超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法

《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》是江蘇省水利機械製造有限公司、江蘇省第一建築安裝有限公司完成的建築類施工工法，完成人是王兵、仇翼建、田建京、王進、王勇。適用於水利工程大跨度、結構複雜的大型（超大型）構件，在廠內分節製造，現場組裝的水工鋼結構，以及交通、港航大型結構件的移位安裝。

《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》主要的工法特點是採用廠內分節製造、整體組裝，並用駁船運輸至工地檢修口門處就位水域，近距離構件浮吊吊裝的方案，降低吊裝的難度，解決了水工薄壁混凝土結構汽車吊裝存在安全隱患的風險；在弧形平面雙開鋼閘門各自獨立的門庫測量放樣、安裝就位；解決了支臂受重力下撓及在浮力的作用下連線閘門後應力應變難以控制，門體垂直度難以保證的技術。

2011年9月，《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法
• 工法編號：GJEJGF276-2010
• 完成單位：江蘇省水利機械製造有限公司、江蘇省第一建築安裝有限公司
• 主要完成人：王兵、仇翼建、田建京、王進、王勇
• 套用實例：京杭運河常州市區改線段鐘樓防洪控制工程
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

隨著京杭運河所經中國市區水利工程規劃防洪標準的提高，同時運河又需正常通航“不阻航”，為符合交通部門航道規劃的要求，大跨度有軌弧形平面雙開鋼閘門應運而生。由於浮吊起重能力及當地水深的限制，有些大型弧形閘門結構在某些區域不能直接進行浮吊就位，此外由於水工薄壁混凝土結構的特點，汽車吊裝存在較大的風險，迫使閘門製造、安裝單位尋找安全、經濟的安裝就位方法。因此在獨立門庫移位安裝的技術就出現了。

在獨立門庫移位安裝的技術，主要是針對體積較大、噸位較重，起重機械無法直接一步吊運到位的結構件水上安裝的工藝。特別是為滿足“不阻航”狀態，大型結構件需在獨立測量放樣的工況下進行安裝，並受到水上浮吊起重能力的限制而不能直接進行水上吊裝就位時，多用此方法來進行安裝，截至2009年，此方法在亞洲尚未有套用記載。

江蘇省水利機械製造有限公司、江蘇省第一建築安裝有限公司在常州鐘樓防洪控制工程超大有軌弧形平面雙開鋼閘門安裝工程中成功套用了此項技術。該防洪閘設計閘孔淨寬90米，採用有軌弧形平面雙開鋼閘門結構，截至2009年，單孔大跨度鋼閘門設計為中國全國水利工程之最。在中國國內尚無運用先例，在國際上雖有類似工程，但結構構造形式不同，缺少施工經驗，弧形鋼閘門的安裝是工程建設的一大技術難點。該公司在運用該技術時有很多問題需要他們根據自己的實力來自行設計研究，尤其是超大有軌弧形平面雙開鋼閘門需在獨立門庫測量放樣的工況下安裝就位，需要綜合考慮各方面的因素，如弧門移位時因重心高存在構件易失穩傾覆的風險，南、北兩岸支臂與門體連線就位時的溫差影響，以及施工過程中各種累積誤差等客觀因素的影響等。他們在運用結構力學、溫度學、力學動態平衡等方面知識的基礎上，運用計算機建立數學模型，順利地完成了大跨度平面弧形雙開門的就位施工，探索出獨特的浮裝移位技術。

工法特點

《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》的工法特點是：

1.採用廠內分節製造、整體組裝，並用駁船運輸至工地檢修口門處就位水域，近距離構件浮吊吊裝的方案，打破了超大、超重構件陸地運輸的瓶頸，降低吊裝的難度，解決了水工薄壁混凝土結構汽車吊裝存在安全隱患的風險。

2.通過軌道、底滾輪、側導向輪、卷揚機以及調整系統的協同工作來完成牽引移位作業，解決了超大有軌弧形平面雙開鋼閘門結構遠距離構件不能直接進行浮吊就位的難題。

3.通過在弧形平面雙開鋼閘門各自獨立的門庫測量放樣、安裝就位，解決了通航河道中航運“不阻航”與安裝施工的矛盾問題。

4.採用先進的施工工藝和方法，如計算機輔助施工、溫度學的套用等，側止水與埋件及中縫止水相互吻合，閘門運行關閉時側止水和中縫止水同步壓縮的技術難題，以及溫差對支臂和門葉曲率半徑相對吻合度的影響。

