大型闸门启闭机更换施工方案

大型闸门启闭机更换施工方案一、工程概况本工程为某大型水利枢纽1泄洪闸工作闸门启闭机更换工程，原启闭机为2×2500kN固定卷扬式启闭机，1995年投运，服役已满28年，经安全检测鉴定存在如下缺陷：卷筒工作绳槽磨损量超过原壁厚的18%，超出规范允许的10%限值；主传动齿轮点蚀面积占齿面面积的35%，存在断齿风险；制动器制动轮磨损超标，制动响应滞后，抱闸间隙偏差超过允许值；电气系统元件老化，绝缘不合格，不满足智能化调度要求，无法达到汛期防洪启闭设计标准，需整体更换为同额定启门力的新型固定卷扬式启闭机。原启闭机主要技术参数：额定启门力2×2500kN，最大扬程18m，启闭速度2.4m/min，卷筒直径φ1600mm，主电机功率2×110kW，整机重量约68t，安装基础为混凝土现浇结构，地脚螺栓预留孔中心距为3200mm（横向）×5600mm（纵向），基础顶面高程为86.50m，启闭机房为钢筋混凝土排架结构，坝顶作业路面宽8m，净空高度4.2m，满足大型部件吊装运输要求。新启闭机主要技术参数：额定启门力2×2500kN，设计最大扬程20m（预留2m扬程冗余），启闭速度2.5m/min，卷筒直径φ1800mm，主电机功率2×132kW，整机重量约72t，采用PLC智能化控制，集成远程监控、超载保护、行程限位闭锁功能，符合现行水利水电工程运行要求，设备为散件制造运输，现场组装安装。二、编制依据1.《水利水电工程启闭机制造安装及验收规范》SL381-20072.《水利水电工程施工质量检验与评定规程》SL176-20073.《水利水电工程施工安全管理导则》SL721-20154.《起重机械安全规程第一部分：总则》GB6067.1-20105.《起重机钢丝绳保养、维护、安装、检验和报废》GB/T5972-20166.本项目原设计图纸、启闭机安全检测报告、设备供货厂家技术文件、现场实测勘查记录7.水利部水利工程设备改造相关管理规定三、施工准备1.技术准备（1）组织技术人员开展图纸会审，核对新启闭机尺寸参数与原基础、启闭机房结构的匹配性，完成吊装作业受力验算、闸门锁定结构承载力验算，验算结果：原坝顶路面地基承载力为200kPa，50t汽车吊作业接地压强为63kPa，满足要求；闸门自重128t，锁定梁采用I45a工字钢加工，最大弯曲应力为125MPa，小于Q235钢材许用应力160MPa，满足安全要求。（2）复测原安装基础的坐标、高程、预留孔尺寸，测量精度要求：基础顶面高程偏差允许值≤±5mm，预留孔中心位置偏差允许值≤±2mm，做好测量记录，对偏差超标部位制定预处理方案。（3）对全体施工人员开展三级技术交底、安全交底，明确工序要求、质量标准、风险防控要点，交底签字归档。2.人员准备所有作业人员均持证上岗，具体配置：项目经理1人，技术负责人1人，专职安全员2人，持证起重工4人，高级钳工6人，持证焊工2人，持证电工2人，试验检测人员1人，普工8人，合计26人，所有特种作业人员均在有效期内，满足施工要求。3.