抽水蓄能电站竖井压力钢管安装技术

陈博（中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁 沈阳 110003）



抽水蓄能电站竖井压力钢管安装技术

陈博
（中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁 沈阳 110003）

［摘 要］江西洪屏抽水蓄能电站每条引水洞共有2条竖井，上竖井高程差277 m，下竖井高程差295 m，施工危险等级较高，压力钢管安装采用了合理的施工安全技术措施，取得了良好的效果。

［关键词］竖井；压力钢管；安装技术

1　概述

江西洪屏抽水蓄能电站装机容量为1 200 MW （4×300 MW），压力钢管主要布置在输水系统，输水系统由上游引水系统和下游尾水系统组成，引水系统为二洞四机布置，由上库进/出水口、上库闸门井兼调压室、上平洞、上竖井、中平洞、下竖井、下平洞、岔管和引水支管等组成，引水系统（除上平洞、上库闸门井兼调压室）均用钢管衬砌。其中两条引水上竖井深度均为277 m，钢管内径为5.2 m；两条引水下竖井深度均为295 m，钢管内径为φ4.8～5.2 m。

2　工程分析

2.1工程重点

4条引水竖井深度大，施工技术难度大、安全威胁大；地质条件较复杂，工序转换多，压力钢管的运输，吊装、组对、焊接方案必须合理、可靠；施工中必须严格落实做好每一环节安全技术措施，以确保施工人员的安全、及设备运行稳定、可靠。

2.2工程危险点分析

整个工程的重要危险点详见表1。

3　施工期安全技术方案

3.1竖井施工现场布置

竖井施工现场布置示意图（见图1）

表1　工程重要危险点表

3.2施工平台的施工安全技术方案

3.2.1施工平台结构形式

竖井施工平台利用型材和钢板焊接而成，共分4层，前3层高度根据钢管高度确定为3 m。其中上层平台为钢管管节调整、组拼平台；第二层平台主要用于存放焊接设备和各种临时材料；第三层平台为焊接平台，同时用于载人吊笼的临时存放，第四层平台高度为6 m，用于焊缝打磨、探伤、缺欠返修及防腐施工平台。

图1　竖井施工现场布置示意图

3.2.2施工平台防坠落安全技术方案

整个施工平台自重5.35t，施工平台最大承载为16.97 t（包含设备、材料、钢丝绳、电缆、载人吊笼、施工人员等），整个施工平台共设置3根主梁，布置在上层平台，其中1根主梁用于承受载人吊笼系统产生的荷载，其余2根主梁用于整个施工平台的固定与起升。在上层平台四角焊接8个吊耳，其中4个吊耳利用板件及卸扣将施工平台悬挂于已装钢管管壁上口的4个吊耳上，另外4个吊耳作为起吊施工平台的备用吊点。

竖井施工平台采用板件悬挂及固定为国内竖井钢管安装工程的第一次使用，其优点在于能承受较高的抗拉、抗剪力，安全系数极高，它与传统使用钢丝绳作为连接形式相比，避免了在焊接过程中，钢丝绳被用作电焊机零线，造成钢丝绳熔断，施工平台坠落的危险。

3.3载人吊笼系统的施工安全技术方案

3.3.1载人吊笼系统结构型式

1）载人吊笼系统由吊笼、升降系统及防坠系统等组成。通过布置在竖井内上层施工平台底部的2个定滑轮与施工平台相连接，其结构型式以及与工作平台的连接方式详见《图1竖井施工现场布置示意图》。

2）载人吊笼采用矿用GLS-05型立井单绳罐笼。升降系统主要用于控制吊笼的升降，由一台5 t卷扬机和1个定滑轮和1组动滑轮导向装置组成。5 t卷扬机钢丝绳首先利用布置在竖井下弯段底部的1组定滑轮进行第一次导向，而后在通过预先布置在竖井上层施工平台底部的2个定滑轮进行二次导向，最后在进过安装在吊笼顶部的动滑轮第三次导向，返回竖井上层施工平台底部并锁死。

3）防坠装置主要用于防止吊笼升降过程中由于其起吊钢丝绳突然发生断裂而引发的高空坠落事故，该套装置由防坠器、2台2t手动绞车及2组定滑轮导向装置组成。2台2t手动绞车安装在竖井下弯段内，其钢丝绳利用布置在竖井下弯段底部的2组定滑轮导向装置与防坠器连接后，在竖井上层施工平台底部进行锁定。

3.3.2载人吊笼系统的使用方法

载人吊笼系统安全连接后，操作2台2 t手动绞车，调整钢丝绳张紧度至安全使用范围。载人吊笼系统在使用时，只需操作5 t卷扬机，即可实现吊笼的安全升降。由于载人吊笼系统合理的防坠装置，使得在吊笼整个升降过程中，既可以有效预防人员高空坠落事故的发生，又可以防止吊笼发生旋转，确保了施工人员的生命安全。

3.3.3设备的选型

1）吊笼、防坠器及附件。吊笼、防坠器及附件为特种设备，应根据现场使用情况选择具有安全生产资质的厂家。载人系统中的吊笼选用矿用GLS-05型立井单绳罐笼，该吊笼安装有BF0511型防坠器，载人吊笼型号为GLS-5型。

