亭子口電站升船機(jī)浮箱氣囊下水方案

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

1 引言

亭子口電站升船機(jī)浮箱尺寸50m×9m×4.5m(長×寬×高)下水原方案是當(dāng)庫區(qū)水位達(dá)到453.6m高程時(shí)，浮箱在浮力作用下上浮，離開合攏平臺，完成下水，然后拖船將其拖到導(dǎo)槽就位。2艘浮箱于2016年8月22日就已完成了外部涂裝和導(dǎo)向裝置的預(yù)置，具備下水條件。由于庫區(qū)水位一直沒能達(dá)到453.8m，所以浮箱一直沒有完成下水施工。如果2017年水位還達(dá)不到453.6m高程，浮箱安裝的期限就是未知的。

鑒于上述原因，亭子口公司啟動第二套升船機(jī)下水方案，在水位達(dá)不到453.6m高程時(shí)，用氣囊輔助下墩的方法完成浮箱下水。浮箱氣囊下水方案施工步驟為：浮箱落墩→船臺上移動浮箱→浮箱下墩→浮箱拖帶及入槽就位。

2 下水方案準(zhǔn)備

2.1 場地準(zhǔn)備

將船舶艉部推出一個(gè)寬13m，坡度≤10°的下墩滑道，如果水位低，落差過大，可通過朝船艏移船來提供足夠的坡道長度。場地準(zhǔn)備及布置如圖1所示，具體要求為：

(1)浮箱左右兩側(cè)各留約2m通道，方便給氣囊加減氣及周轉(zhuǎn)運(yùn)輸氣囊；

(2)坡道應(yīng)平整，地面的凹穴應(yīng)填平，且地面承載能力應(yīng)相對均勻；

(3)坡道與水平浮箱體交接處，應(yīng)有長約等于8m的過渡弧形坡，不得直接推成折角。

圖1 場地準(zhǔn)備及布置

2.2 地牛準(zhǔn)備

在1號浮箱船艏正前方設(shè)置地牛1，在2號浮箱船艏正前方，與地牛1差不多平齊的位置設(shè)置地牛2，2只地牛應(yīng)該可以承受300t的徑向拉力，地牛頂端須設(shè)有防鋼絲繩脫離的設(shè)施(地牛承受最大拉力約95t，選3倍安全系數(shù))。地牛設(shè)置如圖2所示。

圖2 地牛設(shè)置示意

2.3 卷揚(yáng)機(jī)定位，鋼絲繩連接

(1)船端提頭(鋼絲繩)系在浮箱艏部約1/3處的系纜樁處，從浮箱外側(cè)放下，在船艏正前方，通過卸扣與滑輪組連接。設(shè)備布置如圖3；

(2)1號浮箱滑輪組的最小工作行程不小于15m，通過卸扣與地牛提頭連接；

(3)地牛提頭(35m長的φ60鋼絲繩)打雙與滑輪組連接；

(4)卷揚(yáng)機(jī)設(shè)置在兩個(gè)地牛中間，提頭分別系在兩個(gè)地牛上；

(5)滑輪組上插具有足夠長度和強(qiáng)度的防翻轉(zhuǎn)杠桿；

(6)啟動卷揚(yáng)機(jī)，將鋼絲繩稍微收緊。

圖3 牽引設(shè)備布置

3 施工步驟

3.1 船舶落墩

(1)檢查場內(nèi)的供電功率、配電箱柜、開關(guān)、線纜等能否滿足卷揚(yáng)機(jī)、空壓機(jī)的功率需求，電壓是否穩(wěn)定；

(2)檢查卷揚(yáng)機(jī)、空壓機(jī)各機(jī)構(gòu)是否工作正常，是否加足潤滑油；

(3)氣囊做1.25倍工作壓力的充氣試驗(yàn)，確保氣囊無破損變形；

(4)檢查船舶上的人孔、艙口蓋等是否密封，活動物件是否綁扎牢固；

(5)浮箱原有墩位不動，在空缺處按照布置圖示意填入鐵花墩，其上墊木花墩，并使用木楔塊打緊(如圖4所示)；

圖4 花墩布置示意

(6)將原有的墩柱割除，并將連接槽鋼、肘板等一同拆除，使浮箱落在新打的花墩上；

(7)逐一填入氣囊后立即適當(dāng)充氣，當(dāng)船底離開墩木起，從舯部向艏、艉逐步拆墩木，氣囊按照2.5m/條的要求左右舷交叉布置(如圖5所示)；

圖5 氣囊布置示意

(8)當(dāng)全部滾動氣囊填入并已拆除全部墩木后，調(diào)整氣囊內(nèi)壓力使浮箱降至滾氣囊滾動工作高度(0.7m左右)。

3.2 移船

(1)檢查船底、船臺是否平整，清理鐵釘?shù)燃怃J硬物；

(2)當(dāng)船舶落墩后，滾動氣囊高度將至工作高度時(shí)，啟動卷揚(yáng)機(jī)，將船舶向艏拉；

(3)船舶移動距離與船臺和水平面落差有關(guān)，要保證船舶艉部有足夠的空間推出下墩滑道；

(4)船舶艉部預(yù)留空間長度可按如下公式計(jì)算：

L=4.5+h×cot10°

式中：L——船舶艉部預(yù)留空間長度，單位：m；

h——船臺和水平面落差，單位：m。

用推土機(jī)修造下墩坡道時(shí)，浮箱須打墩，氣囊不必移出。

3.3 船舶下墩

(1)當(dāng)下水坡道準(zhǔn)備就緒后，啟動卷揚(yáng)機(jī)，放出約90m鋼絲繩；

(2)檢查浮箱底、滾動坡道是否平整，清理鐵釘?shù)燃怃J硬物；

(3)給浮箱底的氣囊適當(dāng)充氣，當(dāng)浮箱底離開墩木起，從舯部向艏、艉逐步拆墩木；

(4)當(dāng)拆除全部墩木后，調(diào)整氣囊內(nèi)壓力使浮箱降至滾氣囊滾動工作高度(0.7m左右)；

(5)使用10t的裝載機(jī)向艉推動浮箱前進(jìn)至鋼絲繩帶緊；

表1 亭子口浮箱下水拉力計(jì)算書

(6)當(dāng)鋼絲繩帶緊后，啟動卷揚(yáng)機(jī)，然后由艉至艏調(diào)節(jié)氣囊壓力，使浮箱艉部稍低，當(dāng)浮箱有一定傾角，可自己前進(jìn)時(shí)，撤掉裝載機(jī)；

(7)浮箱過坡過程中，在浮箱艉部使用2個(gè)直徑1.8m的高壓氣囊推舉浮箱，在浮箱行進(jìn)時(shí)，不斷調(diào)節(jié)氣囊氣壓，使浮箱艏高艉底，使浮箱逐漸由0°緩慢平穩(wěn)的過渡到10°，期間可采用走一段，停車調(diào)囊，再走一段，停車調(diào)囊的方式保證安全；

(8)逐漸下放浮箱直至浮箱入水放漂。

3.4 浮箱拖帶及入槽就位

(1)當(dāng)浮箱放漂后，將拖斗與浮箱編隊(duì)；

(2)將浮箱拖帶至預(yù)定位置，并就位系泊。

3.5 浮箱下水拉力計(jì)算

浮箱下水拉力計(jì)算結(jié)果詳見表1。

4 結(jié)語

經(jīng)過詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算，亭子口電站升船機(jī)浮箱氣囊下水方案科學(xué)合理，技術(shù)可行，安全可靠，可以在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)施。