摘要：超大型弧门尺寸大、重量重、结构复杂、安装精度高经过实践使用汽车吊和龙门吊配合，能够在节约成本的前提下加快施工进度，进而取得较好的工期、经济合社会效益。
关键词：弧门安装；超大型弧门
1、前言
本文探讨闸门为水电站大坝弧形闸门，此弧形闸门属于露顶式主横梁三支臂弧门，弧门尺寸为：14.1m（宽）×22m（高），每个单扇弧门分为九节，每孔弧门重441.2吨，有5孔弧门布置于大坝。此弧形闸门对于弧门安装施工来说，外形尺寸大、重量重、结构复杂、安装精度要求较高。
弧门示意图
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弧门特性表
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门槽钢板主材Q235B；
型钢主材Q235B；
支铰主材ZG35Cr1Mo；
支铰轴40Cr；
水封不锈钢座板0Cr18Ni9
2、施工特点
2.1弧门为三支臂弧门，门页共分九节，单孔弧门各主要部件重量如下表：
2.2 综合考虑吊装作业设备特点，为了降低吊装作业成本，保证在安全的条件下加快施工进度，经过计算和研究决定将表孔上游侧路基回填至268.5高程，与弧门底坎高程平齐，使用300t汽车吊和35t龙门吊配合进行吊装作业，施工时将300t吊车布置于大坝表孔上游侧，并于表孔两侧坝墩上增加35t龙门吊，吊装作业时使用300t汽车吊将设备大体起吊至安装位置，后通过导钩使用35t龙门吊精确吊装。
2.4 由于焊接工作量大，为减少焊接变形和焊接应力，根据结构的特点和坡口形式，选择工艺如下：
采用分段退步焊、多层多道焊及预留反变形等措施，在封闭焊缝时，焊接时配合锤击消除应力；
焊接弧门时，先焊门叶节间的纵梁隔板、边梁腹板，再焊纵梁翼缘板、边梁翼缘板，最后焊接门叶节间面板对接缝；焊接面板对接焊缝时，对整扇门应从下往上依次焊接。每条对接焊缝，均从中间向两边同时对称施焊。
3、工艺原理
3.1底坎安装
利用施工坐标网用全站仪定位出控制点，以控制点为基准，调整底坎的中心、高程、里程，保证底坎的绝对高程、里程和对表孔中心线误差在±5mm之内。
3.2 侧轨安装
利用施工坐标网用全站仪来控制侧轨的里程与对孔口中心线的距离，通过经纬仪来测量控制侧轨的垂直度。
3.3弧门安装
用300吨汽车吊与表孔顶部龙门吊配合，进行弧门的支铰、半支臂、支臂、门页等构件安装。
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4、工艺流程及操作要点
4.1 施工准备
组织成立弧门安装班组，对测量、金属加工、物资等外围辅助人员进行技术交底及做好沟通联系工作，排除外围不确定因素，保证施工的有序进行。
4.2施工流程
对收到的设计图纸进行详细审阅，对厂家到货设备进行仔细清点，提前发现设计和设备运输工程过程中可能产生的疑问及问题并及时处理，在确认设计及到货无误后开始准备施工材料，并在施工前对施工人员进行技术交底。整体安装工艺流程如下图所示：
工艺流程
图纸审阅→技术交底→材料准备→到货核查→底坎安装→二期混凝土浇筑→侧轨安装→二期混凝土浇筑→底坎防滑挡块安装→支铰吊装→半只腿吊装→弧门9、8、7节门页吊装→下支臂吊装→连杆吊装→中支臂吊装→连杆吊装→6、5、4节门页吊装→上支臂吊装→3、2、1门页吊装→弧门焊接→防腐刷漆→水封安装→无水调试→动水调试→移交
4.3 埋件施工要点
