土木工程QC成果报告 水上安装闸门工艺研究究

水上安装闸门工艺研究一、小组概况

本QC小组成立于2008年，有小组成员7人，平均接受TQC教育时间72小时，全部具有本科文化程度。小组名称上海交通建设总承包有限公司青草沙水库工程QC小组小组类型创新性课题名称水上安装闸门工艺研究小组活动日期2009年4月～2009年7月活动次数15活动出勤率95％TQC受教育时间人均72小时序号姓名职务（或职称）年龄文化程度小组分工1总工46本科组长、小组推进2公司技术部经理34本科副组长、技术指导3项目副经理33本科副组长、现场组织4工程部部长30本科协调、现场控制5技术部部长33本科组员、技术指导6技术部副部长27本科组员、记录分析7工区负责25本科组员、资料统计小组制度1).小组每周活动不少于两次，每次活动时间不得小于1h；2).小组定期组织成员学习，坚持按PDCA循环程序办事；3).做好QC活动记录，积累原始资料；4).小组全体成员出勤率要达到80％以上。获得成绩《下游水闸裂缝控制》成果获2008年度中交股份优秀QC成果QC小组概况一览表二、选题理由2.1、工程概况青草沙水库工程下游水闸共有6扇平板钢闸门，闸门均为直升式，闸门启闭采用液压式启闭机，其中中孔闸门2扇、边孔闸门4扇，闸门规格汇总见表-1。(1)中孔闸门：门叶宽度为9940mm、高度为9000mm，闸门坐底后门体高程为-1.50～+7.50m，单扇门每边设有2个Ф800mm的行走滚轮，滚轮中距闸门底分别为1100mm、5000mm，门叶顶启闭机中心距为8540mm。

(2)边孔闸门：门叶宽度为4940mm、高度为5500mm，闸门坐底后门体高程为-1.50～+4.00m，单扇门每边设有2个Ф600mm的行走滚轮，滚轮中心距闸门底分别为1100mm、4100mm，门叶顶启闭机中心距为4540mm。表-1下游水闸闸门规格汇总表序号位置数量(扇)规格(m)重量(t)启闭机型号1中孔29.94×9.029.3QPPYD-2×320-5.52边孔44.94×5.59.5QPPYD-2×125-8.52.2、现场条件下游水闸采用江心围堰施工，水闸闸门安装前，完全不具备和陆地通车条件，为配合水闸施工，修建了一个施工平台和一个临时钢码头。施工平台呈长方形，尺寸为200m×100m，平台高程约+8.0m，主要作为料场和办公住宿地方；临时码头为型钢结构，平面尺度为50m×14m，面层高为+8.0m，钢码头按LT1040型的吊车作业荷载进行设计，由一条引堤连接钢码头和施工平台，引堤长约200m，宽约7.5m，主要用于材料进场和人员上下。平面布置图详见图-1。2.3、问题闸门安装要求精度高，目前安装工艺都采用干地施工，这样不受水流、风速影响，但是青草沙下游水闸采用江心围堰施工，水闸闸门安装前，完全不具备和陆地通车条件。在这种工况条件下，如何实现闸门精确安装，满足设计及规范要求是一个难题。三、设定目标

在完全不具备和陆地通车条件下，群策群力，通过方案比选，精心组织，实现闸门水上精确安装，满足设计及规范要求。四、提出方案及应对措施

根据现场条件、闸门自重、平面尺寸、吊高、吊距等因素，我们制订了两套方案，第一套为陆上安装，第二套为水上安装。4.1、陆上安装方案施工措施(1)吊机拆装后用船舶装运至现场钢码头，由起重船起吊至平板车并转运至施工平台；(2)现场50t履带吊完成履带吊的组装和调试；(3)闸门由船舶运至现场钢码头，由起重船起吊至平板车后运至施工点；(4)履带吊在设定位置安装钢闸门，安装完成后回至施工平台；(5)履带吊在50t履带吊和起重船的配合下拆装、落驳、出场。陆上安装有两个位置可以选择，在交通桥上安装和在管理房位置安装（闸门安装时管理房尚未修建），详见图-2、图-3。根据吊高、吊距和吊重要求，在交通桥上需安装80t履带吊，在管理房位置安装由于吊距增加需要150t履带吊。图-280t履带吊在交通桥位置安装示意图图-3150t履带吊在管理房位置安装闸门示意图4.2、水上安装方案施工措施(1)江侧临时围堰中部拆除100m，底标高拆至-0.5m，以确保起重船进入围堰内；(2)闸门运输船到达指定位置，起重船进点抛锚、带缆；(3)起重船起吊闸门后，绞缆依次通过防冲槽、海漫段后进入消力池；(4)闸门安装完成后退出临时围堰外侧，起吊下一扇闸门进行安装，直至所有闸门安装完成。

