埋藏式竖井施工期起吊装置选型及安装施工技术
2019-11-05
(中国水利水电第五工程局有限公司，成都，610066)
1 工程概况
叶巴滩水电站位于四川与西藏界河金沙江上游河段上，系金沙江上游13个梯级水电站的第7级，上游为波罗水电站，下游与拉哇水电站衔接。坝址位于金沙江支流降曲河口下游600m，左岸属四川甘孜藏族自治州白玉县，右岸属西藏自治区昌都地区贡觉县。坝址控制流域面积为173484km2，多年平均流量839m3/s。
旁通洞竖井闸室，衬砌高度为高程2719m～2768m，顺水流方向设置前后两扇封堵闸门，2719m～2752.5m高程为闸室部分，衬砌尺寸11.5m×18m；2752.5m～2768.0m高程为井筒部分，衬砌尺寸为17m×18m，衬砌厚度1.5m。高程2764.15m～2768m井筒部位四周设置牛腿结构。
导流洞竖井闸室开挖、衬砌高度为高程2712.5m～2768m，闸室段垂直水流方向设平行的两扇封堵闸门，闸门由中墩隔开；闸室段洞长15m。闸室段2712.5m～2739.5m高程为闸室部分，衬砌尺寸15m×26m；2739.5m～2768.0m高程为井筒部分，衬砌尺寸为15m×26m，衬砌厚度1.5m。高程2761.9m～2768m井筒部位四周设置牛腿结构。
2 起吊装置运行要求及选型
2.1 起吊装置运行要求
(1)工作级别：M4；
(2)额定起重量：10t；
(3)起升高度：50m；
(4)起升速度：14m/min；
(5)运行速度：20m/min；
2.2 起吊装置选型
根据叶巴滩水电站导流洞、旁通洞竖井闸室实际施工要求，对比同类起重设备，满足导流洞竖井开挖起重要求的为门式起重机和电动葫芦。门式起重机须制作两侧轨道梁，两轨之间距离固定，而导流洞竖井闸室与旁通洞竖井闸室宽度不同，且无空间进行轨道布置，不满足竖井闸室及交通洞布置要求。电动葫芦结构简单，可灵活布置于竖井闸室上方穹顶，且施工便捷、运行可靠，故选用电动葫芦。
2.3 电动葫芦结构设计
采用I32b工字钢作为电动葫芦轨道梁，按2m间距布置天锚进行固定，单点设计总承重15.2t(其中电动葫芦设计承载10t、电动葫芦自重4t、轨道梁自重0.2t)，设计采用2根M30、φ25、L=4.5m(入岩4m)砂浆锚杆进行固定，天锚总承载力为0.01252×3.142×205×106÷9.8×2=20.5t，安全系数为20.5t÷15.2t=1.35，满足规范要求。
轨道梁详细结构见图1-图3。
图1 10t电动葫芦轨道梁结构示意
图2 轨道钢板结构
3 电动葫芦安装施工及技术要求
3.1 施工准备
3.1.1 设备检查验收
电动葫芦到达安装地点后，首先应检查在运输途中有无损坏情况，若发现有损坏情况，应及时修复方可使用。
图3 电动葫芦布置示意
3.1.2 技术准备
清点设备技术文件，核查设备型号是否符合设计要求。
3.2 安装顺序
施工准备→设备开箱清点和检查验收→轨道梁安装→电动葫芦安装→电气设备安装→试运验收。
3.3 安装和技术要求
3.3.1 开箱检验
设备到现场后，应开箱检验，确认设备随机文件、说明书、合格证齐全，设备及备件应与装箱单相符，设备的外观应无损坏。
3.3.2 轨道梁安装
按照设计要求进行轨道梁安装，严格控制安装误差。
3.3.3 工序交接
在正式安装电动葫芦前应对上道工序进行检测，确认合格后方能安装。
(1)轨道或工字梁两端的缓冲装置必须安装齐全；
(2)工字梁的支承点是否按图施工，联接是否牢固；
(3)工字梁的拼接必须按图施工，下翼缘必须打磨光滑，不卡车轮。
3.3.4 电动葫芦吊装前的检测
(1)吊装前应认真检查电动葫芦起升部分减速机是否按规定注好润滑油，行走部分是否注好润滑脂。清除电动小车踏面上的油污或防锈油。
(2)认真阅读使用说明书及其他随机文件，了解产品结构。检查电气控制箱是否按电气图配线，检测起升电机和行走电机的绝缘状态。
(3)检查钢丝绳的固定端是否抽紧，塞块是否楔牢。
