曼格拉大坝电站进水口旧液压缸平移施工技术

李奇祥

摘 要：在水利水電工程设备安装施工中，设备吊装成功与否关系重大，也是设备安装的一个难点。施工管理者应根据工地实际情况合理选择制定吊装方案，以保证吊装安全。该文对曼格拉大坝加高工程电站进水口旧液压缸的整体平移施工从方案选择、设计到吊装施工整个过程进行了较为详细的介绍。

关键字：液压缸 平移 吊装 安全

中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0052-03

在水利水电工程设备安装施工中，设备安装的成功与否很大程度上取决于吊装方案的合理选择。如何根据不同工程的实际情况及设备的尺寸、重量等来选择确定吊装方案并组织好吊装作业保证设备、人员的安全，一直以来是设备安装管理者关心的问题。

在曼格拉大坝加高工程电站进水口液压缸的吊装施工中，根据液压缸所处的位置及现场实际情况，采用自行设计制造的平移设备进行液压缸的整体平移，避免了整体吊装可能产生的不安全问题。

曼格拉大坝电站进水口共设五套液压缸分别控制五套进水口闸门启闭操作，原大坝坝顶高程1 234ft，加高后的大坝坝顶高程为1 266ft，液压缸布置图见图1。大坝加高后，原液压缸需移至新设计加高位置。

1 技术参数及现场条件

（1）液压缸共5套，单件重约25t，总长约14 m，缸体外径730mm，安装在1：2.5的斜面轨道上。

（2）原液压缸支撑轨道为异型钢轨，轨道高度115mm，轨底宽度135mm，轨头宽度65mm，两轨道之间的中心距为442mm。

（3）在进行液压缸整体平移施工之前，已完成加高段轨道安装及混凝土浇筑且具备一定的承载强度，原液压缸和加高后的液压缸新位置之间的连接段宽度约7m，连接段（EL.1 234ft高程）和加高后的坝顶（EL.1 266ft高程）均已修好临时便道（只能一般施工机械单行通过）。液压缸布置图见图1。

2 方案选择

根据上述相关技术参数和现场条件，可采用以下两种方案进行液压缸的吊装移位施工。

2.1 方案一：大吊车方案

此方案为采用大型吊车加平板拖车的方法进行原液压缸的吊装转运。也就是，大型吊车停放在连接段一侧在液压缸上穿挂好双吊点后将液压缸整体吊装转运到停放在另一侧的大拖车上。之后，将液压缸运至业主指定的存放地点。待液压缸新支撑埋件安装且混凝土具备一定承载强度后再用吊车将液压缸从存放点转运至安装点进行安装就位工作。经查阅相关汽车吊技术性能参数，考虑一定的安全因素需选用80t或以上的吊车。还需12m长的30t平板拖车以及自制固定液压缸的支撑件用于转运及存放液压缸。

2.2 方案二：平车方案

此方案为自制平车加卷扬机的方法进行液压缸的一次性整体拖拉平移就位。也就是，利用原有轨道及已安装的加高段轨道并在连接段处铺设临时钢平台安装临时轨道将新旧轨道相连；再用自行设计制造的小平车两套安装在液压缸底部并用包箍将液压缸固定在小平车上，利用安装在顶部（1 266ft高程位置）的5t卷扬机经滑轮组与液压缸连接索引平车及液压缸缓慢向上整体平移至加高位置。待液压缸支撑埋件安装和混凝土具备一定承载强度后进行液压缸的落位调整及安装工作。

2.3 两种方案的比较分析及结论

两种方案的比较分析见表1。

由表1分析可知，采用方案二较优，拟采用方案二进行液压缸平移施工。

3 平车方案设计

采用平车方案，需进行平车装置及临时钢支撑平台的设计及制作安装以及吊装设备的选择。

3.1 小平车设计

考虑到液压缸属细长件，为保证平移的稳定，拟采用在液压缸的顶部及底部各安装一台小平车，每个平车设4个轮子，并在平车上部设一个包箍用于固定液压缸，自制小平车结构见图2所示。

3.1.1 轮件设计

根据原轨道轨距及轨道参数，确定平车滚轮中心距为442mm，滚轮轮缘宽度72mm。滚轮材料选用ZG310-570，经计算[1]取轮径210mm，轴径55mm，轴材料选用45号钢。轴套采用铜套，按经验两侧轮距取840mm。

3.1.2 包箍设计

考虑到缸体外径为730mm以及便于固定液压缸及拆卸方便，包箍设计为上部12mm厚160mm宽内径740mm的半瓦和下部两个1/4瓦，下部两边用双排高强度螺栓与平车固定并在两侧用筋板加固，上部半瓦与下部1/4瓦之间也用高强度螺栓固定。安装时缸体外面先用6mm的平面橡皮包扎好再安装包箍以保护缸体。

