水工钢闸门及埋件的制造与安装

周 兵

（中国水利水电夹江水工机械有限公司，成都 610000）

随着社会经济的持续稳定发展，水利水电工程建设规模不断扩大，对水工钢闸门等金属结构的制造与安装质量提出了更高要求。水工钢闸门及埋件是水利水电工程建设不可或缺的重要组成部分，需要引起重视，稳步提升其制造与安装质量水平。水工钢闸门及埋件的制造与安装涉及较多环节和工艺，需要抓住各个工序的技术要点，加强不同工种间的配合与沟通，切实提升工程质量和安全性[1]。

1 水工钢闸门及埋件的特点

水工钢闸门及埋件制造与安装是一项关键性工作。水工钢闸门及埋件具有投资大、要求严、精度高及制造与安装难度较大的特点[2]。提高水工钢闸门及埋件制造与安装质量，对整体提升水利水电工程建设质量具有积极的推动作用。

水工钢闸门及埋件承担重要的任务，需要满足使用环境的要求。它不仅自重和尺寸大，而且需要使用高性能材料，具备优良的综合性能。水工钢闸门及埋件的制造成本较高，需要耗用大量的高质量材料，一般由专业的厂商制造。水工钢闸门及埋件的工作环境较为恶劣，安装工作受施工条件制约，增加了安装成本和难度，进一步增加了水工钢闸门及埋件的投资成本，对水工钢闸门及埋件的质量和性能提出了较高要求[3]。在制造与安装过程中，对水工钢闸门及埋件的精度要求较高。任何细小的差错都可能带来严重的质量问题，需要将误差控制在毫米级。

2 水工钢闸门及埋件制造与安装的要求

水工钢闸门及埋件的制造与安装工作，需要结合具体工程建设的具体要求和实际情况开展。某工程水闸具有防洪挡潮、排涝、灌溉、航运及交通等功能。闸门选用节制闸水工钢闸门，闸门中孔工作门和门槽埋件质量约为30 t，边孔工作门和门槽埋件质量约为24 t。液压活塞杆通过门叶两侧吊耳与门叶连接，带动门叶转动实现闸门启闭。此外，安装过程需要完成中孔工作门及埋件、边孔工作门及埋件等构件的制造与安装。

2.1 水工钢闸门及埋件的制造要求

节制闸水工钢闸门主要包括门叶和支臂结构。其中：门叶制造应严格按照施工详图和有关规定执行；支臂制造应确保单个构件制造偏差在水工钢闸门制造安装和验收规范的要求范围内，且支臂侧面弯曲小于1 mm。水工钢闸门制造由专业的水工金属结构制造厂负责，需要根据安装和运输尺寸的要求，分段制作水工钢闸门，在厂内完成拼装检查，验收合格后标记编号各个部件，焊接定位板[4]。分段制作水工钢闸门时，需要避免分段影响水工钢闸门的结构性能和质量安全。

本工程中水工钢闸门尺寸较大，采用分两段制作方式，对门叶止水螺孔和止水压板水封螺孔在厂内拼装后钻好，确保套体组装检查的各项偏差控制在施工详图与相关技术规定的范围内。水工钢闸门埋件制造同样要按照施工详图与相关技术规范的有关要求执行。需要特别注意，埋件焊接后需要核压变形，再加工支撑门面或水封止水座面。

2.2 水工钢闸门及埋件的安装要求

水工钢闸门在检查拼装后，可运输到施工现场安装。现场安装前需要采用超声波等无损检测方法检查主要安装焊缝，及时发现焊接作业的质量缺陷，对焊缝缺陷部位返工处理。对于门槽构件的焊接作业，需要观察焊接过程中的变形情况，必要情况下采取矫正措施，确保门槽构件与预留钢筋、锚板等焊接牢固。焊接所用的连接钢筋不能焊接在门槽主要构件上，应焊接到主要构件的锚筋。需要注意，要选择在不会导致主要构件局部变形的部位进行焊接[5]。安装完毕后需要打磨门槽构件等焊缝，使焊缝与构件具有相同的表面光洁度。此外，应检查安装后的水工钢闸门尺寸，测量施工样图有明确要求的构件尺寸。若施工样图无明确要求，应按照有关规范标准执行。埋件预埋设前需要清除埋件表面的浮皮和浮锈等，使埋件保持干净清洁。

