水電站豎井提升絞車安全高效安裝技術(shù)研究

邵 祥

（中國水利水電第五工程有限公司，四川成都 610060）

0 引言

提升絞車在水電站豎井工程施工中得到廣泛應(yīng)用，但提升期間可能出現(xiàn)絞車斷繩、過卷等問題，輕則影響施工進度，重則誘發(fā)安全事故[1-2]。為了在安全的前提下順利完成水電豎井的施工作業(yè)，需規(guī)范安裝豎井提升裝置，以滿足水電豎井的施工要求，因此加強對安裝技術(shù)的研究具有必要性[3-4]。

1 工程概況

下凱富峽水電站調(diào)壓井采用阻抗式調(diào)壓井，開挖直徑36 m，井深132 m，襯砌后直徑32 m。配套的事故門和工作閘門安裝在調(diào)壓井與發(fā)電洞連接部位，工作閘門啟閉機布置在工作閘門室內(nèi)，閘門室與調(diào)壓井交通洞連接[5]。

2 提升絞車的設(shè)備選型、參數(shù)計算及布置方式

2.1 選型及參數(shù)

按每次載4 人計算，結(jié)合調(diào)壓井溜渣井尺寸（深約110 m，擴挖直徑4 m），配置重量約為725 kg、直徑1.25 m、高度2.0 m的圓形吊籠，每人重量按100 kg 考慮，安全系數(shù)取1.5，提升總重約為1.7 t。為保證提升的安全性，配置額定功率為55 kW 的電機和提升能力為5 t 的JTP-1.2x1（P）型礦用提升絞車，卷筒容一層纏繞繩量158 m，提升機滾筒直徑1.2 m、寬度1.0 m，以0.5 m/s 的速度平穩(wěn)提升。

2.2 鋼絲繩的配置

考慮載人和載貨兩種工況，經(jīng)計算后確定鋼絲繩所需承載的拉力F，進而配置鋼絲繩。

（1）載人。提升絞車每次載4 人，吊裝總重1125 kg，則有：F=mg=1125 kg×9.8 m/s2=11.03 kN，安全系數(shù)取12，則F破=F×12=132 kN，其中F破為鋼絲繩最小破斷拉力。

（2）載貨。按滿載考慮，吊裝總重5 t，則F=mg=5000 kg×9.8 N/kg=49 kN，安全系數(shù)取6，則F破=F×6=294 kN?；谟嬎憬Y(jié)果進行鋼絲繩的配置：18×7+NF 的光面多股鋼絲繩，直徑取23 mm，F(xiàn)破為318.25 kN；鋼絲繩形態(tài)完整，具有防旋轉(zhuǎn)的能力。

2.3 重量限制器、限位器

吊裝負荷超過卷揚機額定負荷時，出于安全考慮無法啟動卷揚機，按照此要求配置重量限制器及限位器。絞車自帶限位系統(tǒng)具有可行性，實行精準化控制策略，按照要求使吊籠到達施工要求的指定位置。

2.4 布置方式

2.4.1 絞車的位置

在調(diào)壓井平臺蓄水池前面布置提升絞車，與調(diào)壓井導(dǎo)井井口中線相距26 m，此布置方式便于安裝調(diào)壓井門機軌道，同時鋼絲繩在滾筒兩端和滾筒中心的位置均具有合理性。

2.4.2 提升井架的布置

以Φ108 鋼管為基礎(chǔ)構(gòu)件搭建提升井架的主骨架。井架的布置方式根據(jù)溜渣井?dāng)U挖情況而定：自上而下擴挖時，在臨近擴挖井壁處布置吊籠；從下向上擴挖時，在導(dǎo)井中心位置布置吊籠。

2.4.3 地輪的布置

受調(diào)壓井鎖口混凝土的影響，存在一定程度的空間制約作用，例如鋼絲繩無法在絞車和井架間通視。為應(yīng)對該問題，取寬度為1 m 的地輪，利用膨脹螺栓將其穩(wěn)定安裝在鎖口混凝土處。

