淺析卡基娃水電站1#、2#機(jī)座環(huán)、蝸殼采用的非常規(guī)吊裝工藝

史 亞 鵬, 李 智 杰

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610025)

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淺析卡基娃水電站1#、2#機(jī)座環(huán)、蝸殼采用的非常規(guī)吊裝工藝

史 亞 鵬, 李 智 杰

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610025)

介紹了卡基娃水電站主廠房橋機(jī)未安裝情況下進(jìn)行的1#、2#機(jī)座環(huán)、蝸殼非常規(guī)吊裝情況，可供同類型工程參考。

卡基娃水電站；座環(huán)、蝸殼；非常規(guī)吊裝

1 概 述

卡基娃水電站位于四川省涼山州木里縣境內(nèi)的木里河干流上，系木里河干流水電規(guī)劃“一庫六級” (自上而下依次為上通壩、卡基娃、沙灣、俄公堡、固增及立洲水電站)中的第二個(gè)梯級。電站安裝4臺立式全傘式混流式水輪發(fā)電機(jī)組，單臺裝機(jī)容量110 MW，總裝機(jī)容量為440 MW，年發(fā)電量15.61/16.24 億kW·h(單獨(dú)/聯(lián)合) ，枯水年枯水期平均出力為80.5 MW。

卡基娃水電站座環(huán)、蝸殼分兩瓣運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，座環(huán)、蝸殼分瓣線為第一、三象限9.2°，分瓣座環(huán)、蝸殼的最重、最大件為35 t，分瓣座環(huán)、蝸殼裝配后外 形 尺 寸 為9 030 mm ×8 320 mm×

2 572 mm，總重量為62 t。安裝1#、2#機(jī)座環(huán)、蝸殼時(shí)主廠房橋機(jī)尚未形成，但安裝間地面已形成，距座環(huán)、蝸殼安裝高度為15 660 mm。

2 1#、2#機(jī)座環(huán)、蝸殼吊裝方案的制定

卡基娃水電站主機(jī)間混凝土施工分縫在2#、3#機(jī)組之間，1#、2#機(jī)蝸殼基礎(chǔ)混凝土澆筑后，即具備了座環(huán)、蝸殼的安裝條件。但受施工進(jìn)度限制，主廠房橋機(jī)尚未形成，不具備吊裝能力，需要選擇其他起吊設(shè)備進(jìn)行座環(huán)、蝸殼的吊裝。為不影響上游邊墻的施工，按照廠房結(jié)構(gòu)以及混凝土澆筑順序，主廠房座環(huán)蝸殼采用汽車吊站位安裝間，將分瓣座環(huán)、蝸殼吊裝至事先鋪設(shè)好的座環(huán)、蝸殼運(yùn)輸軌道上部，使用電動葫蘆進(jìn)行拖拽工作，先進(jìn)行距安裝間較遠(yuǎn)的2#機(jī)座環(huán)、蝸殼的吊裝，再進(jìn)行1#機(jī)座環(huán)、蝸殼的吊裝工作。

2.1 重心選擇

分瓣座環(huán)、蝸殼外形尺寸為：35 t瓣外形尺寸為8 320 mm×4 240 mm×2 572 mm，25 t瓣外形尺寸為8 320 mm×4 790 mm×2 572 mm，分瓣座環(huán)、蝸殼的重心為廠家提供的吊裝吊耳，吊耳布置位置按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行相應(yīng)的焊接工作，在起重前應(yīng)對吊耳進(jìn)行檢查，然后再進(jìn)行試吊，確認(rèn)安全后再正式吊裝。

2.2 起吊設(shè)備的選擇

根據(jù)分瓣座環(huán)、蝸殼外形尺寸相差不大，重量相差較大的特點(diǎn)，在選擇吊車時(shí)，主要分析最重瓣的吊裝參數(shù)，即可滿足剩余分瓣座環(huán)、蝸殼的吊裝工作。卡基娃水電站分瓣座環(huán)最重、最大件為35 t，外形尺寸為4 240 mm×8 320 mm，安裝間距主機(jī)間300 mm范圍內(nèi)有水工建筑物分縫結(jié)構(gòu)鋼筋。為保證吊裝后不再進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和調(diào)頭，以減少拖拽工作量并保證吊車設(shè)備的安全運(yùn)行，確定吊車距安裝間邊緣最小距離為500 mm。

