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、工程概况本次施工为某水利枢纽溢洪道工作闸门启闭机设备更换工程，工程设计洪水标准为500年一遇，校核洪水标准为5000年一遇，溢洪道共设3孔，每孔孔口尺寸为12m×11m（宽×高），设计最大下泄流量11200m³/s，对应原启闭设备为3台2×1600kN固定卷扬式启闭机，设备投运于2002年，服役已满21年，因长期受水文腐蚀、交变载荷作用，存在开式齿轮点蚀磨损深度超过齿厚15%、卷筒裂纹深度达8mm、钢丝绳断丝率达到18%、制动器制动力矩不足设计值的40%等结构性安全隐患，经安全检测鉴定为四类设备，需整体拆除更换为3台2×1800kN智能变频固定卷扬式启闭机。本工程施工范围包含：原有启闭机设备拆除、启闭机基础检测与修整、新启闭机设备卸车转运、安装调试、闸门荷载试验、竣工验收及原有设备场外清运，要求施工期间不影响枢纽正常防洪调度，预留1孔溢洪道随时应急启闭，施工总工期为60日历天。主要技术参数对照参数项原启闭机参数新更换启闭机参数额定启门力2×1600kN2×1800kN扬程25m28m启闭速度2.2m/min2.5m/min电机功率2×90kW2×110kW整机重量约48t/台约56t/台基础地脚螺栓中心距3600mm×5200mm3800mm×5400mm1.《水利水电工程启闭机制造安装及验收规范》（SL381-2007）2.《水利水电工程施工安全管理导则》（SL721-2015）3.《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》（TSGQ7016-2016）4.《固定卷扬式启闭机通用技术条件》（SL41-2018）5.本工程启闭机设计图纸、设备出厂检验报告、原枢纽工程竣工资料6.现场地质勘查、测量原始记录数据三、施工准备（一）技术准备1.组织项目技术人员、施工班组长熟悉设计图纸与设备技术文件，完成三级技术交底，交底覆盖所有施工人员，交底记录签字归档率100%；2.采用高精度全站仪对原启闭机基础平面尺寸、高程、地脚螺栓预留孔位置进行复核测量，测量精度控制在±1mm以内，经复核原基础混凝土强度为C30，满足设计要求（设计要求≥C25），仅需对局部偏差位置进行修整；3.提前编制防洪应急预案，与枢纽调度中心建立2小时响应联动机制，明确应急撤场、设备转移的流程与时限要求。（二）资源准备1.设备配置：配置50t汽车吊1台（用于场内卸车转运）、130t汽车吊1台（用于启闭机吊装作业）、20t平板运输车2台、手拉葫芦（10t）4台、卷扬机（5t）2台、电焊机4台、空气压缩机1台、高精度水准仪1台、全站仪1台、力矩扳手1套、绝缘检测仪器1套，所有特种设备均经检验合格，操作人员持有效证件上岗；2.人员配置：配置项目负责人1名、技术负责人1名、安全负责人1名、质量检查员1名、起重工5名、电工2名、焊工3名、安装工6名、杂工4名，所有特种作业人员均持证上岗；3.材料准备：提前备好基础修整用C35微膨胀混凝土、环氧树脂砂浆、锚固用化学锚栓（M42，抗拉强度≥400kN/根）、接地扁钢（-50×5）、防腐油漆等材料，所有材料进场均按规范进行见证取样检验，合格后方可使用。（三）现场准备1.在施工区域设置封闭隔离围栏，高度不低于1.8m，设置警示标识与夜间警示灯，严禁无关人员进入；2.