“飛渡吊裝”方案在龍洞水電站地下廠房施工中的應用

張 永，黃 曉 華

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

1 工程概況

龍洞水電站位于四川省康定市境內的大渡河右岸一級支流瓦斯河上，廠址距康定城約8.5 km，為低閘引水式電站。主要由首部樞紐、引水系統、地下廠房等結構組成，總裝機容量為165 MW，安裝3臺單機容量為55 MW的水輪發電機組。

座環、蝸殼是水輪機的重要部件，對其法蘭面與機組縱軸線的垂直度要求較高，是轉輪安裝定位的重要參考依據。根據施工方案，蝸殼與座環在工廠內焊接成形并進行水壓試驗后，將其切割成2塊發運后在現場拼接并作水壓試驗后整體吊裝。該工程蝸殼與座環單體重量約25 t。由于地下廠房施工過程中因地質條件等因素制約，取消了原設計方案之主廠房上下游墻巖錨梁，改為鋼結構梁，而鋼結構梁要在安裝間和主廠房分別施工至發電機層以后才能進行安裝，導致原利用廠房橋機吊裝座環、蝸殼的方案無法實施。經研究決定，為滿足廠房相關節點工期要求，座環、蝸殼擬采用 “飛渡吊裝”方案進行施工。

2 方案概述及相關要求

(1)方案概述。

施工準備：在安裝間卸車位置洞頂及3#機組中心對應的洞頂分別布置了1#、2#天錨，并在天錨上各穿一副滑輪組。

方案的實施：座環蝸殼設備到場后，利用1#天錨卸車，然后利用1#、2#天錨抬吊飛渡到預定安裝位置放置，再利用手拉葫蘆精確調整就位，最后完成座環蝸殼的組裝、調整、焊接、精確安裝調整及打壓試驗(打壓所需的導葉等附件采用16 t汽車吊吊裝)。保壓澆筑后，將蝸殼打壓試驗工具拆除、吊出以備下臺機組使用。

(2)工期計劃。

完成座環、蝸殼的吊裝、組裝、調整、焊接、打壓試驗工期為30 d/臺。

(3)主要施工依據。

①GB/T8564-2003《水輪發電機組安裝技術規范》；

②JB/T8660《水電機組包裝、運輸和保管規范》；

③廠家圖紙技術要求和有關技術文件的要求。

(4)安裝質量要求。

①座環上X、Y標記與機組X、Y基準線允許偏差為1.5 mm。

②座環高程允許偏差為±2 mm。

③座環上部平面與底環配合平面的水平度允許偏差為0.05 mm/m(徑向測量)，最大不超過0.6 mm。

④座環上下內圓各半徑差不超過0.2 mm。

3 起吊系統的設計

(1)最大荷載的確定。

經受力分析得知：在整個吊裝過程中，天錨最大的受力發生在安裝間垂直起吊座環、蝸殼時，實際單體重量為20.736 t(207.36 kN)。

(2)天錨設計。

天錨參數由設計單位提供：在(廠橫)0+010與廠房排風洞軸線交匯處(安裝間處)、3#機組中心線與廠房排風洞軸線交匯處分別布置了一組天錨，每組天錨由6根φ28，L=7 m@0.75 m×1.5 m的錨桿組成，端部由鋼板組焊形成整體受力體。

(3)吊裝系統的選擇及驗算。

根據現場條件、查規范GB 8918-2006 《重要用途鋼絲繩》表11后選用相應的鋼絲繩，鋼絲繩破斷拉力SP=207 kN=20.7 t。每個天錨滑輪組上掛6根鋼絲繩。

在整個吊裝過程中，鋼絲繩最大受力點為吊裝座環、蝸殼重量：20.736 t。

受力分析驗算：

鋼絲繩破斷拉力SP=20.7 t

允許拉力S=SP/K=20.7/5=4.14(t)

式中K為鋼絲繩安全系數，取K=5。

則:天錨吊裝系統最大安全吊裝重量T=S×6=4.14×6=24.84(t)>20.736(t)

故廠房天錨吊裝系統能夠承擔設備最大件的吊裝工作。

4 天錨施工

天錨按常規錨桿施工工藝施工。錨桿孔采用MQT-120/2.7型錨桿鉆機造孔。鉆孔要求：錨桿孔位的上下偏差不超過30 mm、左右偏差不超過100 mm，孔深偏差不超過50 mm，傾角偏差不超過2°。鉆孔過程中做好鉆孔記錄。

錨桿施工完成后，需將錨桿組形成受力整體、待灌注砂漿強度達到使用要求后按不低于8 t拉力對錨桿進行拉拔試驗，驗收合格后進行鋼板組接，再用25 t重鋼筋作為負荷進行載荷試驗，所有過程滿足要求后投入使用。

5 飛渡吊裝方案的實施

5.1 施工準備

5.1.1 安裝前應具備的條件

(1)下游側一期混凝土應澆筑到圖紙規定的座環、蝸殼安裝面高程，所有調整、加固用的座環、蝸殼埋件全部預埋完成；

(2)工作面沖洗并清掃干凈，保持作業面無積水；

(3)在合適的位置放出機組X、Y中心軸線及基準高程點并復核無誤；

(4)吊裝前，對座環的基礎尺寸進行復測，各種尺寸誤差應符合規范要求，尤其是鏜口的圓度誤差須符合要求。

5.1.2 施工準備

(1)在計劃吊裝前1個月完成1#、2#天錨的施工(每組天錨由4根φ28,L=9 m的砂漿錨桿組成，端部由1塊20 cm×20 cm，δ=20 mm的鋼板與錨桿焊接形成受力整體)；

