吴相发
四川省水利电力工程局有限公司 四川资阳 641300
摘要：水利工程是我国重要的民生工程，与社会经济发展和人们生活有着密切的联系。水电站作为水利工程的重要组成部分，伴随着人们愈发重视水电站的建设，也因此对水电站的闸门制作与安装质量尤其关注。基于此，本文以某水电站金属结构闸门为例，具体对闸门的制造及安装技术进行分析。
关键词：水电站；金属结构闸门；制造及安装
水电站闸门对水电站的安全性有着至关重要的作用，近年来国家不断加大水电站工程质量的关注，同时也加强了水电站金属结构闸门的质量及作用发挥的关注。因此，对水电站金属结构闸门制造及安装技术分析，尤其重要且必要。
1、工程概况
以某水库工程为例，该水库是兼具灌溉、供水、发电的大型水库，总库容5.84亿m3。泄洪洞工程控制段采用的是压短管型式，控制段底板高程为360m，塔顶高程为424.65m，工作闸门孔口尺寸为6.5m×7.5m的弧形钢制闸门，由门叶、支臂、支铰、铰座、水封装置等成。工作闸门主要是通过液压式启闭机进行控制，液压启闭机平台位于高程386m处。
2、金属结构闸门制造及安装技术
2.1 闸门设计
在水电站金属结构闸门制造及安装过程中，必须要确保闸门设计的科学合理性，应根据水电站具体的情况进行设计，包括水流速度、总水压力等，确保闸门设计的有效性，以切实发挥出闸门的作用。该水电站金属结构设备有各种闸门及拦污栅共26扇，且分布在不同的地点，具体用途也不同，可见表1所示。由于该水电站的进水口拦污栅栏为70°倾斜设置，清污机的最大下潜行程达90m，在深水条件下倾斜升降，能否实现抓取自如、正常工作成为闸门设计的一个难点所在。同时，该水电站引水隧洞及泄洪洞的事故检修闸门水头较高，使得单位高度承载力较大，闸门的支承形式设计也成为了设计的重点和难点。
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针对本工程闸门设计中存在的重难点，首先，为确保该水电站进水口栅栏在深水条件下倾斜升降能抓取自如和正常工作，在经过初步调研分析后，采用了导轨、闭合式抓斗、增力或加压式抓斗、清污机兼具提栅功能等。其次，考虑该水电站引水隧洞和泄洪洞的事故检修闸门水头较高，可达86m，单位高度承载要求较高，在对各种支承形式比较分析后，从支承结构、摩阻力，启闭机容量、制造、布置，以及成本等多方面因素考虑，最终确定泄洪洞事故检修闸门为平面定轮的支承形式。同时，由于槽处的最大水流平均速度可达到26m/s，为避免水流会对门槽产生空蚀影响，设计采用了Ⅱ型门槽，并且为了确保闸门能够长期可靠地运行，在底板两倍门高的范围内采用了钢结构整体的门窗，安装时采用分段组装的方式进行。最后，考虑该水电站导流洞的封堵闸门孔口总水压力较大，使得闸门挡水压力较大，这需要确保闸门的主支承具有较低的摩擦阻力。但受到材料开发的限制，在实际建设中，无法选用到兼具高承载和低摩阻的材料，为弥补这一不足，将闸门设计成窄高形，同时为了确保封堵闸门的封水效果，对水封设计成Ω形，并在安装水封时，使用压板将两肢进行压紧，使中部形成密封胶，在库水压力作用下，水封头、止水座板与封水紧密相贴。
2.2 闸门安装技术
由于泄洪洞工作闸门构件较重，动辄几十吨，加之安装空间较小，无法使用汽车等起重设备，因此需要实现在混凝土上进行吊点的安装，然后通过卷扬机牵引使用转向动滑轮进行起吊安装。在混凝土浇筑时，需要预埋吊点，包括铰座吊装埋件、支铰内拉就位埋件、支臂安装和起吊埋件、门叶起立埋件及其他零星导向埋件等。吊点采用的是φ50和φ40圆钢制作而成。进水塔塔身采用分层浇筑的方式进行，当进水塔浇筑至386m平台后，进行支铰座预埋件的安装，借助卷扬机、滑轮组进行支铰座预埋件的安装，并将其固定在螺栓处，完成支铰座预埋件安装后进行二期混凝土的浇筑；待支铰座预埋件二期混凝土强度达到要求后，进行支铰的安装，先利用平板车将直接运送至安装位置的下方，然后利用预埋的吊点进行吊装，考虑上部空间较小，采用短的两根直径为48mm的千斤绳吊起支铰，并挂4个20t的倒链将支铰向内拉，使座板螺栓孔与支铰座的螺栓相对应，确保全部螺栓入孔之后，加快内拉的速度，安装抗剪板，紧固螺帽并松掉千斤绳；在门叶安装之前，需要先将支臂运送至洞身渐变段出，并通过高强螺栓来进行块间连接，使门叶焊接成为一个整体。在具体的安装中，需要按照上、中、下的顺序进行门叶的运送安装，下部门叶通过预埋吊点并由卷扬机提升至安装的位置，之后通过倒链调节上下游的位置，使门叶顺利进入门槽中，并使用防滑板和挡板进行临时固定。之后依次进行中部门叶和上部门叶的吊装。完成门叶拼装后，要穿入全部铰制螺栓孔，同时安装连接螺栓，使门叶形成一个整体；工作闸门由左右两个支臂作为支撑，且左右两个支臂由上下两个支臂组成，需要通过连接件来使其形成一个整体。
2.3 闸门焊接技术
在金属结构闸门安装过程中，必须要保证闸门焊接的质量，这样才能够确保闸门的工作效果和质量。应安排专业的且具有多年实践经验的焊接人员进行闸门安装的焊接。在实际工作中，也要要求焊接人员结合施工现场具体的情况制定焊接使用计划和措施，并做好与施工人员的技术交底工作，指导和监督施工人员作业，确保焊接质量。金属结构闸门的焊接，包括焊前准备、焊接工程、焊后检查验收这几个阶段，在焊前准备主要是进行技术交底、设备设置、清理焊缝等工作；焊接过程主要是指导、检查和控制闸门的尺寸，同时在实际工作中，要对结构尺寸的收缩和变形量进行严格控制，另外也必须要依据焊接规律选择科学合理的焊接顺序，确保焊接的质量；焊后检查验收主要是进行焊缝清理检查、自检、无损探伤，以及填写各种检查表格和整理资料等工作。在这一过程中，负责焊接质量监督的人员，必须要对焊接材料、设备使用进行检查，也要对焊接工艺参数和措施的选择进行检查、指导，以进一步提高焊接的质量。
结语：
综上，随着水利水电工程建设发展，水电站金属结构闸门质量也需要加强控制，这样才能够确保工程建设质量及运行水平。在实际的建设中，应明确金属结构闸门制造与安装的要点，结合工程实际情况，强化闸门设计，并加强各种结构的安装管理及焊接质量，全面保障结构的质量，从而为水利水电工程建设与运行奠定良好的基础。
参考文献：
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