簡(jiǎn)述水利水電工程機(jī)電施工的常見問題及改進(jìn)措施

王彥文

中國(guó)水利水電第八工程局有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410004

前言

近年來，國(guó)家不斷加大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入力度，作為惠民的水利水電工程，也受到了國(guó)家的高度重視，在各類優(yōu)質(zhì)工程不斷涌現(xiàn)的同時(shí)，水利水電工程機(jī)電技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。與此同時(shí)，在機(jī)電設(shè)備施工過程中也存在著以下一些問題。

1 水利水電工程機(jī)電施工的常見問題

1.1 機(jī)電設(shè)備方面

（1）水輪機(jī)型號(hào)選擇不當(dāng)。水輪機(jī)型號(hào)的選擇主要是受水頭的影響，水輪機(jī)的系列型譜主要有軸流式、混流式、ZD760型和水斗式水輪機(jī)等。由于目前水輪機(jī)的型號(hào)較少，在實(shí)際施工中，受水利項(xiàng)目工程概況或成本費(fèi)用等原因的影響，可供選擇的機(jī)型更是有限。因此，在中小型的水電站工程中，只能采用相近的轉(zhuǎn)輪進(jìn)行套用，此時(shí)為了滿足設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要提高機(jī)組性能參數(shù)。同樣，設(shè)計(jì)技術(shù)的差異也會(huì)造成水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的直徑及額定轉(zhuǎn)速選擇不當(dāng)。

（2）水輪機(jī)設(shè)計(jì)水平較低。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)力度的不斷加大，水輪機(jī)逐漸發(fā)展成為水利水電工程中所必不可少的設(shè)備之一。然而，由于水輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工序較多，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求相對(duì)嚴(yán)格，同時(shí)，目前尚有很多老舊型號(hào)水輪機(jī)仍在使用，其更新和改造速度相當(dāng)緩慢，與國(guó)外技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家相比，設(shè)計(jì)水平尚有較大的提升空間，這些主要源于水輪機(jī)加工質(zhì)量相對(duì)不高，性能相對(duì)較差，從而造成設(shè)備工作效率不足等問題。

（3）水輪發(fā)電機(jī)可靠性不高。為了保證水輪發(fā)電機(jī)組處于穩(wěn)定、良好的工作狀態(tài)，不出現(xiàn)因事故導(dǎo)致停機(jī)現(xiàn)象，在一些中小型水電站中，由于發(fā)電機(jī)組運(yùn)行年限較長(zhǎng)，對(duì)一些經(jīng)常易發(fā)事故的設(shè)備更新不及時(shí)，定期檢修與維護(hù)工作不到位等原因，造成發(fā)電機(jī)定子及轉(zhuǎn)子老化嚴(yán)重。另外，水電站工作人員玩忽職守，履職意識(shí)較差等，也加大了發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全隱患。并且，有的水輪發(fā)電機(jī)，由于制造以及安裝質(zhì)量較差，使發(fā)電機(jī)的可靠性能不高，導(dǎo)致水電站經(jīng)常出現(xiàn)燒瓦事故。

1.2 機(jī)電安裝方面

（1）施工預(yù)留孔洞存在偏差。在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的安裝時(shí)，技術(shù)人員的作業(yè)能力是確保相關(guān)技術(shù)得到落實(shí)的關(guān)鍵。然而，在實(shí)際施工中專業(yè)技術(shù)人員的匱乏，致使定位尺的基準(zhǔn)線經(jīng)常出現(xiàn)偏差，從而造成預(yù)留孔洞出現(xiàn)尺寸和位置偏差，主要涉及到預(yù)留孔洞的大小、孔洞位置尺寸的偏差和同心度方面[1]。尺寸產(chǎn)生偏差的原因與支撐模板的質(zhì)量直接相關(guān)，因?yàn)樵谒こ淌┕ぶ校罅康氖褂没炷?，支撐模板將受到擠壓力，若擠壓力超出模板的承受范圍之內(nèi)，支撐模板將會(huì)產(chǎn)生變形，從而引起預(yù)留孔洞出現(xiàn)尺寸偏差。位置尺寸的偏差一般受到人為因素的影響較大，因?yàn)樵诠こ淌┕ぶ?，測(cè)量?jī)x器沒有校正或放樣人員的操作不當(dāng)，也會(huì)導(dǎo)致孔洞的定位和同心度出現(xiàn)人為偏差。

