陳 林

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

1 概 述

設(shè)置在某水電站地下廠房內(nèi)的透平油系統(tǒng)的主要設(shè)備布置在安裝場下-55.15 m高程的3#施工支洞內(nèi)，洞內(nèi)安裝4個(gè)25 m3立式油罐，作為機(jī)組所用透平油的儲存設(shè)備，油罐布置情況見圖1，油罐外形尺寸為φ3 126×4 560 mm，重約3 t；透平油系統(tǒng)設(shè)備的安裝交通路徑為：進(jìn)場交通洞→10#施工支洞→3#施工支洞→透平油罐室。

圖1 透平油罐布置圖

2 油罐安裝方法的探索

地下洞室油罐的常規(guī)運(yùn)輸、卸車方法為：運(yùn)輸車輛將油罐整體運(yùn)輸至現(xiàn)場后，采用起重機(jī)或在卸車位置的洞頂預(yù)埋起吊錨點(diǎn)用手拉葫蘆卸車；采用在安裝位置預(yù)先在拱頂上預(yù)埋起吊點(diǎn)、用手拉葫蘆或卷揚(yáng)機(jī)加滑輪組等起吊工具完成油罐的吊裝、就位、調(diào)整等安裝工作。

該水電站油罐的運(yùn)輸可以通過交通通道用運(yùn)輸車輛運(yùn)輸，但通過的支洞較多且支洞的斷面尺寸小、運(yùn)輸路徑彎道多、轉(zhuǎn)彎半徑小，運(yùn)輸時(shí)存在轉(zhuǎn)彎困難以及到達(dá)安裝支洞時(shí)卸車?yán)щy等問題；另外，亦可在主廠房開挖完成和主廠房橋機(jī)設(shè)備安裝后將油罐通過進(jìn)場交通洞運(yùn)至機(jī)組安裝間，在3#支洞與主廠房連接洞口安裝臨時(shí)平臺，再用橋機(jī)將油罐吊運(yùn)到臨時(shí)平臺上，然后將其滑移到安裝位置；因該電站機(jī)組臺數(shù)多，為了減少機(jī)組安裝與混凝土施工之間的干擾，避免土建施工與設(shè)備安裝場時(shí)間交叉，在工程前期將3#支洞作為機(jī)組區(qū)域施工材料的臨時(shí)運(yùn)輸通道，若采取該種運(yùn)輸方法，將會(huì)影響到整個(gè)電站的工期且不利于安裝場地施工的環(huán)境保護(hù)。

3#支洞土建施工屬前期標(biāo)段，在洞室拱頂施工時(shí)未預(yù)埋起吊點(diǎn)，如采取常規(guī)的安裝方法，需重新制作起吊點(diǎn)或制作起吊架，不但工作量較大、成本高，而且重新制作起吊點(diǎn)對已澆筑的混凝土有一定的破壞、影響建筑外觀質(zhì)量，況且制作起吊架的空間尺寸不足且卸車后移動(dòng)和調(diào)整難以實(shí)現(xiàn)。

由上述實(shí)際情況可知，采用常規(guī)的運(yùn)輸和安裝方法不利于該電站透平油罐的安裝，需探索新的方法以快捷、安全、經(jīng)濟(jì)地完成油罐安裝。根據(jù)油罐布置特點(diǎn)和現(xiàn)場實(shí)際情況，通過計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)、模擬試驗(yàn)，最終探索出采用叉車加運(yùn)輸小車的方案進(jìn)行運(yùn)輸，并研制出一套運(yùn)輸、安裝一體化裝置用于油罐的安裝。該運(yùn)輸方案以叉車為油罐運(yùn)輸提供動(dòng)力并控制方向，利用叉車轉(zhuǎn)向靈活的優(yōu)點(diǎn)以克服油罐在洞室轉(zhuǎn)彎的困難，叉子可升降、調(diào)整罐體的水平狀態(tài)；運(yùn)輸小車為油罐運(yùn)輸?shù)难b載平臺，采用降低運(yùn)輸高度的方式以解決施工支洞的高度限制問題。采用所研制的油罐運(yùn)輸、安裝一體化裝置完成油罐在工位間的移動(dòng)運(yùn)輸和油罐安裝，利用鋼與鋼滑動(dòng)、支鉸、輪子滾動(dòng)等原理，實(shí)現(xiàn)了平躺運(yùn)輸?shù)拇笮陀凸拊谑芟薜目臻g、有限的吊裝設(shè)備和施工進(jìn)度安排的影響下完成翻身、水平運(yùn)輸和吊裝就位、調(diào)整等安裝工作。

3 叉車加運(yùn)輸小車的運(yùn)輸方案

根據(jù)油罐、叉車尺寸和現(xiàn)場通道情況設(shè)計(jì)了實(shí)用的運(yùn)輸小車(圖2)，小車在安裝間下料、焊接完成制作，制作完成后對外形尺寸和焊縫進(jìn)行檢查；將叉車的叉子叉入運(yùn)輸小車底部，然后沿安裝場到施工支洞路線進(jìn)行空載試運(yùn)行以檢查方案的適應(yīng)性。完成空載試驗(yàn)后，采用橋機(jī)在安裝場將油罐吊放至運(yùn)輸小車上，油罐底部靠近叉車前方，小車和油罐在前，叉車在后，推動(dòng)小車向前運(yùn)輸至透平油罐的卸車平臺。

4 采用一體化裝置的油罐安裝方法

圖2 運(yùn)輸小車模型圖

4.1 一體化裝置的設(shè)計(jì)

