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商洛市二龙山水库左岸底孔应急除险工程施工技术

陈创 张天军 王峰
  
中建知仓
2021年7期
中国水电建设集团十五工程局有限公司 陕西西安 710065

摘要:本文对商洛市二龙山水库左岸底孔应急除险工程施工进行了详细说明,重点说明了检修闸门提升以及更换启闭机,钢架现场拼装焊接,临时封堵闸门安装和拆除等工程施工的全过程。为同类的水库应急除险提供了很好的借鉴。

关键词:液压千斤顶辅助提门;龙门架吊装系统;临时封堵闸门

一、工程概况

1.1概述

二龙山水库工程位于秦岭南麓长江二级支流的丹江上游,距商洛市区4公里,原设计是一座以防洪、发电、灌溉、城区供水等综合效益为一体具有年调节能力的中型水库工程。随着社会经济及城市规模发展的需要,现水库功能主要是以城市供水为主。水库总库容8100万m3,有效库容5700万m3,控制流域面积965km2。水库于1974年正式蓄水投入运行。随着四十多年来的运行,工程设施逐渐老化。自2001年开始,又相继实施了左岸泄水底孔的增设、坝体上游防渗面板裂缝的修补、坝基固结灌浆和坝体补强灌浆、左坝肩防渗补漏、金属结构更换、大坝安全自动化监测、布设洪水调度系统等工程项目,2005年加固工程竣工验收。2019年9月18日,底孔泄洪发生工作弧门故障。

1.2工程布置

水库枢纽由浆砌石重力坝左右岸放水冲沙底孔、发电站引水隧洞、水力发电站、灌溉渠道、城市供水涵管六大部分组成。大坝正常蓄水位765m,原设计汛期限制水位762.5m,电站总装机3×1500kW。

大坝为浆砌石重力坝,坝高63.7m、坝长152m、坝顶高程771.7m、坝顶宽度7m,底宽56m。其中溢流坝段长60m,溢流堰顶高程765m,非溢流坝段总长92m(左岸长48m,右岸长44m)。

右岸挡水坝723.75m高程处设有排沙底孔,最大泄量133m3/s。

引水式电站厂房设在枢纽左岸,发电引水隧洞长150m。最大引水流量24.3m3/s。

新增左岸泄水排沙底孔利用原左岸一级横向廊道改建而成,进口底板高程724.25m,出口挑流鼻坎高程为724.74m,全长69.789m。进水塔采用钢筋混凝土箱形结构,和大坝分离。塔内布置有一扇2m×3.136m-46.34m的平面检修闸门和2m×2.4m-46.34m的弧形工作闸门。

二、施工内容

拆除并更换左岸工作弧门和检修(事故)平门,启闭机检修平台加固以及更换启闭机,事故门槽混凝土及主轨安装,左右侧墙、底板混凝土蜂窝、麻面的修补处理工程等。

三、施工方案

3.1施工工序

左岸底孔应急除险工程施工工序:拆除原弧形工作闸门、液压启闭机→弧门支铰埋件安装→ 启闭机平台梁加固 → 弧门、液压启闭机的安装、调试→ 拆除原检修闸门、卷扬机→ 启闭机房龙门架吊装系统、钢平台安装→临时封堵闸门安装→ 门槽施工→事故闸门、卷扬机安装→封堵闸门拆除→坝顶启闭机房恢复施工。

3.2施工方法

(1)拆除检修门、卷扬机

1)施工准备

将检修闸门下游原加固支撑割除,割除完成后将左岸泄洪洞下游交通桥拆除。

2)检修门槽淤泥清理

用高压水枪或空压机对检修门槽闸门顶部淤泥进行扰动,淤泥扰动完成后观察充水阀排泥、排水情况。用泥浆泵对门槽进行抽泥排至溢洪道下游。

3)加固检修闸门,安装千斤顶

按照5月31日下午业主、监理、施工会议研究决定,采用钢板对检修闸门下游侧横梁、隔板等部位进行加固,加工倒挂千斤顶支撑件后安装100t液压千斤顶,千斤顶行程400mm。设计单位现场对检修闸门千斤顶支撑部位进行受力计算复核,施工单位根据设计单位复核结果进行充水提检修闸门。

