抽水蓄能電站豎井壓力鋼管安裝技術(shù)

陳博（中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧 沈陽 110003）

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抽水蓄能電站豎井壓力鋼管安裝技術(shù)

陳博
（中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧 沈陽 110003）

［摘 要］江西洪屏抽水蓄能電站每條引水洞共有2條豎井，上豎井高程差277 m，下豎井高程差295 m，施工危險等級較高，壓力鋼管安裝采用了合理的施工安全技術(shù)措施，取得了良好的效果。

［關(guān)鍵詞］豎井；壓力鋼管；安裝技術(shù)

1　概述

江西洪屏抽水蓄能電站裝機容量為1 200 MW （4×300 MW），壓力鋼管主要布置在輸水系統(tǒng)，輸水系統(tǒng)由上游引水系統(tǒng)和下游尾水系統(tǒng)組成，引水系統(tǒng)為二洞四機布置，由上庫進/出水口、上庫閘門井兼調(diào)壓室、上平洞、上豎井、中平洞、下豎井、下平洞、岔管和引水支管等組成，引水系統(tǒng)（除上平洞、上庫閘門井兼調(diào)壓室）均用鋼管襯砌。其中兩條引水上豎井深度均為277 m，鋼管內(nèi)徑為5.2 m；兩條引水下豎井深度均為295 m，鋼管內(nèi)徑為φ4.8～5.2 m。

2　工程分析

2.1工程重點

4條引水豎井深度大，施工技術(shù)難度大、安全威脅大；地質(zhì)條件較復(fù)雜，工序轉(zhuǎn)換多，壓力鋼管的運輸，吊裝、組對、焊接方案必須合理、可靠；施工中必須嚴格落實做好每一環(huán)節(jié)安全技術(shù)措施，以確保施工人員的安全、及設(shè)備運行穩(wěn)定、可靠。

2.2工程危險點分析

整個工程的重要危險點詳見表1。

3　施工期安全技術(shù)方案

3.1豎井施工現(xiàn)場布置

豎井施工現(xiàn)場布置示意圖（見圖1）

表1　工程重要危險點表

3.2施工平臺的施工安全技術(shù)方案

3.2.1施工平臺結(jié)構(gòu)形式

豎井施工平臺利用型材和鋼板焊接而成，共分4層，前3層高度根據(jù)鋼管高度確定為3 m。其中上層平臺為鋼管管節(jié)調(diào)整、組拼平臺；第二層平臺主要用于存放焊接設(shè)備和各種臨時材料；第三層平臺為焊接平臺，同時用于載人吊籠的臨時存放，第四層平臺高度為6 m，用于焊縫打磨、探傷、缺欠返修及防腐施工平臺。

圖1　豎井施工現(xiàn)場布置示意圖

3.2.2施工平臺防墜落安全技術(shù)方案

整個施工平臺自重5.35t，施工平臺最大承載為16.97 t（包含設(shè)備、材料、鋼絲繩、電纜、載人吊籠、施工人員等），整個施工平臺共設(shè)置3根主梁，布置在上層平臺，其中1根主梁用于承受載人吊籠系統(tǒng)產(chǎn)生的荷載，其余2根主梁用于整個施工平臺的固定與起升。在上層平臺四角焊接8個吊耳，其中4個吊耳利用板件及卸扣將施工平臺懸掛于已裝鋼管管壁上口的4個吊耳上，另外4個吊耳作為起吊施工平臺的備用吊點。

豎井施工平臺采用板件懸掛及固定為國內(nèi)豎井鋼管安裝工程的第一次使用，其優(yōu)點在于能承受較高的抗拉、抗剪力，安全系數(shù)極高，它與傳統(tǒng)使用鋼絲繩作為連接形式相比，避免了在焊接過程中，鋼絲繩被用作電焊機零線，造成鋼絲繩熔斷，施工平臺墜落的危險。

3.3載人吊籠系統(tǒng)的施工安全技術(shù)方案

3.3.1載人吊籠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式

1）載人吊籠系統(tǒng)由吊籠、升降系統(tǒng)及防墜系統(tǒng)等組成。通過布置在豎井內(nèi)上層施工平臺底部的2個定滑輪與施工平臺相連接，其結(jié)構(gòu)型式以及與工作平臺的連接方式詳見《圖1豎井施工現(xiàn)場布置示意圖》。

