人字门安装调试技术

三峡永久船闸人字门安装一、概述三峡永久船闸为双线五级船闸，布置在三峡水利枢纽左岸坛子岭左侧，分南北两线，中心相距94米。

紧靠岸坡的为北线，靠江的为南线，每线船闸主体段由六个闸首与五个闸室组成，每个闸室有效面积为34×284米，船闸总长为1621米，上下游闸首落差75.3米。

双线船闸的每线船闸均有五个闸室，六个闸首，每个闸首布置有2扇人字门，六个闸首的人字门分为2种门高，一至四闸首的门高为38.5m，第五和第六闸首的门高为37.5m。

二、人字门门叶运输、吊装每扇人字门在制造厂都按12个分段，重量在55.0～93.0t之间，其中底节门叶最重为93.0t。

门叶在堆放场装车采用400t汽车吊，用100t平板车采用平运的方式，沿指定的路线运输到闸墩位置，由布置在闸墩上的一台400t汽车吊和一台200t配合抬吊翻身，然后用400t汽车吊将门叶吊装到安装位置。

三、人字闸门主要技术参数各闸首人字闸门的主要技术参数见表1-1。

表1-1 人字闸门的主要技术参数表四、人字闸门安装难点及对策三峡永久船闸人字门，具有结构尺寸大、重量大、挡水高度大，安装精度和焊接质量要求高的总体特点。

从拼焊的角度来看，有三个特点：一是门叶的平面尺寸大而厚度小，属薄壁型焊接结构，焊接变形控制难度大；二是单扇门叶由多节拼焊而成，拼焊截面多，焊接工程量大，影响焊接质量因素多，对焊接工艺实施过程控制要求严格；三是门叶为悬挂式薄板结构，变形自由度大，在要求保证焊缝质量，减少焊接变形的同时，努力将门叶的焊接应力降到最低，以减少门叶因长久运行而导致过大的时效变形。

根据上述特点和质量要求，人字门安装拼焊在与闸室中心成12度夹角位置，采取拼装一节、加固一节、焊接一节的方式进行，使每一拼焊断面上的焊缝在上节门叶处于无强制的自由状态下焊接，同时依据焊接工艺评定、以往焊接经验确定的焊接程序、预防焊接变形措施和焊缝预热、焊后消除应力等具体焊接工艺，以确保人字门安装质量。

门叶组装、焊接完成后，进行门体附件及启闭机系统安装。

五、人字门安装施工措施5.1人字闸门安装流程人字门的安装工作围包括：各分段的直立总拼装、配合制造厂对顶枢现场镗孔、背拉杆的安装和调试、防护梁的安装、支枕垫块的安装和垫层灌注、止水橡皮的安装以及其它部件如导卡、锁定、限位装置等的安装。

人字门系统安装流程见下。

安装前技术准备→安装场地清理及施工设备布置→埋件样点设置→底枢、支枕垫埋件安装和砼回填→吊装、加固底部第一节人字门→依次组装、调整焊接第二节直到十二节人字门→顶枢拉架埋件安装、拉架锚杆拉、二期砼回填→顶枢镗孔（启闭机开始安装）→复测顶枢和A、B拉杆中心→ A、B 拉杆安装→顶枢连轴→背拉杆安装调整→支垫块吊装→拆除底部支承→门叶转动来检测、调整旋转轴线→门体合拢后调整支枕垫间隙→支枕垫浇灌环氧沙浆、底止水埋件安装及回填砼→人字门与液压启闭机连轴→安装其它附件及防腐→无水调试→有水调试→验收交接5.2人字门安装主要步骤人字门安装过程按照以下主要步骤进行：第一步：安装前准备，主要包括施工组织准备、焊接工艺评定、环氧沙浆试验、编写施工工艺、技术交底、施工机械和施工检测仪器的准备、安装场地清理、制作承重钢梁、安装样点放设、设备到货清点和消缺处理等安装前的工作。

第二步：安装底枢、枕座和部分底坎埋件，检查合格后，回填二期砼。

第三步：当底枢埋件的二期砼达到设计强度后进行门叶组装。

采用400t汽车吊，将第一节门叶吊装到闸室，一端放在蘑菇头上，另一端放在两根承重钢梁上，钢梁上布置四台320t液压千斤顶，通过调整千斤顶，使门叶的垂直度、水平以及安装位置线满足要求后，将门叶采用φ168钢管与闸墙上的锚板焊接牢靠，接着吊装第二节门叶，调整第二节门叶的几何位置，满足要求，同样采用φ168钢管将门叶与闸墙上的锚板焊接牢靠，然后进行两节焊接。