2.4.4 攝像頭的布置

于洞井和井內(nèi)布置監(jiān)控攝像頭，用于反映提升機的運行狀況，以便根據(jù)現(xiàn)場情況采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧?，主動?guī)避安全隱患和質(zhì)量隱患。

2.4.5 吊籠停層平臺的布置

停層平臺溜渣井井口以砌筑擋墻和配套鋼管的方式進行防護，維持井口的穩(wěn)定性；搭配I180 工字鋼和防滑鋼板，填充停層平臺與井壁的空隙，封堵后加裝欄桿扶手；井圈擴挖成型后，用鋼筋網(wǎng)片鋪設(shè)在吊籠之間的其余部位，避免雜物經(jīng)由此處落入井內(nèi)。

3 提升絞車的安裝與調(diào)試

3.1 安裝

（1）向成型的混凝土結(jié)構(gòu)表面測放預(yù)埋螺栓的位置，數(shù)量為14 個，偏差控制在5 mm 以內(nèi)；根據(jù)測量放樣結(jié)果，用液壓鉆機精準鉆孔，孔位偏差不超過±1 cm，孔徑90 mm，孔深3.0 m，鉆機垂直向下鉆孔直至成型。提升絞車基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

（2）絞車用25 t 汽車吊吊裝到位，調(diào)整絞車以便裝置螺栓孔與基礎(chǔ)鉆孔對齊，增設(shè)合適厚度的墊塊將絞車調(diào)節(jié)至平整狀態(tài)，經(jīng)檢查確認絞車準確就位后安排注漿。漿液的實測強度達標后，擰緊螺帽用于穩(wěn)固提升絞車。頂部車絲配合M30 螺帽使用，錨桿采用長度為3.0 m 的Φ32 螺紋鋼。

（3）各項位置偏差均要得到有效的控制，具體滿足如下要求：提升機提升中心線的位移度為5 mm；主軸軸心線標高為±50 mm，與提升中心線的垂直度為±0.15/1000；主軸的軸心線水平位移度為L/2000。

（4）墊鐵的安裝要點：①沿軸承梁和軸承周邊以不超過600 mm 的間距均勻布置墊鐵，要求軸承中心下方和地腳螺栓兩側(cè)必須有墊鐵；②斜墊鐵的薄端厚度不小于5 mm，成對使用，傾斜度不超過1/25，粗糙度不低于25μm；③軸承梁找平找正后，將斜墊鐵斷續(xù)焊牢，再進行灌漿；④墊鐵組的寬度為60～120 mm，高度60～100 mm。

3.2 調(diào)試

3.2.1 減速器的調(diào)試

減速器安裝到位后進行加負荷試驗，逐級有序進行，檢驗減速器在各級負荷條件下的運行狀態(tài)，任何未經(jīng)過試驗的減速器均不可投入使用。負荷試驗結(jié)果對減速器的運行狀態(tài)有指向性作用，根據(jù)試驗結(jié)果判斷是否存在制造偏差和安裝偏差，進行偏差的合理調(diào)整；同時，加負荷試驗期間還可起到齒面金屬材料鍛煉體質(zhì)的效果，經(jīng)此環(huán)節(jié)后的裝置具有更加優(yōu)異的抗疲勞特性。

3.2.2 盤形制動器的調(diào)試

（1）放氣。管路和制動油缸中的空氣在配制動器及管路或維修后均要被完全排出，否則裝置內(nèi)夾雜的空氣將影響制動器的正常運行?？諝獾呐懦龇椒ㄊ墙o制動油缸低壓（約為0.5 MPa），緩慢擰松放氣螺釘以便將氣體排出，有油冒出時停止擰松，排氣結(jié)束后擰緊螺釘。

（2）壓縮碟簧組。取出間隙指示器的撞針，旋出緊定螺釘，調(diào)節(jié)螺母，調(diào)節(jié)過程中密切關(guān)注閘瓦的位置，待其與制動盤緊密貼合時停止；充入機器的最大工作油壓，在壓力作用下壓縮碟簧組。

