CN110485386B - 一种超大型弧形闸门在泄洪洞内安装施工的吊装作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水工金属结构安装技术领域，涉及超大型弧形闸门在泄洪洞内安装施工的吊装作业方法，在洞顶、起重平台支撑梁下方、侧壁等合适位置预埋锚钩作为固定吊点，通过配置滑轮组、起重倒链、卷扬机等，作为辅助吊装的手段使用，配合汽车吊进行吊装；以汽车吊主吊、卷扬机和起重导链辅助，自制运输台车将安装件从洞口倒运到洞内、自制支撑架用于支铰就位后的安装调整找正。充分利用闸室内的有效空间、及施工场地的现有资源进行吊装安装施工，可以减少施工工期，保证施工安全，满足施工质量等要求。

Description

一种超大型弧形闸门在泄洪洞内安装施工的吊装作业方法

技术领域

本发明属于水工金属结构安装技术领域，涉及超大型弧形闸门在泄洪洞内安装施工的吊装作业方法。

背景技术

弧形闸门常用于水电站的表孔溢流、或者潜孔泄洪。门叶挡水面为圆弧形，门叶背面通过支臂与支铰装置连接，支铰的铰座锚固在侧壁混凝土构筑物上。支铰装置由铰链、铰轴、铰座等组成。启闭设备安装在门叶或支臂上方，牵引门体绕铰轴转动实现门体的启闭。在门叶的底面、侧面、上面埋设由底坎、弧形侧轨、门楣等钢构件，沿孔口组成一个长方形孔洞与门叶配合，通过门叶上安装的橡胶水封的压缩填充间隙，从而实现门叶的密闭和止水。

弧形闸门常规的安装次序是：在底坎、侧轨安装好后，安装：支铰装置→支臂→门叶，再安装启闭设备、顶止水门楣、水封装置等。根据现场条件和弧门结构的不同，也有先安装门体再进行侧轨安装的施工。

泄洪洞内安装超大型弧门，因为支铰布置洞顶位置，从支铰的安装基面到前上方启闭平台是一个反坡段，上方预留的空间狭小、支铰装置的尺寸较大重量较重，没有汽车吊桅杆就位的空间。现有技术对此采取的方法是：

1.对支铰上方的洞顶进行扩挖，预留出吊车桅杆的作业空间，再进行支铰吊装与安装；

2.设计制作一个平衡杆，右端的法兰与铰链螺栓连接，并将铰链铰座的纵向安装中心线与平衡杆的轴线重合并固定成一体。平衡杆的左端设置配重，采用一台汽车吊悬挂在配重端、另一台悬挂在支铰端，两台汽车吊配合将支铰起吊到预埋好的安装基础座板位置进行安装。

以溪洛渡水电站泄洪洞弧形闸门安装为例，支铰重92.663吨，平衡杆采用φ1120×8螺旋钢管，长度11950mm。采用一台130吨汽车吊和一台300吨汽车吊进行抬吊。

3.支臂和弧门门叶的安装，现有技术采用的方法是非常规吊装手段的大量利用，采用“土办法”进行吊装及安装调整，具体做法是：在泄洪洞(混凝土衬砌之后)的侧壁、洞顶、启闭平台的支撑大梁上等合适位置预埋锚钩，配置起重吊链、滑轮组；在洞底设置卷扬机、地锚配置导向滑轮进行吊装安装作业。

以构皮滩水电站左岸泄洪洞弧门安装为例：在弧门上方的启闭平台支撑大梁上预埋了2个天锚、在支铰上方的垂直墙壁上布置一个侧锚并配置滑轮组，在洞底布置2个地锚安装滑轮组、配置2台10吨卷扬机。两台卷扬机钢丝绳通过地锚滑轮、天锚滑轮导向后形成了2个起重吊点。安装顺序是先将支铰运输到洞内安装位置的下方，利用两台卷扬机对固定成一体的支铰装置进行抬吊，保持前高后低的角度将铰座螺栓孔穿入预埋螺栓。再利用支铰下方搭设的工作平台进行安装调整固定等。

