阿羅大娃，林冬

(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，610213)

1 概述

尾水洞檢修門2×2500kN-36m臺車布置在尾水檢修閘門室?guī)r錨梁上，起升機構(gòu)配置一套液壓自動抓梁，用于啟閉檢修閘門。啟閉機軌道采用QU120軌道，軌距7.6m，啟閉機為雙卷筒雙吊點，吊點距離7.9m，沿軌道方向兩組行走機構(gòu)平衡梁中心間距為9.24m，臺車軌頂高程為2025.32m，軌道全長84.02m。臺式啟閉機主要由起升機構(gòu)、行走梁、大車限位裝置、行走機構(gòu)、梯子、欄桿、司機室、臺車供電裝置、抓梁電纜卷筒、電氣室、檢修吊籃、尾水檢修門液壓抓梁、軌道裝置等組成，總重236.4t。

洞室臺車安裝常規(guī)且簡潔的吊裝設(shè)備選用汽車吊安裝，但根據(jù)現(xiàn)場施工條件，在安裝空間高度1.755m情況下采用汽車吊無法滿足現(xiàn)場施工。故采用倒裝工序先進(jìn)行機架、起升機構(gòu)、電氣室等安裝，再用液壓千斤頂將臺車整體頂升至行走機構(gòu)安裝高程，最后進(jìn)行大車行走機構(gòu)安裝工作。施工過程中布置一套卷揚機起升系統(tǒng)作為大件吊裝起吊工具。

2 吊裝分析

臺車主要吊裝大件為臺車架、起升機構(gòu)及電氣室等，最大吊裝單元為起升機構(gòu)單元中的機架重29.5t?，F(xiàn)場吊裝過程中根據(jù)天錨[1]位置及吊裝單元中心關(guān)系，起升機構(gòu)中卷筒和減速器及機架吊裝時布設(shè)兩個吊點，一個為主吊裝吊點用于懸掛滑輪組，一個為輔助就位吊點用于懸掛10t手拉葫蘆，天錨與吊裝單元及布置見如圖1所示。

圖1 天錨與吊裝單元關(guān)系

3 系統(tǒng)組成

提升系統(tǒng)主要有尾閘室拱頂預(yù)設(shè)天錨、10t卷揚機、4×4-32t滑輪組、10t導(dǎo)向滑輪、鋼絲繩等組成。

3.1 天錨

尾閘室拱頂共布置A與B兩種規(guī)格天錨，其中天錨A承載能力不小于30t，天錨B承載能力不小于10t。天錨A由4根φ32-6m普通砂漿錨桿組成，間排距0.4m，入巖5m；天錨B由2根φ28-6m普通砂漿錨桿組成，間排距0.3m，入巖5m。天錨使用前對單根錨桿分別進(jìn)行拉拔試驗，根據(jù)現(xiàn)場吊裝單元分析，天錨A單根錨桿拉拔力設(shè)定為75kN，天錨B單根錨桿拉拔力設(shè)定為50kN，試驗滿足要求后方可投入使用。天錨具體布置位置如圖2所示。

圖2 天錨布置

3.2 卷揚機

為滿足現(xiàn)場吊裝施工，配置1臺10t卷揚機作為臺車大件吊裝起升系統(tǒng)。卷揚機型號JM10t，額定拉力100kN，最大額定速度9m/min。

3.3 滑輪組

為省力及改變用力方向，提升起升系統(tǒng)布置一個4×4-32t滑輪組，滑輪組主要由動滑輪及定滑輪兩部分組成。

3.4 導(dǎo)向滑輪

為滿足鋼絲繩轉(zhuǎn)向需求，在尾閘室2025m高程通風(fēng)洞上游墻側(cè)以及儲門槽右側(cè)軌道二期埋件部位分別布置兩個額定載荷為10t的導(dǎo)向滑輪。

3.5 鋼絲繩

提升系統(tǒng)鋼絲繩選用φ21.5mm-6×37+1油麻芯鋼絲繩，實際載荷為37.5kN，安全系數(shù)為6.48[2]。

4 設(shè)備布置

提升系統(tǒng)卷揚機布置在尾閘室2002m高程平臺2#檢修閘門左側(cè)軌道埋件處；導(dǎo)向地錨1布置在檢修閘門儲門槽右側(cè)門槽埋件二期處；導(dǎo)向地錨2布置2025m高程通風(fēng)洞上游墻側(cè)。卷揚機利用錨桿[1]固定在底板上，導(dǎo)向地錨利用錨桿與尾閘側(cè)墻基巖基和尾閘室底板混凝土固定，提升系統(tǒng)布置圖如圖3所示。

圖3 提升系統(tǒng)設(shè)備布置剖面

5 臺車安裝

5.1 安裝流程

臺車架安裝→起升機構(gòu)安裝(電氣室安裝→機架安裝→右側(cè)卷筒安裝→右側(cè)減速器安裝→左側(cè)邊卷筒安裝→左側(cè)減速器安裝→電機安裝)→整體頂升→行走機構(gòu)安裝→司機室等附件安裝。

