水电站放水塔平面闸门非常规安装技术方案设计与实践

牛支现（陕西省水利机械设备制造安装有限公司陕西西安710077）

水电站放水塔平面闸门非常规安装技术方案设计与实践

牛支现
（陕西省水利机械设备制造安装有限公司陕西西安710077）

本文通过对老挝南俄5水电站放水塔平面闸门安装环境及外部条件的介绍，提出了一套在不具备安装条件下的非常规平面闸门安装方法，通过对该方法的论证并用于实际施工过程，完成了放水塔平面闸门安装，经后期质量检测，各项指标满足设计规范及图纸要求，实践证明该方法是科学可行的，能为类似工程提供借鉴和参考。

放水塔；平面闸门；非常规；安装

通常情况下，水电站放水塔平面闸门是通过前期安装在塔顶的启闭机进行安装的，但在老挝南俄5水电站放水塔平面闸门安装施工过程中，由于受到上塔交通条件的影响及工期计划的调整，闸门需要安装时，塔顶门式启闭机未安装到位，常规的闸门安装施工方法无法满足实际要求，老挝南俄5水电站放水塔平面闸门安装时，结合现场实际情况，通过设计合理的水平进洞运输装置，塔顶垂直起吊装置，采用非常规安装方法完成了闸门安装，确保了防洪度汛安全并按期蓄水。本文以此为例对非常规安装方法进行介绍，是放水塔闸门安装方法的一种创新和尝试，可以作为同类工程安装方法的指导和借鉴。

1　基本概况

1.1工程概况

进水口放水塔位于大坝上游右侧山坡台地处，塔底高程EL1048.00，塔顶高程EL1103.00，塔高55m，塔顶尺寸长25.32m，宽20m，四面临空，门洞尺寸5m×5m。放水塔轴线剖视图见图1。

进水口平面闸门包括：检修闸门和工作闸门。检修闸门门叶重29.0t，外形尺寸为6.3m×5.99m×1.35m，由上下两节组成，上节尺寸3.23m×6.3m×1.35m，重约15.17t，下节尺寸2.75m×6.3m×1.35m，重约13.84t；工作闸门门叶重35.9t，外形尺寸为6.6m× 5.62m×1.35m，由上下两节组成，上节尺寸2.86m×6.6m×1.35m，重约17.95t，下节尺寸2.75m×6.6m×1.35m，重约17.94t。

1.2交通道路条件

（1）道路中断，吊车无法到达——坝体开挖时，将坝后右岸EL1103.00马道至进水口道路挖断，由于山体陡峭，新修道路难度大、成本高，存在安全隐患，且对进水口及大坝施工有较大影响。如要恢复原有道路，必须待大坝右岸混凝土回填至EL1103.00马道高程，但工期不允许。

（2）场地狭小，起吊高度过高——除左岸施工道路外，唯一施工道路就是从坝前围堰到放水塔底部EL1048.00铺盖平台，但由于道路情况差，大吨位起吊设备无法到达塔底，加之塔体较高，场地狭小，小吨位起吊设备无法完成闸门吊装。

图1　放水塔轴线剖视图

1.3安装的必要性

为满足防洪度汛要求，闸门必须按时安装。当地即将进入雨季，降雨逐渐增多，降雨时河水上涨迅速，来势凶猛，如闸门未安装，遇降雨发生洪水，仅靠左岸的导流洞无法完全泄洪，洪水上涨后将会从进水口进入引水隧洞，对引水隧洞、发电厂房施工作业面人员及设备构成安全威胁。

2　拟定的安装方法

针对本工程道路、场地实际情况和外部因素，通过对施工现场的道路、场地等实际查看，复核水工建筑物各部位相关尺寸，综合考虑现有及已知条件，拟采用以下工艺及流程完成闸门安装：

2.1安装工艺

在塔顶EL1103.00高程设置起吊设备，起吊能力40t，使塔顶具备垂直起吊及水平运输条件；从门洞底板EL1050.00高程将分节门叶运入门洞，到达闸槽位置后旋转门叶，使门叶进入门槽；利用塔顶设置的起吊装置起吊门叶到达塔顶，以相同的方法完成另外一节门叶起吊；利用塔顶设置的起吊装置起吊埋件，从下至上，先主后副，先主后反，完成埋件安装校正；在塔顶完成门叶拼装、焊接，安装门叶附件及水封等，完成闸门拼装工作。门叶进洞运输、垂直吊运见图2所示。

图2　门叶进洞及垂直吊运示意图

底板安装底槛，闸槽内安装埋件，浇筑二期混凝，待二期混凝土到达要求强度后，再将塔顶拼装好的闸门落入闸槽，放置到底板位置。此时，闸门安装完成，具备挡水功能，即可满足防洪度汛及大坝蓄水要求。

