渡吊技術在積石峽水電站水輪機座環吊裝中的應用

李永強，張春海，王 英

（1.中國水利水電第十工程局機電安裝分局，青海 循化 811100；2.黃河上游水電開發有限責任公司工程建設分公司，青海 西寧 810000；3.中國水利水電第四工程局機電安裝分局，青海 循化 811100）

0 概述

黃河積石峽水電站座環采用雙平板式的鋼板焊接結構，由上、下環板與固定導葉剛性連接。上、下環板用優質的抗撕裂Q345CZ35型鋼板焊接制成。固定導葉采用Q345C鋼板加工而成。座環高度5 027 mm，分4瓣在廠內制造，蝸殼尾部及舌板在制造廠內焊在其中1瓣座環上，質量為54 t，其余每瓣質量分別為42.625、41.575、38.815 t。合縫面在制造廠內精加工，并配有定位銷，采用預應力螺栓把合后焊接而成；焊縫坡口為U形。

根據積石峽水電站主廠房土建施工進度，在1、2、3號機組座環安裝時，廠房橋機尚未投入使用，根據土建單位預報的施工進度，在1號機座環安裝前安裝間也不具備座環卸車及安裝條件；廠房上游墻只完成樁號廠左0+15.78以左混凝土澆筑。尾水平臺部位1 764.80高程布置的1號塔機在回轉半徑49.25 m時，其最大起重力為160 kN；尾水平臺部位1 764.80 m高程處布置的STDQ1800/60門機在回轉半徑52 m時，其最大起重力約270 kN；安裝間上游側部位布置的額定起重力為300 kN的2號塔機在回轉半徑31.65 m時，其最大起重力為320 kN，也不能單獨吊裝，以上3臺現場起吊設備均不能獨立完成單瓣座環的吊裝任務，由于塔機的轉臂較長，也不宜采取2臺塔吊抬吊的方式。

1 座環進場運輸及卸車

分瓣座環利用2 200 kN汽車吊在機電倉庫裝車，用60 t平板拖車將各機組分瓣座環從設備庫運至廠壩間壓力鋼管下平段1 785.95 m高程機組對應部位，利用2 200 kN汽車吊卸車，并由2 200 kN汽車吊及吊車配合將分瓣座環由平放狀態翻轉至站立狀態，吊放在座環安裝工位上游側1 772.90 m高程處，再利用布置在座環安裝工位上、下游處的渡吊工裝將分瓣座環逐瓣吊放到對應的座環支墩上。

2 渡吊技術

2.1 分瓣座環吊裝方案的確定

根據各臺機組廠壩間、機坑、尾水等部位在座環吊裝前的澆筑進度，進行地錨的制作和安裝，待其混凝土強度達到設計要求后進行使用。在現場布置渡吊工裝，并進行載荷試驗，利用渡吊工裝將分瓣座環從蝸殼層吊運至座環支墩上，初步調整就位后用型鋼進行臨時固定。各臺機組的吊裝方式基本一致。

2.2 人字桅桿設置

在廠房下游蝸殼層1 771.70 m高程地面（約廠下0＋10.00）安裝1套人字桅桿，人字桅桿采用φ426 mm厚10 mm長度15 m的無縫鋼管制作，所有焊縫需在現場作PT檢測。人字桅桿根據分瓣座環重心位置沿機組橫向中心線設置，桅桿可根據需要在橫向移動，以滿足分瓣座環安裝就位的需要。分瓣座環吊裝吊具的設計制造應滿足高度要求。

2.3 人字桅桿纜風繩及卷揚機地錨設置

2.3.1 地錨的布置

主地錨為鋼板焊接結構，其設計荷載1 000 kN，根據座環重心吊點位置，每臺機組在上游（廠上0-16.00）設置3組，埋設高程1 786.0 m。各種地錨的安裝與土建混凝土施工同步進行。

2.3.2 卷揚機及其起重繩轉向地錨布置

在廠房下游側蝸殼層1 771.70 m高程，上游墻1 772.90 m、下游副廠房1 771.70 m高程處各布置1臺卷揚機，其額定起重力為100 kN。為保證卷揚機在起吊過程不發生位移，每臺卷揚機設3個地錨，地錨設計荷載3×50 kN。

座環吊裝時，在主廠房下游尾水副廠房（廠下0+34.20，1 767.50 m高程）設置人字桅桿主纜風地錨，下游埋設6個600 kN的地錨。根據座環重心吊點，人字桅桿需移動3次，人字桅桿的主纜風地錨設計荷載2×600 kN。必需協調有關單位做該部位的混凝土強度試驗，待座環吊裝完成，即尾水的6個地錨使用結束后土建單位方可繼續澆筑1 767.50 m高程以上混凝土，備倉工作可以穿插進行。

