桃源水电站贯流式机组流道盖板安装工序优化

潘军伟，姜明忠，苏　朝，杨　乐(．中国水电顾问集团风电隆回有限公司，湖南邵阳400; ．中国水利水电第三工程局有限公司，陕西西安7006)

桃源水电站贯流式机组流道盖板安装工序优化

潘军伟1，姜明忠2，苏朝2，杨乐1
(1．中国水电顾问集团风电隆回有限公司，湖南邵阳422200; 2．中国水利水电第三工程局有限公司，陕西西安710016)

摘要:桃源水电站9台套机组流道盖板的安装因一些原因导致原定方案无法实施，经施工单位技术攻关并采取合理有效的工序优化，确保了流道盖板的安装工期和质量，为水电站快速装机的顺利开展奠定了坚实基础。图2幅。

关键词:水电站;贯流式机组;流道盖板;安装方案;优化

1　工程概况

桃源水电站位于湖南省桃源县城沅水流域，是沅水干流河段的第14座梯级电站，正常蓄水位39.5 m，无调节能力，为河床径流式水电站，上游距凌津滩水电站38 km。桃源水电站装机容量180 MW，装设9台20 MW的灯泡贯流式水轮发电机组，多年平均发电量为7.93亿kW·h，年利用小时数4 404 h，开发任务以发电为主，兼顾航运、旅游等综合利用。水轮机型号为GZ—WP—720，发电机型号为SFWG20—76/7450;机组容量为20 MW/21.05 MVA，电压10 500 V，电流1 157.6 A。机组支撑方式:管型座上下竖井和发电机辅助支撑;主轴布置形式:卧式、两支点、双悬臂式;最大水头9.7 m，额定水头5.6 m，最小水头2.0 m;额定流量410.97 m3/s，吸出高度－6.82 m，坝址多年平均含沙量0.062 kg/m3，多年平均输沙率138 kg/s。

流道盖板是灯泡贯流式机组的特殊部件，其主要分为以下构件:框架盖板，发电机框架基础，衬板，基础螺栓。由于其前期跟随土建进度进行预埋工作，施工进度直接影响到土建单位施工进度，进而影响到整座电站建设的关键线路。施工单位结合类似工程施工经验，对厂家作业指导书中流道盖板的施工工序提出质疑，并进行了工序衔接的创新和优化，安装质量、工期等成效显著。

2　厂家设计安装方案

2.1常规做法

作为机组安装前期预埋的三大部件之一，流道盖板又称为框架盖板，其基础和灯泡头、导流板一起构成了机组的进水流道，并承受着整台机组的各种力矩;其埋设完毕意味着水轮发电机组前期预埋工作结束，埋设出现偏差将直接影响到以后发电机进人竖井无法安装就位、机组充水时出现涌水漏水等情况，一旦流入发电机内部后果将不堪设想。根据以往其他电站同类型机组流道盖板安装经验，待流道顶部混凝土基础浇筑完成后，再进行流道盖板框架基础的就位和调整。待高程、中心桩号等调整完毕达到设计要求后，加固牢靠再浇筑二期混凝土。浇筑完毕后将流道盖板吊出，以留出空间作为发电机大件设备的吊物孔。

2.2厂家安装工序

整体吊装框架及框架盖板安装方法:管型座二期混凝土浇筑时进行框架基础预埋，包括框架地脚螺栓。确认框架盖板安装位置的面积和高度，将框架盖板安装使用楔形板放平并保证楔形板留有一定的调整余量。整体吊入框架和框架盖板组合体，垫入垫板用楔形板调整高程，旋紧地脚螺栓螺母;然后用铅锤和气泡水平仪及经纬仪等校准仪来校准框架盖板的中心、尺寸、水平和入口法兰的中心等。用角铁与地脚螺栓焊接连接固定位置并与钢筋焊接牢固。与管型座一起进行二期混凝土浇筑。

2.3存在不足

按照厂家设计安装方案，首先对框架基础螺栓进行预埋，然后是整体吊装框架及框架盖板，最后与管型座一起进行二期混凝土浇筑。按照此安装工序，框架基础螺栓与流道结构钢筋将会有多处发生冲突，而且框架基础和内部衬板加固量增加，施工人员作业空间受限，最大的隐患是框架基础加固强度及混凝土浇筑过程中的变形很难控制。安装单位及时向业主单位上报此方案存在问题，联合业主、监理、厂家、设计等多家单位实地勘察，经过激烈讨论分析得出此方案存在以下弊端:一是框架基础螺栓定位精度不能保证;二是框架加固强度不能保证;三是流道结构主钢筋多处需要切割，降低了混凝土结构强度;四是安装工序复杂，工期延长。