（2）電纜孔洞預(yù)留不合理。在水利水電各結(jié)構(gòu)工程施工中，電纜縱橫交錯(cuò)，錯(cuò)綜復(fù)雜多樣，實(shí)際施工中，多留或少留電纜孔洞現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，在遇到彎道較多和轉(zhuǎn)彎角度比較大的地方，就要對(duì)電纜的實(shí)際直徑和尺寸進(jìn)行反復(fù)核算，而在實(shí)際工作中，經(jīng)常出現(xiàn)電纜預(yù)留孔洞或設(shè)計(jì)不合理的情形，導(dǎo)致了電纜通過相對(duì)困難，加大了工作的難度。

（3）預(yù)埋件漏裝。由于機(jī)電設(shè)備自身重力原因，在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝就位后，基本難以直接進(jìn)行施工作業(yè)，只能采用托、吊等組合方式進(jìn)行，所以在水利工程主體結(jié)構(gòu)混凝土施工時(shí)，就需要預(yù)埋好相應(yīng)的吊鉤或托、吊裝圓環(huán)等設(shè)施。若如漏裝，將會(huì)給機(jī)電設(shè)備的安裝，后續(xù)機(jī)電設(shè)備的檢修、保養(yǎng)等作業(yè)帶來不便。因此，在土建施工過程中，必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，施工時(shí)緊密結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%的規(guī)范要求，才能進(jìn)行下一道工序的施工。

（4）設(shè)備基礎(chǔ)尺寸、標(biāo)高、位置出現(xiàn)偏差。在水利機(jī)電項(xiàng)目施工中，機(jī)電設(shè)備的基礎(chǔ)尺寸、標(biāo)高、位置等經(jīng)常出現(xiàn)偏差。如在機(jī)組設(shè)備標(biāo)高上，就會(huì)因主體結(jié)構(gòu)與機(jī)械設(shè)備專業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙不同而產(chǎn)生偏差，在機(jī)械設(shè)備專業(yè)圖紙上，一般都會(huì)標(biāo)定設(shè)備基礎(chǔ)底板的高度，設(shè)備與基礎(chǔ)之間的墊板的厚度；而土建結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)圖中對(duì)墊板的規(guī)格、尺寸一般不會(huì)進(jìn)行標(biāo)注，在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備等承重梁的配筋布置時(shí)，通常也忽略了設(shè)備基礎(chǔ)施工中與墊層相關(guān)的影響因素，以致經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)機(jī)電設(shè)備安裝就位時(shí)實(shí)際高程與設(shè)計(jì)高程存在明顯的偏差[2]。

2 水利水電工程機(jī)電施工問題的改進(jìn)措施

2.1 機(jī)電設(shè)備方面

（1）優(yōu)化設(shè)計(jì)。機(jī)電設(shè)備是保證水利水電工程效用穩(wěn)定發(fā)揮的重要依據(jù)，所以，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要以合理性、先進(jìn)性及經(jīng)濟(jì)性為原則，對(duì)機(jī)電設(shè)備與技術(shù)不斷的進(jìn)行更新改造，以不斷提高機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)的質(zhì)量，滿足水利工程設(shè)計(jì)需要。同時(shí)，在優(yōu)化設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，要充分利用各優(yōu)勢(shì)資源，嚴(yán)格控制成本費(fèi)用，因地制宜，不斷提高設(shè)計(jì)的適用性，保證經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

（2）增加流道過水流量。目前傳統(tǒng)輪流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片在很多中小型水電站仍廣泛采用，該設(shè)備不足之處是對(duì)過水量有著一定的限制，隨著技術(shù)的不斷更新和完善，技術(shù)人員對(duì)轉(zhuǎn)輪技術(shù)多方式進(jìn)行更新改造，調(diào)整了轉(zhuǎn)輪葉片與水平面的高度，增加了流道過水流量。通過對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的技術(shù)改造，調(diào)高發(fā)電水頭，提高機(jī)電設(shè)備的發(fā)電量，從而帶動(dòng)了發(fā)電機(jī)的工作效能的提高。

（3）改造發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。目前，因雙繞組電抗分流勵(lì)磁系統(tǒng)存在功率不足和無功震蕩等問題，嚴(yán)重影響了發(fā)電機(jī)的工作效率，為有效改進(jìn)該系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的不足之處，充分改造優(yōu)化發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，針對(duì)大部分水電站中發(fā)電機(jī)工作實(shí)際，可適當(dāng)減小分流變阻器阻值，以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大勵(lì)磁調(diào)節(jié)范圍的效果。實(shí)踐證明，減少勵(lì)磁繞組阻值的1.5～2倍，可達(dá)到最佳的效果，發(fā)電機(jī)空載電壓調(diào)節(jié)范圍從原來的40V左右提高到80～100V，以此提高勵(lì)磁系統(tǒng)的增勵(lì)容量，降低發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)，從而使機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性和電能質(zhì)量得到了顯著的改善[3]。

