水电站竖井提升绞车安全高效安装技术研究

邵 祥

（中国水利水电第五工程有限公司，四川成都 610060）

0 引言

提升绞车在水电站竖井工程施工中得到广泛应用，但提升期间可能出现绞车断绳、过卷等问题，轻则影响施工进度，重则诱发安全事故[1-2]。为了在安全的前提下顺利完成水电竖井的施工作业，需规范安装竖井提升装置，以满足水电竖井的施工要求，因此加强对安装技术的研究具有必要性[3-4]。

1 工程概况

下凯富峡水电站调压井采用阻抗式调压井，开挖直径36 m，井深132 m，衬砌后直径32 m。配套的事故门和工作闸门安装在调压井与发电洞连接部位，工作闸门启闭机布置在工作闸门室内，闸门室与调压井交通洞连接[5]。

2 提升绞车的设备选型、参数计算及布置方式

2.1 选型及参数

按每次载4 人计算，结合调压井溜渣井尺寸（深约110 m，扩挖直径4 m），配置重量约为725 kg、直径1.25 m、高度2.0 m的圆形吊笼，每人重量按100 kg 考虑，安全系数取1.5，提升总重约为1.7 t。为保证提升的安全性，配置额定功率为55 kW 的电机和提升能力为5 t 的JTP-1.2x1（P）型矿用提升绞车，卷筒容一层缠绕绳量158 m，提升机滚筒直径1.2 m、宽度1.0 m，以0.5 m/s 的速度平稳提升。

2.2 钢丝绳的配置

考虑载人和载货两种工况，经计算后确定钢丝绳所需承载的拉力F，进而配置钢丝绳。

（1）载人。提升绞车每次载4 人，吊装总重1125 kg，则有：F=mg=1125 kg×9.8 m/s2=11.03 kN，安全系数取12，则F破=F×12=132 kN，其中F破为钢丝绳最小破断拉力。

（2）载货。按满载考虑，吊装总重5 t，则F=mg=5000 kg×9.8 N/kg=49 kN，安全系数取6，则F破=F×6=294 kN。基于计算结果进行钢丝绳的配置：18×7+NF 的光面多股钢丝绳，直径取23 mm，F破为318.25 kN；钢丝绳形态完整，具有防旋转的能力。

2.3 重量限制器、限位器

吊装负荷超过卷扬机额定负荷时，出于安全考虑无法启动卷扬机，按照此要求配置重量限制器及限位器。绞车自带限位系统具有可行性，实行精准化控制策略，按照要求使吊笼到达施工要求的指定位置。

2.4 布置方式

2.4.1 绞车的位置

在调压井平台蓄水池前面布置提升绞车，与调压井导井井口中线相距26 m，此布置方式便于安装调压井门机轨道，同时钢丝绳在滚筒两端和滚筒中心的位置均具有合理性。

2.4.2 提升井架的布置

以Φ108 钢管为基础构件搭建提升井架的主骨架。井架的布置方式根据溜渣井扩挖情况而定：自上而下扩挖时，在临近扩挖井壁处布置吊笼；从下向上扩挖时，在导井中心位置布置吊笼。

2.4.3 地轮的布置

受调压井锁口混凝土的影响，存在一定程度的空间制约作用，例如钢丝绳无法在绞车和井架间通视。为应对该问题，取宽度为1 m 的地轮，利用膨胀螺栓将其稳定安装在锁口混凝土处。

2.4.4 摄像头的布置

于洞井和井内布置监控摄像头，用于反映提升机的运行状况，以便根据现场情况采取适当的控制措施，主动规避安全隐患和质量隐患。

2.4.5 吊笼停层平台的布置

停层平台溜渣井井口以砌筑挡墙和配套钢管的方式进行防护，维持井口的稳定性；搭配I180 工字钢和防滑钢板，填充停层平台与井壁的空隙，封堵后加装栏杆扶手；井圈扩挖成型后，用钢筋网片铺设在吊笼之间的其余部位，避免杂物经由此处落入井内。

3 提升绞车的安装与调试

3.1 安装

（1）向成型的混凝土结构表面测放预埋螺栓的位置，数量为14 个，偏差控制在5 mm 以内；根据测量放样结果，用液压钻机精准钻孔，孔位偏差不超过±1 cm，孔径90 mm，孔深3.0 m，钻机垂直向下钻孔直至成型。提升绞车基础结构如图1 所示。

（2）绞车用25 t 汽车吊吊装到位，调整绞车以便装置螺栓孔与基础钻孔对齐，增设合适厚度的垫块将绞车调节至平整状态，经检查确认绞车准确就位后安排注浆。浆液的实测强度达标后，拧紧螺帽用于稳固提升绞车。顶部车丝配合M30 螺帽使用，锚杆采用长度为3.0 m 的Φ32 螺纹钢。

（3）各项位置偏差均要得到有效的控制，具体满足如下要求：提升机提升中心线的位移度为5 mm；主轴轴心线标高为±50 mm，与提升中心线的垂直度为±0.15/1000；主轴的轴心线水平位移度为L/2000。

