船闸人字闸门安装工艺

摘　要：船闸人字门作为水利枢纽的重要建筑之一，在许多大型水电站中承担着航运通道的重要作用。本文主要通过对船闸人字闸门的实际技术参数与参考参数进行分析比对，以及对其制造、安装工艺流程进行简要介绍，以为更多的水利水电工程船闸建设项目的建设提供参考。

关键词：船闸；人字闸门；安装
船闸人字闸门是水利枢纽工程的重要建筑之一，在许多大型的水利水电站中都可见到其应用的身影。本文主要通过介绍人字门的概况，进而提出人字门安装过程中所存在的几个问题，并对问题进行探讨，进而总结出船闸人字门的几个技术特点，最后通过介绍其主要的安装顺序以及安装的过程，以期使读者能够在船闸闸门的安装和调试的整个过程中对其有更加深入的了解。我国许多水电站的船闸人字闸门的金属结构和机电设备在经过一系列的无水、有水调试后，都逐步迈入了船闸通航试运行的阶段。实践证明，在长时间的无水和有水调试运行试验中，我国的船闸人字闸门的安装技术在全世界范围内也都可以算作先进的，其管理和监控水平更是走在了世界的前列，而整个安装过程的质量控制、成本控制也都是一流的，完全能够满足国际对船闸人字门安装规范的要求。
一、人字门安装的几个主要问题探讨
　　 1.底枢安装
船闸人字门底枢是整个建筑安装的主要控制件之一，主要承受门扇自重及由自重产生的水平推力。在安装过程中，要特别注意保证单个底枢的精确位置，使其在移动过程中所造成偏差值尽量减少，与此同时，要保证同一闸首左右两扇门的底枢间距能够满足设计图纸的预期要求，且其安装的精度要达到最低技术要求。结合一些大型水利水电站的建设安装条件，许多地方通常采用常规尺度测量与坐标检测相结合的方式，以求使整个底枢的安装尽量完善，从而为人字门的安装打好基础。总体看来，底枢安装中要注意的细节可概述如下：首先，按设计要求检查平面及高程参数，是否符合规范要求，并且清理准备组配好的构件，在对部件的清理确认无误后，即可进行底枢埋件安装。(2)在底枢埋件安装中，应严格控制蘑茹头中心的允许偏差，使其不大于2.0mm，高程允许偏差±3.0mm，左右蘑茹头标高相对差不大于2.0mm，底枢轴座的水平偏差应不大于1/1000。
　　2.门体调整
　　门体调整是安装过程的另一重要组成部分。由于人字门的安装对于位置的固定要求极为精确，因此在安装完成后，人字门会严格按照参照的比例线，呈现出了一种相对自由的悬挂状态。这个阶段，人字门所承受的最为主要的力量就变成了由于其自身玄关，所产生的自重的拉力，这便会在竖直方向上对材料造成扭转变形。为保证各种运行情况下，其所承受的各方向的力能够相互抵减，使其始终处于一个动态平衡的状态，就必须选用更加不易形变的材料，使其整个工作过程能够更加持久、稳定、高效。
　　 3.门叶拼装
　　人字闸门门叶拼装精度与闸门安全运行密不可分，控制好拼装过程中垂直度、水平度、几何尺寸及焊缝质量是极为关键的。以衡阳近尾洲水电站船闸上闸首人字门为例，其上闸单扇门尺寸为12.00m*6.40m，重约55t的船闸人字门安装，成功地吸取了国内外同类工程的安装经验，并且大胆的使用了许多简便有效的方法：(1)检测分析底枢二期硅龄期 ，选择适当时间清扫下盘，装回垫块及磨菇头；(2)为防止磨菇头安装过程中的异常变位，采取一端与磨菇头相连，另一端则使用工字型钢架配合；(3)千斤顶、油压机等省时有效的方法，来保证门叶的水平和垂直；(4)使用全站仪测量定，准确确定顶枢 中心位置获得了理想 的效果；(5)采用贝雷架梁吊装非常及时有效的使门叶处于稳定安装状态；(6)运用超声波检测焊缝质量；(7)门叶就位前，要让磨菇头和铜盖瓦进行组配，并涂上足够的润滑脂，套好胶环和弹簧圈，保证磨菇头的润滑和均衡受力，从而保证人字门安全运转。
　　4.止水与环氧浇注
　　闸门止水效果 ，很大程度上反映出人字门安装质量的优劣 ，门体调整完后 ，承压条调整及环氧浇注成为关键 。先按设计的承压条支承中心控制点 自下而上吊装好，然后将两扇门关到设计位置并固定好，最后对门关进行环氧浇注。在达到了设计强压值后，门叶才可转动。
二、人字门的安装程序
　　1.测量控制网的建立
　　测量放样是安装工作的第一步，也是人字门安装工作中一个最重要的工作环节，闸门安装位置及高程无疑是极为重要的。因此，安装基准点的准确与否，是后序安装质量好坏的关键。安装控制网点的测放，控制点测放误差控制在：0. 5mm。其主要的控制点测放步骤是：以监理单位提供的测量控制网点图进行安装控制网点加密测放。
　　2.顶底枢装置、 枕座、 枕垫块安装
人字闸门底枢装置最大吊装单元是底座与垫板组合件，其次是底枢蘑菇头。顶枢装置最大吊装单元是 A、B拉杆。顶、底枢及枕座、枕垫块的安装用履带吊装就位。底枢装置安装的关键是底座与蘑菇头的调整定位。底座必须在精确测量放样的基础上安装。蘑菇头的安装在底座二期混凝土浇筑后进行。
底枢轴座安装程序：轴座测量控制点设置→轴底座预埋螺杆安装→检查、验收→二期砼浇筑→轴座吊装、调整、固定→检查、验收
枕垫座预埋件安装程序：枕垫座测量控制点设置→枕垫座埋件吊装、调整、固定→检查、验收→枕垫座二期砼浇筑。
3.门体安装
　　人字门门体最大吊装单元重 30t，单节门叶采用水上飘浮拖运。施工准备：首先将闸室门龛内的杂物清理干净，由专业测量人员以旋转中心放出与闸室中心的安装样线，做出标志。用贝雷架拼装成简易的龙门式吊梁，贝雷架主梁采用双排双层，采用双吊点，各吊点设置一套10门50t起吊滑轮组进行吊装。
　　4.顶枢镗孔、安装
按设计检查孔径和轴孔垂直度进行镗孔。镗孔完成后，用水平仪检查顶枢耳板中心， 调节拉架安装高度， 其高差控制在 3mm 内，调节顶枢中心的位置，使顶枢中心与底枢蘑菇轴头中心保持同心，其同轴度公差为2.0mm。
　　检查合格后， 浇筑拉杆二期混凝土。二期混凝土的强度达到设计值的 80 % 以上后顶枢方能正式使用。
　　5.支垫块安装
支垫块安装包括门轴柱凸形支垫块， 斜接柱两条支垫块，每条支垫块均由 多根单件组成。支垫块安装前，先在端板中心线上挂垂线，检查门体端板上螺孔距门体底部高程，垂直距离和与中垂线水平距离，作好记录，然后按支垫块编号及件长，在垫块背面作出钻孔中心点，进

