阿爾塔什水利樞紐主電站首臺機座環吊裝

郭強飛

摘 要：座環安裝是整個機電安裝工程工期控制的關鍵工序。為了保證新疆阿爾塔什主電站首臺機組按期發電的目標，提高工程的經濟效益，首臺機組在廠房橋機未形成條件下采用300t汽車吊進行座環吊裝。

關鍵詞：首臺機;座環;吊裝

1 工程概況

阿爾塔什水利樞紐是塔里木河主要源流之一的葉爾羌河流域內最大的控制性山區水庫工程，位于喀什地區莎車縣霍什拉甫鄉和克孜勒蘇柯爾克孜自治州阿克陶縣的庫斯拉甫鄉交界處。工程任務為在保證向塔里木河干流生態供水前提下以防洪、灌溉為主，兼顧發電等綜合利用，水庫總庫容22.49億m3，正常蓄水位1820m，最大壩高164.8m，電站裝機容量755MW，其中主電站安裝四臺單機容量為175MW立式水輪發電機組，總裝機700MW，電站主廠房為壩后引水式地面廠房，副廠房布置于主廠房上游側。

阿爾塔什主電站座環采用帶蝶形邊的平行箱式結構，由上環板、下環板及固定導葉組成的焊接結構，其上下環板材質：Q345B-Z25，固定導葉材質：S500Q。座環的直徑為Φ7170mm、高2492mm，總重量93t，共分兩瓣運至現場，其中一瓣重（帶蝸殼尾段）48t，其組合面經過精加工并配有定位銷，組合螺栓把合后，對組合面預留坡口進行對稱焊接。

2 吊裝方案選擇及吊車選型

2.1 現場施工條件

根據主電站廠房土建現場實際施工面貌，首臺機座環基礎支墩強度已滿足座環吊裝條件，而安裝間段僅完成了安裝間下部空壓機室和油處理室底板（EL1608.35）施工。橋機尚未安裝，不具備安裝間組裝座環條件，座環只能分瓣吊裝。為了配合座環吊裝需要，座環運輸從油處理室和空壓機室右邊墻進入，其上下游邊墻鋼筋土建暫不施工，同時擴挖進場道路，按照坡比1：7修整路面，方便平板車及吊車進入作業現場。

2.2 吊裝方案選擇

座環吊裝由于自身重量，現場塔式起重機不能滿足吊裝需要，而座環安裝占工程直線工期，為了保證首臺機組如期發電，確保工程整體施工進度，現場條件可采用移動式起重機進行座環吊裝，保證關鍵線路工程如期完成。

2.3 吊車選擇及索具選取

2.3.1 吊車選擇

2.3.2 索具的選取

每個分瓣座環廠家設計3個吊點（見圖1），每個吊點鋼絲繩采用雙股使用，鋼絲繩選取按最重件48t計算，吊點A距離重心3245mm，吊點B距離重心862mm，吊點C距離重心3325mm。選取吊點A鋼絲繩與垂直方向夾角30°（鋼絲繩理想角度30°～40°），吊點A鋼絲繩長度12980mm;吊點B鋼絲繩與垂直方向夾角8.72°，吊點B鋼絲繩長度11371mm;吊點C鋼絲繩與垂直方向夾角30.61°，吊點C鋼絲繩長度13060mm。

3 座環吊裝

3.1 吊裝前的準備

（1）對座環組合面、螺柱、螺母及螺栓孔進行清掃干凈，并在座環上法蘭面X軸線和Y軸線進行標記，以便安裝。

（2）在基坑內準備好座環定位銷、把合螺栓、千斤頂以及地腳螺栓，并在座環支墩上安裝楔子板，要求：①楔子板與座環本體基礎的搭接量超過2/3。②楔子板與預埋座環支墩基礎的接觸面積大于70%。③調整楔子板的頂面高程基本一致（高程應低于座環安裝高程3～5mm），偏差不大于1mm，在楔子板上放置同一厚度的銅皮以保護座環和楔子板。