5.解決了支臂受重力下撓及在浮力的作用下連線閘門後應力應變難以控制，門體垂直度難以保證的技術。

操作原理

適用範圍

《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》的適用範圍有：

1.適用區域：此工法適用於薄壁混凝土結構，不能採用汽車吊裝的水上作業，水深在5米以上，遠距離大型構件浮吊不能直接吊裝就位、需在獨立門庫測量放樣安裝就位的工況。

2.適用規模：此工法適用於單孔跨徑40-200米左右，1000噸以上大跨度雙開鋼閘門止水需精確定位的門型結構，且保證通航河道暢通——在“不阻航”的狀態下施工。

3.此工法適用於水利工程大跨度、結構複雜的大型（超大型）構件，在廠內分節製造，現場組裝的水工鋼結構，以及交通、港航大型結構件的移位安裝。

工藝原理

《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》的工藝原理敘述如下：

1.主體閘門分為14個安裝單元，安裝遵循按編號由遠及近，再由門中至門尾端順次進行的原則，支臂劃分為22個安裝單元，安裝遵循對稱同步的原則。

2.利用立體幾何學的原理，測放雙開門的旋轉中心，並互為基準覆核，確保兩岸支臂和門葉在開門位置安裝的大樣一致，同時隨著工序的推進，採集旋轉中心，確保不同工序構件的安裝採用同一旋轉中心。

3.採用同步運行的原理，確保閘門關閉後兩岸側止水和中縫止水的吻合度。

4.通過機械牽引原理，將通過駁船水運到口門的單側分節門葉，採用浮吊卸至支臂平台上，換鉤翻身直立吊入門庫並置於門底軌道上，安裝側導向輪、防傾支撐架和底滾輪等，採用卷揚機和調整系統的協同工作完成遠距離構件的牽引移位作業，近距離構件通過浮吊直接按測放大樣吊裝就位，遠距離構件逐一反向索引移位，依次就位對接。

施工工藝

《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：

• 工藝流程

一、弧形平面雙開鋼閘門屬於大寬高比閘門，因體積大、噸位重，受起重設備、運輸能力和“不阻航”等諸多因素的限制，採取廠內分段製作、工地整體拼裝，相關參數見表1。

表1 弧形平面雙開鋼閘門和支臂技術參數

項目	參數
位置	弧形平面雙開鋼閘門	支臂
底高程近期為（米）	-1.00	3.5
底高程遠期為（米）	-1.50
長度（米）	58.357（展開長）	56.5
高度（米）	8.5	4.02
寬度（米）	3.5	╱
外孤半徑（米）	60	╱
重量（噸）	約1150	約650
主要材料	δ60、δ16、δ12 Q235B	ф520x18、ф245x15（30）、ф203x15無縫鋼管
結構形式	圓弧箱形結構（雙向面板）	三角形桁架
支餃結構	鑄鋼釵鏈、較座、自潤滑球關節軸承
啟閉方式	600千牛卷揚式啟閉機雙向牽引，沿平面弧形軌道滑動運行
焊接形式	對接、角、組合焊縫現場全位置焊接
止水形式	中縫油尼龍+V形橡皮止水
	底L形、側P形橡皮止水

二、該工法著重介紹弧形平面雙開鋼閘門的移位和主要部位的安裝、控制方法，其安裝工藝流程見圖1。

圖1 安裝工藝流程圖

操作要點

一、準備工作和測放控制線

1.編制安裝方案’包括卸船方案、吊裝方案、移位方案、就位方案等；組織各工種負責人勘探現場，學習安裝方案等有關檔案。

2.在建築物沉降穩定之後，安排部分人員先期進場，清理安裝場地，組裝及工作場地要求堅實平整，所有地面及空中障礙物清除乾淨。

3.安排施工人員、設備進場，進行現場的布置，確定進場構件的堆放位置、運輸通道和門體吊裝位置等。準備好安裝過程中所需的輔助材料、工器具等，工器具和輔材用量參見計畫表。

4.清理工作面，校核高程線：底軌高程線、旋轉中心高程線，計算埋設高程和設計高程的誤差，確定消除誤差的措施。

5.測放開門位置安裝弧門和支臂的大樣：中心線、內外弧曲率半徑、門中尖角線、內弧轉角線、外弧轉角線、門端控制線、弧門分節就位控制線、支臂分節就位控制線、支臂與門體對接控制線、門中止水控制線、側止水控制線、旋轉中心等。由於弧形平面雙開鋼閘門的安裝要求高，安裝控制測量網點是閘門安裝幾何位置的控制依據，樣點的放設和測量工作很關鍵。

6.測放開門位置安裝時分節弧門和支臂的接縫位置，在各分段處設定就位控制線。弧門底軌寬度為1米，弧門寬度為3.5米，底軌高出地面0.5米，混凝土伸縮縫處滲水，地樣不好測放，在軌道內、外弧側鋪設支撐胎架，在胎架上鋪設輔助承壓鋼板進行放樣。

二、牽引裝置安裝

1.起重人員進行現場的布置，根據浮吊的起吊能力，需移位構件的運行軌跡等，確定牽引裝置的安裝位置，見圖2。

圖2 卷揚機牽引裝置和調整裝置圖

圖註：1—卷揚機牽引裝置；2—調整轉向裝置；3—160噸浮吊；4—1號移位門葉。

2.弧門共分7節（門端為1號，門中為7號），受通航河道通航的影響和水深的限制，採用160噸浮吊，需移位的分節弧門為最遠端的1號、2號、3號，門葉支撐在底軌上移位，重心偏上，最終確定牽引裝置安裝在弧門門庫頂部的最遠端，內、外弧對稱布置。