支铰埋件安装，按图纸要求，调整基础板高程、孔口中心距离、上下游里程偏差小于1.5mm，倾斜角15.795°。预埋螺杆调整至螺孔中心并与埋件平面垂直，然后焊接固定，验收合格后埋件整体与预埋角钢焊接加固，进行二期混凝土浇筑。
底坎安装，精确调整底坎基础水平，保证底坎吊装后，底坎顶面支撑板与水平夹角无误。如图在底坎上下游表孔中心线通过全站仪放出4个点，A、D两点在门槽中心线，A、B、C为里程相同控制点，通过此4个点来控制底坎的里程、高程和中心线，调整完成后与预埋插筋焊接加固，进行二期混凝土浇筑。
注：底坎对门槽中心线、孔口中心线和绝对高程偏差控制在±5mm之内。工作表面组合处的错位、底坎偏差控制在1mm以内。
底坎平面示意图
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弧门侧轨安装在进行二期混凝土浇筑前，首先进行侧轨安装，每条轨道分4节。安装时通过塔基将轨道预吊就位后，使用全站仪对轨道里程和高程进行控制测量，经纬仪对垂直度进行控制测量，并通过使用轨道L型螺杆对其进行纵横方向精确调整，校准完成后锁紧螺母并焊接加固。完成弧门侧轨安装后，使用全站仪复测其不锈钢止水中心线（弧门曲率半径R=27059 mm）。
4.4 弧门安装施工要点
底坎二期混凝土浇筑完成后，测量需从新校核尺寸，保证无误后，进行弧门支撑制作，焊接一块挡板于底坎上面与弧门门页接触线的下游侧，固定千斤顶于门页上游侧预埋的工字钢上。
中下支臂吊装前，需调整千斤顶使门页向上游侧略微倾斜，以便进行中下支臂吊装就位，而后调整千斤顶将门页恢复，保证面板曲率半径满足27m，进而进行门页与支臂连接，就位后将与门页连接的连接板点焊在支臂上，固定螺栓安装就位后，将连接板去掉，按要求焊接。支臂与连接板的焊接，由至少2名焊工同时对称施焊。
弧门连接螺栓为M56和M36，需严格按照设计及厂家图纸要求安装，并及时进行螺栓力矩试验及校正工作，保证螺栓紧固扭力符合要求。
4.5 弧门焊接施工要点
严格按照寒天使用说明书要求的烘焙温度和时间对焊条进行烘培，烘焙好的焊条应保存在100～150℃的恒温箱内，随焊随取。
需首先保证每阶段闸门门页的组装检查合格验收后，方可施焊。施焊前，应将坡口及其两侧10～20mm范围内的铁锈、熔渣、油垢、水迹等清除干净。
如遇风速超过10m/s的大风和雨天，相对湿度大于90%时，焊接处应有可靠的防护屏障和保温措施，否则禁止施焊。
定位焊接和正式焊接严禁在母材其他部位引弧，定位焊接的引弧和息弧点应在坡口内。定位焊长度应在50mm以上，间距为100～400mm，厚度不宜超过正式焊缝厚度的1/2，且最厚不超过8mm。
5、弧门安装示意图
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6、材料与设备
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7、质量控制
7.1依据标准NB/T 35045-2014《水电工程钢闸门制造安装及验收规范》对轨道槽各部位安装进行检查，检查表名称如下：
1、弧门闸门埋件安装检查表
2、弧门铰座安装检查表
3、弧门支臂、连接板安装检查表
4、弧门门页安装检查表
7.2 质量保证措施
依据结构特点和坡口形式，选择合理的焊接顺序、采用分段退步焊、多层多道焊和采取预留反变形等措施，以减少焊接变形和焊接应力。对封闭焊缝，可配合锤击消除应力。
