开关站出线构架及拉锚点基础板非常规安装技术与应用

林冬，阿罗大娃

(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610213)

1 概述

杨房沟水电站开关站出线构架位于GIS楼顶，楼顶屋面高程为2124.25m，地面高程为2102.0m，高差为22.25m。出线构架设备采用55t汽车吊从GIS楼上游侧散吊至GIS屋顶进行安装前的组拼工作，最后采用汽车吊及卷扬机进行安装就位工作。出线构架横梁吊装采用卷扬机起升系统进行整体吊装，单榀横梁组装完成后重9.82t(剩余部分附件后续安装)，两端头分别布设一台5t及10t卷扬机进行横梁吊装工作。出线拉锚点共分三层三组，每组分为3个地线挂点、3个上排导线挂点、3个下排导线挂点。上排导线挂点基础板距开关站楼顶高差为36.25m，安装过程中在现场布置一个缆索吊，缆索吊设计起重为1t。

杨房沟水电站开关站布置在电站右岸靠上游侧开挖的山体上，建基高程为2102.0m，场地外形尺寸长138.0m，宽20.0m。由于场地受限，开关站施工交通道路布置在开关站一楼建筑屋内，出线构架以及出线拉锚点基础板由于开关站外部地面没有场地进行安装，所以采用非常规施工方法，以开关站楼顶为主要组拼场地进行施工。

2 出线构架安装

2.1 人字柱安装

2.1.1 人字柱吊装

开关站出线构架人字柱和端撑人字柱共四榀，采用散装方式进行，单榀人字柱共分三层进行吊装，其中人字柱Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分三层三次吊装，端撑人字柱分三层四次进行吊装。根据开关站楼板承载情况，采用12t汽车吊进行吊装。具体分层以及脚手架搭设见图1、图2所示。

图1 人字柱分层示意

图2 人字柱散装脚手架搭设示意

2.1.2 人字柱调整

首先进行端撑人字柱安装工作，首层斜撑安装完成后，调整两边斜撑垂直度及端面的法兰跨距及高度，满足要求后再进行下层斜撑安装工作。单榀安装完成后调整人字柱中心的偏差不大于被测高度1/1500，人字柱垂直度不得大于被测高度的1/750。按照同样的方法进行剩余榀人字柱的安装工作。单榀人字柱安装完成后利用钢丝绳及5t导链对人字柱进行加固。

2.2 出线构架横梁安装

2.2.1 出线构架横梁组装

横梁组装时在横梁主梁节间连接处布置门子架，用于主梁组装工作。横梁组装时先进行底部主梁组装工作，最后再分段进行顶部主梁及中间肋条的组拼工作，门架与横梁组装示意图如图3所示。

图3 门架与横梁组装示意

2.2.2 起升系统布置

2.2.2.1 卷扬机布设

起升系统卷扬机相背布置在每榀横梁中间靠山体侧避雷器混凝土墩上，采用钢丝绳捆绑方式固定，钢丝绳选用φ21.5mm-6×37油麻芯钢丝绳，混凝土及卷扬机本体棱角处采用管皮包裹防护，防止钢丝绳损伤。卷扬机迎面避雷器混凝土墩上各布置一个导向滑轮，滑轮固定方式与卷扬机固定方式相同。具体布置如图4所示。

图4 卷扬机布置示意

2.2.2.2 导向滑轮布置

导向滑轮焊接在由两根φ219×9mm钢管制作而成的钢梁上，钢梁两端利用锚杆固定在人字柱基础混凝土墩上，锚杆采用φ20-HRB335钢筋，每端固定数量不少于6根。具体布置如图5所示。钢梁两端与人字柱基础混凝土墩固定细部如图6所示。