利用同样方法组装第三到十二节门叶。

第四步：门叶安装焊接完成后，根据门叶安装后的实际高程和底枢中心点，放置顶枢中心点，配合厂家进行顶枢镗孔，然后安装顶枢埋件，并进行预应力锚杆拉。

同时进行液压启闭机系统的安装工作。

第五步：顶枢镗孔完成，顶枢埋件安装并回填二期砼，二期砼强度达到设计要求后，安装A、B拉杆并与门叶连轴。

第六步：背拉杆安装，并通过专用工具旋转调整螺母，采用应变仪检测，使背拉杆预应力调整到设计值。

第七步：拆除底部钢支承，门体采用临时卷扬机和滑轮组拖动旋转，使门叶来回全开、全关。

测量门叶跳动量，通过调整顶枢拉架锲块，来调整旋转中心垂直度，使门叶跳动量满足设计要求。

第八步：将门叶旋转，处于全关位置，调整支枕垫间隙，使其符合设计要求，当支枕垫间隙调整合格后，浇灌环氧沙浆。

第九步：底止水和底坎的安装，底坎安装合格后，回填二期砼。

第十步：在门体安装同时，进行液压启闭机系统安装，当门体安装完成，并进行环氧回填合格，液压启闭机系统空载调试完成后，连接油缸吊头和门体上的悬臂轴。

安装导卡、冲沙管、润滑系统、爬梯、栏杆、限位装置等附属件。

第十一步：进行单扇门叶的无水调试和两扇门叶的同步调试。

无水调试合格后，进行有水调试和系统联合调试。

第十二步：系统整体交接验收。

5.3埋件安装5.3.1安装样点设置由于人字门安装要求高，安装控制测量网点是设备安装几何位置控制的依据，样点放设和测量工作很关键。

首先将船闸系统测量网点，通过TC2003全站仪将测量控制点影射到闸室测量支墩上。

根据测量网点，布置人字门安装控制点，控制点放设在铁板上，铁板用膨胀螺栓固定在砼表面，对安装过程中将被覆盖的点线，采用平行四边形法，将其测放到可靠的位置，以便需要时恢复。

人字门及埋件的安装控制网点包括：六点五线。

其中点包括：左右人字门顶枢和底枢旋转中心点；左右门顶、底支承中心点；左右门轴线与闸室中心线交点；左右门合力线与闸室中心线交点。

其中线包括：闸室中心线；左右支承中心连线；左右旋转中心连线；顶、底枢支承中心垂线；顶、底枢旋转中心垂线；5.3.2底枢埋件安装控制首先用全站仪测放出底枢底座安装控制点线。

然后采用千斤顶、调节螺丝、水平仪等工具进行调整和控制。

底座安装合格后，将底枢进行配装，并校核底枢中心点的几何位置度，保证底枢中心控制点的偏差在设计规之。

5.3.3枕座埋件安装控制根据人字门安装控制网点，用全站仪测放出枕座安装控制点线。

先安装底节枕座，用全站仪检测位置度，通过千斤顶和法兰螺丝调整，使底座位置符合规和设计要求，组装和焊接调整丝杆，调整丝杆与一期插筋焊接完毕后，通过调整丝杆来精确调整底座工作面的位置度。

第二节枕座安装以下节为基础，将第二节枕座吊装到第一节上，使两节端部标明的中心线上下对齐，然后在上节枕座埋件顶部挂线锤，调整上节枕座。

调整检测合格后进行节间密封焊接。

按照上述方法逐一按照编号安装其余枕座。

枕座安装调整加固，检查合格后进行枕垫块的安装。

先安装底节垫块，通过调整螺栓，使垫块工作面底部对准放在底坎部件上的控制点，在垫块的顶部处挂线垂，以底部为基准，测量调整垫块的上下两点的垂直度，使其满足设计要求。

然后逐一安装其余枕垫块，上一节底部中心对准已经安装好的枕垫块中心，用塞尺检查结合面间隙。

调整完成后逐步紧固所有螺栓。

在浇筑二期砼前，对环氧回填间隙进行密封保护。

安装后，枕座上翼板外表面的位置度必须满足如图1的要求。

枕座块工作弧面的位置度必须满足图2的要求。

垫块位置公差满足上述要求的同时，还必须保证支枕支枕垫块两者连续紧密接触，接触面不得有大于0.15mm的连续间隙，局部间隙不大于0.3mm且长度不超过20mm，全长围局部间隙累计长度不超过200mm。

