渡吊技术在积石峡水电站水轮机座环吊装中的应用

李永强，张春海，王 英

（1.中国水利水电第十工程局机电安装分局，青海 循化 811100；2.黄河上游水电开发有限责任公司工程建设分公司，青海 西宁 810000；3.中国水利水电第四工程局机电安装分局，青海 循化 811100）

0 概述

黄河积石峡水电站座环采用双平板式的钢板焊接结构，由上、下环板与固定导叶刚性连接。上、下环板用优质的抗撕裂Q345CZ35型钢板焊接制成。固定导叶采用Q345C钢板加工而成。座环高度5 027 mm，分4瓣在厂内制造，蜗壳尾部及舌板在制造厂内焊在其中1瓣座环上，质量为54 t，其余每瓣质量分别为42.625、41.575、38.815 t。合缝面在制造厂内精加工，并配有定位销，采用预应力螺栓把合后焊接而成；焊缝坡口为U形。

根据积石峡水电站主厂房土建施工进度，在1、2、3号机组座环安装时，厂房桥机尚未投入使用，根据土建单位预报的施工进度，在1号机座环安装前安装间也不具备座环卸车及安装条件；厂房上游墙只完成桩号厂左0+15.78以左混凝土浇筑。尾水平台部位1 764.80高程布置的1号塔机在回转半径49.25 m时，其最大起重力为160 kN；尾水平台部位1 764.80 m高程处布置的STDQ1800/60门机在回转半径52 m时，其最大起重力约270 kN；安装间上游侧部位布置的额定起重力为300 kN的2号塔机在回转半径31.65 m时，其最大起重力为320 kN，也不能单独吊装，以上3台现场起吊设备均不能独立完成单瓣座环的吊装任务，由于塔机的转臂较长，也不宜采取2台塔吊抬吊的方式。

1 座环进场运输及卸车

分瓣座环利用2 200 kN汽车吊在机电仓库装车，用60 t平板拖车将各机组分瓣座环从设备库运至厂坝间压力钢管下平段1 785.95 m高程机组对应部位，利用2 200 kN汽车吊卸车，并由2 200 kN汽车吊及吊车配合将分瓣座环由平放状态翻转至站立状态，吊放在座环安装工位上游侧1 772.90 m高程处，再利用布置在座环安装工位上、下游处的渡吊工装将分瓣座环逐瓣吊放到对应的座环支墩上。

2 渡吊技术

2.1 分瓣座环吊装方案的确定

根据各台机组厂坝间、机坑、尾水等部位在座环吊装前的浇筑进度，进行地锚的制作和安装，待其混凝土强度达到设计要求后进行使用。在现场布置渡吊工装，并进行载荷试验，利用渡吊工装将分瓣座环从蜗壳层吊运至座环支墩上，初步调整就位后用型钢进行临时固定。各台机组的吊装方式基本一致。

2.2 人字桅杆设置

在厂房下游蜗壳层1 771.70 m高程地面（约厂下0＋10.00）安装1套人字桅杆，人字桅杆采用φ426 mm厚10 mm长度15 m的无缝钢管制作，所有焊缝需在现场作PT检测。人字桅杆根据分瓣座环重心位置沿机组横向中心线设置，桅杆可根据需要在横向移动，以满足分瓣座环安装就位的需要。分瓣座环吊装吊具的设计制造应满足高度要求。

2.3 人字桅杆缆风绳及卷扬机地锚设置

2.3.1 地锚的布置

主地锚为钢板焊接结构，其设计荷载1 000 kN，根据座环重心吊点位置，每台机组在上游（厂上0-16.00）设置3组，埋设高程1 786.0 m。各种地锚的安装与土建混凝土施工同步进行。

2.3.2 卷扬机及其起重绳转向地锚布置

在厂房下游侧蜗壳层1 771.70 m高程，上游墙1 772.90 m、下游副厂房1 771.70 m高程处各布置1台卷扬机，其额定起重力为100 kN。为保证卷扬机在起吊过程不发生位移，每台卷扬机设3个地锚，地锚设计荷载3×50 kN。

座环吊装时，在主厂房下游尾水副厂房（厂下0+34.20，1 767.50 m高程）设置人字桅杆主缆风地锚，下游埋设6个600 kN的地锚。根据座环重心吊点，人字桅杆需移动3次，人字桅杆的主缆风地锚设计荷载2×600 kN。必需协调有关单位做该部位的混凝土强度试验，待座环吊装完成，即尾水的6个地锚使用结束后土建单位方可继续浇筑1 767.50 m高程以上混凝土，备仓工作可以穿插进行。

