1 工程概况
青海拉西瓦水电站为混凝土薄双曲拱坝, 在大坝2320m高程10#坝段设置有右泄洪底孔, 在13#坝段设置有临时泄洪底孔。在右泄洪底孔 (以下简称底孔) 事故闸门门槽上游坝0-45.155~坝0-44.140和下游坝0-39.370~34.770范围及弧形工作门门槽下游坝0+003.725~坝0+017.80范围设置有一期钢衬。
底孔事故闸门孔口尺寸为4m×9m, 一期底钢衬顶面高程为2320.00m;底孔弧形工作闸门的孔口尺寸为4m×6m, 一期底钢衬顶面高程为2319.00m。一期钢衬均为矩形断面, 采用厚度22mm和30mm的钢板做面板, 面板背面设纵横向肋板及锚筋等, 弧形工作闸门底钢衬为预制混凝土件, 安装后用封板联接。所有钢衬均为焊接组合件, 钢板材质均为Q345B, 其余材料均为Q235。
2 工程施工特点
(1) 本工程钢衬面板厚度较大、构件外形不规则, 圆弧和椭圆曲线较多, 施工工艺复杂, 施工难度大。孔内施工作业场地狭小, 环境差。 (2) 混凝土浇筑时钢衬容易产生变形, 增加利润加固支撑量。 (3) 焊接量大, 容易产生焊接变形, 构件形位尺寸不易保证。
3 施工程序及要求
3.1 一期钢衬辅助结构制作
一期钢衬辅助结构制作包括钢衬底轨道及侧、顶钢衬加固支撑制作。由于钢衬斜撑和立柱等长度受加劲板位置和埋件埋设偏差影响较大, 所以其长度根据现场实际量取的尺寸下料。先根据设计图安装支腿, 然后在平面度不大于1.5mm的钢平台上预制混凝土, 3天后拆模, 并按照规范要求在原地养护28天后厂安装。
3.2 钢衬的运输及安装
3.2.1 钢衬运输及吊装
钢衬最大运输单元重量不超过11t (含支腿、吊耳和预制混凝土等的重量) 。钢衬在金属结构厂内采用30t门机装车, 用40t拖车运输。采用30t缆机吊装。底孔钢衬运输时采用简易运输拖架, 钢衬底部垫方木, 两侧用倒链固定于拖车上。
3.2.2 钢衬安装方法及顺序
(1) 钢衬安装方法:底钢衬混凝土预制件用30t缆机直接在已安装好的支架上吊装就位, 顶、侧板吊放在已安装好的底钢衬和已浇筑好的混凝土支墩上就位, 然后进行调整和加固。
(2) 钢衬安装顺序:工作闸门下游底钢衬先在分层高程浇筑混凝土支墩, 埋设预埋件, 然后在支墩上安装轨道;事故门槽底钢衬在分层高程埋设埋件, 然后安装支架和轨道。
底孔两道闸门的一期钢衬安装同步展开, 都自上游向下游安装。先安装底钢衬, 随即进行混凝土浇筑。接着安装底封板, 再安装侧钢衬第一层, 随后安装侧钢衬第二层, 最后安装顶钢衬。事故门和工作弧门一期底钢衬分别一次性同时安装, 以便整体测量、调整, 便于保证同一门槽底钢衬顶面的安装精度。
3.2.3 钢衬主要安装工序技术要求
(1) 钢衬安装次序及要求:底钢衬混凝土浇筑完7天后吊装侧钢衬。侧钢衬第一层粗调完毕加固可靠后吊装侧钢衬第二层, 侧钢衬第二层粗调完毕加固可靠后先安装加固立柱及钢衬外部斜撑, 再吊装顶钢衬。待所有侧、顶钢衬吊装、粗调完毕后进行精调, 精调必须保证各钢衬自身及相对形位尺寸的正确性。精调完毕加固可靠并经测量队复测合格后方可开始焊接主焊缝。待所有缝焊接检测合格经测量队复测合格后方可浇筑混凝土。混凝土浇筑后, 检查钢衬有无变形, 若发现有超标变形应及时调整并采取可靠防范措施方可继续安装。在下层钢衬安装完成后必须经测量队复测合格方可进行混凝土浇筑。
