安谷水電站機組座環下護板分段安裝方案優化

張 龍

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

1 概 述

安谷水電站是大渡河干流梯級開發中的最后一級，壩址位于樂山市市中區與安谷區接壤的安谷河段生姜坡，距上游沙灣水電站約35 km，下游距樂山市區15 km，電站采用混合式開發，水庫正常蓄水位高程398 m，庫容6 330萬m3，設計引用流量2 640.9 m3/s，電站裝機容量為772 MW，裝設4臺單機容量為190 MW軸流轉槳式水輪發電機組(分別為1#、2#、3#、4#,也稱大機)和1臺12 MW軸流轉槳式水輪發電機組(為5#，也稱生態機組、小機)。

電站大機座環由上、下環板與24個固定導葉組成，作為頂蓋及導水機構的支承平面，座環最大外徑為13 900 mm，高度為4 484 mm，重量為204.5 t，分成4瓣運輸到工地，單瓣重約51.1 t，在工地現場用螺栓連接。座環安裝調整加固完畢進行下護板安裝。原制造廠方案：以座環上法蘭面為基準，在座環固定導葉上放出座環固定導葉之間的下護板安裝高程并作出清晰的標記，在每個固定導葉上各點焊兩塊護板掛裝的臨時定位擋塊。首先掛裝1#～2#斷面(定位節)，再順時針、逆時針方向同時掛裝，最后進行裝焊拉緊[1]。若按照制造廠提供的護板安裝指南進行安裝存在問題。鑒于護板上端部與一期混凝土縫隙小，導致二期混凝土澆筑質量難以保證。為提高座環下護板二期混凝土澆筑質量，經現場有關各方充分討論并征得制造廠同意，將部分下護板分割成兩段并在護板內側搭設支撐骨架進行護板的安裝，通過方案優化，提高了二期混凝土澆筑質量，加快了施工進度。筆者介紹了具體的方案優化過程。

2 下護板安裝方案

2.1 方案優化

座環下護板直板段最長達7.56 m。若采用制造廠安裝指南提供的安裝流程，雖然下護板安裝質量能夠得到保證，但其二期混凝土因護板上端部與一期混凝土縫隙較小而導致混凝土入倉和振搗困難，混凝土澆筑質量難以保證且因施工難度大導致進度緩慢。為確保座環下護板二期混凝土澆筑質量并加快施工進度，現場有關各方經多次研討論證并征得制造廠同意優化了下護板安裝方案，將座環下護板的安裝工序及安裝方式進行了調整，即將部分下護板分段并增設了下護板支撐骨架。實踐證明：優化后，提高了下護板安裝質量和二期混凝土澆筑質量，加快了施工進度。

2.2 下護板安裝流程

下護板安裝工藝流程見圖1。

圖1 下護板安裝工藝流程圖

2.3 護板分段

下護板在施工現場分段加工，分段位置位于座環底部座環基礎螺栓緊固進人孔洞處，為避免出現十字焊縫，相鄰兩塊護板分段位置錯開不小于500 mm的距離進行分段。分段區域為-1#～8#斷面，共14塊，并對分段的第一段和第二段護板進行坡口加工[2]。

2.4 護板安裝骨架的搭設

(1)為提高安裝質量和加快施工進度，減少護板分段處由于混凝土澆筑引起的第一段和第二段護板可能出現的變形，在護板內側采用10#槽鋼搭設主支撐骨架。骨架布置方式為：相鄰護板共用一根槽鋼作為支撐體，將每根作為支撐體的槽鋼上端加固在座環下環上，下端固定在蝸殼底面，具體的布置方式見圖2、3、4。

圖2 下護板安裝支撐系統圖

圖3 下護板安裝支撐平面圖

(2)根據埋入部分的裝配圖、基礎環加工圖、座環加工裝配圖，以座環上法蘭面為基準，在座環固定導葉上放出座環固定導葉之間的下護板安裝高程并作出清晰的標記，用L50角鋼焊接出水平異形板、圓弧過渡段的安裝限位支撐[3]。

