【摘 要】 在大、中型水利水電工程的施工中，門座式起重機作為一種常用的、重要的大型運輸設備，汛期如何防汛、度汛顯得尤為重要。本文就蒲石河抽水蓄能電站下水庫重力壩工程，結合過水基坑度汛特點，對DMQ600型門座式起重機的度汛與加固措施進行了總結，為施工單位在承接類似工程時提供借鑒和參考。

　　【關鍵詞】 蒲石河電站 過水基坑 門座式起重機 度汛 加固

　　1 前言

　　蒲石河抽水蓄能電站是東北第一座大型純抽水蓄能電站，總裝機容量為1200MW，單機容量為300MW。下水庫為重力式砼壩，最大壩高34.1m，壩頂長336m，總庫容為2905×104m3;壩基為混合花崗巖。

　　該流域暴雨以7、8月份次數多、量級大、籠罩范圍廣。蒲石河屬山區性河流，洪水陡漲陡落，一次洪水過程7天左右，主要集中在3天。汛期為：7月1日～8月31日。最大風速24.0m/s，相應風向：WNW。

　　一、二期圍堰均為土石過水圍堰，設計洪水標準為10年重現期。擋水標準為10年重現期6月份流量360m3/s;過水標準按10年重現期大汛流量4180m3/s設計。

　　壩體度汛標準為重現期50年大汛洪水，其流量為7010m3/s。

　　2 門機布置方案及防汛設計

　　2.1 門機布置方案

　　根據現場總體布置、施工分期、壩址區地形及防汛度汛要求，主體工程的垂直運輸設備的選型及布置按兩期統籌、分期布置。

　　因本項目壩后有廠房、消力池等，不便于行走式門機的布置;考慮到壩前基坑內河床較平坦，為門機直接從一期轉二期，軌道統一布置在壩軸線上游0-019.00m處，選用1臺DMQ600型門座式起重機(以下稱門機)作為兩期施工主要設備。二期主體工程開工后，直接將門機從上游縱向導墻預留口處開至左岸，然后將預留口封堵。本工程門機基礎面高程為45.50m。

　　門機基礎采用鋼筋砼梁式基礎，因一、二期圍堰均為過水圍堰，過水時堰后易形成高速水流區，故門機基礎盡量設置在完整性較好的巖基上;對門機基礎應進行詳細設計及專門水力學驗算，加強基礎與基巖的拉結，改善高速水流的流態。

　　基礎與巖基加設錨筋，基礎梁之間設置鋼筋砼連系梁;基礎面與上、下游巖基面或鋪蓋面平齊，考慮到施工期結束后，門機基礎不再拆除，故基礎面高程不得影響主體工程導流期及運行期的水力計算條件。

　　2.2 門機基本參數

　　起重量為10T/30T，臂幅：18m/45m，軌距為7m，基距為7m，總重為237t(含配重)，支架高度9500mm;圓形筒身尺寸：Φ3370mm×7500mm，塔身高度：8400mm;工作狀態的最大輪壓490kN，側向輪壓為47kN。

　　2.3 門機度汛方案設計

　　因本工程合同工期緊、流域汛期長，上游門機如在汛期拆除、汛后重裝，則會增加拆裝費用和閑置費用，汛期基本處于停工狀態，項目合同工期及整個抽蓄電站按期投產都將受到嚴重影響。如投入其它大型設備，則進一步增加施工成本。利用門機進行汛期搶工勢在必行，該方案不僅可以在汛期合理增加主體工程有效施工期，組織得力還可以降低施工成本，為項目按期交工及整個抽蓄電站按期投產提供有力的保障。

　　2.3.1 門機防汛標準

　　根據該流域洪水情況及汛期情況，確定門機抗洪防沖標準，度汛標準設計為10年一遇，按20年一遇校核，校核水位對應的洪水流量為5390m3/s，洪水位EL53.00m，門機最大淹沒高度為7.5m。

　　2.3.2 門機避險平臺設置

　　門機汛期避險平臺的設置是門機度汛的關鍵，應結合樞紐的布置、防洪標準、主體形象進度、周邊地形地質條件、門機特性及水文特性等，進行綜合設計，同時要具備一定的經濟性。

　　設計時應避開主水流區和強紊流區，防洪水位不宜變化過大;盡量設置在具備擋水能力的建筑物前、后或靠岸邊部位;如布置在靠近岸坡處，周圍山體應穩定，無滾石、塌方、泥石流及滑坡等。平臺基礎應設置在巖基較好的位置，并有一定的抗沖能力。門機防汛加固措施應安全、簡易、有效、經濟。

　　本工程一、二期門機避險平臺均布置在靠岸坡處、擋水壩段上下游側，采用鋼筋砼“井”型梁，平面尺寸為12.4m×13.0m，砼強度等級為C25。

　　本工程門機防汛避險平臺平面位置如下：一期右岸工程：門機軌道長度為110m(0+179.30～0+289.30)，門機避險平臺設置在17#引水壩段上游側0+276.90～0+289.30處;二期左岸工程：門機軌道長度為139.30m(0+040.00～0+179.30)，門機避險平臺設置在3#擋水壩段上游側0+040.00～0+042.40處;消力池中的塔式起重機避險平臺布置壩下0+044.50、與上游門機避險平臺對應的3#擋水壩段下游側。

