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【摘 要】 在已有水电工程施工生产实践中，对有闸门安装要求的结构部位，门槽结构混凝土施工时，常规施工方法是先进行门槽一期埋件安装及一期混凝土浇筑，错开一定高差后进行施工缝的凿毛和门槽埋件的安装验收及门槽二期混凝土浇筑，工序繁多、成本高且工期长。经过研究论证，采取优化一、二期埋件，将一、二期混凝土合并为一期，采用门槽混凝土施工台车一次性进行浇筑，在保证施工精度和质量的同时，减少工序环节和成本投入，加快了施工进度。
【关键词】 爬升式；门槽混凝土；施工台车
1 概述
乌东德水电站位于云南省禄劝县和四川省会东县交界的金沙江干流上，装机容量10200MW，多年平均发电量401.1亿kW·h，正常蓄水位975m，相应库容58.63亿m3。枢纽建筑物由挡水建筑物、泄洪建筑物、引水发电系统等组成。乌东德水电站施工导流采用河床一次拦断全年围堰、隧洞导流的方式，共布置5条导流隧洞，其中左岸布置2条，右岸布置3条，5条导流隧洞总长8091.5m。其中，左岸导流洞进口为岸塔式结构，由中墩分为两孔，单孔闸门孔口尺寸8.25m×24.00m，进口底板高程814.0m，闸门下闸操作水头分别为13.56m和18.65m，封堵闸门设计挡水水头为136m；单个尾水塔采用两孔出水，尾水平台内共设尾水出水口6个，相应设尾水闸门井6个，单孔闸门孔口尺寸为8.25m×24m。尾水闸门在静水中启闭，由设在尾水平台上的门机操作。
2 常规闸门槽混凝土施工方法
闸门槽结构混凝土常规施工方法一般为：先进行门槽一期埋件安装及一期混凝土浇筑，错开一定高差后搭设操作排架进行一期缝面处理和门槽埋件的安装验收及门槽二期混凝土浇筑。常规施工方法有以下几个特点：
（1）先后进行一期、二期埋件安装及混凝土浇筑，土建、金结来回交面，且需搭设操作排架辅助施工，施工干扰大、工序繁多且成本高。
（2）在一期混凝土浇筑一定高程后才能进行二期混凝土施工，工期长。
（3）一、二期施工存在上下交叉作业的安全风险。
3 爬升式闸门槽混凝土施工台车研究
乌东德导流洞受进出口新增块体及地质等原因影响，导致进出口开挖工期严重滞后，原规划的闸门槽施工程序及进度不能满足工程需要。为确保工程顺利度汛，经反复研究、论证，在常规混凝土施工台车基础上，研发出“爬升式门槽混凝土施工台车”，利用爬升式门槽台车优化一、二期埋件，将一、二期混凝土合并为一期，采用门槽混凝土施工台车一次性进行浇筑，在保证施工精度和质量的同时，减少工序环节和成本投入，加快了施工进度，确保了施工安全。
爬升式门槽台车结构尺寸为9000×2500×10850mm（长×宽×高），最大单件重量约4T，台车总重13T，每侧门槽为独立式型钢框架结构，左右两侧主构件由上下两根横梁连接成整体，横梁上设有安全防护栏杆作为连接通道和操作平台，门槽台车可分组在现场进行吊装组拼。进行低高程闸门槽施工时，底部横梁不安装，满足交通需要。门槽台车利用门槽主反轨埋件做为支撑点，采用4个5T的电动葫芦进行垂直爬升。
爬升式门槽台车安装时避免与土建结构相互干扰，门槽轨道加固与土建模板加固均为独立系统，加固点均单独埋设。
门槽混凝土施工台车具体结构详见图1。
4 闸门槽混凝土快速施工特点
通过对传统门槽分二期安装施工和门槽混凝土采用台车施工方法从工期、安全质量及成本分析进行比较，门槽混凝土采用施工台车具有以下特点：
