淜头水电站底孔弧形工作闸门制作过程控制

赵成荣

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 工程概况

山西省淜头水电站工程位于平顺县的浊漳河干流上，电站底孔为弧形工作闸门，此闸门特性为：潜孔式、孔口宽度12.0 m、孔口高度8.0 m、弧门高度8.5m、设计水头18.0 m、闸门重量90226.4kg、弧门半径14.0 m、支铰高度10.0 m、支铰中心距10.8m、闸门操作方式为动水启闭，门体及支臂采用Q235B钢材焊接件。

2 面板及零部件制作

2.1 面板及零部件下料

由于此弧门面积、重量均较大，不便运输，因此根据实际情况将门叶横向分为3节、纵向分为19节制作，且纵向门叶的对接焊缝必须与纵梁和边梁的中心相距200～300 mm,不许小于200 mm,门叶四周必须留有50 mm收缩余量，待制作完毕后按照实际尺寸切边。根据多年制作闸门的经验：预留焊接收缩余量为1／1000，按分节尺寸和焊接收缩余量之和下料后，纵向门叶面板打单V型破口30°对接焊好、横向门叶面板打单V型破口30°点焊后，在弧台上对面板进行卷制，并用弧度样板进行检测（弧长不小于3m），使其符合图纸要求的弧度，最后在面板上对主梁、纵梁、边梁的具体位置进行放线。

主梁、纵梁、边梁的腹板、翼缘板电脑绘制出各部件图,各单件都要预留焊接收缩余量及刨边余量。按图纸尺寸和焊接收缩余量1／1000之和放样后，对每一块板进行整形后用数控切割机下料、刨边，清周边毛刺及挂渣，平板机调平各板。

2.2 零部件组装

主梁、边梁在平台上点装、焊接，采用翼缘矫正机或火焰矫正，要求翼缘板对腹板的垂直度不大于2.0 mm;腹板对翼缘板的中心位置偏移不大于2.0 mm；腹板的局部平面度不大于2.0 mm，最后进行检验使其符合图纸及设计规范要求。

支臂中每一块板下料时预留焊接收缩余量为1／1000，且两边各留50 mm余量，在平台上点装、焊接后，采用翼缘矫正机或火焰矫正，要求支臂开口处弦长L为±4.0 mm，支臂的侧面扭曲不大于2.0 mm，翼缘板对腹板的垂直度不大于2.0 mm;腹板对翼缘板的中心位置偏移不大于2.0 mm；腹板的局部平面度不大于2.0 mm，最后进行检验使其符合图纸及设计规范要求。

侧埋件、底槛、门楣、支铰埋件的下料、矫正、焊接要求基本同上。

3 闸门各部件焊接

3.1 面板及各部件焊接

主梁、边梁：组装前翼板首先做预反变形，组装时控制翼板对腹板的垂直，以及翼板对腹板中心偏移，焊接时采用气保焊打底，埋弧自动焊盖面的组合焊接工艺，气保焊打底深度不得大于坡口深度的1/3,并严格按照焊接作业指导书进行，其焊缝为二类，焊后超声波探伤检测。

主梁、边梁的腹板及翼板的对接焊缝，按一类焊缝要求进行射线探伤检测，合格后方可进行小组装。

纵梁：组装时，控制翼板对腹板的垂直度和腹板对翼板的中心位置偏移。用埋弧自动焊焊腹板、翼板的对接焊缝，整形。

面板：面板对接，相邻平行对接焊缝大于500 mm，且与相邻组合焊缝大于200 mm，焊接采用埋弧自动焊从中间向两端施焊，严格按照焊接作业指导书进行。焊缝为二类，焊后射线探伤检测。

各部件组装、焊接、整形后，按现行GB/T14173-2008《水利水电钢闸门制作、安装及验收规范》进行检测，合格后进行门叶组装。

3.2 门叶组装、焊接

弧台铺面板，按放线图放出中心线及主梁、纵梁、边梁等位置线，之后各构件按线组装，按规范检测合格后定位焊，定位焊起始位置距焊缝端部不大于30 mm，定位焊长度不大于50 mm，间距为300～500 mm，厚度为正式厚度的1/3，最厚不超过8mm，焊接工艺与正式焊缝相同。之后进行焊接，焊接利用CO2气体保护焊打底，手工电弧焊盖面相结合的方法进行，并严格按照焊接作业指导书进行。焊接顺序为先立焊，之后面板焊缝，最后封口，并严格按对称分布施焊。焊后按照规范要求对一、二类焊缝进行超声波检测。

