構(gòu)皮灘第三級(jí)升船機(jī)減速器卸車、運(yùn)輸及吊裝技術(shù)

關(guān)洪華，羅意成，李 俊

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

1 概述

構(gòu)皮灘水電站通航建筑物線路位于樞紐左岸煤炭溝至野狼灣一線，由上下游引航道、3座鋼絲繩卷?yè)P(yáng)提升式垂直升船機(jī)和2級(jí)中間渠道（含通航隧洞、渡槽及明渠）等建筑物組成，線路總長(zhǎng)2306m。構(gòu)皮灘水電站通航建筑物最高通航水頭199m，設(shè)計(jì)代表船型為500t級(jí)機(jī)動(dòng)駁，規(guī)劃過壩運(yùn)量單向125萬(wàn)t/年（下行）。該升船機(jī)是目前世界上通航水頭最高、水位變幅最大的通航設(shè)施，其第一、三級(jí)升船機(jī)采用下水式升機(jī)，提升力達(dá)18000kN，為世界上最大的提升力升船機(jī)，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的下水式升船機(jī)，其主提升機(jī)減速器規(guī)模已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了國(guó)內(nèi)外已建升船機(jī)減速器（減速器外形尺寸：8008mm×3320mm×3691mm，單臺(tái)設(shè)備重量為150t）。同時(shí)第一、三級(jí)升船機(jī)主機(jī)設(shè)備規(guī)模在升船機(jī)行業(yè)屬最大，其大件共有24件(其中減速器8臺(tái)，卷筒16個(gè)，卷筒外形尺寸：φ4600mm×5883mm），大件總重量為2304t。

第三機(jī)升船機(jī)主提升機(jī)布置在第三級(jí)升船機(jī)塔柱頂部的主提升機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)，機(jī)房地面高程520.5m，主提升機(jī)卷筒、滑輪軸線距機(jī)房地面3.5m，主提升機(jī)在主機(jī)房的平面內(nèi)分4個(gè)吊點(diǎn)區(qū)對(duì)稱布置。左、右側(cè)卷?yè)P(yáng)提升機(jī)構(gòu)卷筒軸線間距20.6m，每側(cè)2個(gè)相鄰吊點(diǎn)區(qū)對(duì)稱中心線的縱向間距16.65m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，第三級(jí)升船機(jī)減速器安裝時(shí)船廂室承船廂已拼裝完成，主機(jī)房吊物孔中心水平懸空距離達(dá)9.7m，距船廂室底板（海拔高程423.5m）有26.5m的高程差（且承船廂已在船廂室就位）。如何將重達(dá)150t的龐然大物卸車后轉(zhuǎn)運(yùn)到吊物孔中心，再由主機(jī)房160t橋機(jī)垂直起吊是順利完成大件吊裝的難點(diǎn)，同時(shí)也是保證工期目標(biāo)的關(guān)鍵點(diǎn)。第三級(jí)升船機(jī)主機(jī)布置如圖1所示，現(xiàn)場(chǎng)交通情況如圖2所示。

2 主要卸車、運(yùn)輸及吊裝方案

為解決現(xiàn)場(chǎng)卸車、運(yùn)輸及吊裝難題，在現(xiàn)場(chǎng)布置高空承重懸吊平臺(tái)，在吊物孔(主機(jī)房EL520高程）四個(gè)角點(diǎn)布置承重梁，承重梁上布置鋼棒作為吊點(diǎn)，鋼絲繩繞過吊點(diǎn)通過調(diào)節(jié)螺桿與懸吊承重平臺(tái)聯(lián)接，懸吊承重平臺(tái)和軌道梁鉸接聯(lián)接形成運(yùn)輸通道，如圖3所示。減速器通過運(yùn)輸車倒入軌道梁內(nèi)，采用液壓頂升法卸車，即用一拖四200t液壓千斤頂配合專用工裝將減速器頂升減速器，使減速器離開運(yùn)輸車拖板50mm，然后開走運(yùn)輸車，再用5t叉車將二個(gè)臺(tái)車對(duì)稱布置在減速器底座上，使千斤頂卸壓，減速器壓在運(yùn)輸臺(tái)車上，最后用5t卷?yè)P(yáng)機(jī)配合30t滑輪組將減速器運(yùn)至吊物孔下方，主機(jī)房橋機(jī)配合減速器專用吊具將減速器吊至安裝部位。

圖1 第三級(jí)升船機(jī)主機(jī)設(shè)備布置圖

圖2 第三級(jí)升船機(jī)主機(jī)設(shè)備運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)示意圖