检修闸门左右侧各安装1台,液压千斤顶泵站安装在坝顶启闭机房771.7平台,千斤顶管路顺排气管安装。

4)关闭弧门进行充水

关闭弧形工作闸门,采用高扬程水泵从上游排气孔和测压管同时进行注水,注水满后开始提检修门。

5)提检修门

弧门上游充水完成,同时启动卷扬机和千斤顶液压泵站,检修门提起闸室地板后缓慢提升至检修门槽锁定,用氧气将检修门切割成两块后吊出闸室。

6)拆除卷扬机

原固定式卷扬机将卷筒、减速机、控制器等设备分件拆除采用启闭机房5t电葫芦运出闸室。

启闭机房龙门架吊装系统、钢平台现场拼装焊接

在启闭机房上游侧安装两台2*125KN-50m临时起吊设备,临时起吊设备主要由起升机构、轨道、门架及基础构件组成。临时起吊设备吊装系统和组装平台施工前需进行安全复核。

临时起吊设备采用手拉葫芦进行安装。2*125KN-50m临时起吊设备长度约3m,坝顶启闭机房吊装设备门架采用40b工字钢进行加工,门架轨道采用56a工字钢,轨道需向启闭机房上游伸出3.5m,门架基础与启闭机房闸墩、边墙基础采用Φ30锚杆锚固,植筋胶锚固深度600mm。临时起吊设备用于移动、安装封堵闸门。 临时起吊设备吊装门架、钢平台等采用型钢焊接组成。

临时封堵闸门安装

封堵闸门安装前对闸室上游安装部位用高压水枪进行冲洗,确保封堵闸门封水效果完好。对于混凝土表面原预留钢筋头用切割机进行打磨、切除。对封堵闸门工作面混凝土进行打磨处理。

封堵闸门4.3*6m,分上、中、下三节,从下向上高度依次为1.5、2、2.5m。为保证启闭机房整体稳定,上游墙中部圈梁未进行拆除。由于闸室起吊高度有限,在门架左右两侧各布设1台20t手拉葫芦、中间布设1套10t手拉葫芦配合起吊设备进行吊装。

将下节闸门吊装至高程771.7m钢平台用锁定梁临时锁定,按照闸门组装顺序将中闸门吊装钢平台处进行组装时,按照厂家所做的组装标记,将中节门叶缓缓吊入,套入下节门叶,第一、二节闸门组装好后测量平整度、几何尺寸等,符合要求后进行焊缝焊接。

闸门焊接时,焊工由中间向两侧分段焊接,所有焊工应同时施焊,其焊接使用的焊条直径、电流强度、焊接层次、焊接速度及焊接方位都应力求一致。长度大于1米的焊缝应采取从中央反向分段退焊法,以减小焊接变形,每段长度以150~300mm为宜。焊接时,采用多层多道焊时,层间接头应错开30mm以上,每层均应清除熔渣、焊瘤、飞溅物。

临时封堵闸门中、下节组装、焊接完成后进行吊装上节闸门,将上节吊装至高程771.7m钢平台按照制作标记进行组装。组装完成复查整体闸门的平整度、几何尺寸等,符合规范要求后进行焊缝焊接。

临时封堵闸门用两台125KN起吊设备将闸门吊装至闸室上游进行安装。封堵闸门底部安装高程723.75m,顶部高程729.75m。封堵闸门下节门体中部两侧各安装1台DN150手动闸阀,用于施工期进行排沙和启门时充水平压。封堵闸门吊装到位后,在封堵门下游侧焊接吊耳用4个5t手拉葫芦固定在闸室门槽埋件上。闸门上游水封外侧用棉被塞实,防止渗水。在封堵闸门两侧各增加φ26钢丝绳悬挂在坝顶启闭机房上游侧的临时钢架顶部,钢丝绳顶部用20t手拉葫芦固定,闸门拆除时用钢丝绳辅助提门。

四、结束语

二龙山水库除险工程中,既有老旧混凝土的粘钢加固、化学锚栓、不锈钢镶护等混凝土修复加固技术,还有悬挑的钢架提升、临时闸门的水下封堵和拆除、液压紧急提升闸门技术,为泥沙淤积型水库的抢险工程施工积累了宝贵的经验。

参考文献:

[1]《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》(GB/T14173-2008));

[2]《钢结构设计规范》(GB50017-2014);

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