（3）為了保證吊裝過程安全，從座環基礎到安裝間邊墻鋪設安全防護平臺，面積約為13mX6m。施工防護平臺采用Φ219*8無縫鋼管做平臺支腿，在每個支腿上部焊接鋼板為250X250X16，下部用膨脹螺栓進行固定。從安裝間邊墻開始，在機組±X方向每間隔1m搭設一個鋼管支腿，在機組±Y方向每間隔1.5m搭設一個鋼管支腿，最后在鋼板上部±X方向搭設通長20#工字鋼，并全部焊接牢固（要求鋼管支腿之間用10#槽鋼加固牢靠，四周用斜支撐與底部插筋加固）。

圖2 安全防護平臺平面布置圖

（4）兩瓣座環分別使用兩輛50t平板車運輸，將座環平放在平板車的中部，用手拉葫蘆和鋼絲繩捆綁穩定。分瓣座環裝車前，必須要求座環面在上，基礎環在下裝車。座環吊裝到平板車后，倒車經預留的進場道路從高程EL1617進入到空壓機室EL1608.35。吊裝前，確保空壓機室內混凝土及座環支墩混凝土強度滿足要求，先汽車起重機進入到油處理室，將配重裝配好，平板車后進入。

3.2 分瓣座環吊裝

利用300T汽車吊將分瓣座環吊放到座環支墩上進行組裝，起吊過程綁上纜風繩，在吊落過程調整方向。首先，先進行試吊檢查起重機及吊具的性能是否正常，試吊時，將設備起吊距離平板車100mm，來回三次，使其產生動荷載，然后檢查鋼絲繩及繩鼻子是否受力均衡。第一瓣吊入時提前將座環地腳螺栓把合在座環支腿上，并按高程及中心調整后，進行臨時加固，再將另一瓣按同樣的方法吊裝到安裝位置，第二瓣靠近第一瓣時進行組合，并調整加固。

3.3 座環臨時加固

分瓣座環吊裝就位后，檢查座環與基礎支墩上楔子板的接觸面積，用千斤頂調整楔子板的搭接量，保證座環受力均勻。分瓣安裝時，應注意在座環適當位置進行加固，以免座環傾倒;等另一瓣座環吊入基坑后，調整兩瓣座環組合面間隙以及座環水平、高程、中心，滿足要求后用螺栓將座環組合一體。

3.4 座環測量調整

（1）中心位置調整 根據預設機組基準線X、Y標點掛十字鋼琴線。根據工地自備的拉筋、千斤頂等工具調整座環的中心及方位。使座環上法蘭面上的X、Y標記與十字鋼琴線重合，單個值的偏差應不超過±4mm，平均值的偏差應不超過±3mm。

（2）高程測量調整 根據設計院給出已知高程，通過全站儀設備對座環上法蘭面±X、±Y點進行測量，與已知高程進行調整，調整工具通過座環支墩千斤頂和楔子板。

（3）水平度測量調整 座環上法蘭面的水平度要求精度高，座環上法蘭面與其軸線垂直，也即是與機組軸線垂直。如果安裝后，水平偏差大，則機組的軸線將不是鉛垂線，勢必影響后續機組運行。同時，座環是安裝基準件，如果座環軸線傾斜，發電機種子和定子等其他部件，就會失去測量的依據。座環水平測量通過用水準儀和銦鋼尺相互配合使用，為了全面掌握上法蘭面的水平度情況，測量通常在±X、±Y及軸線之間45°進行銦鋼尺的測量精度在0.001mm以內。

由于座環水平、中心、方位調整時必定會相互影響，因此，調整工作必定會反復進行多次才能滿足要求。調整中心的原則是先調整容易滿足的，其次是難一點。在座環的中心、方位調整時，座環上法蘭面上X、Y標記與十字鋼琴線的偏差很難同時滿足時，此時應首先保證Y標記與鋼琴線重合，其次保證X標記與鋼琴線重合，以保證過流面光滑。

4 結語

水輪機座環是整個機組安裝基準件，也是水電站機電安裝的關鍵節點，它本身就是預埋部件中重量大、尺寸大、體型不規則的大型部件，其水平、高程、中心方位是決定整個機組的位置和安裝質量。新疆阿爾塔什主電站水輪機座環吊裝，在主廠房前期預埋階段，運用汽車起重機能極大縮短整個項目的建設周期，可保障機組如期發電，同時證明該吊裝方案在技術上、經濟上、工期上具有很高的操作性。

參考文獻：

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