浅谈进水口快速闸门安装方法

浅谈进水口快速闸门安装方法

陈锐 哈尔博 刘翱碧

中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司 湖北宜昌 443002

摘要：引水隧洞进水口是水电站重要水工建筑物之一，快速闸门作为大型水电站引水系统中不可或缺的一环。在引水钢管破裂、机组过速等事故中快速闭合流道，切断水流，防止损失和危害的扩大。本文将以金沙江乌东德水电站左岸进水口为例，分析并研究快速闸门的安装方法及重难点，并结合工作经验，提出几点关于提升快速闸门安装质量管理措施。

关键词：水电站；快速闸门安装方法；质量控制

一、引言

引水进口快速闸门又称为事故闸门，设置在检修门后，用于机组发生故障时，动水中快速关闭孔口。

为到达快速、稳定的下门，进水口快速门多通过有一定起门力及持住力的液压启闭机进行操作。闸门为平面门滑动，门顶设有冲水阀， 门叶下游侧设有 p 型头止水装置。为消减由于制造、安装过程中所引起的各类误差，减小累计误差，提高闸门的止水效果，在安装过程中， 应结合门槽埋件的尺寸，制定施工方法，选用合适的作业手段。

下文将结合乌东德电站左岸进水口快速闸门的施工进行探讨、研

究。

二、安装技术方法

乌东德电站进水口快速闸门包括门体、止水装置、支撑滑块、吊头、阀盖、吊杆、侧轮装置、反向支撑、锁定梁等部件，门叶结构共有5 种，其中最重的为门叶结构（五），重 41.222t，外形尺寸为 10700mm

×1650mm×3400mm 。 1.快速闸门安装施工工艺流程

吊装锁定梁于 EL957.50m 并调整就位，同时完成孔口封闭、并将活动脚手架准备就位。运输、吊装门叶结构（五）并调整就位，并将门叶结构（四）吊装至门叶结构（五）上方、再组合处使用高强螺栓将门叶连接。

按上述方法依次完成门叶结构（三）、门叶结构（二）、门叶结构

（一）组装（施工排架高度和门叶安装高度同步提升）——焊接、防腐——闸门充水阀装置与门叶结构（一）组装、焊接及探伤、防腐—

—门叶整体验收合格后，进行水封橡皮及附件安装——闸门静平衡试验——拆除排架管、钢跳板、孔口封盖等其他施工工器具吊离孔口—

—闸门吊杆安装及入槽试验。 2.快速闸门安装主要施工方法

2.1在 EL988.00m 平台先将门叶结构（五）吊运到门槽上方EL957.50m 平台上，面板在上游侧，以边梁腹板底边为支点，用锁定梁将门叶锁定在 EL957.50m 平台上，立式安装定位。挂钢锤线，调整门叶滑块工作面的垂直度，要求垂直度≤1mm；用水准仪测量调整左、右两边梁腹板底端的水平度，要求水平度≤2mm；检查面板底止水边中间位置的下挠，要求≤2mm。调整合格后适当刚性支撑、加固。

2.2吊装门叶结构（四），以门叶结构（五）为基准，调整门叶结构（四），闸门组拼时以闸门出厂验收时的大拼标记为组拼依据（包括节间间隙）。闸门组合处的使用高强度紧固螺栓 M30×100（含螺母、垫圈）连接，单个螺栓预紧力为 350kN，点固焊符合焊接工艺要求且均匀分布。

2.3按同样的安装方法，依次吊装、调整、使用高强度紧固螺栓M30×100（含螺母、垫圈）连接、焊接门叶结构（三）、门叶结构（二）、门叶结构（一）。特别控制门叶结构（一）的顶部水平度≤2mm。注意在门叶结构（三）、门叶结构（二）、门叶结构（一）上游面组合缝部位，焊接打磨平整后需要安装焊接补强板（20×200×8000mm）。

2.4门叶立式组拼时，要求边梁腹板对接缝处错位≤2mm。

2.5门叶组拼合格后的焊接、焊缝探伤检查。焊接过程中间适时监控检查水封座面、滑道工作面的共面度、垂直度。

2.6门叶立式组拼时，EL957.50m～EL964.00m（门叶结构五、门叶结构四组拼）使用活动脚手架进行安装。（孔口封盖完成在不影响闸门就位的地方搭设活动脚手架）

2.7闸门吊耳、阀盖与门叶结构（一）安装、焊接。安装前对组合面进行打磨、清理。在门叶结构（一）顶部进行吊耳与阀盖安装放样，放样完成需报检验收合格后方可进行安装。将吊耳与阀盖立式组装。闸门吊耳、阀盖与门叶结构（一）焊接。

