安谷水电站机组座环下护板分段安装方案优化

张 龙

(中国水利水电第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

1 概 述

安谷水电站是大渡河干流梯级开发中的最后一级，坝址位于乐山市市中区与安谷区接壤的安谷河段生姜坡，距上游沙湾水电站约35 km，下游距乐山市区15 km，电站采用混合式开发，水库正常蓄水位高程398 m，库容6 330万m3，设计引用流量2 640.9 m3/s，电站装机容量为772 MW，装设4台单机容量为190 MW轴流转桨式水轮发电机组(分别为1#、2#、3#、4#,也称大机)和1台12 MW轴流转桨式水轮发电机组(为5#，也称生态机组、小机)。

电站大机座环由上、下环板与24个固定导叶组成，作为顶盖及导水机构的支承平面，座环最大外径为13 900 mm，高度为4 484 mm，重量为204.5 t，分成4瓣运输到工地，单瓣重约51.1 t，在工地现场用螺栓连接。座环安装调整加固完毕进行下护板安装。原制造厂方案：以座环上法兰面为基准，在座环固定导叶上放出座环固定导叶之间的下护板安装高程并作出清晰的标记，在每个固定导叶上各点焊两块护板挂装的临时定位挡块。首先挂装1#～2#断面(定位节)，再顺时针、逆时针方向同时挂装，最后进行装焊拉紧[1]。若按照制造厂提供的护板安装指南进行安装存在问题。鉴于护板上端部与一期混凝土缝隙小，导致二期混凝土浇筑质量难以保证。为提高座环下护板二期混凝土浇筑质量，经现场有关各方充分讨论并征得制造厂同意，将部分下护板分割成两段并在护板内侧搭设支撑骨架进行护板的安装，通过方案优化，提高了二期混凝土浇筑质量，加快了施工进度。笔者介绍了具体的方案优化过程。

2 下护板安装方案

2.1 方案优化

座环下护板直板段最长达7.56 m。若采用制造厂安装指南提供的安装流程，虽然下护板安装质量能够得到保证，但其二期混凝土因护板上端部与一期混凝土缝隙较小而导致混凝土入仓和振捣困难，混凝土浇筑质量难以保证且因施工难度大导致进度缓慢。为确保座环下护板二期混凝土浇筑质量并加快施工进度，现场有关各方经多次研讨论证并征得制造厂同意优化了下护板安装方案，将座环下护板的安装工序及安装方式进行了调整，即将部分下护板分段并增设了下护板支撑骨架。实践证明：优化后，提高了下护板安装质量和二期混凝土浇筑质量，加快了施工进度。

2.2 下护板安装流程

下护板安装工艺流程见图1。

图1 下护板安装工艺流程图

2.3 护板分段

下护板在施工现场分段加工，分段位置位于座环底部座环基础螺栓紧固进人孔洞处，为避免出现十字焊缝，相邻两块护板分段位置错开不小于500 mm的距离进行分段。分段区域为-1#～8#断面，共14块，并对分段的第一段和第二段护板进行坡口加工[2]。

2.4 护板安装骨架的搭设

(1)为提高安装质量和加快施工进度，减少护板分段处由于混凝土浇筑引起的第一段和第二段护板可能出现的变形，在护板内侧采用10#槽钢搭设主支撑骨架。骨架布置方式为：相邻护板共用一根槽钢作为支撑体，将每根作为支撑体的槽钢上端加固在座环下环上，下端固定在蜗壳底面，具体的布置方式见图2、3、4。

图2 下护板安装支撑系统图

图3 下护板安装支撑平面图

(2)根据埋入部分的装配图、基础环加工图、座环加工装配图，以座环上法兰面为基准，在座环固定导叶上放出座环固定导叶之间的下护板安装高程并作出清晰的标记，用L50角钢焊接出水平异形板、圆弧过渡段的安装限位支撑[3]。

2.5 护板安装

2.5.1 下护板第一段的安装

(1)首先挂装1#～2#断面(定位节)的下护板第一段，挂装时利用已经做好的支撑骨架，直接将护板紧贴于骨架槽钢上，然后用全站仪检查护板外侧的方位偏差。

(2)检查完成后，对护板内部进行加固，加固方式见图5。

图4 下护板安装支撑剖面图

图5 下护板浇筑支撑图

(3)按照以上步骤顺时针、逆时针方向同时挂装剩余-1#断面至8#断面的护板下段。

(4)按照(1)、(2)步骤安装9#～19#断面、-1#～-3#断面的下护板安装，调整相邻下护板间隙、错牙，其间隙不应大于3 mm，错牙应不超过1.5 mm。

(5)安装19#断面及-4#断面护板。该处护板根据固定导叶头部异形进行配割。

(6)对各个断面纵缝进行焊接。焊缝焊接时应由多名焊工同时对称分段退步焊接，焊接时应保持焊接速度一致。

2.5.2 下护板第二段的安装

下护板第一段浇筑完成后，在下护板外围搭建操作及焊接平台，然后进行下护板第二段的安装工作[4]。首先挂装1#～2#断面(定位节)的下护板第二段，挂装时利用已经做好的支撑骨架直接将护板紧贴于骨架槽钢上，然后用全站仪检查护板外侧的方位偏差。检查完成后，对护板内部进行加固，加固方式见图5。

(1)按照以上步骤顺时针、逆时针方向同时挂装剩余-1#断面至8#断面的护板第二段，调整相邻下护板间隙、错牙，间隙不应大于3 mm，错牙应不超过1.5 mm。

(2)先进行第二段各个断面的纵缝焊接，再进行下护板第一段与第二段的环形缝焊接。焊缝焊接时应由多名焊工同时对称分段退步焊接，焊接时应保持焊接速度一致。

2.5.3 座环上部异形导流板及圆弧过渡段的安装

(1)根据支撑骨架安装过程中焊接的限位角钢，在其上面先安装异形板，异形板与基础环外圆止口紧贴，调整下护板过流面至座环上法兰面距离为3 384 mm；调整相邻下护板间隙、错牙，间隙不应大于3 mm，对于大于3 mm的部位应采用先长焊的办法进行处理直至间隙不大于3 mm为止，错牙应不超过1.5 mm；对于局部错牙大于1.5 mm且不可调整的部位采用焊缝平滑过渡。

(2)圆弧过渡段的安装。根据已经安装好的各块异形板，按照对应编号安装圆弧过渡段，调整相邻护板间隙、错牙，间隙不应大于3 mm，错牙应不超过1.5 mm。

(3)座环固定导叶之间的异形板及圆弧段的焊接。护板焊缝焊接时应由多名焊工同时对称分段退步焊接，焊接时应保持焊接速度一致。固定导叶之间的异形板及圆弧段焊接时，先焊异形板与过渡段的组合缝，后焊异形板各节间焊缝，然后施焊异形板与基础环焊缝，最后焊异形板与24个固定导叶焊缝。在固定导叶之间的下护板焊接过程中应监视座环、基础环水平的变化情况，以便调整焊接顺序，从而保证座环水平、圆度在上护板焊后也满足相应的要求[5]。

(4)背板处理。异形板及圆弧段所有焊缝焊接完成后，在圆弧段与下护板第二段的焊缝后加装背板，采用50#扁铁电焊封住该处焊缝，待混

凝土浇筑完成后进行该焊缝的焊接。

3 结 语

安谷水电站下护板安装方案的优化，既保证了下护板本身安装质量的要求，又解决了二期混凝土浇筑问题，促进了施工进度，对大型轴流转桨式机组水轮机埋件安装具有一定的借鉴价值。