淺談大型水電站機(jī)電設(shè)備安裝工位布置和使用規(guī)劃

劉鵬讓，呂玉忠

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081）

大型水電站機(jī)電安裝存在設(shè)備尺寸大、重量重、設(shè)備零部件多、多機(jī)組安裝并行的特點(diǎn)，因此，安裝的工序分解安排和場地布置規(guī)劃是極為重要的一項系統(tǒng)工作。觀音巖水電站設(shè)計裝機(jī)5×600MW，總裝機(jī)容量3000MW，為一等大（1）型工程。根據(jù)設(shè)計圖紙資料，廠房發(fā)電機(jī)層由左向右依次布置了安裝間、主廠房及集水井頂層樓板三個部分。其中，安裝間尺寸為69.5m×29.5m，布置有3個工位，1#、2#工位為定、轉(zhuǎn)子共用工位，用于定、轉(zhuǎn)子組裝工作，3#工位為轉(zhuǎn)輪連軸組裝工位，安裝間入口側(cè)對1#定、轉(zhuǎn)子組裝工位，1#工位左側(cè)空余場地寬約19m；主廠房尺寸為170.3m×29.5m，布置了1#～5#機(jī)組；集水井頂層樓板尺寸為19.6m×29.5m，無特殊承重設(shè)計。

1 實際施工中出現(xiàn)的問題

（1）原計劃安排：合同要求，觀音巖水電站首臺機(jī)組發(fā)電時間為2014年12月31日，其后每間隔4個月投產(chǎn)一臺機(jī)組，最后一臺機(jī)組發(fā)電時間為2016年4月30日。按照計劃安排，其中5臺機(jī)組轉(zhuǎn)子在安裝間專用工位上進(jìn)行組裝，1#機(jī)定子、3#機(jī)定子、5#機(jī)定子在安裝間專用工位上進(jìn)行組裝，然后，吊入機(jī)坑進(jìn)行繞組安裝及試驗，其余2#機(jī)定子、4#機(jī)定子在各自的機(jī)坑形成后，在機(jī)坑內(nèi)進(jìn)行組裝和繞組的安裝及試驗。定子、轉(zhuǎn)子組裝時段及機(jī)坑形成時間、機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電時間計劃如表1所示。

因為部分定子需要在機(jī)坑進(jìn)行組裝，因此就需要相對應(yīng)的機(jī)坑，形成時間必須提前而不能滯后，否則將嚴(yán)重制約機(jī)組發(fā)電目標(biāo)的按期實現(xiàn)，還有可能因設(shè)備對場地的占用時間延長而對相臨機(jī)組的安裝工期造成影響。由于前期基礎(chǔ)開挖工作嚴(yán)重滯后，導(dǎo)致機(jī)坑形成時間較晚，尤其是4#、5#機(jī)坑形成時間滯后較多，因此，原計劃在機(jī)坑組裝定子的計劃無法實現(xiàn)，只能在安裝間進(jìn)行組裝。

（2）工位、場地：觀音巖水電站安裝間僅布置了定、轉(zhuǎn)子組裝工位及轉(zhuǎn)輪工位，但還有許多尺寸大、重量重的大型設(shè)備如水輪機(jī)頂蓋、發(fā)電機(jī)下機(jī)架、上機(jī)架、定子吊具、轉(zhuǎn)子吊具等均未布置工位，但這些設(shè)備也需要占用大量的場地，且占用時間多為2～4個月。同時，從計劃安排可知，施工高峰期，至少有三臺機(jī)組在分階段進(jìn)行設(shè)備的組裝工作，如在進(jìn)行1#機(jī)上機(jī)架組裝過程中，同步也在進(jìn)行2#、3#機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的預(yù)裝工作以及3#機(jī)定子、轉(zhuǎn)子的組裝等工作，使工位、場地的使用矛盾極為突出，有必要對場地進(jìn)行充分、綜合的規(guī)劃。部分大件的尺寸、重量情況見表2。

