桃源水電站貫流式機(jī)組流道蓋板安裝工序優(yōu)化

潘軍偉，姜明忠，蘇　朝，楊　樂(．中國水電顧問集團(tuán)風(fēng)電隆回有限公司，湖南邵陽400; ．中國水利水電第三工程局有限公司，陜西西安7006)

桃源水電站貫流式機(jī)組流道蓋板安裝工序優(yōu)化

潘軍偉1，姜明忠2，蘇朝2，楊樂1
(1．中國水電顧問集團(tuán)風(fēng)電隆回有限公司，湖南邵陽422200; 2．中國水利水電第三工程局有限公司，陜西西安710016)

摘要:桃源水電站9臺(tái)套機(jī)組流道蓋板的安裝因一些原因?qū)е略ǚ桨笩o法實(shí)施，經(jīng)施工單位技術(shù)攻關(guān)并采取合理有效的工序優(yōu)化，確保了流道蓋板的安裝工期和質(zhì)量，為水電站快速裝機(jī)的順利開展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。圖2幅。

關(guān)鍵詞:水電站;貫流式機(jī)組;流道蓋板;安裝方案;優(yōu)化

1　工程概況

桃源水電站位于湖南省桃源縣城沅水流域，是沅水干流河段的第14座梯級(jí)電站，正常蓄水位39.5 m，無調(diào)節(jié)能力，為河床徑流式水電站，上游距凌津?yàn)┧娬?8 km。桃源水電站裝機(jī)容量180 MW，裝設(shè)9臺(tái)20 MW的燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，多年平均發(fā)電量為7.93億kW·h，年利用小時(shí)數(shù)4 404 h，開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、旅游等綜合利用。水輪機(jī)型號(hào)為GZ—WP—720，發(fā)電機(jī)型號(hào)為SFWG20—76/7450;機(jī)組容量為20 MW/21.05 MVA，電壓10 500 V，電流1 157.6 A。機(jī)組支撐方式:管型座上下豎井和發(fā)電機(jī)輔助支撐;主軸布置形式:臥式、兩支點(diǎn)、雙懸臂式;最大水頭9.7 m，額定水頭5.6 m，最小水頭2.0 m;額定流量410.97 m3/s，吸出高度－6.82 m，壩址多年平均含沙量0.062 kg/m3，多年平均輸沙率138 kg/s。

流道蓋板是燈泡貫流式機(jī)組的特殊部件，其主要分為以下構(gòu)件:框架蓋板，發(fā)電機(jī)框架基礎(chǔ)，襯板，基礎(chǔ)螺栓。由于其前期跟隨土建進(jìn)度進(jìn)行預(yù)埋工作，施工進(jìn)度直接影響到土建單位施工進(jìn)度，進(jìn)而影響到整座電站建設(shè)的關(guān)鍵線路。施工單位結(jié)合類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)廠家作業(yè)指導(dǎo)書中流道蓋板的施工工序提出質(zhì)疑，并進(jìn)行了工序銜接的創(chuàng)新和優(yōu)化，安裝質(zhì)量、工期等成效顯著。

2　廠家設(shè)計(jì)安裝方案

2.1常規(guī)做法

作為機(jī)組安裝前期預(yù)埋的三大部件之一，流道蓋板又稱為框架蓋板，其基礎(chǔ)和燈泡頭、導(dǎo)流板一起構(gòu)成了機(jī)組的進(jìn)水流道，并承受著整臺(tái)機(jī)組的各種力矩;其埋設(shè)完畢意味著水輪發(fā)電機(jī)組前期預(yù)埋工作結(jié)束，埋設(shè)出現(xiàn)偏差將直接影響到以后發(fā)電機(jī)進(jìn)人豎井無法安裝就位、機(jī)組充水時(shí)出現(xiàn)涌水漏水等情況，一旦流入發(fā)電機(jī)內(nèi)部后果將不堪設(shè)想。根據(jù)以往其他電站同類型機(jī)組流道蓋板安裝經(jīng)驗(yàn)，待流道頂部混凝土基礎(chǔ)澆筑完成后，再進(jìn)行流道蓋板框架基礎(chǔ)的就位和調(diào)整。待高程、中心樁號(hào)等調(diào)整完畢達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，加固牢靠再澆筑二期混凝土。澆筑完畢后將流道蓋板吊出，以留出空間作為發(fā)電機(jī)大件設(shè)備的吊物孔。