机具材料准备提前进场调试所有施工机具，具体配置：50t汽车吊1台（作业半径10m时额定起重量22t，满足最大部件22t的吊装要求），15m大型平板运输车1台，10t手动葫芦2台，5t手动葫芦2台，100t液压千斤顶4台，高精度全站仪1台，框式水平仪1台，扭矩扳手1套（量程0-5000N·m），超声波探伤仪1台，绝缘电阻表1台，接地电阻测试仪1台，噪声检测仪1台，加工I45a锁定梁2根，M42（8.8级）地脚螺栓4套，C30微膨胀混凝土等，所有机具经检验合格，材料质量证明文件齐全。4.现场准备（1）清理坝顶吊装作业区域，移除影响通行吊装的杂物，划定吊装作业警戒区，设置警示标识，封闭无关通行通道。（2）接引临时施工用电，采用三相五线制，接地电阻测试≤4Ω，满足安全用电要求。（3）提前将旧设备堆放场地、新设备临时堆放场地整平压实，做好排水。四、施工部署1.施工顺序本工程施工遵循“安全优先、先拆后装、循序渐进”的原则，总体施工顺序为：施工准备→闸门安全锁定→原启闭机电气系统拆除→原启闭机机械部件拆除→旧设备外运→基础清理复测处理→新启闭机部件吊装就位→机架调整固定→传动系统安装调整→电气系统安装→钢丝绳缠绕连接→二次灌浆养护→空载调试→静载调试→动载调试→缺陷消缺→验收移交。2.组织机构设置设置五个专项作业组：技术组负责技术交底、测量复核、资料整理；吊装组负责旧件拆除吊装、新件吊装作业；安装组负责新启闭机组装调整；安全组负责全程安全管控、隐患排查；后勤组负责物资供应、对外协调，各小组职责明确，服从项目经理统一指挥。五、主要施工工艺及技术要求1.闸门安全锁定闸门锁定为施工核心安全工序，必须严格按要求执行：（1）操作原启闭机将闸门缓慢下落至闸底板，下落过程中每2m停机检查门体与门槽的卡阻情况，确认门体完全落至底坎后，测量闸门底缘与底坎的贴合间隙，间隙符合设计要求后，开始安装锁定梁。（2）在两侧门槽的预设锁定平台上安装加工好的I45a锁定梁，锁定梁两端搁置在混凝土平台上的长度不小于400mm，锁定梁顶面与闸门吊耳下翼缘的间隙采用1:6坡度的钢楔塞紧，塞紧后间隙不大于2mm，采用8号铅丝将钢楔与锁定梁绑扎固定，防止钢楔脱出。（3）缓慢放松原启闭机钢丝绳，确认闸门全部荷载均匀转移至锁定梁承受，再次检查锁定梁的变形、钢楔的松紧度，确认合格后，安排专人24小时值守锁定部位，施工全过程不得离开。2.原启闭机拆除（1）先断开原启闭机总电源，在电源闸刀处悬挂“禁止合闸有人作业”警示牌，拆除所有电气线路，对线路接头逐一编号标记，避免拆除过程中混淆，拆除后将电气部件分类装箱。（2）放出卷筒上的原钢丝绳，原钢丝绳规格为φ52mm，总长190m，分4段切割，每段切割后立即捆绑吊运至坝顶临时堆放区，切割过程中做好防火措施，配备灭火器。（3）拆除顺序遵循从上到下、先附属后主体的原则，依次拆除制动器、联轴器、主电机、减速机、开式齿轮、卷筒组件、启闭机机架，拆除每个部件前，采用手动葫芦将部件预紧固定，防止部件倾倒坠落，拆除的螺栓等小部件分类收纳，避免掉落至闸室。（4）所有旧部件拆除完成后，及时用平板车外运至业主指定地点，清理安装基础表面的杂物、油污，保护预留螺栓孔不受碰撞损坏，对残留的旧地脚螺栓，采用气割切割至基础表面以下10mm，打磨平整，不影响新设备安装。3.基础处理与复测（1）清理基础表面浮浆、杂物，冲洗干净，对基础顶面进行凿毛处理，方便二次灌浆结合。（2）采用全站仪复测基础参数，允许偏差标准为：基础顶面高程偏差≤±5mm，地脚螺栓预留孔中心偏差≤±2mm，孔深偏差+20mm~0mm，孔径比地脚螺栓直径大30~50mm；本工程新地脚螺栓为M42，长度1500mm，要求孔径为φ80mm，偏差符合要求。