某水电站缆机安装技术分析

郭新瑞

（中国水利水电第八工程局有限公司 湖南长沙 410000）

某水电站缆机安装技术分析

郭新瑞

（中国水利水电第八工程局有限公司 湖南长沙 410000）

在水电站建设中，缆机的应用是必不可少的，如：竖井压力钢管吊装、混凝土浇筑等均离不开缆机系统，缆机系统正常运行与否，直接关系着水电站工程是否能够按期完成，本文就水电站缆机安装关键技术及其应用进行了详细分析。

水电站；缆机；安装

1 引言

缆机系统是水电站建设中的一大重要设备，加强其安装技术研究对于保证工程整体是施工质量具有重要意义。在水电站工程施工中，应根据地形和工程需要合理的选择、设计缆机布置和结构形式，以保证使用的便利性与经济性。

2 缆机的主要结构形式

缆机的主要结构形式有：平移式缆机、辐射式缆机、固定式缆机、摆塔式缆机、缆轨式缆机、摆幅式缆机等。

3 水电站缆机安装技术实例分析

某工程的缆机布置采用双平移式，平移式缆机的特点是：覆盖面积大，两岸的大车均可进行上、下游的移动，使用操作方便，而轨道平台的开挖量较大，且造价较高。该工程跨度561.42m，左、右岸缆机基础及开挖边坡均与坝基开挖边坡相接。缆机土建工程由左右岸缆机基础二期开挖、支护；固结灌浆；地梁钢筋安装、一期、二期混凝土浇筑以及预埋件及锚索等工程组成。缆机的安装、调试按施工图纸、缆机生产厂家技术说明书的要求和有关规定，并在厂家的指导下进行。

缆机安装总体思路为：首先进行缆机轨道埋件安装、轨道安装和各个卷扬机锚点预埋工作，当轨道安装长度具备安装缆机结构件的条件后，进行缆机结构件安装。并同时进行临时承载索道系统安装工作。主副塔结构件安装主要采用50t汽车吊和25t汽车吊配合。

为保证工期目标，缆机安装采用流水线作业方式，两台缆机依顺序进行安装。当第一台缆机主副塔架安装完成后，利用卷扬机将塔架拖拉到预设的主索过江轴线上固定，然后主索从左岸向右岸方向过江，安装完主索系统后，利用卷扬机将该缆机拖拉离开过江轴线位置，再进行其余设备的安装和缆机调试。主索过江位置进行第2台缆机的主索过江工作，依此类推，当各个缆机的机械设备、电气设备、机房的安装、穿绕工作绳索与吊钩安装、电气系统调试等工作完成后，最后进行缆机的负荷试验，试运行、竣工资料的整理与正式运行等工作。

3.1 轨道安装技术要求

（1）缆机轨道安装前，对钢轨的形状尺寸进行检查，发现有超值弯曲、扭曲等变形时，进行矫正，并经监理人检查合格后方可安装。

（2）吊装轨道前，测量和标定轨道的安装基准线。轨道实际中心线与安装基准线的水平位置偏差，每10m应不超过2mm。

（3）轨距偏差每30m应不超过＋3mm，－1mm。

（4）轨道顶面的纵向倾斜度：不大于1/1000，每2m测一点，在全行程上最高点与最低点之差应不大于10mm。

（5）同跨两平行轨道在同一截面内的标高相对差应不大于5mm。

（6）轨道在全长内要焊接为整体，轨道的焊接执行缆机设备制造商提供的规范，焊条的选择执行设计要求的焊条规范标准。

（7）轨道安装符合要求后，全面复查各螺栓的紧固情况。

（8）轨道两端的车挡应在吊装缆机前装妥；同跨同端的两车挡与缓冲器应接触良好，有偏差时应进行调整。

3.2 缆机的配置

3.2.1 承马

承马部分的作用在于承托起升与牵引工作绳，通常有固定张开式、自行式、牵引式等不同的形式，其中，固定张开式的承马，是通过一对半圆夹固定在承载索上，当小车高速通过时，会迅速张开或闭合，其优点就在于轻巧，且使用的数量并无限制，加上各个承马的间距，并不会随小车位置改变而变化，并且不会增加承载索与牵引绳之间的附加磨损。

3.2.2 承载索

承载索，又称为主索，是小车的主要运行轨道，需要承受架空部分的全部重量，以及小车自身的载荷。该轨道会将载荷传至两岸的塔架，因而要求其具备较强的抗拉强度、耐磨性、抵抗冲击和弯折能力。在很多的国内工程中，已开始投入运行的进口和国产缆机，基本上都采用的是Z型钢丝、内层为圆钢丝的密闭索等，具体可根据主索的直径、受力等因素进行计算选择，以减轻小车在实际运行中的阻力、磨损程度等。

3.2.3 工作绳

缆机的工作绳特点在于长度长，工作级别较高。实际工作中，应当选取合适规格型号的钢丝绳，从而尽可能延长其使用寿命、降低运行成本等，是缆机设计和运行阶段中应当充分考虑的重要因素之一。当前，进口和国产的缆机，基本上都采用的是面接触特种钢丝绳，其使用寿命已经提高了2～3倍。

