曼格拉大壩電站進水口舊液壓缸平移施工技術

李奇祥

摘 要：在水利水電工程設備安裝施工中，設備吊裝成功與否關系重大，也是設備安裝的一個難點。施工管理者應根據(jù)工地實際情況合理選擇制定吊裝方案，以保證吊裝安全。該文對曼格拉大壩加高工程電站進水口舊液壓缸的整體平移施工從方案選擇、設計到吊裝施工整個過程進行了較為詳細的介紹。

關鍵字：液壓缸 平移 吊裝 安全

中圖分類號：TU892 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（c）-0052-03

在水利水電工程設備安裝施工中，設備安裝的成功與否很大程度上取決于吊裝方案的合理選擇。如何根據(jù)不同工程的實際情況及設備的尺寸、重量等來選擇確定吊裝方案并組織好吊裝作業(yè)保證設備、人員的安全，一直以來是設備安裝管理者關心的問題。

在曼格拉大壩加高工程電站進水口液壓缸的吊裝施工中，根據(jù)液壓缸所處的位置及現(xiàn)場實際情況，采用自行設計制造的平移設備進行液壓缸的整體平移，避免了整體吊裝可能產(chǎn)生的不安全問題。

曼格拉大壩電站進水口共設五套液壓缸分別控制五套進水口閘門啟閉操作，原大壩壩頂高程1 234ft，加高后的大壩壩頂高程為1 266ft，液壓缸布置圖見圖1。大壩加高后，原液壓缸需移至新設計加高位置。

1 技術參數(shù)及現(xiàn)場條件

（1）液壓缸共5套，單件重約25t，總長約14 m，缸體外徑730mm，安裝在1：2.5的斜面軌道上。

（2）原液壓缸支撐軌道為異型鋼軌，軌道高度115mm，軌底寬度135mm，軌頭寬度65mm，兩軌道之間的中心距為442mm。

（3）在進行液壓缸整體平移施工之前，已完成加高段軌道安裝及混凝土澆筑且具備一定的承載強度，原液壓缸和加高后的液壓缸新位置之間的連接段寬度約7m，連接段（EL.1 234ft高程）和加高后的壩頂（EL.1 266ft高程）均已修好臨時便道（只能一般施工機械單行通過）。液壓缸布置圖見圖1。

2 方案選擇

根據(jù)上述相關技術參數(shù)和現(xiàn)場條件，可采用以下兩種方案進行液壓缸的吊裝移位施工。

2.1 方案一：大吊車方案

此方案為采用大型吊車加平板拖車的方法進行原液壓缸的吊裝轉(zhuǎn)運。也就是，大型吊車停放在連接段一側(cè)在液壓缸上穿掛好雙吊點后將液壓缸整體吊裝轉(zhuǎn)運到停放在另一側(cè)的大拖車上。之后，將液壓缸運至業(yè)主指定的存放地點。待液壓缸新支撐埋件安裝且混凝土具備一定承載強度后再用吊車將液壓缸從存放點轉(zhuǎn)運至安裝點進行安裝就位工作。經(jīng)查閱相關汽車吊技術性能參數(shù)，考慮一定的安全因素需選用80t或以上的吊車。還需12m長的30t平板拖車以及自制固定液壓缸的支撐件用于轉(zhuǎn)運及存放液壓缸。

2.2 方案二：平車方案

此方案為自制平車加卷揚機的方法進行液壓缸的一次性整體拖拉平移就位。也就是，利用原有軌道及已安裝的加高段軌道并在連接段處鋪設臨時鋼平臺安裝臨時軌道將新舊軌道相連；再用自行設計制造的小平車兩套安裝在液壓缸底部并用包箍將液壓缸固定在小平車上，利用安裝在頂部（1 266ft高程位置）的5t卷揚機經(jīng)滑輪組與液壓缸連接索引平車及液壓缸緩慢向上整體平移至加高位置。待液壓缸支撐埋件安裝和混凝土具備一定承載強度后進行液壓缸的落位調(diào)整及安裝工作。

2.3 兩種方案的比較分析及結(jié)論

兩種方案的比較分析見表1。

由表1分析可知，采用方案二較優(yōu)，擬采用方案二進行液壓缸平移施工。

3 平車方案設計

采用平車方案，需進行平車裝置及臨時鋼支撐平臺的設計及制作安裝以及吊裝設備的選擇。

3.1 小平車設計

考慮到液壓缸屬細長件，為保證平移的穩(wěn)定，擬采用在液壓缸的頂部及底部各安裝一臺小平車，每個平車設4個輪子，并在平車上部設一個包箍用于固定液壓缸，自制小平車結(jié)構(gòu)見圖2所示。

3.1.1 輪件設計

根據(jù)原軌道軌距及軌道參數(shù)，確定平車滾輪中心距為442mm，滾輪輪緣寬度72mm。滾輪材料選用ZG310-570，經(jīng)計算[1]取輪徑210mm，軸徑55mm，軸材料選用45號鋼。軸套采用銅套，按經(jīng)驗兩側(cè)輪距取840mm。

3.1.2 包箍設計

考慮到缸體外徑為730mm以及便于固定液壓缸及拆卸方便，包箍設計為上部12mm厚160mm寬內(nèi)徑740mm的半瓦和下部兩個1/4瓦，下部兩邊用雙排高強度螺栓與平車固定并在兩側(cè)用筋板加固，上部半瓦與下部1/4瓦之間也用高強度螺栓固定。安裝時缸體外面先用6mm的平面橡皮包扎好再安裝包箍以保護缸體。