需要说明的是：该方法在支铰上方洞顶为反坡形状、没有空间布置锚钩和滑轮组、起重吊链时，将无法适用。支铰安装好后，先将支臂的组件运输到洞内，摆放在合适位置。再将沿竖向中心线分成3块的门叶运至洞内，同样利用2卷扬机进行吊装。门叶安装好后进行支撑加固，竖立在闸室进水口位置。再安装支臂的下支腿，利用卷扬机设置的2个吊点进行抬吊，在作业人员辅助下将下支腿的后端与铰链连接固定；下支腿的前端与门叶连接固定，再安装上支腿以及支腿之间的横撑斜撑等。弧形闸门所有的拼装、焊接、调整工作完成之后，再进行启闭机、水封等其它附件的安装。

如上所述，泄洪洞在安装弧门之前，洞内一期混凝土衬砌已完成。如果安装支铰时发现上方空间不足，采用第“1”种方法：进行扩挖势必会造成工期延长、施工成本增加；采用第“2”种方法需要制作大型平衡杆并且布置两台汽车吊抬吊，对于作业场地的狭小的泄洪洞闸室，并不能保证都能如法实现。换句话说：只适应于作业场地相对较大的闸室，不存在一定的通用性；采用第“3”方法，只适用于支铰安装位置的上方为垂直墙壁，对于反坡段没有布置锚钩和起重器械的空间时，也将无法实施。

第“3”方法的支臂安装，是先将支臂的散件运输到洞内，然后安装下支腿、横撑斜撑、上支腿等，实现自下而上的安装。支臂在安装状态进行立拼、焊接等存在一定的找正就位困难、以及仰面焊、竖面焊缝增多，相对于平面状态组拼而言，施工难度增加不利于质量、成本、工期的保证。

第“3”方法的支臂安装存在的最大不足：就是没有对弧门上方存在的巨大空间加以合理用用。

基于上述已有技术，本申请人作了持久而有益的探索与反复的设计，并且进行了非有限次数的试验，终于找到了解决上述技术问题的办法并且形成了下面将要介绍的技术方案。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供了一种超大型弧形闸门在泄洪洞内安装施工的吊装作业方法，解决了“大型弧门在洞内安装施工，因为洞内空间狭小，且支铰、支臂、门叶部件尺寸较大重量较重，大型起重设备施展不开，无法直接吊装到位”的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种超大型弧门洞内安装的吊装方法，包括如下步骤：

测量放线：对洞内有效空间的测量与安装基准测量放线，吊点布置和吊装器具就位；

埋件安装：包括底坎、侧轨、钢衬安装、门楣安装和弧门支铰埋件安装；

支铰与支臂组拼；采取支铰与支臂在底部平台组拼后整体吊装的方式，利用在洞内布置的一台5t卷扬机，先将洞口处的支铰装置托运至洞内，再将支臂组件托运至洞内，摆放在搭设好的组拼场地拼装；

用180t汽车吊将支铰、支臂立起并进行临时支撑；

支铰与支臂的整体吊装：

在下支腿的前端增加配重，吊点选择在距离支铰上端面合适距离，通过增加配重使支臂、支铰整体部件的重心向前偏移，保证了在吊装过程中，汽车吊把杆的作业空间；吊点选择在距离支铰上端面5.5m位置。

吊点位置的选择需要满足三个条件：1.保证汽车吊在吊装过程中，上方具有足够的把杆伸展空间；2.通过增加配重后支臂支铰整体部件的重心，在吊起情况下处于平衡状态；3.“5.5m”并非定值，需要根据配重、支臂、支铰重量，与吊点距离进行平衡计算；

180t汽车吊移动到规划位置后伸展支腿固定，工作平台布置到支铰安装位置下方，将右侧支铰支臂增加配重进行试吊装确认，作业人员站位在平台；起重工指挥汽车吊主臂缓慢伸长，铰座螺栓孔沿安装角度倾斜上升，在平台上作业人员的辅助下穿入预埋螺栓，安装螺母后将铰座提升到基础座板位置；

