大型泄洪闸弧门支铰检修探索

2023-12-21中国水电顾问集团桃源水电厂邓顺亚

电力设备管理 2023年21期

中国水电顾问集团桃源水电厂邓顺亚

1 引言

某水电厂位于湖南省桃源县城沅水流域，是沅水干流河段的第14个梯级电站，也是沅水干流最末一个梯级电站。电站总装机180MW，设置9台灯泡贯流式机组，单机容量20MW。25孔泄洪闸布置在厂房左、右两侧，其中右河槽布置11套弧门及液压启闭机，左河槽布置14套弧门及液压启闭机，左、右河槽上游各布置1套浮式检修门用于泄洪闸设备检修时挡水，该水电站泄洪闸坝顶未布置坝顶门机，当泄洪闸弧门设备检修工作需要大t 位吊装时，设计建议采用大型浮吊完成泄洪闸设备检修大件吊装工作。

该水电厂水库上游蓄水位39.50m，枯水期下游水位29.44m。根据泄洪闸弧门运行情况，该水电站#22弧门支铰在日常运行时存在异响，计划在枯水期对泄洪闸#22弧门支铰更换支铰装置自润滑球轴承，弧门活动支铰重11.5t，枯水期由于水位太低无法在弧门下游布置大型浮吊，需要根据现场实际情况重新考虑弧门支铰检修方案[1]。

2 该水电厂泄洪闸概况及设备参数

2.1 该水电厂泄洪闸概况

该水电厂共25孔泄洪闸，左河槽14孔，右河槽11孔。泄洪闸孔口宽度20.0m，泄洪闸闸门采用弧形闸门，弧门启闭设备采用1套2×2600kN 液压启闭机。泄洪闸底槛高程26.0m，弧门挡水水位39.50m，下游最低运行水位29.44m，弧门上游侧闸墙端部和底坎预埋止水钢板用于检修时浮式检修门挡水。

2.2 该水电厂泄洪闸弧门技术参数

该电厂泄洪闸弧门结构型式采用露顶式，弧门宽度20.0m,门叶高度 14.0m，设计水头13.5m，弧门承受的总水压力为21008kN。弧门门叶重116.9t，弧门支臂重65.4t，支铰装置重19.2t（其中固定铰重5.6t、活动铰重11.5t、支铰轴重1.2t），支铰装置采用自润滑球面滑动轴承。

3 该水电厂泄洪闸弧门支铰检修过程

该水电厂泄洪闸#22弧门支铰检修工作流程为：浮式检修闸门转运→弧门门叶及支臂固定→工作平台搭设→支铰轴拆除→活动支铰座拆除→自润滑球轴承拆除→新自润滑球轴承安装→活动支铰座回装→支铰轴回装→弧门门叶及支臂固定解除→电气部分检查及恢复→弧门动作试验→浮式检修闸门运回。

3.1 浮式检修闸门转运

浮式检修门转运工作包括闸门在门库内排除检修门门体内调节水、门库门吊出、浮式检修门运输、浮式检修门沉放等。

依次将6节检修门库门吊出，将浮式检修门上的进、排水阀关闭，采用临时水泵抽排浮箱内水，浮式检修门上浮至8m 吃水深度。人工推动浮式检修门出门库，由临时拖船牵引运输至#22泄洪闸检修门槽。浮式检修门接近#22泄洪闸时，加大吃水深度至9.5～10.0m 避免浮式检修门栏杆与闸顶相碰。当浮式检修门在门槽内就位后将门体两端用5t 手动葫芦通过钢丝绳与闸墩上埋设锚定装置链接，通过葫芦调节闸门横向位置。打开上游侧进水阀门水压舱缓慢进水，使检修闸门沉放到位[2]。

3.2 弧门门叶及支臂固定

弧门在全关状态下固定支铰座与活动支铰座轴向中心线一致，此时活动支铰座顶部与固定支铰座底板距离为10cm，固定支铰座预埋螺栓高出底板13cm，活动支铰座在弧门全关状态下无法吊出。根据现场实际测量需将弧门锁定在12m 开度才能够将活动支铰座沿支臂端板向下拆除。弧门原有锁定装置设置弧门全开位置在弧门边梁处安装临时锁定座利用原有锁定架将弧门临时锁定在12m 开度位置，临时锁定座型式参照弧门原有锁定座，弧门临时锁定座如图1所示。

图1 弧门临时锁定座

3.2.1 弧门门叶固定

在弧门两侧边底部、中部、端部六个位置用25×220×500钢板，将弧门门叶与侧轨固定，并在连接钢板上方焊两块筋板与侧轨连接，门叶固定如图2所示。

图2 门叶固定

3.2.2 支臂固定

在支臂与活动铰座连接处靠上游2.5m 左右（错开支臂靴板）的闸墙上安装4块25×240×400的基础钢板，每块基础板设4个M30地脚螺栓，地脚螺栓采用植筋的方式安装。用200H型钢将闸墙上的基础板与弧门支臂水平连接作为水平支撑，在每个水平支撑上下部位设置斜撑予以加固，对支臂固定水平支撑部件进行了抗弯、抗剪、抗扭计算，4根水平支撑完全能够承受弧门支臂的重量。