3.3 划线、钻孔装支承滑块及侧轮

以门叶中心线为基准，划出水封孔中心线，支撑滑块孔中心线，侧轮孔中心线，并配钻螺栓孔，装配支承滑块和侧轮，按规范和图纸要求检测。

4 防腐施工

为保证金属结构的防腐质量，应合理制定防腐蚀方案和切实可行的防腐蚀工艺，严把施工质量关。

4.1 防腐技术要求

此闸门采用喷锌、涂面漆的防腐方法。埋件仅外露非加工面喷锌涂面漆，与混凝土结合部位涂水泥砂浆（除锈等级Sa21/2）。

（1）按施工图纸要求采购涂装材料，产品说明书中说明涂层材料的配比、施涂方法、作业规则、使用环境要求以及存放和养护措施等。涂装材料质量符合现行有关规定。

（2）涂装材料及其辅助材料应贮于5～35℃通风良好的库房内，按原包装密封保管。若生产厂另有规定，则应按有关规定执行。

4.1.1 涂漆技术条件

（1）涂料牌号、涂层遍数、膜厚度及漆膜总厚度必须符合以下规定。锌合金及封闭层均分为两层涂装，锌合金涂层第一层为70μm，第二层为80μm，局部最小厚度为120μm；封闭层每涂层道数第一层为1道，第二层为2道，每道漆厚度均为40μm，漆膜总厚度为120μm；涂料的颜色为灰色。

（2）表面预处理采用喷砂除锈方法。经处理后的钢材表面应达到GB8923-88中规定的除锈等级Sa21/2级，粗糙度应在Ry40～70μm 范围内，且干燥、无灰尘。

（3）油漆的质量应符合SDZ014的规定。

（4）漆膜的外观质量检查：喷涂后，不应发生流淌和下坠等现象。

（5）漆膜的厚度用测厚仪检测。每10 m2不少于三处检测点。厚度误差应不大于±20%。

（6）喷涂前必须制定涂装工艺，并经监理工程师同意后方能实施。

4.1.2 喷锌合金技术条件

（1）锌合金涂层为ZAS-1其中A1含量为2%～5%，稀土含量约0.3%，分两次喷完。每层厚度和锌合金最小局部厚度以及封闭层涂层数；每道漆膜和漆膜总厚度符合4.1.1（1）规定。

（2）表面预处理用喷砂法按GB11373和GB9793实施。砂料必须坚硬且具有棱角，并应干燥而洁净，砂料的粒径选用在0.5～1.5mm范围内的中粒砂；经处理后的钢材表面应达到4.1.1（2）规定（干燥压缩空气吹净）。

（3）构件涂装前应对其表面的杂物清除干净，其连接处的缝隙应用防腐涂料或其他防腐材料填补堵平后方可施工。

（4）构件涂装时的温度和相对湿度，应遵照说明书的规定。在产品使用说明书中未规定时，温度宜保持在5～38℃，相对湿度不宜大于90%，空气应流通。当风速大于5m/s,或雨天和构件表面有结露时，不宜作业。

（5）涂装层数：底层一般喷2～3遍，每遍喷涂厚度不应超过2.5mm，必须在前一遍干燥后，再喷涂后一遍。喷涂时应确保涂层完全闭合，轮廓清晰。当底层厚度符合规定，基本干燥后，方可施工面层，一般涂饰1～2次，并全部覆盖底层，颜色均匀，接槎平整。分两遍完成，每遍喷涂厚度宜为5～10 mm,必须在前一遍基本干燥或固化后，再喷涂后一遍，喷涂后的涂层应剔除乳突，确保均匀平整。

5 运输方案

此弧门在运输过程中为保证其不变形、不扭曲，采取垫枕木、装限位滑块、用导链绑扎紧固等措施。

6 结束语

水电站底孔弧形工作闸门制作是一项经验性很强的工作，由于此弧门面积大、重量大，交通不便，运输困难。需根据道路运输条件，分节制作，且必须根据实际工作经验预留焊接收缩余量。此弧门通过试运行，灵活方便、安全可靠，为今后制作大型弧门积累了宝贵的经验。