龙滩水电工程志(中卷)
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第四节 金属结构安装

金属结构安装工程包括进水口金属结构、尾水金属结构、泄洪系统金属结构和压力钢管金属结构安装工程。

一、进水口金属结构安装

(一)工程概况

进水口金属结构安装工程主要施工内容有:1~9号机组进水口拦污栅(含拉杆装置)、进水口检修闸门(2扇)、进水口检修门库(2套)、1~9号机组进水口事故闸门(9扇)、进水口事故闸门液压启闭机(7台)、进水口清污门机(2台)、进水口坝段坝顶门机(1台)、进水口事故闸门控制设备(7套)以及门机轨道等的安装及调试、试运行等。单套设备最大重量460吨,总重5271.50吨。具体工程量详见表5-79。

(二)施工单位

进水口金属结构安装工程由中国水利水电第七工程局承建。

表5-79 进水口闸门、埋件及启闭机工程量表

(三)工程特点及难点

1.工程特点

设备单件外型尺寸大、重量大、使用设备大、跨度大、高度大;最大单件外形尺寸为25000毫米×3100毫米×1356毫米,最大单件重量为39852千克,3000千牛门机大跨19000毫米,高度33900毫米,组装后外型尺寸为25000毫米×17830毫米×12734毫米,除拦污栅安装外,在整个安装过程中几乎全程使用200吨汽车吊。

2.施工难点

进水口金属结构安装工程主要施工难点为:土建施工干扰大、制约大、工期长、大件吊装难度大、止水要求高等。

2006年1月1日开工,由于土建施工交叉作业、干扰及制约影响较大,至同年9月15日才完成3000千牛坝顶门机轨道安装,历时近9个月;由于厂房机组为逐台发电,在安装完所有事故门、启闭机后,对未发电机组无法进行有水试验,导致无法及时进行最终验收、调试和试运行工作,窝工较为严重。

(四)施工工期

进水口金属结构安装工期见表5-80。

(五)坝顶门机及轨道安装

1.构件概况

进水口3000千牛坝顶门机安装于左岸进水口,起升高程为19米(总扬程107米);在一根主梁上配一80千牛的电动葫芦,起升高程为19.50米(总扬程240米),主要用于进水口事故门及液压启闭机的检修吊装及进水口事故检修门的吊装工作;门机总重496吨,其中最大单件门机主梁外形尺寸25000毫米×3350毫米×1717毫米,重约30吨。各部件规格详见表5-81。

表5-80 进水口金属结构安装工期表

表5-81 3000千牛坝顶门机各部件规格表

2.构件运输

进水口3000千牛门机最大构件为门机主梁,其外形尺寸为25000毫米×3350毫米×1717毫米,重约30吨,存放在那边沟仓库。其运输路线是:那边沟仓库→红水河龙滩大桥→左岸上坝公路→坝顶382米高程安装平台。运输采用带拖挂的50吨载重汽车,支腿、小车等构件运输采用50吨平板拖车;司机平台、梯子栏杆等用东风车运输。

装车前根据门机部件的不同外形尺寸,在拖车上设置不同的垫木,以保证部件装车后摆放平整、部件受力均匀,不变形;部件的重心与拖车的中心线重合,两侧用直径为19.50毫米的钢绳封牢,楞角处事先垫好管皮或木材,以防封车时钢绳压坏设备。

门机各部件由载重汽车或奔驰拖挂运至坝顶高程382米大坝左岸门机安装位置,吊装时200吨汽车吊的工作半径控制在7~16米,主臂长度选用40.80米,吊重在48~30.50吨之间。

主梁封车牢固可靠,运输拖车车速不得超过8千米每小时,拖车运行时前面须有开道车,车上挂有“后有大件运输车”字样,主要负责检查路况和通知前方运行车辆注意安全,运输途中遇转弯和坡度,拖车要减速行驶,行驶速度控制在15千米每小时以下,窄路、急弯、坑洼路段控制在10千米每小时以下。

3.构件吊装

门机构件吊装程序:门机上的大车行走轮就位与固定→下横梁就位→门腿就位与临时固定→中横梁连接→主梁就位与临时固定→端梁连接→小车架就位→主提升机构就位→栏杆、墙板、走梯、驾驶室就位→电气房及设备就位安装。

在吊装过程中,掌握好以下施工环节。

(1)根据门机施工图,在安装场放出门机安装基准点。

(2)门机上的大车行走轮就位后,按设置的基准进行调整及临时加固,然后安装下横梁。

(3)支腿吊装前,先在每个支腿横梁位置1.20米处搭设工作平台;起吊过程中拴溜绳,缓慢吊装,以防碰撞;用手拉葫芦和钢绳将4个支腿分别拉住;采用线锤测量支腿的垂直度,并调整支腿顶部尺寸。

(4)主梁及上部结构吊装时,在大梁两端拴防溜绳,缓慢起升及转动,大梁接近支腿组合面时,专人在组合面用薄木加以保护,基本到位后移开薄木板,再正式安装。

(5)吊运各部件时为避免损伤钢丝绳和破坏部件漆膜表面,钢丝绳与构件接触位置需垫管皮、木块或橡胶垫块。

4.大车行走机构安装

依据下横梁上的编号来确定大车行走机构的安装位置,并将安装大车行走机构位置清理干净;采用30吨门机或25吨汽车吊将大车行走机构吊装到位,以两轨道同一断面所放点为基准拉粉线,用线坠吊对正大车中心所拉粉线,检查大车轮子与轨道两侧的间隙,基本一致后,焊上拉紧器,摘钩后用拉紧器进行精调,进行上法兰面的调整;用水准仪将4个方向调平后,用挡板将支座架加固于平衡架上,并用角钢在两侧将大车行走机构加固在地锚基础板上。

坝顶门机

5.下横梁安装

首先根据设计图纸,确定下横梁的安装位置,将下横梁、大车行走机构法兰面杂物清除干净,并将下横梁上、下面法兰面中心分出来,用盘尺测量下横梁两端头限位块间的距离(包括内侧和外侧),然后再测量与之相对应的大车行走机构上法兰面限位块的距离;要保证下横梁能安装就位,若不能,用砂轮机磨修大车行走构件限位块,且将限位块倒角。

下横梁的安装采用30吨门机或25吨汽车吊将下横梁吊装就位后,检查下横梁中心对大车中心的偏差;符合要求后,用销钉螺栓连接;用扭力扳手将扭力值调整到允许范围对螺栓进行拧紧;用型钢将下横梁支撑好,用水准仪测量两下横梁高程,用盘尺测轨距;符合要求后(将测量数据记录好),进行支腿安装;大车行走机构、下横梁安装好后必须进行支撑。

支腿安装时,先根据设计图纸确定各支腿的安装位置;将钢梁吊放于同一断面两大车行走机构之间,将其加固;在支腿上法兰面焊接两个吊装吊耳,从上法兰面往下1.20米处焊接支撑吊耳;用砂轮机将下横梁上法兰面限位块倒角;在支腿上法兰往下1米处焊接走台,以备支腿与主梁焊接之用。

门机右侧两个支腿采用30吨门机吊装就位,左侧两个支腿采用200吨汽车吊将支腿吊装就位;用螺栓将支腿与下横梁连接,用直径为19.50毫米钢丝绳配合导链左右两侧进行牵引调整,见图5-8。

图5-8 支腿风绳布置图

用线锤测量支腿的垂直度,并用全站仪检查支腿上法兰面高程、基距、轨距及对角线;若不符合要求,用支撑和导链进行调整,调整好后将测量数据记录好。

6.中横梁安装

根据设计图纸,确定两中横梁的安装位置;在中横梁与支腿连接处搭好架子,以备连接用;将连接板、连接螺栓及销钉准备好,置于中横梁上;中横梁吊装时,采用30吨门机或25吨汽车吊直接将其吊运就位;将连接板和连接螺栓连接好,打销钉,上紧连接螺栓。

7.主梁安装

测量主梁拱度值应在17.10~26.60毫米,若不符合要求,即进行调整,调整好后将测量数据记录好。门机主梁用汽车吊卸车并直接吊装到位;采用拉板与支腿进行加固,然后吊装另一侧主梁。

主梁吊装设备为200吨汽车吊,钢丝绳直径为36毫米(6×37),单根破断拉力约77吨力。吊车性能参数:回转半径16米,支臂伸长36.30米时最大起吊重量为37吨。吊车摆放让主梁中心在吊车回转半径范围内;先进行试吊,伸出支臂落下吊车吊钩,对正吊点中心,缓慢起升主梁,吊起离地200毫米后,观察主梁倾斜情况并适当配重保持平衡;试吊确认无误后,正式开始吊装。为防止主梁在吊装过程中旋转,用4条40米长的麻绳拉住主梁两端,起吊时由施工人员拉住麻绳,防止主梁摆动过大。缓慢起吊,防止撞击支腿和造成较大的动载荷。

