CN115434292A - 高水头电站充压式水封现场拆装施工方法 - Google Patents

Abstract

一种高水头电站充压式水封现场拆装施工方法,主要通过前期准备、流道排水后、水封压板拆除后、新水封吊装后和水封验收后的多个步骤，其中主要通过新水封粘接步骤和新水封吊装步骤，研究出了水封现场拆装施工工艺，该施工工艺操作流程简单方便，提高了劳动效率，成本低廉，实用性好，在同类型电站尤其是在高水头泄洪设施充压式水封现场拆装作业中有很高的推广和借鉴意义，具备在水电行业中广泛推广价值。

Description

高水头电站充压式水封现场拆装施工方法

技术领域

本发明属于水电站冲压式水封拆装技术领域，涉及一种高水头电站充压式水封现场拆装施工方法。

背景技术

高水头电站泄洪设施中，在大坝本体上会分层设置各种泄洪挡水设施，主要用于大坝洪水排泄和挡水蓄能作用，当流域处于汛期时节上游来水较大时，用于排泄多余的江水，当枯水期上游来水较小时，用于挡水蓄能，从而控制库区上游水位在合理的安全高度，保证水电站工程安全运行。其中对于高水头泄洪形式的泄洪设施，其密封件的有效密封关系到泄洪设施的运行安全。

目前，泄洪设施与水工建筑物之间的密封止水一般采用常规橡胶水封进行密封止水，但对于高水头泄洪设施则需要采用具备充压、泄压功能的特殊橡胶水封，才能有效密封止水，对于橡胶产品来说，有使用寿命年限的限制，加上常年浸泡在水里，会加速老化，失去其密封性能，因此高水头泄洪设施充压式水封的定期更换就显得非常重要，而在高拱坝复杂环境中开展充压式水封现场拆装是我们维护人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高水头电站充压式水封现场拆装施工方法，能够缩短工期，减少设备拆装工作量及施工操作难度，降低作业安全风险，提高检修质量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高水头电站充压式水封现场拆装施工方法，它包括如下步骤：

S1，前期准保包括泄洪设施退出运行、安全防护搭设、转运吊具安装和通道打开及临时爬梯搭设；

S2，流道排水后，依次进行悬空防护平台搭设、承重检修平台搭设、临时爬梯拆除、辅助吊点安装和安全措施验收；

S3，水封压板拆除后，依次进行旧水封拆除、水封基座清理和新水封粘接；

S4，新水封吊装后，依次进行新水封调整、水封压板回装和辅助吊点拆除；

S5，水封验收后，依次进行水封调试、临时爬梯搭设、承重检修平台拆除、悬空防护平台拆除、临时爬梯拆除和安全防护拆除。

本发明的主要有益效果在于：

研究出了高水头电站充压式水封现场拆装施工，该施工操作流程简单方便，提高了劳动效率，成本低廉。

实用性好，在同类型电站尤其是在高水头泄洪设施充压式水封现场拆装作业中有很高的推广和借鉴意义，具备在水电行业中广泛推广价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明临时爬梯的搭设示意图。

图2为本发明流道的排水示意图。

图3为本发明流道出口悬空防护平台的结构示意图。

图4为本发明流道出口承重检修平台搭设结构示意图。

图5为本发明新水封吊运支承框架及水封捆扎示意图。

图6为本发明水封装置安装示意图。

图7为本发明高水头电站充压式水封现场拆装施工状态图。

图8为本发明高水头电站充压式水封现场拆装施工布置图。

图9为本发明充压式水封安装尺寸及性能质量标准。

图10为本发明充压式水封试验质量标准。

具体实施方式

如图1~图10中，一种高水头电站充压式水封现场拆装施工方法，它包括如下步骤：

泄洪设施退出运行步骤中：将需要更换充压式水封的泄洪设施退出运行，并全关对应的进水口检修门0，确保该泄洪设施能开展检修作业。

安全防护搭设步骤中：在大坝EL.527m深孔启闭机泵房4内的闸门进人孔口位置搭设安全隔离围栏，在爬梯上下通行部位安装防坠落设备，在EL.507m工作弧门胸墙临边部位搭设隔离围栏，使弧门胸腔悬空部位全部有效防护，确保人员在该区域内工作和通行安全。

