藏木水電站1600 kN/320 kN壩頂雙向門機安裝

陳衛平, 王純高, 何啟忠, 曾　元

(1. 中國葛洲壩集團機械船舶有限公司，湖北宜昌 443002;2.中國葛洲壩集團第六工程有限公司, 云南昆明 650000)

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藏木水電站1600 kN/320 kN壩頂雙向門機安裝

陳衛平1, 王純高2, 何啟忠1, 曾元1

(1. 中國葛洲壩集團機械船舶有限公司，湖北宜昌 443002;2.中國葛洲壩集團第六工程有限公司, 云南昆明 650000)

【摘要】藏木水電站1600 kN/320 kN壩頂雙向門機軌道跨度15.5 m，全長180.67 m，該門機主要擔負著左、右沖砂底孔事故閘門、沖砂廊道事故閘門、進水口檢修閘門、進水口攔污柵的啟閉和檢修工作。門機主要由大車行走機構、門架及附屬金屬結構、小車機構、回轉吊、清污機、抓梁及電氣部分組成，單機總重為304.755 t。壩頂門機主吊鉤為1 600 kN，回轉吊起升機構起升荷載為320 kN。

【關鍵詞】壩頂；雙向門機；安裝

1工程概況

藏木水電站壩頂高程3 314 m布置一臺1600 kN/320 kN雙向門機。門機軌道跨度15.5 m，全長180.67 m。該門機主要擔負著左、右沖砂底孔事故閘門、沖砂廊道事故閘門、進水口檢修閘門、進水口攔污柵的啟閉和檢修工作。門機主要由大車行走機構、門架及附屬金屬結構、小車機構、回轉吊、清污機、抓梁及電氣部分組成，單機總重為304.755 t。壩頂門機主吊鉤為1 600 kN，回轉吊起升機構起升荷載為320 kN。門機最大安裝高度距軌道面以上28.92 m，最大不可分吊裝單元為主梁一部分，單重20.84 t(不包括小車軌道裝置1.604 t)，其外形尺寸為21.5 m(長)×1.57 m(寬)×2.664 m(高)[1]。

2主要起吊設備、工具的核算

(1)壩頂雙向門機主要吊裝設備為220 t汽車吊，根據《220 t汽車吊性能參數表》及《1600 kN/320 kN門機主要大件吊裝清單》，該汽車吊滿足壩頂門機構件吊裝就位要求。

(2)壩頂門機最重結構為門機主梁與端梁的組合件(50.898 t)，且采用4個吊點進行吊裝，平均每個吊點受力不超過13 t。大件吊裝鋼絲繩均采用φ36(1870)纖維芯鋼絲繩。查相關手冊，該鋼絲繩最小破斷拉力為79.9 t，取4倍安全系數，該鋼絲繩許用拉力為79.9/4=20 t，能夠滿足壩頂門機最大結構件的吊裝要求。鋼絲繩與構件連接采用20 t卸扣，強度均滿足吊裝要求。

(3)門腿臨時工作平臺載荷校核。為方便門腿及主梁之間焊縫焊接，在門腿上搭設臨時工作平臺。臨時工作平臺材料采用φ25鋼筋，經校核，該平臺單側強度滿足3人同時施工要求。

(4)吊裝過程中臨時吊耳制作及焊接。構件上吊裝臨時吊耳材料采用壓力鋼管制作剩余的余料進行下料、焊接，該材料均有材質證明書并檢驗合格；吊耳焊接工藝及標準與壓力鋼管制作二類焊縫要求相同，開單面坡口，翻面氣刨清根。經計算校核，臨時吊耳尺寸滿足現場吊裝強度要求。

(5)門腿纜風繩采用φ22纖維芯鋼絲繩，查相關手冊，該鋼絲繩最小破斷拉力為26.6 t，取4倍安全系數，該鋼絲繩許用拉力為26.6/4=6.65 t。經仔細校核計算，該纜風繩滿足壩頂門機門腿固定要求。

3安全技術措施

3.117#壩頂門槽孔洞封堵措施

為了保證施工安全，門機安裝前在 17#壩頂右沖砂底孔檢修門儲門槽、進水口檢修門儲門槽、攔污柵儲柵槽的孔洞周圍設置安全防護欄桿，安裝工作面部分需要封堵的孔洞用攔渣格柵蓋住。

