闸门安装测量技巧分享

对于不同类型的闸门，其安装测量的内容和方法略有差异，但一般都是以建筑物的轴线为依据进行的。其主要工作如下。

（1）量定底枢中心点。为确保中心点与一期混凝土的相对关系，可根据底枢中心点设计坐标用土建时的施工控制点进行初步放样，并检查两点连线是否与中心线垂直平分，若不满足，则根据实际情况进行调整。

（2）顶枢中心点的投影。该项工作可采用经纬仪交会投影或精密投点仪进行。在采用经纬仪交会投影时，应根据现场情况设计合适的交会角。投影结束后，可采用吊锤球的方法进行检查。

（3）高程放样。高程放样主要应保证两个蘑菇头的相对高差，但绝对高程只需与一期混凝土保持一致。为此，在安装过程中，两个蘑菇头的高程放样必须用同一基准点。

1.平面闸门的安装测量

平面闸门的安装测量包括底槛、门枕、门楣以及门轨的安装和验收测量等。门轨（主、侧、反轨等）安装的相对精度要求较高，应在一期混凝土浇筑后，采用二期混凝土固结埋件。闸门放样工作是在闸室内进行，放样时以闸孔中线为基准，因此应恢复或引入闸孔中线，并将闸孔中线标志于闸底板上。

平面闸门埋件测点的测量中误差，底槛、主、侧、反轨等，纵向测量中误差不大于±2mm；门楣测量纵向中误差为±1mm，竖向中误差为±2mm。现将平面闸门有关构件的放样和安装测量介绍如下。

（1）底槛和门枕放样

底槛是拦泥沙的设施，其中线与门槽中线平行。从设计图上可找出两者的关系，或者与坝轴线的关系，根据闸孔中线与坝轴线的交点，在底槛中线附近用经纬仪作一条靠近底槛中线的平行线，在平行线上每隔1m投放一点于混凝土面上，注明距底槛中线的距离，以便安装。

门枕中线与门槽中线相垂直。放样时，先定出闸孔中线与门槽中线的交点，再定出门枕中心。然后将门枕中线投测到门槽上、下游混凝土墙上，以便安装。

（2）门轨安装测量

平面闸门的门槽高达几米，有时甚至几十米，要求闸门启闭时能沿门轨垂直升降，运行自如。因此门轨面的平整度和钢轨接头处应保证足够的精度。为了保证安装要求，在安装前，应做好安装门轨的局部控制测量，然后进行门轨安装测量，其工作程序和方法如下所述。

1）门轨控制点的放样。底槛、门枕二期混凝土浇完后，根据闸孔中线与坝轴线交点，恢复门槽中线，求出闸孔中线与门槽中线的交点A，然后，按照设计要求，用直角坐标法放样各局部控制点，如图12.21中的1、2、3、…、14点，并精确标志其点位。各局部控制点要尽量准确对称，容许误差为1mm，但不可小于设计数值。

图12.21　平面闸门局部控制点（单位：mm）

2）门轨安装测量。门轨包括主、侧、反轨，它们是用槽钢焊接成的，每节槽钢长度约为2～3m。安装后，要求轨面平整竖直。如图12.21所示，安装时，将经纬仪安置在C点，照准地面上控制点1或2，根据控制点1至门轨面a及b的距离，用钢直尺量取距离，指导安装。门轨安装1～2节后，因仰角增大，经纬仪观测困难。再往上安装时，可改用吊垂球的方法，使垂球对准底部控制点1进行初步安装。再用24号钢丝吊5～11kg重锤，将钢丝悬挂于坝顶的角铁支架上以校正门轨。每节门轨面用两根垂线校正，即在门轨的正、侧面各吊一根垂线，待垂球线稳定后，依据下部安装好的轨面作为起始点，量取门轨至垂线的距离，加上已安装门轨的误差，求出垂线至门轨的应有距离，以指导安装。

图12.22　门轨安装图（单位：mm）

如图12.22所示，门轨面至控制点1的设计距离为40mm，下部已安装门轨面a至控制点1的距离为40.2mm，所以不符值为＋0.2mm，量得门轨面a至垂线的距离为43.7mm，故垂线至控制点1的水平距离为43.7mm－40.2mm＝3.5mm，待安装门轨面至垂线的距离应为43.5mm。然后根据改正的数值，用钢直尺丈量每节门轨的距离。门轨净宽应大于设计数值。当校正后，可将门轨电焊固定。检查验收后，再浇筑二期混凝土。