转运吊具安装步骤中：在深孔坝后桥EL.527高程处安装检修期间转运物资的临时辅助吊具7，方便泄洪流道部位检修所需物资材料的上下转运。

通道打开步骤中：通过液压启闭机6将深孔工作弧门8开启至上极限位，将液压启闭机油杆腔通油球阀关闭，并做好设备防动措施，防止人员误动，为后续人员通行预留出通行间隙。

临时爬梯搭设步骤中：具体方法是在深孔胸腔EL.507m高程处靠充压水封边墙部位安装爬梯固定基础杆9-1，然后再将制作好的临时爬梯9-2安装并固定在基础杆上，后续将爬梯9-2逐节悬挂的挂接方式安放在充压式水封装置压板11-3上，从而完成胸腔EL.507m高程至流道出口EL.499.5m高程段的临时通道搭设，方便工作人员上下通行。

流道排水步骤中：具体方法是，在采用潜水泵13-2通过排水管13-5先将流道内较深的积水13抽排至水位下降到流道底坎平段部位，在流道平段部位搭设挡水围堰13-4，用于截挡上游检修门0的渗漏水，然后在将潜水泵13-2放置在挡水围堰13-4的上游侧，通过水位计13-3自动控制排水系统13-1对潜水泵13-2进行自动启停，从而将挡水围堰13-4前的渗漏水进行有效抽排，确保流道出口部位作业安全。

悬空防护平台搭设步骤中：具体方法是在流道出口部位搭建悬空防护平台12，即是在悬空斜面上采用化学锚固的方式安装平台基础螺纹座，然后将可调的三角形支撑架12-1通过螺栓连接方式固定在基础螺纹座上，通过调节螺栓12-3调节三角架12-1水平杆的水平度和立柱的垂直度，将支撑横梁安装在水平杆上形成平台的主要结构框架，然后再在支撑横梁上安装跳板12-4，在立柱上安装围栏立杆，通过横杆将围栏立杆连成一个整体，形成平台的安全围栏12-5，同时在立柱之间安装踢脚板12-2，确保人员在防护平台上作业活动过程中物件不会被提落至平台外面，确保作业平台的安全使用。

承重检修平台搭设步骤中：具体方法是在流道充压式水封安装部位的流道底板上采用碗扣式脚手架搭设承重检修平台10，由于该部位流道底板是上挑形式，所以脚手架底部支撑座需要采用角度可调的防滑底座，同时还应在流道两侧不锈钢钢衬墙上分层焊接脚手架水平支撑杆座板，水平支撑杆座板为不锈钢板，座板的四周边缘进行坡比修边处理，后续开展此类工作可重复利用，在搭建好的脚手架上再合理部位分层铺设检修跳板，为检修人员提供可靠的检修平台10-1。同时脚手架搭设时应考虑主要承重框架和护栏能实现快速拆分，即主要承重框架不能超出弧门上下运行区域，护栏能快速拆除，拆除围栏后工作弧门能进行开关运行，不影响后续水封试验的开展。

临时爬梯拆除步骤中：其方法是拆除在水封装置部位搭设的临时爬梯9，以满足后期旧水封的拆除和新水封的安装工作，临时爬梯9拆除后检修人员通行可通过承重检修平台10设置的爬梯进行上下通行。

辅助吊点安装步骤中：其方法是在工作弧门底部箱梁左、右排水口部位8-1处分别设置一个2t的手拉葫芦，用于顶部压板和水封的拆装；在弧门左、右支臂8-2上各布置一个2t的手拉葫芦，用于底部压板和水封的拆装。通过同侧上下两个手拉葫芦的配合使用，可完成左、右两侧压板和水封的拆装。

安全措施验收步骤中：主要验收步骤搭设的安全设施是否符合标准、规范要求，且上述措施需停工验收，验收合格后才能开展后续工作。

水封压板拆除步骤中：水封压板和螺栓的拆卸原则应遵循自上而下进行，压板螺栓拧下后应对压板采取防掉落措施，严禁敲打、磕碰压板，防止压板变形、损坏和镀锌防腐层的脱落。注意水封四个转角的压板待水封固定在吊装钢丝绳上后再进行拆除，防止充压水封滑落。水封压板拆卸之前应进行编号。拆卸时采用辅助吊点的手拉葫芦配合起吊，将其按顺序放置到承重检修平台上。

旧水封拆除步骤中：旧水封拆除，应注意拆除过程中整体滑落的风险，水封顶部需要用弧门底部安装的辅助吊点进行吊装，水封两侧中部采用弧门支臂安装的辅助吊点进行吊装，同时操作4个手拉弧门将水封吊离水封基座，然后缓缓将其放置到流道出口部位。

