底轴卧式景观钢坝安装施工技术与应用

熊 兵 曾 成

(浙江省疏浚工程有限公司，浙江 湖州 313000)

在我国水利水电工程建设中，水闸和橡胶坝被广泛应用于发电、灌溉、城市用水、景观建设等领域，然而橡胶坝存在运行管理复杂、安全性差、橡胶易老化等问题。目前，一种底轴卧式景观钢坝的设计应运而生，它具有结构稳定、安全性好、不易老化、事故率低等特点，但钢坝横向跨度大，施工精度高，同时也给安装施工带来一定的难度。笔者经过科学论证，通过多机具组合整体吊装，安装开放式铰座、激光对中仪复核等形式提升了钢坝的安装精度，提高了施工效率，节省了工期，取得了良好的经济和社会效益。

1 工程概况

慈溪市中心城区防洪排涝工程(一期)Ⅱ标段建设地点位于中心城区，Ⅱ标段分别位于六灶江、五灶江、老一灶江、虞波江、浒山江、大塘。工程改建闸站一座(六灶江闸站，泵站设计流量10m3/s)，新建节制闸五座(五灶江闸、大塘江闸、老一灶江闸、虞波江闸、浒山江闸)，工程新建闸站内容包括机电设备、金属结构安装、绿化等。

2 技术特点

a.钢坝设计较宽，有效减少闸墩数量，结构简单，降低土建投资，节约了施工成本。

b.闸门的安装采用开放式铰座，启闭灵活，可任意角度(0°～90°范围内)调节闸门，灵活性强，调控简单方便。

c.闸门门叶竖立在底轴上完成拼装、安装作业，减少施工占地面积，减少施工设备的投入，加快了施工进度[1]。

d.在工地现场安装止水橡皮，以避免运输过程中损伤止水橡皮，确保了闸门水封装置的密封性，止水效果良好。

e.采用多机具整体吊装，提高了施工效率，加快了施工进度，保证了施工的顺利进行。

f.钢闸门表面除锈、除尘处理后进行涂装防腐处理，提高了材料的强度、加工性能及耐腐蚀性能，延长了闸门的使用年限。

g.采用激光对中仪进行复核，确保钢坝闸门轴座及防水套的基准线对齐[2]，座心在一条线上、各座底在同一水平面内，提高了闸门安装精度。

3 技术流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

图1 底轴卧式钢坝安装施工工艺流程

3.2 操作要点

3.2.1 前期准备

对土建复合要求：穿墙、启闭机底座、锁定、搁墩、铰座、底止水埋件的锚筋数量、规格、预留长度符合图纸要求；侧墙大理石贴面按图纸要求预留，待设备安装完成后张贴大理石；复合高程、中心线及埋件尺寸位置。

首先安装景观钢坝闸门底轴与支铰座的结合体，底轴安装工作结束后浇筑二期混凝土。在二期混凝土的强度及各铰座中心孔同心度符合规定后将门叶与底轴进行连接。

3.2.2 闸门埋件的安装

闸门埋件采用二期混凝土埋设。埋件安装的主要内容有埋件就位、调整、固定、检查、验收、接头焊接、磨平、复测等。

a.闸门埋件的安装符合施工安装图纸及GB/T 14173的有关规定。

b.按施工图纸的要求和以下各项条款的规定，进行埋件的安装施工。

c.按施工图纸尺寸要求，进行埋件就位，并将其与一期混凝土中的锚板或预留锚栓焊接。禁止将加固材料直接焊接在水封座板及侧轨、底槛等的工作面上。

d.使用相应的不锈钢焊条焊接埋件上所有不锈钢材料的焊接接头。

e.在埋件安装和浇筑二期混凝土后仔细打磨埋件所有工作面上的连接焊缝。

f.清除干净埋件范围内会影响闸门安全运行的外露物，并复测埋件的最终安装精度，将数据报监理人。

g.按制造厂技术说明书的规定，对埋件外露表面进行防腐处理。

3.2.3 底轴安装

a.景观坝闸门底轴安装工艺流程为：放线复测→临时支撑准备→底轴吊装排布对号→底轴、铰座固定→底轴调整钢筋加固→二期混凝土浇筑→ 混凝土达到强度→底轴转动焊接 →底轴验收。