8.端梁安装

确定两端梁的安装位置,并将连接板、螺栓和销钉准备好放于端梁内;用30吨门机或25吨汽车吊将端梁吊装就位,然后把连接板、螺栓连接好,打上销钉。测量主梁上拱度、对角线、基距及两小车轨道在同一截面的高差,若不符合要求,进行调整,调整好后将测量数据记录好。

9.小车行走机构安装

门机主梁、支腿经监理验收合格,焊接完毕,即可进行小车行走机构的安装。首先根据设计图纸,确定小车行走机构安装位置,然后吊装小车行走机构,最后吊装小车架。小车架由两部分组装而成,在吊装前,先将车架拼装好,再用200吨汽车吊将组装好的小车架吊装就位,与行走机构连上连接板、螺栓,用扭力扳手拧紧。

10.起升机构吊装

起升机构最重件为卷筒,重量为29吨,采用200吨汽车吊进行吊装,其余部件采用30吨门机或50吨汽车吊进行吊装。

11.电气设备安装

电气盘柜和电缆等部件采用30吨门机或25吨汽车吊进行吊装;按厂家电气原理图、配线图、电气总图及有关电气设备安装规程进行安装。电气布线均穿管敷设,穿管时要对管口进行打磨,防止在拖拉电线时损伤电线。电线无裸露,所有搭接牢固可靠。

12.门机的焊接

门机支腿与主梁组装完成,经检查符合要求后,压缝并进行定位点焊。定位点焊的焊段长度为50毫米以上,间距为250~350毫米,焊厚不超过板厚的1/2,且最厚不超过8毫米;定位点焊后清除焊渣和飞溅,检查点焊质量,如有裂纹、气孔和影响焊接的焊瘤等缺陷即清除并重新点焊。采取分层分段焊接,分段长度为150~400毫米,且每条焊缝均采用多层多道焊;每段焊缝的接头焊接成缓坡,以保证段间接头良好过渡。

门机焊接有以下3点技术要求:从事现场安装焊缝的焊工,必须持有相关位置的焊工合格证书,才能施焊;无损检测人员必须持有国家专业部门签发的资格证书;采用CHE507焊条。采购的焊条,必须具有正规的质量证书和使用说明书,并且按照规定进行质量抽样检查。

焊接材料的保管和烘焙有以下6条规定。

(1)焊条放置于通风、干燥的专用房内,其温度保持在5℃以上,相对湿度不大于50%。

(2)施工现场建立焊条库,焊条由专人保管,烘焙、发放,并及时做好烘焙实测温度和焊条发放、回收记录;焊前焊条经350℃烘焙1小时,随烘随用。

(3)烘焙后的焊条保存在100~150℃的恒温箱内,药皮无脱落和明显的裂纹。

(4)施焊时,待用的电焊条放在通电的保温桶中,随焊随取,并随手盖好筒盖;焊条在保温筒的时间不要超过4小时,否则应重新烘焙;重新烘焙次数不宜超过2次。

(5)对二类焊缝施焊,采用已经评定合格的焊接工艺进行焊接和检验,并严格按照DL/T 5018—1994第4.3节的规定施工。

(6)焊接质量按DL/T 5018—1994第4.4.1条的规定进行焊缝外观检查,按4.4.3条~4.4.7条规定进行无损探伤检查。

13.螺栓安装

连接门机的螺栓、螺母和垫圈分类存放并妥善保管,防止锈蚀和损伤。使用高强度螺栓时做好专用标记,以防止与普通螺栓相互混用。钢构件连接用普通螺栓,最终合适紧度为螺栓拧断力矩的50%~60%,并使所有螺栓拧紧力矩保持均匀。高强度螺栓连接副和摩擦面须进行的检验项目符合相应规程、规范条件的规定;高强度螺栓连接副的安装符合JGJ 82—1991第3.4节的规定;高强度螺栓连接副安装完毕后的检查内容符合相应规程、规范条件的规定。

严格按照操作规范拧紧高强螺栓。安装高强螺栓用扭矩扳手分初拧、复拧、终拧3步完成;施工力矩按设计要求或厂家说明书进行;操作时螺栓拧紧顺序以中心螺栓为中心向四周辐射发散均匀拧紧,详见图5-9。

图5-9 螺栓安装顺序图

14.防腐涂装

涂装范围:施工图纸明确规定由承包人完成的涂装部位;现场安装焊缝两侧未涂装的钢材表面;在接受所移交的设备时,对全部设备表面涂装情况进行检查后所发现的损坏部位(上述检查结果应报送监理人,需要修复的涂装损坏部位须经监理人确认);安装施工中设备表面涂装损坏的部位。

涂装材料:采购的涂装材料的品种、性能和颜色须与部件制造厂所使用的涂装材料一致,且经监理批准后方能使用。

表面预处理:涂装前,将涂装部位的铁锈、氧化皮、油污、焊渣、灰尘、水分等污物清除干净;除锈等级达到DL/T 5018—1994第3.5.2条规定的标准;若检查发现钢材表面出现污染或返锈,应重新处理,直到监理单位认可为止。

涂装施工:经预处理合格的钢材表面尽快喷锌,喷锌最小局部厚度为120微米;在潮湿气候条件下,喷锌须在2小时内完成;在晴天或较好的气候条件下,最长时间不超过8小时;喷锌完成并经检查合格后,及时进行封闭,封闭前将涂层表面灰尘清理干净,且宜在涂层尚有余温时进行;如涂层已冷却,可将涂料加温40~50℃后再进行封闭;封闭漆膜厚度应符合SL 105—1995规范要求(所有面漆漆膜厚度均符合SL 105—1995规范要求)。严格按监理批准的涂装材料和工艺进行涂装作业,涂装的层数、每层厚度、逐层涂装的间隔时间和涂装材料的配方等,均应满足施工图纸和制造厂使用说明书的要求。涂装时的工作环境与表面预处理要求相同;若制造厂使用说明书中另有规定的,则按其要求施工。

漆膜涂装的外观检查按DL/T 5018—1994第7.3.2条的要求进行。金属喷涂的外观检查,按DL/T 5018—1994第7.5.1条的要求进行。采用测厚仪、针孔检测仪和专用割刀进行漆膜厚度、漆膜针孔和漆膜附着力检验,其检验结果达到DL/T 5018—1994第7.3.3条的要求。

15.门机轨道安装

3000千牛坝顶门机轨道安装于左岸进水口坝段,轨顶高程382.04米,轨道采用QU100重轨,跨距19米,安装总长度480米。轨道安装流程为:测放基准点—→托架安装—→轨道吊装—→轨道调整—→轨道加固—→二期回填—→轨道复测。在轨道安装过程中,主要控制以下环节以保证施工质量:

(1)直线度。通过基准点测放后使用钢琴线、线架等拉通一条直线,使用钢板尺等控制轨道直线度。

(2)水平度。通过基准点测放水平基准后,使用高精度水准仪、铟钢尺等进行轨道平面的控制;

(3)大跨。根据基准点安装完成单根轨道后,使用校核过的钢盘尺进行大跨尺寸控制。

(4)扭曲度。使用全站仪、经纬仪等转角90°后进行标示,然后使用钢盘尺进行对角线校核,控制在规范允许范围内。

(5)加固。轨道加固完全按照图纸技术要求和相关规范进行。

16.门机检查与试验

内容包括试车前机械及电气部分检查、空载试验、负荷试验、联动试验4个方面。

(1)试车前机械及电气部分检查。

1)机械部分。

外形尺寸及安装是否符合设计、制造和规范要求;

金属结构是否有变形,焊缝是否有裂纹;

齿轮减速箱、液压制动器等所有需加油、润滑部位是否已经按要求注油或润滑;

所有部件应安装完整,各运转机构应转动灵活,不得有卡死现象;

司机室的安装应焊接可靠,爬梯要稳固结实;

构件连接应牢靠,不得有螺栓松动等现象。

制动器的安装须符合要求。并根据厂家设计要求调整制动器闸瓦的间隙,制动轮运转时,检查闸瓦有无过热现象,如有,立即停止运转,重新检查闸瓦与制动轮的间隙。制动轮运转时闸瓦应全部离开无接触,停止运转后,观察接触面情况,接触面应均匀,且不得少于制动面的75%。

钢丝绳表面应涂抹防锈油脂,钢丝绳应按顺序逐层缠绕,不得挤叠和乱槽;钢线绳在任何位置均不得与其他部件相碰;绳长须与起升高度相符。

清理轨道,不得有妨碍起重机行走、运转的障碍物。

检查卡轨器动作是否可靠,应保证卡轨器能够顺利升降和卡紧轨道。

2)电气部分。试车前关闭全部电源,检查电气设备的安装是否按电气原理图、配线图、电气总图及有关电气设备安装规程进行:

检验各线路接线是否正确和所有操纵设备的转动部分是否灵活、可靠。

检验保护柜中各过电流继电器,各时间继电器SJ的动作时间是否按设计图纸整定。

用500伏兆欧表测量低压电气设备的绝缘电阻是否符合规范和设计要求。

检查门机各限位开关、门开关和各保护装置有无遗漏,是否安装正确,动作是否灵敏可靠。

(2)空载试验。门机空载试验共上下全行程往返3次,检查并调整以下电气和机械部分:

