水工金属结构制造及安装质量控制要点研究

苏 灏

（广东省水利电力勘测设计研究院有限公司，广东 广州 510000）

水工金属结构较为特殊，尤其是其中需要涉及非常多的设备以及内容，因此在安装的过程也需要多个工种来进行密切的配合与沟通。文章主要研究的是在水利水电工程建设的过程中，相关配套设施以及运行结构的具体安装方式方法，以便能够更好的提升水工工程施工质量以及施工安全性。

1 韩江高陂水利枢纽金属结构工程概况

韩江高陂水利枢纽金属结构工程由泄水闸、电站、船闸、鱼道4部分组成。

泄水闸门的安装需要在厂内进行预先拼装，随后再将门叶片和支臂进行分别安装，最后再在现场拼装。电站的安装则是安装检修闸门，使用平面滑动闸门，通过利用充水阀平整起吊之后实现分节出槽，闸门平时会被固定在门槽和门库内，与泄水闸事故检修门共用顶门机。船闸则是需要安装液压启闭机进行安装，左右闸门单独泵站，主要的控制方式是主从控制方式，平时未启动时将会在门库内存放，并且这一场地也可以对闸门进行检修维护。鱼道则是主要通过上下游的变化来帮助鱼类进行巡游，需要安装上游出口工作闸门、上游出口检修闸门、下游第二入口控制闸门、诱鱼防水管闸门[1]。

由于篇幅以及研究方向的原因，本文在研究金属结构制造与安装的过程中，主要的研究方向放在了闸门、拦污栅、启闭机3个方面。

2 结构要点及安装质量

2.1 结构制造质量控制要点

2.1.1 材料控制

在制造水工结构之前，首先需要控制原材料的质量。原材料质量的好坏将会直接影响到结构的整体质量。采购原材料的过程中需要根据设计图纸的实际情况来对材料进行分析，从而选择信誉、销量、评价更好的厂商。产品进入施工现场之前需要第二次核对产品出厂报告以及检测报告，保证材料的质量，并且还需要保证报告能够与材料实现一一对应。在一般的水工工程当中，使用的材料一般来说都是Q345B，如果水工工程的建设位置海拔过高或者过低，就需要使用材料质量更好的材料，比如说Q345D、Q345E等，国外大多数情况下都使用的是ASTM A572 Gr50。在材料进入场地正式生产之前，还需要对材料进行化学检测和机械检测，对于一些厚度超过20 mm的钢板则是需要进行超声波检测，保证材料的质量以及状态。施工的过程中，还需要将材料进行分类保存，避免材料由于人为的原因而受到影响。同时对于材料储存的环境也需要进行重点管理，避免材料由于储存环境不佳而出现潮湿或者锈蚀。施工之前，还需要使用施工材料清单对马上使用的材料进行一一对应，保证型号和参数能够符合要求[2]。

2.1.2 尺寸控制

结构制造之后，需要对尺寸进行控制与管理，保证结构的尺寸与设计过程中的尺寸相同，同时还有焊接尺寸和组装尺寸。在各道工序开展的过程中，需要根据施工的设计要求和相关规范来检测相关尺寸，保证尺寸能够在公差范围之内。比如说在制造弧形闸门的过程中，需要搭建弧台，使用加强的弧门来控制半径。如果闸门有局部开启要求，需要在面板机械加工方面留下一定的误差。加工之前需要测量门叶的结构质量，使用水平仪来绘制加工基准线，使用MPS工业摄影来测量弧面精度。同时需要使用计算机三维建模来完成对于数据的分析与测量，实现对于尺寸的控制与纠正，保证结构尺寸控制始终属于正常的状态[3]。

2.1.3 焊接控制

在对结构进行焊接的过程中，需要加强对于下料切割质量控制，并且对于焊接工艺进行评定与关注，主要目的是保证焊接质量始终处于正常的范围。制造之前，需要让焊接责任工程师对工艺文件进行测评，保证实际生产属于正常状态。负责实际操作的焊接人员应持有相关资格证书，没有资格证书的焊工不予雇佣。在施工之前还需要开展岗位培训，保证人员素质水平能够达到标准的状态以及效果。完成岗位培训之前，应保证人员素质可以达到结构制造的整体需求，从而更好的进行结构制造。为了保证焊接的整体质量，需要将坡口面进行打磨与处理，并使用磁粉检测避免出现焊接裂纹。在焊接闸门的过程中，还需要加强对于施工工艺的控制和管理，让技术标准得到进一步的增长，避免焊接变形。焊接门叶的过程中应注意关注变形，一旦出现变形，整个门叶将会直接废弃。主要的关注方法就是使用水平仪来对收缩状态进行观测与分析，一旦发现出现了变形，就需要及时的关注与处理。针对于单个的水工构建，在施工的过程中为了保证组装工作水平，需要保证各个构件之间的间隙不超过3 mm。为了更好的缩小焊接应力，需要使用结构制造的方式将所有的误差降到最低。焊接施工之后，结构冷却到环境温度的情况下，需要进行全方位的结构分析与检测，同时还需要使用无损失检测的方式来进行分析与控制，比如渗透检测、超声波检测等，合格之后需要出具合格报告[4]。

