中国水利水电第三工程局有限公司 陕西西安 700024
摘要：水电站施工中，经常会遇到已配置好的起吊设备不能将某一埋件或设备直接吊装就位的状况，需要重新选用满足吊装的设备或借助于其它手段来完成安装任务，如何安全、经济的解决是比较棘手的问题。本文以某境外水利枢纽工程为例，详细介绍了QTZ400塔机和自制桅杆相配合抬吊水轮机转轮室埋件并安全就位的具体实施方法，可供类似情况参考借鉴。
关键词：超重件；辅助吊装；制作及应用
某境外水电站安装三台单机容量为78.20MW的轴流转浆式水轮发电机组，坝后式厂房、引水系统采用坝后背管式，设计多年平均发电量为946GW.h。电站建设安装期间，在主厂房下游尾水渠内布置一台QTZ400塔机，后期在厂房上游侧布置一台MQ600门机设备。水轮机埋件施工时段，因现场配置的吊装设备性能不够，水轮机座环、转轮室均不具备直接吊装就位的条件；结合现场的实际情况，对于单瓣座环安装就位制定了卷扬机牵引、滑道运输、制作桁架梁平台（组圆）、千斤顶接力整体降落的的实施方案；结合现有塔机吊装设备，制定了塔机和自制桅杆相配合抬吊转轮室就位的实施方案，有效的解决了水轮机超重件无法直接吊装就位的难题。
本文以该电站转轮室吊装就位为例，详细介绍了转轮室安装时存在的困难、桅杆的制作及布置、桅杆起吊性能的校核、塔机和桅杆相互配合抬吊实施中注意的控制环节等，可供类似工程参考借鉴。
1、综合概况
该电站为坝后式发电厂房，转轮室具备安装条件时，上和下游副厂房已经浇筑至发
电机层；下游尾水布置的QTZ400塔机距离机组中心线为34.05米、距下游副厂房边墙为28米（此时压力钢管正在施工，MQ600门机不能横向通行）；转轮室高2.10米、内径4.80m、单件重量为12.25吨；通过查阅400塔机起重性能表，得出结论：QTZ400塔机仅能将转轮室单体顺下游副厂房边墙吊入机坑内部，不具备将设备直接吊装就位的能力。附图1：QTZ400塔机起重性能表。
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通过对该电站厂房结构进行分析，现有起吊设备均不具备直接将转轮室吊装就位的能力或条件，综合考虑到塔机吊装所差吨位不大，若能结合现场实际情况，自制一种设备辅助塔机抬吊是比较经济的方法，因此制定了该实施方案。
2、实施方法简述
用尾水QTZ400塔机三点吊装转轮室（吊点中心在-Y方向上），将转轮室沿着下游副厂房边墙平稳吊入机坑，当转轮室底部降落至与混凝土支墩高度一致时停止下落，拆除中心吊点、保留水平的二个吊点。用钢管制作桅杆、牵引力采用5吨卷扬机、通过滑轮导向实现吊装功能（具体制作见第三节），将自制桅杆上的钢丝绳吊点锁固在转轮室的吊耳上（吊耳布置在+Y方向二侧）；缓慢启动卷扬机将吊点上升、缓慢降落塔机主钩，上升和降落尽量保持同步且要求平稳，将转轮室由垂直状态翻身至水平状态；塔机小车缓慢向前行走、卷扬机协同缓慢上升，直至转轮室平移至安装中心位置；同步下降将转轮室落至工字钢上，吊装工作结束。吊装示意如图2。
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图2 吊装示意图
3、施工准备
3.1金结埋件验收合格，混凝土支墩龄期合格，椎管上管口配割完成。
3.2机坑内外清理干净，吊装的障碍物进行清除或移位。
3.3 椎管上管口工作平台搭设完成并验收合格。
3.4起升卷扬机设备布置就位、桅杆制作完成、钢丝绳及滑轮组安装完毕，并全部检查、检验合格。
3.5 用于转轮室临时吊装的吊耳焊接完成，检查合格。
3.6 用于吊装使用的锚固件应牢固，检查合格。
3.7塔机设备、卷扬机、滑轮组、钢丝绳及、拉葫芦及卡环等设备应进行检查且合格。
3.8工字钢上的楔子板布置到位并调平，相互高差不大于0.50毫米。
3.9 起重工、司机、电焊工等特种专业人员必须持证上岗。
3.10对施工作业人员进行详细的技术和安全交底，让参加人员心中有数。
4、具体实施方法
4.1桅杆制作
（1）桅杆支臂采用2根Φ219*7无缝钢管制作，成八字形布置、中间分三段用10#槽钢连接，顶部用30mm厚钢板连接，钢板中间上下部位焊接吊耳。
