新沟二线船闸检修闸门及埋件制作与安装专项施工方案.docx
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新沟二线船闸检修闸门及埋件制作与安装专项施工方案
新沟二线船闸检修闸门及埋件制作与安装专项施工方案
一、项目位置及概况
1.1工程概况
新沟二线船闸位于汉川市新河镇与武汉市新沟镇之间，距离汉北河出口1.5KM，距离汉江河口约55KM，为汉北河道航道进出汉江航道的主要通航建筑物。
1.2规模及标准
检修闸门采用浮箱式叠梁门，高0.96米每节，共14节（其中上闸首6节，下闸首8节），每节闸门结构尺寸为16.65米*0,96米*1.62米。
闸门主要由门体结构、支承运行结构、和止水构件组成。
埋件上闸首和下闸首分别有一套的数量。
门体采用变截面实腹式双腹板主梁焊接结构，跨中段为密封空箱，自由状态下，浮力略大于闸门自重，门体可浮出水面，便于吊装、运输。
主梁间距660MM，吊点间距8.5米。
门体跨中梁高1.62米，端部梁高0.72米。
浮箱叠梁门单节为9.63米，门体空腹产生的浮力为10.18吨，叠起后门体落到底坎;提起最上节，其余叠梁依次依序浮出水面，便于吊装。
叠梁空腔内纵隔板开有进人孔，便于制作时将纵隔板与面板、腹板焊接牢固。
本单项项目制作在红安水工金结厂完成，具体制作详情见下表；安装部分主要由检修闸门埋件及上闸首闸门、下闸首闸门组成。
上闸首制作安装项目表
序号
项目名称
单位
单重
1
主轨
KG
1205.41
2
反轨
KG
1188.45
3
侧轨
KG
794.26
4
底坎
KG
1149.70
5
门槽顶端埋件
KG
54.81
6
叠梁门
KG
9047.11
下闸首制作安装项目表
序号
项目名称
单位
单重
1
主轨
KG
1205.41
2
反轨
KG
1188.45
3
侧轨
KG
794.26
4
底坎
KG
1149.70
5
门槽顶端埋件
KG
54.81
6
叠梁门
KG
9047.11
1.3工期安排
检修闸门及埋件制作与安装工程施工计划自2016年9月15日前进场，利用45天时间完成该项工程的制作与安装施工。
2．编制依据
《水电水利工程钢闸门制造安装及验收规范》……...DL/T5018-2004
《起重设备安装工程施工及验收规范》……………..GB50278-98
《起重机械安全规程》………………………………..GB6067
《钢熔化焊接接头射线照相和质量分级》…………..GB3323-87
《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析》…..GB11345-89
《焊缝符号表示法》…………………………………..GB324-88
《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范》..JGJ82-91
《水工金属结构焊接通用技术条件》…………………..SL-36
《水工金属结构防腐蚀规范》…………………………..SL105-95
《涂装通用技术条件》…………………………………..SDZ014-85
《涂装前钢材表面锈蚀等级和除绣等级》…………..GB8923-88
三．施工组织设计
3.1检修闸门制造工艺措施
3.1.1检修闸门工艺准备
检修闸门制造工艺流程图
采用分节制作的平板门其制作工艺步骤如下：
（1）根据设计图分节下料，开好坡口。
（2）单构件制作，如主梁、边梁、面板等，焊后变形必须矫正。
（3）分节组拼门叶，焊接。