右侧支臂安装完毕后，通过洞顶反坡段预埋锚钩上布置的起重导链挂起并锁定，腾出地面作业场地便于汽车吊站位，再进行左侧支臂支铰的吊装；

右侧支臂挂起后，下端距地高度大于汽车吊自身高度；

安装完毕后，将左侧的支臂挂起；通过上方预埋锚钩采用起重导链将支臂挂起；

弧门门叶安装：

弧门门叶分上、下两节，采用在闸室内进行整体拼装的方式；

将上节门叶面板朝下放置在输送台车上，利用洞内布置的5t卷扬机从上游洞口拖入闸室安装位置；

利用锚钩上挂载滑轮组、起重导链、并通过洞底安装的导向滑轮、5t卷扬机，将上节门叶上端提起，利用洞口上方前壁设置的锚钩布置起重导链、拉紧器将上节门叶固定到上方空中；

将下节门叶拖入洞内，立起、调整好位置并进行支撑固定，门叶就位后，在门叶上游侧底坎上焊接挡块，防止门叶下滑移动；

缓缓落下上节门叶与下节门叶安装，四周定位板完全吻合后打入定位销，将两节门叶用高强度螺栓连接把紧，使门叶形成一个整体；

门叶与支臂连接后，进行弧门液压启闭机的安装，液压启闭机调试好后，将液压油缸吊头与门叶连接，操作液压启闭机上下启闭门叶。

本发明对泄洪洞闸室内上层空间的合理利用，解决了汽车吊不能到位的死角问题；自制工作平台、托运台车确保了安全、简单、可靠，保证施工进度，满足泄洪洞、放空洞等狭小空间的安装要求，充分利用闸室内的有效空间、及施工场地的现有资源进行吊装安装施工，可以减少施工工期，保证施工安全，满足施工质量等要求，本发明支臂与支铰装置安装成整体，在支臂下支腿前端增加配重，使重心位置向前偏移，然后进行整体吊装，使支臂支铰直接吊装到位；一侧支臂支铰安装后，通过上方预埋锚钩利用起重导链将支臂挂起，腾出地面作业场地再安装另一侧支臂；先将上节门叶输送到洞内挂起，腾出位置安装下节门叶，再落下上门叶进行整体组装，落下悬挂的支臂与门叶进行安装。

附图说明

图1是本发明弧门安装工艺流程图；。

图2是电站泄洪洞弧形闸门布置结构示意图。

图3：支铰与支臂拼接完成示意图。

图4：支臂支铰加配重起吊状态图。

图5：右支臂支铰吊装示意图。

图6：左侧支臂支铰吊装示意图。

图7：右侧支臂支铰安装后挂起示意图。

图8：上节门叶挂起固定示意图。

图9：下节门叶吊装示意图。

附图标记：21-弧门、22-弧门门槽、23-液压启闭机、24-检修门、25-检修门槽、26-固定启闭机、27-钢衬、31-支臂、32-支铰、51-配重、52-汽车吊、53-左侧支臂支铰、54-铰链与铰座加固部分、55-工作台、61-右侧支臂支铰、81-上节门叶、82-卷扬机、83-锚钩、84-挂载滑轮组、85-起重导链、86-导向滑轮、87-拉紧器、91-下节门叶。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明,实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

如图1-9所示的一种超大型弧门洞内安装的吊装方法，包括如下步骤：1)对洞内有效空间的测量与安装基准测量放线；利用全站仪、经纬仪、钢直尺、钢卷尺等测量仪器工具，对泄洪洞闸室的空间进行测量。以土建预留的原始基准点为基础，测绘出弧形闸门门槽中心线、安装纵向中心线、底坎里程高程、支铰安装里程高程跨距和斜度、启闭平台上启闭油缸安装里程高程跨距等，并在附近的地面、侧壁等永久基础上留下检测控制基准点。建立起弧门安装的尺寸控制体系，对洞顶、侧壁、支铰上方反坡段等突出部位进行重点检测、建立闸室空间的立体网格数据，作为三维建模时的有效空间使用，利用Autodesk Inventor建立弧形闸门三维模型，放置在闸室测绘出的立体网格数据空间内，操作汽车吊模型模拟支臂支铰、弧门门叶的吊装安装过程加以验证；规划出汽车吊不能就位的死角区域，在洞顶反坡段、启闭平台大梁等位置预设锚钩，进行吊装模拟，验证可行性后提取锚钩点的位置数据。作为埋设锚钩的依据。吊点布置和吊装器具就位；根据吊装件重量进行应力计算，选择具有一定安全系数的钢筋、钢板制作锚钩和基础版。在闸室内测量的位置点埋设锚钩、安装布置滑轮组、起重导链、卷扬机起重，合适吨位的汽车吊就位。制作需要从洞内运输到洞内的输送台车、以及安装工作平台等器具。所有安装件送至泄洪洞进水口，并按安装次序摆放。