2）5t卷扬机。使用JM5型双液压抱闸型慢速电动卷扬机，钢丝绳额定速度不大于10 min，钢丝绳直径φ22（6×37+FC），卷筒容绳量为800 m，卷扬机配备有高度限制器及过载自锁装置，可有效的防止吊笼在起升过程中发生冲顶事故及负荷过大发生电气系统故障。

3）2台2t手动绞车。使用SC2型手动绞车，钢丝绳直径φ226×37+FC），卷筒容绳量为310 m。3.3.4载人吊笼在使用过程中的注意事项

1）防坠装置在正式使用前应做等负荷坠落试验。

2）在钢管吊装前应先适当放松载人吊笼系统中5 t卷扬机及2台2 t手动绞车钢丝绳，钢丝绳放松长度应满足：5 t卷扬机不少于2倍施工平台提升高度，2台2 t手动绞车不少于1倍施工平台提升高度，以实现在钢管吊装时载人吊笼系统中5 t卷扬机、2台2 t手动绞车钢丝绳与竖井作业平台的同步升降。待作业平台悬挂到位后，应重新调整2台2 t手动绞车钢丝绳的张紧度至安全使用范围。

3）定期按规定对载人吊笼系统所使用的钢丝绳进行检查及维护保养。

3.4竖井防高空坠物安全技术方案

3.4.1防高空坠物结构形式

竖井防高空坠物采用在待安装压力钢管上管口加盖安全顶盖的形式（见图1），安全顶盖利用型钢和钢板焊接而成，直径与压力钢管加劲环外径相同，在安全顶盖上部沿周长一周方向布置了8块翻板，翻板张开后安全顶盖直径可增大至与竖井开挖洞径相同。安全顶盖上布置有1个进人孔4个吊耳孔，吊耳孔位置与压力钢管内壁布置的吊耳相对应。

3.4.2安全顶盖的使用方法

1）安全顶盖每次随压力钢管一起吊放，在吊放过程中应注意将翻板收起，以免与井壁碰触。

2）安全顶盖随压力钢管一起吊放到安装位置后，施工人员从竖井施工平台上利用爬梯沿待安装压力钢管内壁攀爬至安全顶盖上部，打开翻板，摘除吊钩。然后开始进行压力钢管安装工作。

3）压力钢管焊接完成后，收起安全顶盖翻板，利用竖井压力钢管安装用桥机将安全顶盖吊出井内。

3.5施工用电安全技术方案

3.5.1施工用电技术方案

竖井压力钢管安装用电采用从下到上的形式，配电屏布置在竖井施工平台第二层平台上，电源直接从布置在下平洞的用电盘柜接引。电缆在竖井内采用φ10钢丝绳绑扎悬挂，电缆随着竖井施工平台的起升而起升。

3.5.2安全用电技术措施

1）施工现场用电采用三相五线制，电气设备的金属外壳必须与专用保护零线连接。

2）施工现场所有用电设备必须在设备负荷的首端安装漏电保护器。

3）在桥式起重机上安装1～2组大功率投射灯作为竖井主要施工照明，在作业平台上辅以若干12 v低压灯具及高亮度手电筒进行局部照明。

4）对于突发性停电的紧急情况将采取以下措施：

①立即检查大型机械、吊笼等用电设备停止运行后的状态及限位效果，以保证一旦施工现场通电后用电设备第一时间正常启动安全施工。

②立即了解确认停电原因，关闭外部电源并启动备用电源，保证施工现场临时用电。

3.6施工通讯及监控安全技术方案

3.6.1施工通讯

载人吊笼乘坐过程中必须保证信号正确、清楚并保持通讯畅通。为避免因通讯故障而发生事故，采用两套通讯方式

1）采用大功率对讲机进行施工通讯。要求现场每个施工作业面配备的对讲机数量不少于2台，且必须配备对讲机专用充电器一套。

2）在施工现场安装一套有线电话系统，作为备用通讯设施。

3.6.2工业电视

为便于卷扬操作工监视载人吊笼进出工作平台时的情况，防止载人吊笼进出施工平台时碰撞到工作平台导致吊笼坠落，引起事故。在竖井第三层及第四层施工平台之间各安装一套工业电视监控系统。

4　结语

江西洪屏抽水蓄能电站，引水洞竖井钢管安装高程差最大295 m，施工危险等级较高，采用了合理的安全技术方案，取得了良好的效果。

1）在竖井压力钢管安装过程中使用4层安装施工平台，采用板件对平台进行悬挂锁定，消除了施工平台在坠落的隐患，确保了施工安全。

2）在载人吊笼系统使用了安全、先进的设备及装置，确保了载人吊笼系统平稳安全的运行。

3）在压力钢管顶部加装安全顶盖，有效的解决了井壁岩石从高处坠落造成人员伤亡的问题。

4）采用了合理的用电技术方案，增加了备用电源，确保了施工用电安全。

5）选用两套施工通讯方案，确保了通讯的畅通；增加了工业电视监控系统，使卷扬机操作人员能直接的观察载人吊笼进出施工平台情况，便于安全操作。

［中图分类号］TV743

［文献标识码］B

［文章编号］1002－0624（2016）02－0017－03

［收稿日期］#2015-06-30