水封基座清理步骤中：旧水封拆卸后立即对水封基座上的泄压排水孔、充压孔、排气孔进行封堵，防止杂物进去堵住管路。清理水封基座充压、泄压水道内的水垢及浮锈，清理基座螺栓孔，保证后续压板紧固螺栓连接良好。

新水封粘接步骤中：要求严格按照技术要求工艺执行，不得擅自改变粘接办法及要求，具体方法是:

材料准备：硫化机、磨具、4条带转角的充压泄压水封、纯天然生橡胶片、锉刀、锯条等辅件；纯天然生橡胶片的含胶量大于60%。

检验硫化机：通电后检查器温升是否正常；

橡胶水封端部应按图纸所需的尺寸切平，切除时要扣减加生橡胶片对接的厚度，留去一定的偏差余量，也即是取负值；断面形成之后，应用锉刀将断面挫毛，以增加粘贴接触面积，增强水封粘接；

制作胶浆：制作胶浆方式为将纯天然橡胶片打碎后与汽油或二甲苯溶合，胶料：溶剂重量比为1:3，经过约2h膨胀后搅拌成浆糊状；

涂胶浆：首先清洗水封的切割断面，将胶浆均匀涂刷在断面上，涂刷两边，每次涂刷之后应充分晾干；

加压对接：将生橡胶片剪切成水封断面形状，厚度总体在2-3mm，放置于水封连接处，同时将水封向接头处顶紧，保证胶料完全能溶合在断面处，合上磨具，加压；

加热硫化：磨具加压设置为10MPa，温度在150℃内，硫化时间控制在1h以内；硫化完成后接头应粘接牢靠，无裂口，无海绵、凸起和凹面不超过0.5mm。

新水封吊装步骤中：将粘接好的新水封绑扎固定在专用框型工装支架上，防止吊装过程中水封因受力不均而发生撕裂现象，再使用汽车吊将固定在水封吊架上的新水封直接吊装至流道出口部位，再通过辅助吊点进行倒钩操作，确保新水封能平稳进入水封基座内。施工部位涉及高空和临边作业，施工前需做好防护措施。具体方法如下:

制作支撑框架:吊装前，先制作水封吊装保护支撑框架，支承框架材料选用10#槽钢制作加工而成，通过螺栓现场组装成需要的框架形状。为使水封顺利进入门槽，支承框架宽度应小于门槽宽度，优选以4m~4.5m为宜，高度略大于侧水封长度的一半；

支撑框架防护：采用橡胶皮对制作好的水封吊装保护支撑框架进行缠绕防护，避免水封与支撑架接触受损；

捆扎水封：水封绑扎分为两部分，即上半部分与支撑框架的绑扎和下半部分悬挂方式的绑扎，具体绑扎样式详见图1水封吊运支承框架及水封捆扎示意图，水封与框架采用松紧带牢固捆扎，每处捆扎点位应安装水封保护套，避免水封受压损伤，且捆扎水封时水封底面，也即是与埋件的配合面朝外，便于水封就位后去除框架的工作。同时，水封除与框架绑扎外，还需要纵向节点之间固定连接，以免吊装时候绑扎处滑移。

辅助绳索安装：需要提前安装好倒钩吊带和缆空绳，在水封支撑框架上端的吊耳上安装两根后续倒钩的吊带，在水封支撑框架的下端横杆上绑扎两根缆空绳，用于后续吊装过程中调整框架姿态，确保框架能顺利进入流道孔口内；

水封吊装翻身：将绑扎好的水封由水平姿态通过抬吊方式变为竖直状态，方便后续向坝后吊装，现场在坝顶采用两个汽车吊，优选主吊50t汽车吊和辅吊25t汽车吊，通过抬吊的方式缓缓将水封太高，主吊50t汽车吊勾住水封支撑框架的上端吊点，辅吊25t汽车吊勾住水封支撑框架下端横杆上，起吊开始时同时向上抬起水封支撑框架，将绑扎好的框架吊起离开地面，注意不能弯折水封，起升到一定高度后，主吊钩缓慢提升使水封框架段缓缓向上提升，同时在辅吊配合下让水封橡皮下段自由端逐渐展开至下端接近地面，最终用主吊汽车吊起升到一定高度后，松开辅吊车的两个临时吊点，由主吊汽车吊吊起，利用捆扎在水封框上的缆空绳调整框架的空中位置方向，到位后边调整边缓慢顺孔洞下落；