（4）垫铁的安装要点：①沿轴承梁和轴承周边以不超过600 mm 的间距均匀布置垫铁，要求轴承中心下方和地脚螺栓两侧必须有垫铁；②斜垫铁的薄端厚度不小于5 mm，成对使用，倾斜度不超过1/25，粗糙度不低于25μm；③轴承梁找平找正后，将斜垫铁断续焊牢，再进行灌浆；④垫铁组的宽度为60～120 mm，高度60～100 mm。

3.2 调试

3.2.1 减速器的调试

减速器安装到位后进行加负荷试验，逐级有序进行，检验减速器在各级负荷条件下的运行状态，任何未经过试验的减速器均不可投入使用。负荷试验结果对减速器的运行状态有指向性作用，根据试验结果判断是否存在制造偏差和安装偏差，进行偏差的合理调整；同时，加负荷试验期间还可起到齿面金属材料锻炼体质的效果，经此环节后的装置具有更加优异的抗疲劳特性。

3.2.2 盘形制动器的调试

（1）放气。管路和制动油缸中的空气在配制动器及管路或维修后均要被完全排出，否则装置内夹杂的空气将影响制动器的正常运行。空气的排出方法是给制动油缸低压（约为0.5 MPa），缓慢拧松放气螺钉以便将气体排出，有油冒出时停止拧松，排气结束后拧紧螺钉。

（2）压缩碟簧组。取出间隙指示器的撞针，旋出紧定螺钉，调节螺母，调节过程中密切关注闸瓦的位置，待其与制动盘紧密贴合时停止；充入机器的最大工作油压，在压力作用下压缩碟簧组。

（3）闸瓦间隙的调整：①旋转调节螺母，检测在调节过程中闸瓦与制动盘的间隙，以1 mm 为宜，此状态下制动开关应动作；②盘形制动器成对使用，因此需要检测装置两侧闸瓦的间隙，根据均衡性的原则，要求间隙的差值不超过“闸盘最大偏摆量+0.1 mm”，在间隙调整过程中闸瓦需尽快返回，因此需适时调整返回弹簧。

3.2.3 联合调试的要求

（1）制动手把在不同位置时对应的制动油缸油压和斜面操作台电流表的读数需满足如下要求：①位于全抱闸处时，制动油缸残压不超过0.5 MPa，电流读数为零；②位于中间区域，油压近似为Px/2，电流近似为ImA/2，控制屏的电阻根据ImA做灵活的调整，目的在于使自整机转角与手把转角相适应，全程操作需具有规范性，例如尽可能减少手把空行程；③位于全松闸处时，制动油缸达到最大工作油压Px较为合适，同时记录毫安表电流值。

（2）电流和油压应保持近似正比的关系，即制动特性曲线近似直线关系。为达到前述所提要求，在联合测试时采取如下措施：将制动手把划分为15 级左右，形成多个等距级数，以便调试操作的有序进行；每推动一级，测定此时的油压值和电流值，记录测试结果，经过分级测试后，基于实测数据绘制特性曲线，以此为参考，有效整定其他部分，取得良好的整定效果。

3.2.4 深度指示器的调试

传动轴与齿轮良好啮合，传动装置运行稳定且有足够的精度；指针行程以标尺全长的2/3 以上较为合适，指针移动位置精确，不与标尺发生碰撞；在安装丝杠时，要求直线度在全长范围内不超过1 mm，否则加以调整。

3.3 提升绞车装拆的安全防护

（1）提升绞车的安装应由专员在现场指挥，绞车厂家安排技术人员在现场指导，以便安装作业有序进行。项目部指定专人负责安装，由具有资质的人员参与，加强全程跟踪管理；所有参与安装的人员均要熟悉操作流程；HSE 部严格审查安装人员的相关证件，保证人员的资质。

（2）提升绞车的拆卸潜在安全隐患，由项目部指定专员负责，在安全的前提下进行拆卸。参与人员严格遵守操作规程，拆卸前接受安全防护教育，参与人员采取安全防护措施，例如佩戴安全帽、系安全绳，为自身安全提供保障。在拆卸场地布置醒目的标志，由专员在现场管理，避免无关人员进入拆卸区。提升绞车拆卸后的构件需被转移至指定位置，禁止随意丢弃。禁止吊件下方有人员滞留、通过。若由于现场气候环境干扰或其他原因停工时，卸下重物或采取可行的方法稳定支起重物，严禁将重物悬挂在空中。

4 结束语

以实际工程案例为研究背景，对提升绞车基础施工的技术要点进行分析，包含提升绞车的选型及参数计算、基础施工、安装要点、装卸注意事项等。在相关工程人员的通力协作下，顺利完成提升绞车的装卸作业，提升绞车在水电站竖井施工中的应用效果良好，有效规避安全事故、质量问题等各类异常状况，采取的提升绞车安装技术具有可行性，对类似工程有一定参考价值。