長順水電站弧形閘門野外制造運輸及安裝

2024年3月11日發(作者：關于牛的)

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長順水電站弧形閘門野外制造運輸及安裝

作者：饒向陽 李野荒

來源：《城市建設理論研究》2013年第36期

摘要：表孔弧門在水電站起泄洪作用。而大多數水電站都離城區較遠，交通不便，給弧門

的制造、運輸、安裝帶來困難。本文對長順水電站四扇表孔弧門的野外制造工藝、安裝工藝、

運輸及吊裝方案進行闡述，以便能夠為以后類似工程提供參考。

關鍵詞 ：弧形閘門；野外；制造；運輸；安裝

中圖分類號：TV74 文獻標識碼：A

引言：

湖北省利川市長順水電站位于利川市長順鄉，與重慶市石柱土家族自治縣、彭水縣相鄰，

距離利川市、石柱土家族自治縣、彭水縣約120公里。電站所在地長順鄉本是一個偏僻的小山

村，夾在兩座大山之間，通往外地的唯一的一條鄉間小土路在大壩截流后淹沒了，工程指揮部

沿舊路上部重新開辟一條所謂的新公路，新公路蜿蜒崎嶇，道路狹窄，路基不實，交通極其不

便。

一、施工難點分析

1、弧門野外制造所面臨的困難

安裝日期提前，制造工期短，時間緊，任務重。來年3月21前必須安裝到位，工期只有

8個月，工程量288t。

2、弧門運輸、安裝的困難

表孔弧門提前安裝，大壩公路橋等附屬建筑還沒有施工，運輸車輛、起吊設施進不了施工

現場。

二、施工方案的選擇

1、弧門制造、安裝方案的選擇

按照弧門制造常規，對大型的弧形閘門采用分節制造，這對降低制造成本具有現實意義。

長順水電站表孔弧形閘門門葉寬14m，高11.59m，重達39噸。根據表孔弧門的構造，制定如

下三個方案：

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方案一：弧門分成3節，下節、中節的尺寸為14m×4m，上節尺寸為14m×3.59m下節重達

14噸（表孔弧門下部分水平梁比上部密）。

方案二：弧門分成2節，上節尺寸為14m×6m，下節尺寸為14m×5.59m下節重達19噸.

方案三：弧門整體制造。弧門尺寸14m×11.59m，重39噸。

分析：弧門分節制造，制造工藝相對簡單一點，工裝制作精度容易保證，所需輔助材料用

量減少，工作量也相應減少；整體制造要按照弧門的弧度制作一個整體的胎具，用工用料比分

節都多。弧門安裝時分節制造的就需要把分節的閘門段一節一節的拼裝、焊接。閘門面板的對

接焊縫屬于二類焊縫，邊梁對接焊縫屬于一類焊縫。按照方案一分3節，焊接的工作量包括2

條14m長的面板對接焊縫，4條邊梁對接焊縫，12條縱梁對接焊縫（每扇弧門有6列縱梁），

在2.5m處和6.5m處搭建2層焊接平臺；按方案二分2節，焊接的工作量包括,1條14m長的面

板對接焊縫，2條邊梁對接焊縫，6條縱梁對接焊縫，在4.5m處搭建一層焊接平臺；按方案三

整體制作，不需要拼裝焊接和搭建平臺。從安裝工作量來分看，方案三最優。焊接必然要產生

焊接變形，安裝時焊接量越大，所產生的焊接變形越大，矯正越苦難。方案一和方案二焊接量

大，產生變形大，再高空橫焊，焊接質量難以保證，而方案三沒有焊接量。從焊接變形和焊接

質量來看，方案三最優。

起吊方案：在大壩的消力池中安裝2臺5噸的卷揚機，運用6門滑輪組， 每臺卷揚機的拉

力達到30噸，滿足三種方案的起吊。

2、運輸方案的選擇

由于長順水電站工程指揮部要求在汛期前表孔弧門安裝到位，而大壩的施 工進度并沒有

因為表孔弧門的提前安裝而提前，大壩公路橋按施工總進度要求在8月底才開始施工。四扇表

孔弧門閘室在大壩的左岸，而電站所用工程人員、設施、交通都在大壩右岸，在當前條件下還

沒有陸路通道大壩右岸。陸路不通，只能走水路。根據阿基米德定律F浮=ρɡ v排，計算出弧

門最大排水量時的浮力為156.24噸，遠大于弧門的自重39噸，能漂浮在水中不沉，為此弧門

運輸確定采取水上漂浮的方案。

3、施工方案的確定弧門整體制造、水上漂浮運輸、卷揚機滑輪組起吊。

三、工藝措施

（一）、 弧門整體制造的的胎架。根據現場的實際情況，弧門制造現場安排在大壩上游

右岸的小山坡上，到水面的距離為50，坡度約為30°，水下部分約為20°，這樣有利于弧門在

卷揚機的牽引下緩慢滑入水中，保證弧門不會快速下滑扎入水中。考慮到弧門施工工期比較

緊，決定采用流水作業，在制造現場制作4個簡易一次性胎架。每個按照弧門工藝半徑

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（R=11050㎜）用磚砌成6橫4縱24個墩子，墩子上縱向放上4根長12m半徑為11.05m的

