王 仕 平, 陳 海 峰

(中國水利水電第十工程局有限公司,四川 成都 610036)

1 概 述

近年來,我國越來越多的企業(yè)走出國門參與世界范圍內(nèi)工程項(xiàng)目的投資、建設(shè)、運(yùn)營等業(yè)務(wù),其涉及能源、交通運(yùn)輸、工業(yè)廠房、城市建設(shè)等各行各業(yè),而這些項(xiàng)目的建設(shè)都將涉及到大型設(shè)備的運(yùn)輸就位、安裝調(diào)整等施工難題。阿曼IBRI 500 MW光伏發(fā)電項(xiàng)目是由中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司EPC總承包,中國電建集團(tuán)水利水電第十工程局有限公司參建的中東地區(qū)大型清潔能源光伏發(fā)電項(xiàng)目,該項(xiàng)目位于阿曼IBRI(益貝利)市區(qū)西北方向30 km處,緊鄰益貝利燃?xì)獍l(fā)電廠,所處地區(qū)屬于熱帶沙漠氣候,常年溫度較高。

我公司承擔(dān)了EPC總承包項(xiàng)目中的升壓站土建及設(shè)備安裝工作。因受特殊情況影響,現(xiàn)場的施工進(jìn)度和物流進(jìn)度均受到很大影響,且因主變壓器鋼結(jié)構(gòu)遮陽篷到貨后先于主變壓器就位進(jìn)行了安裝,造成主變壓器到達(dá)現(xiàn)場后不具備使用大型吊裝機(jī)械設(shè)備進(jìn)行主變壓器卸車就位的條件。我方管理與技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況并經(jīng)研究后最終決定使用滾輪滑車平臺(tái)及地錨拉索的方式進(jìn)行主變壓器的卸車就位,其具有施工周期短、安全質(zhì)量可靠等優(yōu)勢(shì),特別是對(duì)于場地條件受限、設(shè)備重量大、當(dāng)?shù)仄鹬貦C(jī)械吊裝能力較低的地區(qū)采用該方法能夠取得很好的效果。

2 主變壓器就位技術(shù)分析

2.1 傳統(tǒng)的主變壓器就位技術(shù)

傳統(tǒng)的主變壓器卸車就位方法主要為:(1)當(dāng)裝運(yùn)主變壓器的運(yùn)輸車輛到達(dá)就位工況后,在車輛?？课恢门c主變壓器基礎(chǔ)位置之間鋪滿枕木,使用千斤頂將主變壓器頂升至足夠的高度,在主變壓器下方放置滾杠、緩慢卸去千斤頂?shù)膲毫κ蛊浣德湓跐L杠上,利用提前埋設(shè)在就位位置Y軸的地錨、結(jié)合鏈?zhǔn)绞掷J將主變壓器拉至就位位置,搭設(shè)臨時(shí)支墩結(jié)合千斤頂頂升主變壓器、拆除主變壓器下方的臨時(shí)設(shè)施使主變壓器就位,再次利用鏈?zhǔn)绞掷J微調(diào)主變壓器X軸和Y軸就位中心點(diǎn),從而完成主變壓器的就位;(2)當(dāng)裝運(yùn)主變壓器的運(yùn)輸車到達(dá)就位工況后,利用起重機(jī)械設(shè)備起吊主變壓器[1],將主變壓器吊至就位位置后拆除吊裝工具,采用千斤頂頂升主變壓器的方法頂升主變壓器并在其下方放置滾杠,在X軸和Y軸利用預(yù)埋的地錨結(jié)合鏈?zhǔn)绞掷J調(diào)整主變壓器的就位中心從而完成主變壓器的就位。但這兩種方法的使用受主變壓器就位場地、起重設(shè)備的吊裝能力以及主變壓器運(yùn)輸重量的限制極大,且在成本、安全、質(zhì)量、進(jìn)度等方面均存在很大的隱患和不確定性。因此需要研究并使用一種新的主變壓器就位方法。闡述了對(duì)滾輪滑車平臺(tái)就位方法進(jìn)行的研究。

2.2 滾輪滑車平臺(tái)就位技術(shù)

因受特殊情況影響,導(dǎo)致現(xiàn)場施工進(jìn)度及物流進(jìn)度均嚴(yán)重滯后。我公司本著“干一個(gè)項(xiàng)目,履約好一個(gè)項(xiàng)目”的理念,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況并結(jié)合工期要求等因素綜合考慮后,在保證安全、質(zhì)量的前提下,研究出使用滾輪滑車平臺(tái)及地錨拉索卸車就位主變壓器的新技術(shù),其在進(jìn)度、安全、質(zhì)量、成本控制方面與傳統(tǒng)的主變壓器卸車就位方法相比具有顯著的優(yōu)勢(shì),取得了良好的效果。