3 具體實(shí)施方案

3.1 工裝制作

該方案實(shí)施需懸吊平臺(tái)1件，軌道梁4件，其中2件為與懸吊承重平臺(tái)聯(lián)接的軌道梁，另外2件為延升軌道梁，運(yùn)輸臺(tái)車2個(gè)，調(diào)節(jié)螺桿4根，外購(gòu)φ52鋼絲繩（型號(hào)52NAT6X37+FC1870ZS，長(zhǎng)度為145m）共4根。

圖3 軌道梁與懸吊平臺(tái)鉸接形成運(yùn)輸通過（單位：mm）

3.2 工裝靜載試驗(yàn)

為了保證懸吊平臺(tái)及臺(tái)車的承重能力滿足要求，對(duì)懸吊平臺(tái)及臺(tái)車進(jìn)行1.25倍靜載試驗(yàn)，以驗(yàn)證臺(tái)車及承重平臺(tái)的結(jié)構(gòu)安全性。

3.3 工裝安裝

先將鋼絲繩（鋼絲繩根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸，在現(xiàn)場(chǎng)采用編織法將單根鋼絲繩首尾聯(lián)接，鋼絲繩編織長(zhǎng)度符合規(guī)范要求）轉(zhuǎn)運(yùn)至船廂上，再用橋機(jī)將鋼絲繩吊至EL520吊物孔四角吊點(diǎn)處，用鋼棒穿入，使鋼絲繩從吊物孔四個(gè)吊點(diǎn)垂直放下（在吊點(diǎn)下方約6m處安裝鋼絲繩防旋塊）。每個(gè)吊點(diǎn)均由2根工字梁組成，2根工字梁用20mm鋼板聯(lián)接成整體，確保受力時(shí)梁的穩(wěn)定可靠。懸吊平臺(tái)尺寸為4.38m×8.5m。懸吊平臺(tái)由橋機(jī)吊至鋼絲繩附近，25t汽車吊配合將調(diào)整螺桿、軸等附件與鋼絲繩、懸吊平臺(tái)連接成整體。軌道梁由25t汽車吊吊裝就位，使懸由平臺(tái)與軌道梁聯(lián)接成整體，形成運(yùn)輸通道。

3.4 動(dòng)載模擬試驗(yàn)

為驗(yàn)證懸吊平臺(tái)、吊點(diǎn)、鋼絲繩、調(diào)節(jié)螺桿、防旋板、吊耳、軌道梁、臺(tái)車的動(dòng)載情況下的結(jié)構(gòu)安全性，進(jìn)行1.1倍動(dòng)載模擬試驗(yàn)，即根據(jù)減速器的重量分布，用配重塊進(jìn)行相應(yīng)重量的布置，臺(tái)車在軌道梁上運(yùn)輸配重塊，以此模擬減速器的運(yùn)輸過程，驗(yàn)證各結(jié)構(gòu)的安全性能是否滿足要求，同時(shí)將配重塊放置在最不利的位置24h，取得鋼絲繩伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度值，待卸載后，通過調(diào)節(jié)螺桿重新調(diào)整平臺(tái)，控制軌道梁至懸吊平臺(tái)的上坡坡度為1∶10。通過動(dòng)載模擬試驗(yàn)，一方面可以驗(yàn)收各結(jié)構(gòu)安全性，另一方面也可減少鋼絲繩在減速器運(yùn)輸過程中的伸長(zhǎng)值。

3.5 減速器卸車

減速器運(yùn)輸車通過2#崗進(jìn)入工區(qū)，經(jīng)北線一號(hào)隧洞、經(jīng)北線二號(hào)隧洞、繞二級(jí)筒體公路、14#隧洞進(jìn)入三級(jí)上游側(cè)EL450馬道，車頭朝上游，順?biāo)鞣较?，大件中心與軌道梁中心在一條線上，采用人工液壓頂升法卸車的方式將減速器頂升，即在4個(gè)鋼支墩上布置200t千斤頂，通過一拖四液壓泵站控制千斤頂配合專用工裝將減速器頂升距運(yùn)輸車車板50mm后，開走運(yùn)輸車，用5t卷叉車將二個(gè)臺(tái)車放在軌道梁上，人工推動(dòng)臺(tái)車至減速器底座重心對(duì)稱位置，再松千斤頂，將大件落至臺(tái)車上，用5t卷?yè)P(yáng)機(jī)配合30t滑輪組將臺(tái)車?yán)恋跷锟紫路?，最后用橋機(jī)配合專用吊裝工具將減速器吊運(yùn)至安裝部位。卸車部位滿鋪20號(hào)鋼板，鋼板與混凝土面用膨脹螺栓固定，軌道梁與鋼板用工20號(hào)鋼加固。在軌道梁下游端左右兩側(cè)焊接臨時(shí)吊耳，用21.5mm鋼絲繩及卸扣將左、右連通，并在鋼絲繩中部布置導(dǎo)向滑輪30t、5t卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩，通過導(dǎo)向滑輪與臺(tái)車上的臨時(shí)吊耳連接，實(shí)現(xiàn)可拖拉臺(tái)車，如圖4、圖5所示。主要設(shè)備投入如表1所示。

