超深高压竖井直段钢衬吊装施工方案

超深高压竖井直段钢衬吊装施工方案
针对以列(K)项目抽水蓄能电站510米调压竖井钢衬的吊装,因采用正井法施工方案,故利用开挖所用的矿井提升机进行改造吊装钢衬,根据欧美起重吊装要求,成功使设备吊装及载人吊笼通过不同起重系统在狭小竖井空间同时使用、互不干扰。通过安全、高效、经济的起重吊装技术方案,成功解决长期困扰水电行业的超深竖井压力钢衬安装难题。
以列(K)项目高压竖井包括上弯段、竖井直段和下弯段,全程均设置钢衬,圆形断面开挖,钢衬外回填混凝土厚度为0.6 米。上弯段起点桩号HRT 0+863.256,衬后直径5.2米,转弯半径6米,由水平转为竖直方向,上弯段末端接竖井直段。竖井直段总长417.14 米,首端为一渐变段,渐变段长度为8 米,一期支护后直径从7 米渐变为5.2 米,衬后直径由5.8 米渐变为4米,下部均为4米直径钢衬段,直段末端高程-271.00米。直段后设置下弯段,下弯段转弯半径15 米,由竖直转为水平方向,水平中心高程为-286.00米。
液压滑环
钢衬按照水头大小,强度自低向高,超过一定厚度需要跳档为更高强度的钢材,以保证厚度在合理范围内。因此竖井直段EL.146.14~-101.86高程范围采用Q345R 容器板材质(σ=16~38 毫米),累计约734.27 吨;EL.-101.86~-271.00 高程范围采用600兆帕高强钢(σ=34
~48毫米),累计约720.73 吨,所有直段钢衬加劲环均采用500兆帕级别钢板。
施工方案探讨
考虑到竖井围岩大部分为IV 类围岩,部分为Ⅲ围岩,地质结构稳定性较差。如果采用反井法施工,导孔在开挖过程中,容易塌陷堵塞,而且导向杆较长,则增加了反井法施工设备的成本和难度。因此决定采用正井法施工,利用矿井提升机进行竖井开挖、岩壁砌衬。待竖井贯通开挖完毕后,再进行竖井钢衬安装。针对竖井钢衬安装,决定利用开挖所用的矿井提升机作为钢衬吊装起重设备。
为减少高空作业,提高竖井内安装效率,提前将竖井钢衬制作、组焊成4米大节整体吊装。高压竖井钢衬运抵矿井提升机平台后采用自制门型工装架卸车、翻身,钢衬安放在钢衬运输台车上通过卷扬机牵引至“正井法”系统主提升绞车下部吊装至井内安装。
高压竖井总高度450 米,上部调压井60 米,累计吊装总高度510 米;矿井提升机井架高度20米;压力钢管安装期间,拟定矿井提升机主提升钢丝绳按照2 倍率走绳,其提升力为26吨。其中最重节钢衬,在竖井EL.-251.86~-271.00范围,钢衬组装成4米大节最重约为19.53吨、钢丝绳悬吊自重约为3.47 吨、吊具及平衡梁自重约为1.5吨,累计24.5吨。
酚醛模塑料安装钢衬时采用ⅢG型矿井提升机吊装,根据竖井钢衬安装特点,待土建对竖井开挖贯通完毕后,对矿井提升机的天轮平台技改,重新布置天轮位置以及对起吊钢丝绳选型,以满足钢衬吊装需求。udn
为满足竖井钢衬吊装需求,土建开挖完毕后,需对矿机提升机天轮平台上的所有天轮根据实际情况重新进行布置。技改布置示意图如图所示。
图 钢衬安装天轮平台技改布置图
竖井钢衬运输方式
竖井压力钢衬的现场运输方式,主要采用公路运输。公路运输主要是采用平运(运输的重
心较低),以保证运输平稳安全。在平板拖车上设置支撑托架,将压力钢管平放至托架上捆绑加固。其运输线路从4号营地钢管堆放场途经7号施工道路、5号永久道路至调压井及高压竖井平台。施工道路坡比度不得超过120,因此钢衬在运输前,缓慢运输是前提,还必须提前勘察道路状况,为加大安全系数考虑,如若有超过400毫米以上凹坑等并及时填平压实;同时考虑钢衬在上坡或者下坡过程中,必须注意其坡度,如若坡度过大,除了在车厢板宽度方向采用导链捆绑拉紧钢衬以外,同时还应在车厢板长度方向捆绑拉紧钢衬,以防钢衬因上、下坡产生滑移。
竖井钢衬吊装准备工作
