CN103074872A - 一种闸门门槽施工方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明采用机械化工艺实现闸门门槽快速施工，设计了一种门槽施工装置，该装置上具有门槽定位和夹紧机构及钢模板，将每段门槽的左右侧构件与爬升机构连接，门槽安装完成后保持下端固定，用钢模板闭合门槽浇筑空间，之后浇筑混凝土。每浇筑一层混凝土，门槽爬升装置上升一段。由于新型闸门门槽施工装置中的桁架结构结构具有整体刚度大、可靠性高、在一定尺寸范围内通用的特点，使传统的临空危险作业方式，转变为高度的机械化装配作业为主、人工操作为辅的方式，易于保证平面闸门或弧形闸门门槽的施工安全和质量，并通过快速施工的方式实现工程经济价值的最大化。

Description

一种闸门门槽施工方法及装置

技术领域

本发明属于水利水电工程建设领域，涉及一种闸门门槽安装与混凝土快速施工的方法及装置。

背景技术

在水利水电工程中，需安装闸门及门槽用于挡水或调解水流量，现有的闸门附属的门槽钢结构埋件通常采取二期混凝土安装的方式，这种方法容易保证安装质量，但施工程序复杂，周期长，保证作业安全的措施复杂，往往对工程建设形成制约。例如，在水电站隧洞导流工程或大坝导流工程中门槽高度大的部位，现有二期混凝土安装的方法是在基本形成混凝土结构后，才开始表面清理、搭设门槽作业支架，安装门槽结构之后再进行立模板、浇筑，最后拆除模板和支架，因此门槽部位的工期滞后3-6个月。因现在大部分水利水电工程采取大面积钢模板进行混凝土快速施工，相比而言，门槽二期安装的方法弊端在于，因作业空间小，目前缺乏有效的机械手段辅助施工，不仅导致施工进度缓慢的问题，高空作业形成的安全隐患难以避免，而且经常由于一期和二期混凝土之间的结合面质量不好而产生漏水。为了优化施工，产生了一期混凝土安装门槽的方法，如采用门槽一期增加支撑材料加固、闸门门体作为支撑件等安装门槽等方法，由于没有综合考虑门槽的埋件结构、安装质量要求以及与相关的混凝土浇筑施工关系，现场的人力和物力资源投入较大，并且不能实现与混凝土浇筑相当的机械化高效作业，此前仅限于在尺寸小的门槽中有所应用。

发明内容

本发明的目的是：采用机械化的方法实现闸门门槽快速施工，设计了一种门槽施工装置，该装置上具有门槽定位和夹紧机构及钢模板，将每段门槽的左右侧构件与自爬升机构连接，门槽安装完成后保持下端固定，用钢模板闭合门槽浇筑空间，之后浇筑混凝土。每浇筑一层混凝土，门槽爬升装置上升一段，形成门槽安装与混凝土机械化快速施工，形成闸门门槽新的施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种采用门槽施工装置进行门槽安装与混凝土快速施工的方法，工艺流程为：A、门槽安装测量；B、闸门底槛安装；C、闸门底部混凝土浇筑及凝固、D、门槽施工装置安装；E、分段的门槽在施工装置上安装；F、门槽或施工装置与下部构件定位并连接；G、钢模板闭合及门槽安装检验；H、门槽混凝土浇筑；I、浇筑中门槽监测及完成后复测；J、门槽混凝土初凝或凝固；K、门槽施工装置爬升及固定；L、循环进行D至L之间的作业；M、门槽分段安装与混凝土浇筑同步完成，其特征在于，D、门槽施工装置安装；E、分段的门槽在施工装置上安装；F、门槽或施工装置与下部构件定位并连接；K、门槽施工装置爬升及固定。

所述的门槽安装与混凝土快速施工的方法，其特征在于所述的门槽分段安装后，优先采取一期混凝土分段浇筑或连续浇筑的方法，或采取二期混凝土分段浇筑或连续浇筑的方法。

所述的门槽安装与混凝土快速施工的方法，其特征在于所述的门槽为平面闸门门槽，门槽的同一平面左右两侧共四个部位与施工装置形成整体连结件，以下端浇筑或安装固定的结构基础对连结件及后续安装的门槽进行定位和支撑。

