摘要：根據(jù)JC水電站蝸殼現(xiàn)場(chǎng)安裝中的關(guān)鍵工藝和控制重點(diǎn)，整理、總結(jié)出軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組蝸殼襯板安裝調(diào)整質(zhì)量控制要求和安裝經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：大型軸流轉(zhuǎn)槳式；蝸殼；襯板；拼裝；焊接；JC水電站

1.工程概況

JC水電站位于高海拔地區(qū)，共裝設(shè)3臺(tái)軸流轉(zhuǎn)漿式機(jī)組，總裝機(jī)容量360MW。由于JC水電站采用河床式地面發(fā)電廠房，蝸殼襯板安裝具有以下的特點(diǎn)：①蝸殼襯板只能采用大壩纜機(jī)進(jìn)行分塊吊裝，吊裝和協(xié)調(diào)難度大。②蝸殼襯板安裝全部為露天施工，因外形尺寸大，防風(fēng)防雨難度大。③蝸殼焊縫探傷采用MT檢測(cè)。④蝸殼襯板安裝與土建混凝土澆筑交叉進(jìn)行，對(duì)工程進(jìn)度影響大。⑤蝸殼外側(cè)襯板與邊墻距離較遠(yuǎn)，加固難度大。

本電站蝸殼為不對(duì)稱T形斷面蝸殼，包角215°，蝸殼進(jìn)口采用單中墩，蝸殼進(jìn)口平面最大凈寬度為19.895m（含一個(gè)寬度均為3.5m的中墩）。所有中墩的尾部均有金屬護(hù)板，高度方向全襯，Q235C鋼板里襯厚度為于18mm，單臺(tái)機(jī)組蝸殼鋼襯總重量約210.2t。

2.蝸殼襯板安裝

蝸殼襯板分為底襯板、外側(cè)襯板、頂襯板，安裝時(shí)與土建二期混凝土澆筑交叉進(jìn)行。部分高程鋼筋網(wǎng)綁扎完成后，利用25t纜機(jī)將該高程段襯板吊入機(jī)坑進(jìn)行調(diào)整加固，焊接完成后進(jìn)行襯板位置、高程復(fù)測(cè)，加固情況檢查，合格后進(jìn)行該高程混凝土澆筑，按照此方式進(jìn)行逐層安裝。

2.1襯板安裝順序：根據(jù)土建施工進(jìn)度先進(jìn)行底襯安裝，再進(jìn)行側(cè)襯安裝，待轉(zhuǎn)輪室、座環(huán)安裝完成后進(jìn)行底襯圓弧段安裝，蝸殼內(nèi)承重腳手架搭設(shè)完成后進(jìn)行頂襯安裝。

2.2底襯安裝：底襯安裝從下到上：水平段-曲面段-圓錐段-圓弧段。底襯板安裝在土建鋼筋網(wǎng)綁扎完成后進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)在適當(dāng)位置測(cè)放出4個(gè)軸線點(diǎn)與2個(gè)高程點(diǎn)，檢查鋼筋網(wǎng)上平面與豎立筋高程，不得高于襯板底部錨桿。安裝前對(duì)已標(biāo)記的軸線點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，無(wú)誤后按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行底部支撐槽鋼安裝。再進(jìn)行底襯板水平段定位節(jié)安裝，水平段以圖1所示的+X方向13#為定位節(jié)，調(diào)整13#板的高程、方位、水平度等符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求后進(jìn)行加固，再依次進(jìn)行水平段其他襯板的安裝。在襯板底部設(shè)置臨時(shí)千斤頂進(jìn)行高程與水平調(diào)整，利用手拉葫蘆牽引進(jìn)行襯板方位調(diào)整，調(diào)整到對(duì)口間隙0-3mm，錯(cuò)牙不大于2mm，相鄰襯板間點(diǎn)焊牢固，第3塊安裝完成后進(jìn)行前兩塊之間焊縫焊接，底襯安裝同時(shí)可進(jìn)行蝸形曲面段襯板的安裝工作。進(jìn)口處中墩護(hù)頭與底襯2#、3#、8#相互影響，需現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行襯板配割，配割時(shí)先用扁鋼延護(hù)頭端部進(jìn)行彎曲成型，再將2#、3#、8#襯板連接，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)將扁鋼準(zhǔn)確放置于襯板上劃線切割。

蝸形曲面段共21塊板節(jié)，測(cè)放出蝸形曲面段第一板節(jié)上下兩斷面方位、高程基準(zhǔn)點(diǎn)，吊裝第一板節(jié)，調(diào)整板節(jié)高程、外圓端點(diǎn)里程偏差符合設(shè)計(jì)要求，將上游斷面與水平段13#塊點(diǎn)焊固定，吊裝第二塊曲面板節(jié)，調(diào)整板節(jié)高程、外圓端點(diǎn)里程偏差符合設(shè)計(jì)要求，與第二塊曲面板節(jié)點(diǎn)焊，按順時(shí)針?lè)较蛞来伟惭b剩余板節(jié)，其中湊合節(jié)段最后進(jìn)行吊裝配割調(diào)整。