对130t汽车吊作业区域进行地基承载力检测，要求承载力不低于200kPa，原地基承载力不足区域铺设20mm厚钢板分层压实，满足吊装荷载要求；3.提前接通施工用电、用水，在启闭机房设置临时通风、照明设施，满足施工作业要求；4.提前规划原有设备清运路线与存放场地，获得枢纽管理单位同意，办理设备出场审批手续。四、施工流程整体施工遵循“先拆后装、先预制后安装、先重点后一般，错峰施工，保应急调度”的原则，具体流程为：施工准备→1孔启闭机隔离防护→原有设备部件拆除→整机吊装出孔→基础检测修整→新设备转运吊装→部件组装调整→地脚螺栓锚固→二次灌浆→电气系统安装→接线调试→静载试验→动载试验→验收移交→转入下一号孔施工，3台启闭机逐孔施工，施工期间保留2孔应急待命，满足防洪调度要求。五、主要施工工艺与操作要点（一）原有启闭机拆除施工1.前期防护与锁定：拆除作业前，将工作闸门落至溢洪道底板，采用4块100t千斤顶将闸门锁定在底坎位置，锁定载荷按闸门自重加设计水压力的1.1倍校核，锁定完成后采用测绳复核闸门位置，偏差不超过±5mm；断开原有启闭机总电源，对电源线端头做绝缘包裹处理，挂“禁止合闸”标识牌；对原有钢丝绳做预紧固定，防止松脱坠落。2.部件拆除顺序：遵循“先附属后主体、先上后下”的原则，拆除顺序为：电气控制柜→电阻柜→电缆线→行程限位装置→制动器→电机→减速器→开式齿轮→轴承座→钢丝绳→卷筒→机架，拆除过程中，对所有连接螺栓、销轴做好编号标识，便于后续拆解转运。3.吊装拆除作业：所有部件拆解完成后，采用10t手拉葫芦将部件预吊固定，130t汽车吊吊钩对位后收紧吊绳，检查吊点受力均匀性，确认无误后松卸手拉葫芦，匀速起吊，起吊速度控制在0.5m/min以内，避免部件摆动碰撞启闭机房墙体；整机吊装出孔后，转运至平板运输车，绑扎牢固后清运至指定存放场地。4.拆除注意事项：拆除作业过程中，严禁采用气割切割机架连接部位，保护原有基础混凝土不受损伤；对拆除产生的建筑垃圾每日清理，统一转运出场，保持施工区域整洁。（二）启闭机基础修整施工1.基础表面清理：采用风镐凿除基础表面浮浆、油污，凿毛深度控制在10~15mm，清理干净松动混凝土块，采用高压水冲洗基础表面，晾干后进入下一道工序；2.偏差修正：经测量，原基础顶面高程偏差最大为+12mm，超过设计允许偏差±5mm要求，对超高部位进行打磨处理，对低凹部位采用环氧树脂砂浆分层找平，每层厚度不超过20mm，养护时间不少于24小时；原预留地脚螺栓孔中心位置偏差最大为18mm，偏差超过允许值10mm要求，采用重新钻孔方式修正，钻孔直径比锚栓直径大50mm，钻孔深度符合设计要求1200mm，清孔后采用丙酮擦拭孔壁，去除粉尘油污；3.化学锚栓锚固：按照规范要求配置植筋胶，注入钻孔内注胶量达到孔深的2/3，缓慢插入M42化学锚栓，转动锚栓排出空气，保证胶体饱满，锚固完成后静置养护24小时，养护期间不得扰动锚栓，养护完成后做拉拔试验，每批次抽样10%，单根锚栓抗拔力不低于400kN为合格，不合格率超过5%则全批次检测。（三）新启闭机安装施工1.