3　安装工序优化

3.1结合现场情况优化工序

为了不影响流道盖板的安装进度，本着节省时间、节省成本的原则，向业主及监理提议改变流道盖板厂家设计的安装方案，优化工序如下:工字钢立柱预埋(在浇筑流道顶板至▽29.07前埋设流道盖板安装固定支柱)→交土建浇筑至▽29.32→工字钢顶部配割及钢板焊接→框架与基础螺栓在安装间组装及封水焊接→框架吊装→框架盖板分瓣吊装→框架盖板整体调整→整体加固→交土建浇筑。

3.2具体安装方案

3.2.1工字钢立柱预埋

框架盖板分为3块，框架基础分为4根，其框架基础螺栓共72条，框架安装时必须先把基础螺栓外面1层的盒子切割掉(由于盒子较大，和土建钢筋网冲突)，只保留螺杆和垫块。准备24根20号工字钢，单根长度1.2 m;切割24块300 mm×150 mm×20 mm的钢板。利用框架基础图计算出每个工字钢的具体位置(见图1)。

图1　预埋工字钢布置示意

3.2.2工字钢顶部配割及钢板焊接

待土建单位在管型座二期回填至设计高程时，根据发电机框架基础图，利用全站仪分别对框架四角螺栓位置进行定位，以此4个点为基准点，拉上钢琴线，将工字钢安装到具体位置，并用水平尺将其调整垂直，最后进行加固焊接。浇筑1层300 mm厚的混凝土，浇筑过程中振捣时禁止碰撞框架基础。

待混凝土浇筑完成后，按照要求将工字钢配割并找平到同一高程，在每个工字钢上安装垫板，垫板与工字钢焊接时，必须保证垫板水平(见图2)。垫板安装完成后，将调整楔形板放置到每块垫板上，并将调整楔形板找平，调整楔形板顶面高程低于框架基础底面安装高程1 mm。

图2　工字钢顶部垫板示意

3.2.3框架安装

(1)组装支墩制作

根据框架的外形尺寸制作框架盖板组装支墩。

(2)框架组装

根据框架的外形尺寸将支墩布置在主安装场内，使用桥机将框架吊放到支墩上，并使用钢板尺配合水准仪将其调平，对接头处的错牙进行调整，框架接缝处错牙不超过0.30 mm，按照图纸要求对接缝处进行封水焊接并打磨光滑。

(3)框架与基础螺栓的组装

将基础螺栓安装在框架上。

(4)框架和基础螺栓的整体吊装

将组装完成后的框架和基础螺栓整体吊入基坑。

3.2.4框架盖板的吊装、调整

利用坝顶土建施工门机将框架盖板内部衬板进行吊装，吊装就位后，对组合面进行调整，组合面错牙不得超过0.30 mm;然后打紧把合螺栓，用0.05 mm塞尺检查不得通过。框架盖板组合完成后，对框架盖板的高程、中心桩号进行整体调整，调整完成后打紧框架盖板与框架的把合螺栓。根据厂家技术要求，按图纸要求进行整体加固，加固完成后，与管型座一起进行混凝土浇筑。

此方案报送业主、监理以及机组生产厂家审批，通过认真审批，一致认为此方案无论在质量、工期保证等方面都有很高的应用价值。9台套流道安装质量均满足设计规范要求，所有机组投产至今流道盖板未出现任何异常情况。

4　结语

流道盖板施工时优化预埋基础螺栓安装工序，同时调整混凝土浇筑分层划分等改进措施，有效避免了框架与基础螺栓错孔问题的出现;框架盖板安装高程、中心桩号等得到保证，减少框架盖板施工工序便于施工人员操作，施工工期得以控制，为后续施工创造了有利条件。

此方案在首台机组的成功应用为后续8台机组框架盖板安装提供了良好的经验，为桃源水电站快速装机的顺利完成奠定了坚实的基础;从根本上解决了贯流式机组框架盖板安装错孔问题，确保了框架盖板及其后续施工的质量，降低了建设单位投资风险，并早日实现经济效益回报。作为施工单位，我们要在大件设备安装前认真审核施工方案，尽量提前暴露问题和缺陷，及早处理，避免总装的过程中再处理，尽可能地将配合设备进行预装，才能顺利完成建设单位的投资目标。

责任编辑吴昊

作者简介:潘军伟(1987－)，男，助理工程师，主要从事水利水电工程施工管理工作。E_ mail: 781834019@ qq.com

收稿日期:2015－09－17