大坝金属结构包括泄洪表孔弧形闸门、中孔弧形闸门、中孔事故检修闸门和启闭机械设备制造、安装。
1.大坝表孔弧形闸门及液压启闭机
(1)表孔弧形闸门制造及安装
表孔弧门4孔,底坎高程为223.948m,孔口尺寸为14m×15m(宽×高),设计水头15.02m,曲率半径R=18m,总水压力17674.3kN,选用QHLY—Z×1600—7.7摇摆式液压启闭机启闭。门页主梁、支臂采用箱形梁结构,支铰为圆柱形支铰;门页4扇,单扇门页总重132.287t,材质为16Mn;门槽4孔,每孔自重6.541t。
闸门制造。根据闸门的技术要求和门页的结构特点,结合厂房、设备和自长沙运至江垭的运输能力,采用厂内制作构件,工地整体拼装的工艺方案。江垭工地索水桥右桥头附近平整出闸门组装场,场内设计制作了15m×16m坐标式可调节弧形胎模,在弧形胎模上组装焊接;场内还设置了闸门预组装平台,模拟闸门工作位置,利用500kN龙门吊、卷扬机等起重工具依次将支铰、支臂、分节门页起吊组装。组装检测合格后,按组装相反的顺序将闸门解体运至坝顶安装地点。
闸门安装包括弧门埋件安装。埋件安装按底槛、侧轨及附轨等部件的顺序安装完毕,确认质量合格后,浇筑二期混凝土。
闸门安装是利用施工门机来完成的。首先将支铰吊至牛腿下方的工作平台上,并将固定铰就位、检测、调整,经验收后,浇筑二期混凝土。再将活动铰与固定连接、支臂与支铰连接、门页与支臂连接。根据门机吊装门页的极限位置和起重量,表孔弧门门页2号、3号孔门页分两节起吊,1号、4号孔门页分3节起吊,在闸孔中拼装。拼装完成后锁定在支架上,满足安全度汛。表孔液压启闭机安装完毕,并与弧门吊耳联成一体,利用液压启闭机操作弧门下放至底槛,并完善闸门各部位的安装和防腐。1~4号弧门于1999年9月上旬全部安装完毕,具备运行条件。弧门安装检测数据见表8-56。
表8-56 大坝表孔、中孔弧门安装主要检测数据表 单位:mm
(2)表孔及中孔弧门液压启闭机制造
表孔弧门液压启闭机4套,型号为2×1000kN;中孔液压启闭机3套,型号为1600kN。液压启闭机由油缸总成、液压泵站总成及电器设备3部分组成。
油缸总成制造。液压油缸总成由缸体、活塞杆、密封圈、吊头及关节轴承等组成,承包商——武进液压启闭机厂提交材质证明、零部件检测资料及液压缸试验报告。监理工程师到厂对液压油缸进行抽检,并对液压缸进行耐压、内外泄漏及油缸无负荷条件下活塞全行程动作试验,各项检测数据符合规范和设计要求。表孔及中孔弧门两种液压启闭机油缸总成制造质量达到优良标准。
液压泵站总成制造。液压泵站由泵组总成、油箱总成及缸旁阀组等部件组成。承包商——上海华岳液压公司提交材质及外购件证明、装配检测及动作试验等项检测资料,监理工程师对液压泵站进行抽检,在厂内进行耐压及动作试验。试验表明:活塞杆往复动作平稳,下腔进、回油调速性能良好,各项检测数据及动作试验均符合规范和设计要求,并于1999年4月28日表孔弧门液压泵站总成与电气设备在厂内进行联调试验。表孔、中孔弧门两种液压泵站制造通过了验收。
电气设备制造。电气设备由动力柜及控制柜两部分组成,承包商——武汉迈科机电公司提交材质及电器元件证明,以及柜体结构、柜内接线及电气控制功能试验等项检测资料,监理工程师在厂内对电气控制能力作闸门局部启闭、全开(全关)及下滑复位等项模拟试验,各项检测及动作模拟试验均符合规范和设计要求。表孔、中孔两种液压启闭机电气设备制造质量合格。
(3)表孔弧门液压启闭安装
大坝4孔表孔弧门液压启闭机安装按液压油缸总成、液压泵站总成及电气设备的顺序进行。以上三大部件就位后,开始管道及软管的安装,选用40号低凝液压油经过滤注入油箱。液压启闭机在无负荷条件下进行调试及试运行。试运行后,液压油缸吊头与弧门连接,对液压启闭机操作弧门逐孔在无水工况下作全行程启门、关门试运行并提交检测资料。监理工程师对提交的检测数据进行抽查,各项检测数据符合规范和设计要求。对液压启闭机作全行程试运行检验,启闭机运行正常,并通过试运行联合验收签证。弧门液压启闭机安装检测数据见表8-57。