3.移位的最大分節弧門重量達98噸，牽引裝置採用2台5噸卷揚機，並用調整裝置進行轉向。

4.進行門庫頂部安裝卷揚機位置的基礎開挖，埋設固定卷揚機用的地錨，確定牢固後回填土，並壓實、整平。

5.用16噸汽車吊將卷揚機吊卸到埋設地錨的基礎上，安裝卷揚機，並與地錨連線牢固。

6.進行門庫頂部中間位置安裝調整裝置的基礎開挖，埋設地錨，確定牢固後回填土，並壓實、整平。

7.安裝調整裝置，走鋼絲繩。

三、分節門葉、支臂吊裝

1.在分節門葉上確定臨時吊耳位置後焊好臨時吊耳，並根據分節門葉門體重量，配製鋼絲繩：外弧側2根，內弧側2根，卸扣4隻。

2.對沿途運河航道的級別、橋樑的通航淨高、船閘的通航淨寬等水運工況進行調查和勘測，確定運輸船舶為1500噸甲板船2條，1000噸甲板船2條。在船上放置配備的墊木，裝船時將各分節的門葉和支臂平放於甲板墊木上，每2條船作為一個發運批次，往返對倒運輸。

3.準備一條160噸、50米臂桿的浮吊，其性能參數見表2。

表2 浮吊性能參數

吊角	平伸距離	吊高	荷載	50米 吊 桿 時
65°	21.13米	45.32米	130噸
60°	25米	43.3米	110噸
50°	32.14米	38米	85噸
45°	35.36米	35.36米	65噸

4.現場吊裝前對檢修門側止水採取局部堵漏，抽排主門庫內的滲漏水，保證吊安裝現場檢修門庫的底檻位置無水。

5.用浮吊將閘門1號段平吊到▽3.5米平台上後，換位於門頂吊點，將門體調整姿態從平置改為豎立，吊豎立起來後轉入弧門庫已設定的位置，緩緩落下放置於軌道上，安裝防傾導向架。

6.吊裝順序：第一批次北側，弧門門體部分：1號、2號、3號、7號、6號、5號、4號吊裝，弧門支臂部分、支座、支臂分節1號、2號、3號、6號、4號、8號、10號、7號、5號、11號、9號，第二批次發運南側，同樣排號，弧形平面雙開鋼閘門和支臂分節工藝參數見表3。

表3 弧形平面雙開鋼閘門和支臂分節工藝參數

項目		工藝參數
位置		弧形平面雙開鋼閘門	支臂
分節單元（節）		7節x2	11節x2
最大分節（噸）		85	45
最大分節外形尺寸	長（米）	11.3	24.2
	寬（米）	3.8	3.64
	高（米）	8.5	4.02
拼裝方式		外孤朝下臥拼	立模整拼
吊裝方式		大型浮吊
運輸方式		大型平板車轉運、水路運輸
焊接形式		對接、角、組合焊縫現場全位置焊接