（4）外形尺寸校正，单节门叶运进退火炉整体退火消除内应力。
（5）将各节门叶组装成门叶整体（连接缝不焊）安装支撑滑块，水封等零件，对需机加工构件进行机加工。
分节组拼门叶的方案，采取一次拼装成型的方法。
将面板平铺在拼装平台上，划出主梁、边梁、隔板的位置线。
再将主梁、边梁、隔板等构件在面板上拼装，最后进行整体焊接。
（1）焊接顺序：
如图所示，先将主梁腹板与隔板肋板的连接角焊接好，使梁格相成整体，然后焊接仰焊缝，以增加梁格的刚性，最后将面板一侧所有平焊缝焊完。
（2）施焊方向：
从中间向两边对称施焊，如图所示，由双数焊工对称进行焊接。
（3）主梁腹板与边梁腹板的对接角焊不宜先焊，这样焊接内应力可以向四周扩散，以减少变形值。
制作门叶单构件。
其中边梁按门叶总高度制作。
在分节处划线做好记号。
将分节面板逐一铺放在制作平台上，根据设计图纸划好单件拼装位置线，根据面板上的拼装线依次吊装边梁、主梁、次梁、隔板、后翼板等。
先吊装拼点一侧边梁，另一端预以修正。
修正后拼点另一侧边梁。
用水准仪检查两边边梁的水平和扭曲度，有过大偏差时，需校正，使之满足规范要求。
再拼点隔板及后翼板，最后拼点主梁后翼板及筋板。
联接两节门叶按设计图纸下料加工后，点焊好，点焊在面板分节处的拼装线上，并检查尺寸。
按批准的闸门焊接工艺进行焊接。
并进行焊缝的探伤检测。
闸门焊缝探伤检测合格后，进行尺寸检查，校正变形，然后焊接水封座板，水封座板整体平整度必须达到规范要求，以机加工好符合图纸要求的水封座板为基准面，确定滑快面尺寸，安装滑块底座。
对门叶整体组装作最后的检测，应符合图纸及招标文件的技术要求，并作出记录。
3.2检修闸门、制造总体要求
3.2.1下料前的矫正
板材、型材等零件在划线下料前应对其平面度、直线度、垂直度、扭曲度进行检查，对变形过大者应采取机械或火焰矫正方法进行矫正、平直工作，其结果必须符合DL/T5018-2004规范中表8.1.6中的规定。
检测量具
闸门下料用的钢卷尺、板尺、角尺、卡尺以及水准仪等检测器具必须经过乌鲁木齐技术监督局计量检验部门进行鉴定，便于统一控制测量误差。
避免由此造成的人为误差和质量事故。
闸门焊缝位置的确定
闸门面板的对接焊缝必须避开梁系的就位位置。
梁系的焊缝接头应避开构件应力最大断面处，相邻的平行焊缝间距不小于200mm。
为保证闸门组装结构尺寸，保证焊接质量，采用数控等离子切割机进行下料。
然后按施工图样、工艺指导书进行刨边取直和加工坡口工作。
坡口的制备工作应由专职切割工操作，切割后用砂轮机打磨平整，去除氧化铁，露出金属光泽。
坡口制备后其极限偏差应符合GB985-88《气焊、电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》及GB986-88《埋弧焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》的有关规定。
加工、焊接变形及收缩余量的控制
根据不同闸门的结构型式、闸门具体尺寸，在闸门梁系结构长度方向上，要预留下料、机加工、焊接变形，矫正收缩余量。
一般情况下，收缩余量按8‰留取，考虑端头拼装修整，再预留20mm拼装余量。
对于闸门面板，在长度和宽度方向上都应按8‰预留收缩余量。
3.2.2检修闸门制造工艺措施
搭设加工平台和拼装平台
依据施工图样中门体的规格、重量、大小搭设一个长×宽×厚（12000×10000×400㎜）拼装平台和一个长×宽×厚（12000×16000×400㎜）加工平台。