2.8水封橡皮安装：先将侧水封压板预拼且刚性连接，然后在平地按压板孔位给侧水封橡皮号孔、钻孔；将侧水封橡皮与压板用螺栓

（细绳）等连接后吊入门槽安装到门叶上。水封橡皮钻孔采用空心橡皮钻头，钻孔直径应比螺栓直径小 1mm，水封采用热胶合粘结。

2.9支撑滑块、反向支撑、侧轮装置安装。

2.10静平衡试验：在 EL957.50m 将闸门吊起约 100～200mm，在滑块的工作面悬挂线锤，检查闸门的垂直度，要求其上下游和左右方向的垂直度≤8.0mm。

三、施工难点及措施

1.施工部位狭窄，门叶间高强螺栓连接施工难。

快速闸门纵横联结系隔间小，但高强度螺栓所需拧紧力大，数量多，扭力扳手在有限空间内活动量小，造成施工速度降低，螺栓连接质量差等问题。

对应措施：采取套杆加麻绳的方式，先将螺栓编号，对应编号后拧紧每一颗高强螺栓时将扭力扳手的着力点通过套杆和麻绳引至闸 门外侧，再由一位施工人员配合摒住螺帽，提高安装速度。

2.闸门整体高度高，安装时受气流影响，水封、滑块直线度及相对差控制难。

传统的方式会采用吊线锤测量的方式，但进水口闸门孔口深，风速大，即使在底部将重锤沉入油桶，再长尺寸的整体测量中，也会产生较大的摆幅。

对应措施：采用顶、底门叶上焊接短钢筋或型钢，使用钢琴线至 上而下拉去通线，保证上、下位置的钢琴线距门叶距离相等，并在测 量时记录正负值，以监测闸门是否发生扭曲影响测量数据的真实性。 每间隔 1 米测量一组数据，如实记录，并根据规范要求决定是否

进行处理。

3.正向滑块、橡胶止水、主轨与止水工作面的相对位置关系理清

难。

闸门橡胶止水与对应止水工作面是闸门尺寸的重要控制点，止水效果的好坏将直接决定闸门的安装是否成功。

首先要弄清楚闸门止水的原理，乌东德进水口的快速门止水设置在下游侧，当水流冲击闸门面板后，闸门受力向下游侧移动，正向滑块与主轨完全接触后，将水流产生的力再通过轨道传递至闸墩。综上， 影响止水效果好坏的重要因素是正向滑块与主轨接触后，橡胶止水的压缩量是否达到设计要求，即滑块与橡胶止水的相对关系。

而在实际安装的过程中，往往因测量繁琐、各项直线度误差的累计造成闸门止水效果不合符设计要求。

对应措施：将快速门置于孔口底端平台，并在止水工作面、主轨、正向滑块、橡胶止水每间隔 1 米的位置做上记号，测量时，每一断面进行横向对比，整体的直线度进行纵向对比。

找到滑块与主轨直线度相差较大的位置，并通过调整正向滑块使直线度满足要求，在此基础上找到橡胶止水与正向滑块高度差最大位置，减小滑块垫层厚度，以满足设计高差。最终的目的时闸门在运行过程中，第一个滑块在受力贴近主轨时，所有的橡胶止水以满足设计所规定的压缩量。

4.水位不高，水头不大，止水效果达到预期期望难。

由于快速门是通过水的正压力将橡胶止水压缩而起到止水的效果，所以在水电站蓄水阶段，水位未到门楣处时，闸门正向滑块无法贴紧主轨，水封和止水工作面存在间隙，导致漏水，影响下游侧施工。

对应措施：再通过液压启闭机操作闸门时，将闸门停落在距底坎1 米位置，在闸门反轨和反向滑块间设置一组木楔子（木楔子一斜边朝上，木楔子二斜边朝下），斜口相对，再落下闸门通过闸门对木楔子的摩擦力带动木楔子二向下移动，由于顺斜面移动，两木楔的长直边距离增加，木楔子一通过木楔子二反向作用给闸门水平推力，将闸门向主轨方向靠拢，顶节门叶通过布置七字拐和千斤顶辅助将闸门整体推向主轨侧，提前使橡胶止水出现压缩量。

四、结论

电站进水口快速闸门的安装是一项复杂、较难施工的项目，在安装过程中受场地、手段、资源、交叉干扰作业等多因数影响，为保证安装过程高质高效完成，在工作中需执行以制定的工艺标准，结合实际情况，总结经验，制定相应施工措施。