3.2大件吊裝

根據《進水口1600 kN/320 kN雙向門機圖》可知，最重單件為起升機構，重量為35.6 t。但為了滿足2014年9月底右岸大壩金屬結構設備安裝工程全面完工的趕工要求，需將雙向門機部分部件組裝后整體吊裝來加快施工進度。大件的吊裝順序為：大車行走機構→上游側門腿與中橫梁組合件→下游側門腿與中橫梁組合件→主梁與端梁組合件→小車架與起升機構組合件[2]。

3.3門機腿吊裝

3.3.1門腿吊裝方案

根據《17#壩段壩頂結構布置圖》知，在雙向門機軌道之間是攔污柵儲柵槽、進水口檢修門儲門槽、右沖砂底孔檢修門儲門槽及電梯井等孔洞。當大車行走機構按照放點位置安裝完成固定后，將在18#壩段組裝好的上、下游側門腿與中橫梁組合件，主梁與端梁的組合件用220 t汽車吊吊裝。

根據門機腿與橫梁組裝在一起約重31 t，門機腿高度為14.63 m，加上下橫梁及大車行走機構，總吊高為17.337 m，再加上吊繩(鋼絲繩)的高度2 m，總共吊裝高度為19.377 m。吊車旋轉中心至上游側門腿吊裝中心最遠為15.55 m，所以計算得汽車吊吊臂長度應為24.84 m。查220 t汽車吊額定性能表：回轉半徑為16 m、主臂長27 m時，起重量為38 t，滿足汽車吊吊裝時的承重荷載，具備門腿和橫梁的組合件整體(31 t)吊裝能力。

3.3.2鋼絲繩選擇

S=K1K2K3Q/n≤P/K

式中:S為鋼絲繩拉力；K1為動載荷鋼絲繩，一般取K1=1.1；K2為不均衡系數,一般取K2=1.2～1.3；K3為整定系數，鋼絲繩與重心線所成夾角，K3=l/sinα；查表鋼絲繩的破斷拉力K2=1.2 t，α一般取65°；Q為吊裝設備的重量；n為吊索的分支數；P為鋼絲繩的破斷拉力；K為鋼絲繩安全系數，K=6。

門機門腿與中橫梁的組合件重31 t，當α=65°,查表K1=1.1，K2=1.2, K3=1.1, 選用四股鋼絲繩吊裝，n=4,則每根鋼絲繩的拉力：

S=1.1×1.2×1.1×31÷4 =11.253 t

P=KS=6×11.253= 67.518 t

查表,選用6×37+1-1700 型號鋼絲繩，直徑為36.5 mm，鋼絲繩的破斷拉力78.8 t>67.518 t，滿足門機最大吊裝單元的吊裝要求。

3.4門機主梁吊裝3.4.1主梁吊裝方案

根據門機主梁與端梁組裝在一起約重51 t，門機主梁總吊高為20 m，再加上吊繩(鋼絲繩)的高度4 m，總共吊裝高度為24 m。吊車旋轉中心至主梁吊裝中心最遠為11.58 m，所以計算得汽車吊吊臂長度應為26.65 m。查220 t汽車吊額定性能表：回轉半徑為12 m、主臂長27 m時，起重量為53 t，滿足汽車吊吊裝時的承重荷載，具備主梁和端梁的組合件整體(51 t)吊裝能力。

3.4.2鋼絲繩選擇

見本文第3.3.2鋼絲繩選擇。

門機主梁與端梁組合件重51 t，當α=65°,查表K1=1.1，K2=1.2,K3=1.1, 選用四股鋼絲繩吊裝，n=4,則每根鋼絲繩的拉力:

