渡吊技術(shù)在積石峽水電站水輪機(jī)座環(huán)吊裝中的應(yīng)用

李永強(qiáng)，張春海，王 英

（1.中國水利水電第十工程局機(jī)電安裝分局，青海 循化 811100；2.黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司工程建設(shè)分公司，青海 西寧 810000；3.中國水利水電第四工程局機(jī)電安裝分局，青海 循化 811100）

0 概述

黃河積石峽水電站座環(huán)采用雙平板式的鋼板焊接結(jié)構(gòu)，由上、下環(huán)板與固定導(dǎo)葉剛性連接。上、下環(huán)板用優(yōu)質(zhì)的抗撕裂Q345CZ35型鋼板焊接制成。固定導(dǎo)葉采用Q345C鋼板加工而成。座環(huán)高度5 027 mm，分4瓣在廠內(nèi)制造，蝸殼尾部及舌板在制造廠內(nèi)焊在其中1瓣座環(huán)上，質(zhì)量為54 t，其余每瓣質(zhì)量分別為42.625、41.575、38.815 t。合縫面在制造廠內(nèi)精加工，并配有定位銷，采用預(yù)應(yīng)力螺栓把合后焊接而成；焊縫坡口為U形。

根據(jù)積石峽水電站主廠房土建施工進(jìn)度，在1、2、3號機(jī)組座環(huán)安裝時，廠房橋機(jī)尚未投入使用，根據(jù)土建單位預(yù)報的施工進(jìn)度，在1號機(jī)座環(huán)安裝前安裝間也不具備座環(huán)卸車及安裝條件；廠房上游墻只完成樁號廠左0+15.78以左混凝土澆筑。尾水平臺部位1 764.80高程布置的1號塔機(jī)在回轉(zhuǎn)半徑49.25 m時，其最大起重力為160 kN；尾水平臺部位1 764.80 m高程處布置的STDQ1800/60門機(jī)在回轉(zhuǎn)半徑52 m時，其最大起重力約270 kN；安裝間上游側(cè)部位布置的額定起重力為300 kN的2號塔機(jī)在回轉(zhuǎn)半徑31.65 m時，其最大起重力為320 kN，也不能單獨吊裝，以上3臺現(xiàn)場起吊設(shè)備均不能獨立完成單瓣座環(huán)的吊裝任務(wù)，由于塔機(jī)的轉(zhuǎn)臂較長，也不宜采取2臺塔吊抬吊的方式。

1 座環(huán)進(jìn)場運輸及卸車

分瓣座環(huán)利用2 200 kN汽車吊在機(jī)電倉庫裝車，用60 t平板拖車將各機(jī)組分瓣座環(huán)從設(shè)備庫運至廠壩間壓力鋼管下平段1 785.95 m高程機(jī)組對應(yīng)部位，利用2 200 kN汽車吊卸車，并由2 200 kN汽車吊及吊車配合將分瓣座環(huán)由平放狀態(tài)翻轉(zhuǎn)至站立狀態(tài)，吊放在座環(huán)安裝工位上游側(cè)1 772.90 m高程處，再利用布置在座環(huán)安裝工位上、下游處的渡吊工裝將分瓣座環(huán)逐瓣吊放到對應(yīng)的座環(huán)支墩上。

2 渡吊技術(shù)

2.1 分瓣座環(huán)吊裝方案的確定

根據(jù)各臺機(jī)組廠壩間、機(jī)坑、尾水等部位在座環(huán)吊裝前的澆筑進(jìn)度，進(jìn)行地錨的制作和安裝，待其混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后進(jìn)行使用。在現(xiàn)場布置渡吊工裝，并進(jìn)行載荷試驗，利用渡吊工裝將分瓣座環(huán)從蝸殼層吊運至座環(huán)支墩上，初步調(diào)整就位后用型鋼進(jìn)行臨時固定。各臺機(jī)組的吊裝方式基本一致。