（1）能够显著的缩短施工直线工期，极大的加快了工程进度。
（2）优化了二期施工、搭设脚手架等工序，避免了交叉作业的安全隐患及一期施工与二期金结吊装相互干扰、相互制约的难题。
（3）门槽台车的刚性结构，避免了门槽施工经常发生的跑模、一期和二期混凝土结合不牢等质量缺陷，提高了工程质量。
（4）施工成本较传统方案略有提高。
5 爬升式门槽混凝土台车浇筑施工方法
5.1底坎、底钢衬的安装
在闸门槽底板浇筑至一定高程后开始底坎、底钢衬安装，底坎吊装前按测量控制点在插筋上焊支撑托架。底坎吊装就位再吊装底钢衬，利用千斤顶调整，按照设置的孔口中心线、门槽中心线及底坎、底钢衬高程进行定位、精调及加固焊接，然后进行底板混凝土浇筑。
5.2门槽台车组装
（1）轨道安装测量
底板混凝土达到强度后，在底坎或底钢衬上方安装检查控制点，形成轨道安装中心线、左右中心点，用角铁焊接便于安装的控制复测点位。
（2）构件吊装
首先进行爬升式门槽臺车两侧主结构件吊装，并在底槛上的底部中心与门槽左右中心控制点对正后，用斜拉钢筋调整主结构的垂直度，先吊装下部横梁，然后吊装上部横梁，依据结构设计用焊接的方法将左右主结构与横梁连接牢固。
（3）调整
以底槛上的门槽中心点为基准，用直角尺、钢丝线及5kg重锤等工具，将门槽台车的中心位置找正，依次调整千斤顶的长度，保证门槽定位面正确无误。
（4）配套设施
检查栏杆爬梯、门槽台车上的电动葫芦、水平检测器等，并根据作业需要，放置常用的工器具和材料，如电焊机、角磨机、扳手、黄油、灭火器等，保证施工安全和方便。
5.3轨道及侧钢衬安装
首先将轨道构件吊装至门槽台车的安装部位，通过双头丝杆调节门槽相对孔中的尺寸，用丝杆在正面用电焊的方式固定门槽，在门槽顶部用丝杆做拉紧，确保门槽的中心正确之后，再逐步压紧，使轨道和门槽台车接合牢固，然后在门槽背后用钢筋斜拉固定。
在轨道侧面焊接电动葫芦的提升吊耳，将预设的钢绳通过卸扣连接在吊耳上。除台车顶部的限位滚轮支撑之外，将门槽台车与侧轨之间的夹紧装置和反轨一侧的定位千斤顶等距离松开5mm。 将门槽台车上的电动葫芦分别做提升前的预紧，检查各个部位均无卡阻之后进行试运行，确认升降运转正常后，一次提升到位。
门槽台车到达安装高度之后，一方面将台车嵌入混凝土（已浇筑混凝土的轨道）的部分用千斤顶和丝杆在门槽上紧固连接，另一方面，将伸出浇筑面的主轨与台车上的定位和夹紧点连接牢固，并将钢丝线下落到底槛附近后，用靠近底槛附近的主轨尺寸检查门槽台车及主轨的垂直度，必要时用斜向钢筋调节，保证门槽及台车的垂直度误差在规范要求内。最后将反轨的定位伸出5mm，并对反轨进行定位夹紧。
5.4门楣安装
在闸门槽浇筑至门楣底部高程时，开始吊装门楣，用螺栓将门楣与门槽主轨连接，门楣反面用型钢与预埋件进行斜撑加固，完成校核后将门楣用槽钢加固，为防止门楣浇筑期间构件整体倾斜，适当增加反向拉紧的型钢。
5.5封板安装
（1）底坎封板安装
当底板混凝土浇筑完成2天后，进行封板安装。封板与底坎的板面错牙处理，采取在焊缝坡口相应位置焊接专用楔形码子的方法进行压缝。验收合格后再进行焊接，对焊缝、焊疤进行打磨处理。
（2）轨道封板、侧钢衬安装
封板、侧钢衬出厂时单边连接焊缝已焊接。在与门槽轨道连接时，可根据安装的轨道局部修正封板尺寸、侧钢衬位置，以保证门槽轨道安装满足设计要求。
