嘉陵江草街航电枢纽船闸工程反弧门安装

杨光，于凌波，李国栋

（1.中交一航局第三工程有限公司，辽宁 大连 116001；2.中交一航局安装工程有限公司，天津 300457）

1 概述

嘉陵江草街航电枢纽船闸工程位于重庆市合川区草街镇的嘉陵江干流河段上，其工作阀门采用反向全包弧形阀门的结构形式（以下简称反弧门），安装位置在阀门井处输水廊道内，上、下闸首各2套。

反弧门顶、侧止水采用橡皮止水，底止水采用刚性止水，门体整体供货，单个门体重为44.25 t。阀门井口尺寸为5.2 m×5.6 m，孔口尺寸宽×高为3.6 m×3.6 m，最大外形尺寸高×宽×面板弧面半径为3.6m×3.58m×5.2m[1]。

根据现场实际情况，反弧门门体必须经由阀门井方可安装。阀门井为一5.2m×5.6m矩形截面的竖井结构，上闸首阀门井深达57.6 m，下闸首阀门井深达41.1m，阀门井井壁到底部时，与输水廊道交接处存在变径，宽度由5.2 m变成局部3.6m，与门宽相吻合。这使得井下施工作业空间狭小，对埋件和门体的施工就位造成了极大困难。门体外形尺寸如图1所示。

图1 门体外形尺寸（单位：mm）Fig.1 The gate boundary dim ension

2 施工特点

根据施工现场门体只能经由较深的阀门井进行吊装的实际情况，结合反弧门的自身结构，其安装具有以下特点：

1）门体整体供货，结构重量大，单个门体重达44.25 t。

2）井内吊装过程中视线不好，起重指挥只能靠对讲机，对指挥人员和吊机驾驶员的操作经验和水平要求较高。

3）吊装就位受阀门井内空间限制，被吊门体下落过程中无法用拖拉绳控制平稳，吊装变形和吊装精度控制困难。

4）由于阀门井底部结构原因，门体在吊装过程中需要对其角度进行调整。

5）反弧门的顶侧止水为橡皮止水，底止水为刚性止水。刚性止水要求门体止水板工作面的直线度误差≤0.1mm，成为安装施工中关键点。

以上施工特点也是难点所在，故在反弧门施工前，进行了多次讨论，并通过典型施工，总结出一套行之有效的施工工艺。

3 主要施工工艺

3.1 建立空间测量监控体系

为了保证门体的安装精度，在阀门井范围内建立空间的测量监控体系。由于反弧门安装位置位于阀门井内，故而需要将闸室内控制点通过全站仪转入廊道内，并在门体上下游两侧均施放控制点。通过廊道内合格的测量控制点，进行各反弧门安装基准点的测量放线，通过每个反弧门安装基准点测设廊道中心线、支铰中心线、支铰轴中心高程，并作为各自独立安装基准点。所有反弧门构件的安装控制线，如底侧止水板止水中心线、承架中心线、底止水板工作面标高等均以各自独立的基准点进行测放。放线完成，在混凝土面上做明显标记，如图2所示，同时在阀门井口处施放廊道中心线、支铰中心线，并悬挂钢丝线，用以指导、校验安装。

3.2 控制预埋件安装精度

反弧门的埋件主要包括支铰座承架埋件、门楣及止水埋件等。为克服由于安装位置在阀门井内起重机械无法到达的困难，保证埋件的安装精度，采取以下措施。

3.2.1 安装前精度分析

反弧门埋件的安装精度要求较高，安装前必须考虑到各种不利因素，如门体的制作偏差、埋件的制作偏差、门体及埋件在运输、存放过程中的变形等，因此不能只局限于规范，应根据门体的制造精度等综合因素，对埋件的安装偏差进行分析，最终确定埋件的实际安装精度要求。

图2 反弧门测量控制网Fig.2 The surveying controlnetwork of reverse arc gate

3.2.2 采取花兰螺栓进行预埋件精确定位

由于机械设备无法到达安装工作面，故在施工过程中主要采用手拉葫芦、花兰螺栓、钢丝线等工具结合构件自带调节螺栓进行埋件的定位和微调。如在支铰座承架埋件安装过程中，采用手拉葫芦吊装就位，葫芦锚定点利用井壁埋件固定。就位后加设临时支撑、花兰螺栓及承架自有调节螺栓配合进行调节，使支铰座承架的中心线、底座底面与安装测放的控制线重合。采用两侧拉钢丝线的方法，控制两端支铰座承架的整体相对精度，直到两侧支铰座承架保持一致，加固牢靠，达到安装要求，如图3所示。

图3 支铰座埋件加固图Fig.3 Embedded parts reinforcementof hinge pedestal

3.2.3 制定合理的施工工艺

1）二期混凝土工艺

为了保证埋件的施工精度要求，在埋件位置设置二期混凝土结构，并在一、二期混凝土接触面处设置了垂直于交面的插筋，以确保一、二期混凝土结构有效结合以及埋件的有效加固。

2）采用“逆序法”施工

按照正常施工顺序，应先进行埋件施工，之后进行门体安装，考虑到实际情况，若先进行侧止水埋件施工，将会使安装作业空间更加狭小，对门体吊装增加更大难度。同时由于门体及埋件存在一定的制作偏差，这样也无法保证门体是否能够顺利入槽，或在入槽过程中侧止水橡皮是否会被损坏，影响止水效果。对综合因素进行充分考虑后，决定此处采取“逆序法”施工工艺，即侧止水板只作为提前吊装就位，防止门体就位后无法吊装侧止水板埋件，并将两埋件之间距离放到最大，用搭接钢筋与一期插筋临时加固，为门体吊装提供孔口最大尺寸。

