賈棟林

（中國水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝事業(yè)部，云南 昆明 650032）

1 概述

福建廈門抽水蓄能電站地下廠房安裝有4臺(tái)套單機(jī)容量為350 MW的可逆式立軸水泵水輪機(jī)，其中尾水管及擴(kuò)散段由10節(jié)組成，本體材質(zhì)為Q345R，進(jìn)水口直徑2 585 mm，擴(kuò)散段出口直徑5 000 mm，進(jìn)水口安裝高程為EL.190.70 m，擴(kuò)散段出口底板高程EL.183.00 m。其中第7～10節(jié)尾水?dāng)U散段位于尾水支洞和地下廠房橋機(jī)吊裝限制線以外，需要橋機(jī)吊裝至機(jī)坑后，再采用拖運(yùn)方式移動(dòng)一段距離后方可進(jìn)行就位安裝，如圖1所示。

圖1 福建廈門抽水蓄能電站尾水肘管整體安裝示意圖

2 尾水肘管擴(kuò)散段拖運(yùn)方式

根據(jù)廠家到貨設(shè)備資料顯示，福建廈門抽水蓄能電站尾水肘管擴(kuò)散段第7～10節(jié)重量在5.6～9.0 t之間，其外形尺寸及單件重量如表1所示。

表1 尾水肘管擴(kuò)散段第7～10節(jié)外形尺寸及單件重量表

考慮到尾水肘管擴(kuò)散段具有體積大，重量重等特點(diǎn)，以往常規(guī)做法是在機(jī)坑鋪設(shè)H型鋼軌道，制作運(yùn)輸臺(tái)車進(jìn)行尾水肘管擴(kuò)散段在機(jī)坑內(nèi)的平行拖運(yùn)工作，此種做法優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)輸平臺(tái)及軌道扎實(shí)，缺點(diǎn)是用鋼量大、制作比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，運(yùn)輸時(shí)比較笨重。

根據(jù)安裝圖紙，尾水肘管擴(kuò)散段就位后，最終通過調(diào)整螺柱固定在尾水肘管擴(kuò)散段基礎(chǔ)墩的基礎(chǔ)板上，可形成穩(wěn)固的支撐結(jié)構(gòu)形式，基于此現(xiàn)場初步得出若選取肘管擴(kuò)散段本體支撐座作為支點(diǎn)，將其改造成可以活動(dòng)的結(jié)構(gòu)，則在滿足部分肘管擴(kuò)散段穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的同時(shí)，又可部分整體移動(dòng)。此種做法優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，用鋼量少，拆裝都比較方便，缺點(diǎn)是僅適用于有本地支撐座的尾水肘管。

通過對廈門抽水蓄能電站尾水肘管擴(kuò)散段本體結(jié)構(gòu)的研究以及三維建模，可以確認(rèn)尾水肘管擴(kuò)散段第10節(jié)與第9節(jié)，第8節(jié)與第7節(jié)質(zhì)量重心位于邊緣4個(gè)支撐座的中心位置附近，現(xiàn)場若采用肘管擴(kuò)散段本體支撐座作為運(yùn)輸支點(diǎn)，可形成穩(wěn)固的肘管擴(kuò)散段運(yùn)輸結(jié)構(gòu)形式，為此，尾水肘管擴(kuò)散段到貨后，可先在安裝間進(jìn)行兩兩管節(jié)環(huán)縫的組對及焊接工作，待第10節(jié)與第9節(jié)、第8節(jié)與第7節(jié)環(huán)縫焊接完成并無損檢測合格后，取第10節(jié)與第9節(jié)、第8節(jié)與第7節(jié)肘管擴(kuò)散段外緣4個(gè)支撐座作為運(yùn)輸支點(diǎn)，對此兩節(jié)尾水肘管擴(kuò)散段外緣4個(gè)支撐座改裝成運(yùn)輸“小坦克”，可方便完成尾水肘管擴(kuò)散段在洞內(nèi)的拖運(yùn)工作。尾水肘管擴(kuò)散段安裝“小坦克”在洞內(nèi)拖運(yùn)方式如圖2所示。