2 采取的解決方案

2.1 對廠房內(nèi)的場地布置進(jìn)行全面綜合的規(guī)劃

（1）場地規(guī)劃的原則和要求：①以現(xiàn)有場地為基礎(chǔ)，并充分考慮場地的承載能力。②對尺寸大、重量重的重要設(shè)備在安裝間布置專用工位，其余相對重量較輕、尺寸較小的設(shè)備組裝場地則靈活布置在機(jī)組段之間的場地上。③設(shè)備組裝所用的零部件箱遵循就近原則布置，即盡量在設(shè)備組裝工位附近設(shè)置零部件擺放區(qū)。④工位布置必須充分考慮設(shè)備組裝完成后的吊裝跨越空間，即在吊運(yùn)路線的前方不得有影響設(shè)備吊裝的較高設(shè)備存放。⑤場地布置中必須設(shè)置行人專用通道，通道須避開施工作業(yè)區(qū)，且與安裝間入口對接。

表1 定、轉(zhuǎn)子組裝時段匯總表

表2 部分大件的尺寸、重量情況

（2）具體規(guī)劃：①先對所有的機(jī)電設(shè)備尺寸、重量進(jìn)行梳理統(tǒng)計，列出必須在安裝間進(jìn)行組裝和擺放的設(shè)備清單。具體有定子、轉(zhuǎn)子、下機(jī)架、上機(jī)架、頂蓋、轉(zhuǎn)輪、定子吊具、轉(zhuǎn)子吊具。②在安裝間與入口相連的下游側(cè)靠墻邊布置1500mm寬的人行通道，并通過下游側(cè)樓梯、1#機(jī)與安裝間相接部位與其余各層相連，以滿足人員進(jìn)出要求。③在安裝間左側(cè)靠上游位置布置3#工位，用于下機(jī)架、上機(jī)架以及定子吊具組裝工作。④在安裝間左側(cè)靠下游部位布置4#工位，用于水輪機(jī)頂蓋的組裝工作。⑤在1#、2#工位之間靠近下游的位置布置5#工位，用于水輪機(jī)頂蓋及轉(zhuǎn)輪的組裝工作。⑥在2#工位的右下側(cè)布置6#工位，用于水輪機(jī)頂蓋、轉(zhuǎn)輪的組裝工作。⑦在2#工位右側(cè)靠1#機(jī)組段分縫部位布置7#工位，用于其他中間設(shè)備的組裝和工具房的擺放。⑧在集水井頂層樓板上布置8#工位，用于一些較輕部件的組裝，并作為設(shè)備零部件、材料的中轉(zhuǎn)場地使用。

2.2 對工位的使用進(jìn)行規(guī)劃

（1）工位使用必須遵循專用工位只能專用的原則，不能被其他設(shè)備或材料長期占用。專用工位只有在不使用的時段，才允許穿插使用。結(jié)合整體施工進(jìn)度計劃，利用Project等軟件，制作工位使用邏輯圖。

（2）考慮首臺機(jī)定、轉(zhuǎn)子不占用直線工期，

且首臺上機(jī)架的組裝工作，是在2#機(jī)定子吊裝之后，因此，為減少橋機(jī)的吊運(yùn)量，1#、2#機(jī)的定子組裝放在1#工位進(jìn)行，首臺機(jī)定子吊具的組裝則放在2#工位進(jìn)行。首臺機(jī)定子吊入機(jī)坑后，才在2#工位上進(jìn)行首臺機(jī)轉(zhuǎn)子的組裝工作。

（3）由于3#工位的寬度小于上機(jī)架的直徑，因此在2#機(jī)定子吊入機(jī)坑后，1#工位只能用作轉(zhuǎn)子的組裝工作，以滿足上機(jī)架的組裝需求。即2#機(jī)、3#機(jī)、4#機(jī)轉(zhuǎn)子在1#工位進(jìn)行組裝，3#機(jī)、4#機(jī)、5#機(jī)定子在2#工位進(jìn)行組裝。其吊具則穿插在1#、2#、3#工位進(jìn)行組裝和拆除。5#機(jī)轉(zhuǎn)子具備組裝條件時，1#工位正在進(jìn)行4#機(jī)上機(jī)架的組裝工作，而此時2#工位已經(jīng)空出，因此將5#機(jī)轉(zhuǎn)子調(diào)整至2#工位進(jìn)行組裝。