电动机运行应平稳,三相电流不平衡度不超过±10%,并测出电流值;

电气设备无异常发热现象;

检查和调试限位开关(包括充水平压开度节点),使其动作准确可靠;

高度指示和荷重指示准确反映行程和重量,到达上下极限位置,主令开关能发出信号并自动切断电源,使门机停止运转;

所有机械部件运转时,均不应有冲击声和其他声音,钢丝绳在工作时,均不得与其他部件相摩擦;

制动闸瓦松闸时应全部打开,间隙应符合要求,并测出松闸电流值。

(3)负荷试验。门机负荷试验严格按招标文件有关规程、规范要求进行。试验过程中,对行走机构,起升机构进一步检查调试,同时通过全站仪等检查门机大梁下挠度,并做好记录。

试验准备,检查门机机械、电气各部分,要求动作可靠。

静负荷试验,分别起吊70%(210吨)、100%(300吨)、125%(375吨)载荷,各起落3次、悬空10分钟,测试并记录。

动负荷试验,起吊330吨载荷,作3次全行程升降、大车行走20~30米、小车分别停在上游、下游及中间位置,行走大车检验门机结构件、大车机构、上下游轨道及基础情况。

试验时各机构分别进行,当有联合动作试运转要求时,按施工图纸和监理单位的指示进行;试验时,重复的起动、运转、停车、正转、反转等动作,延续时间至少1小时;各机构应动作灵活,工作平稳可靠,各限位开关、安全保护连锁装置、防爬装置等的动作应正确可靠,各零部件应无裂纹等损坏现象,各连接处不得松动。

负荷试验后的检查内容如下。

1)机械部分。

起重机金属结构的焊缝和各处的螺栓是否有裂纹和松动现象;

机械设备、金属结构及吊钩的强度和刚度,以及轨道是否有异常变化;

制动器是否动作灵活,工作可靠;

减速器是否有不正常噪声和漏油现象;

润滑部件的润滑是否良好,轴承温升是否超过规定范围;

各机构运转是否平稳,是否有振动及不正常的响声等现象。

以上检查如发现缺陷应修理好后再试车。

2)电气部分。

起重机各机构应做反复运转,但只有当机构运转完全停止后,才允许反转,反复运转时间不超过15分钟,试车时各机构应交替进行;

当控制器在不同位置时,检查电动机运转是否正常;

检查各种限位、安全、保护装置动作是否正确,液压制动器工作是否可靠;

电气设备运转中的故障应消除,电动机与电气设备温升无异常,活动接点不得有烧灼现象。

(4)联动试验。将抓梁与门机连接好,用抓梁将闸门在门槽上方无水上下升降2次。负荷试运转时应检查以下电气和机械部分:

电动机运行应平稳,三相电流不平衡度不超过±10%,并测出电流值;

电气设备应无异常发热现象;

所有保护装置和信号应准确可靠;

所有机械部件在运转中不应有冲击声,开放式齿轮啮合工况应符合要求;

制动器应无打滑、无焦味和冒烟现象。

(六)事故闸门安装

事故闸门安装工作于2006年4月16日开始进行,10月18日完成1~9号机计9套进水口事故闸门的安装并全部通过验收。

闸门安装

进水口事故闸门共9扇,分列于9台机组中,结构形式为平面滑动钢闸门;单扇事故门分为4节,节间采用焊接,单扇重量为218.80吨。事故闸门平时悬吊于孔口门楣上方1米处并处于工作状态,当机组发生事故时闸门能通过进水口液压启闭机进行操作并在3~5分钟内关闭孔口,以保护机组安全。进水口事故闸门单件规格表见表5-82。

表5-82 进水口事故闸门单件规格表

1.运输与吊装

进水口事故闸门叶单节重量为40吨,其外形尺寸为9300毫米×3000毫米×2268毫米,存放在雷公滩金属结构设备堆放场。运到现场安装位置的路线是:雷公滩钢管存放场→上坝公路→现场安装位置(左岸坝顶)。4点起吊装车,并在钢绳与门叶受力处垫管皮或破布,使重心、中心基本分配合理,用钢绳采用4点将闸门封车,然后利用50吨半挂拖车或载重汽车经上坝公路运至安装现场。

闸门吊装时利用存放场60吨门机装车,将闸门运至门槽孔口附近,利用进水口坝段3000千牛门机进行闸门卸车及闸门吊装就位安装工作。

2.安装流程

安装流程见图5-10。

3.安装施工

闸门门叶按从下到上的顺序运输至距安装槽孔适当位置,利用门机卸车,再翻身竖立。

图5-10 进水口事故闸门安装流程图

安装底水封、反向滑块、侧轮等附件。

将第一节门叶吊至槽孔锁锭,再吊第二节门叶;按出厂定位装置进行拼装,定位焊接;吊装第三节门叶与第二节门叶拼装;如此依次进行各节的吊装。

顶节闸门先装焊吊耳装置和充水阀装置,并进行探伤检查,合格后对充水阀装置进行检查;然后再放入槽孔内与其他各节闸门进行拼装;安装时,注意与吊耳装置的配合,确保动作安全可靠。

定位焊的位置距焊缝端部30毫米以上,焊缝长度在50毫米以上,间距为200~300毫米,厚度不宜超过正式焊缝高度的1/2,最厚不宜超过8毫米。

施焊前,认真检查定位焊质量,如有裂纹、气孔、夹渣等缺陷及时清除干净再焊。

闸门焊接时,尽量布置偶数焊工进行对称施焊,注意预留一定的反变形量;所有焊缝尽量保证一次性连续施焊完毕并严格按焊接工艺进行焊接。

闸门焊接完毕后进行焊缝探伤检查,检查合格后对闸门进行检测,对焊缝变形部位进行矫正处理。

安装侧水封橡胶时,侧水封橡胶连接处避开节间连接缝。

橡胶水封按水封制造厂粘接工艺进行冷粘接,再与水封压板一起配钻螺栓孔,螺栓孔采用专用钻头使用旋转法加工,孔径应比螺栓直径小1毫米。

用门机将已装焊完毕、附件装配合格、水封已粘接好的门叶整体提出孔口,作静平衡试验。

静平衡合格后,将门叶放入槽孔底部,检查底水封与底坎、顶水封与门楣的接触情况,保证门叶封水严密;然后对门叶进行启闭试验,上下几次提升,做到升降自如、无卡阻、密封良好;待蓄水后再对闸门进行静水试验和动水试验。

4.闸门定位点焊

闸门节间安装调整完成并经检查合格后,压缝、定位点焊边梁、边梁后翼板、面板,定位点焊的焊接长度为50毫米以上,间距为250~350毫米,焊厚不超过板厚的1/2,且最厚不超过8毫米;定位点焊后清除焊渣和飞溅,检查点焊质量,如有裂纹、气孔和影响焊接的焊瘤等缺陷清除后重新点焊。焊接前,在滑块附近采用钢丝线进行监控,观察焊接变形;焊前、焊接过程中、焊后均要做好记录。焊接按以下顺序进行:首先从中间向两侧焊接节间连接板,然后焊接边梁腹板,再焊边梁后翼,最后安排4个焊工焊接面板。焊接面板时,采用分段从中间向两端倒退焊接,且每条焊缝均采用多层多道焊;每段焊缝的接头焊接成缓坡,以保证段间接头良好过渡。

5.闸门试验

闸门全部安装完毕后,对闸门进行试验和检查。试验前检查并确认充水装置在其行程内升降自如、密封以及吊杆的连接情况良好,然后在无水情况下作全行程启闭试验。试验中检查滑道的运行有无卡阻现象,在闸门全关位置,水封橡皮有无损伤,漏光检查要合格且水封预压量符合图纸要求,止水严密。在试验过程中,必须对水封橡皮与不锈钢水封座板的接触面用清水冲淋润滑,以防损坏水封橡皮。在无水试验合格后进行静水情况下的全行程启闭试验。除水封装置漏光检查外,试验、检查内容与无水试验相同。

6.动水启闭试验

对工作闸门按施工图纸要求进行动水条件下的启闭试验,试验水头尽可能与设计水头一致。动水试验与启闭机的试验同时进行,试验前编制试验大纲,报送监理单位批准后实施。

(七)检修闸门安装

进水口检修闸门和事故闸门一样为平面滑动钢闸门,门槽底坎高程比拦污栅底坎高程高出2米。9台机组共用2扇检修闸门;单扇检修闸门分为4节,节间同样采用焊接,单扇闸门重量为159.20吨,检修闸门平时存放在进水口检修闸门门库内,使用进水口坝顶3000千牛门机小车通过自动抓梁启闭。检修闸门部件规格详见表5-83。

表5-83 进水口检修闸门部件规格表

(八)清污门机安装

2006年12月16日,开始进行清污门机轨道的安装,至2007年2月4日,清污门机轨道安装至22号坝段,具备拦污栅下放的条件。2006年12月24日,开始首台清污门机的安装;2007年2月20日,第一台清污门机负荷试验完成;2007年3月15日,第二台清污门机负荷试验完成。