所述的门槽安装与混凝土快速施工的方法，其特征在于所述的门槽为弧形闸门门槽，门槽的同一平面左右两侧与施工装置形成整体连结件，以下端浇筑或安装固定的结构基础对整体连结件及后续安装的门槽结构件进行定位和支撑。

所述的门槽安装与混凝土快速施工的方法，其特征在于门槽一次安装或定位夹紧的高度等于相邻钢模板或待浇筑混凝土面的高度。

所述的门槽安装与混凝土快速施工的方法，其特征在于门槽安装固定后，采用钢模板封闭的方法，形成门槽与门槽构件之间或门槽构件与邻近的钢模板之间的空间连结。

一种闸门门槽施工装置，由桁架结构、操作平台及钢模板构成，其特征在于，所述的门槽施工装置具有爬升机构，所述的桁架结构通过定位和夹紧机构同时与左右两侧门槽相互连接。

所述的门槽为平面闸门门槽或弧形闸门门槽。

所述的爬升机构为千斤顶或卷扬机或钢绞线提升器或紧线器或手拉葫芦或绞磨组成的起重或牵引机构。

优选的，所述的爬升机构为液压千斤顶，所述的液压千斤顶上端安装在桁架结构上，下端支点固定在门槽两侧预设的支撑构件上，所述的支撑构件为具有连接孔或凸台的钢结构件。

所述的卷扬机或钢绞线提升器或紧线器或手拉葫芦或绞磨在门槽上部或已浇筑固定的混凝土结构或竖井门槽开挖面顶部的固定结构上设置吊装点或支架。

所述的门槽施工装置具有水平测量仪或垂直测量仪或线锤检测装置。

所述的门槽施工装置具有上下组合结构，或左中右组合式结构。

所述的门槽施工装置具有前后或左右调节门槽安装尺寸的装置。

所述的门槽施工装置具有安装门槽工作面的定位面，保证门槽的安装位置精度为±1mm。

所述的门槽施工装置具有与每段门槽钢结构表面对应的磁铁，或具有与每段门槽螺孔对应的螺栓压紧机构。

所述的爬升机构为左右对称，在爬升过程中左右同步上升。

所述的门槽施工装置具有左右两侧相同构造的门槽定位机构，保持每个门槽轨道中心线的垂直度误差≤2mm。

所述的门槽施工装置具有调节门槽弯曲或扭转的装置，用螺栓螺孔或丝杆螺母或楔子或千斤顶调节并保持门槽安装精度。

附图说明

图1为门槽安装与混凝土快速施工工艺流程图；

图2为一种平面闸门门槽施工装置整体结构图；

图3为图2的俯视图；

图4为平面闸门门槽施工装置的千斤顶处于顶升状态；

图5为一种平面闸门门槽施工布置图；

图6为一种倾斜式平面闸门门槽施工布置图；

图7为一种弧形闸门门槽平面施工布置图。

图中标记：1- 桁架结构，2- 作业平台，3- 爬梯，4-平面门槽专用钢模板，5-爬升千斤顶，6- 定位机构，7- 磁铁，8- 平面门槽,  9- 调节装置，10- 丝杆，11-倾斜式桁架结构，12-支撑，13- 卷扬机，14-固定支架，15-弧形门槽，16-弧形门槽专用钢模板，17-水平横向千斤顶

具体实施方式

  下面结合附图，对本发明作详细的说明。

实施例1：施工方法如流程图1所示，如图2、3、4所示的平面闸门门槽施工装置和图5所示的闸门门槽，在门槽底部平面浇筑形成后，按照设计和测量预定的位置安装门槽施工装置。桁架结构（1）处于同一平面的四个平面门槽（8）安装区域之内，桁架结构（1）的水平度和垂直度符合门槽安装精度要求之后，分别将四个平面门槽（8）与桁架结构（1）通过定位装置（6）连接，桁架结构（1）上的调节装置（9）用于门槽中心线位置的调整，桁架结构（1）顶部的具有丝杆（11）或螺栓调节结构，确保门槽不扭转，当门槽的中心线位置和垂直度符合安装要求后，用磁铁（7）将门槽吸合，此时四个平面门槽（8）与桁架结构（1）形成一个连接件，并用焊接或螺栓紧固的方式将连接件与平面门槽（8）的下部固定，最后将平面门槽专用钢模板（4）连接，使两个平面门槽（8）之间闭合，在相关的部位完成模板安装之后，安装固定的平面门槽（8）与邻近的混凝土结构同步浇筑，待门槽部位的混凝土达到凝固要求后，依次序松开钢模板（4）、门槽定位装置（6）和磁铁（7），开启爬升千斤顶（5）使桁架结构的上部分升高，达到预定的浇筑高度之后，用浇筑凝固的平面门槽（8）将桁架结构（1）固定，再将上一段平面门槽（8）转运到安装位置，继续进行平面门槽（8）安装固定和钢模板（4）闭合，循环作业。作业过程中桁架结构（1）与已经浇筑固定的平面门槽（8）保持结合，且爬升千斤顶（5）的下端以浇筑稳固的支撑（12）作为受力点。爬升千斤顶（5）在平面门槽（8）安装或浇筑完成之后收缩，逐步向上一个支撑（12）转移，左右两侧的爬升千斤顶（5）在上升阶段必须保持平衡。

