趙小強(qiáng)，高吉富

(國(guó)電大渡河流域水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川 成都 610041)

1 工程概況

雙江口水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州馬爾康縣、金川縣境內(nèi)，是大渡河流域水電梯級(jí)開(kāi)發(fā)的上游控制性水庫(kù)工程。壩址位于大渡河上源河流足木足河與綽斯甲河匯合口以下約2 km處，控制流域面積約39 330 km2，多年平均流量502 m3/s。電站的開(kāi)發(fā)任務(wù)主要為發(fā)電，采用壩式開(kāi)發(fā)，水庫(kù)正常蓄水位2 500 m，總庫(kù)容28.97 億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容19.17 億m3。電站裝機(jī)容量2 000 MW，多年平均發(fā)電量77.07 億kWh。

3號(hào)導(dǎo)流洞布置在左岸，導(dǎo)流洞進(jìn)口底板高程2 360.0 m，導(dǎo)流洞進(jìn)口上方的固定卷?yè)P(yáng)機(jī)卸車安裝平臺(tái)高程2 453.0 m。在3號(hào)導(dǎo)流洞進(jìn)口設(shè)計(jì)布置有1套封堵閘門(mén)(平面滑動(dòng)型式)、1套工作閘門(mén)(弧形閘門(mén)型式)、1臺(tái)固定卷?yè)P(yáng)機(jī)和1臺(tái)液壓固定卷?yè)P(yáng)機(jī)。3號(hào)導(dǎo)流洞進(jìn)口單件最重及運(yùn)輸尺寸最大的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備為平面閘門(mén)門(mén)葉，閘門(mén)單節(jié)長(zhǎng)度12.5 m，高3.5 m，寬(厚)2.5 m，運(yùn)輸重量約60 t。根據(jù)閘門(mén)結(jié)構(gòu)可以判斷，單節(jié)閘門(mén)運(yùn)輸狀態(tài)是面板水平，呈平放狀態(tài)，運(yùn)輸高度2.5 m，寬3.5 m。安裝時(shí)須翻轉(zhuǎn)90°立起，安裝時(shí)高3.5 m，寬(厚)2.5 m。

運(yùn)輸?shù)缆窂?5號(hào)洞轉(zhuǎn)向25號(hào)-1支洞時(shí)，90°轉(zhuǎn)向后上坡運(yùn)輸約140 m，縱坡坡度為10%～11%。出洞后即是貝雷橋。

金屬結(jié)構(gòu)安裝單位還未招標(biāo)確定，土建施工單位在進(jìn)行25號(hào)-1支洞及3號(hào)導(dǎo)流洞進(jìn)口施工時(shí)又需要考慮金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備運(yùn)輸通道和卸車平臺(tái)布置的相關(guān)要求，所以機(jī)電管理人員對(duì)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備的運(yùn)輸通道和卸車等問(wèn)題須提早考慮，以方便土建設(shè)計(jì)人員按照要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 需要解決的問(wèn)題

(1)結(jié)合洞內(nèi)運(yùn)輸?shù)木唧w條件，選擇最適合的運(yùn)輸車輛和裝載方式。

(2)運(yùn)輸車輛在轉(zhuǎn)向25號(hào)-1洞時(shí)須洞內(nèi)轉(zhuǎn)彎，確定滿足通過(guò)性的轉(zhuǎn)彎段隧洞斷面尺寸和轉(zhuǎn)彎半徑尺寸。

(3)根據(jù)上述參數(shù)及考慮到3號(hào)導(dǎo)流洞進(jìn)口布置有2×5 MN固定卷?yè)P(yáng)機(jī)，卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝(汽車吊吊裝)需要場(chǎng)地。

(4)結(jié)合以上3條，3號(hào)導(dǎo)流洞進(jìn)口平面閘門(mén)擬采用在導(dǎo)流洞進(jìn)口上方2 453.00 m高程采用200 t汽車吊卸車，卸車時(shí)車頭朝向水流下游側(cè)，具體還需要根據(jù)起吊重量、幅度等進(jìn)行分析后確定。

3 運(yùn)輸方式、運(yùn)輸通道及卸車相關(guān)要求

3.1 運(yùn)輸方式

閘門(mén)運(yùn)輸擬采用全掛車運(yùn)輸，運(yùn)輸時(shí)閘門(mén)平放，平板車高度可液壓調(diào)整，工件裝載高度4 m以下，考慮到捆綁固定繩索的高度，實(shí)際運(yùn)輸高度可控制在4.2～4.5 m，對(duì)洞室通過(guò)性要求低。

