门机在吊装大型弧形闸门中的应用实践

李奇祥　刘建川　马强

摘 要：巴基斯坦Neelum Jhelum水电站大坝工程因受到土建工期拖后及大坝结构不便于大型吊装设备直接进入安装工作面等影响，弧形闸门安装难度大，工期紧。溢洪道前围堰也因土建施工需要在枯水期来临前进行了拆除，要求弧门必须在当年的枯水期（3个月内）完成1孔弧门的安装及挡水任务，下一个枯水期（约4个半月）完成另外两孔的安装任务。在此情况下，经过对现场实际情况的详细考察和分析并结合弧门构件等技术参数综合考虑，采用自制的门机进行弧门构件的吊装安装工作，优化安装工艺流程，保证了弧门安装质量，大大缩短了安装工期，为后续施工的顺利实施奠定了坚实的基础。此门机吊装方法也可用于类似的大坝弧门吊装施工时的参考。

关键词：门机 弧门安装 巴基斯坦Neelum Jhelum 水电站

中图分类号：TU714 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0048-03

1 工程概况

Neelum Jhelum水电工程位于巴基斯坦克什米尔首府Muzaffarabad地区，通过引水隧洞利用Nauseri Neelum河与Zaminabad Jhelum河之間形成的420m的水头落差发电。Neelum Jhelum水电站主要建筑物由大坝及进水口、引水隧洞、沉沙池、调压室、地下厂房和尾水隧洞等组成。总装机容量为96.3万kW的的混流式水轮发电机组，共4台机组，单机容量24.3万kW。

大坝由进水口坝段，溢洪坝段和排渣坝段组成，其中溢洪坝作为泄洪道用于分洪和冲洗底部沉砂。溢流坝设3孔弧形工作闸门和3孔叠梁检修门。每套弧门总重为四百余吨，弧面半径20m，孔口尺寸12.0m×15.5m，底坎高程973.5m，门楣高程989.0m。每套弧门由设在高程996.5m上的液压启闭机进行启闭操作。

因受到土建工期拖后及大坝结构不便于大型吊装设备直接进入安装工作面等影响，弧形闸门安装难度大，工期紧。溢洪道前围堰也因土建施工需要在枯水期来临前进行了拆除，要求弧门必须在当年的枯水期（3个月内）完成1孔弧门的安装及挡水任务，下一个枯水期（约4个半月）完成另外两孔的安装任务。在此情况下，经过对现场实际情况的详细考察和分析并结合弧门构件等技术参数综合考虑，并与咨询工程师讨论最终确定采用自制的60t门机安装在启闭机平台上（高程996.5m）进行弧门构件的吊装安装工作，优化安装工艺流程，保证了弧门安装质量，可以大大缩短了安装工期，减少与土建的交叉作业，为实现在两个枯水期内完成3孔弧门安装工作创造了有利条件。

2 原大坝结构存在的问题及改进

经过对大坝土建图进行分析发现，坝体扶壁下游端与门楣下游面平齐，即使在启闭机平台处布置门机用于起吊弧门构件因受到土建结构的限制门机无法运行到最上游端，无法进行顶节门叶件的吊装安装就位。经与咨询工程师多次沟通讨论最终咨询工程师同意在扶壁下游未端留一永久缺口（深3000mm），便于门机吊装安装门叶构件，见图1所示。

3 门机设备的选型及布置

3.1 主要弧门构件尺寸和重量表

具体数据见表1。

3.2 门机选型及布置

根据上述弧门构件尺寸和重量参数（最重件为支铰装置，约47.3t，最大件下支臂外形尺寸为17m×4.2m×2.2m）及现场实际条件考虑，选用60t的电动葫芦作为主起吊设备，门机布置在启闭机平台996.5高程。门机相关主要参数如下。

（1）电动葫芦：选用60 t，起升高度26 m，起升速度4m/min。

（2）大车轨道：选用QU80，设在996.5m高程的平台上，轨距15.4m，为便于门机在各孔之间的平移以节省门机的拆卸和重新安装的时间，在各孔之间设置连接轨道和变轨装置实现门机在完成首孔弧门吊装安装工作后直接平移至另一孔进行另一孔弧门的吊装作业。

（3）大车行走装置：行走速度19.81m/min，车轮直径630mm。

（4）小车行走装置：行走速度7.9m/min，车轮直径500mm。

4 弧门运输吊装前的准备

在弧门构件工地运输和吊装作业前，应充分做好各项准备工作包括进场道路的修建，门机的安装及试验，相关土建及埋件安装工作已完成等。

（1） 大坝左侧至溢流坝上游面的进场道路已修好，溢流坝上游护坦和溢流面间的斜坡已填平，溢流面混凝土和花岗岩石铺设完成，运输车辆和吊车可直接行驶到弧门安装位置。在正式进行大件运输前，应对运输车辆进行全行程的模拟运输，对车辆通过困难路段及时进行加固或扩宽处理，以保证正式运输的顺利实施。

