浅谈天台抽水蓄能电站地下厂房32T桥机安装技术措施及安全风险管控

陈爱玲

(中国水利水电第五工程局有限公司,成都 610066)

1 工程概况

天台抽水蓄能电站项目位于浙江省天台县,上库位于苍山北侧的一沟源洼地内,下库位于榧溪龙王堂村河段。电站建成后,主要供电浙江电网,承担浙江电网的调峰、填谷、调频、调相、储能及紧急事故备用等,并为华东电网提供灵活调度能力。其中,32T桥机安装是天台抽水蓄能电站地下厂房建设过程中不可或缺的重要部分。

2 危险源辨识及预控措施

在32T桥机安装过程中,须全面识别、辨识施工范围内的危险源及安全风险。可能产生的主要危险是起重伤害、物体打击、高处坠落、触电、火灾等。根据作业人员、作业时间、作业区域、作业内容,制定可靠的防控措施:(1)高处作业时系好安全带,注意踩脚处稳当牢靠;(2)作业前做好技术和安全交底,危险源告知;(3)设置警戒线,施工人员站在重物倾斜的对面;(4)大梁在卸车时用钢丝绳导链捆绑牢固,防止滑动、倾翻;(5)在起吊作业前对机械性能进行自查、试车,检查设备与地面的牢固性,确保防护设施、电气回路的绝缘、制动装置和索具合格后才能使用;(6)电气设备吊装时,按规定进行三起三落试吊;(7)施工现场孔洞设置围栏或盖板,并设专人监督管理;(8)按照动火作业操作流程,先审批后作业,现场配置有效的灭火器材。

3 32T桥机安装方案

3.1 桥机到货验收检查

根据购货清单,清点32T桥机的主要部件数量,检查主要部件的尺寸是否符合设计图纸要求,特别是机械梁、电气梁、桥机电气设备、小车部件、大车行走机构、中间端梁、吊钩组等质量是否满足要求。

3.2 桥机安装

(1)对轨道安装质量进行复测,轨道的二期混凝土要达到设计强度。

(2)对桥机的主梁进行吊装(a.机械梁吊装→b.电气梁吊装)。

(3)利用小车吊装,将汽车吊移在两根主梁中间,运输汽车从交通洞进入,将小车卸在汽车吊的下游侧,用汽车起重机直接吊装就位。

(4)进行桥机电气设备安装。

3.3 通电调试

通电前对全线进行全面复查,确认设备完好,设置警戒线,确保范围内无无关人员后,进行安全滑接输电装置调试。调试后,检查电动机运行是否平稳、三相电流是否平衡;检查电气设备有无异常发热;检查限位、保护、联锁装置动作是否正确、可靠,发现问题及时修正。

3.4 试验

利用动载试验、静载试验、空载试验[1]对桥机的制造、安装质量和安全性能进行全面检测。

首先,做好试验前的准备工作,再按照流程要求对桥机进行检测。桥机空载试运行→桥机75 %静载荷试验→桥机100 %静载荷试验→桥机125 %静载荷试验→桥机110 %动载荷试验的顺序逐步完成。试验期间,若上一步骤试验未完成或未合格,不得进行下一步骤试验,以保证设备试验安全。

4 安全验算

4.1 吊装设备选取验算

根据设备厂家提供的图纸,电气梁和机械梁到货时的重量分别为8.4 t和7.7 t,组装司机室及栏杆后的重量分别为:

T1=t1+t2=8.4+1.09=9.49 t

式中,T1为电气梁最大起吊重量;t1为电气梁重量,8.4 t(含行走机构、电器柜);t2为司机室重量,1.09 t。

T2=t3+t4=7.9 t

式中,T2为机械梁最大起吊重量;t3为机械梁重量,7.7 t(含行走机构);t4为检修吊笼,0.2 t。

32 T桥机安装过程中,桥机电气梁为最重件,约9.49 t,以此为基础进行计算。起吊重量以10 t计算,汽车吊吊钩及钢丝绳和卸扣重量按0.5 t计算,综合考虑动载荷系数、不均衡系数按1.2倍安全系数计算总荷载为12.6 t,选取50 t汽车吊作为设备吊装,吊车幅度8 m,吊臂长度18 m,吊装重量为19.4 t>12.6 t,满足设备安全吊装要求。

4.2 索具选取验算

桥机大梁吊装钢丝绳选择:

桥机大梁设计4个吊点,对称布置,受力均匀,间距为550 mm和3000 mm,计算钢索绳与垂直方向的夹角为18 °,吊装示意见图1所示。

图1 桥机大梁吊装示意

吊装电气大梁时钢丝绳受力计算及选型:

钢丝绳承受拉力计算S=(Qg/n)×(1/cosα)

=(12.6×9.8÷4)×(1÷cos18 °)