S=1.1×1.2×1.1×51÷4 = 18.513 t

P=KS=6×18.513= 111.078 t

查表,選用6×37+1-1700 型號鋼絲繩，直徑為43 mm，鋼絲繩的破斷拉力118.5 t>111.078 t，滿足門機主梁與端梁組合件的吊裝要求。

3.5門機起升機構吊裝

3.5.1起升機構吊裝方案

為了大件集中吊裝，減少門機安裝對纜機運行的干擾，將小車起升機構與小車架(含小車行走機構)運至18#壩段進行拼裝，然后用220 t汽車吊進行整體吊裝。根據門機起升機構與小車架組裝在一起約重45 t，門機起升機構總吊高為21.4 m，再加上吊繩(鋼絲繩)的高度5 m，總共吊裝高度為26.4 m。吊車旋轉中心至主梁吊裝中心最遠為10.97 m，所以計算得汽車吊吊臂長度應為28.59 m。查220 t汽車吊額定性能表，回轉半徑為11 m、主臂長31.3 m時，起重量為56 t，滿足汽車吊吊裝時的承重荷載，具備起升機構及小車架的組合件整體(45 t)吊裝能力。

3.5.2鋼絲繩選擇

見本文第3.3.2鋼絲繩選擇。

門機起升機構及小車架組合件重45 t，當α=65°,查表K1=1.1，K2=1.2, K3=1.1, 選用4股鋼絲繩吊裝，n=4,則每根鋼絲繩的拉力：

S=1.1×1.2×1.1×45÷4 = 16.335 t

P=KS=6×16.335= 98.01 t

查表,選用6×37+1-1700 型號鋼絲繩，直徑為43 mm，鋼絲繩的破斷拉力118.5 t>98.01 t，滿足門機起升機構與小車架組合件的吊裝要求。

3.6其他安全措施

(1)吊裝前必須向所有施工人員進行詳細的技術交底。

(2)吊裝時由專人負責，統一指揮，信號明確。

(3)為了防止大風大雨，大件安排在上午吊裝，吊裝時重物左右兩頭各系一根40 m的麻繩，每根2～4人拉拽，防止吊物在空中旋轉。

(4)門機安裝時設置安全警戒區，進入施工工地必須帶戴好安全帽，高空作業時，系好帽帶。

(5)在工作地點、施工設備和一經合閘即可送電到工作地點或施工設備的開關和刀閘的操作把手上，均應懸掛“禁止合閘，有人工作！”的標識牌。嚴禁工作人員在工作中移動或拆除遮攔、接地線和標識牌。

(6)孔口要設置圍欄，用安全網將孔口蓋住，防止材料、工器具墜落，傷人傷物。

(7)雨天注意防滑，及時檢查電纜接頭接觸，絕緣是否良好，電器開關、焊機設備等必須搭好防護棚。

(8)吊裝之前，必須檢查吊車、鋼繩、卡卸扣、地錨是否處于安全狀態，不允許有任何違章操作。

(9)認真學習安全法，對門機安裝召開專題安全會，從而做到“人人懂安全，人人講安全，人人守安全，人人都安全”[3]。

4結束語

藏木水電站右岸大壩1600 kN/320 kN壩頂雙向門機安裝時，根據現場實際施工條件和門機的整體參數進行深入分析和研究，確定了施工方案，租賃220 t大型汽車吊配合安裝。首先利用現場的50 t汽車吊進行門腿與橫梁、主梁與端梁等部件的整體拼裝，再集中利用220 t大型汽車吊將拼裝好的門腿整體、主梁整體等進行最后的總拼。這樣大大減少了220 t大型汽車吊的使用臺班，既節省了成本又提前完成了安裝任務，還為左岸溢流壩弧門等大件安裝和混凝土澆筑節省了更多的纜機吊裝臺班，也為后期大噸位的閘門、啟閉機等設備安裝提供了吊裝手段，保證了藏木水電站設備安裝的順利進行。

參考文獻

[1]1600 kN壩頂門機安裝方案[OL].豆丁網.http://www.docin.com/p-819921500.html.

[2]楊關智，安郁亮.草街航電樞紐2×2500 kN 壩頂門機安裝技術[J].水電站設計，2013(3).

[3]DL/T 5019-94 水利水電工程啟閉機制造、安裝及驗收規范[S].

[作者簡介]陳衛平(1966～)， 男, 高級工程師，主要從事水利水電金屬結構制造與安裝。

【中圖分類號】TV547+.1

【文獻標志碼】B

[定稿日期]2015-11-17