洞內超大型壓力鋼管豎井非常規(guī)方法安裝研究

摘 要：水電站超大型壓力鋼管豎井非常規(guī)方法安裝是水電金結安裝的重點和難點，本文以苗尾水電站為依托，對超大型大力鋼管“卷揚機+天錨”安裝方法進行了介紹，希望本成功的方法可以在類似項目中進行借鑒和推廣。

關鍵詞：鋼管；卷揚機；天錨；地錨；側錨；豎井

中圖分類號：TV547.2 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）33-0280-02

1 概 述

苗尾水電站位于云南省大理州云龍縣境內的瀾滄江河段上，是瀾滄江上游河段一庫七級開發(fā)方案中的最下游一級電站。水電站超大型壓力鋼管包括4條引水壓力鋼管，鋼管直徑10.2m，材料為AY610D和Q345R兩種材質，板厚為24～44mm，共計13682.31t，豎井最重一節(jié)鋼管為28t。管道分為上平段、上彎段、豎井段、下彎段和下平段，其中豎井段高度72m。電站設2個交通洞，2#交通洞用于機組下平段壓力鋼管安裝，灌溉取水洞用于機組下彎段、豎井段、上彎段和上平段壓力鋼管安裝。

2 安裝規(guī)劃

苗尾水電站地質條件惡劣，洞室土質為沙質絹云板巖，洞頂上方土質有大面積的斷層，安裝風險較大，安裝專業(yè)技術要求較高。壓力鋼管均使用“卷揚機+天錨”的方法安裝。

2.1 洞內運輸

洞內使用自動轉向臺車運輸，運輸前軌道應當鋪設并驗收完成，地錨、導向、卷揚機安裝就位。動滑輪與臺車連接，運輸時使用卷揚機牽引動滑輪。

2.2 卷揚機布置

如圖1卷揚機設備布置圖，豎井、上彎段、上平段鋼管安裝，共計布置了24臺卷揚機，其中5t卷揚機5臺，8t卷揚機19臺，10t卷揚機1臺。

2.3 上彎段天錨、地錨、側錨布置

每個豎井上方布置了5個天錨，分別為1#、2#、3#、4#、5#天錨，見圖2天錨布置圖，每個天錨對應有2個地錨和1側錨，側錨布置在洞壁上且與天錨平行，地錨布置在洞壁與底板的交匯處且與鋼管走向平行。

2.4 下彎段地錨、側錨布置

在下彎段上游側墻上制作2個天錨，在左岸側墻上制作2個側錨，布置2臺卷揚機，使用卷揚機牽引鋼管的下滑，見圖3。

2.5 吊裝布置

1#天錨吊重40t，選擇50t滑輪組，配直徑24mm鋼絲繩。2#、3#、4#、5#天錨吊重按照25t設計，選擇32t滑輪組，配直徑24mm鋼絲繩。見圖2。

使用1#天錨將鋼管起吊，然后使用2#和1#天錨在引水遂洞內將鋼管翻面（1#天錨下落，2#天錨起升），翻面后將管節(jié)平放在大臺車上。使用卷揚機配合滑輪組將大臺車和鋼管順著鋼箱梁軌道緩慢溜放至豎井孔口上方。鋼管下放使用3#和5#天錨，8t卷揚機配合32t滑輪組下放壓力鋼管。下放前起升3#和5#天錨，將大臺車從豎井上方牽引至軌道梁的上游段后，再使用3#和5#天錨下放管節(jié)。