水上安装方案见图-4。根据吊高、吊距和吊重要求，选择120t起重船即可。图-4起重船安装示意图五、方案可行性分析选择陆上安装的优点是整个安装过程为干地施工，便于闸门调正和校验。缺点是因涉及到履带吊本身和闸门的进出场、转驳和组装等，施工程序繁、组织周期长、设施设备多、相应的安全风险高，特别是进场吊车的自重越大，吊车组装、作业时危险性均成倍增加；同时吊机自重加门体等总量，对地基土产生非常大的压力，这些压力会转化对交通桥的压力或墩墙的侧压力，交通桥和墩墙刚刚浇筑完成，如此大的土压力，有可能对结构造成损伤。水上安装的优点是投入的船机设备数量少，进场的设备和闸门转驳和组装次数少，相应的施工程序少、组织周期短、安全风险也小；相比陆上安装对地基、通道和作业场地要求较低。缺点是水上安装，施工过程中较难以控制、调整，安装后检查、验收相对较困难；但通过制定详细的方案予以很好的解决，比如联合业主、质监站专门制定水下验收标准，则可以解决相关问题。综合以上因素，我们最终确定为水上安装。六、制定对策对策表

序号要因目标对策措施负责人完成时间1船型及起吊姿态选择满足吊高、吊距、吊重要求根据理论计算进行选择⑴按照施工图纸计算出吊装需要满足的吊高、吊距⑵根据闸门吊重、吊高、吊距选择船舶和起吊角度万帮建2009.5.302卸扣、钢丝绳选择满足最大吊重根据理论计算进行选择根据钢丝绳和卸扣参数，按最大吊重进行计算，在给足保险系数情况下选择钢丝绳和卸扣张志海2009.5.303船舶设备布置满足船舶长宽、靠泊、带缆要求理论结合实际计算按照船舶尺寸大小，为围堰开适当大小缺口，并在闸体适当位置布置船舶带缆点徐波2009.5.304起吊时机选择起吊时机选择恰当，满足船舶进出和吊安时间时间控制和潮位表对照⑴估算每扇门吊安时间⑵计算在吊安时间内是否能够满足船舶吃水和进出围堰要求谷小春2009.5.305安装辅助措施确保闸门从槽顶部顺利入槽协助闸门入槽，同时减少入槽摩擦力⑴在门槽顶部安装导向装置⑵在闸门安装前涂抹肥皂水万帮建2009.5.306起吊安装安装顺利进行编制安装方案编制吊装计划，并对参与安装的人员进行技术交底姜威2009.5.30图-5闸门安装流程七、对策措施7.1、船型及起吊姿态选择起重船起吊必需满足以下三个条件：(1)、最大跨距L=20.5+5=25.5m(2)、最大吊重M=Max（9.5t，29.3t）=29.3t(3)、最大吊高H=14+9+6+2=31m（闸顶距水面高度为16.5-2.5=14m；门叶高度9m；钢丝绳垂直高度为6m；另考虑2m的富余高度），详见上文图-4。我们选择的120t起重船为秦航工208#，该船相关参数见图-6、图-7、图-8：图-6秦航工208#参数表图-7秦航工208#起重性能表图-8秦航工208#布置图