根據(jù)油罐制作圖紙和安裝現(xiàn)場的土建建筑物圖紙，建立了油罐和安裝現(xiàn)場建筑物的三維模型。為滿足油罐在安裝過程中完成油罐吊裝、翻轉(zhuǎn)、工位間移動(dòng)、調(diào)整等工序，采用計(jì)算機(jī)三維建模設(shè)計(jì)、計(jì)算油罐運(yùn)輸、安裝一體化裝置，在完成一體化裝置設(shè)計(jì)后，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，檢查裝置與油罐、裝置與建筑物之間是否存在干擾。

該一體化裝置需具備以下功能：

(1)運(yùn)輸至卸車平臺的罐體需直接與一體化裝置對接，則該裝置的結(jié)構(gòu)需要有滑動(dòng)裝置(圖3中的序號4)。

(2)罐體在裝置上需向前滑動(dòng)，使罐體重心與翻身工裝中心基本重合，需在裝置上設(shè)計(jì)前端掛吊裝置(圖3中的序號6)，掛裝手拉葫蘆拉動(dòng)罐體向前滑動(dòng)。

(3)罐體在裝置上翻轉(zhuǎn)且以滑動(dòng)裝置上的軸桿為旋轉(zhuǎn)中心，采用鉸支旋轉(zhuǎn)原理以降低罐體尾部至傾斜狀態(tài)，則需在裝置上設(shè)計(jì)后端掛吊裝置(圖3中的序號5)，掛裝手拉葫蘆向下降落。

1.門架上下游連接桿(可拆卸)；2.水平移動(dòng)裝置；3.門架裝置；4.滑動(dòng)裝置；5.后端掛吊裝置；6.前端掛吊裝置圖3 運(yùn)輸、安裝一體化裝置示意圖

(4)裝置帶動(dòng)罐體向前跨越其他安裝工位，則裝置需設(shè)計(jì)水平移動(dòng)裝置(圖3中的序號2)，地面沿工位軸線兩側(cè)鋪設(shè)槽鋼作為軌道，在裝置底部兩側(cè)對稱設(shè)計(jì)3對滾輪，以軌道為導(dǎo)向，滾輪向前滾動(dòng)。

(5)為滿足裝置的整體穩(wěn)定性，需通過中部和上部連接桿將裝置固定，但因頂部混凝土拱頂干涉，需將該裝置頂部連桿設(shè)計(jì)為梯型結(jié)構(gòu)；為滿足裝置用于多臺罐體的運(yùn)輸，則該裝置前端中部的連接桿需設(shè)計(jì)成可拆卸結(jié)構(gòu)，一臺罐體就位后，拆卸此連接桿(圖3中的序號1)，裝置退回卸車平臺繼續(xù)進(jìn)行下一臺罐體的安裝。

4.2 油罐制作的技術(shù)要求

為配合一體化裝置完成油罐的安裝，需要在油罐罐體上增加焊接與安裝翻轉(zhuǎn)軸桿的連接板和用于卸車及翻轉(zhuǎn)用的吊耳，若該項(xiàng)工作在現(xiàn)場進(jìn)行，將會(huì)對罐體的油漆造成損壞。為此，將該項(xiàng)工作放在油罐制作時(shí)進(jìn)行，同時(shí)所增加的材料不會(huì)影響油罐的使用，且在油罐安裝完成后不需要去除。

4.3 使用一體化裝置安裝油罐的步驟

(1)將一體化裝置停放至靠卸車平臺位置的油罐(最后一個(gè)安裝)安裝位置。

(2)油罐運(yùn)輸?shù)叫盾嚻脚_后，在油罐上安裝翻轉(zhuǎn)支鉸軸桿，在叉車的輔助下，將油罐兩側(cè)軸桿抬放至該裝置的水平滑軌上；拉動(dòng)裝置前端手拉葫蘆牽引油罐底部吊環(huán)使油罐重心移動(dòng)至門架起吊中心正下方。

(3)拉動(dòng)裝置后端的手拉葫蘆下放油罐，將罐體放置至傾斜狀(30°)并固定在一體化裝置上，用卷揚(yáng)機(jī)水平牽引裝置至油罐安裝位置。

(4)油罐水平移動(dòng)到安裝位置，拉動(dòng)裝置后端的手拉葫蘆下放油罐，將油罐放置至豎立狀態(tài)，拆除后端手拉葫蘆；拉動(dòng)裝置前端的手拉葫蘆將油罐整體微抬升，拆除翻轉(zhuǎn)軸桿，拉動(dòng)手拉葫蘆將油罐下放就位，調(diào)整好油罐高程、方位、垂直度等并與基礎(chǔ)固定，油罐安裝完成。

(5)第一個(gè)油罐就位后，拆除前端正面上下游的連接桿，將裝置牽引至油罐卸車平臺，安裝前端連接桿后按上述步驟完成后續(xù)油罐的安裝。

5 結(jié) 語

采用叉車和運(yùn)輸小車結(jié)合的運(yùn)輸方案，可以與油罐運(yùn)輸、安裝一體化裝置直接對接，從而解決了洞室高度受限和洞內(nèi)轉(zhuǎn)彎半徑小等問題，減少了另外采用吊車等起重設(shè)備卸車的工序。所研制的油罐運(yùn)輸、安裝一體化裝置順利完成了油罐卸車、翻轉(zhuǎn)豎立、工位間移動(dòng)、就位、調(diào)整等油罐安裝工序。該油罐運(yùn)輸、安裝方法的工裝裝置制作容易，成本低，工藝可靠，實(shí)施操作簡單，可推廣應(yīng)用于類似地下洞室罐體的安裝。