3.3 主车安装

缆机主车安装工艺流程：行走台车安装样点放置→行走台车吊装→行走台车定位及固定→揽机平台吊、安装→揽机电气室及机房安装→主车钢结构吊装→天轮装置安装。

3.3.1 行走台车安装

利用用已布置在左岸缆机安装工作平台上的汽车吊分别吊装上、下游侧行走台车，并利用角钢、千斤顶等对行走台车进行固定，角钢应与轨道周边的钢筋锚固点进行可靠焊接。检查行走台车定位尺寸应在允许值内，检查上下游台车的相对距离及组合螺栓孔距，并与主车螺距进行比较，以便对行走台车的定位点进行必要的调整。

3.3.2 缆机平台安装

①清理检查缆机平台组合面与行走台车组合面，并用刀尺检查应无局部高点，检查组合螺栓孔并用圆挫挫平局部高点和毛刺。②清洗组合螺栓，并涂装润滑剂。③利用布置在左岸缆机安装平台上的50t汽车吊吊装缆机平台，插入组合定位销钉，检查平台与行走台车组合面的间隙应均匀，将组合螺栓全部插入并按照供货商要求安装技术要求分多次对称均匀拧紧，根据供货商技术要求选择用扭力扳手检查连接螺栓预紧力矩或检查连接螺栓伸长值应达到设计要求。

3.3.3 起升机构、牵引机构安装

①清理检查缆机平台与起升、牵引机构组合面，并用刀尺检查应无局部高点，检查组合螺栓孔并用圆挫挫平局部高点和毛刺。②清洗组合螺栓，并涂装润滑剂。③利用布置在左岸缆机安装平台上的50t汽车吊吊装起升机构、牵引机构，牵引卷筒用50t和25t进行抬吊，插入组合定位销钉，检查起升和牵引机构与缆机平台组合面的间隙应均匀，将组合螺栓全部插入并按照供货商要求安装技术要求分多次对称均匀拧紧，根据供货商技术要求选择用扭力扳手检查连接螺栓预紧力矩或检查连接螺栓伸长值应达到设计要求。

3.3.4 电气房和机房结构安装

①各电气设备在机房封顶前吊入，吊装利用50t汽车吊和25t汽车吊。电气设备安装完毕后，吊装机房结构，将机房封顶，检查机房各组合部位应无缝隙。②各电气盘柜安装就位后，检查电机绝缘与接地应满足设计要求。③进行电气电缆敷设及接线，配线完毕进行对线检查，通电检查电机电源相序。

3.3.5 主车钢结构主梁安装

主车钢结构在左岸缆机安装平台上进行预拼，然后用50t吊车整体吊装，吊装就位后用支架和缆风绳进行可靠固定。

3.3.6 上支牵引索塔架的安装

用50t汽车吊在地面将上支牵引索支架分成两段整体拼装后依次进行吊装，安装完成后，要对塔架进行测量，校对塔架的垂直度，是否符合设计要求。用力矩扳手校对螺栓的预紧力。检查滑轮等设备的情况。

3.4 副车安装

（1）缆机平台安装：副车缆机平台安装工艺与主车同。

（2）副车牵引塔安装：①清理检查副车牵引塔与行走台车组合面，并用刀尺检查应无局部高点，检查组合螺栓孔并用圆挫挫平局部高点和毛刺。②清洗组合螺栓，并涂装润滑剂。利用布置在副塔缆机安装工作平台上的50t汽车吊吊装副车牵引塔，插入组合定位销钉，检查牵引塔与行走台车组合面的间隙应均匀，将组合螺栓全部插入并按照供货商要求安装技术要求分多次对称均匀拧紧。

3.5 主索过江施工

（1）缆机主索卸车：缆机主索总重约80t（含主索卷筒），利用两台50t汽车吊和简易龙门架进行卸车和吊装。简易龙门架采用一台15t卷扬机作为驱动装置。

（2）主索过江施工步骤：临时承载索垂度调整→卷扬机等设备维护及工器具准备→主塔侧主索浇头→主索过江准备→主索过江→副塔侧主索浇头→主索过江完成，主塔侧挂装完成→副塔侧主索头挂装完成，并张紧到设计垂度。

4 结语

在大型水电站的缆机安装过程中，必须重视缆机的选型、配置合理性，以保证缆机投运后，混凝土浇筑、金属结构吊装的便利性以及缆机运行的安全性。因当前仍然缺乏缆机主索寿命试验和实际应用的统计数据，因而必须严格掌握安装过程中的关键技术与要点内容，从而保障缆机安装质量与使用效果。

[1]朱希玲.绞缆机刹车系统改进设计[J].上海工程技术大学学报，2015，29（2）：110～112.

[2]薛宝臣，范建章.大华桥水电站拦河坝施工缆机设计[J].云南水力发电，2014，30（4）：1～2.

TV543

A

1004-7344（2016）36-0252-02

2016-11-25

郭新瑞（1985-），女，工程师，本科，主要从事机电技术及物资管理工作。