000亭子口底孔弧门安装措施.docx
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000亭子口底孔弧门安装措施
嘉陵江亭子口水利枢纽
大坝土建与金属结构安装工程Ⅰ标
(合同编号:
CDT-TZK/C-001-Ⅰ)
底孔弧形工作门安装措施
(修订版)
批准:
审查:
校核:
编写:
中国水利水电第七工程局有限公司
亭子口施工局
2011年10月
底孔弧形工作门安装措施
一、概述
1.1工程概况
亭子口水利枢纽工程是嘉陵江干流开发中唯一控制性工程,具有防洪、灌溉及城乡供水、发电、航运等综合利用功能。
工程位于四川省广元市苍溪县境内,总装机容量为110万千瓦。
大坝设有冲砂底孔,分别布置在22#~26#坝段,各孔均设有弧形工作门,该门为常规双支臂、双门叶(纵向分片)弧形门,采用单缸液压启闭机进行启闭。
1.2工作内容
底孔工作弧门主要包括门叶、支臂、支铰、启闭系统、止水系统、二期埋件及其附件。
其工作弧门设计孔口尺寸为:
6.0m×9.0m(宽×高),设计水位461.30m,闸门底坎高程373.0m,设计水头88.30m,支铰高程386.50m,弧门曲率半径18.00m。
动水启闭。
根据《泄洪底孔弧形工作门门体总图》工作门叶结构分辨门叶间采用M24高强螺栓连接,其单片门叶的外形尺寸为:
3443mm×11800mm×2000mm,重约49t;支臂为组合件,分上、下支臂(各2件),且上、下支臂间采用M48螺栓连接,上、下支臂间设有联系梁,安装现场组焊,左、右支臂间设有联系梁,安装现场装焊,且支臂与门叶间采用M48螺栓连接,支臂组焊后最大外形尺寸为4900mm×16200mm×7600mm,总重105.6t。
两支铰安装于高程386.5m,,其单个支铰外形尺寸为:
3200mm×1300mm×2000mm,单个支铰重37.9t,单套弧门重量约为283t。
工作弧门二期埋件由底坎钢衬、底坎、底止水座、侧轨、侧止水座、侧衬、门楣、支撑梁等构成,单套重约126t。
底孔弧形工作门设有两套止水系统,一套为普通止水,一套为充压止水。
1.3底孔工作弧门安装方案的编制原则
业主提供的弧门设备到货计划时间表以及实际到货情况如下:
序号
项目名称
单位
数量
计划到货时间
实际到货时间
备注
1
铰座支撑梁
套
5
2011-8-31
8月25日到2套9月10日到3件
2
底坎及底止水座1
套
1
2011-8-16
8.27
底坎及底止水座2
套
1
2011-8-26
9.25
底坎及底止水座3
套
1
2011-9-7
10.6
底坎及底止水座4
套
1
2011-9-16
10.5
底坎及底止水座5
套
1
2011-9-26
未到
3
底坎钢衬
套
5
2011-8-3
8月22日到9件8月24日到6件
4
侧衬
套
5
2011-8-3
8.23
5
侧轨1
套
1
2011-8-31
9.3
侧轨2
套
1
2011-9-14
9.25
侧轨3
套
1
2011-9-26
10.1
侧轨4
套
1
2011-10-11
未到
侧轨5
套
1
2011-10-26
未到
6
侧止水座1
套
1
2011-8-26
9.3
侧止水座2
套
1
2011-9-7
9.20
侧止水座3
套
1
2011-9-17
未到
侧止水座4
套
1
2011-9-26
10.1
侧止水座5
套
1
2011-10-7
未到
7
门楣及转角止水1
套
1
2011-9-1
9.9
门楣及转角止水2
套
1
2011-9-16
9.27
门楣及转角止水3
套
1
2011-10-1
未到
门楣及转角止水4
套
1