（3）底封板的灌浆孔处理
①封板安装时将堵头全部卸掉，将灌浆孔和堵头的丝口抹上黄油后再装配。
②底坎的灌浆区域在灌浆工序完工后，再清理所有灌浆孔和堵头装配以及堵头的封焊工作。
5.6变形监测
（1）监测的布置
在门槽轨道顶部采用挂重力线锤到底坎附近（开仓至收仓之间线锤保持不变），主轨挂2根钢琴线（正面2根），反轨挂3根钢琴线（正面2根，侧面1根）来测量轨道垂直度，每根钢琴线布置4个测量点，用油漆标记，并将开仓前测量数据记录下来并书写在轨道上便于校核。
（2）监测的频次
浇筑前测量原始数据，混凝土浇筑中每上升0.7米（2个坯层）测量一次，浇筑完成后測量一次。
6 爬升式门槽混凝土施工台车实施应用
乌东德导流洞进水塔、尾水塔爬升式门槽台车共10套，已浇筑的闸门槽混凝土测量结果表明：塔体的垂直度及轴线偏差合格率100%，截面尺寸合格率96.8%，轨道埋件在浇筑过程中局部有1mm以下位移情况，整体数据均在规范允许以内。爬升式门槽混凝土台车综合性的解决了门槽分二期混凝土浇筑、金结埋件设备安装、施工操作平台等施工难题，较圆满的解决了高空作业部位安全问题及避免门槽一期、二期交叉作业安全风险，极大地加快了施工进度，施工期间未发生任何质量、安全事故，满足了施工质量、施工进度及施工安全的要求。
7 结语
乌东德导流洞进水塔、尾水塔闸门槽施工工期紧，难度大，施工条件差。爬升式门槽混凝土台车成功应用于该工程施工，为今后类似结构混凝土的施工和闸门金结安装积累了宝贵的经验。该成果进行适配性设计后，可推广应用于各种结构尺寸的闸门槽、拦污栅等部位施工，有广泛的推广和应用前景。
作者简介：
1、姚明辉，男，中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司，高级工程师，湖北宜昌。
2、赵龙飞，男，中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司，工程师，湖北宜昌。
【关键词】 爬升式；门槽混凝土；施工台车
1 概述
乌东德水电站位于云南省禄劝县和四川省会东县交界的金沙江干流上，装机容量10200MW，多年平均发电量401.1亿kW·h，正常蓄水位975m，相应库容58.63亿m3。枢纽建筑物由挡水建筑物、泄洪建筑物、引水发电系统等组成。乌东德水电站施工导流采用河床一次拦断全年围堰、隧洞导流的方式，共布置5条导流隧洞，其中左岸布置2条，右岸布置3条，5条导流隧洞总长8091.5m。其中，左岸导流洞进口为岸塔式结构，由中墩分为两孔，单孔闸门孔口尺寸8.25m×24.00m，进口底板高程814.0m，闸门下闸操作水头分别为13.56m和18.65m，封堵闸门设计挡水水头为136m；单个尾水塔采用两孔出水，尾水平台内共设尾水出水口6个，相应设尾水闸门井6个，单孔闸门孔口尺寸为8.25m×24m。尾水闸门在静水中启闭，由设在尾水平台上的门机操作。
2 常规闸门槽混凝土施工方法
闸门槽结构混凝土常规施工方法一般为：先进行门槽一期埋件安装及一期混凝土浇筑，错开一定高差后搭设操作排架进行一期缝面处理和门槽埋件的安装验收及门槽二期混凝土浇筑。常规施工方法有以下几个特点：
（1）先后进行一期、二期埋件安装及混凝土浇筑，土建、金结来回交面，且需搭设操作排架辅助施工，施工干扰大、工序繁多且成本高。