2)埋件安装；包括底坎安装和侧轨、钢衬安装、门楣安装和弧门支铰埋件安装：底坎安装，底坎吊装前，将洞底混凝土基础里预埋插筋焊成支架，支架形式依据底坎结构而定，其顶面高程一般要低于安装面5-10mm，待底坎就位后，留有调整的余量，利用门槽两侧测放的基准点，拉一根水平钢丝线，找正底坎的里程高程，每隔0.5米测量一点，要求平面度控制在±1mm之内。

底坎中心的调整是利用已设置的闸孔纵横中心线来控制，中心偏差值不得超过±5mm。底坎倾斜值一般应小于1-2mm，底坎左右两头相对高程差不超过2mm。底坎是门槽构件安装的基础，安装好后必须支撑加固可靠，埋件的插筋与基础钢筋网焊接牢固，以防二期混凝土浇筑震捣时走样。侧轨及钢衬安装，弧门侧轨及钢衬应自下而上安装，在闸墩顶部(324高程)利用进口塔机依次逐节吊装就位，按控制点测量调整半径和跨距。除了控制侧轨板的垂直和扭曲外，同时调整控制侧轨中心至支铰中心的半径。节间对接时，以弧形样板测量，使弧线平滑过渡。侧轨调整用千斤顶或在预埋插筋上焊调整螺丝，拧动螺丝螺帽调整位置使其符合设计和规范要求。门楣安装，考虑到弧门就位后门楣无法进行吊装，应利用汽车吊提前将门楣摆放至门槽顶部平台位置处，待弧门安装基本完毕后，先在左右两轨道的侧面各焊接一块托板，托板顶面的高程即为门楣底缘的高程，利用导链、千斤顶等工具将门楣就位，调整使轨道止水座面与门楣的止水座面平齐，门楣止水中心的高度达到设计要求后与插筋和轨道焊接固定。弧门支铰埋件安装，土建一期混凝土浇筑完成后，预留出支铰安装位置的钢筋网及混凝土等待二期浇筑，在下方布置好工作平台，安装铰座预埋螺栓、铰座基础座板等二期埋件。因为铰链铰座与铰轴安装后整体到货，且重量较重现场不具备吊装的条件，拆解分离又比较麻烦。可以制作一个简易轻量的“铰座”模型，作为支铰埋件安装找正的胎具使用。

胎具以螺栓孔为基准，在外露面划出十字中心线，背面和铰座基础座板孔位找正并点焊一体，穿入预埋螺栓，四角螺栓在内外面各安装一个螺母锁紧固定，方便找正时调整；预埋螺栓另一端与一期混凝土钢筋网搭接固定。

在工作平台上布置千斤顶、侧面布置花篮螺栓，将胎具连接部分整体顶起悬空。以底坎中心点上架设的全站仪测量数据为依据，对胎具上的十字中心线进行调整，找正里程、高程、平面度、横向跨度满足要求之后，对胎具进行初步加固锁定。

利用泄洪洞侧壁上预留的支铰中心安装基准点，在2个胎具“铰轴孔”之间架设一条直径1或2mm的钢丝线，并张紧成直线固定，作为胎具“铰轴孔”找正的基准轴线使用。调整两端的线架，校正基准线的里程、高程、倾斜度符合规定。配备干电池、耳机、内径千分尺等，采用基准钢丝听音法对两胎具上的“铰轴孔”找正。精调胎具孔的中心与基准钢丝线重合，横向与弧门纵向中心线的距离误差小于±1毫米。通过操作千斤顶、花篮螺栓、预埋螺栓的螺母位置调整，使其满足：相关规范的各项要求。检验合格后，锁定胎具四角预埋螺栓的双螺母、预埋螺栓另一端与基础钢筋网焊接牢固、并用钢筋对胎具四周进行加固支撑，复核各项尺寸公差无误后浇筑二期混凝土。等待混凝土达到凝固强度，再次复测胎具安装精度没有变化，即可拆除胎具进行弧门部件的正式安装工作。