四、分節門葉移位

1.分節門葉平吊到▽3.5米平台上後，在內弧側安裝4套防傾導向架和導向輪。

2.分節門葉底箱梁位置焊接2隻支撐架，安裝底滾輪，材料為MGE複合材料，自潤滑並能承載，能較好保證門體平穩移位。

3.在滾輪與底軌接觸的軌面上，沿運行軌跡塗抹黃油，以減少閘門牽引移位時的摩擦阻力。

4.在門葉兩側加設牽引點，安裝位置基本與牽引鋼絲繩等高程，防止牽引時上拉或下傾。

5.在門葉外弧側安裝4套防傾導引架，端部安裝導向輪，保證門體在略有傾斜的狀態下，較好地導向前行。

6.利用調整裝置的埋設環安裝導引開口葫蘆，並布置鋼絲繩。

7.利用門庫頂端兩側設定的2台5噸卷揚機，牽引門葉內外弧側牽引點，進行牽引移位。門底滾輪沿弧門底軌緩慢轉動，運行到指定位置。

8.1號分節運行到位後，放置於弧門軌道上，搭焊固定支撐架，拆除導向架和導向輪。

9.按同樣方法移位2號分節和3號分節。

五、門葉組裝

1.覆核開門位置安裝弧門的大樣：中心線、內外弧曲率半徑、門中尖角線、內弧轉角線、外弧轉角線、門端控制線、弧門分節就位控制線、旋轉中心等。

2.根據以支餃中心測放出的門葉就位大樣，定出末端固定位置、搭焊靠山。

3.分節弧門7號、6號、5號、4號段由浮吊依次直接吊入門庫入位固定，然後將3號、2號、1號段進行反拉牽引移位，再依次進行對接固定。

4.分節門葉直接擱置在孤門底軌上拼裝，拼裝基準以地樣為準，並按平面控制大樣就位。

5.曲率半徑以外弧面為準，控制其垂直度，保證符合規範要求。在確保垂直的前提下，控制曲率半徑、南北側尺寸統一，並控制到最小偏差。

6.在拼接6號、2號分節門葉時，控制支臂中心相對位置尺寸，確保支臂與門體連線的中心位置相吻合。

7.採用固定板連線弧門拼裝接縫，控制焊接收縮和變形造成的尺寸偏差。

8.整體組裝符合施工圖紙的外形尺寸和規範的要求後，進行焊接。

9.整個門體全部拼焊結束後，進行對接縫的探傷檢驗。

六、支臂組裝

1.根據門體大樣放出開門位置安裝支臂的大樣：中心線、支臂分節就位控制線、支臂與門體對接控制線、旋轉中心等，確保支臂與門體對接線相吻合，便於與門體連線就位。

2.弧門門樞根據弧門底軌高程確定其相對高程，按設計尺寸就位固定牢固後澆築支餃預埋件。

3.在支臂各分節處鋪設承壓鋼板，南、北各13塊，支臂分段接縫處下方挖700-800厘米深坑，便於焊接操作。在鋼板上立大於支臂寬度的胎架，控制高程與水平至設計要求。

4.將公路運輸到位的支餃座和校鏈組件，用吊車配合安裝就位。

5.用浮吊直接吊1號段與校鏈連線並就位固定，將7號段吊放置便於吊車吊裝配合的位置上，其餘2號、3號、4號、5號、6號、8號、9號、10號、11號分段分別吊放到▽3.5米平台上，並按大樣位置初步擺放到位。

6.支臂的安裝順序為：1號段、2號段、3號段、6號段和7號段拼裝焊接，其他待弧門拼裝焊接結束後，再與弧門連線。

7.分別就位8號和11號段、9號和10號段，最後與門體連線定位的為4號和5號段，其連線方式接縫處採用固定板連線。

8.施工過程的偏差調整：確定安裝的先後順序，先安裝可調部分，後安裝固定部分，先安裝部分的偏差調整採用鋼結構焊接常用的千斤頂頂壓調整和火焰調整，待可調整部分安裝到位後再進行固定部分構件和組件的安裝。

9.檢查各部分尺寸符合要求後施焊，施焊結束拆除固定板，清理現場並打磨。

10.進行探傷檢驗。

七、支臂與門體對接

1.拼裝就位時控制南北岸曲率半徑一致，並在南北岸等溫時操作，嚴格控制南北岸弧門和支臂因日照、溫差等造成結構在整個安裝過程中無序變形影響（這種變形並非計算機所能精確模擬）產生尺寸偏差。

2.閘門、支臂的防腐嚴格按照防腐工藝要求進行，每道工序都有質檢、監理進行檢查並有跟蹤檢測記錄。

3.對整個弧門外表面進行噴砂、噴鋅和油漆防腐處理，弧門內表面補油漆防腐處理。在▽3.5平台地磚貼完，對支臂表面進行最後一道面漆的防腐處理。

八、止水定位安裝

1.由於水下工程驗收結束後，河道已正式通航，南、北岸門需在獨立門庫進行底、側和中縫止水的安裝，故測放底、側止水控制線，門中止水控制線時的基準選擇，以及對測量數據結合起來進行數據分析至關重要。

2.首先進行中縫止水的定位。實測南、北岸旋轉中心的相對尺寸。控制外弧面和中間止水座面的垂直度與平面度，保證南、北岸弧門相對尺寸的統一，確保滿足規範要求，其止水結構見圖3。

圖3 中縫止水結構圖

3.控制弧門側止水座的位置，與已埋鐵件的吻合度，並根據實際尺寸進行理論分析，最終確定安裝位置，其結構見圖4。

圖4 側止水結構圖

4.底止水既長又薄，控制弧門底止水座的位置，與已埋底軌的吻合度，並根據實際尺寸進行調整，最終確定安裝位置，其結構見圖5。

圖5 底止水結構圖

5.報驗合格後，穿鋼絲繩與啟閉機連線，並安裝底止水、側止水等附屬檔案。

九、充排水系統安裝

1.檢修門庫內充排水輔助系統採用DFLZ150-20立式自吸泵（Q=200升/小時；H=32米），南北岸各安裝2台，總計安裝4台泵；主弧門充排水輔助系統採用100WFB-A立式自吸泵，每扇弧門每個設備艙安裝2台，總計安裝8台泵。

2.充排水系統均採用立式自吸泵，並且為一主一備，必要時2台水泵可同時開啟，由自動化集中控制也可現地櫃手動控制。

3.清理安裝現場，根據水泵安裝布置圖和管路走向圖，在底板上測放安裝大樣和控制線，作為水泵和管路的定位基準。

4.管路穿越外牆時用鋼製套管方式進行止水處理，防止水沿鋼管滲入室內。管路用角鋼和膨脹螺栓組成的支架固定，管路埋設定位後，進行1.5倍工作壓力水壓試驗30分鐘，不產生滲漏後對管口封堵。