钢衬运至调压井上部平台后,利用设置在平台上的卸车工装架对钢衬进行卸车、翻身,然后放置于钢衬运输台车上。在钢衬运输台车利用卷扬机牵引至矿机提升机正下方工序前,竖井内安装人员提前就位至钢衬安装工位,并做好以下准备工作。
负压引流球一是吊笼稳绳:载人吊笼提升至矿井提升机溜渣检修平台上,然后将载人吊笼的2根提人导向稳绳放松处于自由状态,钢衬安装平台内的稳绳需拔掉销轴,使绳子处于活动状态(载人吊笼稳绳布置方式:2 根稳绳上端均从天轮平台上悬挂下来,其中一根稳绳下端固定埋
于岩壁与钢衬外壁之间,另一根稳绳下端固定于钢衬安装平台内,固定方式销轴活连接)。
二是钢衬安装平台吊绳:将负责起吊钢衬安装平台的2根钢丝绳也放松处于自由状态,其上端仍然从天轮平台上悬挂下来,下端连接方式为卡扣活连接与安装平台,在钢衬牵引至矿井提升机下方降落之前,将2 根钢衬吊装平台吊绳取掉与安装平台上的连接。
三是钢衬吊装导向稳绳:2 根钢衬导向稳绳,来自于分别布置在南北方向的两台卷扬机。导向绳上端自卷扬机钢丝绳经钢衬运输台车行走大梁下方的导向轮,则钢丝绳由水平方向转变为垂直方向,而下端固定埋于岩壁与钢衬外壁之间。
矿井提升机采用平衡梁吊装钢衬,在每次吊装钢衬时,当平衡梁下降经过行走大梁后。人员下到大梁下方的站人吊笼里面,将平衡梁上的导向环卡住导向稳绳后方可继续吊装钢衬下降至安装部位。
竖井钢衬吊装流程
剖布机
钢衬运输车直接倒入卸车门型工装架下方,等待卸车。钢衬运输轨距5米,南北稳绳间距4.
7米。
门型工装架卸车钢衬,钢衬运输车驶离,钢衬翻身、呈垂直起吊状态,等待放置在钢衬运输台车上。
钢衬台车承载钢衬逐步牵引至竖井中心,在此过程中,将会有4根由天轮平台悬挂下来至竖井的钢丝绳(2根载人吊笼稳绳、2 根负责起吊钢衬安装平台的钢丝绳),在钢衬台车移至竖井中心时,4 根钢丝绳将会紧贴钢衬台车一起向东边移动,钢丝绳呈挠度弯曲现象。当4根钢丝绳紧贴钢衬台车一起移动时,要特别注意处于自由状态钢丝绳的下端挂住竖井岩壁的插筋。
钢衬台车牵引至竖井中心时,采用矿井提升机利用平衡梁将钢衬悬空吊起。钢衬台车原路返回,此时4 根钢丝绳随着钢衬台车的驶离,又处于自由悬挂状态。平衡梁悬挂钢衬下降经过行走大梁后,施工人员下至大梁下方吊笼,将平衡梁上的导向环卡住导向稳绳后方可继续吊装钢衬下降至安装部位。
利用矿井提升机下降待装钢衬管节,吊至接近已装钢衬上端口时暂停降落,开始提升钢衬
安装平台的专用钢丝绳,此时平台专用钢丝绳由待装钢衬外壁位移至待装钢衬上方,平台专用钢丝绳下端位于待装管节上方,然后下降吊装平台钢丝绳与作业平台4根备用钢丝绳连接,待4根备用钢丝绳受力后,施工人员站在上层作业平台上,将挂在已装钢衬管口上的4 根常用钢丝绳挂钩摘除,然后将待装钢衬下落至已装钢衬管口,待装钢管稳固后摘除挂在提升机平衡梁两侧上的起吊钢丝绳,操纵起吊钢衬钢丝绳系统上升离开。然后操控提升安装平台专用钢丝绳上升,待作业平台上升至待装钢管内适当位置,将作业平台上的4根常用钢丝绳挂钩再次悬挂于待装钢衬管口,取下平台提升专用钢丝绳与4 根备用钢丝绳的连接后,施工人员即可在作业平台上继续进行钢管安装作业。以此类推,直至竖井段直管管节安装全部完成。
结合水电站超深高压竖井压力钢衬安装特点,根据欧美标准及当地监理业主要求,将设备吊装系统与载人系统采用不同起重设备分开使用。只要充分掌握竖井安装作业平台和矿井提升机的联合协同作业步骤及流程,采用有效的安装装置,便能保质保量,经济、安全、高效的完成超深高压竖井压力钢衬安装任务。该方案成功解决了水电站超深高压竖井压力钢衬安装难题,具有一定的借鉴价值,值得推广应用。

本文发布于:2024-09-23 16:20:45,感谢您对本站的认可!

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