3)支铰与支臂组拼；采取支铰32与支臂31在底部平台组拼后整体吊装的方式，一方面减少了支臂与支铰悬空对拼的难度，另一方面大大缩短了支臂吊装后竖立组拼的时间。

利用在洞内布置的一台5t卷扬机82，先将洞口处的支铰装置托运至洞内。再将支臂组件托运至洞内，摆放在搭设好的组拼场地拼装。支臂拼装按工厂预留标记定位，先将两个支腿用钢支墩、楔子板调平，组装上下支腿及横撑，检查支腿开口弦长及支臂的长度应符合设计图纸要求。将接头位置可靠加固，以确保在焊接过程中不发生开裂或变形。支臂焊接时，先焊立缝、后焊平缝，焊接过程中应随时检查支臂的扭曲及变形情况，发现问题及时调整。焊接完毕复核相关尺寸确认合格后，汽车吊吊装支臂与支铰装置的对接，安装连接螺栓，并将铰链铰座调整到支臂中线加固固定。最后利用180t汽车吊将支铰32、支臂31立起(见图3)并进行临时支撑。

4)支铰与支臂的整体吊装

整体吊起时需保证两点：①支铰倾斜向上，与地面夹角为安装角度。②汽车吊52把杆(主臂)有足够的旋转伸缩就位空间。

根据以上两点，吊点选择在距离支铰上端面约5.5m位置，既保证了吊装空间，又能满足起重载荷安全；但是该点不是构件的重心位置，需要在下支腿的前端增加配重51，吊起状态见图4所示。

根据重力矩平衡原理：M配+M左＝M右，由此计算出支臂前下端增加配重的重量，实现支臂连同支铰整体吊起并让其倾斜到要求角度，从而方便穿入支铰的预埋螺栓。

180t汽车吊移动到规划位置伸展支腿411固定(见图4)，工作平台布置到支铰32安装位置下方。将右侧支铰支臂增加配重51进行试吊装确认，作业人员站位在平台43；

上辅助对准预埋螺栓，起重工指挥汽车吊52桅杆缓慢伸长、铰座螺栓孔沿安装角度倾斜上升，在平台43上作业人员的辅助下穿入预埋螺栓，安装螺母后将铰座提升到基础座板位置。利用全站仪检测安装尺寸误差，必要时在平台上架设千斤顶、拧动螺母进行微量调整。因为预埋螺栓是采用胎具定位安装，此时不需要大量调整，拧紧螺母保证与基础座板紧密接触即能符合规定。

右侧支臂安装完毕后，通过洞顶反坡段预埋锚钩上布置的起重导链挂起并锁定，腾出地面作业场地便于汽车吊52站位，再进行左侧支臂支铰的吊装(见图6)。

右侧支臂挂起后(见图7)：下端距地高度大于汽车吊自身高度，悬挂起的右侧支臂不会影响汽车吊吊机的旋转作业。

安装完毕后，为了有效的利用现场空间，方便后续工作开展，将左侧的支臂31挂起。通过上方预埋锚钩采用起重导链将支臂31挂起，同时减少支铰螺栓的受力。

5)弧门门叶安装

弧门门叶分上下两节，采用在闸室内进行整体拼装的方式。

将上节门叶81面板朝下放置在输送台车上，利用洞内布置的卷扬机82从上游洞口拖入闸室安装位置。

然后利用布置在启闭平台第一根大梁下预埋锚钩83、挂载滑轮组84、起重导链85、通过洞底安装的导向滑轮86、卷扬机82，将上节门叶81上端提起，利用洞口上方前壁设置的锚钩83布置起重导链85、拉紧器87将上节门叶固定到上方空中(见图8)。需要说明的是：当卷扬机将上节门叶提升到位置后，挂上启闭大梁下的起重导链的吊钩锁定，再将起重钢丝绳摘钩。