清污门机轨道安装过程与3000千牛坝顶门机轨道安装过程相同。

1.部件简介

进水口500千牛清污门机安装于左岸进水口,共布置2台。轨顶高程为382.04米,轨道采用QU80重轨,轨距10.50米,起升高程为9米(总扬程110米),主要用于进水口拦污栅清污工作,单台重量为163.50吨,单件最大重量15300千克。清污门机主要部件规格见表5-84,主要技术参数见表5-85。

表5-84 进水口清污门机部件规格表

表5-85 进水口清污门机主要技术参数表

2.施工程序

安装施工程序见图5-11。

3.安装施工

(1)主要部件运输。进水口500千牛清污门机最大件为门机主梁,其外形尺寸为13000毫米×2000毫米×600毫米,重约9.90吨,存放在那边沟仓库。门机主梁运输路线:那边沟仓库→红水河龙滩大桥→左岸上坝公路→坝顶高程382米安装平台。门机主梁在那边沟仓库用20吨吊车装车,然后使用15吨东风汽车运至左岸坝顶高程382米安装平台;门机的支腿、小车等构件及附件均采用东风汽车进行运输。

(2)吊装。用坝顶30吨门机或25吨汽车吊进行门机的吊装工作。门机主要部件重量及吊装设备选用见表5-86。

表5-86 进水口清污门机主要部件重量及吊装设备的选用表

吊装程序:大车行走轮和下横梁整体就位与固定→门腿和中横梁就位与临时固定→主梁与端梁就位与临时固定→小车架和主起升机构就位→栏杆、墙板、走梯、驾驶室就位→电气房及设备就位安装。

吊装时重点掌握好以下几个环节。

根据门机施工图纸,在安装场放出门机安装基准点并在门机跨中的位置及大车行走机构两侧布置相应的地锚。

大车行走轮和下横梁整体就位后,按设置的基准进行调整及临时加固;

支腿和中横梁整体吊装前,先在每个支腿横梁位置1.20米处搭设工作平台,起吊过程中使用溜绳控制支腿的摆动并局部调整,缓慢吊装,以防碰撞,用手拉葫芦和钢绳将4个支腿分别拉住,采用线锤测量支腿的垂直度,并调整支腿顶部尺寸。

图5-11 500千牛清污门机施工流程图

主梁及上部结构吊装时,在大梁两端拴以溜绳,缓慢起升及转动;大梁接近支腿组合面时,用专人在组合面手接薄木加以保护,基本到位后移开薄木板,再正式安装。

吊运各部件时为避免损伤钢丝绳和部件漆膜表面,钢丝绳与构件接触位置垫管皮、木块或橡胶垫块。

(3)加固。大车行走机构吊装就位后,焊上拉紧器,采用拉紧器进行精调,合格后用角钢在两侧将大车行走机构加固在地锚上;支腿加固,预先在30号、29号坝段安装位置埋设地锚,支腿吊装就位后,支腿内侧用拉紧器和直径为114毫米钢管进行刚性加固;在门机下游侧采用钢绳和手拉葫芦作为安全绳对门机进行封固;左右方向调整倾度合格后,在中横梁以下500毫米处,采用16号槽钢对门机进行支撑加固。

(4)大车行走机构和下横梁安装。按大车行走机构及下横梁上的编号、门机图纸在现场进行整体组装,同时确定安装位置。组装前,将下横梁、大车行走机构法兰面杂物清除干净,并将下横梁上、下面法兰面中心分出来。组装完成后,检查下横梁中心对大车中心的偏差,符合要求后,用螺栓连接,将扭力扳手扭力值调节到允许范围进行拧紧。组装完成后将安装位置清理干净,让加固材料及现场设备就位。

大车行走机构和下横梁组装后的重量单侧为6.50吨,用25吨汽车吊将大车行走机构吊装就位;以两轨道同一断面所放点为基准拉粉线,用线锥吊将大车中心所拉粉线对正,检查大车轮子与轨道两侧的间隙,基本一致后,焊上拉紧器,摘钩后用拉紧器进行精调;精调好后进行上法兰面的调整,将4个方向调平后,用型钢在两侧将大车行走机构及下横梁与预埋地锚连接。

将下横梁顶上法兰面的中心分出来,用水准仪测量其相对高程,用盘尺测量其轨距、轮距和轮子直线度,检查轮子和轨道间隙是否均匀,全部合格并做好记录,经监理工程师验收后,进行下一步安装工作。

(5)支腿和中横梁安装。分别将上下游的支腿与中横梁连接好,支腿下法兰面依据下横梁的实际中心距离进行支腿跨距调整,上法兰面依据设计图纸进行跨距的调整,调整完成后,将支腿的上下端用型钢焊接牢靠。同时,在支腿上法兰面焊接两个吊装吊耳及从上法兰面往下1.20米处焊接支撑吊耳,用砂轮机将下横梁上法兰面限位块倒角,在支腿上法兰往下1米处焊接走台,以备支腿与主梁焊接之用。

门机上下游的支腿与中横梁组装完成后,用30吨门机吊装就位,与下横梁的连接螺栓连接,内侧采用刚性支撑,下游侧用直径为19.50毫米钢丝绳配合手拉葫芦作为安全绳辅助调整手段。

用线锤测量支腿的垂直度,并用全站仪检查支腿上法兰面高程、基距、轨距及对角线,若不符合要求,用支撑和倒链进行调整,调整好后将测量数据记录好。

(6)主梁与端梁安装。测量主梁拱度值应在9.45~14.70毫米之间,若不符合要求,即进行调整,调整好后将测量数据记录好。用30吨门机先吊装主梁,两根主梁吊装完成后,采用拉板与支腿进行加固,最后再吊装端梁。主梁和端梁吊装时,先进行试吊,吊起离地200毫米后,观察主梁倾斜情况,适当配重保持平衡。试吊确认无误后,正式开始吊装。为防止主梁在吊装过程中旋转,用4条20米长的麻绳拉住主梁两端,起吊时由地面施工人员拉住麻绳以防止主梁摆动过大。检查起吊过程中没有阻碍物后开始起吊。缓慢起吊,防止撞击支腿和造成较大的动载荷,对吊车和钢丝绳构成安全隐患。

(7)小车及起升机构安装。门机主梁、支腿焊接完毕,即可进行小车行走机构的安装。根据设计图纸确定小车行走机构安装位置,吊装小车及起升机构。小车架由两部分组装而成,先吊小车第一部分,再吊小车第二部分,然后进行连接。根据设计图纸确定其对接位置,之后将连接板、螺栓和销钉连接好,用扭力扳手拧紧。

(8)电气设备安装。电气盘柜和电缆等部件用25吨汽车吊或门机进行吊装,按厂家电气原理图、配线图、电气总图及有关电气设备安装规程进行安装。电气布线穿管敷设,穿管时要对管口进行打磨,防止在拖拉电线时损伤电线。电线无裸露,所有搭接可靠牢固。

(9)轨道其他附件的安装。用25吨汽车吊按图纸及规范要求进行;门机的焊接及螺栓安装、防腐要求等与3000千牛坝顶门机相同。

(九)拦污栅安装

进水口坝段拦污栅共54扇,每台机组6扇,单扇重量为26.46吨,总重约1421.64吨。进水口拦污栅自2007年2月21日开始进行1号机拦污栅的下放工作,2007年3月2日,1号机拦污栅下放完成;此后依次进行2~9号拦污栅下放,至2007年4月7日全部完成。

安装流程:设备安装前的检验—→运输—→组装—→吊装下放—→检查、验收。

拦污栅运输至左岸大坝382米高程平台后,在坝顶门机轨道之间将单节拦污栅栅体与栅叶进行组装,组装完成后用25吨汽车吊将其吊至清污门机轨道之间,最后使用500千牛清污门机将单节拦污栅吊装至栅槽并锁锭,然后将第二节拦污栅与第一节拦污栅连接,同时将第一、二节拦污栅下放并锁锭。

采用同样的方法,依次将第3、4、5、6节组装完成,依次进行拉杆的组装和下放,最后将顶节拉杆锁定在孔口。用200吨汽车吊进行第1孔拦污栅的下放,其他拦污栅则使用25吨汽车吊配合500千牛清污门机进行下放工作。

(十)事故闸门液压启闭机安装

进水口坝段共布置7台套事故闸门液压启闭机,单套重量约80吨,总重约560吨,分布于1~7号机组事故门孔口上方;当发生意外时,能在3~5分钟内将事故闸门下放至底坎关闭孔口,以保护机组的安全。

2006年12月8日,开始进行首台液压启闭机埋件的安装。2007年2月15日,进行了首台液压启闭机的电气试验。2007年3月23日,调试完成并具备机组充水条件。其他机组事故闸门液压启闭机在其后陆续安装完成。