(4)检查控制按钮接线是否正确，固定按钮的保险绳必须装好。
(5)按规定吊钩必须刷黄、黑相间的斑马纹漆，吊钩保险装置齐全。
(6)钢丝绳与卷筒固定每端必须有三块压板，螺栓必须紧固。
(7)排绝器装配正确，上升、下降限位开关安装正确。
3.3.5 电动葫芦的吊装
电动葫芦的吊装根据施工现场的实际情况，电动葫芦总重量为4.0t，设计利用2台12t汽车吊进行整体抬吊安装，吊装时注意捆绳必须采取保护措施以防损伤设备。
3.3.6 间隙调整
电动葫芦的行走轮轮缘内侧与工字钢轨道翼缘间隙保证在3mm～5mm之间，通过垫片调整实现，此项是关健，必须达到。
3.3.7 电机主轴窜动量的调整
锥形转子电动机主轴轴向窜动量一般在1.5mm时，制动效果最佳，如果电动葫芦在额定荷载时下滑量过大，需进行调整。调整方法：取下尾罩、旋掉固定调整螺母的四支螺钉，用扳手按顺时针方向将调整螺母旋至极限位置，再逆时针旋一圈，然后装上固定螺钉即可。
3.3.8 断火限位器的调整
断火限位器的调整是通过调整限位杆上的两个撞块实现的。调整方法：松开撞块上的螺钉，撞块分置于导绳器卡板两侧，卡板能自如地推动撞块移动。启动电机开始起升，卡板推动上限撞块移动，升至吊钩滑轮外壳上沿距卷筒外壳下沿150mm～50mm时，停止上升，点动下降按钮，导绳器向回移动10mm左右时，停机，移动上限撞块靠近卡板，旋紧螺钉即可。下限位置的调整同上，只是方向相反，但必须保证吊钩处于最低位置时，卷筒上留有3圈以上钢丝绳。
3.4 试车
接通电源以后，先检查各电机的运转方向是否与控制按钮的方向一致，然后再按下列步骤试车：
(1)无负荷试验：在空载下开动各机构进行正反试运转，检查操纵线路是否正确，限位器等电气设备工作是否可靠等。
(2)静负荷试验：在运行机构不动的情况，以1.25倍的额定负荷进行试吊，负荷升离地面约100mm，悬空10min，各机构应正常。
(3)动负荷试验：在静负荷试验结果良好的条件下，以1.1倍的额定荷载进行动载悬空试验，实验周期为40s，升6s，停14s，降6s，停14s，如此进行15个周期，试验后目测各部位有无异常现象，无异常则合格。
3.5 安全措施
(1)所有参与施工作业的人员，均需按照有关安全法规和安全操作规程作业。
(2)进入施工现场的人员，必须穿戴齐全劳保防护用品。
(3)高空作业必须挂好安全带，并将其按照“高挂低用”的原则，系挂于安全绳上。
(4)进入现场的施工人员在接受过安全交底、安全教育之后，才能进行作业。
(5)吊装用工具机在投入使用前，必须检查，确认其性能、规格、状况符合要求。
(6)吊点及卷扬机受力点必须经检查，能够承受预定载荷并牢固可靠，才能进行作业。
(7)在投入使用前，必须检查确认钢结构平台的稳定性、可靠性，必要时辅以加固措施，确保受力时的稳定。
(8)现场搭设的临时设施，必须牢固，经检查无安全隐患后，才能投入使用。
(9)加强保护设备安全的工作力度，对小件、易损的设备在现场存放时，需置于干燥、通风的仓库内，并登记入库清楚无误，由专人保管。
(10)设备吊装时，必须小心谨慎，严防钢丝绳勒坏或碰坏设备，起钩、回钩必须低速、缓慢。
(11)作业时，禁止交叉作业，防止高空坠物伤人。
(12)强调现场的安全用电管理，由专职电工负责接电、拆线工作，用电设备的检修由专职电工进行，电缆布置等工作必须符合规范。
(13)手持电动工具等必须具有可靠的接零、接地及漏电保护装置。轨道或其他连接构架上应设置接地线，接地线可用4mm～5mm的裸铜线或截面不小于25mm2的金属导线。
(14)现场设置专职安全员，负责安全生产状态的监控，并及时制止带有安全隐患的施工作业。
4 结语
通过导流洞竖井闸室施工期起吊装置的选型和设计安装，减小导流洞、旁通洞竖井施工过程中材料、机械吊运时间与各工序间的衔接时间，大大加快导流洞、旁通洞竖井闸室开挖及混凝土施工进度，确保叶巴滩水电站导流洞工程按期完工。同时，也为同类型工程吊装设备选型及设计施工提供经验。