2011-10-16
未到
门楣及转角止水5
套
1
2011-10-26
未到
8
门体第1套
套
1
2011-8-28
9.8
门体第2套
套
1
2011-9-18
9.30
门体第3套
套
1
2011-10-8
未到
门体第4套
套
1
2011-10-28
未到
门体第5套
套
1
2011-11-18
未到
9
支铰第1套
套
1
2011-9-10
9.24
支铰第2套
套
1
2011-9-24
未到
支铰第3套
套
1
2011-10-4
未到
支铰第4套
套
1
2011-10-14
未到
支铰第5套
套
1
2011-10-25
未到
注:
以上统计日期截止10月9日
根据业主提供的底孔弧门门叶及其埋件到货计划时间表以及实际到货情况统计,不难看出底孔弧门设备到货时间的滞后已经大大影响整个底孔的安装进度,从计划到货时间以及到货时间统计分析,底孔弧门所有设备到货基本平行,致使五孔安装工作面必须同时施工,加之与土建单位的穿插施工的影响,弧门安装工期基本无法保证三期截流目标的实现。
特此,根据上表弧门到货时间,对弧门安装方案进行重新策划,为三期截流做好充分的准备工作。
二、编制依据
1.《亭子口底孔弧门工作门叶及其埋件制造施工进度计划表》
2.施工招投标文件;
3.亭子口水电站水利枢纽工程施工进度计划;
4.亭子口水电站水利大坝I标施工合同;
5.2011年9月1日由业主提供的底孔金属结构设备计划到货时间表;
6.《水工金属结构焊接通用技术条件》SL36-92;
7.《液压系统通用技术条件》GB3766;
8.《钢结构工程施工验收规范》GB50205;
9.《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》DL5018-2004;
10.《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82。
三、施工进度计划
3.1弧门安装工期分析
根据设计图纸,底孔弧门安装设备吊装手段单一、工序繁杂、质量要求高、精度控制难等特点,决定了亭子口水利枢纽工程每套底孔弧门(含液压启闭机)的安装工期较长。
具体分析如下(不含天气、混凝土等强、缆机吊装时段集中等外界因素的影响):
序号
工序名称
计划工期(天)
1
施工准备
4
2
测量放点
2
3
底坎以及底坎钢衬安装
7
4
侧轨、侧衬、侧止水座安装
11
5
门楣安装
3
6
冲压水封安装、试验、防护
20
7
支铰安装
7
8
门叶吊装、连接
7
9
支臂安装
8
10
门叶精调
4
11
二期埋件精调、验收、回填
15
12
液压启闭安装
17
13
常规止水安装、检查
4
14
联合调试
11
15
合计
120
3.2弧门安装进度计划编制
3.2.1通过对业主提供的弧门设备到货计划时间以及实际到货情况分析,由于设备到货滞后造成如下影响:
(1)由于设备到货的严重滞后,错过了整个底孔坝段弧门设备安装的最佳时期。
底孔弧门的安装方案被迫做出改变(由原来的敞孔形式改成闭孔形式)。
(2)闭孔方案安装底孔弧门,必然涉及大量的土办法施工,施工效率大大降低,直接影响整个底孔安装进度。
(3)五套弧门设备到货时间基本平行,造成现场安装工作面增加,人、材、机的投入相应增加。
(4)弧门设备的吊装只能依靠缆机进行,由于五套弧门设备到货时间基本平行,迫使安装工作进度相对平行,造成缆机吊装强度异常繁重,从而形成了由于工作面的平行,在弧门门叶结构吊装时(含支铰、支臂)因吊装设备只能满足一个工作面,其余四个工作面处于等、靠的状态。