表8-57 表孔、中孔弧门液压启闭机安装主要检测数据表 单位:mm(www.daowen.com)
2.大坝中孔弧门及液压启闭机
(1)中孔弧门制造及安装
3个中孔位于表孔闸墩的下部,进口底板高程180.0m,断面尺寸5.0m×7.0m(宽×高)。中孔弧门设置在中孔出口的陡坡段,孔口尺寸为5.0m×6.383m(宽×高),设计水头61.0m,弧面半径R=10.0m,材质为16Mn,每扇弧门重75t,每孔门槽埋件重8.2t,选1600/3200kN摇摆式液压启闭设备。由于该弧门要求门页在任何开度时均能保证可靠地止水,因此对门页外弧面的尺寸和表面粗糙度要求较高,要求对弧面进行机械加工,粗糙度Ra为25,并保证面板最小厚度不少于19mm。基于上述要求,为确保制造质量,承包商决定在工厂制造,整体运输,专门设计了门页拼焊弧形胎模,弧面铣削专用工装,选择面板毛坯厚度为32mm,预留弧面最大加工余量为13mm,并对门页整体焊接变形、弧面加工精度进行了严格地控制。
在制造过程中,对材质、零部件外形尺寸、公差、粗糙度、焊缝探伤等项目进行检查,各项指标满足设计要求后在工厂进行总装。总装验收合格,同意出厂。
中孔弧门的安装是从埋件开始,埋件从底槛、侧轨、门楣及顶水封装置等部件的顺序安装,经各级检测验收后,浇筑二期混凝土。
中孔弧门利用施工门机安装,安装的先后顺序,将支铰、支臂、门页吊入安装部位,并顺序连接,锁定在孔口上,闸门基本就位,具备度汛条件。中孔液压启闭机安装完毕,并与弧门吊耳连接成整体,利用液压启闭机操作弧门下放至底槛,并完善各部件的安装。经检测符合设计及规范要求。
三孔弧门于1998年9月17日安装完毕,弧门安装质量验收合格。弧门安装主要检测数据见表8-56。
(2)中孔弧门液压启门机安装
3个中孔弧门液压启闭的安装与表孔弧门液压启闭机相同。中孔弧门液压启闭机安装主要数据见表8-57。
1999年6~8月,江垭水库大汛期,利用中孔泄洪控制库水位,1~3号中孔弧门在水位210.0m动水的工况下多次开启,液压启闭机运行正常,闸门启闭稳定。闸门全关时,水封密封良好,基本不漏水。
2002年5月库水位231.7m时,开始进行江垭大坝水力学原型观测及中孔、表孔闸门力学强度与振动检测,在水力学原型观测要求的各种工况下(中孔单独泄洪,中孔、表孔联合泄洪等),中孔弧门经历了各种开度,表孔弧门最大开度为4.0m(开度再大,下泄洪水会淹没沿河两岸农田),表孔、中孔闸门及启闭机运行正常。几年来中孔担任江垭水库防洪调度任务,每年均开闸泄洪,中孔运行状况良好,表孔至今未参加防洪调度泄洪。
(3)中孔事故检修门制造及安装
中孔事故检修门为动水下、静水启潜设式平面滑动闸门,门页尺寸为5.8m×7.36m×0.9m(宽×高×厚),3个中孔共用一扇事故检修门,门槽埋件3套,闸门自重26.9t,材质为16Mn,门槽埋件每孔自重41.0t。中孔事故检修门及埋件均在工厂制造,为便于运输及安装,闸门分两节制造,通过连接件组成整体,上节设平压阀。
埋件从底槛、主轨、反轨及门楣顺序安装,经验收合格后,浇筑二期混凝土。
门页安装。在坝顶进行总装,安装水封,进行质量检测,利用门机操作中孔事故门对1~3号孔门槽进行逐孔试槽,最大升、降高度为66.1m,闸门入槽顺利,升降运行平稳。经逐孔挡水,基本不漏水,止水性能良好。闸门安装质量满足规范和设计要求,具备运行条件。
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