钢平台用工字钢搭设，其强度、刚度和稳定性必须满足门体的重量要求和焊接门体时的焊接变形的要求。
拼装平台离地面高度为400㎜，便于操作。
平台的整体平面度和水平误差不得超过0.5㎜。
闸门构件的制备
闸门的单构件，是影响闸门强度、刚度的主要因素。
先做好单个构件的制作，减少大拼装组焊变形，提高闸门整体质量。
而且梁系单个构件的焊缝等级全是一、二类，因此必须对该项工序严格控制。
梁系单个构件的腹板下料，应严格依照施工图和工艺卡所要求的工艺尺寸下料，预留长度方向上的切割、刨边、焊接的收缩量。
腹板四边必须进行刨边处理，以保证拼装质量，随后进行梁系结构的小拼装。
拼装完毕后，为防止焊接变形，施焊前做好加固和反变形工装、工艺、工作后才能进行梁系焊接。
随后进行焊接检查、结构矫正。
矫正完毕后的单件结构应符合钢闸门制造、安装验收规范，才能进入下一道工序。
面板的号料、下料制备
面板按照分节制造，根据施工图样排定闸门面板的钢板布置和焊缝分布图，依据入库钢板长宽情况，对钢板划线、下料，刨边后组焊。
单节面板焊好后，将面板逐一铺放在拼装平台上，在分节处焊上连接板。
在面板上划出主梁、边梁、次梁、顶梁、底梁、隔板等分布位置线，以待总拼、组焊。
门体的拼装就位
面板的制备工作完成后，依次将加工好的梁系单个构件按就位线依次将主梁、次梁、边梁、顶梁、底梁、隔板等点焊就位。
而后依据施工图样和制造工艺文件检查主梁、边梁中心线、对角线、扭曲度、横向直线度、竖向直线度、梁系单个构件的平行度、间距等是否符合DL/T5018-94规范中相关的规定。
否则必须重新调整。
最后检查无误后方可焊接。
门体组焊
闸门总拼装检查无误后，必须按照焊接工艺作业指导书，组织偶数焊工施焊：
焊接前应对所有焊接进行一次加固焊，做到每间隔200~400mm，要有50~80mm的加固焊段，加固焊的焊角高度不超过设计高度或坡口的1/3~1/2，以便在正式施焊时由于焊接应力将点焊处拉开。
焊接顺序为先焊中间，立焊缝逐步向两端退焊的焊接顺序，用六名焊工同时进行，立焊缝完后，再焊平缝，这两种焊缝均应从门体重心或中央位置在高度方向取中性轴逐步向四周上下扩展施焊。
组合焊缝：
包括面板与隔板，边梁翼板，吊耳板，支撑板，面板与主梁下翼缘板的连接焊缝。
检查：
以上焊接过程中，应随时观测闸门、拦污栅的几何尺寸和扭曲度，检查焊接变形量，根据实际观测情况，随时适当调整焊工人数，焊接次序等，严格控制焊接变形。
整体制作多节闸门焊接施焊顺序（未包括后翼板，数字代表焊工的代号）
闸门矫正
门叶焊接结束，经过外观几何尺寸、内部焊接质量检查后必须进行矫正，面板不平面度小于等于1.0mm,直线度小于5mm,顶侧止水座面不平度，边梁头向内勾头等均应进行矫正。
闸门整体组装
将闸门在拼装平台上再次进行整体组装，用水准仪将三节闸门调平。
并固定在拼装平台上，对面板利用半自动切割机按照施工设计图样进行加工。
另外对分节焊缝（安装缝）的坡口严格按照施工设计图样进行加工或修正。
附件组装
（1）滑块的安装
闸门加工好后，将滑道或弹性反向支承滑块与门体，水封压板与垫板之间进行点焊，分出螺栓孔位置线，并对它们进行配钻。
再将滑道或弹性反向支撑滑块以及吊耳板进行装拼全面检查滑道或弹性、反向支撑滑块是否在同一平面内，其滑道工作面与止水座面、反向支撑滑块工作面的相对位置是否满足施工设计图样要求。
检查弹性反轮、吊耳的轴与轴孔的配合是否符合水工钢闸门的有关要求。
最后进行闸门组装标记工作，填报验收记录，将相应配件拆除归类装箱或捆绑。
3.3检修闸门埋件的制造工艺措施
3.3.1埋件制造工艺流程
钢材、焊材、附材的订货、到货验收