(5)大坝I标底孔坝段为达到三期截流形象高程,底孔坝段混凝土浇筑需连续上升,原呈报的方案为在392.00m高程进行工作弧门二期埋件安装,因设备到货的滞后导致二期埋件安装就位严重滞后,故均需采用留孔方式安装。
3.2.2底孔弧门安装进度计划编制(详见网络图)。
四、施工组织及资源计划
4.1人力资源配置
根据底孔工作弧门的安装强度,人力资源配置见(表二)。
表
(二)工作弧门安装人力资源配置
序号
工种名称
数量
备注
1
管理人员
4
2
技术人员
2
3
安全管理人员
2
4
测量、质量人员
3
5
电焊工
12
6
金属结构铆工
35
7
起重工
15
持特种操作证
8
防腐作业人员
2
9
电工
2
持特种操作证
10
普工
20
合计
97
4.2主要机械设备配置
表(三)主要施工设备表
序号
设备名称
型号规格
主要技术性能
数量
备注
1
平板运输车
60T
1
2
东风车
18T
1
3
东风小霸王
3T
2
4
大客
30座
1
5
缆机
30T
2
6
汽车吊
70
7
卷扬机
16T
4
8
卷扬机
10T
5
9
链条葫芦
5T
5
10
链条葫芦
20T
6
11
千斤顶
32T
6
12
千斤顶
16T
8
13
链条葫芦
5T
6
14
滑轮组
80T
2
15
滑轮组
50T
5
16
逆变焊机
ZX7-400S
12
17
碳弧气刨装置
ZX7-630
2
18
焊条保温柜
1
19
移动式空压机
2V-0.6/7
2
20
全站仪
Lika8801
0.02’
1
五、底孔工作弧门吊装方案
5.1缆机吊装能力的分析
1.根据《泄洪底孔弧形工作门门体总图》(图号:
17E66-01-07-03.00)吊装单元门叶最大重量为48.97t(底孔弧门液压启闭机油缸重为40.7t),且两台缆机最大抬吊能力为54t,在缆机抬吊的范围内;
2.根据《泄洪底孔弧形工作门门体总图》(图号:
17E66-01-07-03.00)和《亭子口底孔弧形闸门液压启闭机油缸图》单孔弧形工作门缆机抬吊情况如表四:
表四单孔弧形闸门缆机抬吊统计表
序号
项目名称
规格
数量
单重(t)
抬吊次数
备注
1
支铰
2
37.89
2
2
支臂
4
28
3
门叶
9.0m*3.0m
2
48.97
2
4
油缸
φ850mm
1
40.7
1
3.经上述统计单孔弧形工作门缆机共抬吊5次,单吊4次,根据同类工程的施工经验,由于采用闭孔方案,在施工准备充分的情况下,单个部件吊装时间约为6~8小时。
5.2弧门部件吊装
由于目前24#孔土建施工已经将400~403.5楼板混凝土备仓全部完成,后四孔楼板层也陆续全部封顶,届时几孔弧门的大件吊装均只能采用缆机将设备从400~403.5楼板预留孔洞位置吊入到流道内,再采用土办法进行设备的就位和安装。
六、弧形工作门、启闭设备和埋件安装
6.1主要施工顺序
图1底孔工作弧门安装顺序图
6.2工作弧门安装施工准备
1.技术准备
根据现场施工实际情况以及施工方案,针对各工序做好技术交底工作,充分熟悉设计图纸、相关规程规范、施工措施及设计提供的其他技术要求资料。
2.施工布置
✓根据工作弧门安装的次序对工作弧门二期埋件按底孔坝段孔号分类堆放于底孔坝段前4#门机的吊装范围内;
✓支铰、门叶存储于左非拼装场上游。
✓支铰安装部位,利用土建浇筑混凝土架设的钢梁进行改造,作为支铰安装用操作平台,并在相应位置布设爬梯。
3.辅助吊装天锚埋设
弧门吊装均采用缆机(含抬吊)进行,由于施工空间狭小,而主要构件全部集中在386高程以下,洞内尺寸不具备任何吊车的站位条件,因此在缆机吊装过程中,需在洞内壁四周埋设天锚、地锚等配合吊装工作的进行,在天锚、地锚埋设部位还需搭设配套的爬梯和操作平台。