=29.33 kN

式中,S为单根吊索承受的拉力, kN;Q为吊重的重量,12.6 t;g为重力加速度,9.8 m/s2;α为钢丝绳与垂直面夹角,18 °。

钢丝绳最大许用拉力计算:

[S]=P/K

式中,[S]为钢丝绳许用拉力, kN;P为钢丝绳破断拉力, kN;K为钢丝绳的安全系数。

[S]=P/K=535/8=66.88 kN

因此,钢丝绳选择6×37M(抗拉强度1770 MPa)直径32 mm,满足吊装要求。

以上钢丝绳最大许用拉力计算中,钢丝绳φ32 mm(1770 MPa级)破断拉力值535 kN,安全系数取吊索时的安全系数8倍,许用最大拉力为66.88 kN,而主梁组装吊装时,钢丝绳吊重后实际受力为29.33 kN,满足安全吊装要求。

综上所述,桥机大梁吊装钢丝绳选取φ32 mm的钢丝绳2根,单根钢绳长度10m。

4.3 抗倾覆计算

为保证汽车吊在吊装中平稳运行,在运行设备前,要进行抗倾覆计算,使设备的稳定力矩大于倾覆力矩(受力简图见图2),根据《起重机设计规范》计算:

图2 汽车吊工作时受力示意

∑M=KGMG-KQMQ-KWMW=1×400000×3.45-1.2×126000×(6-3.45)-0.2×126000×14.7=624000N.m>0

故稳定性满足要求。

5 32T桥机安装专项安全技术措施

5.1 桥机起重吊装安全措施

5.1.1 起重吊装前

起重作业人员、桥机操作人员、司索工持特种作业证上岗,明确统一指挥,统一信号;办理特种设备安装告知书;将编制的桥机安装专项安全施工技术方案向作业人员交底,对起重吊装设备的安全性能进行全面充分检查,包括钢丝绳;对吊装工作全过程进行演练,所有参与人员明白自身职责、分工及工作内容和程序。

5.1.2 起重吊装过程中

施工区域设置安全警示区,专人监护[2],在起吊半径内严禁站人;为了防止起吊物件在空中旋转,回转角度过大,要在起吊物的两端系好风绳;起吊物有棱角、锋利的边缘时,要在起吊物的棱角处垫上柔软的物件,防止吊装物的棱角将钢丝绳割断;在信号不明确时严禁作业,吊车司机听从司索工一人的指挥,严格按照“十不吊”[3]原则落实,同时,拒绝司索工的违章指挥行为。

5.1.3 起重吊装后

吊装就位后,为确保大梁放置平稳,先观察大梁的防滑措施是否到位,是否有不稳定性,若存在不稳定性,司索工和吊装司机应及时配合调整;大梁放置稳定后,才能安排专业人员摘钩。

5.2 桥机组装安全技术措施

在桥机上组装作业,属于高处作业,应按照操作规程佩戴安全帽和安全带[4],穿工作服和防滑鞋,严禁在空中传递工具和材料;桥机上部和下部严禁交叉作业,特别是焊接作业时,要配置消防器材,安排专职人员在旁边监督;需注油的设备应不定期检查注油情况,确保注油量满足设计要求;桥机组织过程中使用的操作平台要安装防护栏杆,确保作业人员安全;组装过程中,要将牵引绳与钢丝绳区分开,并绑扎牢固。

6 32T桥机安装验收

6.1 安装验收程序

安装完成→施工单位自检合格→报监理→监理验收合格签字认可。

6.2 验收内容

(1)桥机机架及其他部件重要焊缝不得有裂纹、未融合等缺陷。

(2)桥机部件出厂合格证明、焊缝探伤报告及制作检查记录。

(3)桥机桥架和大车行走机构安装完成质量满足验收标准。

(4)钢丝绳机械性能符合《钢丝绳通用技术条件》(GB/T 20118-2017)标准,有产品合格证。

(5)桥机主梁的两端挡板安装是否到位[4],限位装置是否可靠,电器设备的接线、运行是否正常。

(6)吊钩应无缺陷、无补焊,应设有防止吊物意外脱钩的保险装置[5];吊钩装置两侧板的不平行度在长度方向应小于0.2 %;吊钩侧板应保证高度方向与钢板的轧制方向一致。

7 结语

天台抽水蓄能电站地下厂房32T桥机安装施工,在施工周期短、施工区域受限、施工难度大的条件下,采用多元化的管理手段,从人员、设备、材料、技术、环境方面考虑,通过危险源识别预控、安全技术措施、现场管控、安全验算、验收等多方面抓细抓实施工安全措施,降低了施工安全风险,消除了安全隐患,保证了安装质量,取得良好的安全效益和经济效益,为后期工程施工奠定良好的基础。