为避免门叶与支臂发生干涉，门叶可向上游方向倾斜一定角度，待支臂下落至安装位置后，再将门叶摆正。

按同样方法运输、吊装下节门叶。门叶就位后，在门叶上游侧底坎上焊接挡块，防止门叶下滑移动。调整下节门叶与门槽纵、横向中心线的偏差、面板相对支铰中心线的半径R的误差，符合规定后对下节门叶进行支撑加固，保证其安装过程中的稳定性。

缓缓落下上节门叶81与下节门叶91安装，四周定位板完全吻合后打入定位销，将两节门叶用高强度螺栓连接把紧，使门叶形成一个整体。

6)将支臂31缓缓落下与门叶安装。支臂下落至安装位置后，检查门叶与支臂间的对接间隙及纵横向错位值，如发现两支腿长度偏差较大，此时切勿轻易移动闸门就合，因为这样做会造成门叶在门槽内的永久倾斜，而应找出原因进行正确处置。调整合格后，焊接支臂端头连接法兰板，再用公斤扳手对称拧紧连接螺栓。

支臂31与门叶紧固时，先做初步紧固，然后再进行正式紧固。正式拧紧螺栓时，四个支腿的法兰板螺栓应同时对称进行，要求四对连接板的最终间隙一致。

7)门叶与支臂31连接后，进行弧门液压启闭机的安装，液压启闭机调试好后，将液压油缸吊头与门叶连接，操作液压启闭机上下启闭门叶，检查门叶、支臂及支铰装置应运行正常，无异常振动、阻卡等现象。

检查合格后，将门叶提出孔口并锁定在孔口上方，按图纸要求对门叶进行补漆，安装水封装置等。

在门叶提出孔口，即可进行门槽的门楣安装。门楣的安装调整可以操作门叶启闭开合进行检查、验证、调整，确保门楣止水的密封性。随后进行无水试验、检查验收等，弧形闸门吊装安装工作到此完成。

需要着重指出，本发明所提出方法的特征在于：

1.在洞顶、起重平台支撑梁、侧壁等合适位置预埋锚钩作为固定吊点，通过配置滑轮组、起重倒链、卷扬机等，作为辅助吊装的手段使用，配合汽车吊进行吊装；

2.针对支铰上方空间较小，汽车吊把杆(主臂)不能伸展到位问题，采取将支铰装置与支臂先连接成一体，通过在支臂前端增加配重，改变整体组件的重心位置，使重心向前偏移到“距离支铰上端面约5.5m位置”，从而避开了“支铰安装位置上方反坡段”的干扰，保证了吊装作业空间的需要。在吊装支铰与支臂前，提前设计制作好支撑架放置在支铰下方位置，作为工作平台使用，方便作业人员的站位和安装过程的找正、就位、调整、固定；

3.从泄洪洞的洞底到启闭平台所在的高程，存在巨大的高空空间(因为要实现全孔口泄洪，需要把整个弧形闸门完全提起，因此设计预留有容纳整个弧门提升状态的空间)。支臂和门叶安装时，不要只关注地面的作业场地大小，还要对上方的空间加以合理利用。

通过对上方空间的测量，利用三维软件创建三维模型模拟操作吊装过程，在正式吊装之前进行试吊装，完全可以对上述空间进行合理利用。

支臂安装时，先安装好一侧支臂支铰，之后利用反坡段洞顶布置的锚钩，采用起重导链进行挂起，悬挂在空中，腾出地面作业场地；汽车吊移位到合适位置，再进行另一侧支臂支铰的吊装。

同理，安装门叶时，可以先将上节门叶运输到洞内，利用布置在启闭平台大梁上的锚钩作为吊点，利用卷扬机将上节门叶吊起悬挂在空中并加以固定，腾出地面作业场地；然后将下节门叶运至洞内安装位置进行安装，等下节门叶安装好之后，再落下上节门叶就位组拼，从而完成整个门叶的拼装。之后，再操作起重吊链落下悬挂的支臂，与门叶完成组拼。

根据现场的实际条件，采用“土洋结合”的方法，即以汽车吊主吊、卷扬机和起重导链辅助，自制运输台车将安装件从洞口倒运到洞内、自制支撑架用于支铰就位后的安装调整找正。充分利用闸室内的有效空间、及施工场地的现有资源进行吊装安装施工，可以减少施工工期，保证施工安全，满足施工质量等要求。