2.2廠家安裝工序

整體吊裝框架及框架蓋板安裝方法:管型座二期混凝土澆筑時(shí)進(jìn)行框架基礎(chǔ)預(yù)埋，包括框架地腳螺栓。確認(rèn)框架蓋板安裝位置的面積和高度，將框架蓋板安裝使用楔形板放平并保證楔形板留有一定的調(diào)整余量。整體吊入框架和框架蓋板組合體，墊入墊板用楔形板調(diào)整高程，旋緊地腳螺栓螺母;然后用鉛錘和氣泡水平儀及經(jīng)緯儀等校準(zhǔn)儀來校準(zhǔn)框架蓋板的中心、尺寸、水平和入口法蘭的中心等。用角鐵與地腳螺栓焊接連接固定位置并與鋼筋焊接牢固。與管型座一起進(jìn)行二期混凝土澆筑。

2.3存在不足

按照廠家設(shè)計(jì)安裝方案，首先對(duì)框架基礎(chǔ)螺栓進(jìn)行預(yù)埋，然后是整體吊裝框架及框架蓋板，最后與管型座一起進(jìn)行二期混凝土澆筑。按照此安裝工序，框架基礎(chǔ)螺栓與流道結(jié)構(gòu)鋼筋將會(huì)有多處發(fā)生沖突，而且框架基礎(chǔ)和內(nèi)部襯板加固量增加，施工人員作業(yè)空間受限，最大的隱患是框架基礎(chǔ)加固強(qiáng)度及混凝土澆筑過程中的變形很難控制。安裝單位及時(shí)向業(yè)主單位上報(bào)此方案存在問題，聯(lián)合業(yè)主、監(jiān)理、廠家、設(shè)計(jì)等多家單位實(shí)地勘察，經(jīng)過激烈討論分析得出此方案存在以下弊端:一是框架基礎(chǔ)螺栓定位精度不能保證;二是框架加固強(qiáng)度不能保證;三是流道結(jié)構(gòu)主鋼筋多處需要切割，降低了混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;四是安裝工序復(fù)雜，工期延長。

3　安裝工序優(yōu)化

3.1結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況優(yōu)化工序

為了不影響流道蓋板的安裝進(jìn)度，本著節(jié)省時(shí)間、節(jié)省成本的原則，向業(yè)主及監(jiān)理提議改變流道蓋板廠家設(shè)計(jì)的安裝方案，優(yōu)化工序如下:工字鋼立柱預(yù)埋(在澆筑流道頂板至▽29.07前埋設(shè)流道蓋板安裝固定支柱)→交土建澆筑至▽29.32→工字鋼頂部配割及鋼板焊接→框架與基礎(chǔ)螺栓在安裝間組裝及封水焊接→框架吊裝→框架蓋板分瓣吊裝→框架蓋板整體調(diào)整→整體加固→交土建澆筑。

3.2具體安裝方案

3.2.1工字鋼立柱預(yù)埋

框架蓋板分為3塊，框架基礎(chǔ)分為4根，其框架基礎(chǔ)螺栓共72條，框架安裝時(shí)必須先把基礎(chǔ)螺栓外面1層的盒子切割掉(由于盒子較大，和土建鋼筋網(wǎng)沖突)，只保留螺桿和墊塊。準(zhǔn)備24根20號(hào)工字鋼，單根長度1.2 m;切割24塊300 mm×150 mm×20 mm的鋼板。利用框架基礎(chǔ)圖計(jì)算出每個(gè)工字鋼的具體位置(見圖1)。

圖1　預(yù)埋工字鋼布置示意

3.2.2工字鋼頂部配割及鋼板焊接

待土建單位在管型座二期回填至設(shè)計(jì)高程時(shí)，根據(jù)發(fā)電機(jī)框架基礎(chǔ)圖，利用全站儀分別對(duì)框架四角螺栓位置進(jìn)行定位，以此4個(gè)點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，拉上鋼琴線，將工字鋼安裝到具體位置，并用水平尺將其調(diào)整垂直，最后進(jìn)行加固焊接。澆筑1層300 mm厚的混凝土，澆筑過程中振搗時(shí)禁止碰撞框架基礎(chǔ)。

