胡 强
大唐陕西发电有限公司石泉水力发电厂 陕西 安康 725200
摘要:本文介绍了某水力发电厂2号进水口浮式拦污栅系统是水轮发电机组的第一道防线，它可以有效遮拦98%以上的浮渣。在库区水位低于▽397.50米时，为防止应力损坏浮筒，必须脱开浮筒。本文介绍了一种脱开浮筒的新工艺，此工艺大幅度提高了安全性，同时也提高了工作效率，减少机组停机时间。
关键词:分离浮筒；拦污栅；浮筒；水轮发电机；进水口
1．引言
某水力发电厂2号进水口浮式拦污栅系统用于拦截引水明渠前的漂浮物。该设备因进水口A、B墩内浮箱垂直沟槽设计深度问题，当库区水位降一定高度时，需要将浮箱与浮筒脱开，用以防止浮筒悬空而发生损坏变形。
2．成果名称
传统方法在进水口B墩进行该工作，参与人数多，且存在较大安全风险。
本文所介绍的方法，通过专用支架起吊平衡浮箱，可以安全高效地完成浮式拦污栅系统的浮筒与浮箱的脱开与连接工作。
3．情况简介
浮式拦污栅系统是由19个串联的浮筒和其两侧浮箱构成，浮筒下方悬挂有1.5米长的拦污网，网间距0.2米，浮筒组两端位置通过浮箱固定于A、B墩。浮筒之间及浮筒与浮箱之间采用轴销连接方式。
进水口A、B墩内的浮箱配有纵向导向滑轮，在库区水位▽397.50-409.50米范围内，可在进水口A、B墩内垂直沟槽内上下移动，此时浮筒和浮箱共同随水位上下移动。
当库区水位降至▽397.50米时，浮箱落至垂直沟槽底部无法下降。如水位继续下降时，浮筒会因浮箱拉动而悬空。浮筒在自身重力和其上附着点浮渣重力，以及进水口水流冲击力点共同的作用下，会发生损坏变形。为防止此种情况的发生，要在库区水位下落至▽399.75-400.05米之间时，需将浮箱与浮筒脱开，并另行固定浮筒。
3.1 传统施工方法简介
B墩内的浮箱虽然结构对称，在理论上会因水浮力而保持平衡，但是现实中因为沟槽内的浮渣阻力以及浮筒的拉力呈现轴孔侧底，墩槽侧高的情况，这进行拆除轴销操作时就必须人为地将浮筒调整平衡，否则会因为扭转及纵向偏差，导致脱开时轴销无法拔出或连接时轴销无法穿过轴孔。
需要将浮箱与浮筒脱开时，浮箱已下降至▽400米平面附近。这时给浮箱末端处进行配重的工作难度极大，一方面是起吊配重件的施工难度，另一方面是配重件在浮箱末端（仅宽0.8米）难以固定。所以以往的做法是，7个工人身系安全带，悬挂安全绳、防坠器，通过B墩沟槽内简易爬梯，从海拔▽410平面，下降至▽396平面。
然后5-6个人踩在浮箱末端处，进行配重，使得浮箱浮筒保持平衡，浮筒侧一名工作人员拆除轴销。
4.改进方案
4.1设计思路
通过专用支架起吊平衡浮箱轴孔端，使浮箱平衡，从而完成浮式拦污栅系统的浮筒与浮箱的脱开与连接工作。
4.2专用支架的制作
浮箱自重有2922.9公斤，AB墩内浮箱沟槽宽度是0.8米；所以满足跨度大于0.8米，承重大于2922.9公斤的支架均可使用。
4.3 支架改造（制作）工艺
4.3.1 尺寸参数测量
改造前的支架，水平横梁使用DN100的钢管制作，4个斜支腿使用DN80的钢管制作，横梁长度为1.4米，其支腿倾角为63度，其跨度为0.576米，设计承重为1500千克。
4.3.2 跨度要求
施工所需支架跨度需大于槽口宽度，且与边缘需留有0.2米以上安全余量。槽口宽度为1.0米，故跨度需大于1.4米。
为留有充足操作空间，横梁高度需不低于1.8米；为方面悬挂手拉葫芦，其高度以不高于2.1米为宜。横梁高度1.8米时，跨度计算：
跨度min=横梁高度min×arctan63°×2=1.835米
故横梁高度为1.8米时满足1.4米以上的跨度要求。
4.4 吊具的选择
浮箱自重2922.9公斤，传统配重约为300kg，故吊具选用型号3T9M的手拉葫芦，其起升重量为1T。
4.5 斜拉倾倒角度
经计算支架两个方向斜拉倾倒角度分别为27°和21度，均大于15°，满足安全使用要求。
4.6 施工工序
4.6.1用手拉葫芦将浮箱调整至水平位置。
4.6.2拆除浮筒与浮箱之间连接销的压板螺栓。
4.6.3将连接销拔出放置在指定位置。
4.6.4将浮筒顺水流方向拉至靠山体侧，用绳索捆绑在栏杆上。
4.6.5拆除倒链及钢丝绳，恢复浮箱自由状态。
4.7 工艺要求
4.7.1保证浮箱与浮筒分离彻底，连接销放置在安全位置。
4.7.2浮筒顺水流方向拉至明渠左岸边坡处用绳索捆绑牢靠，绳索预留足够长度。
4.8 注意事项
4.8.1工作人员规范使用安全带和防坠器，防止人身坠落。
4.8.2工作人员规范穿戴救生衣，防止人员落水淹溺。
4.8.3起吊浮箱作业时人员远离钢丝绳及吊点，避免钢丝绳崩断打击伤害。
5．综合效益
5.1本次浮式拦污栅系统施工工艺创新的实施，避免了多人进入B墩沟槽，站在0.8米宽的浮箱端部进行配重平衡的危险作业，避免了淹溺和机械伤害的风险，最大限度地保障了人身安全。
5.2创新工艺的实施，进行该项施工的人数（不含指导、监督、监护人员），由7人缩减为2人。配合该工作的机组关停时间，由2小时缩短到0.5小时。
5.3提高了工作效率，减少机组停机时间。
参考文献：
[1]董毓新编著.水轮发电机组振动[M].大连理工大学出版社，1989.
[2]李启章.对大型机组振动、裂纹问题的探讨[J].《水电站机电技术》,2003(s1):17-19.
作者简介：胡强（1992年-），男，本科，助理工程师，从事水电站水工机械检修工作。