（3）閘瓦間隙的調(diào)整：①旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母，檢測在調(diào)節(jié)過程中閘瓦與制動盤的間隙，以1 mm 為宜，此狀態(tài)下制動開關(guān)應(yīng)動作；②盤形制動器成對使用，因此需要檢測裝置兩側(cè)閘瓦的間隙，根據(jù)均衡性的原則，要求間隙的差值不超過“閘盤最大偏擺量+0.1 mm”，在間隙調(diào)整過程中閘瓦需盡快返回，因此需適時調(diào)整返回彈簧。

3.2.3 聯(lián)合調(diào)試的要求

（1）制動手把在不同位置時對應(yīng)的制動油缸油壓和斜面操作臺電流表的讀數(shù)需滿足如下要求：①位于全抱閘處時，制動油缸殘壓不超過0.5 MPa，電流讀數(shù)為零；②位于中間區(qū)域，油壓近似為Px/2，電流近似為ImA/2，控制屏的電阻根據(jù)ImA做靈活的調(diào)整，目的在于使自整機轉(zhuǎn)角與手把轉(zhuǎn)角相適應(yīng)，全程操作需具有規(guī)范性，例如盡可能減少手把空行程；③位于全松閘處時，制動油缸達到最大工作油壓Px較為合適，同時記錄毫安表電流值。

（2）電流和油壓應(yīng)保持近似正比的關(guān)系，即制動特性曲線近似直線關(guān)系。為達到前述所提要求，在聯(lián)合測試時采取如下措施：將制動手把劃分為15 級左右，形成多個等距級數(shù)，以便調(diào)試操作的有序進行；每推動一級，測定此時的油壓值和電流值，記錄測試結(jié)果，經(jīng)過分級測試后，基于實測數(shù)據(jù)繪制特性曲線，以此為參考，有效整定其他部分，取得良好的整定效果。

3.2.4 深度指示器的調(diào)試

傳動軸與齒輪良好嚙合，傳動裝置運行穩(wěn)定且有足夠的精度；指針行程以標尺全長的2/3 以上較為合適，指針移動位置精確，不與標尺發(fā)生碰撞；在安裝絲杠時，要求直線度在全長范圍內(nèi)不超過1 mm，否則加以調(diào)整。

3.3 提升絞車裝拆的安全防護

（1）提升絞車的安裝應(yīng)由專員在現(xiàn)場指揮，絞車廠家安排技術(shù)人員在現(xiàn)場指導(dǎo)，以便安裝作業(yè)有序進行。項目部指定專人負責(zé)安裝，由具有資質(zhì)的人員參與，加強全程跟蹤管理；所有參與安裝的人員均要熟悉操作流程；HSE 部嚴格審查安裝人員的相關(guān)證件，保證人員的資質(zhì)。

（2）提升絞車的拆卸潛在安全隱患，由項目部指定專員負責(zé)，在安全的前提下進行拆卸。參與人員嚴格遵守操作規(guī)程，拆卸前接受安全防護教育，參與人員采取安全防護措施，例如佩戴安全帽、系安全繩，為自身安全提供保障。在拆卸場地布置醒目的標志，由專員在現(xiàn)場管理，避免無關(guān)人員進入拆卸區(qū)。提升絞車拆卸后的構(gòu)件需被轉(zhuǎn)移至指定位置，禁止隨意丟棄。禁止吊件下方有人員滯留、通過。若由于現(xiàn)場氣候環(huán)境干擾或其他原因停工時，卸下重物或采取可行的方法穩(wěn)定支起重物，嚴禁將重物懸掛在空中。

4 結(jié)束語

以實際工程案例為研究背景，對提升絞車基礎(chǔ)施工的技術(shù)要點進行分析，包含提升絞車的選型及參數(shù)計算、基礎(chǔ)施工、安裝要點、裝卸注意事項等。在相關(guān)工程人員的通力協(xié)作下，順利完成提升絞車的裝卸作業(yè)，提升絞車在水電站豎井施工中的應(yīng)用效果良好，有效規(guī)避安全事故、質(zhì)量問題等各類異常狀況，采取的提升絞車安裝技術(shù)具有可行性，對類似工程有一定參考價值。