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	小湾水电站导流洞下闸施工技术

发布时间：2015.11.03 新闻来源： 浏览次数：

    1 ·工程概况
    小湾水电站导流洞布置在左岸，共有2 条，衬砌后断面尺寸为16 m × 19 m 城门洞形，进口底板高程988． 000 m; 出口底板高程984． 984 m; 每条导流洞设1 个进水塔，塔高48 m，塔顶高程1 036． 000 m，塔顶上部布置12 m 高的启闭机架。每个塔设2 扇闸门，闸门尺寸为9． 4 m × 19． 865 m，单重为212． 96t，闸门由2 台2 × 2 500 kN( 85 kW) 启闭机提升闸门。设计下闸水头11． 0 m，挡水水头72． 0 m。按照11 月中旬流量计算下闸后大约2 d 时间蓄水至塔顶，在下闸后2 d 的时间内要进行水下渗漏探测、堵漏，闸门前止水混凝土浇筑，闸门槽、闸门顶浇筑混凝土封闭止水，同时还要进行4 台2 × 250 t 启闭机的拆除。
    2· 下闸前的准备
    2． 1 第1 次探摸
    2008 年4 月6 日上午，用超声波测深仪对2 号导流洞右孔底槛进行检测，由于水流太急，4月7 日改用人工及钢筋水位尺进行检测，1 号导流洞右孔右边2 /3 的部分可以检测，检测分析结果底槛没有大石块沉积。为了更进一步检测其它孔底槛的情况，7日下午2: 00，采用2． 5 t 配重块及15 t 卷扬机配合对所有底槛进行检测，于4 月9 日下午4: 00，用配重块对2 号导流洞左孔进行检测，由于水流太急，配重块仍无法按测量意图放至底槛位置。
    2008 年4 月9 日，经业主、监理、施工三方共同商讨，为了保证封堵闸门门槽及底槛在汛前的成功探摸，采取吊笼平台刚性测杆方案。即采用15 t 卷扬机配合吊笼从闸门槽内将大吊笼下到距离水面1． 5 m 处，采用探测杆对2 号导流洞左孔、右孔的门槽及底槛进行检查，探测杆采用3 根50 mm 的台车钻杆连接而成，总长9 m，上面标注水位尺。在距离水面1 m 处将大吊笼与门槽保护装置焊接牢靠形成平台，平台上设置探测杆导向支架和导向套管进行2 号导流洞水下探测。导向支架用［12 槽钢加工，上面设置2 m 长125 mm 导向套管，在导向管上标出高程，用25 t 汽车吊起吊探测杆后垂直下放穿过导向套管，直插至底槛进行检测。共布置9 个断面，每个断面2 ～ 3 个点，共22 个测点检查门槽底槛的淤积情况。经检查，未发现门槽被破坏，底坎也没有淤积。
    2． 2 保护门槽拆除
    保护门槽共分为3 段拼装而成，每段长度为6． 6m，重量为11． 3 t。保护门槽的拆除于9 月15 日开始，采用卷扬机配合启闭机，50 t 吊车辅助，将保护门槽分段拆出。因经过了导流洞进口围堰拆除和4个汛期水流的冲刷，保护门槽与门槽之间的缝隙可能会被泥沙充填，以及保护门槽变形等情况的发生，预计会导致保护门槽无法提起。准备采用以下方案进行拆除: ① 如发生泥沙充填的情况，采用长20 m左右的高压风水枪对门槽的缝隙进行冲洗，将泥沙用高压水流冲出保护门槽外，用卷扬机或启闭机和吊车配合起吊; ② 如保护门槽发生变形无法正常提起，则采用潜水员水下进行切割，进行破坏性拆除，割成小件用卷扬机拆除。
    实际拆除过程中，保护门槽提升较顺利。
    2． 3 二次探摸
    2． 3． 1 试探门设计
    试探门设计主要考虑以下几方面因素。
    ( 1) 设计的结构和功能充分考虑潜水人员的安全要求，潜水人员须处于相对静止的水域中;
    ( 2) 试探门的框架支承跨度及其门槽的间隙均与导流洞闸门一致;
    ( 3) 试探门的主要结构由左右厢柱体、工作舱、上下箱型横梁、滚轮结构及侧向导轨槽等组成;
    ( 4) 主要结构件工作舱是一个整体式的检查箱结构，上部过水面可考虑设计成弧形断面，以利于改善流态;
    ( 5) 检查箱的横断面为一个门形的“密闭”空间，与两侧厢柱体焊接成为一个整体结构，其净空尺寸为1． 65 m × 1． 70 m，形成潜水员便于水下工作的一个相对静水区;
    ( 6) 潜水员可以从两侧厢柱体( 设计有扶手爬梯) 潜入工作舱内对门槽、底槛进行试探潜摸;