加工平台和拼装平台搭设及制作机具准备
焊接工艺评定，制造工艺指导文件编制
拼装、点焊、校对尺寸
反变形措施处理
按照焊接工艺施焊
焊缝外观检查、内部无损探伤检查
埋件整体组装
不锈钢焊接、水封面整体铣面机加工
喷砂除锈
漆膜厚度测定
检验、包装、标志、出厂
3.3.2埋件的下料
埋件下料和闸门零件下料相同，下料前要进行矫正，同时要充分考虑加工和焊接变形收缩余量。
埋件需分节制造。
在长度上按10‰留取收缩余量，宽度上按8‰留取收缩余量，下料采用自动切割机进行下料。
3.3.3主轨、反轨的制造
主轨的工作面既是门叶行走支承面，又是水封面，因此，对主轨、反轨工作面的平面度、局部不平度、扭曲和曲率要求很高，由于主轨表面贴焊不锈钢板，所以要避免钢板（材质Q345C）和不锈钢（材质06Cr19Ni10）不同材质的焊接裂纹和变形。
必须根据审核后的施工图样编制严格的施工工艺，并注意下述几点：
（1）不锈钢板焊接前采用等离子切割下料，再用刨边机加工为光洁度较高的焊接坡口。
（2）不锈钢在焊接过程中具有较强的淬硬倾向，焊后接头易产生脆化和冷裂纹。
结构厚度和拘束度越大，焊接时淬硬倾向和冷裂纹倾向也就越大。
（3）由于不锈钢具有比碳素结构钢更高的热膨胀系数，焊接变形量比碳素结构钢大，但不锈钢的导热系数较低而电阻系数较高，故在焊接时选用较小的焊接线能量和最小的熔合比。
焊接过程在保证焊接质量的同时，也应注意焊接的层间温度，即基层焊接时层间温度保证在200℃以下。
（4）为保证主轨、反轨工作面的平面度和扭曲符合要求，工作面的钢板厚度在施工时须选择加厚2-4mm，焊接后须搭设专用校正平台，校正工作面平面度及扭曲至2mm范围内，最后对工作面进行整体铣面加工。
3.3.4底支承的制造
底支承既是门叶的承重构件，又是底水封的封水面。
因此须严格矫正其直线度、局部不平度和扭曲，底支承的整体检查应符合（DL/T5018-94）8.3.1中“构件表面未经加工”项目的要求。
3.3.5不锈钢工作面等加工
为确保整体平面度，埋件不锈钢止水面应整体机加工，粗造度为Ra≤3.2μm，轨道节间组合面应机加工Ra≤12.5μm，反轨、侧轨及钢衬节间组合面应机加工Ra≤12.5μm，两端头应机加工Ra≤12.5μm，底坎为焊接组合件，其工作面应机加工Ra≤12.5μm。
3.3.6埋件焊接与矫正
埋件施焊时焊工必须按照焊接工艺文件要求选择焊接方式、电流大小、焊条规格进行施焊，焊接过程中随时检查焊接变形情况。
焊接完成后，拆除所有卡具。
检查埋件在自由状态的几何尺寸，结合埋件的结构形式特点和变形误差值，采取合适的矫正工艺措施进行矫正。
矫正完成后，交质检员检查应符合DL/T5018-94规范中表8.3.1中的规定。
3.3.7埋件的组装
埋件矫正合格后必须在厂房内进行预组装，并设置可靠的节间定位装置，组装要求应符合DL/T5018-94规范8.3.11条之规定。
检查合格后，应在组合处打上明显的标记和编号，并做好相应的记录。
3.4门槽埋件的安装方法及主要工艺措施
（1）埋件拼装检查
①安装前对埋件的数量进行清点，并根据设计和规范要求进行埋件的质量检测，合格后对埋件进行分中，打上样冲，做好明显的编号标记。
②为保证检修门门槽埋件安装质量，安装前须对闸门门槽主、反轨等主要部件进行尺寸检查。
（2）安装基准控制点、线设置
①埋件安装前，首先进行系统放点，要求放出孔口中心线、门槽中心线以及控制高程点，主、反轨控制点放到侧、底坎上并打好样冲。
