白鶴灘水電站重大件運(yùn)輸概況

宋剛云，陳 浩，杜清玭

（中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司，四川 成都，610094）

1 可行性研究

白鶴灘水電站大壩坐落在川滇兩省的界河——金沙江上，兩岸分別修建了地下廠房，各裝設(shè)了8臺(tái)1 000 MW的水輪發(fā)電機(jī)組。重大件運(yùn)輸是電站設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中的一個(gè)重要問題。在可行性研究階段，結(jié)合設(shè)備選型和制造方案，經(jīng)過專題研究，推薦了超大件和超重件兩種運(yùn)輸方式和線路。其中，對(duì)于超出鐵路運(yùn)輸限制條件的超大件采用水陸聯(lián)運(yùn)方案，由水富重大件碼頭上岸，經(jīng)水富、昭通、巧家運(yùn)抵工地，車貨斷面控制尺寸為5 000 mm×7 000 mm（高×寬），最重件不超過150 t；對(duì)于可以通過鐵路運(yùn)輸?shù)某丶捎霉F聯(lián)運(yùn)的方式，由東川或西昌等火車貨運(yùn)站轉(zhuǎn)公路運(yùn)輸至工地，斷面限制尺寸按鐵路超限尺寸控制，運(yùn)輸貨物重量不超過210 t。

在白鶴灘水電站工地專門設(shè)置了轉(zhuǎn)輪加工基地，可以用于轉(zhuǎn)輪和下機(jī)架中心體等部件的現(xiàn)場(chǎng)加工；還布置了用于引水壓力鋼管加工的場(chǎng)地，可以同時(shí)用于水輪機(jī)蝸殼、尾水管以及機(jī)坑里襯等部件的加工[1]。

可行性研究提出的白鶴灘水電站主要重大件的運(yùn)輸參數(shù)和運(yùn)輸方式摘要見表1。在設(shè)備采購過程中，各制造廠根據(jù)其最終的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案和電站建設(shè)不同時(shí)期的道路條件、承運(yùn)運(yùn)輸公司的運(yùn)力、綜合成本等因素，確定了實(shí)施階段的運(yùn)輸方案。

表1 白鶴灘可行性研究機(jī)電設(shè)備主要重大件Table 1 Major mechanical and electrical equipment in feasibili?ty study of Baihetan hydropower station

2 水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組重大件運(yùn)輸

白鶴灘水電站的水輪發(fā)電機(jī)組分別由東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“東電”）和哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限公司（以下簡(jiǎn)稱“哈電”）供貨。重大件運(yùn)輸大致可以分為兩種情況：其一是場(chǎng)外運(yùn)輸，即由部件加工地至白鶴灘工地的運(yùn)輸，由于部件分別在不同地點(diǎn)的工廠加工，兩個(gè)制造廠分別委托了不同的運(yùn)輸公司進(jìn)行這些重大件的運(yùn)輸，所采用的運(yùn)輸線路和車輛也各有不同；其二是場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸，即由白鶴灘工地轉(zhuǎn)輪加工基地或其他加工場(chǎng)地至地下廠房的運(yùn)輸。

2.1 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪運(yùn)輸

在場(chǎng)外運(yùn)輸?shù)乃啓C(jī)轉(zhuǎn)輪散件中，上冠為最大和最重的運(yùn)輸件，東電和哈電轉(zhuǎn)輪重大運(yùn)輸件的參數(shù)見表2。

表2 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重大運(yùn)輸件Table 2 Major transport parts of turbine runner

因?yàn)閳?chǎng)內(nèi)隧道對(duì)運(yùn)輸高度的限制，東電的轉(zhuǎn)輪運(yùn)輸時(shí)未安裝泄水錐，在運(yùn)輸至安裝場(chǎng)之后再完成泄水錐焊接，見圖1。由于轉(zhuǎn)輪出廠時(shí)間間隔長(zhǎng)于安裝間隔，前期生產(chǎn)的轉(zhuǎn)輪需要臨時(shí)倉儲(chǔ)，而轉(zhuǎn)輪臨時(shí)倉儲(chǔ)地不具備轉(zhuǎn)輪的起吊條件，需要利用液壓平板車車板可升降的功能，將轉(zhuǎn)輪安放在支墩上（或頂升放置于車板上），因此，主支墩之間通道的最小間距成為了平板車寬度的限制條件，見圖2。最終，東電選用了奔馳ACTROS-4160 型牽引車，選用了3 縱列13 軸線液壓平板車運(yùn)輸，車板長(zhǎng)度為20 150 mm、寬度為5 400 mm、高度為1 100 mm，最大運(yùn)輸斷面寬為8 620 mm、高為5 020 mm。哈電未采用加長(zhǎng)泄水錐的方案，轉(zhuǎn)輪整體運(yùn)輸，委托了與東電同一家運(yùn)輸公司承運(yùn)，最大運(yùn)輸斷面寬為8 870 mm、高為3 800 mm。