2.弧形闸门的安装测量

弧形闸门是由门体、门铰、门楣、底槛及左右侧轨组成，其相互关系如图12.23所示。弧形闸门的安装测量，先进行控制点的埋设和测设控制线，再进行各部分的安装测量。

图12.23　弧形闸门平面与侧面图

弧形闸门由于结构复杂，安装测量必须满足较高的精度要求。弧形闸门埋件测点的安装测量精度要求，见表12.3。

表12.3　弧形闸门埋件测点安装测量精度

现将弧形闸门安装测量的主要工作介绍如下。

（1）准备工作

1）闸底板浇好后，要及时将闸孔中线与坝轴线的交点在预埋的钢板上精确标出，作为放样闸室内其他辅助线的依据。

2）当混凝土坝体浇筑到门铰高程时，根据门铰的设计位置，在模板上设置一块带钢筋的铁板，用于精确标定门铰位置。另外在门槽附近应设置临时水准点，作为高程放样的依据。

（2）门楣底槛和门铰中线的放样

根据图上的设计距离，从坝轴线与闸孔中线的交点起，分别放出门楣、底槛和门铰中线。其中门铰中线先用经纬仪投测在闸孔两侧预埋的铁板上，即先在铁板上画一短垂线；再用水准仪观测悬挂的钢卷尺，在短垂线上标定门铰中心的高程位置。

（3）侧轨中线的放样(www.xing528.com)

弧形闸门的左右侧轨，不仅是闸门启闭时的运行轨道，而且是主要的止水部位，因此在安装测量中具有重要意义。下面介绍侧轨中线的放样步骤和工作方法。

1）在闸室地平面上，采用设置门铰中线的方法，先确定一条基准线和一条辅助线，然后用经纬仪将它们投测在闸孔两侧的混凝土墙上，用细线标出。基准线至门铰中线的距离最好为一整数，在图12.23中，该数值为7m。采用水准仪观测悬挂钢卷尺的方法，在基准线和辅助线上每隔0.5m或1m测定一些高程点。

2）计算侧轨中线上每一个高程点至门铰中线的水平距离，并换算侧轨中线至基准线的水平距离。由图12.23可见，在直角三角形ABO中，门铰中线至侧轨中线起点（底槛）的水平距离为

将图12.23中已知数代入上式则

3）放样侧轨中线。设基准线至门铰中线的距离为7m，从基准线上1点向左丈量0.892m即得底槛位置。因此，当测设侧轨中线上其他点时，均应将算得的距离减去基准线至门铰中线的距离。然后，用钢尺从基准线丈量一段距离，即得侧轨上放样点，连接侧轨中线方向上的放样点，即为侧轨中线。为方便施工放样，可将侧轨中线上放样点至门铰中线、侧轨中线至基准线的水平距离，事前编算成表，供放样时查用。表12.4为用已知数编算的放样表。

表12.4　弧形闸门侧轨中线放样数据

按照上述方法，可求出侧轨中线上各设计点至辅助线及门铰中线的有关水平距离。放样时，可用辅助线至侧轨中线的水平距离，校核侧轨中线，以提高放样精度。

3.人字闸门的安装测量

船闸的人字形闸门由上游导墙、进水段、桥墩段、上闸首、闸室、下闸首、泄水段和下游导墙等部分组成，如图12.24所示。

闸门是上、下闸首的主要构件，也是船闸的关键部位。人字闸门由埋件部分、门体部分和传动部分组成。如我国的葛洲坝水利枢纽的2号船闸，全长约900m，宽度百余米。安装的人字闸门，每扇门高度为34m，宽度为19.7m，厚度为2.7m，重量达600余t。按照《水利水电工程施工测量规范》（SL 52—1993）规定：门体旋转底枢蘑菇头中心，安装测量纵、横向中误差分别分±1mm，竖向中误差为±2mm。左、右两蘑菇头水平度竖向中误差为±1mm。底顶枢同轴性纵、横向中误差分别为±1mm。由以上规定可见，为了保证人字闸门的安装精度，必须认真地进行精密测量。现将底顶枢中心点的定位及高程测量介绍如下。