本实施例中，门槽安装与混凝土同步上升，将门槽二期安装转为与一期混凝土同步安装，简化了常见的复杂施工过程，时间缩短、工程质量易于保证。

实施例2：门槽的施工方法如流程图2所示，如图5所示的平面闸门门槽，门槽顶部设置2台卷扬机（13）和固定支架（14），在门槽底部平面浇筑形成后，按照设计和测量预定的位置安装门槽施工装置。桁架结构（1）处于同一平面的四个门槽安装区域之内，桁架结构（1）的水平度和垂直度符合门槽安装精度要求之后，分别将四个平面门槽（8）与桁架结构（1）通过定位装置（6）连接，桁架结构（1）上的调节装置（9）用于门槽中心线位置的调整，桁架结构（1）顶部的具有丝杆（10）或螺栓调节结构，确保平面门槽（8）不扭转，当平面门槽（8）的中心线位置和垂直度符合安装要求后，用磁铁（7）将门槽吸合，此时四个平面门槽（8）与桁架结构（1）形成一个连接件，并用焊接或螺栓紧固的方式将连接件与平面门槽（8）的下部固定，最后将平面门槽（8）内侧用钢模板（4）连接，使两个平面门槽（8）的钢结构之间闭合，在相关的部位完成模板安装之后，安装固定的平面门槽（8）并混凝土浇筑，待混凝土达到凝固要求后，依次序松开钢模板（4）、门槽定位装置（6）和磁铁（7），开启卷扬机（13）使桁架结构升高，达到预定的浇筑高度之后，用浇筑凝固的平面门槽（8）将桁架结构（1）固定，再将上一段门槽转运到安装位置，继续进行门槽安装固定和钢模板闭合，循环作业。作业过程中桁架结构（1）与已经浇筑固定的平面门槽（8）保持结合，且左右两侧的卷扬机（13）须同步上升或下降，卷扬机（13）的下端可以始终固定在桁架结构（1）上，也可以在桁架结构（1）与门槽固定后松开，卷扬机（13）用于其它物资或人员的垂直运输。

本实施例适用于洞内平面闸门施工，由于隧洞开挖之后可以在顶部受力的条件，结合卷扬机的性能，分段进行门槽安装和混凝土浇筑，具有整体结构简单、通用性好的特点，更容易将现场的施工设备形成互用，并利用门槽施工装置构造形成了对孔口的封闭，防护性好，工程管理安全简便。

实施例3：门槽的施工方法如流程图1所示，如图5所示的平面闸门门槽，顶部设置固定支架（14）或固定锚固点，在设定的吊点上安装钢绞线爬升器，在门槽底部平面浇筑形成后，按照设计和测量预定的位置安装门槽施工装置。桁架结构（1）处于同一平面的四个平面门槽（8）安装区域之内，桁架结构（1）的水平度和垂直度符合门槽安装精度要求之后，分别将四个平面门槽（8）与桁架结构（1）通过定位装置（6）连接，桁架结构（1）上的调节装置（9）用于门槽中心线位置的调整，桁架结构（1）顶部的具有丝杆（10）或螺栓调节结构，确保平面门槽（8）不扭转，当门槽的中心线位置和垂直度符合安装要求后，用磁铁（7）将门槽吸合，此时四个平面门槽（8）与桁架结构（1）形成一个连接件，并用焊接或螺栓紧固的方式将平面门槽（8）的下部固定，最后将门槽内侧或左右门槽之间用钢模板（4）连接，使待浇筑的门槽部位空间闭合，混凝土浇筑，待混凝土初凝后，开启钢绞线爬升器使桁架结构及钢模板沿着浇筑凝固的门槽逐步升高，再将上一段门槽转运到安装位置，循环进行上一节门槽安装固定、混凝土连续浇筑、桁架结构及和钢模板滑动。作业过程中桁架结构（1）与已经浇筑固定的门槽主轨承压面保持结合，左右两侧平衡上升。