（2）在一期混凝土浇筑一定高程后才能进行二期混凝土施工，工期长。
（3）一、二期施工存在上下交叉作业的安全风险。
3 爬升式闸门槽混凝土施工台车研究
乌东德导流洞受进出口新增块体及地质等原因影响，导致进出口开挖工期严重滞后，原规划的闸门槽施工程序及进度不能满足工程需要。为确保工程顺利度汛，经反复研究、论证，在常规混凝土施工台车基础上，研发出“爬升式门槽混凝土施工台车”，利用爬升式门槽台车优化一、二期埋件，将一、二期混凝土合并为一期，采用门槽混凝土施工台车一次性进行浇筑，在保证施工精度和质量的同时，减少工序环节和成本投入，加快了施工进度，确保了施工安全。
爬升式门槽台车结构尺寸为9000×2500×10850mm（长×宽×高），最大单件重量约4T，台车总重13T，每侧门槽为独立式型钢框架结构，左右两侧主构件由上下两根横梁连接成整体，横梁上设有安全防护栏杆作为连接通道和操作平台，门槽台车可分组在现场进行吊装组拼。进行低高程闸门槽施工时，底部横梁不安装，满足交通需要。门槽台车利用门槽主反轨埋件做为支撑点，采用4个5T的电动葫芦进行垂直爬升。
爬升式门槽台车安装时避免与土建结构相互干扰，门槽轨道加固与土建模板加固均为独立系统，加固点均单独埋设。
门槽混凝土施工台车具体结构详见图1。
4 闸门槽混凝土快速施工特点
通过对传统门槽分二期安装施工和门槽混凝土采用台车施工方法从工期、安全质量及成本分析进行比较，门槽混凝土采用施工台车具有以下特点：
（1）能够显著的缩短施工直线工期，极大的加快了工程进度。
（2）优化了二期施工、搭设脚手架等工序，避免了交叉作业的安全隐患及一期施工与二期金结吊装相互干扰、相互制约的难题。
（3）门槽台车的刚性结构，避免了门槽施工经常发生的跑模、一期和二期混凝土结合不牢等质量缺陷，提高了工程质量。
（4）施工成本较传统方案略有提高。
5 爬升式门槽混凝土台车浇筑施工方法
5.1底坎、底钢衬的安装
在闸门槽底板浇筑至一定高程后开始底坎、底钢衬安装，底坎吊装前按测量控制点在插筋上焊支撑托架。底坎吊装就位再吊装底钢衬，利用千斤顶调整，按照设置的孔口中心线、门槽中心线及底坎、底钢衬高程进行定位、精调及加固焊接，然后进行底板混凝土浇筑。
5.2门槽台车组装
（1）轨道安装测量
底板混凝土达到强度后，在底坎或底钢衬上方安装检查控制点，形成轨道安装中心线、左右中心点，用角铁焊接便于安装的控制复测点位。
（2）构件吊装
首先进行爬升式门槽臺车两侧主结构件吊装，并在底槛上的底部中心与门槽左右中心控制点对正后，用斜拉钢筋调整主结构的垂直度，先吊装下部横梁，然后吊装上部横梁，依据结构设计用焊接的方法将左右主结构与横梁连接牢固。
（3）调整
以底槛上的门槽中心点为基准，用直角尺、钢丝线及5kg重锤等工具，将门槽台车的中心位置找正，依次调整千斤顶的长度，保证门槽定位面正确无误。
（4）配套设施
检查栏杆爬梯、门槽台车上的电动葫芦、水平检测器等，并根据作业需要，放置常用的工器具和材料，如电焊机、角磨机、扳手、黄油、灭火器等，保证施工安全和方便。
5.3轨道及侧钢衬安装
首先将轨道构件吊装至门槽台车的安装部位，通过双头丝杆调节门槽相对孔中的尺寸，用丝杆在正面用电焊的方式固定门槽，在门槽顶部用丝杆做拉紧，确保门槽的中心正确之后，再逐步压紧，使轨道和门槽台车接合牢固，然后在门槽背后用钢筋斜拉固定。