2.4 人字桅杆及渡吊工装负荷试验

负荷试验采用实物法，将分瓣座环利用渡吊工装吊起离地面约300～500 mm后停止起升，检查卷扬机、地锚、钢丝绳、人字桅杆的焊缝及连接螺栓等有无变化，如有受力不均匀等情况，应进行处理。确认无异常情况后，以同样的方式再试吊3次。负荷试验过程中要全面检查地锚、钢丝绳、卡环、人字桅杆的焊缝及连接螺栓等的可靠性。负荷试验通过后方可投入分瓣座环的吊装工作。

2.5 分瓣座环吊装

2.5.1 分瓣座环吊入前的准备工作

分瓣座环吊入机坑前，应在1 771.70 m高程地面及机坑放置座环安装基准点、线，以确保分瓣座环渡吊到机坑后能准确地吊装至安装位置。

分瓣座环吊入机坑前，应将高2 505 mm，上口直径约φ7 900 mm的基础环在机坑外组合后，利用布置在尾水平台的1号M900塔机吊入机坑，吊入机坑后，应将基础环的方位（X、Y方位线）初步调整至与机组方位一致，后吊入机坑中临时加固，并在基础环上法兰面1 773.78 m高程处搭设座环组装工作平台。

对座环基础垫板等施工区域进行初步清扫，并复查基础垫板顶面高程，根据设计图纸布置楔子板，使楔子板顶部高程比设计高程略低5 mm；同时，根据设计图纸将地脚螺栓吊放至相应的地脚螺栓孔。

2.5.2 分瓣座环吊入机坑

将座环运至压力钢下平段1 785.95高程平台，用2 200 kN汽车吊卸车，并进行起落试验，检查制动系统。

利用2 200 kN汽车吊主钩将两个钢丝绳系挂在座环上部的两个吊耳上，同时在主钩上挂一个100 kN倒链，倒链吊钩上的钢丝绳头系在座环上部中间吊耳上。利用2 200 kN汽车吊将分瓣座环吊放在1 772.90 m高程蜗壳层地面上，根据安装顺序利用人字桅杆及专用渡吊工装将分瓣座环吊放在座环支墩上进行组装。分瓣座环渡吊见图1。

3 座环的临时加固

分瓣座环吊装就位后，通过卷扬机小幅度升降渡吊工装主钩，检查座环与基础支墩埋板的接触情况，调整楔块位置及搭接量，确保座环放置稳定。

图1 正在渡吊的分瓣座环

为保证安全，需对单瓣座环采取临时加固措施。利用4根长度均为8 m的25号工字钢，在座环两头距离端面800 mm，离上法兰面1 000 mm处加板焊接，下端与蜗壳层预埋件焊接，要求焊接加固牢靠；或利用50 k手拉葫芦也可作为临时加固工具。相邻分瓣座环吊入机坑后，应调整分瓣座环组合面间隙，利用组合螺栓将相邻分瓣座环组合在一起。

座环加固工作完成，经质安部门验收通过后，解除主钩上的钢丝绳。最后返回吊运其他分瓣座环。

4 座环吊装安全控制

（1）在利用渡吊工装进行荷载试验及分瓣座环吊装过程中，应设置专人对人字桅杆地锚、缆风绳地锚、卷扬机地锚、卷扬机、滑车等进行监护，随时观察起吊工装、工器具的受力情况，如有变化，及时通知吊装总指挥，确保座环吊装安全。

（2）利用渡吊装置吊装分瓣座环前，应在渡吊装置所涉及的起重工作范围内，设置明显的安全标志，防止非起吊工作人员进入吊装现场。

（3）渡吊工装进行荷载试验及分瓣座环吊装过程中，总指挥、操作人员、监护人员之间可通过对讲机来实现统一指挥。

（4）凡用于设备吊装的机具、绳索、吊具在使用前必须详细检查，由专职工程师组织质检员、安全员共同鉴定，确认合格方可使用。

5 结语

积石峡水电站分瓣座环单件质量大，体形不规则，且现场起吊设备无法满足就位需要，施工单位因地制宜，采用了渡吊技术将3台机组水轮机分瓣座环安全、顺利地吊装就位，确保了电站整体目标工期的实现，降低了施工成本，丰富了吊装经验。

［1］GB 8564—2003 《水轮发电机组安装技术规范》.

［2］GB 6067—85 《起重机械安全规程》.