5.充排水輔助系統安裝完畢後進行水壓試驗，試驗壓力為1.5倍工作壓力，試驗10分鐘，不產生滲漏變形。

6.在試驗過程中，水泵各轉動部分響聲正常，軸承等溫度不超標，檢查充排水輔助系統設備無漏水、滲水、變形等。

十、卷揚式啟閉機安裝

1.清理現場，根據啟閉機安裝布置圖，在底板上測放中心位置大樣和控制線。

2.用浮吊將啟閉機主副機架分別吊裝到位，調整啟閉機位置，根據吊點中心線找正其縱、橫中心線偏差不應超過土3毫米。用水準儀測量機架控制面高差其偏差不超過±5毫米、水平偏差不大於0.5/1000。

3.對減速箱、開式齒輪和軸承按要求加注潤滑油或潤滑脂。對啟閉機滑輪組、各部位傳動部件的間隙、同心度、同軸度等進行調整，至符合設計及規範要求。

4.進行啟閉機制動器、減速箱、電動機的調整。確保制動器制動靈活有效；減速箱不漏油，無異響振動（噪聲W85dB）；電動機三相電流不平衡度不超過10%，溫升不超過規定值。

5.檢查開式齒輪嚙合情況，制動輪跳動情況。用塞尺檢查齒輪側間隙、空載宜略小於保證間隙，以確保在正常運行時得到保證間隙，用百分表檢測制動輪跳動，不大於100微米。

6.安裝啟閉機啟門和閉門鋼絲繩，鋼絲繩的牽引用卷揚機進行，安裝錐形座和導向滑輪，鋼絲繩由導向滑輪向主弧門過渡連線。

7.錐形套澆鋅，安裝配重塊，張緊裝置適度拉緊鋼絲繩，錐形套入套就位。

十一、聯合調試

1.南、北兩岸檢修門庫和主弧門設備艙內充排水設備調試。手動閘閥全部打開，電動充水閘閥開啟至全開，向主門庫充水、排水，反覆試驗幾次，直至動作靈敏、工作可靠。

2.對工作泵和備用泵分別進行調試，調試過程泵運轉正常。

3.調試結束後，手動閘閥全部打開，電動充水閘閥開啟至全開，主門庫充水至高程3.40米，關閉電動充水閘閥。設備艙按下游水位高程3.50米進行壓水，艙內水位高度值將底甲板面高程設定為0.00米，水艙水位控制參數見表4。

表4 弧形平面雙開鋼閘門水艙水位控制參數表

下游水位（米）	浮箱中水位高程（米）
	對軌道壓力為100噸時	對軌道壓力為150噸時
3.5	0.59	0.9
3.7	0.84	1.13
3.9	1.07	1.34
4.1	1.29	1.55
4.3	1.49	1.64
4.5	1.58	1.84
4.7	1.78	2.04
4.9	1.98	2.24
5.1	2.18	2.44
5.3	2.38	2.64
5.5	2.58	2.84

4.對沖淤系統能效性進行了檢驗，水艙水位調節能力進行了測定。

5.主弧門和卷揚式啟閉機聯合系統調試。主門庫充水至高程3.40米左右，進行平面弧門和卷揚式啟閉機的聯調試驗。

6.聯調試驗在主門庫內進行，測試啟閉機和主弧門運行穩定。監測到各機構電動機及電氣設備運轉時無異常聲響，電機及各軸承處無異常發熱。

7.整定閘門開度儀全開、門庫內行走位置極限的數值，固定極限位置行程開關。

8.調試結束，將弧形平面雙開門牽引到開度為零的設定位置，做好調試過程記錄，為試運行提供參數保障。試運行工藝流程見圖6。

圖6 試運行工藝流程圖（一）

圖6 試運行工藝流程圖（二）

勞動力組織

該工法的勞動力組織根據南、北兩岸平面弧形雙開門需分期吊裝、同步安裝，且工期緊的特點配備。

一、組織機構（圖7）

圖7 組織機構示意圖

二、施工人員（表5）

參考資料：

材料設備

《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》所用的材料及設備明細如下：

一、在設備和材料訂貨前，正確選擇生產廠家的產品，在簽定契約時明確有關的技術要求和隨行技術資料，在施工過程中，嚴格按產品的有關要求進行施工。

二、材料

1.全部鋼材材質為Q235B，鋼板厚度12-60毫米不等，無縫鋼管直徑ф203-ф520不等，用鋼量約1800噸。

2.該工法所用到的主要鋼材，均有出廠合格證和檢測報告等，材料進廠後進行了現場見證、抽樣檢查，並出據檢驗報告。

3.該工法所用到的焊條：均滿足《碳鋼焊條》GB 5117-85、《不鏽鋼焊條》GB 983-85、《焊接用鋼絲》GB 1300-77《碳素鋼埋弧焊用焊劑》GB 5293-85等標準和規範的要求。