    ( 7) 为潜水员的安全和便于探摸检查，活动板部位应考虑设置有管状栏杆，以保证潜水员的安全作业。
    2． 3． 2 二次探摸
    汛后整个门槽及底槛试探检测按照“1 号洞右孔→2 号洞左孔→1 号洞左孔→2 号洞右孔”顺序进行。门槽、底槛二次探摸原计划分3 步。
    ( 1) 下试探门。试探门加工完成后先在场内由潜水公司人员进行无水情况下试验，主要目的是检验试探门的活动空间，以及试探路线进行确认，对试探门的结构进一步熟悉，发现有妨碍行动的地方立即进行改进，完善试探门的设计。试探门分2 节运至现场进行拼装，试探门利用导流洞启闭机进行组装和下放，启闭机的扬程为40 m，试探门放到底启闭机扬程还差10 m，将试探门先放至高程1 024． 0 m后锁定，采用软连接将启闭机扬程加长10 m，再提起试探门继续下降，下降至门楣以下3 m左右将试探门翻板打开、固定，人员先退到高程1 020． 0 m平台，然后将试探门呈试探状态放入水中一直放到底槛上，静置15 min，观察试探的外观情况，有无重大的弯曲，震颤，以及水流情况等，然后缓慢提出水面至高程1 020． 0 m 平台( 设置一个施工平台) 附近，观察翻板及支撑有无变形，支撑结构有无大的变形，如一切正常，则潜水人员做好潜水探摸的准备。
    ( 2) 潜水员试探。确定试探门正常后，2 组潜水员从靠近门槽两边的箱型通道内进入，开始对两侧门槽的上、下游以及与门槽接触的混凝土进行探摸，用手摸和水下摄像进行检查，每隔1． 0 m 检查1次，分2 组人从两边同时进入，门槽检查完成，接着进行底槛的探摸，主要检查闸门与底槛接触的部位有无变形，然后检查底槛与上下游混凝土相接部位有无损坏，由于底槛宽度为4． 04 m，要跨出廊道沿翻板外侧端部进行探摸，每边的试探人员负责一半，到底槛中部退回。通过潜水人员手摸及水下摄像资料判定底槛门槽以及相接混凝土的损坏情况，决定处理措施。
    ( 3) 修复。修复分为钢结构修补、水下混凝土修补。
    1) 钢结构修补: 当检测过程中发现门槽或底坎钢结构损坏，影响闸门的安装和密封，由水下检测的潜水员用水下切割设备对翘曲的型钢进行修割，对损坏严重的部分，应重新截取同规格、相同长度的型钢，采用水下焊接的方法进行对接。对接时，应先进行点焊作临时固定，确保相连型钢表面平整，然后再进行整条焊缝的施焊。
    水下门槽、底坎钢结构损坏处焊割修补过程中，应采用专用的直流焊接设备，导线、割墙枪、焊枪等必须采用专用绝缘设备。在进行修复过程中，除做好防触电措施外，同时，在试探门间隙渗漏通道处作业过程中，应防止水流的冲击对人员的损害。
    2) 混凝土修补: 在检测过程中，如发现底坎有冲损缺陷时，应及时安排配制PBM 水下修复混凝土。拌和料通过导绳和廊道端潜水员传递给廊道内施工潜水员，由在损坏位置的潜水员将PBM 混凝土倒入冲蚀坑内。为防止PBM 混凝土在传递过程中出现早凝，影响混凝土修补效果，对PBM 混凝土配比应作适当调整，控制好凝固时间。PBM 混凝土浇筑过程中，应做到入仓混凝土随时摊铺、随时压实，并确保表面与相邻混凝土相平。
    现场探摸表明: 门槽、底坎均未发现破坏，不需要进行修复。
    2． 4 下闸及启闭机拆除准备
    ( 1) 下闸前准备工作。提前2 ～ 3 d，对4 台启闭机作小范围的运行试验，确认启闭机、闸门等均处于良好状况后，锁定闸门待命。并进行水下混凝土浇筑与启闭机拆除模拟试验，验证1 036 m 高程平台施工布置及多层作业可靠性。重点检查以下内容: ① 启闭机的供电设备、线路能否满足4 台启闭机同时作满负荷运行的要求( 闸前水位11 m 时的提升) ; ② 启闭机的制动器是否处于正常状态; ③启闭机各部机件，应予检查、注油等; ④ 易损电气元件应有备用品。
    ( 2) 下闸时有关的准备工作。拆除闸门～拉杆间锁轴，为加快速度，使用方便而改制的工具和工具的制作和安装( 4 根轴同时拆除) ; 施工人员上下的吊笼( 2 洞4 孔闸门同时使用) ; 施工人员在闸门井内施工所需的安全用品，闸门下放时，水封冲水润滑使用的水管和水源。
    ( 3) 启闭机拆除有关的准备工作。拆除动滑轮时铺设平台所需的材料; 排架顶部起吊25 t 的滑轮组～卷扬机; 起重用的索具等工具; 300 t 吊车就位，模拟试吊，根据实际位置，重新核算起吊能力; 1 048m 高程平台水平施运所需的工具、材料、设备; 夜间作业的照明设施; 部分混凝土的凿除，相应的安全设施。