I12工字鋼，用角鋼縱向焊接固定。

（二）、 制造工藝

1、邊、縱梁的制造

邊，縱梁的制造精度是弧門精度的保證。弧門拼裝焊接完后要向內收縮，半徑會變小。按

照工藝要求和弧門制造經驗，在圖紙半徑的基礎上放大千分之五左右。考慮現場實際情況，

邊、縱梁的的半徑在設計的基礎上加大50㎜，即半徑為11050㎜。邊、縱梁的翼緣板焊接采

用埋弧自動焊焊接，減小焊接變形。

2、 主梁的制造

主梁翼緣板與腹板的角焊縫為二類焊縫，腹板拼裝前應開坡口。后翼緣板與腹板的角焊縫

采用埋弧自動焊焊接（因交通不便，CO2氣體來源不便且成本高，不采用CO2氣體保護

焊），前翼緣板與腹板的角焊縫采用手工電弧焊焊接。焊接順序：先對稱焊接前翼緣板與腹板

的焊縫，在對稱焊接后翼緣板與腹板的焊縫，可以減小主梁立彎。

3、 支臂的制造

支臂與主梁連接的端板先不焊接，弧門安裝時在現場焊接，支臂的下料長度要有余值，保

證因支座安裝的誤差而帶來的支臂長度的反向誤差。

4 、弧門的整體組焊

⑴、 面板上胎架前，應在平臺上分好中心線及頂、底 、主梁等梁系的控制線，每隔500

㎜打上樣沖眼。

⑵、 門葉拼裝順序：先拼主梁、水平次梁、再拼縱梁，最后拼邊梁；從中間到兩邊拼

裝，每拼好一構部件要電焊固定，電焊長度為50㎜.

⑶、 門葉焊接順序：先焊翼緣板的對接焊縫，再焊主梁與縱梁、邊梁的立焊縫，最后焊

接梁與面板的角焊縫。立焊縫從里到外對稱焊接，角焊縫從里到外退步焊。

⑷、焊后檢測門葉的變形，如有必須在進入下到工序前進行校正。

⑸、 門葉加工：按圖紙要求切割面板周圍的余量，與水封壓板一起配鉆水封螺栓孔及主

梁與支臂端板的配鉆。

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5、門葉防腐

按照圖紙及規范要求對門葉進行噴砂除銹處理，表面鍍鋅，最后刷上防腐漆。

（三）、 弧門的運輸

弧門從制造現場到表孔弧門的閘室分二步。第一步，門葉從胎架上落地，在滑到水中；第

二步，弧門從水上漂浮到閘室。詳見門葉運輸圖

1、 弧門運輸第一步

準備工作：①先沿著弧門滑行路線修建滑道（寬15m），整平，清除滑道上的碎石，以防

刮傷弧門防腐層。在入水段設立一段15長坡度為20°的緩沖區。②在高于水面2m的大壩上選

一個點，這個點用澆筑大壩露出外面的錨筋作為一個滑輪的掛點。③在弧門制造現場邊選一個

卷揚機固定位置，插入地錨。

弧門運輸前，在滑道上澆上水，增加阻力，減小弧門弧門滑行的速度。用一臺5噸的卷揚

機配上2倍滑輪組，先拉掉支撐胎架的磚墩，弧門落到滑道上，再緩慢的將弧門拉入水中。

2、弧門運輸第二步 從入水處距離大壩右岸的閘室約有200m，雇用一艘小型機動船將弧

門拖到大壩右岸弧門閘室。

（四）、 表孔弧門的安裝

1、 支臂的安裝。支臂每個重8噸，通過工程指揮部的協調，土建施工的塔吊將支臂吊入

消力池內，利用卷揚機拖入閘室，與鉸鏈連接。安裝完后用手動葫蘆把支臂拉到弧門關閉的狀

態。

2、弧門的起吊 弧門運至閘室，在底檻上焊上擋板，防止弧門立起時滑落到消力池中。用

卷揚機、滑輪組把弧門立起。卷揚機、滑輪組的固定都是在土建澆砼前預埋件。詳見門葉起吊

示意圖

3、 弧門的總安裝 門葉中心調節到閘室的中心后，再與支臂連接。支臂制造時前端板沒有

焊接，前端板與門葉螺栓固定，用手動葫蘆調節支臂的高度，與端板裝配，現場焊接。支臂裝

配長度應比設計長度預留5㎜的焊接余量，焊后超聲波檢驗焊縫質量。詳見總布置圖

4、二次防腐在運輸、安裝過程中，對防腐破損的部位，重新進行防腐處理。

四、施工效果

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在長順水電站惡劣的施工條件下，制定了科學的施工工藝，合理的運輸、起吊方案，項目

部16位施工人員8個月時間完成制造、安裝288噸的工程量，遠遠超出常規施工，保證了在

來年3月21日汛期之前全部安裝調試好。在整個施工中，起吊設施制造過程用到一臺16t的汽

車吊，運輸、吊裝用到2臺5t卷揚機和4個6門滑輪組；輔助材料包括60根6m長的I12工字

鋼和32根6m長 ∠80×5角鋼，施工完后輔助材料可以在利用，節約了施工成本。在長順水電

站金結部分質量評定會議上，與會的專家、代表對四扇表孔弧門的制安給予了很高的評價。

五、結束語

通過對長順水電站表孔弧門野外制造、安裝工藝的編制及運輸、安裝方案的制定，保證了

施工的進度、質量，有將各項成本降至最低，長順水電站表孔弧門按計劃在訊前投入運行，保

證電站提前蓄水、發電，創造經濟效益。

參考文獻：

[1] 水利電力工程鋼閘門制造安裝及驗收規程（DL／T5018-2004）中 華人民共和國發展和

改革委員會 2005.4

[2] 水利水電工程施工手冊第四卷中國電力出版社，2004.9

[3] 水工金屬結構 水利水電出版社，1998.9

[4] 金屬結構制造與安裝 水利水電出版社，1990.8