2）載人吊籠采用礦用GLS-05型立井單繩罐籠。升降系統(tǒng)主要用于控制吊籠的升降，由一臺5 t卷揚機和1個定滑輪和1組動滑輪導向裝置組成。5 t卷揚機鋼絲繩首先利用布置在豎井下彎段底部的1組定滑輪進行第一次導向，而后在通過預(yù)先布置在豎井上層施工平臺底部的2個定滑輪進行二次導向，最后在進過安裝在吊籠頂部的動滑輪第三次導向，返回豎井上層施工平臺底部并鎖死。

3）防墜裝置主要用于防止吊籠升降過程中由于其起吊鋼絲繩突然發(fā)生斷裂而引發(fā)的高空墜落事故，該套裝置由防墜器、2臺2t手動絞車及2組定滑輪導向裝置組成。2臺2t手動絞車安裝在豎井下彎段內(nèi)，其鋼絲繩利用布置在豎井下彎段底部的2組定滑輪導向裝置與防墜器連接后，在豎井上層施工平臺底部進行鎖定。

3.3.2載人吊籠系統(tǒng)的使用方法

載人吊籠系統(tǒng)安全連接后，操作2臺2 t手動絞車，調(diào)整鋼絲繩張緊度至安全使用范圍。載人吊籠系統(tǒng)在使用時，只需操作5 t卷揚機，即可實現(xiàn)吊籠的安全升降。由于載人吊籠系統(tǒng)合理的防墜裝置，使得在吊籠整個升降過程中，既可以有效預(yù)防人員高空墜落事故的發(fā)生，又可以防止吊籠發(fā)生旋轉(zhuǎn)，確保了施工人員的生命安全。

3.3.3設(shè)備的選型

1）吊籠、防墜器及附件。吊籠、防墜器及附件為特種設(shè)備，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場使用情況選擇具有安全生產(chǎn)資質(zhì)的廠家。載人系統(tǒng)中的吊籠選用礦用GLS-05型立井單繩罐籠，該吊籠安裝有BF0511型防墜器，載人吊籠型號為GLS-5型。

2）5t卷揚機。使用JM5型雙液壓抱閘型慢速電動卷揚機，鋼絲繩額定速度不大于10 min，鋼絲繩直徑φ22（6×37+FC），卷筒容繩量為800 m，卷揚機配備有高度限制器及過載自鎖裝置，可有效的防止吊籠在起升過程中發(fā)生沖頂事故及負荷過大發(fā)生電氣系統(tǒng)故障。

3）2臺2t手動絞車。使用SC2型手動絞車，鋼絲繩直徑φ226×37+FC），卷筒容繩量為310 m。3.3.4載人吊籠在使用過程中的注意事項

1）防墜裝置在正式使用前應(yīng)做等負荷墜落試驗。

2）在鋼管吊裝前應(yīng)先適當放松載人吊籠系統(tǒng)中5 t卷揚機及2臺2 t手動絞車鋼絲繩，鋼絲繩放松長度應(yīng)滿足：5 t卷揚機不少于2倍施工平臺提升高度，2臺2 t手動絞車不少于1倍施工平臺提升高度，以實現(xiàn)在鋼管吊裝時載人吊籠系統(tǒng)中5 t卷揚機、2臺2 t手動絞車鋼絲繩與豎井作業(yè)平臺的同步升降。待作業(yè)平臺懸掛到位后，應(yīng)重新調(diào)整2臺2 t手動絞車鋼絲繩的張緊度至安全使用范圍。

3）定期按規(guī)定對載人吊籠系統(tǒng)所使用的鋼絲繩進行檢查及維護保養(yǎng)。

3.4豎井防高空墜物安全技術(shù)方案

3.4.1防高空墜物結(jié)構(gòu)形式

豎井防高空墜物采用在待安裝壓力鋼管上管口加蓋安全頂蓋的形式（見圖1），安全頂蓋利用型鋼和鋼板焊接而成，直徑與壓力鋼管加勁環(huán)外徑相同，在安全頂蓋上部沿周長一周方向布置了8塊翻板，翻板張開后安全頂蓋直徑可增大至與豎井開挖洞徑相同。安全頂蓋上布置有1個進人孔4個吊耳孔，吊耳孔位置與壓力鋼管內(nèi)壁布置的吊耳相對應(yīng)。