圖4 減速器卸車示意圖

圖5 減速器運(yùn)輸及吊裝示意圖

4 安全措施

4.1 一般要求

（1）新進(jìn)場(chǎng)人員必須接受入場(chǎng)前安全教育，經(jīng)考試合格后方可上崗。（2）施工人員應(yīng)按規(guī)定勞保著裝，并佩戴好必要的安全防護(hù)用具。（3）特種作業(yè)人員必須持證上崗，非特種作業(yè)人員不得從事特種作業(yè)。（4）開工前項(xiàng)目施工負(fù)責(zé)人應(yīng)組織施工、技術(shù)、安全人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行檢查，符合有關(guān)安全規(guī)定方可開始施工。（5）施工人員應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程及相關(guān)安全管理規(guī)定，正確選擇和使用工器具，服從安全人員的管理。（6）安全人員應(yīng)堅(jiān)持現(xiàn)場(chǎng)巡察，發(fā)現(xiàn)違規(guī)必須及時(shí)制止和處理。（7）施工設(shè)備、工器具等應(yīng)定期檢查、維護(hù)和保養(yǎng)。（8）施工作業(yè)前應(yīng)做好安全技術(shù)交底工作，并按要求做好記錄。（9）高處作業(yè)必須系安全帶，其栓掛位置應(yīng)安全可靠，安全帶盡量高掛低用。（10）懸吊平臺(tái)四周布置臨時(shí)欄桿，欄桿高度不小于1.2m，平臺(tái)上其他孔洞部位用竹跳板滿鋪。（11）孔洞或高臨邊作業(yè)時(shí)應(yīng)設(shè)安全警戒線并配置安全警戒人員，禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入安全警戒區(qū)。（12）起重、運(yùn)輸設(shè)備操作人員作業(yè)前應(yīng)對(duì)設(shè)備的安全性能進(jìn)行檢查，確保設(shè)備安全運(yùn)行。（13）對(duì)起重或綁車用具及設(shè)施進(jìn)行檢查，確保其安全性符合要求，并正確選擇和使用。（14）起重作業(yè)應(yīng)設(shè)專人指揮并佩戴袖標(biāo)，且指揮明確，信號(hào)清楚統(tǒng)一。參加施工的人員必須服從管理，統(tǒng)一行動(dòng)。（15）無(wú)可靠的防護(hù)措施，嚴(yán)禁交叉作業(yè)。（16）施工用電不得亂拉亂搭，要規(guī)范使用。所有照明、焊機(jī)、電動(dòng)工具等用電器具必須接至漏電保護(hù)裝置的下端，且漏電保護(hù)裝置須保護(hù)可靠。（17）做好“三工”活動(dòng)和班前“危險(xiǎn)預(yù)知”活動(dòng)并做好記錄。（18）嚴(yán)格按照批復(fù)的施工方案進(jìn)行施工。（19）設(shè)備吊裝過程中派專職安全員全過程監(jiān)控。（20）各構(gòu)件應(yīng)按方案要求進(jìn)行制作，并按方案要求布置。

表1 主要設(shè)備配置表

4.2 吊裝安全技術(shù)措施

（1）大件卸車吊裝前進(jìn)行技術(shù)交底，確保施工人員做到四個(gè)明確：施工任務(wù)明確、物體重量尺寸明確、吊裝方法明確、安全保護(hù)措施明確。（2）根據(jù)構(gòu)件吊裝方案正確選取吊具，不能以小代大；起重作業(yè)要絕對(duì)服從安排，專人指揮，專人檢查；指揮信號(hào)要統(tǒng)一、明確、清晰。電信號(hào)應(yīng)備足電源；大件吊裝作業(yè)時(shí)，應(yīng)配置專職安全員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查。起吊所用的鋼絲繩安全系數(shù)應(yīng)不小于8倍，鋼絲繩捆綁應(yīng)牢固，不應(yīng)在起吊過程中滑移。設(shè)備棱角處應(yīng)墊木塊或橡皮等柔軟的材料。（3）對(duì)卸車用千斤頂、卷?yè)P(yáng)機(jī)及橋機(jī)等設(shè)備工況進(jìn)行檢查，確保設(shè)備工況良好方可投入使用。（4）采用汽車式起重機(jī)進(jìn)行吊裝時(shí)支腿支撐應(yīng)平穩(wěn)，必要時(shí)可在支臂下設(shè)枕木支墩；并保證起重機(jī)械整體水平。（5）對(duì)懸吊平臺(tái)各梁進(jìn)行檢查，任何受力部件不發(fā)生過大位移。（6）卸車將大件頂升后先檢查，確保大件穩(wěn)定不發(fā)生傾覆等現(xiàn)象。（7）派專人檢查懸吊平臺(tái)吊點(diǎn)，若出現(xiàn)異?，F(xiàn)象應(yīng)立即停工，整改完成后方可投入使用。（8）大件吊裝過程中應(yīng)有專人進(jìn)行指揮；通過對(duì)講機(jī)保證指揮人員與橋機(jī)司機(jī)之間的協(xié)調(diào)、指揮人員與監(jiān)護(hù)人員的協(xié)調(diào)。