3.1.3 结构件设计

根据轮件尺寸和所承受液压缸的荷载等参数进行结构件设计，采用规格22的双槽钢中间加隔板，上下用钢板连接加固。

3.2 临时钢平台及轨道设计

考虑到连接段处无支撑平台，需将新旧轨道连接起来并保证其刚度、强度要求，需塔设一临时钢平台并在上面铺设临时轨道。

3.2.1 钢平台设计

在进行钢平台设计中，考虑到充分利用工地已有材料，经计算[2]上部斜坡段采用规格30的工字钢，下部采用规格16的双排槽钢拼制，钢支柱采用规格10的槽钢拼制而成。斜面平台两侧用槽钢或工字钢作支撑加固，钢支柱之间用槽钢打剪刀撑加固，钢支柱与斜面平台之间用螺栓进行连接，钢支柱底部采用膨胀螺栓或锚筋焊进行固定。为便于运输及转运，斜面平台分三节设计，节与节之间用螺栓连接固定。

3.2.2 轨道选择

直接按原轨道参数进行轨道选择及压板设计制作。为便于安装固定，轨道也分三节，每节与斜面平台长度方向错开200至300mm。

3.3 卷扬机及滑车

根据液压缸的重量等参数，经计算[2]并适当加大安全系数后选用JM5型5T慢速卷扬机作动力，6×37-∮21.5mm的钢丝绳作索引，经1个单门10t滑轮导向与4门20t滑车组相连并与液压缸固定进行液压缸的平移施工。

5t卷揚机设在1 266ft高程处的移动式起重机轨道基础上，用已埋设在轨道基础上的∮30mm的园钢作固定卷扬机的地锚。导向滑轮也用在另一侧埋设好的∮30mm园钢作地锚。

3.4 吊车选择

由于只需单头起吊液压缸并根据液压缸重量等参数，选用40t汽车吊。

4 液压缸平移施工程序

（1）拆除与原液压缸相连的液压管道、阀及电缆等，排空液压油并将油口用堵头堵住。

（2）拆除液压缸旧支撑包箍件，与此同时安装临时钢平台及轨道，并用槽钢支撑加固。

（3）将40t汽车吊停放在原1 234ft高程液压缸的一侧，将小平车吊放在已安装好的轨道上，用手拉葫芦临时固定。

（4）用钢丝绳穿挂好吊点与4门滑车组连接，启动5t卷扬机带动液压缸向外平移直至液压缸底部支撑轴从旧支撑孔内脱出为止。

（5）用40t汽车吊系挂吊点在液压缸顶部，底部以液压缸旧支撑埋件80mm埋板为支点，将液压缸一头吊起并放入小平车（此时卷扬机与液压缸用钢丝绳仍然连接，但不受力）。

（6）平车安装并与液压缸固定好后（液压缸上部及下部各放一个小平车），启动卷扬机进行液压缸平移直至顶部。

（7）用2个10t手拉葫芦固定液压缸，并将卷扬机电源切断把钢丝绳锁死。至此一孔液压缸整体平移工作完成，拆除临时钢平台及其轨道转入下一孔作业。

（8）液压缸新支撑埋件安装好后，用40t汽车吊配合5t卷扬机拆除小平车并进行液压缸的落位及安装调整工作。

5 吊装施工组织及安全管理

在吊装施工之前，进行吊装施工安全及技术交底。对所有吊具及设备如地锚、钢丝绳、平车、轨道、吊车等吊装设施进行全面检查和维护。吊装施工时精心组织、合理安排，按工种及职责进行分工如汽车吊组、卷扬机组、平移组、拆除组、安全组，各负其职，由吊装总指挥统一指挥调度，并采用对讲机进行上下通讯联系，确保吊装安全[3]。

6 结语

曼格拉大坝加高工程电站进水口五套液压缸采用此法安全顺利完成了全部平移和安装工作，为后续工作的顺利进行创造了有利的条件，得到咨询和业主的一致称赞和好评。

与其他吊装平移方法如大型吊车方案相比，此法具有吊装安全可靠、成本低且所制作的平车及钢平台等可重复用于其他4孔作业，但对吊装人员的技术水平要求较高。此平移法可用于设备改造项目设备平移施工（尤其是斜面施工作业中），也可经过设计改进后用于其他工程的设备平移施工。

参考文献

[1] 刘细龙，陈福荣.闸门与启闭设备[M].北京：中国水利出版社，2003.

[2] 成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2004.

[3] 余厚极.起重吊装安全技术[M].北京：中国建材工业出版社，1999.