本实施例适用于具备顶部设立支架或锚固点的平面闸门施工，特别适用于隧道内的门槽施工，也适用于大坝等部位的二期门槽施工，结合钢绞线爬升器的性能，连续进行门槽安装和混凝土浇筑，用机械化方式实现高强度的门槽施工。

实施例4：施工方法如流程图1所示，如图6所示的倾斜式平面闸门门槽及施工装置，在门槽底部平面浇筑形成后，按照设计和测量预定的位置安装门槽施工装置。倾斜式的桁架结构（11）处于同一平面的四个门槽安装区域之内，桁架结构（11）的水平度、垂直度或倾斜度符合门槽安装精度要求之后，分别将四个平面门槽（8）与桁架结构（11）通过定位装置（6）连接。其余结构连接方式和操作使用方法与实施例1相同。

本实施例中，利用工厂化制造技术精确固定门槽倾角，门槽安装与一期混凝土同步上升，简化了现有的复杂施工过程，非常有利于保证高拱坝的工程质量，并可以缩短工程控制工期。

实施例5：施工方法如流程图1所示，如图7所示的弧形闸门门槽及施工装置，在门槽底部平面浇筑形成后，按照设计和测量预定的位置安装门槽施工装置。桁架结构（11）处于同一平面的左右两侧弧形门槽（15）安装区域之内，桁架结构（11）的水平度、垂直度符合门槽安装精度要求之后，分别将左右弧形门槽（15）与桁架结构（11）通过定位装置（6）连接。由于弧形门槽在分段安装过程中，始终处于桁架结构两侧尺寸范围内，且随着高度不同，桁架结构（11）上的定位调节装置（9）水平移动调整门槽中心线位置。桁架结构（11）的两个侧面均为整体式大面积弧形门槽专用钢模板（16），一端固定，另一端通过水平横向千斤顶（17）与桁架结构（11）连接。施工装置上安装的爬升机构由左右各两个液压爬升千斤顶（5）组成，顶部有丝杆（10）或螺栓调节结构，可水平移动，当门槽的中心线位置和垂直度符合安装要求后，用螺纹连接等将弧形门槽（15）与钢模板（16）紧固，此时左右两侧的弧形门槽（15）与桁架结构（11）形成一个连接件，并用焊接或螺栓紧固的方式将连接件与弧形门槽（15）的下部固定。在相关的部位完成模板安装之后混凝土浇筑，待混凝土达到凝固要求后，收缩水平横向千斤顶（17）使钢模板（16）与弧形门槽（15）或混凝土面分离。开启爬升千斤顶（5）使桁架结构（11）升高，达到预定的浇筑高度之后，伸长水平横向千斤顶（17）使钢模板（16）与弧形门槽（15）或凝固的混凝土面贴合，将桁架结构（11）固定，再将上一段弧形门槽（15）转运到安装位置，继续进行弧形门槽（15）安装固定和钢模板（16）闭合。作业过程中左右侧的液压爬升千斤顶（5）的下端以浇筑稳固的支撑（12）作为受力点。爬升千斤顶（5）在弧形门槽（15）安装或浇筑完成之后收缩，逐步向上一个支撑（12）转移，爬升千斤顶（5）在上升阶段必须保持平衡。

本实施例中，利用桁架结构和爬升装置等，实现弧形闸门门槽安装与一期混凝土同步上升，简化了现有的复杂施工过程，非常有利于保证具有弧形闸门结构的工程质量，并可以缩短工程控制工期。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则和要点之内所作的任何重新组合、修改、等同替换和改进等，均属于本发明的保护范围之内。 

Claims (19)