✓在X0+17.045m,393.0m高程、387.7m高程距弧门左右边墙1750mm位置(示意图中上游部分天锚),各设置2组备用天锚,共4组,锚杆采用Q235、φ36mm圆钢;
✓在X0+31.595m、398.0m高程;X0+35.318m、391m高程;X0+38.112m、385.0m高程,根据支臂、铰座总成的安装轴线,即距左右边墙1700mm位置(示意图中下游部分天锚)分别布置2组备用天锚地锚组,锚杆采用Q235、φ36mm圆钢、4组辅助地锚组锚杆采用Q235、φ28mm圆钢,共6组;
图2天锚埋设位置示意图
✓上图中备用天锚组2、3,主要用于门叶挂装,承载按50t考虑。
单根锚杆长度为1800mm(含300mm直角弯钩),埋深1200mm,锚杆露头300mm,弯钩方向以达到埋深要求为准不做硬性规定,锚杆整体向上倾斜45度角。
每12根为一组,用一块30mm厚钢板割孔后套过12根锚杆顶部并塞焊,确保整体受力。
✓图中备用天锚组1主要用作支臂挂装、支铰吊装,其承载按45t考虑。
备用天锚组1形式与备用天锚组2、3一致,锚杆整体向下倾斜45度角。
辅助天锚组1、2为支铰安装中拉挂支铰用,承载按5t考虑;辅助地锚组1、2仅做示意,视现场情况随二期埋件设置,具体布置形式见图3。
图3天锚埋设形式布置图
✓天锚强度校核:
此处因锚杆为一期插筋形式,且受力主要在剪切方向,所以不按照砼孔植筋方式考虑,仅做锚杆剪切强度校核。
三组备用天锚承载最大值为50t考虑动载系数为1.2,则极限载荷为60t。
单根锚杆剪切承载为:
235N/mm2*π*182=23.92t;单组地锚共有12根锚杆,则动载安全系数为:
12*23.92/60=4.784,符合工程起重安全系数要求。
4.大件吊装孔洞预留
因现有施工进度要求与设备到货时间的不同步,上述敞口吊装条件无法满足弧门安装,因此全部弧门的吊装就位则需要采取在启闭机房预留孔洞的方式。
考虑尺寸较大吊装件主要为:
门叶12.8m*3.0m*3.5mvf;下支臂14.2m*4.5m*1.5m;门叶左右两瓣和支臂左右两组中心距约为3.7m,则预留吊装孔洞最小尺寸为5.625m*3.8m。
为保证启闭机液压油缸通孔的独立性预留孔位置只能偏向下游方向,因此,在上游侧底坎正上方预留Φ0.2m通孔。
具体形式参见图4。
图4预留吊物孔位置及大小示意图
5.安装基准准备
✓根据《泄洪底孔弧形工作门埋件总图(1/2)》(图号:
17E66-01-20-03.00(1/2))、《泄洪底孔弧形工作门埋件总图(2/2)》(图号:
17E66-01-20-03.00(2/2))底坎顶部及弧门底衬高程为374.0m,底坎中心里程为0+23.00m,弧门底衬中心里程分别为:
0+17.745m、0+19.345m、0+20.945m;
✓孔口中心线控制基准为:
22#、23#、24#、25#、26#支铰高程386.5m、里程X0+35.952。
6.3弧门门槽埋件的安装
6.3.1门槽埋件的起重运输及吊装方案
1.埋件运输前,认真研究图纸,埋件所有附件(底坎和底止水座、侧轨和侧止水座、门楣和转铰止水)能在设备堆放场组装完成,全部组装完成,再运输至安装现场。
2.在设备存放场用25t汽车吊辅助组装,底孔坝段门塔机(吊装方式视实际存放位置而定)直接吊至安装位置。
3.埋件从设备存放场用25t汽车吊装车,沿3#公路——1#公路——上游围堰——JK1#路——底孔坝段上游侧,用MQ900B门机(或缆机)直接吊装到位。
6.3.2安装技术措施
1.测量基准点设置
1)弧门埋件测量基准点设置主要包括:
孔口中心线、底坎、侧轨、门楣、支铰安装控制点等。
2)测量基准点采用全站仪设置。