2.2安装流程

闸门安装流程：安装准备→起吊装置设置→门叶进洞运输→门叶吊运至塔顶→埋件安装→门叶组装→门叶附件安装→闸门下放→整体验收

2.3安装运输路线

闸门安装运输路线：堆放场地→①塔前铺盖→②进入门洞→②卸车变位→③闸室提升→⑥塔顶拼装→⑦闸门下放

2.4安装起吊设备

要完成闸门的非常规安装，需在塔顶设置自制设备，以实现塔顶垂直起吊及水平运输能力。根据多年金结安装施工经验，参考起重机设计规范及要求，拟定的龙门吊结构形式及各部尺寸如下图3所示：

龙门吊由水平起重梁、支腿、行走机构、卷扬机等七部分组成；水平梁、支腿、行走机构由型钢焊接而成，桁架结构，螺栓连接；设计起重能力40t，起吊净跨6m，起吊高度6.4m，水平梁全长8m；采用固定双吊点起吊形式，两吊点左右对称设置，吊点间距5.7m；行走梁上对称各设置卷扬机1台，作为起吊动力来源，可独立操纵；行走机构配置8个Ф270钢轮，设置有驱动电机，可在轨道上行走。

图3　龙门吊

3　龙门吊的制备及安装

3.1龙门吊的制备

对拟定自制的龙门吊需要进行必要的结构复核及安全校核后方可投料加工，按照设计规范对水平梁，支腿等重要部位进行力学分析及安全校核，复核荷载能力及结构强度，以调整各部尺寸，满足起重设备设计规范相关要求，达到预期的设计起吊能力。

通过对龙门吊整体结构复核及各部位安全校核，该龙门吊能够满足起重能力要求，可以借此完成闸门的安装，故按照拟定的龙门吊设计方案，加工制造龙门吊，并转运至工地现场。

3.2龙门吊的安装

将龙门吊部件分别运至门洞内闸室底部，利用闸室底部5t卷扬机将龙门吊部件吊运至塔顶，在塔顶利用搭设脚手架及人工辅助完成龙门吊的拼装工作，两台5t卷扬机左右对称放置在龙门吊行走梁上，并在龙门吊上焊接拉杆进行调整及固定，缠绕钢绳并安装动滑轮，使得龙门吊具备垂直起吊能力。

4　非常规安装过程的实施

4.1门叶进洞及垂直吊运

汽车吊将门叶竖直放置在门洞内的运输小车上，运输小车拉运门叶至门洞内预留门槽处，塔顶龙门吊将门叶提起，移动龙门吊将门叶插入到加深的门槽内，由于龙门吊两个卷扬机牵引力不一致，门叶会受到力矩作用发生旋转，门叶以插入的门槽为轴心慢慢转动，直到门叶与门槽方向一致。启动塔顶龙门吊卷扬机，将门叶下节吊起放置在塔顶，同时撤出运输小车，准备下一节门叶的进洞运输。采用同样的方法完成上节门叶的进洞、变位及垂直起吊，并将下节起吊至塔顶平台上。

4.2埋件安装

利用龙门吊起吊安装底坎、主轨、反轨、门楣、付轨等。埋件安装好后，对埋件整体尺寸进行检查，满足设计及规范要求后，移交给土建进行二期混凝土浇筑，混凝土龄期满足强度后，清除埋件表面的杂物，清除不锈钢水封座板表面的水泥浆，在滑道支承面涂抹润滑脂等，做好闸门门叶下放准备工作。

4.3门叶组装及闸门安装

将下节门叶用锁定梁锁定在闸室孔口内，龙门吊起吊上节门叶至下节门叶正上方，缓慢落下上节门叶，完成上下节门叶组对，微调后进行门叶拼接缝的焊接。焊接完成后，起吊整体门叶，完成水封、侧轮等附件安装。将闸门放入门槽，缓慢下降，并用肥皂水浇淋水封与不锈钢的结合面，对水封进行润滑及降温，直到门叶到达门槽底部。对闸门密封效果进行检查调整，完成闸门安装。

5　结语

如果交通便利，场地开阔，运输方便，放水塔平面闸门安装是件容易的事情，但如果受交通、地形、工期等条件限制，常规安装方法施工就显得非常困难。南俄5水电站就是根据现场实际情况采用非常规法安装方法，自制龙门吊作为闸门安装起吊设备，顺利完成了闸门等金属结构安装，达到预期目的，经过后期质量检测，各项指标满足设计规范及图纸要求，实践证明该方法是科学可行的；放水塔闸门安装方法的一种创新和尝试，希望这种安装方法能为类似工程提供借鉴和参考。陕西水利

（责任编辑：唐红云）

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