由于平板車可以依靠柴油液壓馬達(dá)自行轉(zhuǎn)向，因此長(zhǎng)距離重載移動(dòng)在25號(hào)-1支洞轉(zhuǎn)彎容易實(shí)現(xiàn)；牽引車可以在平板車兩頭，隨時(shí)調(diào)換正向和反向牽引，可以較好地克服洞內(nèi)重載移動(dòng)、倒車、上坡和轉(zhuǎn)彎的要求，不影響閘門(mén)卸車、翻身和安裝施工。

平板車長(zhǎng)度可選擇8～9 m，長(zhǎng)度太短時(shí)上坡穩(wěn)定性差；太長(zhǎng)時(shí)轉(zhuǎn)彎不好控制，并且在上下坡時(shí)在平路和坡路過(guò)渡處容易“擱淺”。平板車寬度以不超過(guò)閘門(mén)運(yùn)輸寬度為宜，以免對(duì)通過(guò)性產(chǎn)生限制。

3.2 運(yùn)輸通道要求

3.2.1 斷面尺寸

如圖1所示，全掛運(yùn)輸車輛轉(zhuǎn)彎靈活，對(duì)隧洞通過(guò)性產(chǎn)生限制的就是閘門(mén)本體。閘門(mén)運(yùn)輸狀態(tài)長(zhǎng)度12.5 m，寬度3.5 m。考慮到轉(zhuǎn)彎時(shí)兩側(cè)要有運(yùn)輸作業(yè)人員工作，兩側(cè)各留1 m寬度，運(yùn)輸最小寬度限制為3.5 m+1 m+1 m=5.5 m，因此隧洞寬度B按6.5 m、7.5 m兩個(gè)尺寸計(jì)算復(fù)核。

實(shí)際運(yùn)輸高度4.5 m，轉(zhuǎn)彎時(shí)掃過(guò)的環(huán)形斷面寬度為5.5 m。因此隧洞轉(zhuǎn)彎段的斷面應(yīng)為高4.5 m，寬5.5 m范圍內(nèi)無(wú)障礙。

圖1 全掛車運(yùn)輸示意圖

3.2.2 轉(zhuǎn)彎半徑

(1)按道路寬度6.5 m計(jì)算。如圖1所示：閘門(mén)轉(zhuǎn)彎時(shí)最大外緣半徑OA，內(nèi)緣半徑OD。

隧洞寬度B=6.5 m時(shí)，BC=6.5 m﹣2 m﹣3.5 m=1 m；AC=12.5 m÷2=6.25 m；∠AOB=2∠BAC=2×arctg(BC/AC)=2×arctg(1/6.25)=18.18°。

閘門(mén)轉(zhuǎn)彎時(shí)外緣半徑OA=AC/sin∠AOB=6.25 m/sin18.18°=20.03 m；轉(zhuǎn)彎處道路外緣半徑為21.03 m。

結(jié)論：閘門(mén)運(yùn)進(jìn)隧道支洞所需道路外緣半徑21.03 m，道路寬度6.5 m可以通過(guò)。

(2)按道路寬度7.5 m計(jì)算。按同樣方法計(jì)算得出結(jié)論：閘門(mén)運(yùn)進(jìn)隧道支洞所需道路外緣半徑11.76 m，道路寬度7.5 m可以通過(guò)。

(3)25號(hào)-1運(yùn)輸尺寸分析。由于25號(hào)隧洞路面寬度12 m，可以在轉(zhuǎn)向25號(hào)-1進(jìn)口處擴(kuò)挖10 m長(zhǎng)一段路面寬度為7.5 m，轉(zhuǎn)角處內(nèi)緣半徑4 m，可以滿足運(yùn)輸要求，詳見(jiàn)圖2。

圖2 運(yùn)輸時(shí)由25號(hào)隧道轉(zhuǎn)向25號(hào)-1隧道時(shí)的運(yùn)輸尺寸圖

3.3 200 t汽車吊卸車可行性分析

(1)200 t汽車吊站位位置確定。根據(jù)上述參數(shù)及圖3，閘門(mén)門(mén)葉由全掛車運(yùn)輸?shù)焦潭ň頁(yè)P(yáng)機(jī)平臺(tái)后盡量靠近固定卷?yè)P(yáng)機(jī)排架柱，以保證200 t汽車吊將閘門(mén)門(mén)葉卸車后一次吊裝就位至門(mén)槽。因此確定汽車吊尾部距固定卷?yè)P(yáng)機(jī)排架柱下游側(cè)端面4 m，車頭朝向下游側(cè)。