待混凝土澆筑完成后，按照要求將工字鋼配割并找平到同一高程，在每個(gè)工字鋼上安裝墊板，墊板與工字鋼焊接時(shí)，必須保證墊板水平(見圖2)。墊板安裝完成后，將調(diào)整楔形板放置到每塊墊板上，并將調(diào)整楔形板找平，調(diào)整楔形板頂面高程低于框架基礎(chǔ)底面安裝高程1 mm。

圖2　工字鋼頂部墊板示意

3.2.3框架安裝

(1)組裝支墩制作

根據(jù)框架的外形尺寸制作框架蓋板組裝支墩。

(2)框架組裝

根據(jù)框架的外形尺寸將支墩布置在主安裝場(chǎng)內(nèi)，使用橋機(jī)將框架吊放到支墩上，并使用鋼板尺配合水準(zhǔn)儀將其調(diào)平，對(duì)接頭處的錯(cuò)牙進(jìn)行調(diào)整，框架接縫處錯(cuò)牙不超過0.30 mm，按照?qǐng)D紙要求對(duì)接縫處進(jìn)行封水焊接并打磨光滑。

(3)框架與基礎(chǔ)螺栓的組裝

將基礎(chǔ)螺栓安裝在框架上。

(4)框架和基礎(chǔ)螺栓的整體吊裝

將組裝完成后的框架和基礎(chǔ)螺栓整體吊入基坑。

3.2.4框架蓋板的吊裝、調(diào)整

利用壩頂土建施工門機(jī)將框架蓋板內(nèi)部襯板進(jìn)行吊裝，吊裝就位后，對(duì)組合面進(jìn)行調(diào)整，組合面錯(cuò)牙不得超過0.30 mm;然后打緊把合螺栓，用0.05 mm塞尺檢查不得通過?？蚣苌w板組合完成后，對(duì)框架蓋板的高程、中心樁號(hào)進(jìn)行整體調(diào)整，調(diào)整完成后打緊框架蓋板與框架的把合螺栓。根據(jù)廠家技術(shù)要求，按圖紙要求進(jìn)行整體加固，加固完成后，與管型座一起進(jìn)行混凝土澆筑。

此方案報(bào)送業(yè)主、監(jiān)理以及機(jī)組生產(chǎn)廠家審批，通過認(rèn)真審批，一致認(rèn)為此方案無論在質(zhì)量、工期保證等方面都有很高的應(yīng)用價(jià)值。9臺(tái)套流道安裝質(zhì)量均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，所有機(jī)組投產(chǎn)至今流道蓋板未出現(xiàn)任何異常情況。

4　結(jié)語

流道蓋板施工時(shí)優(yōu)化預(yù)埋基礎(chǔ)螺栓安裝工序，同時(shí)調(diào)整混凝土澆筑分層劃分等改進(jìn)措施，有效避免了框架與基礎(chǔ)螺栓錯(cuò)孔問題的出現(xiàn);框架蓋板安裝高程、中心樁號(hào)等得到保證，減少框架蓋板施工工序便于施工人員操作，施工工期得以控制，為后續(xù)施工創(chuàng)造了有利條件。

此方案在首臺(tái)機(jī)組的成功應(yīng)用為后續(xù)8臺(tái)機(jī)組框架蓋板安裝提供了良好的經(jīng)驗(yàn)，為桃源水電站快速裝機(jī)的順利完成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);從根本上解決了貫流式機(jī)組框架蓋板安裝錯(cuò)孔問題，確保了框架蓋板及其后續(xù)施工的質(zhì)量，降低了建設(shè)單位投資風(fēng)險(xiǎn)，并早日實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益回報(bào)。作為施工單位，我們要在大件設(shè)備安裝前認(rèn)真審核施工方案，盡量提前暴露問題和缺陷，及早處理，避免總裝的過程中再處理，盡可能地將配合設(shè)備進(jìn)行預(yù)裝，才能順利完成建設(shè)單位的投資目標(biāo)。

責(zé)任編輯吳昊

作者簡(jiǎn)介:潘軍偉(1987－)，男，助理工程師，主要從事水利水電工程施工管理工作。E_ mail: 781834019@ qq.com

收稿日期:2015－09－17