進(jìn)口曲面段、內(nèi)側(cè)圓錐段襯板與外側(cè)襯板可同時(shí)安裝。

內(nèi)側(cè)圓錐段：下襯板內(nèi)側(cè)圓錐段由21塊不同板節(jié)拼裝而成，如圖1所示+X、-Y間與-X、-Y間45°方向板節(jié)為湊合節(jié)，進(jìn)水側(cè)預(yù)留100mm余量，工地安裝時(shí)配割。先測(cè)放出定位節(jié)方位（+X偏移+Y夾角52.5°方向）與基準(zhǔn)高程點(diǎn)，方位采用懸掛鋼琴線方式控制，高程點(diǎn)布置2個(gè)，在安裝過(guò)程中互相校核。首先吊裝定位節(jié)（圖1所示），調(diào)整方位滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，根據(jù)板節(jié)尺寸與機(jī)組徑向角度偏差（75°），算出定位節(jié)上端部高程，采用手拉葫蘆、千斤頂調(diào)整其頂部高程滿足要求，調(diào)整完成后將板節(jié)與底部預(yù)埋槽鋼加固牢靠，并與鋼筋網(wǎng)焊接。按順時(shí)針?lè)较虻跹b相鄰板節(jié)，調(diào)整襯板頂部高程滿足要求，同時(shí)檢查相鄰板節(jié)搭接處方位是否滿足要求（方位與+X方向偏移30°角）；同理，測(cè)放出其余板節(jié)方位高程后進(jìn)行安裝（最后進(jìn)行湊合節(jié)段的下料、吊裝、調(diào)整），調(diào)整方位滿足圖紙要求，整圈高程偏差滿足圖紙及設(shè)計(jì)要求，上端過(guò)流面中心偏差滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。

進(jìn)口曲面段安裝：下襯板進(jìn)口曲面段由36塊不同板節(jié)拼裝而成。根據(jù)圓錐段定位節(jié)（圖1所示3-1）邊線方位，吊裝定位進(jìn)口曲面段第1節(jié)（即編號(hào)4-1板節(jié)），方位調(diào)整完成后吊裝第2板節(jié)，調(diào)整2#與1#板節(jié)過(guò)流面錯(cuò)牙滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，點(diǎn)焊之間焊縫，縱縫先不進(jìn)行焊接，待3#板節(jié)吊裝完成后調(diào)整2#與3#板節(jié)錯(cuò)牙，同時(shí)，調(diào)整3#板節(jié)高程、中心滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，調(diào)整完成后對(duì)上端面進(jìn)行固定，焊接1#-3#管節(jié)環(huán)縫與縱縫，焊接完成后復(fù)測(cè)3#板節(jié)高程、方位及中心尺寸。依次吊裝剩余板節(jié)，調(diào)整24#-36#板節(jié)中心、方位及高程并可靠加固。

圓弧段安裝：座環(huán)安裝調(diào)整完成后進(jìn)行圓弧段襯板安裝。圓弧段由24塊板節(jié)拼裝而成，其中蝸殼大小頭銜接處兩塊現(xiàn)場(chǎng)配割。設(shè)備到貨后檢查每塊圓弧段弦距是否滿足要求（設(shè)計(jì)弦距509mm）。安裝前檢查進(jìn)口曲面段與圓錐段上段口高程是否滿足要求，同時(shí)復(fù)查座環(huán)過(guò)流面水平度，滿足要求后按照設(shè)計(jì)圖紙測(cè)放出與+X方向夾角1°位置，吊裝定位節(jié)第1節(jié)（如圖1偏移+X夾角1°），調(diào)整高程、方位滿足圖紙及規(guī)范要求，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)際情況順序吊裝剩余板節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)際安裝情況順時(shí)針或逆時(shí)針進(jìn)行圓弧段安裝焊接。

2.3外側(cè)襯板安裝：外側(cè)襯板安裝根據(jù)土建混凝土澆筑高度分層安裝。側(cè)襯板總高11060mm，分5層安裝。襯板最大2.2m一層，現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑2.0m一層。安裝順序從上游側(cè)開(kāi)始往下游側(cè)，先測(cè)放出第一層上游側(cè)首節(jié)的方位高程后進(jìn)行吊裝調(diào)整作為定位節(jié)，依次安裝其余板節(jié)，調(diào)整完成后將板節(jié)與側(cè)面鋼筋網(wǎng)連接加固，第一層安裝焊接完成后進(jìn)行底板第一層混凝土澆筑，收倉(cāng)時(shí)在外側(cè)安裝適量插筋用于第二層側(cè)襯板加固。隨混凝土澆筑情況逐層安裝蝸殼外側(cè)襯板。

