承座的同心度在规范允许偏差内。支铰安装允许公差与偏差应符合如下规定：

支铰中心对孔口中心线的距离≤±1.5mm，里程及高程≤±2.0mm，支铰轴孔倾斜度≤L/1000，两支铰轴线的同轴度≤2.0mm。

2.3.2 门叶结构

门叶安装从下往上进行，吊装完成然后调整弧面，并用弦长大于1.5m的样板检查面板的弧度，检查合格后按照焊接工艺要求焊接需要焊接的连接部位。

安装焊接完成后，在无水封阻力干扰条件下检查闸门的运行情况，察看闸门在不同位置时门叶中心线与孔口中心线的偏差；闸门在运行过程中有无振动、爬行现象；各连接部位有无异响等。

弧门所有拼装、焊接、调整工作完成后，再安装水封以及侧轮等附件。用液压启闭机将闸门提出门槽范围，搭设操作平台进行水封及侧轮等附件的安装。

水封装置在弧门门体与液压启闭机连动运行后，边提升边安装，应先将橡皮按需要的长度黏结好，再与水封压板一起配钻制孔。橡胶水封的螺栓孔使用专用水封钻头钻孔，其水封孔径比螺栓直径小1mm，严禁采用冲压法和热烫法加工。

弧形闸门安装完毕后，拆除所有安装用的临时焊件，修整好焊缝，清除埋件表面和门叶上的所有杂物，在各转动部位按施工图纸要求灌注润滑脂。

2.3.3 安装工艺流程及质量要素

闸门安装工艺流程如图7所示，闸门安装质量控制见表1。

图7 闸门安装工艺流程

2.4 液压启闭机安装技术措施

启闭机油缸支座纵横向中心线与实际测得的起吊中心线的距离不超过±2mm；高程相对于吊耳中心不得超过±5mm。

检查清洗泵站油箱，相关部位注润滑油，吊装液压缸进行固定。油箱依据设计要求进行安装。

管路的安装应符合GB8564规范的有关规定，采用现场配管，管道布局应清晰合理。管接头焊前应对坡口及附近20mm范围内的内外壁进行处理，清除油、水、漆及毛刺等。所有对接及法兰焊缝均采用氩弧焊。经配管预安装合格的液压管路系统，先不与泵站和油缸连接，须用液压泵对管路进行有压连续循环冲洗。管路与启闭机连接完成后进行耐压试验，检查管路系统漏油，渗油情况。充油时应排除空气；分别使油泵在工作压力的25%、50%、75%和100%情况下，连续运转15min，检查其振动、杂音及温度。

表1 闸门安装质量控制

上述工作完成后进行液压启闭机试运行：①活塞杆吊头不与闸门连接，全行程往复动作3次，用以排除油缸和管路中的空气，并检验泵组、阀组及电气操作系统的正确性和油缸有无爬行现象。②活塞杆吊头与闸门连接好后在无水情况下，先手动操作升降闸门，检查闸门有无卡阻现象，并记录闸门全开时间和油压值，然后采用自动系统控制进行启门和闭门工况的全行程往复动作3次，整定和调整好高度显示仪、限位开关和电气元件的数据和动作位置，检测电动机的电流、电压和油压的数据及全行程启、闭的运行时间。试验压力应符合施工设计要求。③在动水情况下，进行闸门和液压启闭机的功能性试验，检查水封的漏水量和闸门在升降过程中有无振动；检测电动机的电流、电压和油缸内的油压及全行程启、闭运行时间。

3 结语

潘口水电站泄洪洞弧形工作闸门及液压启闭机设备因闸室已闭孔，且受运输路线、吊装空间等条件限制，安装方案经过多次研究论证，设备吊装中采取了很多措施。总结其安装过程有许多可借鉴之处，可作为潜孔式弧形工作门安装方案之典型范例。

[1]DL/T5018-2004水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范[S].北京：中华人民共和国电力工业部，2004.

[2]二滩水电站550WM水轮机采用工艺座环预装蜗壳的经验[C]//第13次中国水电设备学术讨论会论文集，1997.

[3]潘口水电站金属结构设备的采购管理[C]//水利工程闸门启闭机设备与监控技术专刊，2010.