(1)車輛擺正。滾輪滑車平臺(tái)及地錨拉索卸車就位主變壓器的施工方法為:平整運(yùn)輸?shù)缆泛椭髯儔浩骶臀粓龅匾詽M足主變壓器運(yùn)輸和就位工況[2]。在主變壓器就位位置的X軸和Y軸測量出主變壓器就位中心點(diǎn)并將其延伸至兩端做好標(biāo)記,待運(yùn)輸主變壓器的車輛到達(dá)主變壓器就位位置時(shí),將主變壓器本體中心點(diǎn)與就位位置Y軸中心線使用激光儀對(duì)齊,以減少后期重復(fù)調(diào)整主變壓器就位中心位置的工作。

(2)安裝滾輪滑車平臺(tái)。使用一套100 t×4的同步液壓千斤頂頂升主變壓器,將其頂升至高于運(yùn)輸型鋼10～20 mm時(shí)停止頂升。在主變壓器底部擺放鋼支墩和運(yùn)輸型鋼,運(yùn)輸型鋼采用200 mm×204 mm×12 mm H型鋼,長度為6 m,兩側(cè)采用80 mm×80 mm×10 mm角鋼每隔100 mm加固一個(gè)。主變壓器運(yùn)輸型鋼見圖1。將鋼支墩與運(yùn)輸型鋼擺放平穩(wěn)、牢靠,待檢查確認(rèn)后再次頂升主變壓器,然后在運(yùn)輸型鋼上放置4副滾輪滑車平臺(tái),該滾輪滑車平臺(tái)采用厚度為20 mm的鋼板切割焊接而成,長×寬×高為550 mm×200 mm×150 mm,其頂部為平面,底部設(shè)八組滾輪,每6個(gè)滾輪為一組,兩側(cè)各焊接兩個(gè)L型掛板以防止?jié)L輪滑車平臺(tái)在行走時(shí)偏離出運(yùn)輸型鋼。滾輪滑車平臺(tái)見圖2。其擺放位置需對(duì)稱且需受力均衡,防止出現(xiàn)一側(cè)受力大、一側(cè)受力小而造成主變壓器傾斜的情況。緩慢卸去千斤頂壓力,使主變壓器平穩(wěn)緩慢地降落在滾輪滑車平臺(tái)上,檢查其各受力面是否可靠。

圖1 主變壓器運(yùn)輸型鋼示意圖

圖2 滾輪滑車平臺(tái)示意圖

(3)地錨及拉索的安裝。根據(jù)主變壓器本體上設(shè)置的拖動(dòng)點(diǎn)位置,在變壓器就位位置正前方的混凝土地面上分別設(shè)置一個(gè)錨點(diǎn),錨點(diǎn)采用4顆M20 mm×200 mm膨脹螺栓固定T型掛板的方式進(jìn)行安裝以用于拖動(dòng)主變壓器前進(jìn)。該錨點(diǎn)的高度與主變壓器本體拖動(dòng)點(diǎn)高度基本一致,其拖動(dòng)的傾斜角度應(yīng)小于15°。為防止在拖動(dòng)主變壓器前進(jìn)過程中主變壓器移動(dòng)速度過快和主變壓器就位中心發(fā)生偏斜時(shí)能夠?qū)ζ浼皶r(shí)進(jìn)行調(diào)整,在主變壓器前進(jìn)方向的反方向設(shè)置了一組拉索工具,該錨點(diǎn)可利用運(yùn)輸平板車上的掛點(diǎn)[3]。錨點(diǎn)設(shè)置完成后,使用4組5 t鋼絲繩手扳葫蘆、吊帶等將錨點(diǎn)和主變壓器本體連接起來,測試手扳葫蘆的松緊是否正常、運(yùn)行是否可靠、有無卡頓現(xiàn)象,并正向拖動(dòng)前進(jìn)手扳葫蘆使其初步少量受力,反向拖動(dòng)手扳葫蘆使其具有少量行程。

