淺析卡基娃水電站1#、2#機座環、蝸殼采用的非常規吊裝工藝

史 亞 鵬, 李 智 杰

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610025)

?

淺析卡基娃水電站1#、2#機座環、蝸殼采用的非常規吊裝工藝

史 亞 鵬, 李 智 杰

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610025)

介紹了卡基娃水電站主廠房橋機未安裝情況下進行的1#、2#機座環、蝸殼非常規吊裝情況，可供同類型工程參考。

卡基娃水電站；座環、蝸殼；非常規吊裝

1 概 述

卡基娃水電站位于四川省涼山州木里縣境內的木里河干流上，系木里河干流水電規劃“一庫六級” (自上而下依次為上通壩、卡基娃、沙灣、俄公堡、固增及立洲水電站)中的第二個梯級。電站安裝4臺立式全傘式混流式水輪發電機組，單臺裝機容量110 MW，總裝機容量為440 MW，年發電量15.61/16.24 億kW·h(單獨/聯合) ，枯水年枯水期平均出力為80.5 MW。

卡基娃水電站座環、蝸殼分兩瓣運輸至施工現場，座環、蝸殼分瓣線為第一、三象限9.2°，分瓣座環、蝸殼的最重、最大件為35 t，分瓣座環、蝸殼裝配后外 形 尺 寸 為9 030 mm ×8 320 mm×

2 572 mm，總重量為62 t。安裝1#、2#機座環、蝸殼時主廠房橋機尚未形成，但安裝間地面已形成，距座環、蝸殼安裝高度為15 660 mm。

2 1#、2#機座環、蝸殼吊裝方案的制定

卡基娃水電站主機間混凝土施工分縫在2#、3#機組之間，1#、2#機蝸殼基礎混凝土澆筑后，即具備了座環、蝸殼的安裝條件。但受施工進度限制，主廠房橋機尚未形成，不具備吊裝能力，需要選擇其他起吊設備進行座環、蝸殼的吊裝。為不影響上游邊墻的施工，按照廠房結構以及混凝土澆筑順序，主廠房座環蝸殼采用汽車吊站位安裝間，將分瓣座環、蝸殼吊裝至事先鋪設好的座環、蝸殼運輸軌道上部，使用電動葫蘆進行拖拽工作，先進行距安裝間較遠的2#機座環、蝸殼的吊裝，再進行1#機座環、蝸殼的吊裝工作。

2.1 重心選擇

分瓣座環、蝸殼外形尺寸為：35 t瓣外形尺寸為8 320 mm×4 240 mm×2 572 mm，25 t瓣外形尺寸為8 320 mm×4 790 mm×2 572 mm，分瓣座環、蝸殼的重心為廠家提供的吊裝吊耳，吊耳布置位置按照設計圖紙進行相應的焊接工作，在起重前應對吊耳進行檢查，然后再進行試吊，確認安全后再正式吊裝。

2.2 起吊設備的選擇

根據分瓣座環、蝸殼外形尺寸相差不大，重量相差較大的特點，在選擇吊車時，主要分析最重瓣的吊裝參數，即可滿足剩余分瓣座環、蝸殼的吊裝工作。卡基娃水電站分瓣座環最重、最大件為35 t，外形尺寸為4 240 mm×8 320 mm，安裝間距主機間300 mm范圍內有水工建筑物分縫結構鋼筋。為保證吊裝后不再進行旋轉和調頭，以減少拖拽工作量并保證吊車設備的安全運行，確定吊車距安裝間邊緣最小距離為500 mm。

三一重工75 t汽車吊尾部回轉半徑為3 500 mm，其工作幅度R=吊車尾部回轉半徑+吊車尾部距安裝間邊緣最小距離+水工建筑物分縫結構鋼筋距離+分瓣座環、蝸殼寬度/2，即：

R=3 500+500+300+4 240/2=6 420(mm)

吊車實際站位安裝間，使用尾部后方吊裝作業，尾部作業半徑為6 500 mm，活動配重2.5 t，起重臂長度11.8 m時，額定起升重量為39 t，可滿足吊裝最重座環(35 t)需要。

2.3 起吊鋼絲繩的選擇

吊裝時，采用現有的主廠房橋機負荷試驗用鋼絲繩，型號為：W6×37-65-1670，采用折算系數為0.82，要求安全系數>6。

采用2根鋼絲繩4個吊點起吊，鋼絲繩與重物夾角為60°。

經核算，吊索可滿足安全要求。

2.4 汽車吊支腿受力計算

汽車吊四個支腿垂直支撐受力情況見圖1，在汽車吊正后方設備吊裝時，吊臂與吊車中心夾角α=0，回轉中心相對于支腿支撐點連線幾何中心的偏心距ey=0。

圖1 吊車支腿受力分布示意圖

相關參數如下：

四支點支腿垂直反力：

式中Gm為垂直載荷=吊裝分瓣座環最重件35 t；Mx為繞座標軸x軸的力矩=0；My為繞座標軸y軸的力矩=GM×ex=35 t×1.8 m。

支腿縱向間距S=7.6 m，橫向間距b=6.1 m，ex=1.8 m，ey=0 m。

75 t汽車吊在正后方進行設備吊裝時，后方支腿下方承受的最大力為15.6 t，每條支腿處的均布載荷為15.6 t/m2(75 t支腿下部墊板以直徑500 mm計算)。