（1）两底枢中心点的定位

底枢中心点就是人字闸门旋转时的底部中心。两底枢中心点位置正确与否，将直接影响门体的安装质量。底枢中心点定位，可根据施工场地和仪器设备而定，一般多采用精密经纬仪投影，配合钢卷尺进行测设，具体操作方法如下。

1）按照设计坐标，将两底枢中心点投测到闸首一期混凝土平面上，得到初测点a＇、b＇，要求直线a＇b＇应与船闸中心线垂直平分。

2）用检验过的钢卷尺，丈量a＇、b＇点间的距离，进行各项改正后得距离d测。

3）根据d测与d设计算Δd：Δd＝d测－d设。

4）按a＇b＇方向，在a＇、b＇点上各量Δd/2，改正后得a、b两点；同上法标定c、d两点，如图12.24所示。

图12.24　人字形闸门平面图

1—控杆；2—启闭机；3—人字门；4—船闸中心线

5）丈量a、b间的距离3～4测回，计算其中误差，若等于或小于容许误差，a、b两点为设计底枢点。否则应反复测设并校正其位置，直至符合精度规定。

（2）两顶枢中心点的投测

顶枢中心点是人字闸门旋转时顶部中心。底枢与顶枢应位于同一铅垂线上，但是顶枢中心点是悬空的，因此定位时难度较大，这影响人字闸门安装测量精度的核心问题。为了满足顶枢同轴性的设计要求，可采用天顶投影仪，也可用经纬仪按下述方法投测。

1）准备工作。两底枢中心点测设后，应根据其中心位置安装底枢蘑菇头，并对中心点的距离进行最后检查，投测顶枢中心时应以底枢蘑菇头的中心为准。为了标志顶枢中心点投影位置，必须先架非常牢固的投影板，同时应按规定检核投影用的经纬仪、划线用的直尺，另外还应准备大头针、投影纸、黄油和磨尖的硬铅笔等物品。

2）测站点的选择。为了得到较好的投测效果，选定测站点时，首先应满足经纬仪能同时直接照准底顶枢的要求，这样的点位，一般选在坝顶上。其次投测时的交会角以60°为宜。

3）投测标定点位。正式投测前，可根据混凝土坝体的分缝线和闸室侧墙，标出顶枢中心的概略位置。正式投测时，先在投影用的钢板上涂一层薄薄的黄油，将投影纸糊在钢板上，严格安置经纬仪，正倒镜分别照准底枢中心点，将方向投测在投影纸上；每一测站均按两测回投测，取两测回正倒镜均值的平均位置。由于仪器误差、标点误差和自然界的影响，3条平均方向线可能不交于一点，出现示误三角形，其内切圆心即为所求之顶枢点。同上法，可得4个顶枢中心点，如图12.24中a 1、b1、c 1、d 1点。顶枢点不能长期保留在钢板上，应在顶枢附近的坝面上选择3个测站点，此3点与顶枢点连线的夹角为60°，然后建造3个高度约1m的混凝土观测墩。将经纬仪分别安置在观测墩上，照准顶枢点，在对面侧墙上用正倒镜分中法投点。安装人字闸门时，可在3个观测墩上安置经纬仪，恢复顶枢位置，指导安装方位。

4）检查底顶枢同轴性。在底枢中心位置上安放一木凳，凳上放一个盛有机油的小桶，将直径为0.3mm的钢丝从顶枢中心垂下来，钢丝下端吊2.5～3.0kg的垂球，浸入油桶内，待其稳定后，用经纬仪在互成90°的两个方向上设站，先照准油桶近处的钢丝，再向下投测，将顶枢中心投测于蘑菇头上，然后丈量两投影点间的距离，并计算顶枢投影点相对于底枢中心点的偏离值，以及底顶枢纵、横向测量中误差。

5）高程测量。人字闸门各部位间相对高差的精度要求很高，而绝对高程只需与土建部分保持同精度。一般四等水准点或经过检查的工程水准点，即可作为底枢高程的控制点。在安装过程中，为了保证各部位间的高差精度，只能使用同一个高程基点。

门体全部组装后，需从水准基点连测出顶部高程，设为H测，如果门体的设计高程为H设，则高程误差为

Δh＝H测－H设

高程误差Δh的大小，除与底顶枢选用的高程基点精度有关外，还与门体焊接的次数、焊接的工艺有关。