(4)拖動(dòng)主變壓器前進(jìn)。各項(xiàng)準(zhǔn)備工作、檢查工作完成并經(jīng)確認(rèn)無誤后,由卸車總指揮統(tǒng)一發(fā)號(hào)施令,兩組正向拖動(dòng)前進(jìn)手扳葫蘆同時(shí)動(dòng)作。拖動(dòng)主變壓器前進(jìn)的情況見圖3。操作人員根據(jù)指令進(jìn)行起停操作,檢查人員隨時(shí)檢查主變壓器的前進(jìn)動(dòng)態(tài)是否偏向、滾輪滑車平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常、反方向拖動(dòng)手扳葫蘆余量是否合適等。如有異常情況應(yīng)及時(shí)停止,待糾偏或消除隱患后再繼續(xù)拖動(dòng)主變壓器前進(jìn)。

圖3 拖動(dòng)主變壓器前進(jìn)示意圖

(5)架設(shè)激光儀。在主變壓器即將進(jìn)入就位位置時(shí),在主變壓器就位位置中心點(diǎn)X軸和Y軸延伸出來的中心線兩端各架設(shè)一臺(tái)激光儀,調(diào)整并對(duì)齊主變壓器就位位置中心線[4],緩慢拖動(dòng)主變壓器前進(jìn)并觀察主變壓器本體中心點(diǎn)是否對(duì)齊激光射線,根據(jù)主變壓器本體中心點(diǎn)與激光射線之間的距離數(shù)值判斷主變壓器X軸方向的扭曲程度和Y軸中心點(diǎn)的差距,分別指揮拖動(dòng)前進(jìn)方向手扳葫蘆的操作人員拖動(dòng)主變壓器進(jìn)行緩慢調(diào)整,將主變壓器本體中心和就位位置中心逐漸找正。激光水平儀對(duì)位情況見圖4。當(dāng)主變壓器本體X軸和Y軸中心點(diǎn)與就位位置架設(shè)在X軸和Y軸的激光儀射線均重合后停止拖動(dòng)主變壓器前進(jìn)[5]。在滾輪滑車平臺(tái)兩端楔上楔子,以防主變壓器在撤掉手扳葫蘆時(shí)移動(dòng)。拆除用于拖動(dòng)主變壓器前進(jìn)的鋼絲繩手扳葫蘆、吊帶等并將其放置好。

圖4 激光水平儀對(duì)位示意圖

(6)主變壓器就位。將預(yù)先制作好并放置在主變壓器就位位置的鋼支墩進(jìn)行調(diào)整并擺好位置,將100 t×4的同步液壓千斤頂放置在支墩上,使用同步液壓千斤頂緩慢頂升主變壓器,當(dāng)主變壓器與滾輪滑車平臺(tái)間存在10～20 mm空隙后停止頂升主變壓器,依次拆除滾輪滑車平臺(tái)和運(yùn)輸型鋼并再次清理、檢查主變壓器本體的底部和主變壓器就位位置的混凝土基礎(chǔ),確認(rèn)無誤后緩慢卸去千斤頂壓力將主變壓器平穩(wěn)落在混凝土基礎(chǔ)上。再次檢查主變壓器本體X軸和Y軸中心點(diǎn)與就位位置X軸和Y軸架設(shè)的激光儀射線以及和混凝土基礎(chǔ)上的中心線是否對(duì)齊,待確認(rèn)無誤后方可拆除液壓千斤頂及支墩。清理主變壓器卸車施工工作面上所有的卸車材料及工器具。至此,主變壓器卸車工作順利完成。

3 滾輪滑車平臺(tái)就位技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)

3.1 施工進(jìn)度和質(zhì)量

(1)傳統(tǒng)卸車就位工藝。傳統(tǒng)的卸車就位方法需要提前準(zhǔn)備大量的枕木、制作鋼管滾筒或租賃大型的起重機(jī)械設(shè)備,從而在時(shí)間和人力上都會(huì)加大投入,浪費(fèi)很多的人力物力。在施工安全和質(zhì)量控制方面,使用枕木加鋼滾筒的施工方法極易造成主變壓器行進(jìn)方向跑偏并難以控制,并且主變壓器本體中心點(diǎn)與就位位置中心線對(duì)齊的難度極大,在主變壓器就位后還需進(jìn)行二次調(diào)整,導(dǎo)致其操作難度大且耗時(shí)費(fèi)力。而使用大型起重機(jī)械設(shè)備起吊主變壓器進(jìn)行就位,需要對(duì)主變壓器就位工作場地進(jìn)行平整壓實(shí)且需同時(shí)滿足主變壓器運(yùn)輸車輛和大型起重機(jī)械設(shè)備站位,對(duì)主變壓器就位場地的條件要求極高,并且利用大型起重機(jī)械設(shè)備卸車就位主變壓器同樣存在主變壓器本體中心點(diǎn)與主變壓器就位位置中心線難以對(duì)齊的情況,在起重機(jī)械完成作業(yè)拆除吊具吊索后還需使用千斤頂、鋼滾筒結(jié)合地錨拉索的方式對(duì)主變壓器本體進(jìn)行二次調(diào)整,其操作困難并需耗費(fèi)大量的人力物力。