3.3 工作平台的搭设

在支铰装置下方1m 左右的闸墙上，分两层安装6块200×200×16基础钢板，每块基础钢板植筋4根M20×250螺栓，上部3块基础钢板用于焊接14槽钢水平撑，下部3块基础钢板用于焊接斜撑，在水平撑上部铺设长度3m×2.4m 的跳板共12件。将跳板牢固地固定在水平撑上，中间留2块可以拆卸，以便从下方水平起吊工器具。

3.4 活动支铰座拆除

活动支铰座拆除工作包含吊点布置、吊装钢丝绳和20t 手拉葫芦挂装、支铰轴拆除专用工具制作、支铰轴拆除等。

3.4.1 吊点布置

该水电厂泄洪闸坝顶没有设置门机，由于吊装活动支铰座的回转半径达到30m，交通桥桥面无法布置大吨位汽车吊。根据现场实际情况在闸墙油缸检修平台处，用植筋的方法安装一个导向座700mm×700mm×850mm，墙面到导向座顶部的水平距离0.85m，保证吊点处于活动支铰座中心的上方。用2根直径Ф30mm 型号为6×37-1770的钢丝绳穿过闸墩上部的油管沟，一端固定在邻孔弧门的支铰座上，钢丝绳另一端通过闸墙上安装的导向座挂20t 手拉葫芦，下部连接活动支铰座上的Ф30mm钢丝绳。

3.4.2 活动支铰座拆除

支铰轴拆除：将主吊点20t 手拉葫芦收紧，首先拆除支铰轴两端的轴端挡板。把制作好的用于支铰轴拆装的专用U 型槽端部固定在固定铰座，用12个M24的螺栓压紧，另一端用一个2t手拉葫芦调整U 型槽水平。再拆除靠闸墙侧支铰轴端的侧向挡板的8个M30的螺栓，贴墙挂一2个t 手拉葫芦将侧向挡板起，悬挂于墙面不影响顶轴为宜。在墙面侧用200t 液压千斤顶（总高小于280mm）架置于支铰轴中心，试用力顶支铰轴，主吊点松紧度配合，缓缓地将轴顶出，千斤顶行程到位后，用多次增加垫块的方法将轴顶置于专用U 型槽内。

活动支铰座拆除：先拆除活动铰与支臂连接的10个M56螺栓，利用20t 手拉葫芦将活动铰上下小幅度移动，在活动铰座与弧门支臂端板连接处将垫片斜铁塞入缝隙，直至活动支铰座上下止口脱开弧门支臂端板后，再利用20t 手拉葫芦缓慢下放将活动支铰座悬挂于弧门支臂下方，且活动支铰座轴孔低于固定支铰座轴孔。

3.4.3 自润滑球轴承拆装

该水电厂泄洪闸弧门自润滑球轴承生产厂家为常州亚鼎，轴承重量为465kg，型号为GEH480XF/Q（480×680×340×320）。

自润滑球轴承拆除：拆除自润滑球轴承轴承端盖、油封压板、J型油封件和O 型圈后，用专用工装固定在活动支铰座靠闸孔中心一侧，用一直径510mm 的加筋圆板置于自润滑球轴承一端，通过专用工装用千斤顶顶圆板将轴套顶向闸墩侧，直至将自润滑球轴承顶出活动支铰座轴孔，用一葫芦将轴套吊起放置平台上。

自润滑球轴承安装：将新自润滑球轴承吊至平台处，因活动支铰座至闸墙的距离440mm，轴套高度为340mm，墙边只有100mm 左右。为便于操作自润滑球轴承安装，采用螺杆拉紧的方法，将自润滑球轴承吊至活动支铰座轴孔调整轴承与轴孔中心一致，用一圆板封在轴套端部，另一端用25×100×720钢板，中间内钻一个直径为34的孔，用一根M30×1000螺杆固定在中心处，拧紧螺母缓缓地将轴套拉进活动支铰座轴孔内，自润滑球轴承安装如图3所示。

图3 自润滑球轴承安装

3.5 活动支铰座、支铰轴回装

活动支铰座回装顺序与拆除顺序相反，自润滑球轴承安装到位后装好O 型密封圈、J 型油封和压盖，用20t 手拉葫芦将活动支铰座提升至原安装位置，拧紧活动支铰座与弧门支臂端板之间的连接螺栓，检查调整活动支铰座与固定支铰座轴孔同心度，将轴孔清理干净涂抹润滑油脂。在专用U 型槽内用50t 千斤顶，慢慢地将支铰轴安装到位，安装支铰轴侧向挡板，拆除U 型槽，再安装轴端挡板。