三、機具設備

該工法的機具設備，按南、北兩岸弧形平面雙開鋼閘門分期吊裝、同時安裝的特點考慮，因受現場條件所限，弧形平面雙開鋼閘門事先在廠內分段製作好，然後船運到現場吊裝入門庫，現場不再另設構件製作場地，機械設備見表6。

表6 機械設備一覽表

序號	名稱	規格要求	數量	備註
1	浮吊	50米臂桿，160噸	1艘	起重設備
2	汽車吊	50噸	2輛
3	千斤頂	100噸	9隻
4	開口	5噸	4隻
5	卷揚機	5噸	2台
6	撬扛	╱	12根
7	卸扣D型	d=60，d1=70	╱
8	大型運輸船	39米x9.7米	4艘	運輸設備
9	大型平板車	╱	2輛
10	空壓機	12立方米/75千瓦	1台	防腐設備
11	噴塗設備	╱	1套
12	探傷機	╱	╱	檢測設備
13	手拉葫蘆	╱	8隻	安裝設備
14	滑輪組	╱	5隻
15	臥式千斤頂	╱	6隻
16	空壓機	0.6立方米	2台	焊接設備
17	CO2焊機	╱	10台
18	矽整流焊機	╱	2台
19	焊條烘箱	╱	2隻
20	碳刨機	╱	2套
21	交流焊機	╱	10台
22	通風設備	╱	6套
23	全站儀	╱	1台	裝配設備
24	經緯儀	╱	1台
25	水準儀	╱	2台
26	三維儀	╱	1台
27	千斤頂	30噸	12隻
28	千斤頂（矮型）	20噸	16隻
29	等高鐵	300x400x400	28隻	╱
30	花籃螺栓	M20	60隻	╱
31	扳手	╱	8套	根據螺栓配
32	拉馬	╱	20隻	╱
33	潛水泵	╱	2隻	╱

參考資料：

質量控制

《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》的質量控制要求如下：

質量要求

1.弧形平面雙開鋼閘門的安裝滿足《鋼結構工程施工質量驗收規範》GB50205-2001的相關要求。

2.弧形平面雙開鋼閘門的安裝滿足工程設計技術檔案的相關要求。

標準方法

弧形平面雙開門安裝檢測項目、允許偏差和檢測方法參照表7。

表7 弧形平面雙開鋼閘門安裝檢測項目、允許偏差和檢測方法表

序號	檢測項目	允許偏差（毫米）	設計值（毫米）	實測值（毫米）	檢驗方法
1△	支臂中心與釵鏈中心吻合度	2	╱	0.5	全站儀測量
2	支釵中心至外弧面板曲率半徑（&）	±10	60000	59997、59998	全站儀、鋼尺測量
3△	支位中心至面板外緣兩側半徑相對差	10	╱	3	全站儀、鋼尺測量
4△	支皎中心對孔口中心距離（厶）	±3.0	50000	50000、50001	全站儀測量
5△	門葉頂甲板平面度	2	╱	0.5、0、1.0	水準儀測量
6	門葉箱形梁體扭曲度	3	╱	1	用鋼尺量
7△	門葉底橫樑平面度	2	╱	1.5、0.5	水準儀測量
8	門葉內、外弧面板縱向垂直度	2	╱	1.0、1.0	吊線垂、用鋼尺量
9	門葉分段接縫錯位	≤1.0	╱	0.5、0、0.5	用鋼尺量
10	門葉高度	±3	5027	5026、5024	用鋼尺量
11	門葉寬度	±2	3500	3498、3501	用鋼尺量
12	南、北岸門體相對高差	1	╱	0.5、0.5	水準儀測量
13	底止水橡皮壓縮量相對設計壓縮量	-1	╱	-1	比較
14	側止水橡皮壓縮量相對設計壓縮量	-1	╱	-1	比較
15△	側止水橡皮與預埋件吻合度	符合圖紙或規範要求		符合	觀測檢查
16△	中縫止水橡皮與承壓塊吻合度	符合圖紙或規範要求		符合	觀測檢查
17	支臂餃鏈座與支座連線吻合度	符合圖紙或規範要求		符合	用塞尺量
18△	底滑塊與底軌的接觸度	符合圖紙或規範要求		符合	用塞尺量
19	現場拼裝一、二類焊縫	符合圖紙或規範要求		符合	X光、探傷檢查
20	現場焊縫外觀檢查	符合圖紙或規範要求		符合	觀測、煤油檢查
註：因該程設計為中國全國水利工程之最，在中國國內尚無運用先例，截至2009年，還沒有現成的檢測記錄表樣式可以借鑑；該工法所用檢測記錄表中檢測項目、允許偏差均為設計、監理和施工單位共同制訂，並報江蘇省質檢站最終認可。