若偏差超过允许值，偏差≤10mm时采用现场人工扩孔处理，偏差＞10mm时采用环氧砂浆修补调整，修补后养护7天，强度达到设计要求后再进行下一道工序。4.新启闭机吊装安装新启闭机为散件进场，按顺序吊装作业：（1）机架吊装：吊装吊点设置在机架预设的四个吊耳位置，吊装到位后穿入地脚螺栓，初步调整位置，采用框式水平仪测量机架纵横方向水平度，允许偏差为0.5/1000，调整机架中心坐标偏差≤±3mm，高程偏差≤±5mm，符合要求后，初拧地脚螺栓，M428.8级地脚螺栓设计预紧力矩为3400N·m，初拧力矩为设计值的50%即1700N·m。（2）卷筒轴与卷筒组件吊装：吊装到位后，测量卷筒轴的水平度，允许偏差为0.1/1000，调整卷筒中心与闸门吊点中心的偏差，横向偏差≤2mm，纵向偏差≤3mm，符合要求后固定轴承座。（3）传动系统安装：依次安装减速机、开式齿轮、电机、联轴器，本工程采用弹性柱销联轴器，两轴同轴度允许偏差：径向位移≤0.15mm，端面间隙偏差≤±1mm；开式齿轮啮合间隙为0.25~0.5倍模数，齿面接触斑点沿齿高不小于50%，沿齿长不小于60%，符合规范要求。（4）制动器安装：制动器安装在电机高速轴，制动轮径向圆跳动允许偏差≤0.1mm，闸瓦与制动轮的接触面积不小于80%，松闸后闸瓦与制动轮间隙均匀，间隙值控制在0.8~1.0mm，制动行程调整符合设计要求，动作灵敏无卡阻。5.电气系统安装（1）电气柜安装基础找正后，水平度偏差≤1/1000，垂直度偏差≤1.5/1000，固定牢固。动力电缆采用YJV22-1kV3×185+1×95，控制电缆采用KVV22-450V/750V14×1.5，接线整齐，线芯标识清晰正确，电缆预留长度满足检修要求。（2）接地系统安装：启闭机所有金属外壳、机架、电气柜均与坝顶原有接地网可靠连接，测试接地电阻≤4Ω，符合安全要求。（3）安全保护装置调整：上行程限位调整至闸门全开位置以上100mm处动作，下行程限位调整至闸门全关位置以下50mm处动作，超载限制器动作整定值设定为额定启门力的110%即2750kN，动作后自动切断上升方向电源，发出报警信号，符合规范要求。（4）绝缘测试：动力回路绝缘电阻≥1MΩ，控制回路绝缘电阻≥0.5MΩ，合格后方可通电调试。6.钢丝绳缠绕与连接新钢丝绳采用φ56mm、抗拉强度1770MPa的镀锌钢丝绳，总长度200m，缠绕前检查钢丝绳外观，无断丝、松股、扭曲、损伤等缺陷，合格后按厂家给定的顺序缠绕，钢丝绳绳头在卷筒上采用3块压板固定，压板螺栓均匀预紧，缠绕过程中保证钢丝绳排列整齐，不跳槽、不拧绞，缠绕完成后，测量钢丝绳垂直度偏差，从卷筒中心到滑轮中心的偏差≤1/1000，钢丝绳不刮蹭滑轮槽边缘，符合要求后，将钢丝绳绳头与闸门吊头牢固连接，做好连接部位的防松防护。7.二次灌浆所有机械部件调整到位，螺栓初拧完成，经监理验收合格后，24小时内完成二次灌浆，二次灌浆采用C30微膨胀混凝土，振捣密实，表面收光，养护时间不少于7天，养护期满后终拧地脚螺栓至设计预紧力矩3400N·m，做好力矩记录。六、启闭机调试调试分三个阶段进行，所有参数做好记录：1.