青草沙水库工程下游水闸闸门水上安装工程施工工艺

(上海水务建设工程安全质量监督中心站， 上海 200232)

青草沙水库工程下游水闸闸门水上安装工程施工工艺

袁晓宇

(上海水务建设工程安全质量监督中心站， 上海 200232)

青草沙水库下游水闸位于青草沙水库下游东北侧。在闸门安装时，下游水闸不具备通陆路条件，且闸室两侧连接堤刚刚建成，不能承受重型闸门的压力。经过研究，青草沙水库下游水闸闸门安装采用了水上安装工艺。文章结合青草沙水库下游水闸介绍闸门水上安装过程，供类似工程参考。

青草沙水库； 水闸闸门； 水上安装； 施工工艺

1 前 言

青草沙水库位于长江口南北港分流口长兴岛西北侧水域，是我国第一座建于潮汐河口江心的大型水库。库区总面积约70km2，是上海市最大的饮用水水源地。青草沙水库新建堤线总长21.98km，其中北堤18.96km，东堤3.03km；改造原有堤线22km；新建上、下游水闸和输水泵闸各一座。

下游水闸位于青草沙水库下游东北侧，闸中心桩号27+371，闸孔总宽为20m(按5m+10m+5m布置)，在长江水道中构筑的临时围堰中进行施工。在闸门安装时，下游水闸不具备通陆路条件，若采用常规的干地施工工艺，需将大型履带吊拆解，通过临时码头进行转驳，最后进行组装等。吊车的自重大、施工程序繁琐、组织周期长、设备多、相应的安全风险高，同时水闸两侧的大堤均为新建大堤，吊机自重加上闸门的重量，对地基土将产生非常大的压力。这些压力会转化为对交通桥的压力或墩墙的侧压力。因交通桥和墩墙刚刚浇筑完成，如此大的土压力会对结构造成破坏。

经过反复讨论，针对青草沙水库下游水闸闸门安装，提出了水上安装工艺，为下游水闸顺利实施提供了有力的保障。

2 闸门水上安装工程施工工艺

2.1 闸门概况

青草沙下游水闸位于青草沙水库下游东北侧，闸孔总宽为20m(按5m+10m+5m布置)。闸门结构为平板钢闸门，采用液压式启闭机直升，其中，中孔闸门2扇、边孔闸门4扇。闸门特性见表1。

表1 下游水闸闸门特性

2.2 现场条件

下游水闸采用江心围堰施工，完全不具备和陆地通车条件，为配合水闸施工，修建了一个施工平台和一个临时钢码头。施工平台呈长方形，尺寸为200m×100m，平台高程约+8.0m，主要作为料场和办公住宿地方；临时码头为型钢结构，平面尺度为50m×14m，面层高为+8.0m。钢码头按LT1040型的吊车作业荷载进行设计，由一条引堤连接钢码头和施工平台，引堤长约200m，宽约7.5m，主要用于材料进场和人员上下。平面布置详见图1。

图1 平面布置

2.3 总体安装方案

a.江侧临时围堰中部拆除100m，底标高拆至-0.5m，以确保起重船进入围堰内。

b.闸门运输船到达指定位置，起重船进点抛锚、带缆。

c.起重船起吊闸门后，绞缆依次通过防冲槽、海漫段后进入消力池。

d.闸门安装完成后退出临时围堰外侧，起吊下一扇闸门进行安装，直至所有闸门安装完成。

水上安装方案见图2。根据吊高、吊距和吊重要求，选择120t起重船即可。

图2 起重船安装示意图

2.4 水上安装详细施工流程

水上安装施工流程见图3。

图3 水上安装施工流程

2.5 起重船起吊参数确定

起重船起吊必需满足以下3个条件：

a.最大跨距L=20.5+5=25.5m。

b.最大吊重M=Max(9.5t，29.3t)=29.3t。

c.最大吊高H=14+9+6+2=31m(闸顶距水面高度为16.5m-2.5m=14m；门叶高度9m；钢丝绳垂直高度为6m；另考虑2m的富余高度)， 详见图4。选择的120t起重船为秦航工208号。

根据对秦航工208号参数的分析，选择副钩在55°时起吊，吊高为36.2m>31m，吊距为26.98m>25.5m，起重能力为35t>29.3t，满足闸门水上安装要求。

2.6 起吊钢丝绳及卸扣选择

闸门起吊采用4点吊，安装时采用2点吊，吊扣钢丝绳选取以2点吊为准。吊扣钢丝绳拟选用规格为φ44.5，单根钢丝绳破断拉力为99t，单门最大自重为29.3t。闸吊起吊安全系数k=99×2/29.3=6.6>5，满足要求。卸扣采用35t卸扣4只。

2.7 起吊条件与时机选择

为配合起重船进堰安装，需把江侧围堰的直线段拆除一个底口长约100m、底高程小于-0.5m的缺口，围堰拆除选用松动爆破工艺，将围堰的旋喷桩破碎成50cm以下的块体后和堰体的砂土一并挖除。