②首先进行测控系统放点，放出孔口中心线、门槽中心线以及控制高程点等，在底槛安装完成后，根据系统进行轨道安装控制点线测放，主、反轨控制点放到侧、底坎上并打好样冲。
系统控制点线妥善保护至门槽安装完成。
③安装使用的基准控制点线除了能控制各安装部位构件的安装尺寸及精度外，还应能控制门槽的总尺寸和安装精确度。
（3）底、侧坎埋件安装
①底侧坎吊装前按测量控制点在插筋上焊支撑托架，底坎吊装就位后，调整底坎中心里程、高程，并进行初调。
当各控制点安装精度在规范要求范围内时初步加固重新进行精调，达到设计图纸要求后，进行仔细加固、焊接，报监理验收浇筑二期混凝土。
②底侧坎二期混凝土达到足够的强度后，搭设施工脚手架，先进行工作段的主、反轨吊装，初步加固后进行调整，然后将门楣吊装就位，进行初调，各项基本就位后，进行整体相对尺寸的精调，精调时主要控制不锈钢止水面与孔口的相关尺寸。
当各部位相互空间位置及形位公差达到设计图样的要求后，进行仔细加固、焊接。
非工作段的轨道吊装在工作段验收合格后进行。
（4）工作段主、反轨安装
①底侧坎二期混凝土浇筑后，搭设门槽轨道安装施工脚手架。
待底坎二期混凝土达到70%的强度后，进行门楣以下工作段主、反轨的吊装，初步加固并焊接好调节螺栓，然后按招标文件之技术条款第20.2.8条款及有关规范的要求进行整体相对尺寸的精确调整。
②门槽埋件的加固与焊接
a.闸门门槽构件每一安装单元的连接、采用的加固材料、数量及搭接长度应严格遵照设计图纸和标书的规定执行，埋件与一期混凝土中预留的锚板和插筋焊牢，确保埋件在浇筑二期混凝土过程中不发生变形或移位。
严禁将加固材料直接焊接在主轨、反轨、侧轨、门楣（胸墙）等的工作面上或水封座板上。
b.埋设件的焊接必须制定合理的焊接工艺措施，防止变形，以保证门槽埋设件的安装质量要求。
c.埋件上的所有不锈钢接头，必须使用相匹配的不锈钢焊条进行焊接。
d.埋件所有工作面上的连接焊缝，在安装工作完毕、二期混凝土回填后，必须仔细进行打磨，其表面粗糙度与焊接构件维持一致。
对接接头的错位均进行缓坡处理，过流面及工作面的焊疤和焊缝余高铲平磨光，凹坑补焊平并磨光。
e.加固焊接完成后按前述各项要求对所有指标进行重新复查。
f.埋件所有接头焊接均在二期混凝土浇筑前完成。
不锈钢接头，必须使用相匹配的不锈钢焊条进行焊接。
③由于12孔检修门槽共用一扇检修门，关键要求严格控制工作段主、反轨间距，偏差宜偏严，且12孔偏差趋势尽量保持一致。
④门槽工作段安装验收合格后，先交付二期混凝土回填。
二期混凝土的每次浇筑高度不宜超过5m，并在前一仓混凝土初凝后才允许浇筑下一仓。
（5）闸门门槽非工作段轨道安装以工作段为基础，门槽主、反轨间距尺寸在合格范围内取正偏差控制，以利于闸门入槽。
（6）门槽埋件的清理与复测
①二期混凝土拆模后，对所有的工作面（如主轨工作面、水封座不锈钢表面等）进行清理，清除水泥砂浆或杂物。
②埋件所有工作面上的连接焊缝，在安装工作完毕、二期混凝土回填后，必须仔细进行打磨，其表面粗糙度与焊接构件维持一致。
对接接头的错位均进行缓坡处理，过流面及工作面的焊疤和焊缝余高铲平磨光，凹坑应补焊平并磨光。
③对埋件进行整体复测，并做好记录。
同时，检查混凝土面尺寸，清除遗留的钢筋和杂物，并铲除门槽范围内影响闸门安全运行的外露物。
（7）埋件安装完毕，应对所有的工作面进行清理，清除水泥砂浆或杂物。
铲除门槽范围内影响闸门安全启闭运行的外露物。
（8）防腐处理
安装好的门槽，除了主轨道的轨面，水封座的不锈钢表面外，其余外露表面均应按有关施工图样和技术文件的规定进行防腐处理。
3.6检修闸门安装方案
（1）安装前具备的条件
