地下洞室透平油罐體的安裝方法

陳 林

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

1 概 述

設置在某水電站地下廠房內的透平油系統的主要設備布置在安裝場下-55.15 m高程的3#施工支洞內，洞內安裝4個25 m3立式油罐，作為機組所用透平油的儲存設備，油罐布置情況見圖1，油罐外形尺寸為φ3 126×4 560 mm，重約3 t；透平油系統設備的安裝交通路徑為：進場交通洞→10#施工支洞→3#施工支洞→透平油罐室。

圖1 透平油罐布置圖

2 油罐安裝方法的探索

地下洞室油罐的常規運輸、卸車方法為：運輸車輛將油罐整體運輸至現場后，采用起重機或在卸車位置的洞頂預埋起吊錨點用手拉葫蘆卸車；采用在安裝位置預先在拱頂上預埋起吊點、用手拉葫蘆或卷揚機加滑輪組等起吊工具完成油罐的吊裝、就位、調整等安裝工作。

該水電站油罐的運輸可以通過交通通道用運輸車輛運輸，但通過的支洞較多且支洞的斷面尺寸小、運輸路徑彎道多、轉彎半徑小，運輸時存在轉彎困難以及到達安裝支洞時卸車困難等問題；另外，亦可在主廠房開挖完成和主廠房橋機設備安裝后將油罐通過進場交通洞運至機組安裝間，在3#支洞與主廠房連接洞口安裝臨時平臺，再用橋機將油罐吊運到臨時平臺上，然后將其滑移到安裝位置；因該電站機組臺數多，為了減少機組安裝與混凝土施工之間的干擾，避免土建施工與設備安裝場時間交叉，在工程前期將3#支洞作為機組區域施工材料的臨時運輸通道，若采取該種運輸方法，將會影響到整個電站的工期且不利于安裝場地施工的環境保護。

3#支洞土建施工屬前期標段，在洞室拱頂施工時未預埋起吊點，如采取常規的安裝方法，需重新制作起吊點或制作起吊架，不但工作量較大、成本高，而且重新制作起吊點對已澆筑的混凝土有一定的破壞、影響建筑外觀質量，況且制作起吊架的空間尺寸不足且卸車后移動和調整難以實現。

由上述實際情況可知，采用常規的運輸和安裝方法不利于該電站透平油罐的安裝，需探索新的方法以快捷、安全、經濟地完成油罐安裝。根據油罐布置特點和現場實際情況，通過計算機三維設計、模擬試驗，最終探索出采用叉車加運輸小車的方案進行運輸，并研制出一套運輸、安裝一體化裝置用于油罐的安裝。該運輸方案以叉車為油罐運輸提供動力并控制方向，利用叉車轉向靈活的優點以克服油罐在洞室轉彎的困難，叉子可升降、調整罐體的水平狀態；運輸小車為油罐運輸的裝載平臺，采用降低運輸高度的方式以解決施工支洞的高度限制問題。采用所研制的油罐運輸、安裝一體化裝置完成油罐在工位間的移動運輸和油罐安裝，利用鋼與鋼滑動、支鉸、輪子滾動等原理，實現了平躺運輸的大型油罐在受限的空間、有限的吊裝設備和施工進度安排的影響下完成翻身、水平運輸和吊裝就位、調整等安裝工作。

3 叉車加運輸小車的運輸方案

根據油罐、叉車尺寸和現場通道情況設計了實用的運輸小車(圖2)，小車在安裝間下料、焊接完成制作，制作完成后對外形尺寸和焊縫進行檢查；將叉車的叉子叉入運輸小車底部，然后沿安裝場到施工支洞路線進行空載試運行以檢查方案的適應性。完成空載試驗后，采用橋機在安裝場將油罐吊放至運輸小車上，油罐底部靠近叉車前方，小車和油罐在前，叉車在后，推動小車向前運輸至透平油罐的卸車平臺。

4 采用一體化裝置的油罐安裝方法

圖2 運輸小車模型圖

4.1 一體化裝置的設計

根據油罐制作圖紙和安裝現場的土建建筑物圖紙，建立了油罐和安裝現場建筑物的三維模型。為滿足油罐在安裝過程中完成油罐吊裝、翻轉、工位間移動、調整等工序，采用計算機三維建模設計、計算油罐運輸、安裝一體化裝置，在完成一體化裝置設計后，采用計算機進行模擬試驗，檢查裝置與油罐、裝置與建筑物之間是否存在干擾。

