燈泡貫流式水輪發電機組管型座安裝新方法

王志東

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發有限公司，青海 尖扎 811999）

燈泡貫流式水輪發電機組管型座安裝新方法

王志東

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：黃河直崗拉卡水電站5號水輪發電機組土建及機電安裝工期為2013年9月20日-2014年5月31日，工程建設工期短，又是冬季施工，為保證工期，節約時間，將管型座內殼體在安裝場組裝完畢，整體吊入機坑，節約15d直線工期。

關鍵詞：管型座；吊裝

1前言

直崗拉卡水電站位于黃河干流上游的青海省尖扎縣與化隆縣交界處，距上游李家峽水電站壩址7.5km，距青海省西寧市公路里程109km。電站安裝5臺單機容量為38MW的燈泡貫流式水輪發電機組，總裝機容量19MW。電站以發電為主，主要建筑物由廠房、泄水閘、開關站及左岸土石壩組成。電站分為兩期工程建設，第一期建設四臺機組，于2002年8月正式開工，2005年5月～2006年6月1～4號機組相繼發電。第二期于2013年9月20日開始五號機組擴容建設，2014年5月31日投產發電。

2管型座介紹

管型座內殼體共分4瓣，整體組裝后外形尺寸為15.52m×7.3m×3.035m（未算翻身工具尺寸，加翻身工具尺寸長為16.15m），重97t。內殼體分瓣外形尺寸、重量及組裝后整體尺寸如圖1所示。

3施工平面布置

由于管型座組裝后尺寸較大，廠房內橋機起吊重量也僅為32t，因此無法進行管型座安裝；同時由于廠房屋頂已經安裝，門機的起吊高度設計為16m，實測起吊高度為15m，去除屋頂高度3m，起吊高度小于12m，無法按照廠家提供的管型座安裝指導方法（先將管型座翻身、再吊至基坑內）進行安裝。

圖1管型座

3.1組裝平臺布置

由于以上原因，采用在塔頂2052m高程左側平臺進行管型座內殼體組裝。由于門機的軌距為17.5m，考慮安全距離，管型座組裝時長度方向與水流方向垂直進行組裝，組裝位置總體布置見圖2所示。

3.25號基坑內布置

利用順水流方向燈泡頭支撐基礎鋼筋焊接一個地錨，作為管型座吊裝至底部后調整角度用牽引點。

3.3內殼體吊裝設備表（見表1）

表1內殼體吊裝設備表

4管型座吊裝方案

4.1管型座安裝流程

施工準備→吊具、吊點等檢查→起吊安裝→在原地吊起試驗→放下重復吊起→吊至基坑內（順水流方向）→將下部鋼絲繩摘除→使用倒鏈牽引調整角度→將管型座內殼體垂直于水流方向斜放在流道內→將上部吊點改至上豎井吊點處→重新起吊至內殼體豎直→將內殼體吊裝至安裝位置→臨時加固

圖2施工平面布置圖

4.2吊裝方案

4.2.1吊裝前準備

內殼體吊裝前需對內殼體吊點、吊具、門機、鋼絲繩等進行檢查，確保吊裝設備的安全可靠性，并對吊裝作業人員進行技術交底。

4.2.2吊裝方法

本工程管型座內殼體吊裝需考慮以下幾個因素：①門機起吊高度為15m，考慮廠房保暖屋頂高度3m，吊點至吊物底部需小于12m；②5號機組頂部保暖屋頂僅可以打開7.4m的距離；③5號基坑底部無法將內殼體整體水平放置，流道前兩側混凝土墻體距離約12.2m，流道上游底板高程2017.929m，流道蓋板混凝土高程為2032.071m，混凝土厚度1.963m，中間距離12.179m；④在5號基坑內只有流道上游、進水口閘門后區間可以放置內殼體。

由于以上原因，吊裝方案總體思路為在塔頂使用門機將內殼體垂直于水流方向吊起，吊起后內殼體需傾斜35°～60°，吊點至底部距離小于12m；然后使用門機將其吊至5號機組頂部，先將其慢慢下放至底部（已過屋頂、上部離屋頂1m左右），然后調整大車位置，再放下一些，如此反復，直至內殼體整體全部放至屋頂下方；然后將內殼體吊放至5號基坑靠下游方向，底部不落地，然后移動小車將內殼體放至流道上游、進水口閘門后，使其底部在2017.929m底板上，頂部靠在2032.071m高程下方的混凝土上；待落穩后，將內殼體上下部吊點均摘除，將上部吊點移至內殼體上豎井兩側吊點上；然后使用門機將內殼體翻身、立直；先將內殼體吊起距離約20cm，然后放下，再重新吊起，放至安裝位置，初步調整完成固定后，將吊點摘除，完成內殼體吊裝工作。