水封吊装倒钩:当水封吊装至接近工作面上空后，利用缆空绳将其斜拉至流道出口工作面。下部的自由端水封能顺利进入水封安装面，然后利用弧门左、右支臂上各布置的一个2t的手拉葫芦挂将水封进行倒钩操作，退出汽车吊的主吊功能，然后在通过4个手拉葫芦采用抬吊的方式将水封放置在水封基座上，该项工作施工部位涉及高空和临边作业，施工前需做好防护措施；

水封固定：水封框架进入闸室后，通过水封压板工装，临时将水封11-2固定在水封基座11-1上，固定完成后，拆除水封支撑框架，通过汽车吊将其吊出至大坝坝顶，完成本次水封吊装工作。

新水封调整步骤中：水封在基座内应保证橡胶水封无外力、无扭曲、无变形的情况下放入底座内。可以利用弧门布置的4个2t的手拉葫芦进行局部调整，确保水封平摊在对水封基座上。

水封压板回装步骤中：通过辅助吊点将水封压板11-3起吊至安装部位，每块压板的安装应采取螺栓从中间向两边压紧的方式进行，内、外侧压板的安装需使用多组工装并配合千斤顶将压板压平至符合图纸尺寸和技术要求。待所有水封安装完成之后，自下而上用电动扳手拧紧螺栓，全部拧紧之后，再用手动扳手检查拧紧是否可靠。每颗螺栓的拧紧力矩应保持一致，并达到高强螺栓扭矩标准要求。

辅助吊点拆除步骤中：拆除闸门本体上安装的4个辅助吊点，防止后续闭门做实验发生卡阻和干涩。

水封验收步骤中：对安装完成后的充压式水封的安装尺寸及性能进行检查，如图9，尺寸性能检查合格后，将工作弧门全关后对充压式水封进行压力试验，如图10，试验合格后方能投入使用。

水封调试步骤中：在水封现地柜的触摸屏上点击自动排水泄压和自动充水保压按钮，观察各机构运行是否正常，主要是调试水封系统和液压启闭机系统联动功能，确保现地、远方操作均能正常运行，系统各报警值设置正确，系统压力值正常。

临时爬梯搭设步骤中：在水封基座部位搭设人员通行的临时爬梯，保障作业人员在流道与闸门胸墙平台的安全通行。

承重检修平台拆除步骤中：拆除在泄洪流道水封安装部位满搭的承重检修平台，清理流道作业面。

悬空防护平台拆除步骤中：拆除在泄洪流道出口部位搭设悬空防护平台，并做好平台基础座螺纹孔的防护。

临时爬梯拆除步骤中：拆除第二次在水封基座部位搭设的临时爬梯通道，保证弧型工作门启闭通道无障碍物。

安全防护拆除步骤中：当所有工作完成后，需要拆除前期搭设的安全防护，恢复至工作前的状态。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高水头电站充压式水封现场拆装施工方法，其特征是：它包括如下步骤：

S1，前期准保包括泄洪设施退出运行、安全防护搭设、转运吊具安装和通道打开及临时爬梯搭设；

S2，流道排水后，依次进行悬空防护平台搭设、承重检修平台搭设、临时爬梯拆除、辅助吊点安装和安全措施验收；

S3，水封压板拆除后，依次进行旧水封拆除、水封基座清理和新水封粘接；

S4，新水封吊装后，依次进行新水封调整、水封压板回装和辅助吊点拆除；

S5，水封验收后，依次进行水封调试、临时爬梯搭设、承重检修平台拆除、悬空防护平台拆除、临时爬梯拆除和安全防护拆除。

2.根据权利要求1所述的高水头电站充压式水封现场拆装施工方法，其特征是：在步骤1中，泄洪设施退出运行，将需要更换充压式水封的泄洪设施退出运行，并全关对应的进水口检修门，确保该泄洪设施能开展检修作业；安全防护搭设，在大坝启闭机泵房闸门进人孔口位置搭设安全隔离围栏，在爬梯上下通行部位安装防坠落设备，并对打开的孔口、临边部位搭建临时隔离围栏，实现对检修区域内作业部位的有效保护；转运吊具安装，在大坝坝后桥被检修的泄洪孔口正上方安装转运吊具，用于检修物资的上下转运；通道打开，将弧门开度启升至上极限位，确保弧门底部与流道孔口门楣之间保持一定开度间隙，方便后续检修人员在该间隙中通行；临时爬梯搭设，在弧门与流道孔口门楣间隙部位和充压式水封基座上搭设临时爬梯通道，方便检修人员前期施工准备期人员上下通行。