本弧门焊接，先焊门叶节间纵梁隔板和边梁腹板焊缝，再焊纵梁翼缘板、边梁翼缘板，最后焊接门叶节间的面板对接缝。面板对接焊时，整扇门应从下往上依次焊接，每条对接焊缝应自中间向两边同时对称施焊。
设计要求焊透的焊缝，双面焊时，单侧焊接后应用碳弧气刨或角磨机进行背缝清除。门叶组装后局部间隙>5mm，但长度≤该焊缝长度的15%，允许在坡口两侧或一侧按焊缝同样工艺作堆焊处理。严禁在间隙内填入金属材料，堆焊后，用砂轮机或角磨机磨到原坡口尺寸。根据堆焊长度和间隙大小，对堆焊部位的焊缝应进行无损探伤。
出现腐蚀生锈的部位需重新除锈打磨，按规范要求喷漆防腐，涂装前将表面打磨平整，清除表面杂质。涂装后选择试样区域检测涂层厚度并进行附着力测试。检测方法为用刀子切割出试样区域，选择区域的大小根据涂层厚度决定；在试样区域内刻出划痕，然后贴上黏胶带并压紧，以迅速而突然的方式将黏胶带拉开，检查涂层是否被黏胶带剥离。
8、安全措施
（1）运输、吊装作业由专业持证起重工完成；
（2）进入门槽必须安装安全爬梯，高空作业人员必须系安全带，禁止人员酒后作业；
（3）现场物资材料、工器具、设备堆放整齐有序，人员通道畅通；
（4）密闭空间施工保证充足通风和照明；
（5）用电设备必须安全接地；
（6）施工作业人员佩戴正确安全防护设施；
（7）配备灭火器、水管防止火灾发生。
9、环保措施
（1）施工现场设专人负责工地扬尘治理工作，配备洒水设备，作好压尘、降尘工作。
（2）风力超过四级时，应停止室外工程的施工，并将现场堆土用彩条布或者密目安全网进行覆盖，减少现场扬尘。
（3）减少水污染，沿临时设施及施工道路设置排水明沟，施工废水设沉淀池、隔油池并定期清理。
（4）减少噪音污染，对大型机械定期进行维修，保持机械正常运转，减少因机械经常性磨损而造成噪音污染。
（5）现场设置封闭式加工车间进行封闭隔音，将噪音大的工序安排在白天进行。
10、效益分析
（1）工期效益：通过300t吊车与龙门吊配合施工，加快了现场施工进度，减少了吊装作业时间，使吊装作业危险性降低，安装工作更为简单便捷，明显的节约了工期。
（2）经济效益：由于龙门吊与汽车吊配合安装，减少了300t汽车吊的使用时间，降低了施工成本。总体加快了施工进度，保证项目结算目标，较少了不必要的施工投入，取得了明显的经济效益。
（3）社会效益：
大坝快速完成弧门安装，成功履约并造福当地人民。
11、结束语
水电站工程5孔弧门安装，均采用了此施工方法。通过现场安装实际情况来看，此施工方法很好提高了施工效率，在满足施工进度同时，保证了吊装工作的稳定性与安全性。此方法操作性强、适用性高，工效高，工程进度和质量均得到保障，满足设计要求。
参考文献：【1】《水电工程钢闸门制造安装及验收规范》NB/T 35045-2014
【2】《水工混凝土施工规范》（DL/T5169-2002）
【3】《水利水电工程钢闸门设计规范》NB/T 35055-2015
【4】《中华人民共和国水利行业标准》SL 27-2014
【5】张丹《水利工程中水利闸门的施工管理分析》
【6】黄海田《对水利工程建设中金属结构和机电设备质量管理的若干思考》
【7】霍卫 《水电站大坝闸门和起闭设备的布置与设计》
【8】王金鑫《浅谈表面预处理对钢结构防护涂层附着力的影响》 [J].中国涂料
【9】梁胜辉《探究水工金属结构安装的工艺及方法》 [J].黑龙江科技信息
【10】田景丽，李秋阳． 《浅析水利工程施工存在的安全隐患及解决对策》［J］． 中国科技博览