门体吊装就位并支铰座安装完成后，测放出反弧门侧止水板埋件的止水中心线，作为侧止水的安装控制线。根据门体闭合的实际位置，采用花兰螺栓进行精调侧止水板埋件，使其与门体止水板接触紧密，达到橡皮压缩量的设计要求，并用φ20钢筋加固，验收合格后浇筑二期混凝土。经过典型施工，反弧门的止水效果良好[2]。

3.3 门体吊装

3.3.1 吊点设置

由于门体面板上不允许焊接吊点，且在门体两侧设置吊点不利于井内操作，综合考虑后，吊点设置如下：利用门体上既有吊耳作为1个吊点，另外利用钢丝绳缠绕铰轴分别制作2个吊点，钢丝绳经由采取保护垫块的底止水板绕至面板侧，起到下兜门体的效果，保证门体的稳定吊装。

3.3.2 吊装方法及控制

反弧门单个门体重达44.25 t，根据现场实际情况，门体须经由阀门井进行吊装，在吊装入位前，井内需要对门体进行角度调整。现场采用260 t履带吊车作为起重设备，采用钢丝绳与手拉葫芦相结合的吊索具进行吊装施工，吊车驻位于闸室底板上。具体的吊装及索具布置如图4所示。

1）吊装前准备工作

①门体吊装前进行支轴套与支铰轴、支铰轴与轴瓦的装配。

图4 反弧门门体吊装示意图Fig.4 Hoisting schematic draw ing of reverse arc gate

②拆除门体支臂封板、横梁封板、止水压板等螺栓连接件，减轻门体重量。

③支铰座顶盖、门楣及侧止水板等已吊至阀门井底，安装前准备工作完成。

④检查无问题，各操作人员均已就位，且已熟悉安装流程和安全注意事项。

⑤廊道内照明已检查无问题。

⑥支铰座承架和底止水板二期混凝土已满足门体安装强度。

⑦门体上的吊索具布置完毕，对门体进行试吊，通过调整手拉葫芦，调整门体倾斜度，拖拉绳就位。

⑧反弧门在吊装下落过程中，为防止门体整体旋转和摇晃，造成与井壁碰撞，面板底止水侧和支铰轴用干净棉布和橡皮包扎，保证底止水和支铰轴的自身精度，并防止支铰轴及轴瓦污染。

2）起吊入井及井内吊装

门体入井前利用手拉葫芦调整门体倾斜度，使其满足既能进入井口，又能避开阀门井底部的一期混凝土墩。挑选具有较高水平的吊机操作员和起重指挥，吊装过程缓慢、匀速、平稳下落。起重指挥设2人，分别在阀门井井口和井底，监视门体下落情况并与驾驶员保持通讯，见图5。

3）门体支铰轴入位

门体吊装至接近阀门井底部时，在距离廊道底面约10m位置，门体的倾斜度完全可以躲开一期混凝土墩。下落过程中，井底3~4人利用拖拉绳，将支铰轴一端向安装方向拖拽，同时门体缓慢下落，使支铰轴落于支铰座底座的半圆轴孔内，如图6。支铰轴进入半圆轴前，应暂停吊装，拆除底止水侧和支铰轴的包扎防护，并对支铰轴及轴座工作面进行清理。

图5 门体井内吊装示意Fig.5 Hoisting schematic draw ing in valve chamber ofgate body

图6 门体支铰轴入位Fig.6 Seated hinged shaftof gatebody

4）门体角度调整，安装就位

支铰轴入位后，井底操作人员同时操作吊装门体的手拉葫芦，进行门体角度的调整，使支铰座受力，直到门体吊耳上的钢丝绳绷紧，完成门体重量由吊耳处钢丝绳单独承担的索具系统转换，此时可卸去手拉葫芦。之后面板侧仍然由吊机缓慢下落，直至门体面板上的底止水落至底坎止水埋件上，门体吊装结束。

5） 其他构件安装

门体放稳后，摘钩，之后进行如下工作：切掉面板上的吊耳并打磨平整，按设计要求进行除锈、补漆；安装支铰座顶盖；吊装门楣并初调临时加固；调整侧止水埋件定位，并临时加固；安装顶侧橡皮水封；根据门体和止水橡皮实际安装位置，精调顶侧止水板埋件并加固。

6） 临时启闭调试

利用门体支臂上的吊耳，临时启闭反弧门，如图7，检查测量顶侧止水板及止水橡皮、支铰轴等安装是否满足设计及规范要求，存在问题及时处理。待验收合格后，浇筑门楣和侧止水板埋件的二期混凝土。

图7 临时启闭调试Fig.7 Tem porary startand stop debugging

4 结语

重庆嘉陵江草街船闸反弧门已投入使用近4年，止水效果良好，保证了施工质量[3]和工期要求。施工工艺的合理性得到了充分证明，同时也为类似项目积累了宝贵经验。

[1]四川省交通运输厅交通勘察设计研究院.重庆市嘉陵江航运开发草街航电枢纽船闸工程土建施工及金属结构安装标段施工图设计[R].2005.Sichuan Communication Surveying&Design Institute.Construction drawing design for civil construction and metal structure installation sections of Chongqing Jialing River shipping developmentCaojienavigation-power junction lock project[R].2005.

[2]中交一航局第三工程有限公司，中交第一航务工程局有限公司.一种船闸反向弧门安装方法：中国，201310046689[P].2013-05-15.No.3 Eng.Co.,Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.,CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.Installation method of lock reverse arc gate:Chinese patent,201310046689[P].2013-05-15.

[3]DL/T 5018—94，水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范[S].DL/T 5018—94,Specification formanufactureerection and acceptanceofsteelgates in hydraulic and hydroelectric engineering[S].