（4）做好水輪機(jī)輸水系統(tǒng)的相關(guān)計(jì)算。作為中小型水電站改造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，水輪機(jī)輸水系統(tǒng)尤為重要，尤其是一管多機(jī)的引水式壓力輸水系統(tǒng)，在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)從水力和調(diào)節(jié)保證參數(shù)兩個(gè)方面進(jìn)行核算，水力核算主要是對(duì)水輪機(jī)輸水系統(tǒng)的過流量和水頭損失的數(shù)值關(guān)系進(jìn)行核算，并繪制水頭損失與流量關(guān)系曲線，以分析選定最大允許的水輪機(jī)額定水頭和設(shè)計(jì)引用流量；調(diào)節(jié)保證核算主要是從機(jī)組運(yùn)行的過程中可能發(fā)生的最大水壓力，并檢查前者是否在水輪機(jī)抽水系統(tǒng)設(shè)計(jì)水壓力的范圍內(nèi)。

2.2 機(jī)電與土建協(xié)調(diào)配合方面

（1）做好兩者施工方案的對(duì)接。為了保證土建施工與機(jī)電設(shè)備安裝工序的銜接性，有效緩解兩者施工組織方案之間相互沖突和制約的現(xiàn)象，必須做好兩者施工方案之間的協(xié)調(diào)配合工作，在施工前必須對(duì)預(yù)留預(yù)埋人員進(jìn)行技術(shù)交底，對(duì)圖紙進(jìn)行會(huì)審，與設(shè)計(jì)單位保持溝通聯(lián)絡(luò)，機(jī)電安裝技術(shù)人員將所要預(yù)留的孔洞槽位、預(yù)埋管件、工藝管線位置及走向等，在施工圖紙進(jìn)行顯著的標(biāo)注，并在施工方案上各種管件的數(shù)量、規(guī)格等提交給土建施工方，以便土建工程施工時(shí)進(jìn)行代留，并在支模時(shí)由土建人員配合埋入。同時(shí)也要請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行核查，機(jī)電設(shè)備廠家人員到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確定。以此，可有效避免因機(jī)電設(shè)備型號(hào)或規(guī)格變化等原因，導(dǎo)致相關(guān)機(jī)電設(shè)備與預(yù)埋管件不符而出現(xiàn)返工的情況。

（2）做好施工現(xiàn)場(chǎng)的協(xié)調(diào)配合。在水利水電工程基礎(chǔ)設(shè)施施工階段，機(jī)電設(shè)備安裝和土建施工專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)充分的進(jìn)行溝通，多方面的進(jìn)行協(xié)調(diào)與配合，機(jī)電設(shè)備技術(shù)人員廣泛的參與到土建工程施工管理和協(xié)調(diào)中，針對(duì)機(jī)械設(shè)備的吊裝所需要的預(yù)埋部件以及大直徑電纜管線管道的預(yù)埋施工等，需要專業(yè)的機(jī)電設(shè)備人員與土建施工技術(shù)人員做好技術(shù)交底。另外，在土建基礎(chǔ)施工中，管道支架和電纜線路橋架等預(yù)埋部件的安裝施工，也要在土建主體結(jié)構(gòu)模板架設(shè)之前進(jìn)行。

（3）做好交叉施工的協(xié)調(diào)與管理。針對(duì)機(jī)電設(shè)備安裝和土建工程施工工藝復(fù)雜、組織協(xié)調(diào)困難、相互配合要求難度高以及施工時(shí)交叉作業(yè)頻繁的特點(diǎn)，因此，就要求相關(guān)技術(shù)人員必須結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，做好機(jī)電設(shè)備安裝工程和土建工程的協(xié)調(diào)管理，以及配合服務(wù)任務(wù)的分解，對(duì)任務(wù)進(jìn)行具體的安排，確保管理職責(zé)落實(shí)到人，保證各專業(yè)工程的協(xié)調(diào)管理及配合服務(wù)工作符合合同的要求。同時(shí)，能有效減少交叉施工狀態(tài)的不安全因素，提高工程施工質(zhì)量，加快工程施工進(jìn)度。

3 結(jié)束語

水利水電工程中應(yīng)用的機(jī)電設(shè)備較多，交叉作業(yè)頻發(fā)，隨著“四節(jié)一?！惫ぷ骼砟畹耐七M(jìn)，必須加大對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行更新改造的力度和機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的管理，加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的安裝和土建工程施工的協(xié)調(diào)配合，對(duì)可能出現(xiàn)問題及早進(jìn)行預(yù)防，加強(qiáng)相關(guān)銜接點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)的管控工作，以發(fā)揮水利水電工程的最大效能，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。