圖3 3號(hào)導(dǎo)流洞進(jìn)口閘室縱剖面圖

(2)汽車吊臂長(zhǎng)確定。固定卷?yè)P(yáng)機(jī)排架柱高度9 m，門(mén)葉吊起時(shí)的高度3.5 m，吊臂頭部距吊鉤距離按2 m考慮，預(yù)留高度0.5 m。吊鉤距吊耳高度測(cè)算：設(shè)其高度為x，單節(jié)門(mén)葉長(zhǎng)度12.5 m，按照鋼絲繩掛2個(gè)吊耳起吊，即2個(gè)吊耳將閘門(mén)長(zhǎng)度方向分為3等份，每等份長(zhǎng)約4.16 m，按兩根鋼絲繩分開(kāi)角度45°計(jì)算。即tan(45°/2)=4.16/2/x=0.414 2，x=5.02 m。

起吊高度h=9+3.5+2+0.5+5.02=20.02 m。

工作幅度確定：200 t汽車吊的回轉(zhuǎn)中心距其尾部距離為4.5 m，由此可確定卸車就位所需的最小幅度為：4.5+4+3.83=12.33 m。

結(jié)合起升高度和工作幅度，查200 t汽車吊特性曲線圖[1]，確定主臂伸長(zhǎng)高度為26.9 m。

(3)額定起重量確定。單節(jié)閘門(mén)門(mén)葉重量60 t，鋼絲繩、吊鉤的重量按照1t估算，起吊重量為61t，查汽車吊額定起重量表(支腿全伸、72 t配重狀態(tài))，主臂長(zhǎng)度為26.9 m和幅度為12 m時(shí)汽車吊可起吊54 t，幅度為11 m時(shí)可起吊60 t，考慮到安裝閘門(mén)門(mén)葉前固定卷?yè)P(yáng)機(jī)已安裝就位，在門(mén)葉接近門(mén)槽時(shí)輔助以固定卷?yè)P(yáng)機(jī)配合起吊就位，從安全和技術(shù)方面是可行的。

根據(jù)上述情況，前面擬采用的200 t汽車吊卸車具備條件，考慮到閘門(mén)卸車時(shí)90°翻身要求，閘門(mén)平面為迎水面，因此閘門(mén)在廠內(nèi)裝車時(shí)要求平面朝下，汽車吊卸車起吊時(shí)用固定卷?yè)P(yáng)機(jī)吊鉤和鋼絲繩進(jìn)行閘門(mén)翻身的輔助配合。

3.4 200 t汽車吊卸車平臺(tái)要求

由于3號(hào)導(dǎo)流洞進(jìn)口上方為中空結(jié)構(gòu)，所以需考慮200 t汽車吊卸車時(shí)的站位問(wèn)題，計(jì)劃在進(jìn)口上方設(shè)置混凝土澆筑梁。根據(jù)汽車吊站位位置，查閱200 t汽車吊的相關(guān)尺寸參數(shù)[1]，汽車吊尾部端面距后部2根支腿中心線的尺寸分別為1.05 m和1.5 m，支腿縱向和橫向間距為9 m×8.5 m，汽車吊尾部端面距2根前支腿中心線的間距分別為10.05 m和10.5 m。

因此，需在汽車吊站位時(shí)考慮支腿全伸狀態(tài)的支撐安全性，建議在支腿的位置設(shè)置混凝土梁，查閱200 t汽車吊相關(guān)參數(shù)，中聯(lián)重科、徐工和三一重工3個(gè)廠家的200t汽車吊重量分別為：60 t、71 t和60 t，因此汽車吊自身重量按最大71 t考慮，單節(jié)平面閘門(mén)重量按照60 t考慮，吊索具重量按照1 t考慮，為防止吊車傾翻的配重按72 t考慮，即可得吊車起吊閘門(mén)時(shí)卸車平臺(tái)需要承受的凈載約204 t，該重量未考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)由土建專業(yè)根據(jù)承載力要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4 結(jié) 語(yǔ)

在金屬結(jié)構(gòu)安裝單位還未招標(biāo)確定的情況下，為不影響土建設(shè)計(jì)施工進(jìn)度，本文對(duì)3號(hào)導(dǎo)流洞進(jìn)口金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備最重件和最大件的運(yùn)輸、卸車及安裝就位等問(wèn)題進(jìn)行了分析研究，確定了運(yùn)輸限制尺寸、卸車及安裝用平臺(tái)，使相應(yīng)的土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為方便，同時(shí)使金屬結(jié)構(gòu)能夠順利地運(yùn)輸、卸車與安裝。

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