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行钻孔攻丝加工。加工中将支垫块倒置于台上，背面调平顶紧后加工，以保证钻孔垂直，同时加工中要注意保护支垫块正面，避免受损。
支枕垫块的调整及环氧砂浆的浇灌：支枕垫是人字门的承压构件，水压力通过支枕垫传给闸墙砼。因此人字门关闭挡水后支枕垫块须全部紧密接触，在安装支枕垫块时应调整支枕垫装垫接触点在同一直线上, 然后浇灌环氧砂浆。
支枕垫衬垫间的间隙调整受多种因素影响，其中闸门关闭到位情况，以及调整时气温变化对间隙调整的影响尤为突出，通过摸索分析类似人字闸门安装经验，确定支枕垫块的间隙调整按以下原则进行：
a.控制温度差：支枕垫衬的调整控制在门顶和门底气温差1℃,避免在气温变化较大的时段调整,一般清晨或傍晚较合适.
b.采用不同的间隙值：门轴柱支枕垫块间隙值为0.1mm，斜接柱处按门底小、门顶大的原则从0.05～0.2mm分布。
c.调整顺序：先调整门轴柱枕垫的衬垫在同一直线上，其次调整门轴柱支垫衬垫，最后调整斜接柱支枕垫衬垫。
e.浇灌环氧砂浆:门扇应开启一小开度,使支枕垫块处于自由状态下进行浇灌。
  环氧砂浆配方见下表