3 安裝順序和工藝

3.1 安裝順序

鋼管安裝順序：下彎段→豎井段→上彎段→上平段。

3.2 安裝工藝流程

鋼管安裝工藝流程：鋼管吊裝和運輸就位→平臺搭設→管節(jié)碼縫→碼縫驗收→焊縫焊接→焊縫探傷→焊縫防腐→外包混凝土澆筑。

4 下彎段鋼管安裝

下彎段壓力鋼管共計17節(jié)，前3節(jié)從下平洞運輸?shù)轿缓蟀惭b，其余14節(jié)鋼管從豎井下放安裝。

前3節(jié)鋼管安裝時，先鋪設平直的鋼軌道，軌道使用型鋼焊接而成。如圖5下彎段前3節(jié)鋼管安裝示意，將前3節(jié)鋼管按照③→②→①的順序運輸?shù)轿?，再使用手拉葫蘆將管節(jié)按照①→②→③的順序安裝。先安裝定位節(jié)①，定位節(jié)驗收加固到位后再依次安裝②和③管節(jié)。3節(jié)鋼管全部安裝完成驗收后澆筑混凝土，凝期達到70%時即可開始安裝其余14節(jié)壓力鋼管。

其余14節(jié)壓力鋼管安裝均從豎井下放，安裝前首先在下彎段鋪設弧形軌道，軌道使用工字鋼制作而成；在下彎段布置2臺卷揚機，側錨、滑輪組和鋼絲繩連接到位；鋼管在豎井吊裝前滑軌的牛腿焊接完成。當管節(jié)從豎井下放至下彎段側錨以下適當位置時，將側錨連接的滑輪組與鋼管上的預設吊點連接，牽引側錨2個吊點，去掉豎井的下放吊點，使用2臺卷揚機將鋼管沿軌道緩慢下滑到位。下彎段其余14節(jié)壓力鋼管安裝，見圖3。

5 豎井段鋼管安裝

豎井段鋼管下放使用3#和5#天錨，8t卷揚機配合32t滑輪組下放壓力鋼管。下放前起升3#和5#天錨，將大臺車從豎井上方牽引至軌道梁的上游段。3#和5#天錨同步下放，將鋼管就位至安裝部位。

6 上彎段鋼管安裝

上彎段鋼管安裝見圖4，前8節(jié)壓力鋼管安裝，利用轉向臺車將鋼管運輸至上平洞1#天錨位置，使用1#和2#天錨使鋼管翻轉90°，將鋼管平放于平板臺車上，用平板臺車將鋼管運輸?shù)截Q井段天錨的下方，用卷揚機及洞頂?shù)奶戾^將壓力鋼管吊起，將平板臺車移出，緩慢吊起壓力鋼管，至鋼管安裝位上方500mm左右時，單吊點操作調整鋼管的空中斜度，繼續(xù)緩緩下放鋼管，使鋼管落于安裝部位，調整固定后松鉤。

后8節(jié)壓力鋼管安裝，利用轉向臺車將鋼管運輸至上平洞1#天錨位置，將其運輸至靠近上彎段鋼管部位，用布置于洞頂?shù)?#天錨拉住鋼管上部（防止鋼管傾翻），同時利用10t卷揚機及地錨向上游拉住運輸臺車，緩緩向下游將鋼管和臺車拉至上彎段預設的弧形軌道上，同時緩緩松上、下拉索，使鋼管保持平衡不傾翻，如此使鋼管緩緩下滑至安裝部位，頂起鋼管并與洞室及已安裝鋼管臨時固定，松開上拉索，并解除鋼管與臺車的捆綁，將臺車向上游拉起移走，調整好鋼管安裝尺寸后固定。

7 結 語

苗尾水電站于2017年已經投產發(fā)電，鋼管運行狀況良好。在安裝和施工過程當中，該方法技術成熟、設計合理，完全滿足現(xiàn)場進度、安全和質量的要求。使用該方法創(chuàng)造了最高月安裝1800t壓力鋼管和年安裝10800t的工程量記錄，受到了業(yè)主和監(jiān)理的高度認可和表彰。希望該安裝方法能在類似項目中推廣應用。

參考文獻

[1]《機械設計手冊》機械工業(yè)出版社，2004.

[2]《起重機設計手冊》.中國鐵道出版社，1997.

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[4]《巖土錨桿（索）技術規(guī)范》（CECS22：2005）.

[5]《建筑卷揚機試驗規(guī)范和方法》（GB6947-1986）.

收稿日期：2018-9-2

作者簡介：廖全勇（1970-），男，高級工程師。