3.4.2安全頂蓋的使用方法

1）安全頂蓋每次隨壓力鋼管一起吊放，在吊放過程中應(yīng)注意將翻板收起，以免與井壁碰觸。

2）安全頂蓋隨壓力鋼管一起吊放到安裝位置后，施工人員從豎井施工平臺上利用爬梯沿待安裝壓力鋼管內(nèi)壁攀爬至安全頂蓋上部，打開翻板，摘除吊鉤。然后開始進行壓力鋼管安裝工作。

3）壓力鋼管焊接完成后，收起安全頂蓋翻板，利用豎井壓力鋼管安裝用橋機將安全頂蓋吊出井內(nèi)。

3.5施工用電安全技術(shù)方案

3.5.1施工用電技術(shù)方案

豎井壓力鋼管安裝用電采用從下到上的形式，配電屏布置在豎井施工平臺第二層平臺上，電源直接從布置在下平洞的用電盤柜接引。電纜在豎井內(nèi)采用φ10鋼絲繩綁扎懸掛，電纜隨著豎井施工平臺的起升而起升。

3.5.2安全用電技術(shù)措施

1）施工現(xiàn)場用電采用三相五線制，電氣設(shè)備的金屬外殼必須與專用保護零線連接。

2）施工現(xiàn)場所有用電設(shè)備必須在設(shè)備負荷的首端安裝漏電保護器。

3）在橋式起重機上安裝1～2組大功率投射燈作為豎井主要施工照明，在作業(yè)平臺上輔以若干12 v低壓燈具及高亮度手電筒進行局部照明。

4）對于突發(fā)性停電的緊急情況將采取以下措施：

①立即檢查大型機械、吊籠等用電設(shè)備停止運行后的狀態(tài)及限位效果，以保證一旦施工現(xiàn)場通電后用電設(shè)備第一時間正常啟動安全施工。

②立即了解確認停電原因，關(guān)閉外部電源并啟動備用電源，保證施工現(xiàn)場臨時用電。

3.6施工通訊及監(jiān)控安全技術(shù)方案

3.6.1施工通訊

載人吊籠乘坐過程中必須保證信號正確、清楚并保持通訊暢通。為避免因通訊故障而發(fā)生事故，采用兩套通訊方式

1）采用大功率對講機進行施工通訊。要求現(xiàn)場每個施工作業(yè)面配備的對講機數(shù)量不少于2臺，且必須配備對講機專用充電器一套。

2）在施工現(xiàn)場安裝一套有線電話系統(tǒng)，作為備用通訊設(shè)施。

3.6.2工業(yè)電視

為便于卷揚操作工監(jiān)視載人吊籠進出工作平臺時的情況，防止載人吊籠進出施工平臺時碰撞到工作平臺導致吊籠墜落，引起事故。在豎井第三層及第四層施工平臺之間各安裝一套工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)。

4　結(jié)語

江西洪屏抽水蓄能電站，引水洞豎井鋼管安裝高程差最大295 m，施工危險等級較高，采用了合理的安全技術(shù)方案，取得了良好的效果。

1）在豎井壓力鋼管安裝過程中使用4層安裝施工平臺，采用板件對平臺進行懸掛鎖定，消除了施工平臺在墜落的隱患，確保了施工安全。

2）在載人吊籠系統(tǒng)使用了安全、先進的設(shè)備及裝置，確保了載人吊籠系統(tǒng)平穩(wěn)安全的運行。

3）在壓力鋼管頂部加裝安全頂蓋，有效的解決了井壁巖石從高處墜落造成人員傷亡的問題。

4）采用了合理的用電技術(shù)方案，增加了備用電源，確保了施工用電安全。

5）選用兩套施工通訊方案，確保了通訊的暢通；增加了工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，使卷揚機操作人員能直接的觀察載人吊籠進出施工平臺情況，便于安全操作。

［中圖分類號］TV743

［文獻標識碼］B

［文章編號］1002－0624（2016）02－0017－03

［收稿日期］#2015-06-30