三一重工75 t汽車吊尾部回轉(zhuǎn)半徑為3 500 mm，其工作幅度R=吊車尾部回轉(zhuǎn)半徑+吊車尾部距安裝間邊緣最小距離+水工建筑物分縫結(jié)構(gòu)鋼筋距離+分瓣座環(huán)、蝸殼寬度/2，即：

R=3 500+500+300+4 240/2=6 420(mm)

吊車實(shí)際站位安裝間，使用尾部后方吊裝作業(yè)，尾部作業(yè)半徑為6 500 mm，活動配重2.5 t，起重臂長度11.8 m時(shí)，額定起升重量為39 t，可滿足吊裝最重座環(huán)(35 t)需要。

2.3 起吊鋼絲繩的選擇

吊裝時(shí)，采用現(xiàn)有的主廠房橋機(jī)負(fù)荷試驗(yàn)用鋼絲繩，型號為：W6×37-65-1670，采用折算系數(shù)為0.82，要求安全系數(shù)>6。

采用2根鋼絲繩4個(gè)吊點(diǎn)起吊，鋼絲繩與重物夾角為60°。

經(jīng)核算，吊索可滿足安全要求。

2.4 汽車吊支腿受力計(jì)算

汽車吊四個(gè)支腿垂直支撐受力情況見圖1，在汽車吊正后方設(shè)備吊裝時(shí)，吊臂與吊車中心夾角α=0，回轉(zhuǎn)中心相對于支腿支撐點(diǎn)連線幾何中心的偏心距ey=0。

圖1 吊車支腿受力分布示意圖

相關(guān)參數(shù)如下：

四支點(diǎn)支腿垂直反力：

式中Gm為垂直載荷=吊裝分瓣座環(huán)最重件35 t；Mx為繞座標(biāo)軸x軸的力矩=0；My為繞座標(biāo)軸y軸的力矩=GM×ex=35 t×1.8 m。

支腿縱向間距S=7.6 m，橫向間距b=6.1 m，ex=1.8 m，ey=0 m。

75 t汽車吊在正后方進(jìn)行設(shè)備吊裝時(shí)，后方支腿下方承受的最大力為15.6 t，每條支腿處的均布載荷為15.6 t/m2(75 t支腿下部墊板以直徑500 mm計(jì)算)。

按8.8 t/m2計(jì)，每個(gè)支腿下部需要的面積s=15.6/8.8=1.7(m2)?？紤]到實(shí)際吊裝中可能出現(xiàn)的各種不利因素，現(xiàn)場制作了4個(gè)長×寬×高為2 000 mm×2 000 mm×1 500 mm的輔助鋼支腿,用16#工字鋼焊接，上、下面鋪設(shè)厚22 mm的鋼板(圖2)。

圖2 輔助鋼支腿示意圖

2.5 安裝間座環(huán)、蝸殼卸車及吊車站位布置

由于安裝間場地有限，在吊車站位后，需要兼顧4瓣座環(huán)、蝸殼卸車及合理存放，最大限度地減少人工轉(zhuǎn)運(yùn)距離。座環(huán)、蝸殼轉(zhuǎn)運(yùn)路線與吊車布置情況見圖3。各部位、部件外形尺寸見表1。

表1 外形尺寸技術(shù)參數(shù)表

2.6 主機(jī)間運(yùn)輸軌道的鋪設(shè)