1.一种采用门槽施工装置进行门槽安装与混凝土快速施工的方法，工艺流程为：A、门槽安装测量；B、闸门底槛安装；C、闸门底部混凝土浇筑及凝固、D、门槽施工装置安装；E、分段的门槽在施工装置上安装；F、门槽或施工装置与下部构件定位并连接；G、钢模板闭合及门槽安装检验；H、门槽混凝土浇筑；I、浇筑过程中门槽安装尺寸监测；J、门槽混凝土初凝或凝固；K、门槽施工装置爬升及固定；L、循环进行D至L之间的作业；M、门槽分段安装与混凝土浇筑同步完成，其特征在于，D、门槽施工装置安装；E、分段的门槽在施工装置上安装；F、门槽或施工装置与下部构件定位并连接；K、门槽施工装置爬升及固定。

2.如权利要求1所述的门槽安装与混凝土快速施工的方法，其特征在于所述的门槽分段安装后，优先采取一期混凝土分段浇筑或连续浇筑的方法，或采取二期混凝土分段浇筑或连续浇筑的方法。

3.如权利要求1、2所述的门槽安装与混凝土快速施工的方法，其特征在于所述的门槽为平面闸门门槽，门槽的同一平面左右两侧共四个部位与施工装置形成整体连结件，以下端浇筑或安装固定的结构基础对连结件及后续安装的门槽进行定位和支撑。

4.如权利要求1、2所述的门槽安装与混凝土快速施工的方法，其特征在于所述的门槽为弧形闸门门槽，门槽的同一平面左右两侧与施工装置形成整体连结件，以下端浇筑或安装固定的结构基础对整体连结件及后续安装的门槽结构件进行定位和支撑。

5.如权利要求1、2所述的门槽安装与混凝土快速施工的方法，其特征在于门槽一次安装或定位夹紧的高度等于相邻钢模板或待浇筑混凝土面的高度。

6.如权利要求1、2所述的门槽安装与混凝土快速施工的方法，其特征在于门槽安装固定后，采用钢模板封闭的方法，形成门槽与门槽构件之间或门槽构件与邻近的钢模板之间的空间连结。

7.一种闸门门槽施工装置，由桁架结构、操作平台及钢模板构成，其特征在于，所述的门槽施工装置具有爬升机构，所述的桁架结构通过定位和夹紧机构同时与两侧的门槽相互连接。

8.如权利要求7所述的闸门门槽施工装置，其特征在于所述的门槽为平面闸门门槽或弧形闸门门槽。

9.如权利要求7、8所述的闸门门槽施工装置，其特征在于所述的爬升机构为千斤顶或卷扬机或钢绞线提升器或紧线器或手拉葫芦或绞磨组成的起重或牵引机构。

10.优选的，如权利要求7、8、9所述的闸门门槽施工装置，其特征在于所述的爬升机构为液压千斤顶，所述的液压千斤顶上端安装在桁架结构上，下端支点固定在门槽两侧预设的支撑构件上，所述的支撑构件为具有光孔或螺纹孔或凸台的钢结构件。

11.如权利要求7、8、9所述的闸门门槽施工装置，其特征在于所述的卷扬机或钢绞线提升器或紧线器或手拉葫芦或绞磨在门槽上部或已浇筑固定的混凝土结构或竖井门槽开挖面顶部的固定结构上设置吊装点或支架。

12.如权利要求7、8所述的闸门门槽施工装置，其特征在于装置具有水平测量仪或垂直测量仪或线锤检测装置。

13.如权利要求7、8所述的闸门门槽施工装置，其特征在于装置具有上下组合桁架结构或左中右组合式桁架结构，采用定位螺栓相互连接。

14.如权利要求7、8所述的闸门门槽施工装置，其特征在于装置具有前后或左右调节门槽安装尺寸的装置。

15.如权利要求7、8所述的闸门门槽施工装置，其特征在于装置具有安装门槽工作面的定位面，保证门槽的中心线安装位置精度为±1mm。

16.如权利要求7、8所述的闸门门槽施工装置，其特征在于装置具有与每段门槽钢结构表面对应的磁铁，或具有与每段门槽螺孔对应的螺栓压紧机构。

17.如权利要求7、8、9、10、11所述的闸门门槽施工装置，其特征在于所述的爬升机构为左右对称，在爬升过程中左右同步上升。

18.如权利要求7、8、15所述的闸门门槽施工装置，其特征在于装置具有左右相同构造的门槽定位机构，保持每个门槽轨道中心线的垂直度误差≤2mm。

19.如权利要求7、8所述的闸门门槽施工装置，其特征在于装置具有调节门槽弯曲或扭转的装置，用螺栓螺孔或丝杆螺母或楔子或千斤顶调节并保持门槽安装精度。

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