亭子口电站升船机浮箱气囊下水方案

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川 苍溪，628400)

1 引言

亭子口电站升船机浮箱尺寸50m×9m×4.5m(长×宽×高)下水原方案是当库区水位达到453.6m高程时，浮箱在浮力作用下上浮，离开合拢平台，完成下水，然后拖船将其拖到导槽就位。2艘浮箱于2016年8月22日就已完成了外部涂装和导向装置的预置，具备下水条件。由于库区水位一直没能达到453.8m，所以浮箱一直没有完成下水施工。如果2017年水位还达不到453.6m高程，浮箱安装的期限就是未知的。

鉴于上述原因，亭子口公司启动第二套升船机下水方案，在水位达不到453.6m高程时，用气囊辅助下墩的方法完成浮箱下水。浮箱气囊下水方案施工步骤为：浮箱落墩→船台上移动浮箱→浮箱下墩→浮箱拖带及入槽就位。

2 下水方案准备

2.1 场地准备

将船舶艉部推出一个宽13m，坡度≤10°的下墩滑道，如果水位低，落差过大，可通过朝船艏移船来提供足够的坡道长度。场地准备及布置如图1所示，具体要求为：

(1)浮箱左右两侧各留约2m通道，方便给气囊加减气及周转运输气囊；

(2)坡道应平整，地面的凹穴应填平，且地面承载能力应相对均匀；

(3)坡道与水平浮箱体交接处，应有长约等于8m的过渡弧形坡，不得直接推成折角。

图1 场地准备及布置

2.2 地牛准备

在1号浮箱船艏正前方设置地牛1，在2号浮箱船艏正前方，与地牛1差不多平齐的位置设置地牛2，2只地牛应该可以承受300t的径向拉力，地牛顶端须设有防钢丝绳脱离的设施(地牛承受最大拉力约95t，选3倍安全系数)。地牛设置如图2所示。

图2 地牛设置示意

2.3 卷扬机定位，钢丝绳连接

(1)船端提头(钢丝绳)系在浮箱艏部约1/3处的系缆桩处，从浮箱外侧放下，在船艏正前方，通过卸扣与滑轮组连接。设备布置如图3；

(2)1号浮箱滑轮组的最小工作行程不小于15m，通过卸扣与地牛提头连接；

(3)地牛提头(35m长的φ60钢丝绳)打双与滑轮组连接；

(4)卷扬机设置在两个地牛中间，提头分别系在两个地牛上；

(5)滑轮组上插具有足够长度和强度的防翻转杠杆；

(6)启动卷扬机，将钢丝绳稍微收紧。

图3 牵引设备布置

3 施工步骤

3.1 船舶落墩

(1)检查场内的供电功率、配电箱柜、开关、线缆等能否满足卷扬机、空压机的功率需求，电压是否稳定；

(2)检查卷扬机、空压机各机构是否工作正常，是否加足润滑油；

(3)气囊做1.25倍工作压力的充气试验，确保气囊无破损变形；

(4)检查船舶上的人孔、舱口盖等是否密封，活动物件是否绑扎牢固；

(5)浮箱原有墩位不动，在空缺处按照布置图示意填入铁花墩，其上垫木花墩，并使用木楔块打紧(如图4所示)；

图4 花墩布置示意

(6)将原有的墩柱割除，并将连接槽钢、肘板等一同拆除，使浮箱落在新打的花墩上；

(7)逐一填入气囊后立即适当充气，当船底离开墩木起，从舯部向艏、艉逐步拆墩木，气囊按照2.5m/条的要求左右舷交叉布置(如图5所示)；

图5 气囊布置示意

(8)当全部滚动气囊填入并已拆除全部墩木后，调整气囊内压力使浮箱降至滚气囊滚动工作高度(0.7m左右)。

3.2 移船

(1)检查船底、船台是否平整，清理铁钉等尖锐硬物；

(2)当船舶落墩后，滚动气囊高度将至工作高度时，启动卷扬机，将船舶向艏拉；

(3)船舶移动距离与船台和水平面落差有关，要保证船舶艉部有足够的空间推出下墩滑道；

(4)船舶艉部预留空间长度可按如下公式计算：

L=4.5+h×cot10°

式中：L——船舶艉部预留空间长度，单位：m；

h——船台和水平面落差，单位：m。

用推土机修造下墩坡道时，浮箱须打墩，气囊不必移出。

3.3 船舶下墩

(1)当下水坡道准备就绪后，启动卷扬机，放出约90m钢丝绳；

(2)检查浮箱底、滚动坡道是否平整，清理铁钉等尖锐硬物；

(3)给浮箱底的气囊适当充气，当浮箱底离开墩木起，从舯部向艏、艉逐步拆墩木；

(4)当拆除全部墩木后，调整气囊内压力使浮箱降至滚气囊滚动工作高度(0.7m左右)；

(5)使用10t的装载机向艉推动浮箱前进至钢丝绳带紧；

表1 亭子口浮箱下水拉力计算书

(6)当钢丝绳带紧后，启动卷扬机，然后由艉至艏调节气囊压力，使浮箱艉部稍低，当浮箱有一定倾角，可自己前进时，撤掉装载机；

(7)浮箱过坡过程中，在浮箱艉部使用2个直径1.8m的高压气囊推举浮箱，在浮箱行进时，不断调节气囊气压，使浮箱艏高艉底，使浮箱逐渐由0°缓慢平稳的过渡到10°，期间可采用走一段，停车调囊，再走一段，停车调囊的方式保证安全；

(8)逐渐下放浮箱直至浮箱入水放漂。

3.4 浮箱拖带及入槽就位

(1)当浮箱放漂后，将拖斗与浮箱编队；

(2)将浮箱拖带至预定位置，并就位系泊。

3.5 浮箱下水拉力计算

浮箱下水拉力计算结果详见表1。

4 结语

经过详细设计计算，亭子口电站升船机浮箱气囊下水方案科学合理，技术可行，安全可靠，可以在实际应用中实施。