4.3 應(yīng)急措施

（1）成立應(yīng)急小組，項(xiàng)目經(jīng)理任組長(zhǎng)，項(xiàng)目書記、生產(chǎn)副經(jīng)理任副組長(zhǎng)，其他項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)、工程辦、安全辦、綜合辦、財(cái)務(wù)辦及施工人員為組員。（2）大件吊裝過程中項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)、安全人員、技術(shù)人員、質(zhì)檢人員均應(yīng)到場(chǎng)，仔細(xì)檢查吊裝用工具及派專人觀察懸吊平臺(tái)、吊點(diǎn)、混凝土梁、軌道梁、臺(tái)車、多絲繩、調(diào)整螺桿是否正常，發(fā)現(xiàn)異常立即上報(bào)組長(zhǎng)，下達(dá)停止命令，異常情況處理完成后方可繼續(xù)吊裝。（3）出現(xiàn)異常情況，主機(jī)房檢修橋機(jī)配合處理。（4）與附近醫(yī)院保持聯(lián)系，發(fā)生人員受傷事故時(shí)立即聯(lián)系并派專車將傷員送至定點(diǎn)醫(yī)院。

5 施工過程中的方案改進(jìn)

在項(xiàng)目施工過程中，還有可以改進(jìn)的地方，一是臺(tái)車設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)減速器底座結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，避免已做好的臺(tái)車與減速器底座不匹配，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)返工。二是選擇一拖四液壓千斤頂時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇帶保壓裝置的千斤頂，避免在頂升過程中因意外卸壓而進(jìn)行緊急處置。三是在延伸軌道上應(yīng)布置定位標(biāo)識(shí)，避免運(yùn)輸車倒入軌道內(nèi)時(shí)（延長(zhǎng)軌道梁在運(yùn)輸車倒入軌道內(nèi)前須拆除，運(yùn)輸車倒入后再重新安裝），重新調(diào)整軌道梁而延長(zhǎng)卸車時(shí)間。為解決上述問題，在以后的施工中應(yīng)充分考慮減速器底座結(jié)構(gòu)形式，設(shè)置與之匹配的運(yùn)輸臺(tái)車，同時(shí)采用液壓頂升法卸車時(shí)，優(yōu)先選擇帶有保壓裝置和同步性好的千斤頂，以解決卸壓和受力不均勻的問題。延伸軌道因運(yùn)輸車倒入后若無(wú)定位標(biāo)識(shí)，重新調(diào)整比較費(fèi)勁，若提前做好標(biāo)識(shí)，二次安裝時(shí)就有據(jù)可依，可顯著提升二次安裝的速度，節(jié)約卸車時(shí)間。

6 結(jié)束語(yǔ)

在升船機(jī)行業(yè)大件卸車、運(yùn)輸及吊裝施工中，一般很少采用高空懸掛承重平臺(tái)及運(yùn)輸軌道梁聯(lián)合形成運(yùn)輸?shù)赖氖┕し椒?，只要采用常?guī)方法如吊車或門橋機(jī)吊裝，就能保證安全，且能保證工期。然而現(xiàn)在多數(shù)的升船機(jī)施工均是在已建成的大壩上再建設(shè)升船機(jī)，前期大壩建設(shè)時(shí)常常沒有考慮升船機(jī)的施工，不可避免地會(huì)產(chǎn)生采用常規(guī)卸車、運(yùn)輸及吊裝方式無(wú)法解決的難題，而構(gòu)皮灘第三級(jí)升船機(jī)主機(jī)減速器的卸車、運(yùn)輸及吊裝施工方法可為后續(xù)升船機(jī)大件卸車、運(yùn)輸及吊裝施工方法提供施工經(jīng)驗(yàn)，具有較大的參考價(jià)值。