3 水工钢闸门及埋件制造与安装的工艺要点

在水工钢闸门及埋件制造与安装过程中，应做好技术交底等工作，确保施工人员准确把握工艺要点，规范开展施工作业，妥善做好各个环节的工作，以保证制造和安装质量。

3.1 水工钢闸门及埋件制造工艺

水工钢闸门及埋件的制造工艺较为复杂，涵盖下料、单个构件拼装、整体拼装、焊接作业、矫正以及包装等环节。因此，需要规范各个工序的制作流程和操作，保证水工钢闸门及埋件制造质量[6]。

在水工钢闸门及埋件制造过程中，按照设计图纸下料，注意要预留一定的加工余量和收缩余量。坡口加工须根据焊接变形、板材厚度等条件制定加工工艺，采用火焰切割机切割和刨床加工。单个构件拼装要矫形钢板、型钢等的下料受热变形，而拼装的结构件先用点焊牢固，再采用埋弧焊等方式焊接构件。焊接作业后须通过焊缝质量检验，再矫正单个构件。整体拼装水工钢闸门需要遵循先中间后两边的拼装顺序，用手工焊方式点焊牢固，再严格执行焊接工艺。焊接完成后进行无损检测和尺寸检测，并矫正控制[7]。组装后须通过厂内和出厂验收拆解验收合格的水工钢闸门及埋件，对门叶等进行防腐处理，待包装后运输到工程现场。

3.2 水工钢闸门及埋件安装工艺

水工钢闸门及埋件安装施工中往往会面临难以预测的情况。比如，水工建筑物与水工金属结构的允许偏差不一致，混凝土浇筑的变形量与方向难以有效控制[8]。实际工作中需要结合现场施工的需要优化调整安装工艺，使其真正符合现场安装施工的要求，保证水工钢闸门及埋件的安装质量。

工程中门槽表面钢板与混凝土墩墙仅有6 mm外突量，若不修改水工钢闸门及埋件的安装工艺，会因闸墩混凝土浇筑而产生一定的偏差，导致水工钢闸门在开关过程中与闸墩产生摩擦，甚至无法提起闸门，造成液压启闭机负荷过大、闸门启闭速度变慢、墙面产生沟痕、液压启闭机和止水橡胶等加速磨损，影响整个闸门系统的稳定性和使用寿命。然而，若采用凿墩墙的方式解决问题，混凝土墩墙可能出现局部漏筋现象而加速钢筋腐蚀，还会造成墩墙面回浆脱落。粗糙不平的墙面会刮损侧止水封，同时凿墩墙会改变结构尺寸，危害水闸的稳定与安全。

为保持钢筋混凝土结构的尺寸不变，解决闸门顺畅开关问题，选择在门叶两侧梁翼缘板切除2 cm，安装侧止水封螺栓孔内移2 cm，两侧门槽预埋轨道外移2 cm，待安装固定后进行二期混凝土浇筑。埋件按原图尺寸安装会受一期混凝土浇筑和自身重力等因素影响，出现预埋件下沉情况，下沉量为6～10 mm。 因此，需要优化预埋件的安装工艺。一期混凝土中预埋件提高6～10 mm，可以在一期混凝土浇筑后使测得高程与原图保持一致。通过缩窄水工钢闸门尺寸和对门槽向外移位，有效避免水工钢闸门启闭过程与墩墙摩擦的可能性，不会产生因摩擦问题造成液压启闭机、止水橡胶等设备和部件的磨损，从而实现水工钢闸门的快捷开关。