2.2 人字桅桿設(shè)置

在廠房下游蝸殼層1 771.70 m高程地面（約廠下0＋10.00）安裝1套人字桅桿，人字桅桿采用φ426 mm厚10 mm長度15 m的無縫鋼管制作，所有焊縫需在現(xiàn)場作PT檢測。人字桅桿根據(jù)分瓣座環(huán)重心位置沿機(jī)組橫向中心線設(shè)置，桅桿可根據(jù)需要在橫向移動，以滿足分瓣座環(huán)安裝就位的需要。分瓣座環(huán)吊裝吊具的設(shè)計制造應(yīng)滿足高度要求。

2.3 人字桅桿纜風(fēng)繩及卷揚機(jī)地錨設(shè)置

2.3.1 地錨的布置

主地錨為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，其設(shè)計荷載1 000 kN，根據(jù)座環(huán)重心吊點位置，每臺機(jī)組在上游（廠上0-16.00）設(shè)置3組，埋設(shè)高程1 786.0 m。各種地錨的安裝與土建混凝土施工同步進(jìn)行。

2.3.2 卷揚機(jī)及其起重繩轉(zhuǎn)向地錨布置

在廠房下游側(cè)蝸殼層1 771.70 m高程，上游墻1 772.90 m、下游副廠房1 771.70 m高程處各布置1臺卷揚機(jī)，其額定起重力為100 kN。為保證卷揚機(jī)在起吊過程不發(fā)生位移，每臺卷揚機(jī)設(shè)3個地錨，地錨設(shè)計荷載3×50 kN。

座環(huán)吊裝時，在主廠房下游尾水副廠房（廠下0+34.20，1 767.50 m高程）設(shè)置人字桅桿主纜風(fēng)地錨，下游埋設(shè)6個600 kN的地錨。根據(jù)座環(huán)重心吊點，人字桅桿需移動3次，人字桅桿的主纜風(fēng)地錨設(shè)計荷載2×600 kN。必需協(xié)調(diào)有關(guān)單位做該部位的混凝土強(qiáng)度試驗，待座環(huán)吊裝完成，即尾水的6個地錨使用結(jié)束后土建單位方可繼續(xù)澆筑1 767.50 m高程以上混凝土，備倉工作可以穿插進(jìn)行。

2.4 人字桅桿及渡吊工裝負(fù)荷試驗

負(fù)荷試驗采用實物法，將分瓣座環(huán)利用渡吊工裝吊起離地面約300～500 mm后停止起升，檢查卷揚機(jī)、地錨、鋼絲繩、人字桅桿的焊縫及連接螺栓等有無變化，如有受力不均勻等情況，應(yīng)進(jìn)行處理。確認(rèn)無異常情況后，以同樣的方式再試吊3次。負(fù)荷試驗過程中要全面檢查地錨、鋼絲繩、卡環(huán)、人字桅桿的焊縫及連接螺栓等的可靠性。負(fù)荷試驗通過后方可投入分瓣座環(huán)的吊裝工作。

2.5 分瓣座環(huán)吊裝

2.5.1 分瓣座環(huán)吊入前的準(zhǔn)備工作

分瓣座環(huán)吊入機(jī)坑前，應(yīng)在1 771.70 m高程地面及機(jī)坑放置座環(huán)安裝基準(zhǔn)點、線，以確保分瓣座環(huán)渡吊到機(jī)坑后能準(zhǔn)確地吊裝至安裝位置。

分瓣座環(huán)吊入機(jī)坑前，應(yīng)將高2 505 mm，上口直徑約φ7 900 mm的基礎(chǔ)環(huán)在機(jī)坑外組合后，利用布置在尾水平臺的1號M900塔機(jī)吊入機(jī)坑，吊入機(jī)坑后，應(yīng)將基礎(chǔ)環(huán)的方位（X、Y方位線）初步調(diào)整至與機(jī)組方位一致，后吊入機(jī)坑中臨時加固，并在基礎(chǔ)環(huán)上法蘭面1 773.78 m高程處搭設(shè)座環(huán)組裝工作平臺。

對座環(huán)基礎(chǔ)墊板等施工區(qū)域進(jìn)行初步清掃，并復(fù)查基礎(chǔ)墊板頂面高程，根據(jù)設(shè)計圖紙布置楔子板，使楔子板頂部高程比設(shè)計高程略低5 mm；同時，根據(jù)設(shè)計圖紙將地腳螺栓吊放至相應(yīng)的地腳螺栓孔。