在轨道侧面焊接电动葫芦的提升吊耳，将预设的钢绳通过卸扣连接在吊耳上。除台车顶部的限位滚轮支撑之外，将门槽台车与侧轨之间的夹紧装置和反轨一侧的定位千斤顶等距离松开5mm。 将门槽台车上的电动葫芦分别做提升前的预紧，检查各个部位均无卡阻之后进行试运行，确认升降运转正常后，一次提升到位。
门槽台车到达安装高度之后，一方面将台车嵌入混凝土（已浇筑混凝土的轨道）的部分用千斤顶和丝杆在门槽上紧固连接，另一方面，将伸出浇筑面的主轨与台车上的定位和夹紧点连接牢固，并将钢丝线下落到底槛附近后，用靠近底槛附近的主轨尺寸检查门槽台车及主轨的垂直度，必要时用斜向钢筋调节，保证门槽及台车的垂直度误差在规范要求内。最后将反轨的定位伸出5mm，并对反轨进行定位夹紧。
5.4门楣安装
在闸门槽浇筑至门楣底部高程时，开始吊装门楣，用螺栓将门楣与门槽主轨连接，门楣反面用型钢与预埋件进行斜撑加固，完成校核后将门楣用槽钢加固，为防止门楣浇筑期间构件整体倾斜，适当增加反向拉紧的型钢。
5.5封板安装
（1）底坎封板安装
当底板混凝土浇筑完成2天后，进行封板安装。封板与底坎的板面错牙处理，采取在焊缝坡口相应位置焊接专用楔形码子的方法进行压缝。验收合格后再进行焊接，对焊缝、焊疤进行打磨处理。
（2）轨道封板、侧钢衬安装
封板、侧钢衬出厂时单边连接焊缝已焊接。在与门槽轨道连接时，可根据安装的轨道局部修正封板尺寸、侧钢衬位置，以保证门槽轨道安装满足设计要求。
（3）底封板的灌浆孔处理
①封板安装时将堵头全部卸掉，将灌浆孔和堵头的丝口抹上黄油后再装配。
②底坎的灌浆区域在灌浆工序完工后，再清理所有灌浆孔和堵头装配以及堵头的封焊工作。
5.6变形监测
（1）监测的布置
在门槽轨道顶部采用挂重力线锤到底坎附近（开仓至收仓之间线锤保持不变），主轨挂2根钢琴线（正面2根），反轨挂3根钢琴线（正面2根，侧面1根）来测量轨道垂直度，每根钢琴线布置4个测量点，用油漆标记，并将开仓前测量数据记录下来并书写在轨道上便于校核。
（2）监测的频次
浇筑前测量原始数据，混凝土浇筑中每上升0.7米（2个坯层）测量一次，浇筑完成后測量一次。
6 爬升式门槽混凝土施工台车实施应用
乌东德导流洞进水塔、尾水塔爬升式门槽台车共10套，已浇筑的闸门槽混凝土测量结果表明：塔体的垂直度及轴线偏差合格率100%，截面尺寸合格率96.8%，轨道埋件在浇筑过程中局部有1mm以下位移情况，整体数据均在规范允许以内。爬升式门槽混凝土台车综合性的解决了门槽分二期混凝土浇筑、金结埋件设备安装、施工操作平台等施工难题，较圆满的解决了高空作业部位安全问题及避免门槽一期、二期交叉作业安全风险，极大地加快了施工进度，施工期间未发生任何质量、安全事故，满足了施工质量、施工进度及施工安全的要求。
7 结语
乌东德导流洞进水塔、尾水塔闸门槽施工工期紧，难度大，施工条件差。爬升式门槽混凝土台车成功应用于该工程施工，为今后类似结构混凝土的施工和闸门金结安装积累了宝贵的经验。该成果进行适配性设计后，可推广应用于各种结构尺寸的闸门槽、拦污栅等部位施工，有广泛的推广和应用前景。
作者简介：
1、姚明辉，男，中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司，高级工程师，湖北宜昌。
2、赵龙飞，男，中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司，工程师，湖北宜昌。