(2) 、钢衬调整、加固: (1) 钢衬用千斤顶、倒链、丝杠和花篮螺栓等相配合进行调整。 (2) 施工缝压装钢衬施工缝可采用内支撑、专用压缝工装, 配合传统的压码工装工艺进行压缝, 压缝完成割除压码后将焊疤磨平, 用渗透法检查有无裂纹。
(3) 施工缝焊接:现场环缝采用手工焊焊接, 逐条焊接, 不跳越, 不强行组装。
(4) 附件拆除:安装完毕, 拆除钢衬上的工卡具、吊耳、内支撑和其他临时构件时, 严禁使用锤击法, 严禁损伤母材。
(5) 安装焊缝两侧及油漆损坏部位补涂:在安装焊缝两侧各100mm范围内以及涂层损坏处, 内外表面由防腐单位按规定进行除锈及涂料的涂装。
(6) 底钢衬回填灌浆:在底孔钢衬和门槽二期埋件安装回填完毕后对底钢衬进行回填灌浆处理, 灌浆时将灌浆压力控制在0.2MPa~0.3MPa。
(7) 内支撑拆除:钢衬内支撑待混凝土浇筑至2332m高程以上, 且孔口封顶层达到28d龄期后, 方可拆除, 拆除后的内支撑从下游工作门孔口吊出。
(8) 灌浆孔封堵:灌浆孔封堵前应进行临时保护。封堵时应按制定好的封堵工艺进行, 采用焊接法封堵。
3.3 焊接及焊缝检验、缺陷处理
3.3.1 焊接工艺评定
根据规范相关规定进行焊接工艺评定。
3.3.2 焊接方法、焊接材料
(1) 焊接方法:工地焊缝全部采用手工电弧焊焊接。
(2) 焊接材料:焊接面板接缝采用E5015焊条, 加固支撑采用E4303焊条, 焊条必须是产品质量可靠的厂家生产, 并具有出厂材质证明和质量保证书。
3.3.3 生产施焊的管理、工艺及要求
(1) 钢衬焊接工艺规程:钢衬开焊前应根据工程实际, 编制钢衬焊接工艺规程。
(2) 焊接材料及焊接设备的使用和管理: (1) 焊材入库后须按相应的标准检查牌号及外观质量状况, 每批应抽检复验合格后才可使用。 (2) 焊接材料仓库管理严格按照有关规定和厂家使用说明书要求执行放置于通风、干燥的专设库房内, 库房内室温不低于5℃, 相对湿度不高于70%, 设专人负责保管、烘焙、发放、回收, 并应及时作好实测温度和焊条发放记录。 (3) 烘焙后的焊条应保存在100℃~150℃的恒温箱内, 药皮应无脱落和明显的裂纹。 (4) 现场使用的焊条应装入事先通电加热并一直处于通电状态的保温筒内, 焊条在保温筒内的时间不宜超过4小时, 超过后, 应重新烘焙, 重复烘焙次数不宜超过2次。 (5) 焊条使用前, 应检查规格牌号及外观质量状况, 不得混用错用, 不合格的焊条和焊条头用专门容器收集, 交回焊材库统一处理。 (6) 焊条随取随用, 每次手持焊条不得超过5根。 (7) 焊接设备及有关设施应有专人负责管理, 并有专业人员定期进行维护、保养及检修。
(3) 焊前检查及清理:焊缝装配完成检查合格后, 方准施焊。对口错位应符合规范要求, 施焊前应将坡口及坡口两侧各50mm~100mm范围内的毛刺、铁锈、油污、氧化皮等清除干净。每一层焊道焊完后也应及时清理, 检查合格后再焊。
