周建平，羅陳

(中國水利水電第七工程局有限公司亭子口金屬結(jié)構(gòu)制造安裝項目部，四川蒼溪628400)

1 概述

亭子口水利樞紐在壩區(qū)內(nèi)單層、共軌布置了2臺QP30 t/1 270 m平移式無塔架纜索起重機，主車布置于左岸，其主索鉸點高程567.625 m(前軌軌面高程566 m);副車布置于右岸，其副車主索鉸點高程為549.29 m(前軌軌面高程550 m)。纜機額定起重量為30 t，主副車前軌水平間距1 272.25 m，纜機左右岸的軌道長度均為192 m，設(shè)計跨度為1 300 m(實用1 270 m)，設(shè)計揚程為140 m。該纜機由三大系統(tǒng)組成，即主車系統(tǒng)(布置于左岸)、副車系統(tǒng)(布置于右岸)、索道系統(tǒng)，其中索道系統(tǒng)架設(shè)是纜機安裝的關(guān)鍵工序。

亭子口水利樞紐纜機平臺地形狹窄，即左岸纜機后水平軌距山體8.45 m，且為當(dāng)?shù)鼐用袢粘Ｍㄐ械谋愕?，同時也是纜機安裝輔助系統(tǒng)的工作區(qū)域，靠河側(cè)高邊坡、浮質(zhì)松土，不利于纜機安裝輔助系統(tǒng)的布置，運輸車輛和吊裝設(shè)備在靠河側(cè)無法通行;右岸纜機平臺為高排架結(jié)構(gòu)，纜機主索鉸點高程距地面25 m，靠河側(cè)為陡坡;纜機索道系統(tǒng)架設(shè)需跨越大壩多個標(biāo)段和左、右岸所有施工道路，且在索道系統(tǒng)架設(shè)、主索張拉期間為大壩機坑開挖與混凝土澆筑轉(zhuǎn)序期間，人員和施工設(shè)備較多，困難較大;又因纜機安裝工作面較合同滯后5.5個月，安裝工期緊。由于索道系統(tǒng)架設(shè)采用的特殊施工手段，使得在其安裝過程中安全問題特別突出。因此，如何最大化的減少對相鄰施工單位的干擾成為纜機安裝的關(guān)鍵。

2 纜機安裝的總體思路和方法

2.1 安裝的總體思路

鑒于亭子口水利樞紐纜機設(shè)計跨度為1 300 m(實用跨度1 270 m)，額定起重量30 t，以及纜機安裝特有的地形條件，高排架結(jié)構(gòu)、安裝時期(即機坑開挖與混凝土澆筑轉(zhuǎn)序時期)對相鄰施工單位的干擾大、特有的安全風(fēng)險和緊張的安裝工期，為解決纜機安裝的技術(shù)難題和安全控制，采取的安裝思路為:計算各類過江索(臨時承載索、主索等)不同垂度下各個錨固點的受力分析、索長情況→纜機安裝輔助系統(tǒng)布置→輔助系統(tǒng)試驗→纜機安裝工裝設(shè)施研發(fā)→施工期安全控制→動態(tài)施工工程技術(shù)措施的跟蹤反饋分析及施工預(yù)警預(yù)報→輔助系統(tǒng)工作時工作參數(shù)的收集、整理→纜機初期運行數(shù)據(jù)的收集、分析→驗證參數(shù)、綜合分析總結(jié)。

2.2 纜機安裝的主要方法

采用受力計算分析、現(xiàn)場試驗、現(xiàn)場技術(shù)創(chuàng)新、安全控制相結(jié)合的方法進(jìn)行纜機安裝，并利用工裝設(shè)施、計算機軟件輔助纜機索道系統(tǒng)的架設(shè)，從而最大化地減少了對相鄰施工單位的干擾。

3 纜機安裝的主要技術(shù)要點

3.1 計算機輔助軟件的運用

亭子口索道系統(tǒng)包括:主索φ108，長1 300 m，臨時承載索φ52，長1 320 m，牽引繩φ32，長2 600 m，起升繩φ34，長1 600 m。鑒于索道系統(tǒng)的安裝是纜機安裝的最關(guān)鍵工序，其架設(shè)過程中安全風(fēng)險最為突出，若技術(shù)措施不到位，將導(dǎo)致相鄰施工單位人員傷亡，設(shè)備損壞。參考同類纜機的安裝經(jīng)驗為:索道系統(tǒng)架設(shè)時，相鄰施工單位均需避讓;而亭子口水利樞紐處于緊張的施工工期，相鄰施工單位不能避讓。因此，在安裝過程中，若能快速計算出每根過江繩在不同垂度各點的受力參數(shù)，動態(tài)地掌握索道架設(shè)的各種參數(shù)，制定動態(tài)的施工方案，對安全架設(shè)索道系統(tǒng)將起到至關(guān)重要的作用。為此，利用計算機軟件，準(zhǔn)確地計算出過江索的受力狀態(tài)，安全、高效的指導(dǎo)施工。亭子口水利樞紐纜機安裝采用計算機輔助軟件反映的參數(shù)有:鉸點的水平張力，垂直分力、張力、安全系數(shù)、繩索的曲線長、過江繩索的彈性伸長(圖1)。

