淺析瓦屋山水電站壓力鋼管安裝轉(zhuǎn)盤的設(shè)計及應(yīng)用

周 偉

(中國水利水電第五工程局有限公司 機(jī)電制造安裝分局，四川 成都 610225)

1 工程概述

瓦屋山水電站位于四川省雅安市洪雅縣境內(nèi)，為引水式電站。電站主要由攔河閘壩、引水隧洞、壓力管道及發(fā)電廠房等水工建筑物組成。壓力鋼管安裝工程主要包括直管、彎管、岔管、漸變管和進(jìn)人孔等結(jié)構(gòu)件的 安 裝，總 安 裝 噸 位 約5 043.5 t，鋼管總長度約1 038 m，主管內(nèi)徑為5.8 m，支管內(nèi)徑為3.8～2.5 m，岔管1個。具體工程量見表1。

表1 工程量表

2 安裝轉(zhuǎn)盤的設(shè)計背景

施工洞內(nèi)的壓力鋼管安裝工程一般是在工廠內(nèi)將壓力鋼管制作完成，用運輸車輛運至施工支洞口，再使用汽車吊或龍門架將鋼管吊放到運輸臺車上，通過施工支洞內(nèi)的軌道臺車，用卷揚機(jī)將其拉至施工支洞與主洞“T”型口處，再用“T”型口上方預(yù)埋的錨桿與起吊葫蘆將其吊離地面后轉(zhuǎn)向，然后運入主洞。采用這種方法要投入人員至少4至5人，一次操作需要1 h左右。此方法適宜在“T”型口處洞頂?shù)刭|(zhì)條件好、工程量少的情況下采用；但對 “T”型口處地質(zhì)條件差、吊裝鋼管較重時，使用此方法將存在很大的安全隱患且不經(jīng)濟(jì)。

本工程鋼管安裝數(shù)量大，從提高效率和安全角度出發(fā)，我們設(shè)計了簡易安裝轉(zhuǎn)盤用以完成鋼管在“T”型口處的轉(zhuǎn)向。經(jīng)實踐證明：采用此轉(zhuǎn)盤裝置安全簡便、操作容易，而且轉(zhuǎn)盤可多次使用，經(jīng)濟(jì)性較好。采用這種轉(zhuǎn)盤對鋼管進(jìn)行轉(zhuǎn)向，每次僅需2人，完成一次操作需時2 min。

3 安裝轉(zhuǎn)盤的設(shè)計

3.1 安裝轉(zhuǎn)盤基礎(chǔ)的設(shè)計

轉(zhuǎn)盤基礎(chǔ)設(shè)計見圖1。以施工支洞與主洞軌道中心線交叉點為圓點，開挖下小上大的梯形圓臺，并預(yù)留二期混凝土位置。基礎(chǔ)尺寸的大小根據(jù)轉(zhuǎn)盤設(shè)計的大小而定，但要保證轉(zhuǎn)盤面上的軌道旋轉(zhuǎn)后與主洞和支洞軌道同高，以便將軌道臺車順利地推到主洞及支洞軌道上。基礎(chǔ)外邊緣應(yīng)與支洞和主洞運輸軌道齊，以便安裝轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)盤上的臺車軌道與主洞和支洞的運輸軌道對接上。基礎(chǔ)開挖與預(yù)埋件位置見圖1。

3.2 安裝轉(zhuǎn)盤的設(shè)計

安裝轉(zhuǎn)盤根據(jù)鋼管直徑和單節(jié)鋼管重量的大小確定相應(yīng)的轉(zhuǎn)盤大小和承載能力。

安裝轉(zhuǎn)盤的主要構(gòu)件有：(1)轉(zhuǎn)盤橫梁；(2)轉(zhuǎn)盤軸套；(3)轉(zhuǎn)盤定位軸；(4)鋼管運輸臺車；(5)臺車軌道；(6)轉(zhuǎn)盤面板；(7)轉(zhuǎn)盤加強板；(8)轉(zhuǎn)盤滾輪；(9)軌道板；(10)錨板。如圖2、3所示。

轉(zhuǎn)盤上臺車軌道(圖3中編號5)以轉(zhuǎn)盤直徑為中線對稱布置，長度與轉(zhuǎn)盤外邊緣齊，且小車軌道與主洞和支洞的軌道為同規(guī)格的軌道，以保證轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)后對準(zhǔn)主洞或支洞的運輸軌道。一定要保證轉(zhuǎn)盤上表面與洞內(nèi)地表面在同一水平面上。