    2． 5 闸门堵漏及止水混凝土施工准备
    ( 1) 门槽、门顶模板安装完成，2． 5 mm 铁板在闸门下闸前固定在闸门门体上，加固牢靠;
    ( 2) 下闸前2 天各施工设备就位( 包括300 t 汽车吊) 模拟运行，以确保下闸施工时的交通顺畅;
    ( 3) 将16 根6 寸混凝土导管、导管提升架现场准备到位;
    ( 4) 潜水浮台、空压机安装到位，麻袋干砂、水泥、棉絮包裹钢筋等堵漏材料存放至导流洞塔体空腔高程1 010． 0 和1 020 m 平台及塔顶高程1 036 m平台，同时，自卸汽车装一部分堵漏材料待命;
    ( 5) 出口潜水浮船安装完成，下水待命;
    ( 6) 4 部泵车到位，闸门下闸后立即进行门型提升架及混凝土导管安装，12 部混凝土搅拌运输车在右岸拌和系统待命运料;
    ( 7) 所有参与施工的人员各就各位，做好准备。
    3 下闸及堵漏
    3． 1 下闸
    导流洞下闸时间原计划选择在11 月下旬，下闸时最大流量为2 200 m3 /s，闸前水位不高于999． 0 m高程。后因故推迟到12 月中旬，分别于12 月11日、16 日分洞下闸，实际流量小于1 000 m3 /s，降低了下闸难度。
    3． 2 渗漏探测、堵漏及水下混凝土施工
    3． 2． 1 下闸后的闸后探摸和闸前堵漏
    进口闸门下闸后，分闸前闸后2 个水下作业组同时进行，闸后作业组以查明渗漏情况为主，并指导闸前封堵作业，闸后作业组，潜水人员分2 组，用带30 马力的舷外发动机推进器的浮船从导流洞出口驶往闸后，浮船上配0． 9 m3 /min 空压机、电缆，洞内临时照明随浮船前进时沿洞内布置，空压机供潜水员水下探摸使用。在探摸的同时采用水泥、干砂麻袋、棉絮包裹钢管等堵漏材料进行闸后堵漏。下闸前事先将堵漏材料( 每个导流洞左右孔各堆水泥干砂麻包200 只，棉絮100 条) 分别堆放在高程1 020和1 036 m 平台上，堵漏时用安全绳将堵漏材料放下，由潜水员水下堵漏，闸后探摸人员用对讲机与闸前人员用专用频率联系，及时把水下探摸结果报告闸前，以便闸前有目标进行堵漏。闸前堵漏根据渗漏探测结果，由水上人员用绳子吊下堵漏材料，潜水人员水下就位封堵。
    闸门下闸后，通过对闸门下游的检测观察发现有严重的渗漏状况时，采用长杆探测的方法确定闸门上游的渗漏点和渗漏范围，在上下游水位形成高差时，将加工好的堵漏棒( 用钢管外卷棉絮形成) 沿两侧门槽与闸门接缝下滑，直至到达渗漏处。发现闸门与底坎结合处出现渗漏时，可以将堵漏棒沿闸门下放到闸门底部，使堵漏棒到达渗漏部位。
    3． 2． 2 闸槽、闸顶、闸前混凝土浇筑
    根据堵漏及探摸情况现场确定有必要进行闸槽、闸顶、闸前止水堵漏混凝土浇筑。下闸堵漏开始后，将混凝土导管悬吊固定在门形提升架上，混凝土导管接长插入门槽、闸顶模板内，做好浇筑水下堵漏止水混凝土的一切准备工作。先浇门槽水下混凝土，接着，浇筑闸顶水下混凝土，最后，将闸顶浇完混凝土的导管拔出，由潜水员下水辅助接长插入闸前底板浇筑闸前止水混凝土，该部位水混凝土均采用一级配混凝土浇筑，水下混凝土浇筑采用混凝土搅拌运输车从右砂拌和系统运输一级配混凝土至导流洞进口高程1 036． 0 m 平台，泵送至混凝土导管上口集料斗后经127 mm 混凝土导管至水下混凝土内上升，混凝土导管则采用手拉5 t 葫芦拔管浇筑。闸门前水下混凝土的浇筑高度为3 m。
    混凝土导管采用150 mm × 3 mm 钢管，上接1． 0 m3的受料斗，上部20 m 范围内因拔管时需要逐节拆除，该部位每节导管长1． 0 m，节间采用法兰盘连接，每根混凝土导管由21 根1． 0 m 长及6 根4． 5m 长的152 mm 钢管通过法兰连接而成，每节混凝土导管焊接2 个吊耳作为提升混凝土导管使用，每个闸孔水下混凝土浇筑共布置4 根混凝土导管，单根混凝土导管长48． 0 m，安装前作通风检查是否渗漏。采用25 t 吊车配合安装，顶部采用门型架上挂5 t 葫芦挂起混凝土导管，在高程1 036． 0 m 施工平台上人工手动循环拉动5 t 葫芦提升混凝土导管，拔管浇筑混凝土。