尾水肘管扩散段采用“小坦克”运输设计及施工

贾栋林

（中国水利水电第十四工程局有限公司机电安装事业部，云南 昆明 650032）

1 概述

福建厦门抽水蓄能电站地下厂房安装有4台套单机容量为350 MW的可逆式立轴水泵水轮机，其中尾水管及扩散段由10节组成，本体材质为Q345R，进水口直径2 585 mm，扩散段出口直径5 000 mm，进水口安装高程为EL.190.70 m，扩散段出口底板高程EL.183.00 m。其中第7～10节尾水扩散段位于尾水支洞和地下厂房桥机吊装限制线以外，需要桥机吊装至机坑后，再采用拖运方式移动一段距离后方可进行就位安装，如图1所示。

图1 福建厦门抽水蓄能电站尾水肘管整体安装示意图

2 尾水肘管扩散段拖运方式

根据厂家到货设备资料显示，福建厦门抽水蓄能电站尾水肘管扩散段第7～10节重量在5.6～9.0 t之间，其外形尺寸及单件重量如表1所示。

表1 尾水肘管扩散段第7～10节外形尺寸及单件重量表

考虑到尾水肘管扩散段具有体积大，重量重等特点，以往常规做法是在机坑铺设H型钢轨道，制作运输台车进行尾水肘管扩散段在机坑内的平行拖运工作，此种做法优点是运输平台及轨道扎实，缺点是用钢量大、制作比较费时费力，运输时比较笨重。

根据安装图纸，尾水肘管扩散段就位后，最终通过调整螺柱固定在尾水肘管扩散段基础墩的基础板上，可形成稳固的支撑结构形式，基于此现场初步得出若选取肘管扩散段本体支撑座作为支点，将其改造成可以活动的结构，则在满足部分肘管扩散段稳固结构的同时，又可部分整体移动。此种做法优点是结构简单，用钢量少，拆装都比较方便，缺点是仅适用于有本地支撑座的尾水肘管。

通过对厦门抽水蓄能电站尾水肘管扩散段本体结构的研究以及三维建模，可以确认尾水肘管扩散段第10节与第9节，第8节与第7节质量重心位于边缘4个支撑座的中心位置附近，现场若采用肘管扩散段本体支撑座作为运输支点，可形成稳固的肘管扩散段运输结构形式，为此，尾水肘管扩散段到货后，可先在安装间进行两两管节环缝的组对及焊接工作，待第10节与第9节、第8节与第7节环缝焊接完成并无损检测合格后，取第10节与第9节、第8节与第7节肘管扩散段外缘4个支撑座作为运输支点，对此两节尾水肘管扩散段外缘4个支撑座改装成运输“小坦克”，可方便完成尾水肘管扩散段在洞内的拖运工作。尾水肘管扩散段安装“小坦克”在洞内拖运方式如图2所示。

图2 尾水肘管扩散段洞内安装“小坦克”拖运方式示意图

3 运输“小坦克”改造

为尾水肘管扩散段拖运就位后方便调整，改装后的运输“小坦克”+运输H型钢轨道高度应与设计图纸上的尾水扩散段支撑调整座高度基本一致。这样可在运输就位后，采用机械千斤顶置换支撑调整座时，肘管扩散段不用顶起太高，就可以整体拆下运输“小坦克”及型钢轨道，更有利施工及安全保障。运输“小坦克”与肘管支撑座连接方式如图3所示。

图3 运输“小坦克”与肘管支撑座连接方式示意图

4 现场实施

运输“小坦克”采用CRM履带搬运“小坦克”改装，在其顶面并排加装一段25号工字钢结构支撑，上下两端采用钢板螺栓连接的方式，经受力仿真，其结构形式安全可靠，承载安全系数满足5倍垂直受力要求，如图4所示。

图4 改装后的“小坦克”结构形式

尾水肘管扩散段第9节与第10节、第7节与第8节环缝焊接完成后，在吊装前将改装后的“小坦克”安装在边缘4个支撑座上，螺栓固定后与肘管一起进行吊装，为方便肘管扩散段拖运就位后的精确调整，现场运输轨道铺设在尾水肘管支墩上，两轨道宽度与尾水肘管支墩中心线间距相同，H型钢与H型钢接缝处侧边采用连扳焊接，底部位于支墩基础板上，拖运时，采用固定在端部的5 t手拉葫芦将其缓慢拖移至安装位置，如图5所示。

图5 尾水肘管扩散段就位及拖运示意图

第9、10节尾水扩散段运输就位后，在出口断面两侧挂线垂，当实测断面线偏差≤3 mm时，在第9、10节尾水管扩散段底部采用4个16 t机械千斤顶进行支撑，将肘管扩散段顶高100～150 mm，拆除小坦克运输装置，并将小坦克运输装置安装至后两节扩散段肘管上。当第7、8节尾水扩散段运输就位后，拆除小坦克运输装置，将第9、10节再次顶高，将运输H型钢轨道一并分段拆除，再分段拆除H型钢轨道的同时，安装尾水扩散段的支座、肘管扩散段拉紧器，对第7、8与第9、10节对接环缝间隙、错牙进行调整，对第7～9节管口数据进行复测，满足设计要求后，先进行对节环缝的焊接，焊接完成后，复测第9、10节出口断面水流中心、高程、断面垂直度及管节里程方位等，满足要求后，将尾水扩散段支撑座底板进行焊接固定，待所有尾水肘管安装焊接完成后，再进行尾水肘管扩散段支撑座调整螺栓的焊接牢固。

5 结语

抽水蓄能电站尾水肘管是电站水轮机重要埋设部件，其结构型式成熟、固定，现场施工时可通过施工建模技术，开展施工创新工作，通过对尾水肘管扩散段运输工装系统的设计改进和计算校核，能够在确保施工安全和质量的前提下，有效提高施工进度并节约施工成本。