參考資料：

控制辦法

1.建立健全規章制度，落實各項責任措施，編制了《京杭運河常州市區改線段鐘樓防洪控制工程質量管理辦法》和《京杭運河常州市區改線段鐘樓防洪控制工程質量管理實施細則》。

2.建立該工程質量責任人網路，明確各層次的質量責任人，實行工程質量終身負責制，並對該工程質量責任人網路報質檢站存檔備案，隨工程建設的不斷進展，適時增加相關質量責任人。

3.施工人員進場進行技術交底，熟悉圖紙和規範要求，嚴格按照施工圖尺寸和工藝進行施工。樹立“質量第一、爭創精品”的理念，創“優質工程”的目標。

4.加大檢測設備、儀器的投入，做好溫控措施和檢測儀器的標識，並增加檢測頻率。

5.運用主動的動態控制方法，跟蹤金屬結構製作、安裝的全過程。

6.把質量責任落實到每一個環節、每一道工序和每一個人員，切實加強超大型弧形閘門的尺寸控制、焊接質量控制和預埋件的製作、安裝精度控制等。

7.質檢員嚴格按照標準檢驗，把好每一個關鍵點，執行“三檢”制度，一次報檢合格率達98%以上。

安全措施

採用《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.結合工程施工實際，實施了工程安全事故月報表制度，組織編制了該工程安全生產措施方案和安全生產事故應急救援預案。

2.成立了安全生產工作領導小組，建立安全生產責任網路，明確了安全生產責任人，同時吊裝作業現場配備專職安全員，負責做好安全教育、安全檢查及安全技術交底。

3.起重作業人員經過特殊性工種培訓，有上崗證，嚴格按照操作規程執行。起重作業人員和安裝人員進場前進行安全技術交底，明確分工和責任、規程的要求。

4.邀請專家組對多種吊裝方案反覆比較，並對最終確定的安裝方案進行可行性認證，同時對安裝過程可能產生的意外情況進行細緻的分析和預測，制訂了詳細的應急預案，確保工程萬無一失。

5.對分節閘門運輸、吊裝和移位拼裝方案進一步細化，充分估計可能發生的每一個細小問題，每個過程、各項程式、每道工序均嚴格審核把關，超前謀劃，確保吊裝、移位順利完成。

6.分節門葉較大、噸位較重，吊裝時選擇符合安全規定的起重設備。起吊重物時，預先進行試吊，試吊高度約50厘米，試吊發現無危險、重心找準穩定時進行正式吊裝。

7.運用動態控制方法，門葉移位過程中，有專人指揮，專人跟蹤門葉移位、安裝就位的全過程，監測防傾架和底滾輪的運轉。牽引過程中卷揚機周圍設定警示標誌，鋼絲繩工作周圍嚴禁站人等。

環保措施

《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》的環保措施如下：

1.認真學習環境保護法，執行當地環保部門的有關規定，接受環保部門的監督管理，督促該公司員工自覺做好環境保護工作。

2.加強工區內社會治安環境的治理，搞好與工地周圍民眾關係，工地實行封閉管理，創造安定的施工和生活環境。加強現場作業及生活環境的衛生、文明狀況的管理；提高職工就餐、居住條件，劃分若干個衛生包乾區，包乾到班組，落實責任人，並定期檢查評比；定期對員工進行健康檢查，保障職工的身體健康。

3.加強工區內及現場作業環境管理，施工作業做到不擾民，現場門葉和支臂堆放、施工機械停放整齊、有秩序，臨建房屋、各種管道等設施按設計規定進行布置。

4.門葉和支臂噴砂、噴鋅施工時進行必要的遮擋，以防揚塵飄出，污染周圍環境。風力大時停止施工，做到不影響周圍民眾的健康生活。

5.保護施工現場的環境，對施工垃圾定點堆放及時清理，不污染周邊環境。工程竣工結束撤場時及時、全面的清理施工現場，做到施工垃圾的無害化處理。

效益分析

經濟效益

《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》的經濟效益分析如下：

1.該工法的經濟效益主要表現在：質量易於控制、安裝速度快捷，降低安全事故的發生率，節省了安裝費用和建設投資。

2.直接效益

在常州鐘樓防洪控制工程超大有軌弧形平面雙開鋼閘門安裝過程中，採用在獨立門庫移位安裝的方案，直接為公司節約安裝經費約45.496萬元。

表8 弧形平面雙開鋼閘門安裝工日、經費統計表

項目名稱	安裝子目	安裝時間（2008年）	安裝工日	安裝單價	安裝經費	備註
				（元/天）	（元）
平 面 弧 形 雙 開 門	吊裝	3.24-4.16	╱	╱	285000	浮吊
	北岸門移位	3.24-3.30	189	90	17010	╱
	北岸拼裝	3.25-4.10	1207	90	108630	╱
	南岸門移位	4.6-4.12	154	90	13860	╱
	南岸門拼裝	4.7-4.22	1136	90	102240	╱
	焊接	3.25-5.30	1220	90	109800	╱
	50噸汽車吊	╱	╱	╱	140000	配合
	16噸汽車吊	3.24-6.28	╱	╱	108000	配合
	消耗性材料等	╱	╱	╱	100500	╱
	合計	╱	╱	╱	985040	╱