2.5.2 分瓣座環(huán)吊入機(jī)坑

將座環(huán)運至壓力鋼下平段1 785.95高程平臺，用2 200 kN汽車吊卸車，并進(jìn)行起落試驗，檢查制動系統(tǒng)。

利用2 200 kN汽車吊主鉤將兩個鋼絲繩系掛在座環(huán)上部的兩個吊耳上，同時在主鉤上掛一個100 kN倒鏈，倒鏈吊鉤上的鋼絲繩頭系在座環(huán)上部中間吊耳上。利用2 200 kN汽車吊將分瓣座環(huán)吊放在1 772.90 m高程蝸殼層地面上，根據(jù)安裝順序利用人字桅桿及專用渡吊工裝將分瓣座環(huán)吊放在座環(huán)支墩上進(jìn)行組裝。分瓣座環(huán)渡吊見圖1。

3 座環(huán)的臨時加固

分瓣座環(huán)吊裝就位后，通過卷揚機(jī)小幅度升降渡吊工裝主鉤，檢查座環(huán)與基礎(chǔ)支墩埋板的接觸情況，調(diào)整楔塊位置及搭接量，確保座環(huán)放置穩(wěn)定。

圖1 正在渡吊的分瓣座環(huán)

為保證安全，需對單瓣座環(huán)采取臨時加固措施。利用4根長度均為8 m的25號工字鋼，在座環(huán)兩頭距離端面800 mm，離上法蘭面1 000 mm處加板焊接，下端與蝸殼層預(yù)埋件焊接，要求焊接加固牢靠；或利用50 k手拉葫蘆也可作為臨時加固工具。相鄰分瓣座環(huán)吊入機(jī)坑后，應(yīng)調(diào)整分瓣座環(huán)組合面間隙，利用組合螺栓將相鄰分瓣座環(huán)組合在一起。

座環(huán)加固工作完成，經(jīng)質(zhì)安部門驗收通過后，解除主鉤上的鋼絲繩。最后返回吊運其他分瓣座環(huán)。

4 座環(huán)吊裝安全控制

（1）在利用渡吊工裝進(jìn)行荷載試驗及分瓣座環(huán)吊裝過程中，應(yīng)設(shè)置專人對人字桅桿地錨、纜風(fēng)繩地錨、卷揚機(jī)地錨、卷揚機(jī)、滑車等進(jìn)行監(jiān)護(hù)，隨時觀察起吊工裝、工器具的受力情況，如有變化，及時通知吊裝總指揮，確保座環(huán)吊裝安全。

（2）利用渡吊裝置吊裝分瓣座環(huán)前，應(yīng)在渡吊裝置所涉及的起重工作范圍內(nèi)，設(shè)置明顯的安全標(biāo)志，防止非起吊工作人員進(jìn)入吊裝現(xiàn)場。

（3）渡吊工裝進(jìn)行荷載試驗及分瓣座環(huán)吊裝過程中，總指揮、操作人員、監(jiān)護(hù)人員之間可通過對講機(jī)來實現(xiàn)統(tǒng)一指揮。

（4）凡用于設(shè)備吊裝的機(jī)具、繩索、吊具在使用前必須詳細(xì)檢查，由專職工程師組織質(zhì)檢員、安全員共同鑒定，確認(rèn)合格方可使用。

5 結(jié)語

積石峽水電站分瓣座環(huán)單件質(zhì)量大，體形不規(guī)則，且現(xiàn)場起吊設(shè)備無法滿足就位需要，施工單位因地制宜，采用了渡吊技術(shù)將3臺機(jī)組水輪機(jī)分瓣座環(huán)安全、順利地吊裝就位，確保了電站整體目標(biāo)工期的實現(xiàn)，降低了施工成本，豐富了吊裝經(jīng)驗。

［1］GB 8564—2003 《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》.

［2］GB 6067—85 《起重機(jī)械安全規(guī)程》.