b.底转轴吊装至预定位置，按序号逐件调整底转轴高程、位置、直线度，控制底转轴对接焊缝间隙；高程差控制在±3mm，直线度差控制在±3mm。

c.对底轴及埋件进行固定，验收合格后浇筑二期混凝土。

d.底轴达到强度后现场施焊，采用实芯焊丝由送丝机均匀送抵焊接部位，CO2气体保护，对底轴环形焊缝进行有效保护焊接。

e.底轴焊接完成，由验收公司专职人员对底轴环形焊缝检查合格(一级焊缝要求)后转下道工序。

3.2.4 闸门门叶的安装

a.景观坝闸门门叶安装流程为：支撑准备→门叶排布对号→对孔门临时固定→门叶焊接→探伤检测→水封安装→整体验收。

b.闸门门叶安装措施。门叶分单元运抵安装现场并经检查合格后，将各单元构件摆放在平台上，并按制造厂内预组装解体后所做的标记进行对号，检查其各项尺寸是否符合设计图纸及标准要求。

c.闸门门叶的安装。根据设计图纸，以闸门孔口中心基准点为基准，复测底横轴支铰中心线，底坎里程、高程，侧埋件的曲率半径中心线及孔口距离。

门叶单元运到位后，测量闸门的对角线扭曲等，然后用起吊设备把闸门和支臂吊至底轴并用支架固定，在底轴安装面焊接固定，过程中按闸门安装线控制闸门里程，门叶安装高程度允许偏差为±5.0mm[3]。

3.2.5 水封安装

止水橡皮安装时，需将橡皮按需要长度黏结后，再与止水压板一起配钻螺栓孔。止水橡皮的螺孔位置须与门叶及止水压板上的螺孔位置一一对应，孔径比螺栓直径小1.0mm，采用旋转法加工，当均匀拧紧螺栓后，止水橡皮自由表面须高于其端部8.0mm。止水橡皮不得盘折存放，确保表面光滑平直，止水橡皮接头按图纸要求进行黏结，胶合接头处不得出现错位、疏松和凹凸不平现象[4]。

景观坝闸门安装后，拆除临时焊件，修整焊缝，清除门叶和埋件表面杂物，并在各转动部位灌注润滑脂。应经监理检查合格后，按规定涂装修补。

3.2.6 闸门试验

闸门安装完毕，进行以下项目的试验和检查：

a.无水情况下全行程启闭试验。试验时清水冲淋润滑止水橡皮与止水座板的接触面，防损坏水封橡皮。

b.检查支铰、底轴等转动部位的情况，做到启闭过程平稳无卡阻，闸门两侧同步，拉杆装置无异常，水封橡皮无损伤。

c.动水启闭试验。试验水头尽量接近设计操作水头，根据施工图样要求及DL/T5018中有关规定和现场条件，经监理人批准后实施。

d.局部开启试验。根据施工图纸规定和试验大纲进行局部开启试验，检查过程中拐臂、底轴、支铰等转动部位的转动是否灵活，有无噪声，拉杆装置、水封密封等是否有异常，闸门整体是否有振动等。

e.全程启闭试验。局部试验后无异常情况后进行全程启闭试验，检查闸门启闭过程中各转动部位是否灵活无卡阻，有无噪声及闸门整体的振动情况。

3.2.7 液压启闭机安装方案

a.主要安装部件。主要安装部件有集成式液压启闭机缸体、支撑铰座、行程限位装置和基础埋件等，在安装时按施工图纸和制造厂技术说明书进行安装、调试和试运行。

b.油缸支承机架的安装技术要求。油缸支承机架的安装偏差符合施工图纸的规定。安装前对埋件位置、尺寸、基础强度等进行复测，确保支承机架位置、高度符合设计图纸要求。允许偏差：中心线±5.0mm；高程：±5.0mm。检测方式：使用水准仪、拉线。

4 效益分析

a.采用本技术，施工简单、方便，有效减少闸墩数量，减少混凝土使用量，从而使施工成本大大降低，经济效益显著。孔闸墩的数量的减少增大了河道过流量，减少了对河道生态环境的影响。

b.景观式钢坝结构简单、便于控制、投资成本低、性能可靠，避免了振动对坝体带来的巨大破坏，适应各种水流环境，提高了坝体的安全性能。

c.闸门结构更加合理，风帆式门型使上游水对闸门的侧压力部分转化为对闸门向下的压力，提高了闸门的稳定性，造型美观；采用开放式铰座结构有效解决了闸门基础不均匀沉降对闸门使用的影响，减少了维修费用，实用性更强、美观性更好，经济和社会效益显著。