两相邻支枕垫端部的最大间隙及错位均不超过0.1mm。

图1图示25.3.4顶枢拉架安装顶枢装置的安装是在人字门门叶组装焊接完成，并进行顶枢镗孔后进行安装。

首先安装座架垫板，根据施工设计图和旋转中心，测放出底座垫板的控制点并放出高程控制点。

首先将垫板调整、焊接完成，然后复查里程和高程，最后进行联合检查。

然后安装A、B拉架。

根据施工设计图和旋转中心，测量放出拉架的安装控制点，安装高程由人字门实际安装高程确定。

拉架就位后，用千斤顶调整高程和水平，直到符合设计要求。

然后对拉架锚杆进行拉，使锚杆的预应力达到设计要求220N／mm2。

拉后复查A、B拉架高程、桩号。

最后将A、B拉杆一端与门叶顶枢轴连接，另一端与A、B拉架连接。

通过调整千斤顶，使A、B拉架轴线、高程符合要求，联合验收后，回填二期砼。

二期砼浇筑养护完成后，通过千斤顶精确调整A、B拉架轴线和高程，其中高程应以门叶组装焊接，并进行背拉杆调整合格后的门叶实际高程为基准。

5.3.5底坎埋件安装控制底坎部件由7件组成，安装分两个阶段进行，第一次在枕座埋件安装时，将与底座相连部分的底坎部件1安装并回填砼，底坎部件2～7安装是在人字门门叶组装、焊接、背拉杆调试、支枕垫安装及回填环氧沙浆，底止水橡皮安装后进行的。

底坎安装高程根据实际测量门体水封座高程及水封压缩量来确定。

首先将门叶处于全开位置，粗调底坎，使底坎位置和高程符合设计要求，将底坎加固。

然后将门处于全关位置来精确调整底坎高程，使之与底止水的间隙在0～2mm之间，然后将闸门打开，浇注二期砼。

5.4门叶组装与焊接5.4.1门叶组装前准备人字门第一节门叶吊装前应具备以下条件：a)人字门安装前，根据结构特点及其质量要求编制焊接工艺规程，对一、二类焊缝的焊接工艺，按DL/T5018规进行焊接工艺评定。

b)用于测量控制的基准线和基准点布置合理准确，对闸门安装后将被覆盖的点线，采用四边形法将其平移到合适的位置进行保护；c)底枢底座、蘑菇头安装并回填砼，二期砼养护达到设计强度；d)在人字门分节位置，已经预埋了锚板，该锚板的作用为人字门门叶在安装时加固，并在闸室底部布置两根支撑钢梁，在钢梁上布置4个320t的液压千斤顶，根据理论位置调整千斤顶顶面高程。

e)对门叶焊缝进行清扫，打磨。

标记出门叶的中心线、底主梁腹板中心线。

f)在厂家的指导下，现场安装底枢润滑装置。

g)将蘑菇头清扫干净，并涂上专用润滑油脂。

5.4.2门叶安装控制门叶安装位置为门轴线与闸墙边线的夹角为12°。

在门叶底节底部，门叶中心线两边各3.6m处的门叶支承点设置钢梁支撑，在钢梁上布置四个320t液压千斤顶，底主梁的调平用液压千斤顶进行。

采用400t汽车吊将第一节闸门门叶吊入闸室，落放在四个千斤顶支点上，保证四个支点的水平和高程。

在门叶吊装到蘑菇头与顶盖距离约500毫米时停住，采用钢尺测量顶盖与蘑菇头之间的间隙，保证间隙均匀后，缓慢落入蘑菇头上。

防止冲击破坏底枢自润滑轴瓦。

门叶吊入闸室后，调整液压千斤顶，并在门轴柱、斜接柱端板的中心线和门叶下游侧、面板中心等合适位置处，布置吊线锤，利用门轴柱和斜接柱端板上下的中心线，测量垂线到中心线的正向垂直距离和垂线到中心线的侧向垂直距离，保证端板上下中心线的相应两个方向的垂直距离数值差在规围，来控制门叶的两个方向的垂直度（测量方法见下示意图），利用面板和门叶下游侧的吊线锤进行辅助控制。