  注：加入骨料目地可提高强度，水泥则使砂浆在浇灌过程中不易出现分离。
  环氧砂浆拌和过程：

　　在对实物浇灌之前，应在公司中心试验室按实物尺寸做模具，进行工艺试验及温度试验，测量出浇灌后收缩量，从而为支枕垫块的调整预留余量。
环氧砂浆的调制与浇灌应注意：
　　选用含环氧值高的环氧树脂材料，一般环氧值为0.4~0.47；
　　环氧加热时，其加热温度不得高于800C，否则加入糠醛丙酮后易挥发，降低流动性；
　　加入骨料时，其温度亦不宜高于400C，否则易结块；
　　支枕垫夹槽应清洗干净，并保持干燥；
　　宜在睛天气温比较干燥条件下浇灌，流动性好；
　　填灌时应从夹槽一侧填入，另一侧可排气，边填边捣实，捣实过程应注意，避免空气和水进入影响质量。
　　6.背拉杆及钢护木安装
　　背拉杆为预应力可调式，按正背拉杆、负背拉杆安装前应在门体背面拉杆安装位置放出安装线，将影响背拉杆安装的焊缝等磨平，背拉杆在闸室底板上连成整体后吊装到位，调试背拉杆时，应重视应变片的黏贴情况(尤其是温度补偿片的使用)。钢板一端采用螺栓、 厚钢板夹紧，吊装时注意采用多点吊，以导链等调节倾角，其中正向背拉杆安装时先装拉杆钢板端垫板，根据安装线，将背拉杆端部垫板和门体焊接牢固。
　　背拉杆可增加门体的抗扭刚度，减少门体的扭转变形，可减小门因自重产生的下垂，从而保证门扇矩形轮廓不变。对背拉杆施加预应力通常采用旋转螺母法。根据以往经验，采用人工操作5～10吨起重葫芦，带动卡在背拉杆法兰螺母上的特制高强钢扳手，通过旋转螺母实现使背拉杆产生预应力。施加预应力前要选好悬挂葫芦的位置，并焊好牢固的挂钩。施加预应力一般的步骤如下：a．先主后副。即先加主杆预应力再加副杆预应力。b．两杆交错。即主杆、副杆交互进行。c．最后调整。最后对背拉杆法兰螺母进行微调，同时门叶竖向直线度和横向直线度均应满足《DL/T5018-94》验收规范的要求。
三、结束语
　　水利水电建设在我国的基本建设中占有举足轻重的作用，它的安全与质量，关系着国家的经济发展，关系着各行各业的经济发展以及人民群众的生命、财产安全。因而只有加强其建设项目的经济效益分析，才能使我国的水利建设项目得到更快、更好的发展。因此，我们应该加强对于船闸人字门的安装管理，使其能够更好的为我们的水利水电行业服务。
参考文献：
[1] 黄克玉.三峡永久船闸人字门安装工艺措施简述(续一)[J].水利电力机械,2007,(01).
[2] 黄克玉.三峡永久船闸人字门安装工艺措施简述(续二)[J].水利电力机械,2008,(02).
[3] 韩伟清.大源船闸人字门安装简述  [J].水力发电,2007,(03).

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