(4) 生产性焊接试验:在钢衬安装前先在厂内进行生产性焊接试验, 焊接试验材料采用钢衬制作钢板的料头。生产性焊接试验的试件尺寸为150mm×350mm, 将δ=2 2 m m的钢板对接焊和δ=2 2 m m与δ=30mm丁字接头各做两组 (共6块试件) , 试件坡口形式与钢衬安装焊缝坡口形式一致, 试件焊接工艺与工地安装焊缝相同。
3.3.4 焊缝检验
(1) 外观检查:所有焊缝均应进行外观检查, 外观质量应符合DL5017-93规范有关规定, 并严格按图纸及设计文件规定执行。
(2) 无损探伤检测:进行探伤的焊缝表面的平整度应不影响探伤评定。无损探伤应在焊接完成24h以后进行, 二类焊缝超声探伤长度不小于焊缝总长度的30%, 且包含所有丁字接头和每个焊工所焊焊缝的一部分, 不要求焊透的面板对接焊缝和要求焊透的面板组合焊缝做不小于焊缝总长度的50%渗透探伤, 且包含所有丁字接头和每个焊工所焊焊缝的一部分。
3.3.5 缺陷的处理和补焊
(1) 焊缝缺陷处理和补焊: (1) 焊缝内部或表面发现有裂纹及母材出现缺陷时, 应进行分析, 找出原因, 制定措施后, 方可焊补。 (2) 焊缝内部缺陷应用碳弧气刨或砂轮将缺陷清除并用砂轮修磨成便于焊接的凹槽, 焊补前要认真检查。如缺陷为裂纹, 则应用磁粉或渗透探伤, 确认裂纹已经消除方可焊补。 (3) 当焊补的焊缝需要预热时, 则焊补前应按与正式焊缝焊接相同的规定进行预热。 (4) 返修后的焊缝, 应用超声波探伤进行复查, 同一部位的允许返修次数不宜超过两次, 若超过规定, 应找出原因, 由厂技术部门制定可靠的技术措施, 经监理人批准后方可焊补, 并作出记录。
(2) 钢衬表面缺陷处理:钢衬内面的突起处, 应打磨清除。钢衬表面的局部凹坑若其深度不超过板厚的10%, 且不超过2mm时应使用砂轮打磨, 使钢板厚度渐变过渡剩余钢板厚度不得小于原厚度的90%;超过上述深度的凹坑, 应按经监理人批准的措施进行焊补, 焊补后应用砂轮将焊补处磨平, 并认真检查, 有无微裂纹。
3.4 混凝土施工要求
与钢衬安装相关部位混凝土体形和施工进度要满足钢衬安装要求。混凝土施工过程中注意保护钢结构, 不得随意破坏或当作施工平台使用。混凝土浇筑过程中不得碰撞已经安装好的埋件和钢衬, 均匀对称下料, 以防钢衬及埋件移位或变形, 并加强埋件和钢衬周围混凝土振捣, 保证浇筑密实。
4 结语
钢衬安装必须要根据现场实际情况考虑到各种制约因素, 施工方案要有针对性, 安装时要加强与土建施工的协调、沟通。
摘要：由于拉西瓦水电站底孔钢衬安装孔内施工受作业场地狭小、施工干扰大、起吊设备单一等条件的限制, 采取底孔事故门和工作弧门一期底钢衬分别一次性同时安装的方案, 以便整体测量、调整。侧钢衬在缆机起吊重量范围内分加工厂后方组合, 在作业现场分层安装的方法, 在实际施工中取得了良好的效果。
关键词：双曲混凝土拱坝,底孔,钢衬,安装
参考文献
[1] 压力钢管制造安装及验收规范. (DL5017-93) .
[2] 水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范. (DL/T5018-2004) .
[3] 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级. (GB11345—89) .