圖1 東電水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪運(yùn)輸示意圖Fig.1 Transportation of hydraulic turbine runner

圖2 轉(zhuǎn)輪臨時(shí)倉儲(chǔ)示意圖Fig.2 Temporary storage of the runner

2.2 主軸運(yùn)輸

水輪機(jī)主軸和發(fā)電機(jī)主軸是主要的重大運(yùn)輸件，東電和哈電分別在自己的工廠內(nèi)完成了主軸的加工，兩廠的水輪機(jī)主軸和發(fā)電機(jī)主軸運(yùn)輸參數(shù)見表3。

表3 主軸運(yùn)輸件Table 3 Transport parts of main shaft

其中，東電選擇了公路運(yùn)輸方式。由德陽啟運(yùn)，途徑德陽、成都、新津、樂山、溪洛渡水電站、昭通、巧家，至白鶴灘水電站，歷時(shí)約12 d。采用了奔馳3354AS作為牽引車，采用了10軸線液壓板+凹型平臺(tái)液壓組合掛車，整車長(zhǎng)度約為35 000 mm，貨臺(tái)高度為600 mm、長(zhǎng)度為8 500 mm、寬度為3 400 mm，正常運(yùn)輸斷面最大寬度為4 350 mm、高度為4 900 mm。

哈電則選擇了水陸聯(lián)運(yùn)的方式。前程由哈爾濱啟運(yùn)，途經(jīng)長(zhǎng)春至營(yíng)口鲅魚圈港，轉(zhuǎn)水運(yùn)至水富碼頭，后程再轉(zhuǎn)公路，途經(jīng)昭通、巧家，至白鶴灘水電站，歷時(shí)約50 d。前程采用了陜汽德龍X3000重型牽引車和2 縱列12 軸線帶動(dòng)力鵝頸半掛液壓平板車，車板長(zhǎng)度為12 400 mm、寬度為2 990 mm、高度為1 175 mm，正常運(yùn)輸斷面最大寬度為4 200 mm、高度為5 175 mm。水運(yùn)采用了可承載最重件達(dá)500 t 的3 000 t 級(jí)錦弘未來貨船。后程運(yùn)輸車輛略有差別，不再贅述。

2.3 其他場(chǎng)外重大件運(yùn)輸

水輪發(fā)電機(jī)組的其他重大件主要還包括水輪機(jī)頂蓋、座環(huán)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中心體、上機(jī)架中心體、下機(jī)架中心體等，這些部件的運(yùn)輸參數(shù)見表4。

在招標(biāo)設(shè)計(jì)階段，現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)輪加工基地考慮了加工其他部件的可能，并布置了噴涂工位。兩廠從部件結(jié)構(gòu)和運(yùn)輸兩個(gè)方面比較分析，最終都選擇了現(xiàn)場(chǎng)加工發(fā)電機(jī)下機(jī)架中心體的方案，利用轉(zhuǎn)輪加工廠內(nèi)的立車進(jìn)行最后的機(jī)加工。

2.4 其他場(chǎng)內(nèi)重大件運(yùn)輸

在白鶴灘工地加工的其他場(chǎng)內(nèi)重大件主要包括分節(jié)（分瓣）的蝸殼、尾水管、機(jī)坑里襯等部件，這些部件的運(yùn)輸參數(shù)參見表5。

表5 水輪發(fā)電機(jī)組其他場(chǎng)內(nèi)重大運(yùn)輸件Table 5 Other important transport parts of the generator unit

3 其他機(jī)電設(shè)備重大件運(yùn)輸

3.1 主變壓器運(yùn)輸

白鶴灘水電站的主變壓器采用了375 MVA 的單相變，分別由保定天威保變電氣股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“保變”）和特變電工沈陽變壓器集團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱“沈變”）供貨，兩廠的變壓器本體運(yùn)輸參數(shù)見表6。