按8.8 t/m2計，每個支腿下部需要的面積s=15.6/8.8=1.7(m2)。考慮到實際吊裝中可能出現的各種不利因素，現場制作了4個長×寬×高為2 000 mm×2 000 mm×1 500 mm的輔助鋼支腿,用16#工字鋼焊接，上、下面鋪設厚22 mm的鋼板(圖2)。

圖2 輔助鋼支腿示意圖

2.5 安裝間座環、蝸殼卸車及吊車站位布置

由于安裝間場地有限，在吊車站位后，需要兼顧4瓣座環、蝸殼卸車及合理存放，最大限度地減少人工轉運距離。座環、蝸殼轉運路線與吊車布置情況見圖3。各部位、部件外形尺寸見表1。

表1 外形尺寸技術參數表

2.6 主機間運輸軌道的鋪設

用75 t汽車吊將分瓣座環等吊至運輸軌道上部,然后利用臺車轉運至安裝位置。

(1) 借用主變運輸軌道，型號為P50，共鋪設兩排P50軌道。

(2) 嚴格控制軌道頂部高程。

軌道頂部安裝高程H=基坑構造物頂部高程(座環基礎頂部高程)+軌道高度。

H=2 560.342(座環基礎頂部高程)+0.152(軌道高度)= 2 561.636(m)。

(3) 運輸2#機座環、蝸殼時，需要通過1#基坑和1#、2#機盤形閥操作廊道上部，故需對其進行相應的加固。

2.7 座環、蝸殼的吊裝

(1)吊裝準備工作。

清洗座環、蝸殼組合法蘭面：使用汽油清洗，將油污清洗干凈。使用500 mm刀尺檢查組合面是否有毛刺、高點，若出現毛刺、高點必須使用細度油光銼處理。組合面間隙用0.05 mm塞尺檢查，不能通過，但允許局部間隙不大于0.1 mm,深度不大于合縫寬度的1/3,總長不超過周長的20%且過流面無錯牙。清洗組合縫螺栓孔以及組合螺栓，避免污染組合面而造成組合縫間隙超差。

圖3 吊車、座環、蝸殼平面布置圖

(2)35 t瓣座環的蝸殼轉運與吊裝。

用75 t汽車吊將2#機35 t瓣座環、蝸殼緩緩吊起，并用兩個10 t手拉葫蘆調平。初步調整座環、蝸殼的吊裝方向，使蝸殼進水口朝向上游側，緩緩落鉤，在座環、蝸殼上部捆綁纜風繩，防止座環、蝸殼在下降過程中與其他建筑物碰撞。將35 t瓣座環、蝸殼吊入事先制作好的臺車上部，再用15 t電動倒鏈拖拽臺車至距安裝間邊墻2 m位置，以騰出吊車站位。

(3)25 t瓣座環、蝸殼的吊裝。

將25 t瓣座環、蝸殼用50 t拖車運入安裝間，用75 t汽車吊卸車，用10 t手拉葫蘆調平，緩緩下降至機坑座環、蝸殼臺車上部。

(4)座環、蝸殼組圓。

用75 t汽車吊調整25 t瓣座環、蝸殼方向，保持與35 t瓣座環、蝸殼方向一直，調整兩瓣座環、蝸殼的水平度，按照圖紙進行組合縫螺栓把合工作。按照哈電提供的力矩值以及力矩扳手工具進行座環、蝸殼組合縫螺栓的緊固工作。將組圓后的座環、蝸殼使用15 t電動倒鏈移位至機組中心部位。

(5)將座環、蝸殼從臺車上卸下來。

在合適部位使用4個25 t螺旋千斤頂將座環、蝸殼頂起后，將臺車從座環、蝸殼下部脫離，準備進行1#機座環、蝸殼的吊裝工作。

3 結 語

卡基娃水電站1#、2#機座環、蝸殼采用非常規吊裝工藝進行安裝，既保證了后期設備安裝工期，又在鋪設主機間軌道時借用了已采購的主變運輸軌道，最大程度地節省了施工成本，值得借鑒。

(責任編輯：李燕輝)

2017-04-23

TV7;TV547;TV52

B

1001-2184(2017)03-0101-03

史亞鵬(1984-)，男，四川成都人，項目總工程師，工程師，學士，從事水輪發電機組安裝技術工作；

李智杰(1987-)，男，四川西昌人，助理工程師，學士，從事水電站生產運行管理工作.