各步驟詳細布置和計算如下：

（1）內殼體吊點、鋼絲繩布置和計算

使用內殼體左右兩個分瓣上的出廠吊耳作為吊點，吊點位置如圖3所示。起吊時使用兩根直徑52mm、長16m的鋼絲繩作為主吊繩按照圖4所示方法纏繞吊裝；再使用另外兩根直徑52mm、長16m的鋼絲繩作為副吊繩同樣按照圖4方法纏繞吊裝。其中上部吊點使用85t卸扣，下部吊點使用55t卸扣。由于每根鋼絲繩長16m，經此纏繞方式吊裝后，單邊起吊鋼絲繩長度按照5m計算。

按照此方法進行起吊時，由于上下部鋼絲繩一樣長，而上部吊點靠近圓外側，并且比下部吊點低約2m，在起升時，上部吊點先起，在起至一定高度時，下部吊點承受重量隨同起升，在起升后，內殼體受重心和繩長影響，形成一定的斜度而吊起，吊起的角度經理論計算，按照此方法吊裝可達到54°左右，吊起后吊點至底部距離1.44m、內殼體垂直投影長10.78m、內殼體高度方向投影13.76m，吊裝后模擬圖如圖5所示。此方法滿足起吊高度小于12m、流道前兩側混凝土墻體距離12.2m及底板至流道蓋板混凝土中間距離12.179m等起吊要求。

在起吊時，上部吊點受力越來越大，下部吊點受力越來越小，直至如圖位置；此時兩吊點矩離分別為0.57m、2.45m，經受力分析，上部吊點總受力為79.5t，下部吊點總受力為23.2t；經力的分解后，上部吊點每側受力55.7t，下部吊點每側受力17.9t，由于每側鋼絲繩為三根，因此上部吊點每根鋼絲繩受力為18.6t、下部吊點每根鋼絲繩受力為5.97t。

圖3內殼體吊點布置圖

圖4鋼絲繩纏繞方法圖

圖5內殼體吊裝后形狀和尺寸

查GB/T2018-2006國家規范6*37+FC-52-1670鋼絲繩最小破斷拉力為1490kN，因此整體吊裝鋼絲繩的安全系數，按照上部鋼絲繩計算為1490/9.8/18.6=8.17＞4.5，符合國家規范要求，滿足施工要求；上部吊點受力55.7t，卸扣為85t，滿足施工要求；下部吊點受力18.6t，卸扣為55t，滿足施工要求。

當內殼體放至底部，將吊點改至上豎井兩側吊點時，最大受力為整體起吊后，鋼絲繩纏繞方法仍同圖4方法，此時每側受力為49.5t，每根鋼絲繩受力為16.5t，1490/9.8/16.5=9.21＞4.5，滿足施工要求。

（2）內殼體吊至5號機組上方后吊裝方法

內殼體吊起時方向為垂直于水流方向，先吊起離地20cm左右，使用牽引繩將內殼體牽引至順水流方向，然后起吊至超過屋頂高度；行走門機至5號機組上方，將內殼體下豎井先落放至屋頂下方，然后使用牽引繩將內殼體調整為垂直于水流方向；再通過移動大車和主鉤下落，將內殼體整體放至屋頂下方、直至落至接近底板位置；然后行走小車，將內殼體整體斜靠在2032.071m高程下方的混凝土上；靠牢后將吊點摘除，將上部吊點改至上豎井兩側吊點；起吊、翻身完成后，吊起離地，再落下；重新吊起后落放至安裝位置，并進行臨時固定。吊裝示意圖如圖6所示。

圖6內殼體從5號機組頂部至安裝位置吊裝示意圖

4.3吊裝人員配置（見表2）

表2吊裝人員配置表

4.4安全技術措施

（1）工程技術人員在管形座安裝前對管型座安裝期間的安全事項進行安全技術交底。

（2）施工現場人員要發放本工種所需的勞保護具、用品，作業人員必須配帶安全帽，凡屬高空作業必須佩帶安全帶。

（3）管型座的安裝和寄存應平穩，防止傾倒和滾動。

（4）起吊設備、吊裝工具、錨點等在使用前必須通過安全小組的安全驗收，且使用過程中定期組織人員進行檢查，發現問題及時處理。

（5）起吊作業時，由一人進行統一指揮。

（6）鋼管上焊接的吊耳，焊后必須認真檢查，確認牢固后方可使用。

5經驗總結及推廣

目前制造廠給出的安裝指導書都是基坑內組裝，這樣做對于工期時間長還可以，但對于直線工期較短而言是不適宜的，而采用整體吊裝是比較科學的方法，可以縮短直線工期15d，是值得推廣的安裝新方法。

中圖分類號：TV547.3

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）12-0036-04

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.013

收稿日期：2014-11-25

作者簡介：王志東（1975-），男，助理工程師，從事水電站機電安裝、檢修、維護工作。