表6 變壓器本體運(yùn)輸參數(shù)Table 6 Transport parameters of the transformer body

保變選擇了水陸聯(lián)運(yùn)方式。由保變?cè)谇鼗蕧u的車間裝車，短途公路運(yùn)輸至哈動(dòng)力（秦皇島）碼頭裝船，海船運(yùn)輸至張家港港新重裝碼頭換裝江船，至水富碼頭上岸裝車，經(jīng)昭通、巧家，公路運(yùn)輸至白鶴灘水電站，歷時(shí)約50 d。公路運(yùn)輸主要采用了奔馳3354AS作為牽引車，采用了液壓升降2縱列4軸線+凹板+5軸線全掛車組，車組長(zhǎng)度為32 500 mm、寬度為3 400 mm，貨臺(tái)長(zhǎng)度為10 000 mm、高度為300 mm，正常運(yùn)輸斷面最大寬度為5 650 mm、高度為4 800 mm。海運(yùn)采用了載貨量為1 700 t 的利通深艙船，江運(yùn)則采用了載貨量為1 500 t的樂航8號(hào)等專用貨船。

沈變采用了公鐵聯(lián)運(yùn)方式。前程鐵路運(yùn)輸由沈變?cè)谏蜿柕能囬g裝車，經(jīng)沈變廠內(nèi)鐵路專用線、山海關(guān)、豐臺(tái)、臨清、梁堤頭、王樓、淮濱、蔡山、株洲、秀山、成都東，至西昌南；后程公路運(yùn)輸由西昌南出發(fā)，途經(jīng)螺髻山、普格、寧南，至白鶴灘水電站。全程鐵路里程約4 700 km，公路里程約200 km，歷時(shí)約20 d。鐵路運(yùn)輸采用了DA25 和DA21 凹形車裝載，車輛長(zhǎng)度為41 396 mm 和36 330 mm，承載面長(zhǎng)度為10 000 mm 和9 800 mm，承載面距離軌面高為1 150 mm 和930 mm。由圖3 可知，沈變變壓器鐵路運(yùn)輸?shù)臄嗝嬉呀?jīng)達(dá)到了超級(jí)超限。公路運(yùn)輸主要采用了奔馳ACTROS-4160 作為牽引車，采用了2 縱列9 軸線液壓平板車作為載貨掛車，掛車長(zhǎng)度為27 117 mm、寬度為3 000 mm、高度為1 000 mm，正常運(yùn)輸斷面最大寬度為3 660 mm、高度為5 000 mm。

圖3 沈變變壓器鐵路運(yùn)輸斷面Fig.3 Section of railway transportation of transformer made by Shenyang transformer factory

3.2 橋機(jī)大梁運(yùn)輸

白鶴灘水電站主廠房1 300 t橋機(jī)和160 t輔助橋機(jī)分別由太原重工股份有限公司和杭州華新機(jī)電工程有限公司供貨，轉(zhuǎn)輪加工廠的500 t橋機(jī)由太原重工股份有限公司供貨。主要運(yùn)輸參數(shù)見表7。

表7 橋機(jī)大梁運(yùn)輸參數(shù)Table 7 Transport parameters of bridge girder

（1）轉(zhuǎn)輪加工廠500 t 橋機(jī)大梁采用了半掛車全程公路的運(yùn)輸方式。啟運(yùn)時(shí)進(jìn)場(chǎng)公路連接段尚未完工，所以沿左岸低線沿江公路運(yùn)輸進(jìn)場(chǎng)。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)踏勘，考慮運(yùn)輸?shù)缆分械? 個(gè)急彎，除由當(dāng)?shù)亟煌ü芾聿块T負(fù)責(zé)臨時(shí)封道外，另有汽車吊隨行，最終，車隊(duì)緩慢地通過了轉(zhuǎn)彎半徑約20 m的急彎。

（2）160 t 橋機(jī)大梁采用了半掛車全程公路運(yùn)輸，由浙江杭州啟運(yùn)，經(jīng)浙江、江西、湖南、貴州、云南和四川六省，歷時(shí)32 d運(yùn)抵白鶴灘工地。

（3）1 300 t橋機(jī)大梁采用了德國(guó)重型牽引車全程公路運(yùn)輸，由山西太原啟運(yùn)，經(jīng)山西、河南、湖北、湖南、廣西、云南和四川七省，歷時(shí)56 d運(yùn)抵白鶴灘工地。長(zhǎng)達(dá)31 m的橋機(jī)大梁，即使選擇最合適的車輛，在轉(zhuǎn)彎半徑40 m的情況下需要超過6 m的彎道寬度，在轉(zhuǎn)彎半徑30 m 的情況下需要超過7 m 的彎道寬度，見圖4。