4 水工钢闸门及埋件制造与安装的质量控制措施

首先，科学制定制造与安装方案。水工钢闸门及埋件的制造与安装需要技术团队按照设计图纸和相关规范要求，结合工程现场情况科学制定制造与安装方案，明确水工钢闸门制造流程与工艺要求、安装质量目标等内容，为施工人员提供实际操作规范。比如，水工钢闸门焊接作业选择的焊条、焊丝及焊剂需要与施焊钢种匹配。对于异种钢材焊接，按低强度的钢材确定焊接材料，按高强度的钢材制定焊接工艺。如果焊接作业环境气温在-5 ℃以下且相对湿度超过90%，则需要采取必要的保温措施等。只有确保水工钢闸门及埋件制造与安装的整体工艺方案科学、合理，才能有效指导后续施工，保证水工钢闸门及埋件的制造与安装质量。

其次，需要采购质量、性能合格及价格合适的原材料，严格检验进厂原材料。通过外观、外形尺寸、硬度及无损探伤等方面的检验保证原材料质量性能达标，并分类存放材料，确保存放环境良好，避免出现受潮腐蚀等问题。水工钢闸门制造使用的钢材性能必须符合有关标准规定，出具出厂质量证书，且通过超声波探伤等检测，确保钢材等原材料质量性能达标。同时，要检修水工钢闸门及埋件制造安装所需的设备，确保机械设备性能状态稳定，尤其要保证各种检测仪器精度达标。水工钢闸门制造、安装使用的钢尺和测量仪器需要达到精度要求，建议选用精度达万分之一的钢卷尺和J2型经纬仪、S3型水准仪等设备，且需要经过检定。下料时，如果钢板和型钢的平整度、直线度不满足要求，需要采用平板机整平法或液压矫形机调直法进行矫正。

再次，加强制造与安装过程管控。在水工钢闸门和埋件制造与安装过程中，需要严格把关各项工序作业。例如：下料时合理预留加工余量和收缩余量；拼装施工中规范控制施工人员的操作行为，确保施工操作与规范相符。预处理前需要整修闸门表面，清除金属表面焊渣和氧化皮等杂物，采用喷射或抛射工艺除锈。水工钢闸门埋件表面除锈后须涂刷苛性钠水泥浆，涂装涂层。表面涂装作业应控制时间。天气晴朗时，表面涂装作业应控制在12 h以内完成。如果天气潮湿，尽量在4 h内完成涂装作业。涂装层数、厚度及间隔时间等均要严格按照工艺规定，在焊缝各侧50 mm范围涂装不影响焊接质量的车间底漆，避免出现坡口生锈现象。焊接作业后应按照工艺要求二次除锈焊缝区域，喷涂涂料到规定的厚度。要严格监督施工作业的规范性，及时制止制造与安装过程中的不规范操作行为和现象，并采取必要的惩处措施，通过强化过程管理提升制造与安装质量。

最后，高度重视尺寸控制、焊接检测等质量检验工作，把好质量验收关。水工钢闸门及埋件制造与安装过程中存在众多检验环节，每个工序完成后都应采取质量检验措施，检查并矫正水工钢闸门的结构尺寸，确保结构尺寸在公差范围内。此外，需要无损检测和返工处理焊缝，避免出现焊接裂缝和变形等问题，全方位保证制造与安装质量[9]。比如，拦污栅栅体制造应控制宽度和高度偏差在8 mm内，栅体厚度偏差在4 mm内，对角线相对差在6 mm内，栅条间相互平行且间距偏差为设计间距的5%。需要认真做好水工钢闸门及埋件制造与安装的质量检测工作，把好质量控制的最后一道关口，发现质量问题及时通知相关人员，并采取积极措施进行整改，确保制造与安装质量达到设计标准。

5 结语

水工钢闸门及埋件作为水工金属结构具有不可替代的作用。它的制造与安装质量对整个工程建设质量具有直接影响，必须保证水工钢闸门及埋件质量良好、性能稳定以及使用寿命较长。在水工钢闸门及埋件的制造与安装过程中，应严格落实水工钢闸门和埋件制造与安装的要求，规范开展各个环节的施工作业，加强制造与安装全过程的质量管控，切实保障水工钢闸门及埋件的制造与安装质量，消除质量安全风险，延长水工钢闸门及埋件的使用寿命。