钢坝闸在沁河河道治理工程中的应用

田剑浩，王 尧

（1.长治市水资源管理中心，山西 长治 046000；2.山西省水利水电勘测设计研究院有限公司，山西 太原 030024）

沁河重点段河道治理工程（长治段）是山西省全面推行河长制后的第一个中央预算内投资计划项目，也是全省“七河”生态修复总体规划的实施项目。

长治段工程批复总投资1.5 亿元，工程按照“防洪保安、亲水净水、生态环保”的理念进行设计和建设，治理范围为沁源县郭道镇前兴稍村至中峪乡龙头村河道。

建设内容主要包括：新建堤防工程、钢坝闸蓄水工程、支流入河口治理工程和控导工程等。

1 钢坝闸安装方案

钢坝闸是一种新型实用的闸门，在本次的沁河河道整治中，被首次应用。钢结构门体通过底轴传导至两端，两端以液压启闭机为动力，实现整体起伏，可以在任意设定角度使闸门处于锁定状态。钢坝闸具有操作灵活便捷、升降速度快、运行年限长、管护费用低、瀑布效果佳等优点。以工程中使用的3#钢坝闸安装为例，分三个阶段阐述其安装过程。

3#闸门75 m×2 m（净宽×高），安装步骤主要包括测量放线，底轴水平度调整，安装固定混凝土半铰座、安装固定穿墙轴，埋件焊接，浇筑铰座预埋件及穿墙轴混凝土，调整定位驱动装置，浇筑驱动装置基础，拐臂定位，焊接底轴及拐臂，门叶吊装调整及焊接，不锈钢侧止水板安装，探伤部位防腐、底止水及侧止水安装，通电调试。

1.1 准备阶段

1.1.1 准备工作

安装技术准备。钢坝闸由厂家安装调试，要求成立闸门安装项目部，配备专业技术人员，根据工程总进度计划，编制详细的闸门安装方案。

安装设备准备。在闸门出厂验收以后，由业主单位、监理单位、施工单位及设备厂家，共同对运到施工现场的设备数量、外观质量等进行检查，确认设备符合安装要求后方可进入安装步骤。

1.1.2 测量放线

用光学水准仪复测土建单位提供的闸坝中心线、河道中心线、启闭机室中心线、高程基准点，然后校核底轴侧母线和上母线达到水平和垂直要求，最后底轴埋设、安装、调整均满足规范和图纸精度要求后与土建钢筋焊接牢固。

1.1.3 底轴水平度调整

在对底轴焊接口进行打磨、辅具制造后方可吊装底轴，并按设备控制要求调整底轴上母线、侧母线，并加以固定。

1.1.4 安装固定混凝土半铰座、穿墙轴

钢坝闸铰座安装是关键工作，安装前检查起重机状况，选用50 t 起重机吊装两侧穿墙轴和底轴至预定位置，铰座连接埋件及螺母，吊装底转轴连接穿墙轴、拐臂；初步连接底轴后，用水准仪对底轴逐件校正其高程和底轴直线，检测启闭机埋件高程及水平度，混凝土半铰座和穿墙轴误差低于2 m，启闭机埋件误差低于10 mm；闸门、底止水螺栓逐个反复拧紧，往返重复4～5 次，保证坚固，无漏装螺栓现象。

1.2 施工阶段

1.2.1 埋件焊接

铰座埋件钢筋及穿墙轴钢筋焊接应根据图纸要求选择钢筋规格，钢筋加固搭接要求满足符合三类焊缝要求《焊缝无损检测·超声检测技术检测等级和评定》（GB/T11345-2013），钢筋搭接根数不小于预留钢筋的75%。

1.2.2 浇筑铰座预埋件及穿墙轴混凝土

浇筑前需清理干净沟槽的杂物、垃圾、积水，为了防止混凝土浇筑时沙石飞溅入铰座中，保护压板，混凝土铰座与底轴接触部分填充泡沫板，其厚度大于50 mm。

1.2.3 调整定位驱动装置

根据图纸计算驱动装置耳轴中心高程，再根据土建移交的启闭机室中心线墨斗弹出驱动装置中心线。在驱动装置坑前后制作两个搁墩，用于驱动装置的高程调整。搁墩的高度制作应根据土建一期混凝土面实际高程确定。待驱动装置定位完成后对驱动装置钢筋进行加固，先焊接立筋后焊接网筋。