机架安装新启闭机整机分为机架、卷筒、减速器、电机四大部件，分批转运至吊装位置后，先吊装机架整体就位，机架吊装采用四点起吊，吊点设置在机架设计吊装耳板位置，严禁在主梁部位随意焊接吊点；就位后初步调整机架平面位置、水平度与高程，采用高精度水准仪检测机架纵向水平度，允许偏差不超过0.5/1000，横向水平度不超过0.15/1000，对角线相对差不超过3mm，平面位置偏差不超过±2mm，高程偏差控制在±5mm以内；调整完成后，拧紧锚栓螺母，复测各项参数，确认无误后进行二次灌浆，二次灌浆采用C35微膨胀混凝土，振捣密实，养护时间不少于7天，混凝土强度达到设计强度的75%以上方可进行后续部件安装。2.卷筒与钢丝绳安装卷筒吊装就位后，调整卷筒轴线与闸门吊耳中心线的同轴度，允许偏差不超过2mm，卷筒两端轴承座同轴度偏差不超过0.5mm，转动卷筒检查是否有卡滞、异响，盘动阻力矩不超过设计值的1.1倍为合格；钢丝绳安装按照“左捻钢丝绳对应左螺旋绳槽、右捻钢丝绳对应右螺旋绳槽”的要求缠绕，缠绕前清理卷筒绳槽，涂抹钙基润滑脂，缠绕过程中保持钢丝绳张紧，张紧力控制在钢丝绳破断拉力的1%~2%，严禁钢丝绳扭结、弯折，绳头采用楔形块固定，固定后预留2~3圈安全圈，钢丝绳端头采用钢丝扎紧，所有滑轮组转动灵活，无卡滞。3.传动系统安装减速器安装就位后，调整高速轴与电机轴、低速轴与卷筒轴的同轴度，采用百分表检测，同轴度偏差不超过0.1mm，联轴器端面间隙偏差控制在±0.5mm以内；开式齿轮安装后，检测齿侧间隙与接触斑点，齿侧间隙符合设计要求，偏差不超过设计值的10%，接触斑点沿齿高不小于40%，沿齿长不小于50%，不符合要求则调整轴承座垫片进行修正；制动器安装调整，保证制动轮与摩擦片接触均匀，制动力矩调整为额定力矩的1.25倍，松闸后制动轮与摩擦片的间隙均匀，间隙值控制在0.5~1.0mm之间。4.电气系统安装电气柜安装位置偏差控制在±2mm以内，水平度偏差不超过0.5/1000，柜间间隙不超过2mm；所有电缆线按照设计编号接线，接线端子压接牢固，绝缘电阻检测，动力回路绝缘电阻不低于0.5MΩ，控制回路绝缘电阻不低于1MΩ为合格；行程限位装置、高度指示器、过载保护装置安装完成后，初步调整动作行程，高度指示器误差不超过5cm，过载保护装置动作值设定为额定启门力的1.1倍，极限位置限位装置动作后，预留不少于50cm的安全行程；接地系统采用-50×5扁钢与启闭机基础接地网连接，接地电阻不超过4Ω为合格。六、调试与试验（一）空载调试二次灌浆混凝土强度达到设计强度100%后，开展空载调试，断开启闭机与吊头连接，先进行点动试验，检查电机转向是否符合设计要求，各传动部件是否有异响、过热，电机电流是否正常；连续空载运行1小时，每15分钟记录一次轴承温度，滚动轴承温度不超过70℃，滑动轴承温度不超过60℃，电机温升不超过80K，所有紧固件无松动，制动动作灵敏可靠为合格；空载调试完成后，连接启闭机吊头与闸门吊耳，检查连接销轴间隙符合要求，开展不带荷载的全程升降调试，往返运行3次，行程高度偏差不超过±10mm，限位装置动作准确，高度指示器显示误差符合要求，无卡滞、爬行现象为合格。（二）静载试验静载试验按照额定启门力的75%、100%、125%分三级加载，将闸门吊起离开底坎100~200mm，悬空停留不少于10分钟，检查机架挠度、制动器可靠性、各部件变形情况，125%额定荷载下，机架主梁最大挠度不超过跨度的1/800，卸载后无永久变形，焊缝无开裂，制动器无滑移为合格；试验过程中采用百分表测量主梁挠度，测点布置在主梁跨中位置，精度0.01mm。