30 t平移式A字形高塔架缆索起重机拆除方案研讨

王丽娟

(中国葛洲坝集团机电建设有限公司，四川 成都 610091)

向家坝水电站左岸主体工程及导流工程布置有3台额定起重量为30 t的平移式缆机，为用于大坝混凝土浇筑、金属结构安装以及设备、模板等施工项目的吊装运输手段[1]。工程完工后，需要拆除3台缆机。向家坝水电站缆机布置方式为：右岸轨顶高程425.20 m平台布置缆机主车(主塔)，主塔为A字形塔架，平面桁架结构形式，主索铰点处塔高约75 m，为目前国内最高A字形塔架。塔身向山侧倾斜约10°，主索及尾索(后拉索)布置在主塔上的铰点位置处(高程为500 m)；右岸前轨顶高程420.17 m平台布置缆机后拉索平衡车(平衡台车)；左岸后轨顶高程493.60 m平台布置缆机副车(副塔)，缆机副塔结构为无塔架支承台车，2台缆机除轨道共用外，还有索道系统(包括主索、后拉索、牵引钢丝绳、起升钢丝绳、承马、小车及吊钩)、结构部分(右岸A字形塔架、平衡台车、左岸副塔以及传动、行走等机构)及电气及控制系统等组成，具体布置形式见图1。由于主塔为A字形高塔架结构，塔架需采用多台卷扬机绳索系统同步进行放倒拆除，各系统的受力平衡关系到塔架的稳定，需指定周密的拆除方案，才能保证缆机拆除以及电站运行的安全。

图1 向家坝缆机布置形式示意图

1 拆除方案及程序研究

根据工程施工总体计划，缆机拆除施工时大坝已投入运营，坝顶永久建筑、永久设备多，缆机主索下降、拆除与坝顶建筑物相互干扰大，拆除位置的选取对电厂的安全运行影响大。同时缆机主塔为A字形高塔架结构，塔架需采用多台卷扬机绳索系统同步进行放倒拆除，各系统的受力平衡关系到塔架的稳定，关系到整个缆机拆除以及电站运行的安全，是亟待研究的问题。因而，缆机拆除位置的选取和绳索系统布置是整个缆机拆除重点研究的问题[2]。

1.1 拆除轴线的选择

从经济方面考虑，采用原缆机按时轴线进行拆除，可以利用安装时的基础和地锚等辅助设施，经济性高。但目前电站已经开始投入运营，此轴线缆机拆除时主索横跨出线架及高压线，安全风险高，不利于控制。

综合安全、拆除期间的施工干扰、经济性、拆除工期等因素，经分析决定将拆除位置选定在桩号0+39.0 m，同时规定不允许在桩号0+39.0 m以下进行拆除作业，此位置距出线架水平安全距离10 m，对电站的安全运行不会造成太大的施工干扰。

1.2 拆除工艺流程

根据缆机结构，结合现场情况，确定的缆机拆除顺序为：先拆除2号缆机，再拆除3号缆机。单台缆机拆除流程见图2。

图2 单台缆机拆除流程图

1.3 施工布置

1)根据现场地形及缆机拆除轴线的布置，缆机主索拆除时两段悬空段设置临时承载索：①右岸段一端在433m高程，另一端布置在泄13坝段384.00m高程。②左岸段一端布置在冲沙孔坝段384.00 m高程；另一端布置在上坝公路384.00 m高程。

2)主塔拆除主要设备的布置。主塔架拆除过程主要分自降和辅降两部分，辅降设备双桅杆吊底座布置在距离2号主塔缆机轨道临江侧14 m，坝下0+39.0 m桩号。桅杆吊臂在主塔轨道平台进行拼装，平行于轨道放置，并用钢支撑支垫，安装时将320 t履带吊停在缆机上游侧，分二次分别将单根桅杆臂安装到位。

3)后拉索拆除地锚的布置。后拉索张拉地锚采用在平衡台车轨道基础上打设2个Ф 150 mm的穿索孔，利用Ф 52 mm的钢丝绳及Ф 150 mm的轴将滑轮组固定在混凝土基础上。后拉索张拉卷扬机分别布置在轨道前平台上下游方向。