测量点设置应牢固、可靠,且便于使用。
其设置位置应考虑在闸门安装完成后仍可利用其进行复核。
3)为不占直线安装工期,根据混凝土浇筑情况,在混凝土浇筑到386m高程以前,完成底坎、底坎钢衬、门楣以下侧轨、门楣、支承梁的安装工作,为设备的集中吊装创造良好的条件。
2.底衬及底坎安装
按测量放样的底坎中心线、高程控制点进行托架的焊接安装。
托架设置需使底坎实际安装位置偏低2~3mm;吊入底坎,使用千斤顶、拉紧器等调整、精确定位。
定位检查合格后与一期插筋进行焊接加固。
底坎固定后其里程±0.5mm;高程±5mm及对孔口中心线偏差≤±5mm,工作表面平面度及扭曲度≤1mm。
3.侧衬、侧轨(侧止水座)安装
侧衬、侧轨分单元进行安装,安装时以分节位置测量点(圆弧半径以侧止水宽度中心作为控制点)、孔口中心线作为安装基准。
侧轨安装质量与门叶的配合相当关键,必须反复测量,确保安装精度,弧门底坎安装调整加固完成后,吊入侧轨进行安装,预先在两侧边墙侧轨上、下游伸出侧墙钢筋上各放出上、中、下各6个控制点;在底坎两端划好侧水封座板起始端控制线。
吊入侧轨,用拉紧器进行粗调,基本就位后,安装调整螺栓,进行精确调整,调整侧轨面对孔口中心的偏差、垂直度、扭曲度和曲率半径,然后采用全站仪精确测量,确保侧轨平面度,加固完成后,再进行复测。
侧止水座安装方式与侧轨安装方式一样。
4.门楣安装
门楣采用缆机或门机吊至安装部位初步就位,门楣定位时,将锚筋(不小于8根)与门楣焊接。
门楣调整符合要求后,先焊接门楣与侧轨间连接焊缝,后焊接门楣与锚筋连接焊缝。
与锚筋焊接连接严格按照要求进行焊接施工,必须做到牢固、可靠。
对于不锈钢面,需采用相应不锈钢焊条进行施焊。
5.打磨、防腐
埋件焊接完成后,打磨各接头部位焊缝表面,特别是各工作表面(含水封工作面)必须保证平缓过渡,打磨平整。
埋件安装完成后,清除所有安装临时支撑、吊耳及其它杂物等,并对安装焊缝两侧各100mm以及安装损坏部位进行防腐涂装。
最后对整个门槽埋件的相关尺寸进行整体复查、验收,检测合格后交面给土建单位进行二期砼回填。
6.冲压止水管路安装、水压试验
6.1管路安装
在二期埋件后,根据设计图纸将冲压止水系统预埋管路安装到位,并根据规范要求对管路进行水压试验。
不锈钢管管道在工地现场按施工图纸要求进行配置和弯管。
管路凑合段长度应根据现场实际情况确定。
管材下料应采用剧割方法,弯管应使用专用弯管机,采用冷弯加工,管路布置尽量减少阻力,布局应清晰合理,排列整齐。
控制油管和压力指示油管的管内径较小,施工时应采取措施避免管路堵塞。
管路配置完毕后,应在安装位置将管口与接头法兰点焊牢固,所有的管子对接及法兰焊缝均由合格的管道焊工采用氩弧焊封底,手工焊盖面的方法进行焊接。
施焊的焊工必须持证上岗。
钢管的对接接头选用70°单面坡口。
焊缝的内部质量和外观质量均应符合图纸及规范的规定。
6.2管路试验
管路系统的试验压力为工作压力的1.5倍。
实验前,对管路进行固定,防止实验过程管路变形。
试验时利用打压装置将管路系统压力逐级升高一级宜稳定2~3min,试验过程中应即时检查焊缝及连接处,如系统出现不正常声响或管路渗漏时应停止试验进行处理。
当达到1.5倍工作压力后,保压10min,然后降至工作压力,对所有焊缝和连接接口进行检查,应无渗漏情况,试验期间不可锤击管道。
7.水封安装、试验
(1)冲压水封安装
弧门埋件安装完成后,进行冲压水封安装。
冲压止水水封为整体到货,在运输及安装过程中,确保整个水封无弯折,无破损。
冲压水封安装时,首先复测底止水座、侧止水座以及门楣之间的相关尺寸,确保水封与止水座之间的配合尺寸满足设计及规范要求。
支承梁安装