(2)滾輪滑車平臺(tái)就位工藝。使用滾輪滑車平臺(tái)及地錨拉索工藝對(duì)主變壓器進(jìn)行卸車和就位,在其前期的施工準(zhǔn)備工作中不需要耗費(fèi)大量的人力物力、準(zhǔn)備卸車就位工作的材料及設(shè)備,而僅需要1名熱切割工人和2名焊接工人及4名輔助配合人員花費(fèi)一天的時(shí)間即可以制作好主變壓器卸車就位工作所需的鋼支墩和運(yùn)輸型鋼。主變壓器卸車就位工作時(shí)只需要10名人員相互配合、在3 h內(nèi)即可以完成整個(gè)工作;在施工質(zhì)量控制方面,因滾輪滑車平臺(tái)的穩(wěn)定性和易于操作以及可以隨時(shí)糾正主變壓器前進(jìn)方向的特點(diǎn),僅需在主變壓器就位位置X軸和Y軸中心線上各架設(shè)一臺(tái)激光儀即可以完美地完成主變壓器本體中心點(diǎn)與就位位置中心線對(duì)齊,待調(diào)整好主變壓器本體位置后再平穩(wěn)頂升主變壓器、拆除滾輪滑車平臺(tái)及運(yùn)輸型鋼等其他設(shè)施,緩慢卸去千斤頂壓力,使主變壓器本體平穩(wěn)地落在混凝土基礎(chǔ)上。使用滾輪滑車平臺(tái)及地錨拉索方式就位主變壓器操作簡單且可控性強(qiáng),其在施工進(jìn)度和質(zhì)量控制方面均極大地優(yōu)于傳統(tǒng)卸車就位方法。

3.2 施工的安全性

(1)傳統(tǒng)卸車就位工藝。在傳統(tǒng)的主變壓器卸車就位施工方法中,如使用枕木加鋼滾筒的主變壓器卸車就位方法就需要在運(yùn)輸車輛和主變壓器基礎(chǔ)之間鋪滿枕木,但枕木的鋪設(shè)為搭積木方式,因而不能形成一個(gè)整體,其整體結(jié)構(gòu)性和受力性都不穩(wěn)定,存在極大的安全隱患;其次,在枕木上鋪設(shè)多根鋼制滾筒且因滾筒之間分散、不連貫,極易發(fā)生滾筒因轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)數(shù)不一致而發(fā)生主變壓器偏離行進(jìn)方向并難以調(diào)整和主變壓器前進(jìn)速度過快而導(dǎo)致其無法控制、造成安全事故,對(duì)人員和設(shè)備都很容易造成人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,安全隱患極大;如使用大型起重機(jī)械設(shè)備吊裝卸車就位主變壓器,又因主變壓器本體體積大、重量大,對(duì)起重機(jī)械設(shè)備站位的地質(zhì)條件、地理環(huán)境、起重設(shè)備的吊裝能力以及起吊主變壓器的吊具等都有著極其嚴(yán)格的要求,起重機(jī)械設(shè)備的操作員、司索員、指揮員和安全管理人員都必須具有良好的職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技能知識(shí)。但既使是在如此嚴(yán)格的安全保障前提下也極易發(fā)生安全事故,其不可控因素太多,安全風(fēng)險(xiǎn)隱患太大。