1.4 临时承载索及承码安装程序

临时承载索和临时承码，经检查保养后运至安装现场。临时承载索分两处布置，在左、右岸各布置一处，承载索均采用Ф 52 mm钢丝绳。安装要求如下：

1)根据受力计算与现场情况影响，左、右岸临时承载索均按照7.5%垂度进行张紧[3]；

2)临时承载索垂度误差不超过0.5%，同一段的2根承载索垂度高差不超过钢丝绳直径；

3)临时承码按照间隔30 m进行布置，左岸段布设10个承码，右岸段布设15个承码，承码下方与Ф 15 mm钢丝绳固定。

1.5 起升钢丝绳拆除程序

缆机起升钢丝绳为Ф 36 mm的面接触型钢丝绳，单根重约11.5 t。拆除方法如下：

1)将大钩起升至上限位后，拆除起升限位、编码器及挡绳器；

2)将小车往主塔牵引时，必须保持小车往主塔走时吊钩高度基本保持在同一高度，安排专人对吊钩高度进行监护，注意吊钩高度在一定安全范围内，防止大钩与坝面建筑物或设备发生碰撞；

3)坝顶门机主机房产生干涉时，应通知电厂人员向上游移动主机房。

1.6 牵引钢丝绳及承码拆除程序

缆机牵引绳为Ф 32 mm的面接触型钢丝绳，单根重量约13.8 t；牵引小车重约7.7 t；缆机承码共16个，主、副塔侧各8个，共7.4 t。

1)小车开往主塔侧时因副塔侧承码已拆除，应注意观察下牵引绳垂度。

2)牵引绳垂度下降过程中，应在与坝顶门机干扰处采取防护措施并专人监护，防止与门机发生干涉。

3)牵引绳回收中，牵引绳(上下支绳)始终在坝面上拖行，过程中采用人工和卷扬机进行辅助，保证牵引绳始终在坝面上，Ф 15 mm钢丝绳与牵引绳绳头连接处安排专人跟随监护，如遇干涉，人工和卷扬机配合解除干涉。

1.7 塔架自降、辅降程序

缆机塔架自降是缆机拆除过程中最重要的一环，所牵扯的作业面广，卷扬机布置达15台左右，施工人员达到40人左右，主塔、副塔、平衡车和坝顶的作业人员需相互配合、听从统一指挥。塔架自降前需进行马延坡公路的封闭，自降、辅降过程中，安排专人进行封路。

1)主索垂度调整时，将副塔主索调整机构Ф 40 mm钢丝绳锁定后，进行接绳，接绳长度200 m。

2)主索垂度释放前，必须完成坝顶门机主梁上导向架的安装。

3)主索垂度释放中注意主塔架倾斜、偏移量检测，不得超出控制要求，任一点超出控制要求，所有拆除施工停止，调整完成后继续施工。

4)主塔自降前应使用汽车吊挂载人吊笼对主塔结构进行全面检查，确认结构件无缺陷及严重锈蚀，紧固螺栓紧力满足图纸要求。主塔自降应缓慢进行，自降过程中注意做好监控工作，重点做好主塔姿态控制及后拉索拉力监控。主塔架垂度调整中，注意后拉索张紧卷扬机与副塔张紧机构协调性，始终保证塔架倾斜角度(右岸方向)不超过11°，后拉索张力不超过147 t之间[4]。

5)塔架自降中塔头缆风系统设置拉力计，检测钢丝绳受力情况。两侧缆风钢丝绳受力相差不宜超过0.5 t，否则应单动一侧缆风卷扬机进行受力调整。

6)在自降过程中由专人通过全站仪、线锤对塔架垂直度进行检查、测量并做好记录；自降过程中指挥信号清晰明确，确保自降卷扬机、同步卷扬机、及后拉索收放卷扬机同步性。自降过程中安排有经验起重人员监控2台后拉索收放卷扬机受力情况，受力应基本相同。