根据对秦航工208#参数的分析，我们选择副钩在55度时起吊，吊高为36.2m>31m、吊距为26.98m>25.5m，起重能力达35t>29.3t，可以满足闸门水上安装要求。7.2、卸扣、钢丝绳选择闸门起吊采用4点吊，安装时采用2点吊，吊扣钢丝绳选取以2点吊为准。吊扣钢丝绳拟选用规格为Ф44.5，单根钢丝绳破断拉力为99t，单门最大自重为29.3t。闸吊起吊安全系数K=99*2/29.3=6.6>5，满足要求。卸扣采用35t卸扣4只。7.3、船机设备布置起重船进点后，在起锚艇的配合下完成抛锚定位，抛前后八字锚，抛锚时船艏正对围堰缺口，两只前边缆带缆于预留在闸敦的带缆环上，两只后边锚抛锚长度200m，抛于围堰外侧。运输闸门的平板驳，停泊于临时围堰外侧下游，船机布置示意见图-9。图-9船机布置图7.4、起吊时机选择

为配合起重船进堰安装，需把江侧围堰的直线段拆除一个底口长约100m、底高程小于-0.5m的口子，围堰拆除选用松动爆破工艺，将围堰的旋喷桩破碎成50cm以下的块体后和堰体的砂土一并挖除。闸门起吊安排在低平潮时段进行，完成起吊、翻身、解主钩等工作约需1个小时，此时开始涨潮，当潮位高于1.7m时，起重船可以绞缆进入围堰内。考虑起重船满载吃水1.5m，此时船底距围堰内水下高点差动齿墙（-0.38m）、围堰缺口（-0.5m）分别有0.58m和0.7m，可确保起重船作业安全。根据计算，单扇闸门进堰后安装到位需4小时左右。闸门起吊安装安排在小潮汛期间进行，此期间的潮位+0.8m~+3.2m之间，潮差小、涨落潮流速低，有利于安装。典型潮位曲线见图-10，通过潮位曲线，可以看出单个潮水潮位高于+1.7m高程可达7~8小时，可以满足起重船一次进堰安装约4小时之需。图-10典型潮位曲线7.5、安装辅助措施

(1)导向装置：由于闸门滚轮中心距闸门底为1.1m，而闸门起吊后势必有小幅的晃动，先入槽的1.1m，由于没有滚轮的限制，晃动空间很大，Y形止水橡皮无法卡住门槽，同时晃动很可能撞坏止水橡皮。为解决这个问题，在闸室顶部牛腿上设置导向装置，即利用槽钢将门槽向上延伸1.2m，使滚轮先进入导向槽，因导向槽宽富余度极小，滚轮受限、闸门不会晃动，这样有效解决了上述问题。(2)润滑措施：为确保闸门顺利入槽，闸门安装前，对每扇闸门的滚轮和Y形止水橡皮上均涂肥皂水，同时在闸门槽主轨、侧轨上也涂抹肥皂水，在充分润滑的基础上，止水橡皮不受损伤，同时闸门滚轮阻力大大降低，保证安装进度和质量。7.6、起吊安装闸门在加工时在顶部和闸门下部各增加2个吊点，用于闸门安装起吊。起吊时闸门顶部两个吊点由副钩起吊，闸门下部两个吊点由主钩起吊。闸门体离开驳面2m以后，绞缆移船至围堰缺口正前方；同时主钩不动，缓慢起副钩，直至闸门由平行状调整到垂直状；最后在起锚船的配合下解除主钩钢丝扣，此时闸门为垂直状态的两点吊。起重船在绞锚移向消也池过程中，副钩继续起高，至闸门底高于+18.0m时，门体移至闸门槽(排架)正上方。在闸门江侧、库侧分设置一只5吨的手拉葫芦，通过微调起重船和手拉葫芦以确保闸门能对准槽口位置；通过陆上水准仪和全站仪监测闸门的垂直状态和角点位置；然后充分利用滚轮的作用缓慢下放闸门至门槽内，在此过程中配备专人将止水橡皮沿闸槽角分开，使此止水水橡皮与角钢有效接触。八、实施效果2009年6月15日至2009年6月17日，下游水闸成功完成了6扇闸门的安装，单日最高完成3扇闸门安装，详见图-11、图-12。闸门安装完成后，经验收，完全达到专项质量检验标准要求，确保了后期启闭机的安装和调试。图-11闸门起吊进点

图-12闸门安装九、标准化

由于在水利工程中闸门安装基本都是陆上安装，极少在过水后安装闸门，相应的检验规范不适用于该方案，为有效检验闸门水上安装的质量，项目部和