圖1 繩索計算操作界面圖

3.2 工裝設(shè)施的應(yīng)用

通常，纜機索道系統(tǒng)架設(shè)施工周期相對較長，且臨時承載索、主索等過江施放時需途經(jīng)多個施工部位和施工要道。若要將各個施工部位的干擾減到最小，勢必要有相關(guān)的技術(shù)保障和技術(shù)創(chuàng)新，方能確保相鄰施工單位的人員、設(shè)備安全。該纜機索道系統(tǒng)采用的是主地錨試驗胎架和臨時承碼。具體敘述如下。

3.2.1 主地錨試驗工裝的應(yīng)用

索道系統(tǒng)架設(shè)的主要手段是通過卷揚機、滑輪組的方式，卷揚機、滑輪組采用地錨固定。為此，地錨承載力的驗證非常重要。為了驗證地錨的承載力，確保地錨埋設(shè)的安全、可靠，滿足索道系統(tǒng)架設(shè)的要求，對主地錨自制工裝并采用油壓千斤頂做拉拔試驗，主地錨設(shè)計承載力為100 t，試驗拉拔力160 t，保壓10 min。主地錨試驗情況見圖2。

試驗采用由專業(yè)機構(gòu)校驗合格的OVMZB4－500型電動液壓控制油泵配合OVMYCW400B型號千斤頂進(jìn)行張力試驗，試驗數(shù)據(jù)直接從液壓壓力表上讀取并換算成張力，試驗拉力過程見表1。

圖2 主地錨試驗圖

表1 主地錨拉力試驗過程表

試驗后，對所有主地錨基礎(chǔ)螺栓、地錨進(jìn)行檢查，無變形、無異常，混凝土基礎(chǔ)無破碎，試驗結(jié)果表明:臨時承載索主地錨試驗工裝強度滿足要求、地錨拉力試驗結(jié)果符合規(guī)定。

3.2.2 臨時承碼研制的應(yīng)用

同類纜機臨時承載索架設(shè)的施工經(jīng)驗是:根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，將臨時承載索的垂度放至最大(通常為30%～50%，在不影響施工的前提下，從受力分析看，垂度越大，承載索的張力越小)，利用卷揚機直接拖拉過江。鑒于亭子口工程左、右岸施工通道情況，臨時承載索的垂度最大為7%，經(jīng)計算，臨時承載索的張力為26 t，右岸卷揚機為20 t，左岸為16 t。若直接拖拉則卷揚機均在超載工況下運行，存在較大的安全風(fēng)險。為解決此問題，我部自行研制了50套臨時承碼架設(shè)臨時承載索(第1根臨時承載索利用卷揚機拖拉過江共用了12 d，后面3個臨時承載索應(yīng)用此創(chuàng)新成果，采用臨時承碼施工為3 d/根)，承碼結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 承碼結(jié)構(gòu)圖

常規(guī)的施工方法是利用拖拉繩直接將臨時承載索拖至對岸。該方式因拖拉繩、臨時承載自重在左、右岸鉸點位置產(chǎn)生較大張力，將造成卷揚機、滑輪組長時間在滿載或超載工況下運行。亭子口工程采用臨時承馬架設(shè)臨時承載索，大大減小了臨時承載索的張力，因臨時承碼的運用，將臨時承載索由一跨變成多跨(即由一跨長1 270 m變?yōu)?0跨，每跨25 m)，且卷揚機、滑輪組不需承受因過江索自重而產(chǎn)生的張力，只需承受過江索自重，并以滾動的方式拖拉過江。經(jīng)現(xiàn)場測試，第一根臨時承載索未采用臨時承碼過江，卷揚機運行時最大電流達(dá)到112 A(額定電流90 A)，第2、3、4根卷揚機運行時最大電流為38 A。經(jīng)計算，卷揚機、滑輪組在額定載荷40%工況下運行時，從卷揚機電機運行數(shù)據(jù)判斷，該臨時承碼的運用，大大提高了施工的安全性、可靠性，大大改善了施工條件。臨時承碼具體運用情況見圖4。

4 結(jié)語

圖4 承碼應(yīng)用示意圖

亭子口水利樞紐纜機安裝從2010年6月開始，至2010年12月完成。兩臺纜機投運時間間隔1.5個月:1號機于2010年10月23日投運，2號機投運時間為2010年12月9日。亭子口水利樞紐2臺纜機嚴(yán)格按照國家規(guī)范規(guī)程要求完成了空載試驗、靜載試驗、動載試驗、緊急制動試驗和抬吊試驗。通過荷載試驗和后續(xù)實際運行，纜機的安裝質(zhì)量得到了全面檢驗，在多次單臺30 t吊載和抬吊54 t荷重過程中，2臺纜機沒有出現(xiàn)任何異常，承碼打滑量小，各部分運行良好。亭子口工程纜機安裝的安全、快速、優(yōu)質(zhì)完成，為亭子口大壩混凝土的澆筑打下了堅實基礎(chǔ)。對類似大跨度、大噸位、高排架結(jié)構(gòu)纜機安裝具有示范和推動作用。事實證明:在對纜機安裝難點充分考慮并對纜機安裝過程全面分析的條件下進(jìn)行纜機安裝技術(shù)的優(yōu)化具有顯著的積極效果。

［1］嚴(yán)自勉，顧斯照，纜索起重機［M］.北京:中國電力出版社，2010.

［2］鄧維一.向家壩水電站纜索起重機安裝［J］.水力電力機械，2007，29(10):58－59.