該一體化裝置需具備以下功能：

(1)運輸至卸車平臺的罐體需直接與一體化裝置對接，則該裝置的結構需要有滑動裝置(圖3中的序號4)。

(2)罐體在裝置上需向前滑動，使罐體重心與翻身工裝中心基本重合，需在裝置上設計前端掛吊裝置(圖3中的序號6)，掛裝手拉葫蘆拉動罐體向前滑動。

(3)罐體在裝置上翻轉且以滑動裝置上的軸桿為旋轉中心，采用鉸支旋轉原理以降低罐體尾部至傾斜狀態，則需在裝置上設計后端掛吊裝置(圖3中的序號5)，掛裝手拉葫蘆向下降落。

1.門架上下游連接桿(可拆卸)；2.水平移動裝置；3.門架裝置；4.滑動裝置；5.后端掛吊裝置；6.前端掛吊裝置圖3 運輸、安裝一體化裝置示意圖

(4)裝置帶動罐體向前跨越其他安裝工位，則裝置需設計水平移動裝置(圖3中的序號2)，地面沿工位軸線兩側鋪設槽鋼作為軌道，在裝置底部兩側對稱設計3對滾輪，以軌道為導向，滾輪向前滾動。

(5)為滿足裝置的整體穩定性，需通過中部和上部連接桿將裝置固定，但因頂部混凝土拱頂干涉，需將該裝置頂部連桿設計為梯型結構；為滿足裝置用于多臺罐體的運輸，則該裝置前端中部的連接桿需設計成可拆卸結構，一臺罐體就位后，拆卸此連接桿(圖3中的序號1)，裝置退回卸車平臺繼續進行下一臺罐體的安裝。

4.2 油罐制作的技術要求

為配合一體化裝置完成油罐的安裝，需要在油罐罐體上增加焊接與安裝翻轉軸桿的連接板和用于卸車及翻轉用的吊耳，若該項工作在現場進行，將會對罐體的油漆造成損壞。為此，將該項工作放在油罐制作時進行，同時所增加的材料不會影響油罐的使用，且在油罐安裝完成后不需要去除。

4.3 使用一體化裝置安裝油罐的步驟

(1)將一體化裝置停放至靠卸車平臺位置的油罐(最后一個安裝)安裝位置。

(2)油罐運輸到卸車平臺后，在油罐上安裝翻轉支鉸軸桿，在叉車的輔助下，將油罐兩側軸桿抬放至該裝置的水平滑軌上；拉動裝置前端手拉葫蘆牽引油罐底部吊環使油罐重心移動至門架起吊中心正下方。

(3)拉動裝置后端的手拉葫蘆下放油罐，將罐體放置至傾斜狀(30°)并固定在一體化裝置上，用卷揚機水平牽引裝置至油罐安裝位置。

(4)油罐水平移動到安裝位置，拉動裝置后端的手拉葫蘆下放油罐，將油罐放置至豎立狀態，拆除后端手拉葫蘆；拉動裝置前端的手拉葫蘆將油罐整體微抬升，拆除翻轉軸桿，拉動手拉葫蘆將油罐下放就位，調整好油罐高程、方位、垂直度等并與基礎固定，油罐安裝完成。

(5)第一個油罐就位后，拆除前端正面上下游的連接桿，將裝置牽引至油罐卸車平臺，安裝前端連接桿后按上述步驟完成后續油罐的安裝。

5 結 語

采用叉車和運輸小車結合的運輸方案，可以與油罐運輸、安裝一體化裝置直接對接，從而解決了洞室高度受限和洞內轉彎半徑小等問題，減少了另外采用吊車等起重設備卸車的工序。所研制的油罐運輸、安裝一體化裝置順利完成了油罐卸車、翻轉豎立、工位間移動、就位、調整等油罐安裝工序。該油罐運輸、安裝方法的工裝裝置制作容易，成本低，工藝可靠，實施操作簡單，可推廣應用于類似地下洞室罐體的安裝。