如果在常規“阻航”狀態即關門位置下安裝，需安裝經費約：800元/噸x1800噸=1440000元；

則直接節約安裝經費約：1440000元-985040元=45.496萬元。

3.間接效益

蘇南運河是江蘇南部地區內河水運大動脈，京杭運河常州段會長44.5千米，據統計，截至2007年，該段航道貨運量的近12年來以年均9.8%的速度增長，2004年貨物通達量達16876萬噸，日貨運量達47萬噸。按每船增加過閘時間10分鐘計，船速10千米/小時，按現行貨運價2000元/萬噸•千米計算，年平均增加運費：16876萬噸x10/60小時x10千米/小時x2000元/萬噸•千米=5636萬元。

如果在常規“阻航”狀態即關門位置下安裝，則從2007年12月28日通過水下工程驗收，至2008年6月28日通過試運行驗收，總計約需延長安裝時間180天，則會因此帶來通航貨運運費損失約為：5636萬元/年x180天/365天≈2780萬元。

社會效益

《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》的社會效益分析如下：

1.該工法能夠解決通航河道中航運“不阻航”、在獨立門庫安裝施工的問題，能較好的解決水利、交通工程交叉施工的問題。

2.超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝施工，中國國內尚無運用先例，採用該工法保證了工程的順利實施，增加企業本身的競爭力。

3.該工程設計為中國全國水利工程之最，為2009年後設計向大型化、新穎化方向發展，大膽構思、設計同類型大跨度、大型水工鋼閘門安裝開拓了思路、提供了範例。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》套用於京杭運河常州市區改線段鐘樓防洪控制工程，項目情況如下：

• 工程概況

常州鐘樓防洪控制工程是蘇南運河常州市區段改線後，新增建的武澄錫西控制線防洪控制性工程，位於常州市鐘樓區西林街道境內。根據“不設梯級、不阻航、特大洪水斷航，遠景預留船閘位置”的建閘原則，工程規模按預留擴建HI級航道標準進行設閘孔淨寬90米。經過技術經濟比選，採用超大有軌弧形平面雙開鋼閘門結構型式。單扇閘門弧面半徑60.0米，弧形門外側面板總弧長58.357米；門底高程近期為一1.00米，遠期為一1.50米，門頂高程6.5米。支臂採用3根ф520x18鋼管組成的格構桿，長56.5米，閘門加支臂重量約1800噸，採用600千牛卷揚啟閉機雙向牽引，在平面軌道上運行，閘門內設水艙，通過內置充排水系統自動調節艙內水量，準確控制閘門對軌道的下壓力。平面布置見圖8所示。

圖8 平面布置圖

施工情況

京杭運河常州市區改線段鐘樓防洪控制工程鋼閘門製造及安裝工程於2007年7月20日發布招標公告，8月31日建設處與公司簽定了契約協定書。水下工程部份工程量為：平面弧形閘門底軌約250米x2，共約246噸；檢修閘門底軌、側軌、抗扭導軌共約43.5噸；檢修閘門2扇共約30噸；檢修閘門液壓啟閉機2台及其配套設施。

工程於12月27日順利通過了江蘇省水利廳組織的水下工程驗收，經過突擊拆除，12月31日圍堰開始放水。提前實現放水通航目標。

2008年3月20日平面弧形雙開門廠內製作結束，通過水路運輸至工地現場，3月25日160噸浮吊進場吊裝閘門和支臂；隨接進入主弧門和支臂的拼裝焊接、600千牛卷揚式啟閉機和充排水系統等設備的安裝；5月30日開始分別進行了600千牛卷揚式啟閉機的負載試驗、檢修門庫充排水系統試驗、3.5米平台擋水門的翻倒試驗和充排水系統試驗、弧門充排水系統試驗，檢修門液壓啟閉機運行試驗等，各項試驗合格，設備運行狀態良好。於2008年6月28日通過聯合試運行驗收，11月5日通過投入使用驗收，具備汛期應急使用條件，工程於2010年6月25日通過竣工驗收。

工程測評與結果評價

超大有軌弧形平面雙開門安裝完畢投入試運行，經現場原型觀測後運行平穩、止水效果良好，在該工程中採用的施工新技術和新工藝，較成功地解決了閘門結構複雜、跨度大、支臂長的焊接問題，通航河道中航運與安裝施工的矛盾問題，獨立測量放樣精度和止水定位位置度問題。

榮譽表彰

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《超大有軌弧形平面雙開鋼閘門在獨立門庫移位安裝工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。