圖1 轉(zhuǎn)盤基礎(chǔ)設(shè)計圖

圖2 安裝轉(zhuǎn)盤的俯視圖

3.3 轉(zhuǎn)盤裝置及應(yīng)用

3.3.1 轉(zhuǎn)盤裝置的安裝過程

轉(zhuǎn)盤裝置下部基礎(chǔ)開挖完成后，按以下順序進(jìn)行施工：

(1) 預(yù)埋軌道板9和錨板10，在轉(zhuǎn)盤基礎(chǔ)二期混凝土澆筑前，預(yù)埋軌道板9和轉(zhuǎn)盤錨板10，并調(diào)整轉(zhuǎn)盤錨板水平和四周所有預(yù)埋軌道板水平高差，調(diào)整好并固定后再進(jìn)行二期混凝土的澆筑施工，待混凝土養(yǎng)護(hù)期結(jié)束；

(2) 在預(yù)埋轉(zhuǎn)盤錨板10上焊接固定轉(zhuǎn)盤定位軸3，要求定位軸中心線與預(yù)埋轉(zhuǎn)盤錨板中心軸線重合；

(3) 制作轉(zhuǎn)盤主體，安裝轉(zhuǎn)盤滾輪8，調(diào)整滾輪高度在一個平面內(nèi)；將轉(zhuǎn)盤主體(轉(zhuǎn)盤橫梁1、臺車軌道5、轉(zhuǎn)盤面板6、轉(zhuǎn)盤加強板7)通過轉(zhuǎn)盤定位軸套2套在轉(zhuǎn)盤定位軸3上，調(diào)整轉(zhuǎn)盤主體在定位軸3旋轉(zhuǎn)的靈活度，調(diào)整轉(zhuǎn)盤表面的水平度；

圖3 安裝轉(zhuǎn)盤的剖視圖

(4) 安裝轉(zhuǎn)盤表面上的對稱軌道，根據(jù)主洞和支洞軌道的中心距調(diào)整好轉(zhuǎn)盤表面上的軌道位置并焊接牢固；

(5) 將制作好的臺車放在轉(zhuǎn)盤表面的軌道上。

3.3.2 轉(zhuǎn)盤的應(yīng)用

(1) 轉(zhuǎn)盤安裝調(diào)試完成后，將制作完成的壓力鋼管運至施工支洞口，使用汽車吊或龍門架吊，將鋼管吊放到運輸臺車上，通過施工支洞軌道臺車，利用卷揚機(jī)將其牽引至施工支洞與主洞“T”型口的轉(zhuǎn)盤附近；

(2) 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤使轉(zhuǎn)盤軌道與施工支洞軌道對正接合，再用卷揚機(jī)將運輸臺車牽引至轉(zhuǎn)盤軌道上停好，然后在轉(zhuǎn)盤上適當(dāng)固定運輸臺車，以避免轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時運輸臺車發(fā)生移動；

(3) 兩人對稱施力推動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)盤軌道與主洞軌道對正接合，再利用主洞的卷揚機(jī)牽引運輸臺車離開轉(zhuǎn)盤軌道并將其移動到主洞軌道。由于轉(zhuǎn)盤與基礎(chǔ)軌道板通過滾輪支撐上部重量，轉(zhuǎn)動阻力很小，因此只需兩人即可以推動轉(zhuǎn)盤、鋼管及鋼管運輸車轉(zhuǎn)向；

(4) 利用主洞的卷揚機(jī)牽引運輸臺車至安裝部位，卸下鋼管，再將運輸臺車逆向返回即完成一次鋼管運輸。

4 結(jié) 語

本工程為施工洞內(nèi)壓力鋼管安裝而設(shè)計的安裝轉(zhuǎn)盤，結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活，而且因不使用懸空鋼管而不需擔(dān)心高空墜落的危險，使操作人員放心，項目經(jīng)理安心。該施工方法在瓦屋山水電站壓力鋼管安裝工程中的應(yīng)用，大大縮短了鋼管轉(zhuǎn)運過程的時間，為工程提前完工提供了可靠的保障，也為項目創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益，并得到了業(yè)主、監(jiān)理單位的好評。

該轉(zhuǎn)盤裝置結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，成本低，施工過程安全、經(jīng)濟(jì)性好，值得推廣。另外，本項目設(shè)計的壓力鋼管安裝轉(zhuǎn)盤裝置還可經(jīng)適當(dāng)改動后用于其他項目，從而進(jìn)一步節(jié)約了資源，降低了成本。