（2） 弧门二期埋件安装和混凝土浇筑已完成（门楣除外）。

（3 ）用于固定弧门构件和安装弧门调整用设在弧门底板周围的钢结构埋件已埋设好。

（4）安装用门机安装调试及负荷试验完成。采用土建已有的63t塔机进行门机构件的吊装及安装，随后进行门机各功能的调试。在调试合格后，利用平板车将弧门支铰件转运至孔口并加上部分配重件进行门机的现场负荷试验。经试验，门机运行平稳，无任何异常。

5 弧门构件的运输吊装及安装流程

在完成上述各项准备工作后，对各班组进行弧门吊装安装前的技术和安全交底，合理进行现场吊装组织，各司其职，确保运输吊装安全。

该弧门主要构件包括：左右油缸各1件，弧门支铰2个，上支臂2件，下支臂2件，门叶共6节。

5.1 单孔弧门构件运输次序

弧门构件运输次序：弧门支铰==>油缸==>下支臂==>第6，5，4节门叶和上支臂==>第1，2节门叶。

5.2 弧门吊装及安装流程

弧门吊装安装流程如下所述。

（1）弧门支铰安装：将弧门支铰运至安装部位后，用60t门机将弧门支铰吊至安装位置，与一期锚栓架连接并调整紧固，复测各项安装尺寸符合要求后交土建方浇筑二期混凝土，见图2所示。

（2）液压启闭机油缸就位：用60t门机将液压启闭机机油缸吊安在油缸支铰上，并在弧门锁定上系挂钢丝绳临时固定油缸上吊耳。

（3）下支臂吊装：待弧门支铰二期混凝土浇筑且达到一定凝期后开始安装弧门支臂，将弧门下支臂转运到弧门安装位置。用60t门机将下支臂从工况状态向下放在较低的位置上，连接支铰和支臂的螺栓，并在过流面上用工装来做临时支撑。

（4）转运门叶和上支臂：将门叶第6、5、4节门叶、2件上支臂用平板车转运到弧门安装位置，再用60t门机将门叶放置在下游2件下支臂之间的过流面上，把上支臂放置在栈桥（996.5m高程）上。并把第一节门叶转运到待安装位置前面。见图3所示。

（5）安装门叶最下面两节（第1节和第2节）：将第1节和第2节门叶转运至安装位置前，用80t汽车吊将第一节门叶从转运车上吊起，调整安装位置，放置在底坎安装位置上，并用工装加固牢靠。将第2节门叶安装到第1节门叶上，调整并用工装加固。

（6）下支臂与门叶连接：用80t汽车吊和60t门机将下支臂吊到安装位置，将第2节门叶和支臂前端板用螺栓连接，并用工装加固已安装就位的门叶。

（7）第3节门叶运输及安装：将第3节门叶用平板车转运到安装位置前，用80t汽车吊将门叶吊起，调整位置并安放到第2节门叶上。在第3节门葉面板和过流面之间用工装支撑固定门叶，同时，利用预埋在两侧侧墙的埋件，焊接支撑工装加千斤顶来支撑固定门叶。在门叶下游面和下支臂之间安装支臂杆系并临时焊接固定。

（8）第4节门叶安装：将第4节门叶用60t门机从下游面存放点吊起并平移至安装部位吊放至第3节门叶上。在第4节门叶面板和过流面之间用工装支撑固定门叶，同时利用预埋在两侧侧墙的埋件，焊接支撑工装加千斤顶来支撑固定门叶。

（9）上下支臂之间的垂直杆系安装：上支臂的斜杆放置于下支臂上，待安装。

（10）上支a臂安装：将上支臂吊到安装位置，连接上支臂和下支臂的连接螺栓。

（11）第5节门叶安装：安装方法同第4节门叶。

（12）上支臂斜杆安装。

（13）第6节门叶安装：安装方法同第4节门叶。

（14）焊接、打磨、修校门叶及补漆，之后将油缸与门叶连接。至此完成1孔弧门的吊装安装工作。

（15）铺设第2孔门机轨道并将60t门机转运至第2孔口。

（16）安装弧门液压启闭机管路和电气系统及调试。

（17）弧门止水安装：在弧门门叶安装检查合格后即可开始弧门止水安装。用液压启闭机将门叶提起一部分，将顶水封和侧水封连成整体后安装到指定位置。继续开启门叶，安装侧水封。待门叶达到极限位置后安装底水封。水封安装完成后调整门楣位置，门楣调整好后再加固焊接。验收合格后交土建浇筑门楣二期混凝土。

另外两孔弧门安装流程同上。

6 结语

Neelum Jhelum水电站大坝溢洪坝第3孔弧门安装工作于2015年1月底开始至2月底已顺利完成全部弧门构件的吊装及组装工作，目前门叶焊接工作正在进行中，在短短的1个月的时间内完成了所有弧门构件的吊装安装工作，再次证明采用门机的吊装弧门的方案是可行的，为下一个枯水期顺利完成另外两孔的弧门吊装安装工作提供了有力的保障。此门机吊装方法也可用于类似的大坝弧门吊装施工时的参考。

参考文献

[1] 张质文.起重机设计手册[M].北京：中国铁道工业出版社，1998.

[2] 黄大巍，李风，毛文杰.现代起重运输机械[M].北京：化学工业出版社，2006.

[3] 杨逢尧，魏文炜.水工金属结构[M].北京：水利水电出版社，2005.