3.1.3 結(jié)構(gòu)件設計

根據(jù)輪件尺寸和所承受液壓缸的荷載等參數(shù)進行結(jié)構(gòu)件設計，采用規(guī)格22的雙槽鋼中間加隔板，上下用鋼板連接加固。

3.2 臨時鋼平臺及軌道設計

考慮到連接段處無支撐平臺，需將新舊軌道連接起來并保證其剛度、強度要求，需塔設一臨時鋼平臺并在上面鋪設臨時軌道。

3.2.1 鋼平臺設計

在進行鋼平臺設計中，考慮到充分利用工地已有材料，經(jīng)計算[2]上部斜坡段采用規(guī)格30的工字鋼，下部采用規(guī)格16的雙排槽鋼拼制，鋼支柱采用規(guī)格10的槽鋼拼制而成。斜面平臺兩側(cè)用槽鋼或工字鋼作支撐加固，鋼支柱之間用槽鋼打剪刀撐加固，鋼支柱與斜面平臺之間用螺栓進行連接，鋼支柱底部采用膨脹螺栓或錨筋焊進行固定。為便于運輸及轉(zhuǎn)運，斜面平臺分三節(jié)設計，節(jié)與節(jié)之間用螺栓連接固定。

3.2.2 軌道選擇

直接按原軌道參數(shù)進行軌道選擇及壓板設計制作。為便于安裝固定，軌道也分三節(jié)，每節(jié)與斜面平臺長度方向錯開200至300mm。

3.3 卷揚機及滑車

根據(jù)液壓缸的重量等參數(shù)，經(jīng)計算[2]并適當加大安全系數(shù)后選用JM5型5T慢速卷揚機作動力，6×37-∮21.5mm的鋼絲繩作索引，經(jīng)1個單門10t滑輪導向與4門20t滑車組相連并與液壓缸固定進行液壓缸的平移施工。

5t卷揚機設在1 266ft高程處的移動式起重機軌道基礎上，用已埋設在軌道基礎上的∮30mm的園鋼作固定卷揚機的地錨。導向滑輪也用在另一側(cè)埋設好的∮30mm園鋼作地錨。

3.4 吊車選擇

由于只需單頭起吊液壓缸并根據(jù)液壓缸重量等參數(shù)，選用40t汽車吊。

4 液壓缸平移施工程序

（1）拆除與原液壓缸相連的液壓管道、閥及電纜等，排空液壓油并將油口用堵頭堵住。

（2）拆除液壓缸舊支撐包箍件，與此同時安裝臨時鋼平臺及軌道，并用槽鋼支撐加固。

（3）將40t汽車吊停放在原1 234ft高程液壓缸的一側(cè)，將小平車吊放在已安裝好的軌道上，用手拉葫蘆臨時固定。

（4）用鋼絲繩穿掛好吊點與4門滑車組連接，啟動5t卷揚機帶動液壓缸向外平移直至液壓缸底部支撐軸從舊支撐孔內(nèi)脫出為止。

（5）用40t汽車吊系掛吊點在液壓缸頂部，底部以液壓缸舊支撐埋件80mm埋板為支點，將液壓缸一頭吊起并放入小平車（此時卷揚機與液壓缸用鋼絲繩仍然連接，但不受力）。

（6）平車安裝并與液壓缸固定好后（液壓缸上部及下部各放一個小平車），啟動卷揚機進行液壓缸平移直至頂部。

（7）用2個10t手拉葫蘆固定液壓缸，并將卷揚機電源切斷把鋼絲繩鎖死。至此一孔液壓缸整體平移工作完成，拆除臨時鋼平臺及其軌道轉(zhuǎn)入下一孔作業(yè)。

（8）液壓缸新支撐埋件安裝好后，用40t汽車吊配合5t卷揚機拆除小平車并進行液壓缸的落位及安裝調(diào)整工作。

5 吊裝施工組織及安全管理

在吊裝施工之前，進行吊裝施工安全及技術交底。對所有吊具及設備如地錨、鋼絲繩、平車、軌道、吊車等吊裝設施進行全面檢查和維護。吊裝施工時精心組織、合理安排，按工種及職責進行分工如汽車吊組、卷揚機組、平移組、拆除組、安全組，各負其職，由吊裝總指揮統(tǒng)一指揮調(diào)度，并采用對講機進行上下通訊聯(lián)系，確保吊裝安全[3]。

6 結(jié)語

曼格拉大壩加高工程電站進水口五套液壓缸采用此法安全順利完成了全部平移和安裝工作，為后續(xù)工作的順利進行創(chuàng)造了有利的條件，得到咨詢和業(yè)主的一致稱贊和好評。

與其他吊裝平移方法如大型吊車方案相比，此法具有吊裝安全可靠、成本低且所制作的平車及鋼平臺等可重復用于其他4孔作業(yè)，但對吊裝人員的技術水平要求較高。此平移法可用于設備改造項目設備平移施工（尤其是斜面施工作業(yè)中），也可經(jīng)過設計改進后用于其他工程的設備平移施工。

參考文獻

[1] 劉細龍，陳福榮.閘門與啟閉設備[M].北京：中國水利出版社，2003.

[2] 成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004.

[3] 余厚極.起重吊裝安全技術[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，1999.