5.2 臺車架安裝

臺車架由端梁及行走梁組成，首先進(jìn)行端梁吊裝工作，端梁吊裝完成后進(jìn)行行走梁吊裝，端梁及行走梁就位完成后進(jìn)行螺栓連接副把合工作。臺車架連接成整體后在行走梁腹板沿軌道中心方向焊接四個臨時行走輪，用于大件吊裝時臺車架沿軌道方向往復(fù)拖拽。臺車架拖拽時利用固定在軌道上的夾軌器作為手拉葫蘆的固定點。

5.3 起升機構(gòu)安裝

5.3.1 機架安裝

(1)起升機構(gòu)機架分為左右兩部分，分別將機架1與機架2運輸至尾閘室閘門2002m平臺進(jìn)行現(xiàn)場組裝，組裝完成尺寸檢查合格后，進(jìn)行高強螺栓副連接工作。

(2)機架1重15.5t，機架2重14t，組裝完成后總重為29.5t，吊裝時按照30t考慮。吊裝時鋼絲繩為2對4股，鋼絲繩夾角α≤60°[3]。根據(jù)機架結(jié)構(gòu)，吊裝吊耳布設(shè)在機架肋板對應(yīng)位置，吊點距為2.14m，具體吊裝圖如圖4所示。操作卷揚機系統(tǒng)待機架起吊位置超過臺車架頂部后，采用倒鏈把臺車架向左側(cè)拉回至機架上方，操作卷揚機使機架緩慢平落在臺車架上對應(yīng)安裝位置上，穿入臺車機與機架連接螺栓并把緊。

圖4 機架整體吊裝示意

(3)臺車架與機架連接完成后，采用兩臺手拉葫蘆拉至右側(cè)機架吊裝前位置。

5.3.2 卷筒和減速器安裝

(1)根據(jù)臺車設(shè)計圖分析，卷筒和減速器的吊裝順序為：右側(cè)卷筒吊裝→右側(cè)減速器吊裝→左側(cè)減速器吊裝→左側(cè)卷筒吊裝。

(2)左右側(cè)卷筒重為12.5t，減速器重為15.5t(已裝滿齒輪油)，吊裝時鋼絲繩為雙股捆吊方式。

(3)吊裝及安裝方法與機架安裝方法相同。

5.4 行走機構(gòu)安裝

臺車式啟閉機臺車架、起升機構(gòu)組裝完成后，采用4臺50t液壓千斤頂整體頂升至行走機構(gòu)安裝高程后，進(jìn)行行走機構(gòu)的安裝。具體安裝方法如下：

(1)臺車架組裝完成后，整體重量為111.748t，按照120t考慮，4臺50t千斤頂每臺承受30t重量，滿足承載要求。

(2)根據(jù)臺車式啟閉機形式及組裝要求，端梁腹板、翼板板厚較薄，千斤頂頂在端梁下部易對端梁下翼板造成變形。臺車架起升時，考慮采用自制4個承重托架[1]與端梁的端部焊接(焊接時，割除端梁端頭的加筋板，行走機構(gòu)與臺車架安裝完成后再進(jìn)行焊接)，待行走機構(gòu)與臺車架安裝完成再進(jìn)行托架割除、打磨、防腐。材料選用Q235材質(zhì)，具體制作安裝要求見圖5所示。

圖5 托架制作安裝

(3)根據(jù)50t千斤頂最低高度為452mm，起升高度為250mm，采用50t千斤頂起升臺車架時，不能一次頂?shù)?500mm高度，需制作5組支墩，每組支墩4個，支墩高度分別為250mm，500mm，750mm,1000mm,1250mm。具體操作方法如下：

①第一步，采用50t千斤頂頂起250mm，采用自制的250mm高支墩進(jìn)行臨時支墩穩(wěn)固后拆除千斤頂；

②第二步，千斤頂下方支500mm高的支墩，用同樣的方法采用千斤頂頂起250mm，拆除250mm高支墩，并用500mm支墩進(jìn)行臨時支墩穩(wěn)固后拆除千斤頂；

③后續(xù)起升采用同樣的方法進(jìn)行；

④臺車架起升時，準(zhǔn)備一定數(shù)量不同厚度的鋼板，作為千斤頂?shù)撞繅|板；

⑤材料選用Q235鋼材，制作要求見圖6所示。

圖6 支墩制作

圖注：圖6為500mm高支墩制作圖，其余高度支墩制作圖選用材料、材質(zhì)一樣。

5.5 司機室及其他附件安裝

(1)司機室、欄桿、爬梯、電氣室等吊裝采用55t汽車吊進(jìn)行吊裝。

(2)司機室布置在左側(cè)端梁靠上游側(cè)，司機室吊裝前，將司機室的連接槽鋼與端梁相焊接，角焊縫大小為8mm。行走機構(gòu)與臺車架安裝完成后，進(jìn)行司機室的吊裝工作，吊裝就位后把緊連接螺栓。