本发明采用支臂与支铰装置安装成整体，在支臂下支腿前端增加配重，使重心位置向前偏移。有效避免了安装位置上方空间不足，汽车吊把杆不能就位的问题，使支臂支铰直接吊装到位；右侧支臂支铰安装后，通过上方预埋锚钩利用起重吊链将支臂挂起，腾出地面作业场地安装左侧支臂；同理，先将上节门叶输送到洞内挂起，腾出位置安装下节门叶，再落下上门叶进行整体组装，落下悬挂的支臂进行与门叶的安装等。其最大的特点在于对泄洪洞闸室内上层空间的合理利用，具有一定的创新性。

本发明所述的安装方法充分结合现场实际情况，采用“土洋结合”的手段进行吊装作业，精确规划汽车吊把杆的运动轨迹，移位调整汽车吊的站位与安装设备的相应位置，做到有效空间的合理利用；通过在洞顶、侧壁等预设锚钩、布置滑轮组、起重倒链、卷扬机等辅助吊具，解决了汽车吊不能到位的死角问题；自制工作平台、托运台车确保了安全、简单、可靠，保证施工进度，满足泄洪洞、放空洞等狭小空间的安装要求。

与现有技术采用的方法相比：无需对支铰上方的洞顶进行二次扩挖，制作平衡杆利用两台汽车吊抬吊，配置大吨位升降平台对支铰进行顶升安装等。

本方法操作性强，适应范围广，施工质量、施工安全、施工进度均能得到保证，适用于超大型潜孔式弧形闸门洞内安装，也可在同类施工可以借鉴应用。

该项技术成功应用于涔天河水库扩建工程。

涔天河水库扩建工程位于湘水支流潇水上游涔天河峡谷出口处。1#泄洪洞工作闸门为潜孔弧门，其孔口尺寸为10m×8m，底槛高程为260m，最高挡水位为316.6m，设计水头56.6m。该闸门结构采用双主横梁直支臂型式，弧门半径16.0m，支铰高程270m。弧门支臂为箱形组合截面，门叶及支臂结构主要材料采用Q345B，型钢材料为Q235B。支铰采用圆柱铰，铰轴直径约为φ700mm，材料采用40Cr，轴承采用铜基自润滑轴套，铰座材料采用ZG35CrMo；弧门侧止水采用方头“P”形橡塑水封，顶止水采用活动铰顶止水，材料为橡塑水封，底止水采用“Ⅰ”形橡胶止水；侧向支承采用简支式侧轮。闸门操作方式为动水启闭，并且具有局部开启泄流功能。启闭设备选用QHSY2×2000kN/2×315kN液压启闭机，弧门吊点距6.0m。

1#泄洪洞工作弧门门体高10660m，宽10m，总重量121.1吨，门叶共分为上下两节，属于超大型闸门类型。

门叶最大运输单元尺寸约10.5m×5m×2.4m，最大运输单元重量约65t；支铰为整体到货，重量约为32t，单个支臂也分为2个运输单元，支臂最大运输单元重量约30t。弧门安装在洞内进行，支铰安装位置为斜面，角度约33°。支铰与支臂整体重量为67.1t，截止目前为国内安装的最大的潜孔式弧门。

因为泄洪洞内施工空间狭小，无法采用汽车吊进行常规吊装。应用上述技术在泄洪洞内完成安装，至今已运行发电一年余，各项指标正常，无不良情况反映。

超大型弧门洞内安装施工，为闸门安装中最复杂的一种。本次施工采用“土”办法辅助吊装，有效解决了汽车吊不能就位的难题，为同类安装工程积累了经验、值得同类施工借鉴。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种超大型弧门洞内安装的吊装方法，其特征在于：包括如下步骤：在洞顶、起重平台支撑梁、侧壁合适位置预埋锚钩作为固定吊点，通过配置滑轮组、起重倒链、卷扬机，作为辅助吊装的手段使用，配合汽车吊进行吊装；

