大直径立轴式旋转钢闸门安装工法
安徽水安建设集团股份有限公司
徐永仁 赵文军 王本法 苏传渊 阮旭芳
1.前言
改革开放30多年，我国已从一个农业大国逐渐发展成为一个工业大国，城市人口亦随着国民经济转型逐步增加。由于工业的发展，城市增大，人口增多，城区污染愈加严重，过去清澈的河流，变成了臭水沟，极大危害了城市居民生活环境。为改善城市环境，政府投入巨资治理市区河流污染。对市区河流治理一般采用清淤、截污、亮化堤岸并结合市区环境建造休闲广场的方案。普通拦水闸门一般采用竖向开闭，启闭设备需安装在上部建筑中。如果按普通水闸建造，其上部结构与城市景区环境难以协调。立轴式旋转闸门是采用水平旋转进行开闭，其启闭设备布置在旋转门体的两侧，可设置在地面高程以下。有景观要求的城市蓄水、防洪水闸均适用该门型结构形式。安徽省合肥市闸站枢纽工程由安徽省水利水电勘测设计院设计了一座以50m直径（总重1800t)立轴式旋转钢闸门为主体的水闸，其水闸的施工由安徽水安建设集团股份有限公司负责。50m直径的立轴式旋转钢闸门其结构尺寸目前在国内外是直径最大的立轴式旋转钢闸门。施工中攻克了多项技术难点，按期完成了制作、安装任务，现已投入运行，效果良好。
2.工法特点
2.0.1将闸门结构分段拆解，形成一个便于加工、运输、安装的单个构件； 2.0.2分段制作，可多件同时加工，制作速度快，节省工期； 2.0.3分段构件在厂内制作，制作精度高，质量容易控制； 2.0.4现场不需要使用特大型起重机械，速度快，安全可靠；
2.0.5现场安装工艺在保证中间柱精度后，以中间柱圆心为基准中心点定位闸门门体外廓线，施工精度易于控制。
3.适用范围
本工法适用于直径50m及以下的立轴式旋转钢闸门安装。
4.工艺原理
大直径立轴式旋转钢闸门安装工法根据现场作业环境、起重能力以及加工厂加
工能力等条件，将整体闸门合理分成若干构件，在厂内完成各构件的制作、预组装及防腐等工作。为减少测量放样的累积误差和精确控制闸门安装尺寸，工法提出将中心柱埋件严格按设计要求安装后，以中心柱圆心作为埋件安装、门体拼装的基准中心，对安装的外廓尺寸进行实时检测和控制。工法还详细阐述了闸门及埋件分段的安装工艺流程、检测与调整方法、加固措施以及相关的质量技术标准等内容。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
大直径立轴式旋转闸门安装工艺流程图如下图5.1-1：
埋件安装 门体的拼装、焊接 止水安装 联合调试 启闭机安装 止水效果检测
图5.1-1 大直径立轴式旋转闸门安装工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1埋件安装
立轴式旋转闸门埋件安装内容：中间柱埋件安装、轨道埋件和止水埋件安装，安装顺序为：中间柱埋件安装→轨道和止水埋件安装。
1中间柱埋件安装
中间柱是闸门安装精确定位的基准控制点，安装构件较大、精度要求高，应严格控制二期混凝土进料及振捣。中间柱埋件出厂前需标定出实际中心位置。
在绑扎闸室底板第二层钢筋前，使用全站仪放出闸室定位中心线作为中间柱地脚螺栓安装基准线。用3块钢板模块将中间柱地脚螺栓从上、中、下三个部位固定，以保证地脚螺栓间距且在混凝土振捣时不发生歪斜。将中间柱地脚螺栓框架安放在闸室地板第一层钢筋上，依据闸室定位中心线将地脚螺栓初步就位，并根据地脚螺栓安装设计高程将螺栓框架整体垫实。闸室底板第二层钢筋绑扎完毕，精确调整地脚螺栓中心偏差和高程，满足要求后将地脚螺栓框架与闸室一、二层钢筋网焊接加固，方可浇筑闸室底板一期混凝土。待混凝土强度达到设计强度75％后，凿毛冲洗一、二期混凝土结合面，将中间柱埋件用起重机吊装就位，用水准仪、线垂检测埋件水平及垂直度，调整采用千斤顶辅助中间柱调节螺帽进行，完成初步安装。
2轨道埋件安装
轨道埋件按安装顺序图（见图5.1-1内侧为轨道埋件）将厂内制作完成的轨道埋件分段，因轨道埋件为环形水平轨道，只需要以中间柱标定的中心为基准控制埋件径向距离，从上游侧按顺时针方向安装各分段即可。在安装各分段时，利用事先焊接好的调平螺栓，将其水平度调整到设计要求，在完成第三个分段轨道埋件调平时，对第一段与第二段埋件间接口进行焊接，其余分段安装，以此类推，待最后一段合拢后，利用架设在中间柱中心上测量仪器进行全埋件精细定位与调平。
3止水埋件安装
止水埋件按安装顺序图（见图5.2-1外侧为止水埋件）安装，首先将1~4#四个埋件分段安装就位，该四个埋件分段与闸门侧向止水埋件相连接，除按照轨道埋件安装方法控制径向距离和高程外，还应根据设计角度控制定位，其角度控制线由架设在中间柱中心上经纬仪参照闸室孔口中心线旋转设计角度放出。其他调整方法同轨道埋件安装调整方法。最后段合拢后，再次进行全周长内的平整度精确调平。
图5.2-1轨道埋件及止水埋件安装顺序图
5.2.2门体的拼装、焊接
考虑到运输及现场安装的条件、起吊能力等方面的因素，闸门在工厂内制作时，将门体分成28个分段，其中实体门体占闸室孔口中心线(Y轴线)两边各40°范围，浮箱门体占闸坝中心线（X轴线）两边各50°范围，实体门体分为2×8段，浮箱门体分为5段，支臂分6段，中间柱轴一段。其分节图如图5.2-2：
图5.2-2门体分节图
1闸门整体拼装顺序图（图5.2-3）
图5.2-3 闸门整体拼装顺序图
2门体实体段拼装（1#~8#、12#、13#、20#~25#）
采用150t履带吊车将构件缓慢吊起后，一端放在小车上，另一端搁至于垫块上，如图5.2-4所示：
图5.2-4门体分段平放示意图
拆除平吊的吊具，在构件上部吊耳内对称传入两根相同长度的钢丝绳作为吊索，同时在下部两端各挂一根拉绳（用于调整就位），起重机缓慢的将分段立起，待立起后将小车脱离分段。如图5.2-5：