2.4上襯板安裝：待座環(huán)安裝完成驗(yàn)收合格，蝸殼內(nèi)承重腳手架搭設(shè)完成、腳手架頂托高程與水平度調(diào)整合格后，進(jìn)行蝸殼上襯板（即頂襯）安裝。上襯板分水平段、外圍曲面段、中間圓錐段及內(nèi)圈圓弧段，其中水平段由21塊14種不同型號(hào)鋼板拼接而成，外圍曲面段由20塊不同型號(hào)鋼板拼接而成，中間圓錐段由24塊17種不同型號(hào)鋼板拼接而成，-Y偏-X 45°方向（圖3陰影部分）為湊合節(jié)；內(nèi)圈圓弧段由25塊3種不同型號(hào)鋼板拼接而成，湊合節(jié)在進(jìn)水側(cè)一邊均預(yù)留100mm余量，安裝時(shí)現(xiàn)場(chǎng)配割；蝸殼大小頭銜接處現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)配割。

頂襯板安裝順序、方法與底襯相同：水平段-曲面段-圓弧段-圓錐段。

水平段安裝：由測(cè)量人員測(cè)放出水平段1#板節(jié)（圖3中1-1）基準(zhǔn)點(diǎn)，吊裝1#板節(jié)，利用支撐腳手架頂托調(diào)整高程、手拉葫蘆調(diào)整方位，符合圖紙及設(shè)計(jì)要求后與側(cè)襯板點(diǎn)焊，之后依次吊裝剩余板節(jié)，蝸殼中墩護(hù)頭前端穿過(guò)2#、3#、8#號(hào)板節(jié)，故2#、3#、8#板節(jié)最后吊裝，現(xiàn)場(chǎng)配割調(diào)整。

曲面段安裝：測(cè)放出曲面段第一板節(jié)2-1方位、高程基準(zhǔn)點(diǎn)，吊裝2-1板節(jié)，調(diào)整板節(jié)高程、外圓端點(diǎn)里程偏差符合設(shè)計(jì)要求，將上游進(jìn)水側(cè)斷面與相鄰水平段（1-19#、1-20#、1-21#板節(jié)）點(diǎn)焊固定，按照順時(shí)針順序依次安裝剩余板節(jié)，調(diào)整板節(jié)高程、外圓端點(diǎn)里程偏差符合設(shè)計(jì)要求，2-2調(diào)整完成后點(diǎn)焊2-2上游斷面，同時(shí)進(jìn)行2-1上游斷面焊縫焊接工作，減少焊縫累計(jì)收縮偏差，依次吊裝調(diào)整、焊接剩余板節(jié)，其中，湊合節(jié)段最后吊裝配割調(diào)整。

頂襯圓錐段安裝完成后進(jìn)行圓弧段安裝，安裝方法與底襯圓錐段、圓弧段相同。

JC水電站蝸殼襯板安裝焊接與二期混凝土澆筑穿插進(jìn)行，襯板安裝完成后務(wù)必加固牢靠，防止?jié)仓冃?，澆筑過(guò)程中密切監(jiān)測(cè)蝸殼襯板形變程度，及時(shí)反饋，以調(diào)整澆筑位置與速度。

3.安裝注意事項(xiàng)

此類型蝸殼設(shè)計(jì)適用于低水頭電站，安裝注意事項(xiàng)如下：

（1）尺寸控制

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙定位安裝基準(zhǔn)點(diǎn)，采用高精度全站儀進(jìn)行測(cè)量放點(diǎn)工作，安裝過(guò)程中宜多增加加固支撐，防止?jié)仓冃危?/p>

（2）安裝順序

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，蝸殼鋼襯安裝順序成為一個(gè)主要控制項(xiàng)目，JC電站采用分層安裝，分層澆筑方式，能更好的提供澆筑監(jiān)測(cè)變形基準(zhǔn)點(diǎn)，同時(shí)方便隨時(shí)進(jìn)行變形調(diào)整，能更好的對(duì)安裝質(zhì)量進(jìn)行把控。

（3）焊接變形控制

JC水電站位于高海拔地區(qū)，早晚溫差大，蝸殼鋼襯厚度為18mm，熱應(yīng)力集中及環(huán)境溫度變化易產(chǎn)生形變，宜采用對(duì)稱分段退步焊接，采取過(guò)程變形監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)焊接環(huán)境采取防風(fēng)防雨措施，確保焊接質(zhì)量。

4.結(jié)語(yǔ)

JC水電站到目前為止，已完成安裝的水輪機(jī)蝸殼襯板質(zhì)量全部達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，混凝土澆筑過(guò)程中蝸殼襯板位移形變未超標(biāo)。在1號(hào)機(jī)蝸殼安裝前，制定了切實(shí)可行的安裝焊接工藝，減少了與廠房土建施工的相互干擾，確保了機(jī)坑混凝土澆筑至發(fā)電機(jī)層的節(jié)點(diǎn)目標(biāo)。

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作者簡(jiǎn)介：張森（1990-），男，云南曲靖人，助理工程師，學(xué)士，從事水電工程機(jī)電設(shè)備安裝技術(shù)與管理工作.

（作者單位：中國(guó)葛洲壩集團(tuán)機(jī)電建設(shè)有限公司）