（2）根据转轮室直径及需要平移的距离，桅杆支臂底脚选择布置在距离横向中心线4.40米的位置，钢管底脚间距1米（轴线左右对称）。
（3）钢管每根长度12米，向下游方向倾斜75°左右，钢管顶部管中心距按照0.5米考虑（间距主要考虑满足吊耳焊接及滑轮组能安装即可），用30mm厚的钢板焊接成一体，钢板背面焊接吊耳且要求垂直地面，钢板正面也需焊接吊耳。
（4）考虑到桅杆稳定，在钢管的底部焊接400*400mm钢板并与地面锚固件焊接。
（5）桅杆支臂顶部用钢丝绳连接在上游墙埋件上，二根支臂分段与上游墙面埋件用拉筋连接，以保证桅杆支臂稳定。
（6）吊耳用25mm钢板制作、拉筋采用Φ25圆钢，焊接后进行检查。
（7）具体制作详见下图3。
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图3 桅杆顶部制作示意图
4.2卷扬机及导向布置
卷扬机起升装置布置位置原则在桅杆附近或其它适当位置，只要通过导向滑轮能实现牵引即可，在桅杆上游边墙上设置埋件安装导向滑轮，桅杆支臂中间吊耳上布设定滑轮，卷扬机上安装钢丝绳，按照布置的桅杆和导向滑轮完成钢丝绳的穿绕，钢丝绳穿绕后进行检查，必要时做载荷试验进行检验。
卷扬机选用5吨、钢丝绳选用21mm，桅杆顶部定滑轮选用10吨，起吊点吊钩选用10吨，导向滑轮选用5吨，均满足使用要求。
4.3装轮室吊装
（1）在转轮室-Y和+Y方向上焊接吊耳，-Y上焊接三处、+Y上焊接二处，吊耳焊接大小、位置满足吊装要求即可，吊耳焊接完成后进行检查并合格（顺水流方向看，上游为+Y方向）。
（2）用尾水QTZ400塔机三点吊装转轮室，将转轮室沿着下游副厂房边墙平稳吊入机坑，当转轮室底部降落至与混凝土支墩高度一致时停止降落。
（3）将桅杆上钢丝绳用卡环紧固在+Y方向焊接的吊耳上，桅杆上钢丝绳带上力量即可，缓慢松开塔机上中间吊耳钢丝绳上的手拉葫芦、直至没有力量，将手拉葫芦拆除，保留-Y方向水平二处吊点。
（4）为防止转轮室在翻身时，塔机小车向前串动，在转轮室底部拉上钢丝绳并安装手拉葫芦，作为翻身时防串动的保障措施。
（5）缓慢启动卷扬机上升100mm后，停止上升；然后缓慢启动塔机下降100mm后、停止下降（起降距离尽量小幅度进行）；按照这样的办法反复进行，直至将转轮室法兰面翻身至向上方向；卷扬机开启、转轮室上游侧抬升过程时，防串动钢丝绳始终要稍带有力量即可。
（6）塔机小车向前缓慢行进、同时卷扬机协同缓慢上升，直至将装轮室整体移位至安装位置的正上方。
（7）同时将卷扬机和塔机钢丝绳缓慢降落，直至落在预埋的工字钢基础上，转轮室吊装工作结束。
（8）拆卸转轮室上的钢丝绳，拆除并转移卷扬机和桅杆装置，以便开展下道工序。
4.4受力计算
219*7钢管参数：截面面积F=46.82cm²；惯性半径P=7.5cm；截面系数W=241cm³；弹性模量E=2.1*1000000
按照一根管式桅杆计算：
λ=l/p=1200/7.5=160
б=π²E/λ²=3.14*3.14*2.1*1000000/160*160=808.80公斤/cm²
取安全系数K=2.5倍，许用载荷为：
〔P〕=F*б/K=808.80*46.82/2.5=15.10t
因此，管式桅杆可安全起吊。
5、安全要点
（1）投入到吊装使用的设备和工器具应检验合格，焊接吊耳应满足吊装要求，卷扬机应固定牢固。
（2）指挥和设备操作人员应有丰富的吊装经验，全程应有专人监护。
（3）卷扬机和塔机相互配合应准确无误，防止串动措施应确保可靠。
（4）地锚埋件、桅杆固定应牢固可靠。
6、结束语
工程施工中，受起吊设备能力、设备位置环境条件等综合因素，经常会遇到类似设备就位和拆除的难题，制定严谨安全的施工措施是保证工程顺利的前提保障，做好前期施工策划工作显得尤其重要；本文介绍的设备辅助抬吊方法适用范围广、制作简单且经济费用投入低，可解决类似吊装难题。
参考文献：
[1]机械设计手册；
[2]400塔机使用说明书。
作者简介：
孟亮，男，工程师，主要从事工程施工技术与管理方面工作。
牟进国，男，工程师，主要从事工程施工技术与管理方面工作。