卷扬机牵引系统在官地电站大坝渗漏排水系统优化施工中的应用

2020-11-27刘科辉

水电站机电技术 2020年11期

关键词：槽钢滑轮台车

刘科辉

（中国水利水电第七工程局有限公司机电安装分局，四川成都 610000）

1 概述

大坝渗漏原排水系统设置有集水井，集水井底板高程1 165.00 m，顶板高程1 173.60 m，水泵安装在集水井顶板上，泵房及配电、控制装置室均设置在1 173.60 m高程。

2 卷扬机牵引系统技术的运用

2.1 卷扬机牵引系统组成及选型

2.1.1 卷扬机

卷扬机又名绞车，是由机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置[1,2]，其可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。

本系统运输最重件约1.5 t，通过综合考虑运输距离（350 m）、容绳量以及安全系数等因素，系统主牵引设备选用3 t卷扬机。

（1）根据现场实际情况，卷扬机牵引设备最大承重为Q=1.5 t。

（2）计算载荷

式中，k1为动载系数，k1=1.1。

2.1.2 钢丝绳

根据3t卷扬机卷筒绳卡直径、各导向滑轮摩擦系数、轨道间滚筒摩擦系数、牵引物最大重量等，钢丝绳采用φ15 mm（6×37）钢丝绳。

根据建筑施工计算手册《结构吊装工程》中查知：

钢丝绳的容许拉力为：

式中，F为钢丝绳的容许拉力（kN）；α为钢丝绳之间的荷载不均匀系数，根据查表所知6×37钢丝绳取0.82 ；Fg为钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN），Fg=0.5d2；d为钢丝绳直径（mm），为15 mm；K为钢丝绳使用安全系数，用于机动起重设备取6。钢丝绳容许拉力为15.4 kN，实际运输最大荷载为12 kN，由上述参数设置可知，卷扬机钢丝绳满足要求。

2.1.3 导向滑轮

根据市场各种规格滑轮轮槽直径选型，本系统选用3t单轮滑轮，满足系统使用及安全要求。

整个运输牵引系统有90°转弯1个、70°(110°)折弯3个、30°(150°)折弯2个，90°转弯处需导向滑轮两个，其余折弯处均设置单个导向滑轮，共需设置7个导向滑轮。各导向滑轮处由δ20 mm钢板制作安装地锚，通过卸扣或钢丝绳固定滑轮。

2.1.4 运输台车

运输台车由10 m槽钢、5 mm花纹钢板、承重（单轮500 kg）滑轮、台车起吊系统（吊环）、台车（设备材料）封车系统、台车牵引点等构件组合（焊接）而成。

2.2 卷扬机牵引系统应用环境

受地形、地貌和作业空间限制等影响，大型吊装设备无法使用，因此需采用卷扬机牵引系统，如本工程内的高边陡坡、空间狭窄、弯角频繁。

2.3 卷扬机牵引系统制作、安装

2.3.1 卷扬机牵引系统安装

（1）卷扬机配电箱安装于1 231.00 m高程大坝右岸对外交通廊道入口处廊道内墙壁，防止下雨漏电。电源取自水电厂配电室检修动力箱，配电箱需与电站接地网可靠接地。

（2）在1 231.00 m高程大坝右岸对外交通廊道入口处设置慢速卷扬机，卷扬机的设置应不占用人行通道。

（3）安装卷扬机时，中心线与轨道中心线应平行不应有夹角，卷扬机基础安装水平应不大于2 mm/m。

（4）卷扬机位置调整好后，在卷扬机基础四周均匀布置Φ16×200地锚孔，将Φ16地锚打入其中，槽钢基础安装完成后水平以及位置偏差满足要求；地锚与槽钢搭接长度满足要求，地锚与槽钢、槽钢与卷扬机基座接缝焊角不小于6 mm，并经PT探伤检查无夹渣、气孔、裂纹等缺陷；通过焊接构成矩形整体。

（5）检查卷扬机电机、减速器、卷筒等基础设施及连接螺栓应紧固无松动；检查减速器（齿轮箱）齿轮油应满足使用要求；检查电机与减速器间联轴器中心线无错位、无折线等状况；检查卷扬机卷筒外观完好，无裂纹、变形等缺陷。

2.3.2 轨道安装

（1）运输轨道采用双轨，在廊道地面中心均匀布置轨道，廊道中心线两侧500 mm各布置一根，轨道为10#槽钢。

（2）水平段轨道槽钢平铺地面，轨道（槽钢）两侧同一断面以间隔1 000 mm打入200 mm长φ16地锚4根，打入深度在150 mm以上。地锚上部与槽钢轨道侧面焊接，搭接长度至少50 mm，焊角不少于4 mm且不高于槽钢轨道表面，不影响台车运行。

（3）两轨道之间内侧面间隔5 m采用Φ20圆钢焊接相连（长度900 mm），以保证轨道整体强度。每间隔10 m连接圆钢外穿Φ40钢管（用作滚筒），滚筒内表面及外表面均应涂润滑脂，从而保证钢管在转动过程中与圆钢摩擦最小化。

2.4 卷扬机牵引系统试运行

（1）卷扬机牵引系统空载试运行：主要检查卷扬机牵引系统机电设施的运行情况，确保卷扬牵引系统运行平稳，无异常现象。在空载状态下启动卷扬机，以不同的速度向前和向后分别运行3 min。

（2）缆索动载试运行：主要测试在动载荷作用下，绞车牵引系统机电设备的运行情况和金属结构的承载能力。

3 卷扬机牵引系统应用

在整个大坝渗漏排水系统整治过程中，卷扬机牵引系统发挥了巨大的作用，分别运输了混凝土20 m3、凸轮（转子）泵三台（分解后单件重约800 kg）6件、DN250管路400 m、DN100管路400 m、各类阀门28件（单件最重约200 kg）、管路附件若干、安装焊接用氧气（乙炔）等若干、大型焊接机共四台、各类电缆（最大185×4+95×1）等。因组织有效、操作规程完善、各类检查到位，在运输过程中未出现不安全事件，为施工节约了时间、创造了价值。