1.2.4 浇筑驱动装置基础

驱动装置基础钢筋加固完成后，对驱动装置基础进行二期混凝土浇筑，待混凝土浇筑完成并保养符合要求后通过回弹器测量混凝土强度，当混凝土达到设计值的70%时可以启动启闭机。

1.2.5 拐臂定位

预先在在底轴上画出拐臂边线，拐臂连接驱动装置利用驱动装置伸缩定位拐臂角度，自驱动装置销轴吊垂线测量到底轴中心距离测量的尺寸定位拐臂角度，角度定位好后利用千斤顶调整拐臂与底轴环形焊缝间隙均匀，用槽钢支撑拐臂两侧，搁墩支撑拐臂底部。

1.2.6 焊接底轴及拐臂

底轴及拐臂焊接按一类焊缝控制，具体要求应符合《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法》。底轴及拐臂焊接完成，连接驱动装置试运行底轴，释放焊接应力，并对底轴及拐臂焊接部位进行探伤，3#钢坝一类焊缝底轴10 道，拐臂4 道。

1.2.7 门叶吊装调整及焊接

闸门吊装前，底轴需打磨门叶焊接处有标识部位的锌层，根据闸门出厂编号面向下游依次排布，利用门叶吊装孔吊装闸门，保持闸门平衡。根据底轴上画出的基准线对闸门进行定位调整并保证闸门焊接外观符合规范要求。门叶焊接完成后对门叶翼缘板与底轴焊接部位进行超声波探伤，按一类焊缝控制。

1.2.8 不锈钢侧止水板安装

整理侧止水埋件，将不锈钢侧止水板按图纸要求排序，调整平整度并固定焊接，要求不锈钢侧止水埋件垂直、平整、平面度都小于4 mm。

1.2.9 探伤部位防腐、底止水及侧止水安装

对3# 钢坝闸焊接探伤部位进行喷锌防腐前处理，现场防腐完成后使用测厚仪检测防腐厚度。根据图纸要求焊接底止水埋件钢筋，安装底止水橡皮和侧止水橡皮，并用压板固定。

1.3 调试阶段

通电调试。待电气设备安装调试完毕后，将闸室内的一切杂物清除干净，保证闸门和拉杆不受卡阻。

无水情况下全行程启闭试验：试验过程检查底轴运行无卡阻现象，双吊点闸门的同步达到施工图纸要求。在闸门全关位置，水封橡皮物损伤，漏光检查合格，止水严密。在全过程试验中，必须对水封橡皮与不锈钢水封座板的接触面采用清水冲淋润滑，以防损坏水封橡皮。

静水情况下的全行程启闭试验：试验在无水试验合格后进行，试验、检查内容与无水试验相同（水封装置漏光检查除外）。

动水启闭试验：动水启闭试验前，承包人根据施工图纸及现场条件，报监理人批准实施。工作闸门按施工安装图纸要求，进行动水条件下的启闭试验，试验水头尽可能与设计水头一致，对各关键部位运行情况做好详细记录。

2 钢坝闸安装的注意事项

在具体实施过程中，存在一些需要引起注意的技术细节和技术难点，主要包括以下几点：

在底轴水平度调整中，在启闭机室墙两侧制作固定钢丝绳的支架，也可以在防水套钢筋上寻找悬挂钢丝绳支点，不能直接在底轴上寻找支点。

在调整定位驱动装置时，启闭机耳轴中心与底轴高程差，误差不大于5 mm；启闭机耳轴中心与底轴中心的位置偏差，误差不大于2 mm；启闭机中心线距河道中心线误差不大于2 mm，启闭机前部与尾部平行偏差不大于1 mm。

闸门在焊接时，要保证至少闸门单扇两侧焊接4～6 道腹板，焊接长度大于或等于门叶腹板的一半牢靠后才能松钢丝绳。

3 结语

钢坝闸在山西省应用较少，河道治理主要以传统闸门为主，长治地区首次把钢坝闸应用在沁河治理工程中，形成了具有调蓄功能的水面、湿地，能够改善河道生态环境，实现“堤固、河畅、水清、岸绿”的目标。为今后同类河道生态修复治理工程提供了很好的经验。