2.2 结构安装质量控制要点

2.2.1 闸门及埋件安装

闸门以及埋件的安装可以使用卧式的安装方法，在门槽顶部使用枕木来搭建临时拼接平台。根据设计规范以及要求，在平台上开展承压滑块、水封、安装导向轮等工作，加强对于各部分高程差的控制，更好的保证滑块共面度、门叶尺寸等问题，从而保证门体整体止水效果达到预期。安装期间的止水工作需要经常检查侧止水座板和止水座的平整性，如果出现了误差，应及时进行调整与处理。完成结构初步安装之后，需要及时的进行测量与矫正，随后焊接门叶结构，最后安装闸门主支撑部件。实际施工的过程中，针对于主支撑部件，需要注意将支撑面调整到同一水平面，保证误差不超过规定要求。未来可以利用塔机来对闸门进行吊装，最终帮助闸门安装到位，不会出现误差[5]。安装之前需要注意连接部位的螺栓是否出现松动问题，如果出现松动，应及时进行紧固。同时，在安装的过程中还应关注主立框和横框是否出现了水面错位，如果不安装在同一平面上，则容易造成施工事故。同时闸门的安装必须保证整体全部就位，不应进行分步骤安装，否则容易导致闸框出现变形。二期混凝土浇筑之前，需要对闸框、挡板等位置的灰浆及时处理，避免闸门的开关受到灰浆影响。

2.2.2 拦污栅以及栅槽安装

安装拦污栅和栅槽的过程中，需要使用测点布设的方式，随后再进行栅槽预组装和吊装第二次调整。栅槽就位之后快速固定，随后在栅槽周围浇灌混凝土，实现一次就位。随后测量两侧栅槽跨度、中心线重合程度、垂直度等数据，保证金属结构安装处于正常状态，完成门槽凿毛等工作[6]。在安装的过程中，需要使用固定支架来固定钢材，保证整个水坝都能够根据高度来均匀上升，从而形成多个工作截面。未来还需要开展土建和安装工程的交叉作业，从而保证双方工作质量。完成混凝土施工和预埋件处理之后，针对栅槽进行质量检查，保证栅槽的质量符合标准之后才能够安装拦污栅。作为一个主体结构，拦污栅的安装可以实现一次定位，而作为平面活动金属框架结构，拦污栅条主要的构造就是矩形断面焊接结构，使用吊板进行连接，并且顶部设有吊梁。拦污栅的高度较高，并且拦污栅有着非常多的分节，安装的过程中节点与节点之间结构相同，具有一定互换性。未来可以根据水位和清污的方式来选择具体高度。安装的过程中，需要具体加强工艺流程和细节的质量控制，更好的保证结构安装始终处于规范性。拦污栅和栅槽一般来说直接处于水下，因此需要使用具有质量证明的防腐蚀涂装来进行处理，同时还需要进行定期的检查。

2.2.3 启闭机安装

在启闭机安装的过程中，首先需要使用合适的方式将启闭机吊装到施工现场，保证运行的过程中车辆始终处于垂直，避免出现侧翻，这对于启闭机的安装也有着一定的便利。安装之前，需要对设备的安全质量进行检查，主要检查轴承、传动轴等位置的实际情况，保证螺母螺纹的完整性，从而实现灵活的转动。针对一些明显弯曲的螺杆，先使用压力机来矫正，随后检查损伤，保证无损伤之后才能够继续施工。完成检查之后，将启闭机吊装至指定的位置，使用工作桥和机架在闸门槽位置进行固定，随后根据吊装的基础中心来进行调整，要求误差不能够超过3 mm。针对导向滑块的深孔闸门，安装的过程中需要加强螺栓和滑块槽的垂直度与运行轨迹控制[7]。在安装的过程中，车轮组相对角线的偏差也需要进行精确的控制和管理。对于门架来说，安装的过程中需要对水平偏斜、支腿高度、门腿垂直度等数据进行控制。安装电气设备时，保证室内不会有明显的带电位置。由于安装启闭机的过程中需要使用钢管，因此使用钢管之前要整体清洁，为钢管涂抹防腐涂装，一方面保证设备不带电，另一方面保证支架和外壳能够接地[8]。

3 结束语

总而言之，在未来水利水电工程建设施工的过程中，需要对水工金属结构质量进行严格的管理和把控，从而更好的为工程建设提供应有的服务。实际工作的过程中，除了需要掌握结构制造和质量控制的要点之外，对于使用的材料质量、施工人员素质、尺寸等细节问题也需要进行加强。同时未来还需要进行各种结构的安装管理，保证结构质量得到保证与落实。