(3)行走梁及機架吊裝完成后，行走機構(gòu)安裝前根據(jù)吊裝位置先進(jìn)行部分欄桿安裝工作，安裝時需保證欄桿頂部高度一致；爬梯安裝過程中，如遇爬梯螺孔偏差，應(yīng)先進(jìn)行螺孔校正，再安裝，保證安裝外觀美觀、可靠；剩余欄桿在行走機構(gòu)行走梁安裝完成后安裝。

(4)臺車調(diào)試及試運轉(zhuǎn)前按設(shè)備采供合同規(guī)定安裝安全監(jiān)測等裝置。監(jiān)測裝置調(diào)試及試運行過程中需信號穩(wěn)定，畫質(zhì)清晰。

6 荷載試驗

(1)提升系統(tǒng)負(fù)荷試驗共分兩部分，吊耳板焊接前利用拉拔器對天錨進(jìn)行荷載力試驗，試驗完成并經(jīng)檢驗合格后進(jìn)行吊耳板的焊接以及起升系統(tǒng)布置安裝。

(2)卷揚機、導(dǎo)向地錨、滑輪組、系統(tǒng)起吊鋼絲繩等布置安裝完成后進(jìn)行起吊系統(tǒng)負(fù)荷試驗，采用鋼筋作為負(fù)荷試驗配重，按1.25倍額定荷載計算共需7捆鋼筋(鋼拍重5t，滑輪組及鋼絲繩重約0.5t，單捆鋼筋重2.65t)。

(3)負(fù)荷試驗按照規(guī)范要求進(jìn)行125%靜載試驗及110%動載試驗。根據(jù)規(guī)范要求從75%分兩次加配重至125%額定靜載荷，每次加額定25%約2捆鋼筋。依次起吊重物離地面約200mm，停留10min，監(jiān)視吊耳板和吊軸有無變形，錨桿是否存在松動，吊耳板與天錨對接焊縫是否出現(xiàn)裂紋等，檢查無問題后繼續(xù)加載直至125%額定荷載。靜載荷試驗合格后進(jìn)行110%動載荷試驗，試驗完成后檢查起升系統(tǒng)各部位是否有異常等。

7 安全保證措施

(1)卷揚機操作人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，考試合格，持證上崗，并專人專機。

(2)作業(yè)前對卷揚機進(jìn)行聯(lián)合檢查驗收，重點檢查與地面固定情況、監(jiān)護措施、電氣線路接地線、制動裝置和鋼絲繩、滑輪組等，全部合格后方可使用[3]。

(3)施工前，在兩排軌道之間搭設(shè)臨時棧橋，棧橋兩邊做防護欄桿，高度不低于1.2m，并使用密目網(wǎng)封閉。

(4)當(dāng)臺車端梁、行走梁吊裝就位并把合后，在“四梁”框格內(nèi)搭設(shè)防墜平臺，防墜平臺由工字鋼、螺紋鋼筋、硬質(zhì)跳板等組成，跳板綁扎牢固。

(5)施工前對所有施工管理人員、作業(yè)人員進(jìn)行安全教育、技術(shù)交底，明確任務(wù)分工并指出各環(huán)節(jié)操作要領(lǐng)及注意事項。

(6)吊裝過程中時刻監(jiān)護提升系統(tǒng)各個部分情況，如出現(xiàn)異常情況立即停止，找出相關(guān)原因后再次進(jìn)行提升。

(7)施工過程中對天錨錨桿與鋼耳板間焊縫不定期進(jìn)行著色探傷檢測。

(8)每日班前應(yīng)派專人在臺車下方閘門安裝平臺監(jiān)護，拉好警示帶、懸掛警示標(biāo)示，禁止其他人員進(jìn)入。

(9)進(jìn)入施工現(xiàn)場的人員必須戴安全帽，系好安全帶，做好防護設(shè)施[4]。

(10)在臺車整體頂升過程中，四個對角應(yīng)統(tǒng)一指令，頂升行程同步，防止傾覆。

(11)施工全過程，所有現(xiàn)場管理、作業(yè)人員必須遵守安全技術(shù)操作規(guī)程、施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范等基本要求[4]。

8 結(jié)語

通過楊房溝水電站尾水檢修閘門室2×2500kN-36m臺車安裝，系統(tǒng)闡述了洞室極限安裝空間下的臺車安裝工序及相關(guān)吊裝提升系統(tǒng)布置、施工流程與應(yīng)用卷揚機提升系統(tǒng)的布置情況。經(jīng)現(xiàn)場實踐證明，臺車采用先進(jìn)行臺車架及起升系統(tǒng)安裝最后采用液壓千斤頂頂升方式進(jìn)行大車行走機構(gòu)的安裝工序，安全可靠、成本合理，保證了臺車快速、高效、安全的施工。在后續(xù)的水利水電洞室極限空間下臺車安裝施工中可廣泛應(yīng)用，為工程創(chuàng)造價值。