2.4 人字桅桿及渡吊工裝負荷試驗

負荷試驗采用實物法，將分瓣座環利用渡吊工裝吊起離地面約300～500 mm后停止起升，檢查卷揚機、地錨、鋼絲繩、人字桅桿的焊縫及連接螺栓等有無變化，如有受力不均勻等情況，應進行處理。確認無異常情況后，以同樣的方式再試吊3次。負荷試驗過程中要全面檢查地錨、鋼絲繩、卡環、人字桅桿的焊縫及連接螺栓等的可靠性。負荷試驗通過后方可投入分瓣座環的吊裝工作。

2.5 分瓣座環吊裝

2.5.1 分瓣座環吊入前的準備工作

分瓣座環吊入機坑前，應在1 771.70 m高程地面及機坑放置座環安裝基準點、線，以確保分瓣座環渡吊到機坑后能準確地吊裝至安裝位置。

分瓣座環吊入機坑前，應將高2 505 mm，上口直徑約φ7 900 mm的基礎環在機坑外組合后，利用布置在尾水平臺的1號M900塔機吊入機坑，吊入機坑后，應將基礎環的方位（X、Y方位線）初步調整至與機組方位一致，后吊入機坑中臨時加固，并在基礎環上法蘭面1 773.78 m高程處搭設座環組裝工作平臺。

對座環基礎墊板等施工區域進行初步清掃，并復查基礎墊板頂面高程，根據設計圖紙布置楔子板，使楔子板頂部高程比設計高程略低5 mm；同時，根據設計圖紙將地腳螺栓吊放至相應的地腳螺栓孔。

2.5.2 分瓣座環吊入機坑

將座環運至壓力鋼下平段1 785.95高程平臺，用2 200 kN汽車吊卸車，并進行起落試驗，檢查制動系統。

利用2 200 kN汽車吊主鉤將兩個鋼絲繩系掛在座環上部的兩個吊耳上，同時在主鉤上掛一個100 kN倒鏈，倒鏈吊鉤上的鋼絲繩頭系在座環上部中間吊耳上。利用2 200 kN汽車吊將分瓣座環吊放在1 772.90 m高程蝸殼層地面上，根據安裝順序利用人字桅桿及專用渡吊工裝將分瓣座環吊放在座環支墩上進行組裝。分瓣座環渡吊見圖1。

3 座環的臨時加固

分瓣座環吊裝就位后，通過卷揚機小幅度升降渡吊工裝主鉤，檢查座環與基礎支墩埋板的接觸情況，調整楔塊位置及搭接量，確保座環放置穩定。

圖1 正在渡吊的分瓣座環

為保證安全，需對單瓣座環采取臨時加固措施。利用4根長度均為8 m的25號工字鋼，在座環兩頭距離端面800 mm，離上法蘭面1 000 mm處加板焊接，下端與蝸殼層預埋件焊接，要求焊接加固牢靠；或利用50 k手拉葫蘆也可作為臨時加固工具。相鄰分瓣座環吊入機坑后，應調整分瓣座環組合面間隙，利用組合螺栓將相鄰分瓣座環組合在一起。

座環加固工作完成，經質安部門驗收通過后，解除主鉤上的鋼絲繩。最后返回吊運其他分瓣座環。

4 座環吊裝安全控制

（1）在利用渡吊工裝進行荷載試驗及分瓣座環吊裝過程中，應設置專人對人字桅桿地錨、纜風繩地錨、卷揚機地錨、卷揚機、滑車等進行監護，隨時觀察起吊工裝、工器具的受力情況，如有變化，及時通知吊裝總指揮，確保座環吊裝安全。

（2）利用渡吊裝置吊裝分瓣座環前，應在渡吊裝置所涉及的起重工作范圍內，設置明顯的安全標志，防止非起吊工作人員進入吊裝現場。

（3）渡吊工裝進行荷載試驗及分瓣座環吊裝過程中，總指揮、操作人員、監護人員之間可通過對講機來實現統一指揮。

（4）凡用于設備吊裝的機具、繩索、吊具在使用前必須詳細檢查，由專職工程師組織質檢員、安全員共同鑒定，確認合格方可使用。

5 結語

積石峽水電站分瓣座環單件質量大，體形不規則，且現場起吊設備無法滿足就位需要，施工單位因地制宜，采用了渡吊技術將3臺機組水輪機分瓣座環安全、順利地吊裝就位，確保了電站整體目標工期的實現，降低了施工成本，豐富了吊裝經驗。

［1］GB 8564—2003 《水輪發電機組安裝技術規范》.

［2］GB 6067—85 《起重機械安全規程》.