(2)安裝前，相關技術人員認真熟悉有關圖紙及資料，技術負責人向其進行交底；

(3)校核安裝軸線及基準高程點；

(4)安裝蝸殼支撐，按基準點調好中心及高程，在座環、蝸殼上、下部標示出方向中心刻度以便于吊裝時進行初步定位；

(5)在1#、2#天錨下分別布置兩臺5 t主卷揚機，在天錨上分別穿好32 t滑車組；布置一臺輔助卷揚機，用于2#滑車組的動滑車從機組處牽引到安裝間；

(6)準備并檢查施工用具。

5.2 座環、蝸殼飛渡的吊裝

5.2.1 座環、蝸殼的轉運

將座環、蝸殼由25 t平板車轉運至安裝間，利用1#滑車組卸車。運輸時，采用鋼絲繩捆扎，在鋼絲繩與肘管間加設軟墊保護，運輸過程中行車速度不宜超過10 km/h。

5.2.2 飛渡吊裝步驟

筆者以1#機座環吊裝為例進行步驟分述，2#機、3#機以此類推。

(1)拖車就位后，將鋼絲繩在座環上卡好，再用兩個串聯的32 t卸扣卡在1#滑車組動滑車上；

(2)啟動1#卷揚機，提升座環離開車廂板約200 mm，拖車開出；

(3)從卸車點到安裝間邊沿的安裝間地面墊放木板，用于保護座環底面。松開座環至動滑車距離座環頂面約0.5 m；

(4)在千斤繩上端串聯的卸扣上再增加一個32 t卸扣，卡在2#滑車組的動滑車上，即3個32 t卸扣呈Y形布置，下方1個連接千斤繩，上方2個分別連接兩臺動滑車。注意：3個卸扣接觸位置應為U型彎，而不是銷子；

(5)主卷揚機起升至座環離開地面約100 mm；

(6)卷揚機起升，同時1#卷揚機緩慢放松，將座環向機組方向渡吊。注意控制兩臺卷揚機的速度，保持座環距地距離約100～300 mm。如果座環振動較大，應暫停卷揚機，待振動變小后再繼續操作，避免對起吊系統沖擊過大；

(7)卷揚機同時放松，緩慢落下座環至安裝高程面約50 mm。期間注意調整卷揚機的速度，保持座環基本在安裝軸線上；

(8)使用3臺5 t手拉葫蘆調整座環方向后，兩臺卷揚機同時放松，落下座環至安裝高程，臨時加固；

(9)松開兩臺動滑車，取下座環上的卸扣。1#卷揚機起升，將2#動滑車牽引到安裝間，必要時使用輔助卷揚機保持兩臺動滑車不翻轉纏繞。

至此，一個循環飛渡吊裝工作完成。接下來即可按組裝準備、組裝、初步調整、焊接、精確安裝調整等步驟完成座環、蝸殼的調整及安裝以及后續混凝土的澆筑施工。吊裝情況見圖1。

按步驟(1)～(9)進行2#、3#機座環、蝸殼的吊裝。注意：2#座環、蝸殼吊裝在步驟(7)操作時，2#天錨的滑車組長度過大，溜放1#滑車組不足以使座環蝸殼到達安裝軸線位置，需在座環渡吊到1、2#機組大致中心位置時， 2#卷揚機需要起升約2 m；同樣，3#座環渡吊到1、2#機組大致中心位置時，在1#卷揚機松開的同時，2#卷揚機需起升約5 m。2#、3#機座環、蝸殼吊裝情況見圖2、3。

圖1 1#機座環、蝸殼吊裝過程示意圖

6 質量、安全及環境保護措施

(1)施工方案實施前，對所有操作人員進行多次、詳細地技術交底。

(2)錨桿材料須附有生產廠家的質量證明書，并提前按施工圖紙規定的材質標準以及監理工程師的指示檢驗錨桿性能。

圖2 2#機座環、蝸殼吊裝過程示意圖

圖3 3#機座環、蝸殼吊裝過程示意圖

(3)砂漿中摻入的外加劑不能含有對錨桿有腐蝕作用的化學成分。

(4)對錨桿用的水泥砂漿的配合比以及拌和的均勻性每班檢查次數不少于兩次，條件變化時應及時檢查。砂漿隨備隨用，在砂漿初凝前使用完。

(5)班長必須每天對工人進行施工要求、作業環境的安全交底，交底內容包括當班主要工作內容、各個環節的操作、安全技術要求和特殊工種的配合等。

(6)進入施工現場必須按規定正確穿戴并使用安全帽、安全帶、工作鞋等個人勞動防護品。

(7)高空作業時，不準往下或向上拋擲任何零配件、材料、工具及廢雜物品等。

(8)臨時照明要可靠并具有足夠的亮度，應裝設漏電開關。

(9)灌漿作業施工時，污水、廢水不得任意排放，須經沉淀、凈化后達標排放。

(10)焊接時，電焊條不能隨便丟放，應統一放在一個地方，待焊接完成時統一收集回收處理。

(11)每道工序作業完成后，及時做到“工完、料盡、場地清”。

7 結 語

由于在項目實施過程中施工條件不可避免地會發生改變，項目部技術人員通過類比、分析，在類似項目施工方案的基礎上進行了一定優化和改進，將“飛渡吊裝”方案成功應用于本項目座環、蝸殼吊裝過程中，使得后續工序施工未受到任何影響，施工工期滿足總體進度要求。當然，若將天錨改成在豎直墻上設置錨點，該方案也同樣適用于露天交通條件困難等情況，值得類似條件下吊裝方案的選取借鑒和參考。