1.运输吊装

进水口液压启闭机用60吨拖车和15吨汽车吊运输,装车时合理分配重心,并在与起吊钢丝绳相接处加垫,捆绑牢固可靠,经检查确认后方可行驶。具体运输路线为:那边沟仓库→红水河龙滩大桥→左岸上坝公路→坝顶382米启闭机安装位置。进水口液压启闭机利用已经投入运行的坝顶3000千牛门机进行卸车及吊装就位工作。主要部件重量见表5-87。

表5-87 单套液压启闭机部件数据表

启闭机安装坐标见表5-88。

2.安装工艺流程

安装工艺流程见图5-12。

3.机架安装

安装前检查安装现场埋件控制尺寸、数量、高程等是否满足设计要求,设备安装位置是否清理干净,所需支墩、工器具等是否准备齐全;安装机架时,横向中心线与起吊中心线的距离不应超过±2毫米,高程偏差不应超过±5毫米;机架与推力支座的组合面无大于0.05毫米的间隙,其局部间隙不大于0.10毫米,深度不超过组合面宽度的1/3,累积长度不超过周长的20%,推力支座面的水平偏差不大于0.20/1000。

表5-88 液压启闭机安装坐标表

图5-12 液压启闭机安装工艺流程图

4.液压缸安装

安装前对液压启闭机各部件进行清扫、检查。检查活塞杆是否变形,油缸内壁有无碰伤和拉毛现象;根据启闭机油缸安装和管路布置图,定位液压缸机架和安装支承座并固定;利用液压缸缸体两侧的吊耳,用门机将液压缸垂直吊装在机架的支承座上。

5.液压泵站的安装

根据液压启闭机油缸管路安装图,预埋泵站的地脚螺栓;安装前对油缸总成进行外观检查,并对照制造厂技术说明书的规定时限,确定是否进行解体清洗;定位液压泵站并固定,确认泵站出口截止阀处于关闭状态。

6.管路配置与安装

配管前,油缸总成、液压站及液控系统设备已正确就位,所有的管夹基础埋件完好;按施工图纸要求进行配管和弯管,管路凑合段长度应根据现场实际情况确定。管路布置尽量减少阻力,布局清晰合理,排列整齐;管材下料采用锯割方法,不锈钢管的焊接采用氩弧焊,弯管使用专用弯管机冷弯加工;对于在工地进行的管路切割、弯制以及管子端部焊接坡口,采用砂轮机打磨或其他机械加工;管端的切割表面必须平整,不得有重皮、裂纹;管端的切屑、毛刺等必须清理干净(包括管子端部焊接坡口);管端切口平面与管轴线垂直度误差不大于管子外径的1%;管子弯制后的外径椭圆度相对误差不大于8%,管端中心的偏差量与弯曲长度之比不大于1.50毫米每米;管子安装前,须对所有的管子作外观检查,不得有显著变形,表面不得有凹入、离层、结疤、裂纹等缺陷;预安装合适后,拆下管路,正式焊接好管接头或法兰,清除管路的氧化皮和焊渣,并对管路进行酸洗、中和、干燥处理;高压软管安装符合施工图纸要求,其长度、弯曲半径、接头方向和位置均正确;管道连接时不得用强力对正、加热、加偏心垫块等方法来消除对接端面的间隙、偏差、错口或不同心等缺陷。不得使污物混入管内,管子安装间歇期间须严格密封各管口。

7.系统注油

液压管路系统安装完毕后,使用冲洗泵进行油液循环冲洗,冲洗时间不少于8小时;循环冲洗时将管路系统与液压缸、阀组、泵组隔离(或短接);循环冲洗流速大于5米每秒;液压系统用油牌号符合施工图纸要求;油液在注入系统以前必须过滤使其清洁度达到NAS1638标准中的8级。

8.液压启闭机其他部件的安装

液压启闭机电气控制及检测设备的安装符合施工图纸和制造厂技术说明书的规定,电缆安装排列整齐,全部电气设备可靠接地;根据设计图纸,正确安装行程指示及开度装置、限位装置、各种仪表等附件;液压启闭机其他安装技术要求符合制造厂的设备安装使用说明书。

9.试运转

液压启闭机安装完毕,电气控制设备先进行模拟动作试验正确后进行以下项目的试验。

油泵第一次运行连续空转30~40分钟,无异常现象。

油泵正常后,开始向管路系统注油和排气。

对液压系统进行耐压试验。液压管路试验压力为:杆腔试验压强等于33.16兆帕,无杆腔试验压强等于0.75兆帕,在试验压力下保压10分钟。检查压力变化和管路系统漏油、渗油情况,参照施工图纸和安装使用说明书整定好各溢流阀的溢流压力。

在活塞杆吊头不与闸门连接的情况下,作全行程空载往复动作试验3次,用以排除油缸和管路中的空气;检验泵组、阀组及电气操作系统的正确性,检测油缸启动压力和系统阻力,活塞杆运动无爬行现象。

10.吊头和闸门吊耳的连接

油缸挂装完成,液压启闭机空载试验、耐压试验后与门叶连接,操作程序为:打开液压缸和泵站间的连接球阀;调节液压缸活塞腔的初设压力,使其达到开启平衡阀的最小压力;调节电磁溢流阀和溢流阀,以控制活塞杆下降速度;作闭门动作,此时液压缸活塞杆应平稳向下伸出;闸门吊耳处应有防护措施,以免吊头下降过快造成事故;调整吊头方向,使销轴轻松穿入并固定。

11.液压启闭机联合调试

(1)无水调试运行。门叶与启闭机连接完成并检查合格后,在无水情况下作全程启闭试验;启闭前须清除门叶杂物,仔细检查门叶与侧轨面有无焊接处和焊疤等;启闭时在止水胶皮处浇水润滑。

在活塞杆吊头与闸门连接而闸门不承受水压力的情况下,进行启门和闭门工况的全行程往复动作试验3次,闸门运行无止阻和异常响声,检查油泵、电动机、阀组、油箱等工作状况。调整好闸门开度传感器、行程极限开关及电、液元件的设定值,检测电动机的电流、电压和油压的数据及全行程启、闭的运行时间。

手动操作升降闸门1次,以检验缓冲装置减速情况下闸门有无卡阻现象。

调整高度指示装置,然后根据其高度,调整充水开度值。

第一次快速闭门时,在操作电磁阀的同时,做好手动关闭阀门的准备,防止闸门过速下降。

将闸门提起,在48小时内,闸门因活塞油封和管路系统的漏油量产生的沉降量小于150毫米。

(2)动水启闭试验。在闸门承受水压力的情况下,进行液压启闭机负荷下的启闭运行试验。检测电动机的电流、电压和系统压力及全行程启、闭运行时间;启闭过程无超常振动,启停无剧烈冲击振动现象。闸门全关闭观察闸门水封漏水状况。检测门叶有无卡阻以及油泵、电动机、仪表、阀组、电气部分工作情况。

二、尾水金属结构安装

(一)施工单位

尾水金属结构安装工程由水电十四局承建。

(二)工程概况

龙滩工程9台单机70万kW水轮发电机组的9条尾水管经尾水调压井(每3台机组1个调压井,3个调压井处于同一个洞室)后合3为1,形成3条尾水洞,在其出口处通过隔墩将每条尾水洞分成2个孔口,由此和红水河天然河道相接。尾水建筑物金属结构主要由尾水管金属结构和尾水洞出口金属结构组成。

尾水管金属结构位于尾水调压井。每台机组在尾水管出口(尾水调压井)均设置检修门槽,9孔检修门槽共设9扇门叶(门叶尺寸12米×18米),其启闭由调压井廊道内5000千牛台车操作,日常闸门锁定在孔口顶部。尾水管检修闸门门型为平面滑动钢闸门,共分6节,在工地连接成整体;闸门底槛高程190米,设计水头65.60米;主支承滑道为钢基铜塑复合滑块,闸门静水关闭,节间充水提门,待闸门前后水头差小于1米时,再将整体闸门提起。调压井廊道内共设5000千牛台车3台(每个调压井1台台车),台车轨道面高程263.65米,轨距8.60米,启门力5000千牛,总扬程51米。为保证施工、运行过程中的防洪,调压井廊道内设置2套临时挡水门(含1台2×3t双吊点电动葫芦)和1套永久挡水门。

尾水洞出口金属结构位于龙滩大坝下游左岸红水河河畔。经尾水调压井后的3条尾水洞,在其出口处通过隔墩将每条尾水洞分成2个孔口,共有6个尾水出口检修门门槽,每个门槽设置1扇检修闸门(14米×21米),其启闭由尾水洞出口2×800千牛门机完成,日常闸门放在门槽上端的门库内。尾水洞出口检修闸门为平面叠梁闸门,底槛高程为199米,设计水头56.60米。主支承滑道为钢基铜塑复合滑块,静水闭门,节间充水提门,待闸门前后水头差小于1米,再依次将各节闸门提出孔口。尾水洞出口启闭6套闸门共用一台门机,启门力为2×800千牛,扬程为65米。