3.根据权利要求1所述的高水头电站充压式水封现场拆装施工方法，其特征是：在步骤2中，流道排水，由于泄洪流道出口为上调形式，流道内残存较多的江水，同时上游检修门由于密封不严，也会产生渗漏水，从而影响检修项目工作的顺利开展，为此需将流道内的积水进行抽排，并在检修区域上游侧流道部位搭设挡水围堰，截住事故闸门的渗漏水，在通过水泵进行抽排，确保流道内无积水，便于检修人员在流道出口部位进行水封更换作业；悬空防护平台搭设，在泄洪流道出口悬空部位搭设安全防护平台，确保检修区域安全；承重检修平台搭设，在流道水封安装部位满搭多层承重检修平台，为检修人员提供安全可靠的平台，且每层之间搭设人员上下行走通道，方便检修人员上下通行；临时爬梯拆除，拆除前期在水封基座部位搭设的临时爬梯通道，为后续水封更换清除障碍物；辅助吊点安装，由于流道出口部位充压式水封基座是圆弧形状，且在坝体内部，导致外部起吊设备无法对该项检修工作进行辅助起吊，需要在闸门本体上设置相应的基础吊点，通过悬挂手拉葫芦为后续水封压板和新、旧水封的拆装提供起吊辅助；安全措施验收，对上述人员及设备安全防护装置进行验收，验收合格后才能投入使用。

4.根据权利要求1所述的高水头电站充压式水封现场拆装施工方法，其特征是：在步骤3中，水封压板拆除，由于每块水封压板重量较大，本体两端头部位处均设有吊装螺孔，在拆除充压式水封的压板前，应在压板两端头部位安装吊环，通过手拉葫芦将其悬吊预紧，拧松压板紧固螺栓，缓缓晃动压板，使其脱离水封基座，再通手拉葫芦缓缓放置在承重检修平台上；在使用完成后将螺孔注满黄油；旧水封拆除，拆除水封基座上旧水封，通过辅助吊点起吊一定高度后，在合适的位置进行割断分解处理，然后通过坝后起吊设备将其吊装至坝后桥部位；水封基座清理，清理水封基座充压、泄压水道内的水垢及浮锈，保证充压、泄压水道干净，不会因杂物堵塞阀芯；清理基座螺栓孔，保证后续压板紧固螺栓连接良好；新水封粘接，在大坝坝顶空旷部位将单条形的充压式水封按尺寸粘接成口字型的框型水封，其粘接流程为：下料—端部切平－锉毛－涂胶浆－模具预热－加胶对接－加压－加热硫化－卸模。

5.根据权利要求1所述的高水头电站充压式水封现场拆装施工方法，其特征是：在步骤4中，新水封吊装，将粘接好的新水封绑扎固定在专用框型工装支架上，防止吊装过程中水封因受力不均而发生撕裂现象，再使用汽车吊将固定在水封吊架上的新水封直接吊装至流道出口部位，再通过辅助吊点进行倒钩操作，确保新水封能平稳进入水封基座内；新水封调整，通过各个部位的辅助吊点对水封进行局部起吊移动，确保水封各处压缩量保持一致；水封压板回装，通过辅助吊点将水封压板起吊至安装部位，通过螺栓与水封基座连接，采用力矩扳手多次进行紧固，确保螺栓受力均匀；辅助吊点拆除，拆除闸门本体上安装的辅助吊点，防止后续闭门做实验发生卡阻和干涩。

6.根据权利要求1所述的高水头电站充压式水封现场拆装施工方法，其特征是： 在步骤5中，水封验收，对安装完成后的充压式水封的安装尺寸及性能进行检查，尺寸性能检查合格后，将工作弧门全关后对充压式水封进行压力试验，试验合格后方能投入使用；水封调试，主要是调试水封系统和液压启闭机系统联动功能，确保现地、远方操作均能正常运行，系统各报警值设置正确，系统压力值正常；临时爬梯搭设，在更换好后的充压泄压水封的基座部位第二次搭设人员通行的临时爬梯，保障作业人员在流道与闸门胸墙平台的安全通行；承重检修平台拆除，拆除在泄洪流道水封安装部位满搭的承重检修平台，清理流道作业面；悬空防护平台拆除，拆除在泄洪流道出口部位搭设悬空防护平台，并做好平台基础座螺纹孔的防护；临时爬梯拆除，拆除第二次在水封基座部位搭设的临时爬梯通道，保证弧型工作门启闭通道无障碍物；安全防护拆除，当所有工作完成后，需要拆除前期搭设的安全防护，恢复至工作前的状态。

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