圖2 尾水肘管擴(kuò)散段洞內(nèi)安裝“小坦克”拖運(yùn)方式示意圖

3 運(yùn)輸“小坦克”改造

為尾水肘管擴(kuò)散段拖運(yùn)就位后方便調(diào)整，改裝后的運(yùn)輸“小坦克”+運(yùn)輸H型鋼軌道高度應(yīng)與設(shè)計(jì)圖紙上的尾水?dāng)U散段支撐調(diào)整座高度基本一致。這樣可在運(yùn)輸就位后，采用機(jī)械千斤頂置換支撐調(diào)整座時(shí)，肘管擴(kuò)散段不用頂起太高，就可以整體拆下運(yùn)輸“小坦克”及型鋼軌道，更有利施工及安全保障。運(yùn)輸“小坦克”與肘管支撐座連接方式如圖3所示。

圖3 運(yùn)輸“小坦克”與肘管支撐座連接方式示意圖

4 現(xiàn)場實(shí)施

運(yùn)輸“小坦克”采用CRM履帶搬運(yùn)“小坦克”改裝，在其頂面并排加裝一段25號工字鋼結(jié)構(gòu)支撐，上下兩端采用鋼板螺栓連接的方式，經(jīng)受力仿真，其結(jié)構(gòu)形式安全可靠，承載安全系數(shù)滿足5倍垂直受力要求，如圖4所示。

圖4 改裝后的“小坦克”結(jié)構(gòu)形式

尾水肘管擴(kuò)散段第9節(jié)與第10節(jié)、第7節(jié)與第8節(jié)環(huán)縫焊接完成后，在吊裝前將改裝后的“小坦克”安裝在邊緣4個(gè)支撐座上，螺栓固定后與肘管一起進(jìn)行吊裝，為方便肘管擴(kuò)散段拖運(yùn)就位后的精確調(diào)整，現(xiàn)場運(yùn)輸軌道鋪設(shè)在尾水肘管支墩上，兩軌道寬度與尾水肘管支墩中心線間距相同，H型鋼與H型鋼接縫處側(cè)邊采用連扳焊接，底部位于支墩基礎(chǔ)板上，拖運(yùn)時(shí)，采用固定在端部的5 t手拉葫蘆將其緩慢拖移至安裝位置，如圖5所示。

圖5 尾水肘管擴(kuò)散段就位及拖運(yùn)示意圖

第9、10節(jié)尾水?dāng)U散段運(yùn)輸就位后，在出口斷面兩側(cè)掛線垂，當(dāng)實(shí)測斷面線偏差≤3 mm時(shí)，在第9、10節(jié)尾水管擴(kuò)散段底部采用4個(gè)16 t機(jī)械千斤頂進(jìn)行支撐，將肘管擴(kuò)散段頂高100～150 mm，拆除小坦克運(yùn)輸裝置，并將小坦克運(yùn)輸裝置安裝至后兩節(jié)擴(kuò)散段肘管上。當(dāng)?shù)?、8節(jié)尾水?dāng)U散段運(yùn)輸就位后，拆除小坦克運(yùn)輸裝置，將第9、10節(jié)再次頂高，將運(yùn)輸H型鋼軌道一并分段拆除，再分段拆除H型鋼軌道的同時(shí)，安裝尾水?dāng)U散段的支座、肘管擴(kuò)散段拉緊器，對第7、8與第9、10節(jié)對接環(huán)縫間隙、錯(cuò)牙進(jìn)行調(diào)整，對第7～9節(jié)管口數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)測，滿足設(shè)計(jì)要求后，先進(jìn)行對節(jié)環(huán)縫的焊接，焊接完成后，復(fù)測第9、10節(jié)出口斷面水流中心、高程、斷面垂直度及管節(jié)里程方位等，滿足要求后，將尾水?dāng)U散段支撐座底板進(jìn)行焊接固定，待所有尾水肘管安裝焊接完成后，再進(jìn)行尾水肘管擴(kuò)散段支撐座調(diào)整螺栓的焊接牢固。

5 結(jié)語

抽水蓄能電站尾水肘管是電站水輪機(jī)重要埋設(shè)部件，其結(jié)構(gòu)型式成熟、固定，現(xiàn)場施工時(shí)可通過施工建模技術(shù)，開展施工創(chuàng)新工作，通過對尾水肘管擴(kuò)散段運(yùn)輸工裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)和計(jì)算校核，能夠在確保施工安全和質(zhì)量的前提下，有效提高施工進(jìn)度并節(jié)約施工成本。