(三)施工难点及解决办法

1.施工难点

尾水洞出口金属结构安装于2005年12月17日开工,安装总工程量包括2600吨金属结构和1台2×800千牛双向门机。合同要求在2006年4月30日前安装下闸完毕,而尾水洞出口闸墩浇筑尚未完成,土建和安装交叉工作面多,干扰大,工期紧。

尾水洞出口门机自动抓梁未能及时到货,影响施工工期。

因红水河含沙量大,尾水洞出口闸门经过汛期后泥沙堆积过多,致使闸门重量大幅增加,提闸门时须监视尾水洞出口2×800千牛门机的运行情况,如果超载,应立即停止提闸门工作,研究确定其他提闸门方案。

尾水管金属结构安装工程量大(4000余吨钢结构和3台5000千牛台车),而土建施工严重滞后,导致尾水管金属结构于2006年8月6日才开工。按合同要求,最后一台机尾水管检修闸门须在2006年4月15日开工安装,开工时间严重滞后。

尾水调压井为洞内结构,施工空间狭小,致使5000千牛台车的吊装和试验施工困难。

2.解决办法

(1)门槽安装分两步进行,第一阶段进行止水段安装,于2005年12月17日开始施工,至2006年2月16日6孔检修门止水段全部移交土建进行混凝土回填。施工过程中,为了加快进度,专门配备了1台50吨吊车用于门槽埋件吊装。第二阶段,检修门非止水段和门库门槽安装在闸门下闸完成后开始,施工中使用门机和卷扬机相结合的办法吊装门槽埋件,有效提高了安装进度。全部埋件于2006年5月20日完成。

(2)尾水洞出口门检修闸门为平面叠梁闸。每套检修闸门包括五大节门叶,共分为10小节制成,每小节35吨。其中,第一大节为单小节,不需要拼装;第二大节为3小节门叶,拼装完成后重105.40吨;第三~第五大节由2小节门叶组成。考虑到尾水洞出口闸门装配场地较小,2×800千牛门机形成较晚和交通运输条件等因素后,项目部租用了尾水洞出口附近纳玩仓库1500平方米的场地和100吨龙门吊用于闸门拼装。检修闸门安装于2006年3月30日完成全部闸门的下闸,比合同提前1个月具备挡水条件。

(3)尾水洞出口门机轨道型号为QU100,长度为2×158.50米,于2006年1月16日开始安装,分段进行,与土建一期混凝土浇筑平行进行施工,至2006年3月9日完成全部轨道安装,施工中使用土建塔吊吊装就位。尾水洞出口门机为1台2×800千牛双向式启闭机,门机于2006年1月26日开始安装,施工中配备25吨汽车吊1台用于门机吊装,至2006年2月28日完成门机安装和调试工作(包括门机动载荷试验)。鉴于当时门机自动抓梁未到货,经研究确定采取制作临时平衡梁代替抓梁吊装闸门下闸的方案。为确保下闸安全,在2006年3月1日以钢筋为配重对门机和平衡梁做了130吨负荷的动载荷试验,试验显示门机运行状况良好,临时平衡梁满足闸门吊装下闸的要求。至此,门机具备初步运行条件。2006年7月26日对门机补做1.1倍额定载荷的动载荷试验和1.25倍额定载荷的静载荷试验,试验均合格。

(四)施工工期

施工工期见表5-89。

表5-89 施工工期表

(五)尾水管金属结构主要设备安装施工

1.5000千牛台车安装

(1)轨道安装。2006年8月12日开始轨道安装。尾水管台车轨道每米重89公斤,单根最长12米,轨道总长约为2×325米,轨顶高程263.54米。台车轨道安装进度跟随土建交付工作面的情况进行;轨道吊装在1号调压井与交通洞的结合部位进行,用16吨汽车吊将上、下游侧轨道逐根吊上岩壁梁,再用自制小车将轨道运输至相应安装位置。安装前要求轨道纵向、侧向不平度小于1/1500。满足不了要求时,用机械压力方法矫正(不允许用火焰矫正)。同时调整压板螺栓与预埋插筋搭焊,之后放好垫板。

轨道就位后,调整轨道中心、高程、跨距和水平度,使其满足要求后拧紧螺母,然后由金结工程师检查,合格后报请监理工程师验收,最后移交土建浇筑二期混凝土。2007年6月26日轨道安装完成。

(2)台车安装施工。尾水管1~3号5000千牛台车于2006年8月28日开始安装,在1号调压井与尾调交通洞的结合部位进行,先装3号台车,接着装2号、1号台车。

台车吊装最大尺寸主梁单根9.50米×1.82米×1米,重约14吨;最重安装件卷筒重33吨,直径2米(齿轮直径2.912米),长4.84米;行走机由4组组成,每组重5吨;台车组装后尺寸为 9.50米×8.50米×4.76米,总重量约151吨。

因施工空间狭小,安装时在顶拱设置了2个天锚吊点(用直径为32毫米螺纹钢植入岩石中构成),配予卷扬机、滑轮组专门吊装台车车架和卷筒。其他部件,如变速箱、操作室、车轮、单根车架梁等用25吨吊车吊装。尾水管1~3号5000千牛台车安装调试于2006年12月26日全部完成。

(3)台车载荷试验。由于施工现场狭小,不能满足试块装设,经过监理、制造厂家、设计和当地技术监督局等单位相关人员研究决定,5000千牛台车1.25倍静载荷试验在4号机尾水管闸门位置进行(用两套闸门门叶对接成整体作试块,试验前计算校核了连接板和轴的强度情况达到规定的要求),尾水管1~3号台车于2007年10月18日完成全部载荷试验。试验结束后,广西柳州市特种设备监督检验所颁发了设备安全许可证。

水封、主滑道和反向弹性滑块等门叶附件在试验完成后进行安装。

台车安装流程见图5-13。

图5-13 台车安装流程图

2.尾水管检修闸门安装

检修闸门安装流程见图5-14。

(1)门槽安装。门槽深为61米,门框尺寸18.50米×12米,由端槛、底槛、门楣、副轨、反轨、主轨组成,门槽总重48.80吨。另外,每套门还配有4套液压翻板式锁锭。

1~3号尾水管闸门门槽于2006年8月2日开始安装,安装自下而上进行,配备一台25吨吊车和一台卷扬机用于部件吊装。安装工作内容包括测量放线、部件吊装、调整、焊接、检查、报验、加固等,经验收合格后,整体移交土建单位浇筑混凝土。2006年12月22日门槽安装完成。

图5-14 检修闸门安装流程图

4~6号尾水管闸门门槽于2007年5月10日开始安装,施工中使用台车和卷扬机相结合的方法吊装门槽埋件,2007年8月20日门槽安装完成。

7~9号尾水管闸门门槽于2007年8月17日开始安装,2007年11月15日门槽安装完成。

(2)闸门门叶安装。尾水管检修闸门为滑动钢闸门,每套闸门包括6节门叶,每节重约51吨,节间采用连接板和连接轴配合的连接方式,拼装完成后总重约319吨。因尾水调压井施工场地狭小和交通运输条件的限制,门叶翻身和闸门附件安装在尾水洞出口附近纳玩仓库进行(仓库面积1500平方米,有一台100吨龙门吊)。

尾水管1~3号闸门门叶于2006年12月4日开始安装。先对浇筑好二期混凝土的门槽焊接接头打磨、刷漆,对止水座和轨道面进行清理,对门槽整体进行复测,同时安装水封、主滑道、反向滑块、侧轮等门叶附件。完成以上工作后,开始门叶节间组装。

门叶节间组装在液压翻板式锁锭平台上进行。将底节门叶按安装方向装车并运至尾水调压室后用5000千牛台车卸放到相应的门槽内,投入液压翻板锁锭装置将其锁定在闸门井口;下一节门叶运到现场与之连接后,再用台车把组好的两节门叶下降锁定;用同样方法将其余门叶安装好。之后,进行闸门水封密封性检查,最后进行闸门静平衡试验和启闭试验。

(六)尾水洞出口金属结构主要设备安装施工

尾水洞出口金属结构安装流程见图5-15。

1.2×800千牛门机安装

(1)轨道安装。根据施工图纸尺寸,测量放样放出轨道安装的中心线,检查并校正钢轨,按施工图纸要求将调整螺栓与预埋钢筋搭焊,使用吊车将轨道吊装就位,并装上压板,拧上螺母,调整轨道中心、高程和直线度等,以上各项全部调整合格后,再次检查压板螺栓是否拧紧,复查高程和中心合格后,交付浇筑二期混凝土。

图5-15 尾水洞出口金属结构安装流程图

(2)台车安装。

1)门架安装。

大车行走机构吊装。用吊车分别将上、下游侧的行走机构台车吊装就位,并做好临时固定。用水准仪和经纬仪分别调整行走机构台车的水平度以及上、下游行走机构台车的平行度和同位度。调整合格后,用拉紧器在预埋铁板上进行加固定位。