图5 钢梁布置

图6 锚杆固定细部

2.2.3 横梁吊装

横梁组装及卷扬机布设完成后借助卷扬机起升系统进行横梁的吊装工作，首先进行人字柱Ⅲ与端撑人字柱之间的横梁安装工作。抱杆柱选用φ219×9mm钢管，抱杆横梁采用两根并排的I20a工字钢作为起吊梁，横梁两侧采用φ108mm钢管斜撑，端撑人字柱抱杆采用M24螺栓把合在人字柱与地线柱把合法兰面上，剩余抱杆与人字柱顶部钢板焊接在一起，另一边采用φ108mm钢管进行斜拉固定。所有抱杆底部采用肋板进行补强(端撑人字柱为4个肋板，其余为2个肋板)，所有对接焊缝焊角大小为8mm。抱杆示意图如图7所示。

图7 抱杆示意

3 拉锚点基础板安装

3.1 缆索吊布设

上排导线挂点基础板安装采用缆索吊进行施工，缆索吊承重钢丝绳下部受力点固定在出线构架第1榀横梁靠下游侧导线挂点上，上部受力点采用地锚形式进行固定；牵引卷扬机采用捆绑方式固定在开关站避雷器基础混凝土墩上，捆绑钢丝绳为φ21.5-6×37油麻芯钢丝绳，捆绑圈数不小于3圈；缆索吊具体布置如图8所示。缆索承重钢丝绳采用插接方式结环并利用卡环与地锚吊耳以及横梁导线挂点相连接，具体如图9所示。牵引绳上导向滑轮利用钢丝绳与缆索吊上固定点吊耳连接，下导向滑轮布设在开关站楼顶设备基础板上。

图8 锚定点结构布置

图9 锚定点结构布置

3.2 基础板吊装

基础板首先采用12t汽车吊吊装至缆索吊承重钢丝绳滑车上，然后再利用缆索吊运输至上排导线挂点部位对应土建施工排架上。最后利用运输台车将基础板运输至相应部位。吊装示意图如图10所示。运输台车与基础板关系如图11所示。

图10 基础板吊装示意

图11 运输台车示意

3.3 基础板加固

基础板采用预先布设好的锚杆进行固定，每个基础板底部共布设3个锚杆，顶部两侧各布设2个锚杆进行加固。

4 使用与维护

4.1 在卷扬机使用前应注意和确认的事项

(1)认真阅读使用说明书。

(2)检查卷扬机的型号、工作范围、使用级别、工作正常载荷、起升速度范围、容绳量等是否符合使用条件。

(3)确认钢丝绳的型号、吊具尺寸及型号等符合使用说明书和国家标准的规定。

(4)卷扬机安装时检查缠绕钢丝绳出绳的偏角应符合槽面卷筒α≤4°；光面卷筒自然排绳时θ≤2°，排绳器排绳α≤4°。当偏角不符合规定要求时，应增设排绳器或加大卷筒与第一个导绳定滑轮之间的距离，一般不小于20倍卷扬机卷筒直径。

(5)卷扬机应可靠接地。

(6)卷扬机进行起吊作业时，应在卷扬机上布设冲顶限位装置。

4.2 操作和使用卷扬机时应注意和确认的事项

(1)卷扬机操作人员应体检正常，且进行相关安全知识培训，并取得相关操作证书。

(2)卷扬机使用前必须进行机械及电气部分检查工作，此外还应对相关部分进行定期检查。

(3)定期对钢丝绳进行检查，当钢丝绳存在散股及断股等缺陷时必须进行报废处理。

(4)当操作人员离开时，卷扬机必须停止工作，严禁卷扬机停止工作时重物悬挂在空中。

(5)最大工作扬程和在最大出绳状态时。卷筒上钢丝绳数量不得少于3圈。

(6)不得擅自对卷扬机进行改造。

(7)每天均应将卷扬机的运行情况进行记录。

4.3 检查与维护规定

(1)应组织相关部门进行卷扬机检查并形成设备检查台账。

(2)应指派专人进行卷扬机的维护保养和相关检查工作。

(3)日常检查和维修工作必须是在卷扬机卸去吊物，断电等后才能进行。其他的检查或维修，对于必须在开机状态下才能检查或维修的项目，应至少指派1名人员进行现场监护，并且在紧急情况下能立即让卷扬机停止工作。