①门槽复测合格，记录齐全，门槽内杂物及钢筋头等已清理干净。
②检修闸门在堆放场内进行预拼检查，闸门附件、水封安装验收合格。
（2）检修闸门安装工艺流程
安装工艺流程见图1-6。
（3）检修闸门的安装施工方案说明
检修闸门由50t汽车吊装车，使用10t平板车运输，由电动葫芦起吊将各节闸门吊至孔口顶部锁定梁上。
（4）闸门安装工艺方法与主要技术措施
①闸门安装在拼装场内进行检查，各项技术指标符合施工图纸的规定。
②检修闸门的现场拼装工作，在该闸门的门槽顶部锁定梁上进行，其位置要考虑到电动葫芦能够把拼装好的闸门直接吊起或放入孔口。
③闸门主支承滑道的安装在门叶结构组装完毕，并经过测量校正合格后进行。
所有主支承滑道面调整到同一个平面上，其误差不得大于施工图样或技术文件的规定。
的纵横向中心线距离、吊耳孔各自同心度偏差符合规范或施工图纸之规定。
⑤经过检查验收确认闸门拼装合格后，才可对门体在安装、运输过程中造成防腐损坏的部位进行防腐修补处理。
⑥检修门水封装配
a.闸门的两侧水封及底水封，根据橡胶水封的到货情况，按需要的长度粘接好再与水封压板一起配钻螺栓孔。
橡胶水封的螺栓孔，采用专用的钻头使用旋转法加工。
严禁采用冲压法和热烫法加工。
其孔径比螺栓直径小1mm。
b.止水橡皮接头可采用生胶热压等方法胶合（或遵照施工设计图样），胶合接头处不得有错位，凹凸不平和疏松现象。
c.止水橡皮安装后，两侧止水中心距离和顶止水中心至底止水底缘距离、止水表面的平面度以及止水橡皮压缩量均符合图样和DL/T5018-94的规定。
d.水封装配并均匀拧紧螺栓后，其端部至少低于止水橡皮自由表面。
⑦检修门入槽前作静平衡试验。
由电动葫芦配合，完成闸门的静平衡试验。
把闸门吊离地面100mm以上状态下，对闸门的上、下游及左、侧倾斜度进行测试并根据试验结果加配重。
将闸门吊离地面100mm以上，实测滑道中心闸门上下游和左右侧的倾斜度，通过测量的尺寸计算闸门的倾斜不应超过门高的1/1000，且不应超过8.0mm。
然后根据计算所得增加配重，配重应与闸门连接牢固。
⑧闸门拼装工作结束后，应拆除所有安装用的临时焊件，并清除杂物。
5.5闸门及埋件的防腐工艺措施
据招标文件，必须对外露金属结构表面采用涂刷涂层，涂涮环氧云铁面漆；油漆生产厂家选择太仓开林造漆厂的产品。
闸门除锈等级应符合GB8923-88中规定的Sa2.5级，除锈后用干燥的压缩空气吹干净，并采取措施防止二次污染。
5.5.1质量控制
5.5.1.1涂装前，检查员应对表面处理的质量进行检查，合格后方可进行涂装。
5.5.1.2检查员每天都应对防腐过程中的各种参数进行监控，填写工序检验记录。
调漆工应对每天使用的涂料性能进行抽检，严禁使用不合格油漆。
5.5.1.3涂装过程中用湿膜厚仪及时测量湿膜厚度。
5.5.1.4涂装过程中对每一道涂装工序，均应用测厚仪及时测量涂层厚度及外观检查，并应符合规范SL105的规定要求。
（2）闸门安装施工细节说明
①闸门安装施工准备内容包括：
汽车吊的布置；闸室的临时防护设施敷设；施工电源、工具房、施工用材料准备；到货设备已通过清扫、检查、验收、核对编号。
②运输前应根据设计图纸计算质心，按质心布置并装焊施工用吊耳，闸门安装各部件吊耳板根据安装技术措施布置，每个吊耳允许载荷按各单元吊装实际载荷设计。
③根据闸门构件重量不同，采用50t汽车吊装车，由10t平板车运输车运输，通过施工道路运输，使用50t汽车吊装完成。
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