（三）动载试验静载试验合格后，开展动载试验，动载试验加载为额定启门力的110%，将闸门全程升降往返3次，检查启闭机运行平稳性，制动器动作灵敏，闸门升降无晃动，启门力、电机电流符合设计要求，每次落门到底后，检查制动器制动可靠，闸门无下滑，累计下滑量不超过20mm为合格；动载试验过程中，同步检测整机噪声，启闭机机房内噪声不超过85dB(A)为合格。（四）联调试验单台启闭机试验合格后，开展3台启闭机联合调试，模拟溢洪道不同开度启闭，检查各启闭机运行互不干扰，调度指令响应准确，远程控制、现地控制切换正常，智能变频系统调速稳定，误差不超过±0.1m/min，所有保护装置动作准确可靠为合格。七、质量控制要点1.所有进场设备必须具备出厂合格证、检验报告，设备到场后逐一对部件尺寸、焊缝质量、外观进行检查，不合格部件严禁进场安装；2.基础修整完成后，必须经监理单位复核验收，合格后方可进行机架安装，所有测量数据必须记录归档，签字确认；3.化学锚栓锚固后必须做拉拔试验，试验合格后方可进行机架就位，不合格锚栓必须重新锚固；4.传动系统同轴度、水平度等关键参数，必须经质量检查员复检，确认符合规范要求后方可进入下一道工序；5.调试与试验过程必须有监理单位、设备厂家代表在场，所有试验数据如实记录，签字确认，不合格必须返工重新试验，严禁带病验收；6.所有焊接作业必须由持证焊工完成，焊接完成后做外观检查，重要焊缝做磁粉探伤，无裂纹、气孔、夹渣为合格。八、安全保障措施1.所有施工人员进入现场必须佩戴安全帽，高处作业（超过2m）必须系安全带，穿防滑鞋，作业区域下方设置安全兜网，严禁交叉作业；2.吊装作业前必须检查吊具、钢丝绳磨损情况，吊点位置必须符合设计要求，吊装区域设置警戒线，严禁无关人员停留，指挥人员采用标准指挥信号，统一指挥；3.施工用电采用TN-S接零保护系统，三级配电两级保护，所有配电箱上锁，由专职电工接线维修，严禁私拉乱接，潮湿作业区域采用12V安全电压照明；4.每日作业前开展班前安全交底，针对当日作业内容排查安全隐患，隐患排除后方可开工，每周开展一次全面安全检查，对查出的隐患定人定责定时整改；5.动火作业必须办理动火审批手续，配备灭火器，现场专人看火，作业完成后清理余火，确认无隐患后方可离开；6.针对防洪应急要求，逐孔施工期间预留应急通道，施工设备不得占用应急出口，接到防洪调度指令后，4小时内完成施工部位设备转移、孔洞防护，满足应急启闭要求。九、进度保障措施1.采用逐孔流水施工工艺，拆除施工与基础修整同步交叉进行，新设备提前到场验收，减少等待时间，总工期控制为：第一孔22天，第二孔19天，第三孔19天，总工期60日历天，满足业主要求；2.提前落实设备、材料进场计划，根据施工进度提前7天完成材料设备进场验收，避免因材料设备延误工期；3.配置充足的施工人员与机械设备，关键工序实行两班倒作业，抢赶施工进度，避免因恶劣天气延误工期；4.每日召开施工进度碰头会，及时解决影响进度的问题，对滞后工序及时调整资源配置，赶回进度，保证总工期不受影响；5.提前关注天气预报，提前做好防雨、防暑措施，避免极端天气造成长时间停工。十、环境保护与文明施工1.原有启闭机拆除产生的废油、废钢丝绳、建筑垃圾分类存放，统一转运至指定垃圾处理场，严禁随意丢弃，废油采用专用容器收集，交由有资质单位处理，避免污染水体；2.施工过程中采取降尘措施，基础凿毛作业采用湿式作业，减少粉尘污染，车辆出场前清理轮胎泥土，避免污染进场道路；3.