2.5 護板安裝

2.5.1 下護板第一段的安裝

(1)首先掛裝1#～2#斷面(定位節)的下護板第一段，掛裝時利用已經做好的支撐骨架，直接將護板緊貼于骨架槽鋼上，然后用全站儀檢查護板外側的方位偏差。

(2)檢查完成后，對護板內部進行加固，加固方式見圖5。

圖4 下護板安裝支撐剖面圖

圖5 下護板澆筑支撐圖

(3)按照以上步驟順時針、逆時針方向同時掛裝剩余-1#斷面至8#斷面的護板下段。

(4)按照(1)、(2)步驟安裝9#～19#斷面、-1#～-3#斷面的下護板安裝，調整相鄰下護板間隙、錯牙，其間隙不應大于3 mm，錯牙應不超過1.5 mm。

(5)安裝19#斷面及-4#斷面護板。該處護板根據固定導葉頭部異形進行配割。

(6)對各個斷面縱縫進行焊接。焊縫焊接時應由多名焊工同時對稱分段退步焊接，焊接時應保持焊接速度一致。

2.5.2 下護板第二段的安裝

下護板第一段澆筑完成后，在下護板外圍搭建操作及焊接平臺，然后進行下護板第二段的安裝工作[4]。首先掛裝1#～2#斷面(定位節)的下護板第二段，掛裝時利用已經做好的支撐骨架直接將護板緊貼于骨架槽鋼上，然后用全站儀檢查護板外側的方位偏差。檢查完成后，對護板內部進行加固，加固方式見圖5。

(1)按照以上步驟順時針、逆時針方向同時掛裝剩余-1#斷面至8#斷面的護板第二段，調整相鄰下護板間隙、錯牙，間隙不應大于3 mm，錯牙應不超過1.5 mm。

(2)先進行第二段各個斷面的縱縫焊接，再進行下護板第一段與第二段的環形縫焊接。焊縫焊接時應由多名焊工同時對稱分段退步焊接，焊接時應保持焊接速度一致。

2.5.3 座環上部異形導流板及圓弧過渡段的安裝

(1)根據支撐骨架安裝過程中焊接的限位角鋼，在其上面先安裝異形板，異形板與基礎環外圓止口緊貼，調整下護板過流面至座環上法蘭面距離為3 384 mm；調整相鄰下護板間隙、錯牙，間隙不應大于3 mm，對于大于3 mm的部位應采用先長焊的辦法進行處理直至間隙不大于3 mm為止，錯牙應不超過1.5 mm；對于局部錯牙大于1.5 mm且不可調整的部位采用焊縫平滑過渡。

(2)圓弧過渡段的安裝。根據已經安裝好的各塊異形板，按照對應編號安裝圓弧過渡段，調整相鄰護板間隙、錯牙，間隙不應大于3 mm，錯牙應不超過1.5 mm。

(3)座環固定導葉之間的異形板及圓弧段的焊接。護板焊縫焊接時應由多名焊工同時對稱分段退步焊接，焊接時應保持焊接速度一致。固定導葉之間的異形板及圓弧段焊接時，先焊異形板與過渡段的組合縫，后焊異形板各節間焊縫，然后施焊異形板與基礎環焊縫，最后焊異形板與24個固定導葉焊縫。在固定導葉之間的下護板焊接過程中應監視座環、基礎環水平的變化情況，以便調整焊接順序，從而保證座環水平、圓度在上護板焊后也滿足相應的要求[5]。

(4)背板處理。異形板及圓弧段所有焊縫焊接完成后，在圓弧段與下護板第二段的焊縫后加裝背板，采用50#扁鐵電焊封住該處焊縫，待混

凝土澆筑完成后進行該焊縫的焊接。

3 結 語

安谷水電站下護板安裝方案的優化，既保證了下護板本身安裝質量的要求，又解決了二期混凝土澆筑問題，促進了施工進度，對大型軸流轉槳式機組水輪機埋件安裝具有一定的借鑒價值。