（4）3#工位首先進(jìn)行1#機(jī)下機(jī)架的組裝工作，下機(jī)架吊入機(jī)坑預(yù)裝的空檔期則進(jìn)行2#機(jī)定子吊具的組裝工作。在下機(jī)架正式吊裝完成后，再進(jìn)行1#機(jī)上機(jī)架的組裝。1#機(jī)上機(jī)架吊入機(jī)坑后，再進(jìn)行2#機(jī)下機(jī)架的組裝等。如此循環(huán)穿插利用，可完成1#機(jī)～5#機(jī)下機(jī)架的組裝工作，完成1#機(jī)～3#機(jī)上機(jī)架的組裝工作，完成2#機(jī)～5#機(jī)定子吊具的組裝工作。待4#機(jī)上機(jī)架具備組裝條件時，1#工位已經(jīng)完成了4#轉(zhuǎn)子的組裝工作，此時場地使用高峰期已過，為便于施工，將4#機(jī)、5#機(jī)上機(jī)架放在1#工位上進(jìn)行組裝。

（5）5#、6#工位，可以同4#工位一起交叉使用，以滿足多臺機(jī)組頂蓋的組裝及預(yù)裝后存放需求。在轉(zhuǎn)輪需要進(jìn)場進(jìn)行組裝時，則必須充分考慮時間上的先后，如轉(zhuǎn)輪吊裝在前，則轉(zhuǎn)輪原則上放在6#工位，如頂蓋吊裝在前，則頂蓋放在6#工位，轉(zhuǎn)輪放在5#工位。

（6）具體工位使用計劃安排如表3所示（限于篇幅，僅列舉1#～3#工位部分使用計劃）。

表3 部分工位使用計劃表

3 方案實施后的效果

觀音巖水電站施工高峰時，1#～3#機(jī)在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的安裝工作，而4#機(jī)、5#機(jī)在進(jìn)行機(jī)電埋件的安裝工作，作業(yè)主線分為五條，支線若干，因此設(shè)備組裝、流轉(zhuǎn)頻率極快，場地使用極為頻繁。但整體節(jié)奏基本按照即定的計劃實施，各工序銜接緊湊，施工現(xiàn)場井然有序，始終處于忙而不亂的受控狀態(tài)，各場地利用充分，無閑置。最終在扣除前期標(biāo)段交面滯后的時間外，全面提前實現(xiàn)了機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電目標(biāo)，見表4。

表4 機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電時間統(tǒng)計表

4 結(jié)語

通過對觀音巖水電站安裝場地提前進(jìn)行全面、系統(tǒng)的規(guī)劃，同時，對機(jī)電設(shè)備安裝的各工序進(jìn)行提前的分解梳理，對各工位的使用進(jìn)行詳細(xì)的計劃安排，并嚴(yán)格加以實施和控制，極大地提高了整體的作業(yè)效率。在前期標(biāo)段交面工期嚴(yán)重滯后的情況下，全面提前實現(xiàn)了各機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電目標(biāo)，達(dá)到了預(yù)期的效果。場地規(guī)劃是一個全面系統(tǒng)的工程，必須充分考慮橋機(jī)吊裝的限制和設(shè)備組裝期間的相互干擾，同時要結(jié)合各施工線路關(guān)鍵工序的邏輯關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)的使用計劃和安排。利用Project等計劃軟件時，應(yīng)設(shè)置必要的邏輯關(guān)系限制條件，避免邏輯上的錯誤。在實施過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照既定計劃和安排進(jìn)行控制，避免節(jié)奏打亂后引起的施工混亂。同時應(yīng)實時跟蹤實施效果，結(jié)合實際施工情況，進(jìn)行細(xì)微的修正和調(diào)整。對像頂蓋這類預(yù)裝和安裝反復(fù)占用工位的部件，如考慮并行幾線施工，則應(yīng)多布置工位，以免工位不足引起施工停頓。