采取将支铰装置与支臂先连接成一体，通过在支臂前端增加配重，改变整体组件的重心位置，使重心向前偏移到距离支铰上端面5.5m位置，从而避开了支铰安装位置上方反坡段的干扰，保证了吊装作业空间的需要，在吊装支铰与支臂前，提前设计制作好支撑架放置在支铰下方位置，作为工作平台使用，方便作业人员的站位和安装过程的找正、就位、调整、固定；

还包括如下步骤：

1)测量放线：对洞内有效空间的测量与安装基准测量放线，吊点布置和吊装器具就位；

2)埋件安装：包括底坎、侧轨、钢衬安装、门楣安装和弧门支铰埋件安装；

3)支铰与支臂组拼；采取支铰与支臂在底部平台组拼后整体吊装的方式，利用在洞内布置的一台5t卷扬机，先将洞口处的支铰装置托运至洞内，再将支臂组件托运至洞内，摆放在搭设好的组拼场地拼装；

用180t汽车吊将支铰、支臂立起并进行临时支撑；

4)支铰与支臂的整体吊装：

支臂安装时，先安装好一侧支臂支铰，之后利用反坡段洞顶布置的锚钩，采用起重导链进行挂起，悬挂在空中，腾出地面作业场地；汽车吊移位到合适位置，再进行另一侧支臂支铰的吊装；

在下支腿的前端增加配重，吊点选择在距离支铰上端面合适距离，通过增加配重使支臂、支铰整体部件的重心向前偏移，保证了在吊装过程中，汽车吊把杆的作业空间；根据重力矩平衡原理：M配+M左＝M右，由此计算出支臂前下端增加配重的重量，实现支臂连同支铰整体吊起并让其倾斜到要求角度，从而方便穿入支铰的预埋螺栓；

180t汽车吊移动到规划位置后伸展支腿固定，工作平台布置到支铰安装位置下方，将右侧支铰支臂增加配重进行试吊装确认，作业人员站位在平台；

起重工指挥汽车吊主臂缓慢伸长，铰座螺栓孔沿安装角度倾斜上升，在平台上作业人员的辅助下穿入预埋螺栓，安装螺母后将铰座提升到基础座板位置；

右侧支臂安装完毕后，通过洞顶反坡段预埋锚钩上布置的起重导链挂起并锁定，腾出地面作业场地便于汽车吊站位，再进行左侧支臂支铰的吊装；

右侧支臂挂起后，下端距地高度大于汽车吊自身高度；

安装完毕后，将左侧的支臂挂起；通过上方预埋锚钩采用起重导链将支臂挂起；5)弧门门叶安装：

安装门叶时，先将上节门叶运输到洞内，利用布置在启闭平台大梁上的锚钩作为吊点，利用卷扬机将上节门叶吊起悬挂在空中并加以固定，腾出地面作业场地；然后将下节门叶运至洞内安装位置进行安装，等下节门叶安装好之后，再落下上节门叶就位组拼，从而完成整个门叶的拼装，之后，再操作起重吊链落下悬挂的支臂，与门叶完成组拼；

弧门门叶分上、下两节，采用在闸室内进行整体拼装的方式；

将上节门叶面板朝下放置在输送台车上，利用洞内布置的5t卷扬机从上游洞口拖入闸室安装位置；

利用锚钩上挂载滑轮组、起重导链、并通过洞底安装的导向滑轮、5t卷扬机，将上节门叶上端提起，利用洞口上方前壁设置的锚钩布置起重导链、拉紧器将上节门叶固定到上方空中；

为避免门叶与支臂发生干涉，门叶向上游方向倾斜一定角度，待支臂下落至安装位置后，再将门叶摆正；

按同样方法运输、吊装下节门叶，将下节门叶拖入洞内，立起、调整好位置并进行支撑固定，门叶就位后，在门叶上游侧底坎上焊接挡块，防止门叶下滑移动；

缓缓落下上节门叶与下节门叶安装，四周定位板完全吻合后打入定位销，将两节门叶用高强度螺栓连接把紧，使门叶形成一个整体；

将支臂缓缓落下与门叶安装，门叶与支臂连接后，进行弧门液压启闭机的安装，液压启闭机调试好后，将液压油缸吊头与门叶连接，操作液压启闭机上下启闭门叶。

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