　　為提高門機抗超標準洪水的能力，施工期應優先安排門機避險平臺上、下游側壩段的澆筑，確保其澆筑高度達到或走超過度汛標準。

　　2.3.3 門機度汛加固設計

　　(1) 為防止避險平臺及上部門機在水力及風壓等荷載組合作用下發生位移，在井字梁下設雙排Φ25@1000錨筋，下部錨入巖石不少于3m，上部錨入鋼筋砼梁不少于40d。

　　(2)為防止門機在高速水流作用下發生側翻、脫軌或滑動，需在門機機架底部的行走裝置上附加鎖定裝置，將門機固定在停機平臺處的軌道上，防止門機產生順水流方向的側翻或脫軌;縱向可采用門機自帶制動裝置，防止門機沿軌道發生移動或滑動。

　　鎖定裝置采用型鋼門架，每支門腿設一榀，門架兩側采用固定式型鋼三角立柱，上部型鋼壓梁與立柱采用法蘭連接，每對法蘭采用4根M24高強螺栓。三角立柱法蘭頂高度較門機行走梁架上平面高出5mm，壓梁與門機行走梁架中間設置一層8mm的高強橡膠墊壓緊。

　　門架均采用24#工字，三角立柱錨入砼內不少于800mm，錨固端型鋼腹板加焊Ф25@200，L=500的抗拔錨筋。門架立柱之間的凈空為1.6m，兩側距門機安全距離為200mm。

　　(3)為增強門機抗超標準洪水及強風的能力，在門機上、下游側各設一道Φ20鋼纜風繩，水平角45°為宜，采用手動鏈式緊固器拉緊。纜風繩下游側錨固點設在壩體內;上游側錨固點為地錨，錨碇為R=0.5m、H=1.0m的C30鋼筋砼圓柱體，上口與巖面平齊，錨碇與基巖采用4Ф25、L=3.0m的錨桿拉結;錨環采用Φ32圓鋼。

　　(4)為降低加固難度，節約加固時間，提高應急能力，應合理設計鋼構件的加工及安裝精度。詳見圖1。

　　2.3.4 門機度汛加固程序

　　(1)接到汛情報告后，根據項目防汛指揮小組負責人下達的防汛指令，門機防汛加固人員、設備、材料全部集結到位。

　　(2)門機按指令停止吊裝作業，迅速開進指定的避險平臺，門機司機卸掉大鉤上的重物，將有大臂有配重一側朝向上游擺正;調整軌道方向位置，確保門機行走機構到達指定加固位置;鎖定各類限位及保險等，關掉各類設備電源。

　　(3)加固組電氣人員切斷門機電源并撤走電纜及開關箱，并將加固用電源接至工作面;然后后鎖定門機行走限位、拆除行走電機，同時進行門機行走裝置鎖定壓梁的安裝;在鎖定梁安裝完成后，將門機纜風繩繃緊。

　　(4)門機全部加固完成后，經項目防汛指揮小組驗收合格后，全部人員、設備、剩余材料撤至安全區域;水文觀測人員根據門機上設定的水位標尺，做好汛期水情記錄。

　　3 門機防汛加固計算

　　根據門機的受力情況，主要對門機進行抗傾、抗滑移進行驗算，并對門機基礎梁進行承載力及抗拔驗算。

　　根據門機的防洪標準，門機最大淹沒深度為7.5m，門機支架高度為9.5m，此時洪水只淹沒到支架位置。由于支架為上大下小的形狀，按平均值計算，迎水面為：1.35m×7.5m。

　　按4條支腿均受到同樣洪水的沖擊作用：4×10.13m2=40.52m2。

　　門機受到外力組合：水流推力+風力

　　依照以上設計條件，項目根據《水利水電工程施工組織設計手冊》、《建筑施工手冊》、《建筑結構荷載規范》及《砼結構設計規范》等，對門機支架流水壓力及風荷載進行了計算，并對纜風繩的強度、地錨的抗拔能力及軌道基礎強度和穩定性等進行了系統的驗算，結果完全滿足規范及安全要求。

　　4 實施效果

　　本工程施工期最大洪水發生在2008年，流量約為2800m3/s，接近5年一遇洪水標準(流量為2970m3/s)，門機最大淹沒高度為5m。整個門機度汛加固過程控制在2小時以內，汛后恢復使用控制在4小時以內;門機安全度過了3個年度的汛期，累計增加約4個月的有效工期，有效降低了汛期窩工費用，避免了汛期停工可能導致的不利影響。

　　5 結束語

　　為提高門機加固的安全性和應急能力，應在汛前組織門機防汛加固專項演練，改進加固技術和工藝，提高作業人員的熟練程度和協作能力，壓縮各作業環節的耗時，確保安全度汛。

　　實踐證明該措施對河道較開闊、洪水位變化較小、汛期基坑過水山區或平原區重力壩在非常適用的;對于峽谷區、洪水位變化較大、汛期基坑過水或有凌汛的其它壩型，如采用該方案，應結合壩區地形地貌、水文氣象條件、樞紐布置及施工進度等，進行必要的水文演算和水力學模擬實驗，優化門機布置方案，以提高門機防汛安全性及經濟性。

　　參考文獻：

　　[1]《水利水電工程施工組織設計手冊》 中國水利水電出版社 2003;

　　[2]《建筑施工手冊》(第四版)中國建筑工業出版社 2003;

　　[3] GB50009-2001,建筑結構荷載規范;

　　[4] GB50010-2002,砼結構設計規范。