7)主塔架自降向辅降转换中，注意抬吊梁安装时，要提前进行检修吊的移位以避免和抬吊梁的干扰。

8)塔架辅降中，主索降至桅杆中部拉杆位置后暂停，拆除中部拉杆，安装上部拉杆，待主索过中部位置后，恢复中部连接，依次类推拆除及恢复拉杆。

9)主塔下降中，待主索接近433平台时，将小车溜放至433平台上方，利用汽车吊拆除。

1.8 主索、后拉索及临时承载索拆除回收程序

当主塔架完全降落至马凳上，且将主索及后拉索落地(即：后拉索落至地面，主索中部落至坝面上，左右岸部分落至临时承载索上，副塔侧主索索头落至左岸上坝公路上)，进行缆机主索及后拉索拆除。在主索及后拉索落地前，应在地面或坝面上安放托架、垫钢管、垫板等物，防止污染坝面。

1.9 塔架拆除程序

1)主塔塔架的拆除。主塔助降完成后，利用50 t汽车吊将塔顶的主索、后拉索悬挂装置及其他附件进行拆除；利用桅杆吊住塔头部位，退出塔头与支腿连接轴(注意塔头销轴退出后塔头倾翻，提前做好防护措施)，将塔头落地放倒。支腿采用50 t汽车吊配合逐节解体拆除。两支腿拆除完毕后，利用320 t履带吊将底梁、行走机构拆除。

2)副塔的拆除。缆机副塔架的拆除用220 t汽车吊进行拆除，由上至下，逐步将各结构拆除。

3)平衡台车的拆除。平衡台车由平衡车架、平台栏杆、梯子护栏、电缆卷筒等构成，用50 t汽车吊拆除。后拉索拆除前，需用钢支撑及枕木将水平台车支住，再进行后拉索及台车的拆除，由上至下，逐步将各结构拆除。

2 安全保证措施及控制

1)按照颁布的《安全生产责任制》和安全生产“四个责任”体系的要求，落实各级管理人员和施工作业人员的安全生产责任制，人人做好本岗位的安全工作[5]。

2)项目开工前，由项目技术负责人组织，根据施工方案编制主要工序的作业指导书，确保施工安全。

3)实行逐级安全技术交底制，凡参加安全技术交底的人员要履行签字手续，并保存资料，安全人员对安全技术措施的执行情况进行监督检查，并作好记录。

4)加强施工现场安全教育，未经安全教育的施工管理人员和生产人员、未进行三级教育的新工人、变换工作或采用新技术、新工艺、新设备、新材料而没有进行培训的人员不准上岗。特殊工种的操作人员，严格按照《特种作业人员安全技术考核管理规定》且考核合格获取操作证后方能持证上岗。

5)认真执行安全检查制度。项目部要保证安全检查制度的落实，规定检查日期、参加检查人员。每周要进行一次全面安全检查，安全人员每天进行一次巡视检查。视工程情况，在施工准备前、施工危险性大、季节性变化、节假日前后等组织专项检查。对检查中发现的安全问题，应立即制定整改措施，定人限期进行整改和验收。

6)项目部定期举行安全会议，由安全第一责任人(项目经理)主持，并指定有关管理人员、各施工班组长和安全监督员参加。

7)建立安全事故追究制度，对项目部发生的安全事故，都要追究到底，直到所有预防措施全部落实，所有责任人全部得到处理，所有职工都吸取了事故教训。

8)确保必需的安全投入。购置必备的劳动保护用品，安全设备及设施齐备，完全满足安全生产的需要。

9)做好“三工”活动和班前“危险预知”活动并做好记录。

3 结 语

平移式高塔架缆机拆除方案经过多次方案的研究，从技术、安全、施工干扰、经济、进度等多方面的因素进行优化，确保方案顺利实施。通过实践证明其拆除方案完全满足施工要求，在操作上经过技术讨论和及时的技术交底，施工人员能够迅速掌握施工技术要领，施工安全得到有力的保障。按照研究制定的缆机拆除方案及安全保障措施，顺利安全的完成了全部3台缆机的拆除工作。