图4 秦航工208号布置图

图5 典型潮位曲线

闸门起吊安排在低平潮时段进行，完成起吊、翻身、解主钩等工作约需1h，此时开始涨潮，当潮位高于1.7m时，起重船可以绞缆进入围堰内。考虑起重船满载吃水1.5m，此时船底距围堰内水下高点差动齿墙(-0.38m)、围堰缺口(-0.5m)分别有0.58m和0.7m，可确保起重船作业安全。根据计算，单扇闸门进堰后安装到位需4h左右。闸门起吊安装安排在小潮汛期间进行，此期间的潮位在+0.8m～+3.2m之间，潮差小、涨落潮流速低，有利于安装。典型潮位曲线见图5，可以看出，单个潮水潮位高于+1.7m高程可达7～8h，可以满足起重船一次进堰安装约4h。

2.8 船机设备布置

起重船进点后，在起锚艇的配合下完成抛锚定位，抛前后八字锚，抛锚时船艏正对围堰缺口，两只前边缆带缆于预留在闸敦的带缆环上，两只后边锚抛锚长度200m，抛于围堰外侧。运输闸门的平板驳，停泊于临时围堰外侧下游，船机布置见图6。

图6 船机布置

2.9 其他措施

a.导向装置。由于闸门滚轮中心距闸门底为1.1m，而闸门起吊后势必有小幅的晃动，先入槽的1.1m，由于没有滚轮的限制，晃动空间很大，Y形止水橡皮无法卡住门槽，同时晃动很可能撞坏止水橡皮。为解决这个问题，在闸室顶部牛腿上设置导向装置，即利用槽钢将门槽向上延伸1.2m，使滚轮先进入导向槽，因导向槽宽富余度极小，滚轮受限，闸门不会晃动，这样便有效解决了上述问题。

b.润滑措施。为确保闸门顺利入槽，闸门安装前，对每扇闸门的滚轮和Y形止水橡皮均涂抹肥皂水，同时在闸门槽主轨、侧轨上也涂抹肥皂水，在充分润滑的基础上，止水橡皮不受损伤，同时闸门滚轮阻力大大降低，保证了安装进度和质量。

2.10 闸门起吊安装

闸门加工时在顶部和下部各增加两个吊点，用于闸门安装起吊。起吊时闸门顶部两个吊点由副钩起吊，闸门下部两个吊点由主钩起吊。闸门体离开驳面2m以后，绞缆移船至围堰缺口正前方；同时主钩不动，缓慢起副钩，直至闸门由平行状调整到垂直状；最后在起锚船的配合下解除主钩钢丝扣，此时闸门为垂直状态的两点吊。

起重船在绞锚移向消力池的过程中，副钩继续起高，至闸门底高于+18.0m时，门体移至闸门槽(排架)正上方。在闸门江侧、库侧分别设置一只5t的手拉葫芦，通过微调起重船和手拉葫芦确保闸门能对准槽口位置；通过陆上水准仪和全站仪监测闸门的垂直状态和角点位置；充分利用滚轮的作用缓慢下放闸门至门槽内，在此过程中配备专人将止水橡皮沿闸槽角分开，使止水橡皮与止水角钢有效接触。

3 闸门安装效果

由于在水利工程中闸门安装基本都是陆上安装，极少在过水后安装闸门，相应的检验规范不适用于该方案，因此业主与质监站专门制定了《下游水闸闸门水上安装专项质量检验标准》。

下游水闸成功地在三天内完成了6扇闸门的安装，单日最高完成3扇闸门安装，详见图7、图8。闸门安装完成后，经验收，完全达到质量检验标准要求。

图7 闸门起吊进点

图8 闸门安装

[1] JTS 257—2008 水运工程质量检验标准[S].

[2] DG J08—90—2000 水利工程施工质量检验评定标准(试行)[S].

[3] DLT 5018—2004 水电水利工程钢闸门制造安装及验收规范[S].

Construction Technology of Downstream Water Sluice Gate Water Installation Work in Qingcaosha Reservoir Project

YUAN Xiao-yu

(ShanghaiWaterworksConstructionProjectSafetyQualitySupervisionCenterStation,Shanghai200232,China)

Qingcaosha reservoir downstream water sluice is located on downstream northeast site of Qingcaosha Reservoir. When the gate is installed, downstream water sluice is not provided with land access condition. Connection embankments on both sides of sluice chamber are just built, which can not bear pressure of heavy gate. According to research, water installation technology is adopted for installing downstream water sluice gate in Qingcaosha Reservoir. Water installation process of gate is introduced in the paper by combining with Qingcaosha Reservoir Downstream water sluice, thereby providing reference for similar project.

Qingcaosha Reservoir; water sluice gate; water installation; construction technology

TV522

B

1005-4774(2014)07-0001-05