圖4 主廠房橋機(jī)大梁運(yùn)輸示意圖Fig.4 Transportation of bridge girder in main powerhouse

4 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備運(yùn)輸

白鶴灘水電站建設(shè)周期長(zhǎng)，金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備運(yùn)輸大致可分為兩個(gè)階段：第一階段為前期運(yùn)輸，即在電站對(duì)外連通公路尚未建成之前，利用原有沿江公路進(jìn)行金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備運(yùn)輸；第二階段是后期運(yùn)輸，其運(yùn)輸條件與水輪發(fā)電機(jī)組等重大件運(yùn)輸條件一致。

4.1 前期運(yùn)輸?shù)慕饘俳Y(jié)構(gòu)設(shè)備

白鶴灘水電站前期的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備主要包括：導(dǎo)流洞進(jìn)口閘門、卷揚(yáng)機(jī)和尾水隧洞閘門、臺(tái)車，其中，尾水隧洞檢修閘門最大單節(jié)尺寸為3.3 m×3.95 m×19.6 m、重113 t，見表8。原沿江公路路基寬6.5 m、路面寬6 m、最小轉(zhuǎn)彎半徑20 m，橋梁可通過單車總重僅為55 t。所以，尾水隧洞檢修閘門選擇了在場(chǎng)內(nèi)制作；進(jìn)口閘門則選擇在西昌制作，全程公路運(yùn)輸至工地；尾水隧洞臺(tái)車在宜昌制作，全程公路運(yùn)輸至工地，采用低平板半掛車，從西昌、寧南至白鶴灘工地，運(yùn)輸時(shí)間約3 d。

表8 導(dǎo)流洞金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備主要大件運(yùn)輸參數(shù)Table 8 Transport parameters of main large pieces of metal equipment in diversion tunnel

4.2 后期運(yùn)輸?shù)慕饘俳Y(jié)構(gòu)設(shè)備

白鶴灘水電站的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備眾多，總計(jì)約79 000 t，其中，泄洪洞進(jìn)口2×8 000 kN 門機(jī)、壩頂10 000 kN 斜拉門機(jī)、泄洪洞三支臂弧形閘門等達(dá)到了世界之最。后期的主要運(yùn)輸部件參數(shù)見表9。進(jìn)水口門機(jī)、泄洪洞門機(jī)、壩頂門機(jī)和深孔弧形閘門都在夾江水工制作，全程公路運(yùn)輸，采用低平板半掛車運(yùn)輸，從夾江、雅安、西昌、寧南至白鶴灘工地或從夾江、峨眉、漢源、石棉、西昌、寧南至白鶴灘工地，運(yùn)輸時(shí)間約6 d；泄洪洞弧形閘門在宜昌制作，全程公路運(yùn)輸，采用低平板半掛車運(yùn)輸，從宜昌橋北上高速，經(jīng)恩施、重慶、宜賓、水富，在昭通下高速，經(jīng)魯?shù)椤⑶杉抑涟Q灘工地，運(yùn)輸時(shí)間約10 d；進(jìn)水口液壓?jiǎn)㈤]機(jī)在常州制作，全程公路運(yùn)輸；另外考慮到分層取水門設(shè)備工程量大、運(yùn)輸成本高、運(yùn)輸強(qiáng)度大、運(yùn)輸時(shí)間較難控制，參考類似工程經(jīng)驗(yàn)，這部分結(jié)構(gòu)件選擇在現(xiàn)場(chǎng)加工。

表9 后期運(yùn)輸金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備的主要重大件參數(shù)Table 9 Parameters of major parts of metal equipment trans?ported in later period

5 結(jié)語

隨著我國(guó)公路建設(shè)的發(fā)展和運(yùn)輸車輛的進(jìn)步和豐富，公路和水陸聯(lián)運(yùn)已成為重大件運(yùn)輸?shù)氖走x方式，而鐵路運(yùn)輸重大件已較少被選擇。白鶴灘水電站的重大件運(yùn)輸中，僅沈變由于有廠內(nèi)專線的優(yōu)越條件，才選擇了公鐵聯(lián)運(yùn)的方式運(yùn)輸主變壓器。

隨著我國(guó)水電制造企業(yè)和施工企業(yè)技術(shù)的進(jìn)步、裝備的發(fā)展，越來越多的結(jié)構(gòu)件和機(jī)加工件選擇了在工地加工，這也為未來交通條件不理想的水電站選擇大型機(jī)組提供了更多的可能性。