(2)滾輪滑車平臺(tái)就位工藝。使用滾輪滑車平臺(tái)及地錨拉索卸車就位主變壓器,首先在制作鋼支墩、運(yùn)輸型鋼、滾輪滑車平臺(tái)時(shí)均參照主變壓器本體的運(yùn)輸重量和體積進(jìn)行驗(yàn)算以保證各部件的受力滿足要求;其次,在施工方法方面,采用鋼支墩是因?yàn)殇撝Ф盏氖芰头€(wěn)定性極好,利用一套100 t×4的同步液壓千斤頂是為了保證在升降主變壓器時(shí)能夠保證其平穩(wěn),不會(huì)因?yàn)閮蓚?cè)頂升或降落速度不一致而造成主變壓器本體傾斜、導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。在滾輪滑車平臺(tái)的兩側(cè)各焊接一個(gè)L型掛板,其作用是防止在拖動(dòng)主變壓器前進(jìn)過程中滾輪滑車平臺(tái)偏離或跑出運(yùn)輸型鋼而造成安全事故。在主變壓器前進(jìn)方向的反方向設(shè)置兩組地錨拉索的主要作用是為防止主變壓器前進(jìn)過快而對(duì)其加以控制和輔助拖動(dòng)主變壓器前進(jìn)的地錨拉索對(duì)主變壓器進(jìn)行細(xì)微糾偏。綜上所述,使用滾輪滑車平臺(tái)及地錨拉索卸車就位主變壓器其行進(jìn)方向固定并易于調(diào)整,行走時(shí)主變壓器本體設(shè)備的重心低且行進(jìn)速度容易控制,所有操作均由總指揮統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮,出現(xiàn)隱患時(shí)能立即停止主變壓器前進(jìn)并易于排查、處理隱患。在施工安全方面大大優(yōu)于傳統(tǒng)主變壓器卸車就位施工工藝方法。

3.3 環(huán)境的適應(yīng)性

(1)傳統(tǒng)卸車就位工藝。從適用環(huán)境方面進(jìn)行分析比較。在傳統(tǒng)施工方法應(yīng)用過程中,其極大程度地受到主變壓器卸車就位場地地質(zhì)條件、地理環(huán)境、主變壓器本體運(yùn)輸重量、當(dāng)?shù)仄鹬貦C(jī)械設(shè)備吊裝能力等因素限制。而使用枕木加鋼滾筒的卸車就位方法,當(dāng)主變壓器本體運(yùn)輸重量較重時(shí),其無法很好地滿足施工工況并極易發(fā)生安全事故而造成生命財(cái)產(chǎn)的損失。使用大型起重機(jī)械設(shè)備吊裝卸車就位主變壓器,其對(duì)就位場地的地質(zhì)環(huán)境條件和當(dāng)?shù)仄鹬貦C(jī)械設(shè)備的吊裝能力是一個(gè)極大的考驗(yàn),且很多地區(qū)沒有大型起重機(jī)械設(shè)備可用,而從其他地區(qū)調(diào)用大型起重機(jī)械設(shè)備將使成本和時(shí)間的支出增加許多,不符合節(jié)約成本和滿足工期的要求。

(2)滾輪滑車平臺(tái)就位工藝。利用滾輪滑車平臺(tái)及地錨拉索卸車就位主變壓器不會(huì)受到上述條件限制。首先,該工藝需要的場地不大,直接利用主變壓器卸車就位的場地即可;其次,其承載能力可以根據(jù)主變壓器本體的運(yùn)輸重量制作,完全不受主變壓器本體運(yùn)輸重量限制,且其整個(gè)工作的完成所需要的工作時(shí)間短,從而可以節(jié)省很大一部分施工時(shí)間以滿足施工進(jìn)度要求。滾輪滑車平臺(tái)及地錨拉索卸車就位主變壓器能夠適用于多種環(huán)境和多類設(shè)備重量,與傳統(tǒng)施工方法相比,其優(yōu)勢(shì)巨大。

4 結(jié) 語

滾輪滑車平臺(tái)及地錨拉索平穩(wěn)卸車就位工藝的研究和應(yīng)用在阿曼IBRI 500 MW光伏項(xiàng)目取得了良好的成效,特別是在卸車就位受到設(shè)備重量大、場地條件差、當(dāng)?shù)氐跹b機(jī)械設(shè)備能力限制而造成現(xiàn)場設(shè)備卸車就位施工難度大、安全隱患高等問題困擾時(shí),與傳統(tǒng)主變壓器卸車就位方法相比,其在施工進(jìn)度、安全保障、質(zhì)量控制和成本方面具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。隨著更多的中國企業(yè)走出國門參與到世界能源、運(yùn)輸、工業(yè)等項(xiàng)目的投資建設(shè)運(yùn)營中,采用滾輪滑車平臺(tái)及地錨拉索技術(shù)進(jìn)行平穩(wěn)卸車就位主變壓器的施工工藝方法所適用的范圍和作用越來越大,所取得的經(jīng)驗(yàn)可為更多類似工程的施工借鑒和參考。