用75 t汽車吊將分瓣座環(huán)等吊至運(yùn)輸軌道上部,然后利用臺車轉(zhuǎn)運(yùn)至安裝位置。

(1) 借用主變運(yùn)輸軌道，型號為P50，共鋪設(shè)兩排P50軌道。

(2) 嚴(yán)格控制軌道頂部高程。

軌道頂部安裝高程H=基坑構(gòu)造物頂部高程(座環(huán)基礎(chǔ)頂部高程)+軌道高度。

H=2 560.342(座環(huán)基礎(chǔ)頂部高程)+0.152(軌道高度)= 2 561.636(m)。

(3) 運(yùn)輸2#機(jī)座環(huán)、蝸殼時(shí)，需要通過1#基坑和1#、2#機(jī)盤形閥操作廊道上部，故需對其進(jìn)行相應(yīng)的加固。

2.7 座環(huán)、蝸殼的吊裝

(1)吊裝準(zhǔn)備工作。

清洗座環(huán)、蝸殼組合法蘭面：使用汽油清洗，將油污清洗干凈。使用500 mm刀尺檢查組合面是否有毛刺、高點(diǎn)，若出現(xiàn)毛刺、高點(diǎn)必須使用細(xì)度油光銼處理。組合面間隙用0.05 mm塞尺檢查，不能通過，但允許局部間隙不大于0.1 mm,深度不大于合縫寬度的1/3,總長不超過周長的20%且過流面無錯(cuò)牙。清洗組合縫螺栓孔以及組合螺栓，避免污染組合面而造成組合縫間隙超差。

圖3 吊車、座環(huán)、蝸殼平面布置圖

(2)35 t瓣座環(huán)的蝸殼轉(zhuǎn)運(yùn)與吊裝。

用75 t汽車吊將2#機(jī)35 t瓣座環(huán)、蝸殼緩緩吊起，并用兩個(gè)10 t手拉葫蘆調(diào)平。初步調(diào)整座環(huán)、蝸殼的吊裝方向，使蝸殼進(jìn)水口朝向上游側(cè)，緩緩落鉤，在座環(huán)、蝸殼上部捆綁纜風(fēng)繩，防止座環(huán)、蝸殼在下降過程中與其他建筑物碰撞。將35 t瓣座環(huán)、蝸殼吊入事先制作好的臺車上部，再用15 t電動倒鏈拖拽臺車至距安裝間邊墻2 m位置，以騰出吊車站位。

(3)25 t瓣座環(huán)、蝸殼的吊裝。

將25 t瓣座環(huán)、蝸殼用50 t拖車運(yùn)入安裝間，用75 t汽車吊卸車，用10 t手拉葫蘆調(diào)平，緩緩下降至機(jī)坑座環(huán)、蝸殼臺車上部。

(4)座環(huán)、蝸殼組圓。

用75 t汽車吊調(diào)整25 t瓣座環(huán)、蝸殼方向，保持與35 t瓣座環(huán)、蝸殼方向一直，調(diào)整兩瓣座環(huán)、蝸殼的水平度，按照圖紙進(jìn)行組合縫螺栓把合工作。按照哈電提供的力矩值以及力矩扳手工具進(jìn)行座環(huán)、蝸殼組合縫螺栓的緊固工作。將組圓后的座環(huán)、蝸殼使用15 t電動倒鏈移位至機(jī)組中心部位。

(5)將座環(huán)、蝸殼從臺車上卸下來。

在合適部位使用4個(gè)25 t螺旋千斤頂將座環(huán)、蝸殼頂起后，將臺車從座環(huán)、蝸殼下部脫離，準(zhǔn)備進(jìn)行1#機(jī)座環(huán)、蝸殼的吊裝工作。

3 結(jié) 語

卡基娃水電站1#、2#機(jī)座環(huán)、蝸殼采用非常規(guī)吊裝工藝進(jìn)行安裝，既保證了后期設(shè)備安裝工期，又在鋪設(shè)主機(jī)間軌道時(shí)借用了已采購的主變運(yùn)輸軌道，最大程度地節(jié)省了施工成本，值得借鑒。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2017-04-23

TV7;TV547;TV52

B

1001-2184(2017)03-0101-03

史亞鵬(1984-)，男，四川成都人，項(xiàng)目總工程師，工程師，學(xué)士，從事水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)工作；

李智杰(1987-)，男，四川西昌人，助理工程師，學(xué)士，從事水電站生產(chǎn)運(yùn)行管理工作.