下横梁安装。用吊车分别吊起上下游侧的下横梁与行走机构连接,对准螺孔把合紧固,并做好临时加固。用一根I40工字钢搭焊在两下横梁的右端面上,增大整体稳定性。

门腿安装。门腿长7.82米,重6.292吨。门腿吊装采用吊车吊装,钢丝绳绑扎在门腿顶部,吊起时保持门腿垂直状态。调整门腿与下横梁把合位置,并用螺栓连接紧固。用吊车吊起适当长度的I25工字钢置于中横梁下部的门腿与下横梁之间进行连接加固,加固完毕后再复测门腿的垂直度,若垂直度达不到要求则要重新调整加固。门腿内外侧用直径为14毫米钢丝绳、手拉葫芦和I25工字钢加固,增大其稳定性。以同样方法吊装另外3条门腿,并做好加固。

中横梁安装。中横梁长7.80米,重5.70米。用吊车水平吊起下游侧中横梁,慢慢地进入两门腿之间。调整、对位、把合螺栓。螺栓打紧后,检查无异常后卸下钢丝绳,利用同样方法吊装上游侧中横梁。

主梁安装。主梁长15米,重14吨。50吨吊车先倒车进入门机内部,装运主梁的平板车也倒入门机旁边的适当位置,首先水平吊起右岸主梁并缓慢的起升至右岸门腿顶部,对齐主梁与门腿的中心线,点焊固定后卸下钢丝绳,然后以同样方法吊装左岸主梁。

端梁安装。端梁长8米,重约6吨。用吊车吊平端梁起升至主梁位置对齐,用连接板和把合螺栓将端梁与主梁连成整体,形成桥架,分别测量、调整桥架对角线以及各项技术指标。

2)小车安装。

小车行走轨道(型号QU80)安装,吊装小车行走轮。

起升机构吊装。分别吊装减速器、制动器、传动轴、联轴器、卷扬筒、定滑轮等。测量调整各连接部件和渐开式齿轮啮合情况以及联轴器的同轴度,各项技术指标达到设计要求和厂家安装技术标准。

栏杆、驾驶室及其他的附属设备吊装:在不影响吊装的前提下栏杆、爬梯、驾驶室等预先安装在各自位置。大、小车缓冲器、扫轨板、车挡、机房等设备,在门机试运转前安装。

电气设备安装。按图样尺寸安装、调整各机构电动机、制动电磁铁、操作电器柜和保护柜、控制屏、过流继电器以及各机构行程限位器开关、紧急开关、各种安全联锁开关和熔断器等。

穿绕钢丝绳。按门机图纸标明的钢丝绳缠绕方向,正确地将钢丝绳在卷扬筒和定、动滑轮组(吊钩)中穿绕,钢丝绳的端头压板固定牢靠。

试运转。试运转前检查→空载试验→静荷载试验→动荷载试验。

2.尾水洞出口检修闸门安装

(1)门槽安装。由测量队根据图纸要求在门槽内放出孔口中心线、门槽中心线、基准高程等基准点线。

1)底槛安装。根据基准点线确定底槛的安装位置,调整底槛顶面平面度、两端的高差、底槛中心线到门槽中心线以及侧槛中心线到孔口中心线的距离,合格后进行焊接加固并打掉焊皮,复测,验收,移交土建进行二期混凝土浇筑。

2)主轨、反轨安装。复查二期混凝土回填后的底槛,复查结果合格后再根据基准点线把主反轨吊装到底槛上,调整主、反轨的垂直度、间距和平行度,合格后进行焊接加固并打掉焊皮,复测,验收,移交土建进行二期混凝土浇筑。

3)门楣安装。主轨加固复检合格后,根据图纸要求确定门楣止水中心线的高程和到门槽中心线的距离,调整门楣不锈钢止水座的平面度。

二期混凝土回填后进行接头打磨、防腐处理,对止水座和轨道面进行清理。

(2)闸门门叶拼装。每孔闸门包括五大节门叶,制造时分为10小节制造,每小节重约35吨。其中第一大节为单小节,不需要拼装。第二大节门叶包括3小节门叶,拼装完成后重达105.382吨,因此安装时使用尾水洞出口2×800千牛门机在门机组装平台上进行该门叶的整体组装。具体操作程序是先在纳玩设备库把第二大节门叶下部的2小节拼装焊接完成,然后把拼装好的门叶运输至门机组装平台,使用2×800千牛门机把门叶卸下并放在已搭设好的门叶拼装平台上,用4根[8槽钢对门叶进行加固,第三步把顶部的1小节门叶运来,同样使用2×800千牛门机卸车和吊装,对第二大节门叶进行整体组装。第三~第五大节门叶均由2小节门叶组成,全部在纳玩设备库进行拼装,首先利用100吨龙门吊将每大节的底部1小节门叶卸车并缓慢地立放在预设的工字钢平台上放稳,调整门叶的垂直度,合格后使用4根[8槽钢对门叶进行加固,槽钢与门叶约成45°角,形成三角支撑,完成后再利用100 吨龙门吊将第2小节门叶吊至第1小节门叶上进行拼装,同时安装水封、主滑道、反向滑块、侧轮等。

闸门安装完成后,在无水情况下作全行程启闭试验。吊入门槽之前,闸门上的滑动支承面使用钙基润滑脂涂抹,侧轮轴套注满润滑脂,水封橡皮与不锈钢水封座板的接触面在闸门升降过程中采用水冲淋润滑,滑道运行情况良好,闸门升降过程无卡阻;止水橡皮无损害、止水橡皮与轨道工作面接触严密。

三、泄洪系统金属结构安装

(一)施工单位

泄洪系统金属结构安装工程由中国葛洲坝水利水电工程集团有限公司承建。

(二)工程概况

泄洪建筑物布置在混凝土重力坝河床段中部,泄洪建筑物设有7个溢流表孔、2个底孔。其中溢洪道设1扇事故检修闸门和7扇弧形工作闸门,底孔设1扇检修闸门、两扇事故闸门和2扇弧形工作闸门。

溢流坝为7孔开敞式溢流堰,每孔净宽为15米,堰顶高程为355米。工作闸门采用弧形闸门,由液压启闭机启闭。在弧形工作闸门上游设置事故检修闸门,门型采用平面定轮门,7孔事故检修门槽共用l扇事故检修闸门,事故检修闸门平时存放在专用门库内,事故检修闸门利用溢流坝段坝顶门机通过自动抓梁启闭。

在底孔上游进水口设置有检修闸门,门型为平面倒钩滑动闸门,底槛高程290米,设计水头110米,静水启闭,依靠旁通阀充水平压。该闸门利用溢流坝段坝顶门机通过自动抓梁启闭。在底孔上游距进口8米处设置事故闸门,门型为平面定轮闸门,上游止水。底槛高程290米,设计水头110米,动水闭门,动水闭门水头90米。静水启门,依靠旁通阀充水平压。该闸门利用溢流坝段坝顶门机主钩吊耳连接闸门拉杆启闭。主要工程量见表5-90。

溢流坝闸门安装

表5-90 主要工程量统计表

(三)泄洪坝段门机安装

泄洪坝段2×2000千牛/1000千牛/400千牛坝顶门机作为龙滩水电站永久设备之一,担负着泄洪坝段底孔检修门、溢洪道检修门启闭等功能,同时也是作为溢洪道7扇弧形工作门安装时的主要吊装手段。

龙滩水电工程泄洪坝段2×2000千牛/1000千牛/400千牛坝顶门机主要由2×2000千牛主起升小车起升机构、1000千牛固定副起升机构、400千牛回转吊、80千牛电动葫芦、自动抓梁等组成,总重775余吨。门机上下游轨距27.50米,基距15米,门机总高39.34米,为龙滩水电工程门式启闭机结构最为复杂、跨度最大、荷载最重、高度最高的门式启闭机,其跨度也堪称国内之最。

2007年11月10日,2×2000千牛/1000千牛/400千牛坝顶门机行走机构开始吊装。

2007年11月12日,下横梁开始安装,11月14日,门腿、中横梁开始安装。门腿采用200吨汽车吊吊装,20吨辅助翻身。吊装就位后上下游方向采用全站仪监控中心位置,左右岸方向采用吊线锤监控,在上下游方向及门腿外侧布置缆风绳调整,调整合格后在跨中方向焊接钢支撑(考虑焊接收缩,调整时使门腿顶部偏移钢支撑方向2毫米左右),同侧门腿安装后吊装中横梁。吊装时应使中横梁保持水平状态,同时适当调整左右岸方向缆风,就位后用螺栓、连接板连接。

2007年11月19日主梁安装。主梁单重60.40吨,外形尺寸38000毫米×1880毫米×3400毫米(分2节制作单节重30余吨),共2件。由于门机安装部位场地有限,采用电脑模拟精确定出200吨汽车吊及主梁拼装位置。主梁二次运输至拼装部位,采用200吨汽车吊、20吨汽车吊抬吊翻身。另外一节采用200吨汽车吊辅助拼装。穿螺栓、连接板,采用32吨千斤顶调整,检查其直线度,用水准仪调平,检查上拱度及上翘度。调整好后预紧螺栓。