(2)冲压水封压力试验
冲压止水水封安装完成后,关闭卸水阀,将底止水座、侧止水座、门楣形成闭环,将打压设备接入布置在门楣管接头处,对整个冲压水封进行水压试验,试验水压值不小于设计值水压值。
试验试验时,全面检查冲压水封是否全部突起,突起高度必须满足设计要求。
水压达到设计值后,保压10分钟,检查所有部位,必须无渗漏和泄压。
8.支撑钢梁安装
支承梁安装前,预先制作并加工了一对主要结构尺寸与工作铰座完全相同的工艺铰座,其加工精度严格达到设计的允许偏差。
通过全站仪将控制点测放在两侧墙的插筋上,再利用钢琴线将两点连成一条直线,穿过铰轴孔中心,调整支承钢梁使轴孔与钢琴线四周等距离。
测取钢梁与铰座的组合面的长度,由设计角度求出该加工面上下两条边线在水平面的投影线的间距。
利用油桶内的重锤吊直挂于支承钢梁上棱边的钢琴线,用经校验过的1m钢板尺上下摆动测量该数据,控制钢梁的倾角。
钢梁的中心由制作时留下的中心样冲点处向下吊重锤使其与孔口的轴线重合求得。
钢梁定位后进行焊接固定,铰座固定时,将调整螺栓与锚栓或锚板焊牢,确保埋件在混凝土浇筑过程中不发生变形或移位。
铰座安装完成,并经检查合格后在5~7天内浇筑二期混凝土,浇筑时应注意防止偏击并将混凝土捣实。
9.二期砼浇筑
二期埋件精调验收合格,且冲压管路冲压合格后方可进行二期砼浇筑,门楣处二期砼浇筑前应设置临时支撑以防止钢衬和封板变形。
二期砼浇筑过程中应对主止水进行保护,防止碎石砂浆等进入主止水橡皮和压板间的间隙,破坏主止水。
冲压止水防护具体措施如下:
(1)水封安装完成后,在水封压条形成的凹槽内,用破布全部塞满,形成一道防水泥浆措施。
(2)侧止水座与侧轨连接时,采用一条彩条布对侧止水座进行封盖,并确保彩条布固定于侧轨与侧止水座之间,防止混凝土浇筑时,水泥浆渗入冲压止水槽内。
6.4工作弧形闸门的安装
6.4.1工作弧形闸门的安装顺序
施工准备(含底坎的清扫、施工平台的搭设)→支铰安装→门叶的吊装、拼装→左、右支臂拼装→支臂与支铰的连接→支臂与门叶的连接→支臂水平支撑的安装→油压启闭机安装、调试→常规水封安装→试运行。
6.4.2工作弧形闸门安装的施工准备
1.在384m高程支铰安装位置处搭设好施工平台;
2.待底坎、支铰二期混凝土强度达到设计要求后,清理底坎、支铰支承梁上杂物;
3.待杂物清理后校核底坎安装高程、孔口中心线、支承梁高程,并用样冲标识安装基准点;
4.因在工作弧形闸门安装期间,底孔坝段混凝土需继续浇筑。
为此,在工作弧门安装过程中需设置安全防护,防止高空坠物。
6.4.3支铰的安装、调整
1.铰座和铰链组合成整体到货,到货后检查支铰的转动是否灵活,用样冲作出支铰结构中心线,同时对支铰加注润滑脂,同时清理、试装紧固件;
2.根据设计图纸,在弧门全关位置时固定铰链和铰座,同时需将铰链与铰座间的间隙调整均匀,固定方式采用16#槽钢在铰轴的位置处与铰座焊接牢固,在相邻位置处以框架的方式固定好铰链,考虑到铰链重达16t,可在铰轴位置加焊由20mm厚Q235钢板做成的挡块,将支铰固定牢固;
3.待支铰加固,检查无误后,利用2台缆机抬吊,并用2台10t手拉葫芦将支铰角度调整到62°就位;就位后利用支铰上方预埋好的天锚(该天锚按45t埋设,支铰重38t)辅助调整;
4.待支铰对孔口中心线、高程满足设计图纸和相关规范要求后,对地脚螺栓采用对称紧固,紧固时利用塞尺检测铰座与支承梁的间隙。
6.4.4门叶的吊装、组拼
1.根据设计图纸,门叶结构分两瓣,单瓣重48.9t,故采用两台缆机抬吊;
2.抬吊前在左非
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