(4)当卷扬机达到了厂家规定使用时限后，应做报废处理，不得违规使用。

(5)卷扬机空置时，应断电并对各部件进行保养且放置在专用仓库内进行保存。

4.4 钢丝绳使用中应注意的事项

(1)卷扬机应进行日常检查和定期检查。

(2)对卷扬机起升及牵引钢丝绳做定期检验时，安全系数有下列情况之一的，必须更换：①升降人员用的小于9；②升降物料用的小于5。

(3)各种股捻钢丝绳在1个捻距内断丝段面积与钢丝总断面积之比，达到下列数值时，必须更换：升降人员大于5%；升降物料、平衡、防坠器等的钢丝绳及缓冲绳不大于10%。

(4)当钢丝绳的直径小于标称直径90%时，必须更换。

(5)钢丝绳在运行中因卷扬机急停车受到剧烈拉力或在运行中受到卡组时，必须停止工作进行检查，发现以下情况的，必须对钢丝绳进行更换：①钢丝绳产生严重扭曲或变形；②断丝超过规定；③直径减小量超过规定；④受力不平衡段钢丝绳伸长率大于0.5%。

5 质量保证措施

(1)施工前，对班组及相关施工作业人员进行安全及技术交底，且施工相关人员应熟悉设计意图和图纸要求及相应规范，并严格遵循。

(2)严格按照相关技术规范进行施工，并遵从业主质量管理规定。

(3)吊装前应根据编号图检查出线构架的编号及方向是否与图纸相对应，避免装错装反。

(4)所有紧固螺栓副应按照要求拧紧，安装完成后仔细检查紧螺栓是否有松动以及固力矩等是否符合设计及规范要求；螺栓安装穿设过程中应遵循由柱内向外、梁自下而上的原则进行。

(5)安装过程中应采取垫保护层等措施保证构架锌层完好，构架吊装前应清理其上覆盖的油污、泥土等杂物。

(6)采用经纬仪控制构架倾斜小于20mm，扭转小于10mm。

(7)构架安装完毕后注意成品保护。

(8)跟踪作业,加强施工质量监督。

6 安全保证措施

(1)高空作业人员采用双保险措施，施工前检查双保险(安全带、安全绳)的完好性。

(2)进入施工现场的人员必须正确佩戴安全防护用品，作业面应切实做好临边临空防护工作。

(3)高空作业前，工区需对作业人员进行安全技术交底，同时派专人全程监控。

(4)高空作业人员必须服从管理人员的统一管理。

(5)机械检修时悬挂“禁止合闸”警示牌且指定专人进行监护，必须等机械转动部件彻底停止动作后才能进行检修操作工作。机械检修完毕后正式试运转前，应再次进行仔细检查，确认无误后方可取牌合闸。

(6)所有焊接设备的外壳，必须进行有效的接地保护，发现有故障时，应及时关掉电源进行检查及修理。

(7)部件吊装前，应对所用起重吊装工器具进行检查或试验，发现有破损等缺陷时，应立即进行更换。

(8)根据现场施工情况，一般当开关站顶部危岩体处理时以及现场大风超过6级时的极端环境下严禁作业。

(9)横梁吊装及安装区域内严禁人员走动。

7 结语

通过杨房沟水电站开关站出线构架及高点位拉锚点基础板安装，系统阐述了空间受限情况下出线钢构及拉锚点基础板安装使用非常规方法下的卷扬机起升系统及缆索吊的布置及应用情况。经现场实践证明，卷扬机起升系统及缆索吊运行正常，安全可靠、成本合理，保证了出线构架及拉锚点基础板快速、高效、安全地施工。在后续的水利水电开关站钢构架施工中可广泛应用，为工程创造价值。