2007年12月3日~2008年1月6日,2×2000千牛/1000千牛/400千牛坝顶门机副起升机构、主起升小车和电气先后完成安装。

2008年2月25日,2×2000千牛/1000千牛/400千牛坝顶门机负荷试验完成,正式投入使用。

(四)表孔事故检修门安装

溢洪坝段布置有7孔事故检修闸门槽,孔口尺寸15米×20.50米,门槽中心位于0~002.40米处,底坎高程354.89米。门槽插筋为一期埋设,二期埋件主要由主、反轨和底、端坎组成,主轨分节长度约3米,反轨约5米,底坎分2节制作,分节长度约7.50米,现场拼装、焊接成整体。主轨节间由连接螺栓连接后用现场对接焊缝封住节间焊缝。单套门槽重约31吨。

7孔共用1扇事故检修门。闸门为双吊点平面焊接结构,上游面止水,侧止水为橡塑复合材料的P形水封,底水封为平板普通橡胶。侧轮为无油自润滑轴承型式。事故检修闸门自重228吨,分成6个制造运输单元,最大运输单元尺寸约16.49米×3.50米×1.80米(宽×高×厚),最大吊装单元重为44吨;门体节间均采用高强度螺栓连接。

2008年1月16日,7号孔表孔事故检修门底槛开始安装,标志着表孔检修门安装工作开始。

2008年5月20日,最后一孔5号孔表孔事故检修门门槽浇筑二期混凝土后复测完毕。

2008年5月9日,表孔事故检修门安装完成并通过验收,12日开始试槽工作,5月底7孔门槽试槽全部完成。

(五)表孔弧形工作门安装

溢洪坝段表孔弧形工作门布置在事故检修门下游,7孔,每孔1扇。闸门单重291吨。支臂为箱形结构,双吊点,侧止水为橡塑复合材料的L形水封,底止水为平板普通橡胶。支铰轴承为球面自润滑滑动轴承,支铰座中心高程366米,里程0+028.000米,曲率半径R为26米。弧门门叶分7节制作,工地安装时拼焊成一体。弧门最大运输单元尺寸约14.984米×3.30米×1.85米,最大运输单元约35吨。弧门支铰每套重约22吨。

溢洪道弧形工作门埋件共7套,门槽插筋及支铰座锚栓架为一期埋设,门槽埋件和支铰座为二期埋设。侧轨板分节长度约5米(弧长),底坎分节长度约7.50米。门槽节间为水密焊接。门槽底坎高程354.83米,里程0+004.549米,单套门槽埋件重25.90吨。

2008年1月16日,7号孔表孔弧形工作门底槛开始安装。

2008年3月18日,最后一孔3号孔表孔弧形工作门门槽通过验收,门槽安装工作全部完成。

2008年3月13日,7号孔表孔弧形工作门第一节门叶开始吊装,门体安装工作正式展开。

2008年4月10日,7号孔表孔弧形工作门门体开始焊接。

2008年5月10日,6号孔表孔弧门门体焊接完成。

2008年8月初,最后一孔弧门焊接完成。

(六)液压启闭机安装

7套液压启闭机有7套液压泵站驱动,采用“一泵一机”传动控制方式。1台启闭机用2套油缸操作启闭弧形工作闸门。每个泵站内设置2套油泵电机组。工作方式为“一工一备”。弧形工作闸门的运行工况有3种:全关、全开和局部开启。主要参数如下:

额定启门力:2×3500千牛

启门工作压力:18.20兆帕

闭门工作压力:0.50兆帕

启门最大速度:0.50米每分钟

闭门最大速度:0.50米每分钟

油缸缸径:560毫米

油缸活塞杆直径:300毫米

油缸工作行程:9872毫米

油缸最大行程:10220毫米

2008年5月10日液压启闭机油管沟形成,液压系统全面开始安装。

2008年5月18日,第一台液压系统(6号孔)开始调试,2008年5月22日6号孔具备提门过流条件。

2008年8月底7号孔弧门全部具备运行条件。

四、压力钢管安装

(一)工程概况

压力钢管安装在左岸地下引水发电系统9条引水隧洞的平洞段、斜(竖)井段和弯段。

龙滩地下厂房引水系统1~3号机引水隧道采用全钢衬,4~9号机引水隧道下平段和上弯段或上平段局部采用钢衬,其他洞段均采用钢筋混凝土衬砌。压力钢管最大内径为10米,最小内径为8.70米,管壁材料为16MnR和610兆帕级压力容器用钢,止水环和加劲环材料为16MnR钢材,板厚从18~52毫米。钢管安装设计工程总量13022.73吨,其中Ⅳ标合同工程量为10155吨,变更后合同工程量为9140.43吨,占设计工程总量的70.20%。

Ⅲ标压力钢管于2005年1月26日开始安装,2005年11月18日完成;Ⅳ标钢管安装于2004年1月19日开始,2007年3月20日完成。

(二)安装施工

引水压力钢管运输

1.运输

压力钢管在厂家生产后,直立装车加固,由凹形平板车运抵施工支洞洞口,倒入洞内的支洞交叉处,利用交叉处顶部预埋的锚钩和手拉葫芦将钢管吊起。用预先焊接在钢管加劲环上的翻转装置,用手拉葫芦配合将压力钢管翻身水平放置,然后用简易行车将压力钢管吊起。行车缓慢将钢管运抵钢管洞口后,用翻转装置将钢管翻身后落在洞内安装轨道上。用布置在引水洞进口的牵引卷扬机把钢管拖住,启动卷扬机,缓慢让钢管沿轨道下滑。当钢管滑到安装位置后,用千斤顶顶起钢管,然后将该节钢管的行走装置和轨道拆除,调整钢管高程、里程、轴线偏差等控制尺寸,然后用型钢和一期锚筋加固牢靠。采用相同的方法将相邻钢管组装,并用压铁等工装来压缝和调整错边,检查符合要求后进行焊接。压力钢管定位节安装质量的好坏,直接影响到其余管节安装的质量。钢管安装的要点是控制中心、高程和环缝间隙。安装时,先进行中心的调整,用千斤顶调整钢管,使钢管口的下中心对准控制样点,然后采用4个千斤顶,均衡地将钢管调整到要求的高程。合格后用榔头在钢管与支墩间隙之间打入锲型铁,撤出千斤顶,重新检测和调整中心、高程、里程,这样反复数次,直到满足安装设计要求后进行加固。加固完后再次进行中心、高程、里程的复测后焊接。

2.焊接

压力钢管焊接和无损检测人员需按DL/T 5017—1993中有关条文规定通过考试,并取得相应的合格证才能上岗。焊接材料品种与母材和焊接方法要相适应。焊条(碱性)使用前在300~400℃范围内烘烤1.50~2小时,然后保存在100~150℃保温箱内随取随用。压力钢管焊接前,需按有关规定进行焊接工艺评定,并按评定合格的工艺编写焊接工艺评定报告。为尽量减少变形和收缩应力,施焊前应选定定位焊焊点和焊接顺序,对钢管主要尺寸 (高程、里程、周长、椭圆度等)再次进行检查,有偏差时应及时校正。还应检查定位焊间距、厚度、长度等,检查焊接质量,如有裂纹、气孔、夹渣等缺陷应清除。所有距离焊缝50毫米内的钢板及坡口表面的氧化皮、铁锈、油污及其他杂物均应清理干净,环缝焊接需由多个焊工对称焊接,并采用多层多道焊。焊接过程中按照焊接工艺指导书进行,严格控制焊接质量。环缝焊接逐条焊接,管壁上不得随意焊接临时支撑或脚踏板等构件。双面焊接时,在其单侧焊接后进行清根并打磨处理;多层焊的层间接头应错开;每条焊缝应一次连续焊完,当因故中断焊接时,采取防裂措施,在重新焊接前应将表面清理干净;拆除引、熄弧板时不应伤及母材,拆除后应将残余焊疤打磨修至与母材表面平齐。对于610级钢板焊接时根据焊接工艺要求先进行预热,其定位焊和主缝均应预热 (定位焊预热温度较主缝预热温度提高20~30℃),并在焊接过程中保持预热温度。层间温度不低于预热温度,且不高于230℃。焊缝预热采用远红外线加热器预热。预热过程中应随时监测焊缝两侧3倍板厚后且不小于100毫米的范围内的温度。

引水压力钢管安装

3.涂装

压力钢管涂装范围为安装焊缝两侧各200毫米范围内和监理人指示需要进行二次涂装的其他部位(如灌浆孔周围、运输安装中磨损部位等)。涂装前按图纸、涂装技术要求及制造厂使用说明书制定现场涂装工艺。涂料的化学性能、强度、颜色和耐久性等满足设计要求。涂装材料运抵工地后,按监理人指示进行抽样检验,并将检验成果及产品质量证明书提交监理人。钢管涂装前的表面预处理、表面涂装工艺、涂料涂层检测及质量要求符合招标文件和水工金属结构涂装的相关技术要求。