空载调试：先断开钢丝绳与闸门的连接，点动启动电机，检查转动方向与设计要求一致，制动动作灵敏，然后连续空载运行1小时，检查轴承温度，最高温度不得超过70℃，温升不得超过35℃，整机噪声不超过85dB(A)，无异常振动、异响，所有限位开关动作准确可靠，空载调试合格后进入下一道工序。2.静载调试：重新连接钢丝绳与闸门，缓慢收紧钢丝绳，待钢丝绳受力均匀后，逐步抽出钢楔，将闸门荷载缓慢转移至启闭机，加载至125%额定启门力即3125kN，停留10分钟，检查制动器无打滑，机架无永久变形，地脚螺栓无松动，基础无沉降开裂，符合要求。3.动载调试：加载至110%额定启门力即2750kN，全程上下往复运行3次，每次运行全程，运行过程中检查闸门升降平稳，无卡阻、抖动，制动可靠，停车位置准确，安全保护装置动作准确，各连接部位无松动，轴承温度正常，动载调试合格后，拆除锁定梁，清理现场。七、质量控制1.质量控制标准严格执行《水利水电工程启闭机制造安装及验收规范》SL381-2007的要求，所有工序偏差控制在允许范围内，设备整体安装质量符合设计要求。2.质量保证措施（1）严格执行三检制，班组自检、施工队复检、项目部终检，每道工序检验合格后，报监理单位验收，合格后方可进入下一道工序，关键工序如闸门锁定、基础复测、部件调整、调试等必须由监理旁站验收。（2）新设备进场必须查验出厂合格证、材质报告、探伤报告、试验报告，不合格设备严禁进场，所有原材料、构配件质量证明文件齐全，按要求进行复检。（3）所有测量仪器、施工机具均经计量检定合格，在有效期内使用，保证测量精度。（4）做好施工资料整理，同步收集整理施工记录、验收记录、调试报告，保证资料真实完整，与施工进度同步。八、安全文明施工管控1.吊装作业安全：吊装作业由持证专人指挥，信号统一清晰，吊装前开展试吊，将部件吊离地面100mm，停留5分钟，检查吊具、吊车支腿受力情况，确认合格后方可正式吊装，吊装作业区域严禁无关人员进入，作业人员不得在吊臂、起吊部件下方停留。2.高空作业安全：启闭机房作业高度超过4m，作业人员必须系合格的安全带，临边部位设置1.2m高的防护栏杆，作业工具采用防坠绳绑扎，严禁抛掷工具材料，防止坠物伤人。3.临时用电安全：严格执行一机一闸一漏一箱，漏电保护器动作电流不大于30mA，动作时间不大于0.1s，雨天停止露天用电作业，雷电天气停止所有作业，人员撤离至安全区域。4.交叉作业安全：严禁上下垂直交叉作业，确需交叉作业的，设置结实的防护隔离层，安排专人指挥防护。5.文明施工：施工垃圾、杂物每日清理，分类外运，严禁将杂物丢弃至闸室、河道，施工废水经沉淀后排放，严禁污染水体，控制施工噪声，夜间未经审批不施工，减少对周边环境的影响。九、施工进度计划及保证措施本工程总工期为15日历天，具体进度安排：第1-2天完成施工准备、技术交底、场地清理；第3-5天完成闸门锁定、原启闭机拆除、旧设备外运；第6天完成基础清理、复测、预处理；第7-10天完成新启闭机吊装安装、二次灌浆养护；第11-13天完成电气安装、钢丝绳缠绕、系统调试；第14-15天完成缺陷消缺、验收移交。进度保证措施：提前落实设备、人员、机具进场，合理安排工序，机械安装与电气安装交叉作业，压缩总工期，提前关注天气预报，做好雨天施工防护预案，备足防雨材料，避免雨天延误工期，制定进度考核制度，明