李军 吴定清 王艳梅 胡鹏飞

摘要：抽水蓄能电站竖井施工过程中，如何解决施工作业人员的垂直运输，保障人员运输过程中的安全，一直是一个摆在施工技术人员面前的难题。因此，本研究对竖井施工载人系统进行了重新设计，使其在满足安全的前提下，实现快速整体拆移，提高生产效率，降低施工成本的目的。

关键词：抽水蓄能电站;竖井;载人;安全施工

中图分类号：U455.8文献标识码：A文章编号：2096-6903（2021）12-0059-03

0引言

在抽水蓄能电站地下洞室群中，设计有出线井、排风井、调压井等多条不同功能、不同断面、不同深度的竖井，以满足电站运行要求。一般情况下，竖井在开挖支护、混凝土浇筑期间，主要通过在井壁敷设笼式竖梯、转梯，或是在井口布设矿用绞车和防坠罐笼等方式，用于运输施工人员进出竖井工作面。但是在实际使用过程中发现，竖梯、转梯不仅安装难度大、安全风险高，且随着竖井深度的增加，作业人员上、下通行的难度也将不断增大，体力消耗不断增加;尤其是开挖支护阶段，为防止爆破对竖梯、转梯产生破坏，竖梯、转梯只能安装至距离作业面约10～15m位置，需另行在竖梯、转梯底部挂设软梯至作业面，且需随着开挖的进行，还需采用其他方式作为施工平台定期对竖梯、转梯进行延长;导致安全风险增高、施工效率降低。而采用矿用绞车与防坠罐笼相结合的运输方式，虽然安全性能较高，但绞车、罐笼及电控系统等结构较多、体型庞大、安拆及操作复杂，而且施工成本较高，不利于工程高效、快速、连续、安全的施工。因此，研究设计一种结构简单、安拆方便、运行快捷、安全可靠的载人提升装置对抽水蓄能电站中竖井安全、快速施工具有重要的现实意义。

1工程概况

河北丰宁抽水蓄能电站位于河北省丰宁满族自治县境内，由国网新源控股有限公司负责建设、运营、管理。建成后，以三回500kV线路接入京津冀北电网，在系统中承担调峰、填谷、调频、调相和紧急事故备用任务。电站为一等大型工程，分两期建设，总装机容量3600MW，为

目前在建世界装机容量最大的抽水蓄能电站[1]。

电站地下洞室群主要设计有2条开挖断面为11m×12m，最大深度为161.9m的出线竖井;1条开挖断面为φ12.4m，深192.83m的排风竖井;6条开挖断面为φ11.8m，深98.4m的尾水调压井等，数量较多，施工周期较长，安全风险较高。因此，对竖井施工载人系统的研究显得尤为重要。

2结构设计

载人系统是利用力矩平衡原理设计的一种曳引式升降机，布设在竖井上部井口处，主要由固定框架、悬吊平台、吊船、曳引机构及电气控制系统五大部分组成。

（1）固定框架。固定框架主要用于吊船的悬吊及电缆线盘的固定，布置在悬吊平台端头，与悬吊平台端头采用高强螺栓连接。

（2）悬吊平台。悬吊平台主要用于固定框架、曳引机构及配重的固定，是设备的主要受力构件。与固定框架部位伸入井口，其剩余部分坐落在井口的地面上，并在端部增加配重及地脚螺栓锚固，以保障悬吊平台整体稳定性。

（3）吊船。吊船类似于电梯轿厢，通过曳引机构的4根钢丝绳固定在悬吊平台井道侧的框架内。

（4）曳引机构。曳引机构是悬吊平台的动力部件，采用电动曳引式结构，通过曳引机电磁制动三相异步电动机驱动，经滚筒带动钢丝绳提升系统使吊船上下运动，完成人员的垂直运输。

（5）电气控制系统。电气控制系统是用来控制悬吊平台运动的部件，主要电器元件安装在一块绝缘板上;万能转向开关、电源指示灯、启动按钮和紧急停机按钮装在箱体门板上，通过设备的升降、悬停实现井内和地面的双控操作。如图1：

钮为CST离心式安全锁，具有自锁功能;当吊船失速或4根钢丝绳升降速度不一致等异常情况下进行动作，若需恢复，必须朝顺时针方向旋转头部使按钮弹出后，方可继续运行。如表1。

3设备安拆

3.1设备安装

（1）悬吊平台的安装。先将吊船放入竖井里面;然后将平台伸入竖井口上方并找准安装位置，再在平台外端先放上配重支架，并将配重压置1T。（2）曳引机的安装。将曳引机支座、滚筒两端的轴承支座分别与平台配重一端的安装支架上用螺栓连接好并调整到位，将曳引机支座，轴承支座连接固定可靠。（3）悬挂机构的安装。首先将平台框架安装在平台进入竖井上方的一端，并用M16-8.8级螺栓连接紧固;然后把剩余的配重块再放在配重支架，共计2T，最后将工作钢丝绳、安全钢丝绳分别固定在前梁的悬挂机构架上[2]。（4）电缆的连接和电动机转向的调整。首先把五线电源电缆的各相导线接入电气控制箱内对应的接线柱上，然后连接380V电源，先按启动按钮，再按控制按钮“上”，此时电动机应顺时针方向旋转，若不对，则打开电动机接线盒将三根电源线中的任意两根对调接好，并把万能转换开关拨向另一侧，以同样方法调整好另一端电动机的转向。（5）吊船装置;3.钢丝绳;4.导向轮;5.锁紧机构;6.配重块;71.电缆与曳引机构的连接。首先把钢丝绳插入曳引机进绳口，线;72.电气控制器;8.竖井吊船。点动控制按钮“上”，钢丝绳即能自动进入曳引机，若进不去，则把钢丝绳转换一个角度穿入，按住“上”按鈕，把钢丝绳全部穿完;然后将钢丝绳通过两组转向滑轮，分别穿过离心式安全锁，最后将吊船升到方便连接用于限制吊船一直上升，撞坏固定框架;而紧急停机按钢丝绳的地方，进行钢丝绳连接并固定。（6）整体加固。

安装之前，在井口浇筑基础混凝土，并根据悬挂平台螺栓孔的布置精确埋设好地脚螺丝;安装完成后，采用高强螺栓将悬吊平台固定牢固;最后经荷载试验并验收合格后即可投入使用。

3.2设备使用

作为载人作业设备，在使用过程中须严格遵守以下的安全操作规定：

（1）必须由专人操作和维护保养;（2）操作人员上机操作前，必须认真学习和掌握本使用说明书的内容;使用前必须按检验项目检验合格;使用中严格执行安全操作规程;使用后认真做好维护保养工作;（3）操作和施工人员都必须戴安全帽;（4）严禁带故障和超载使用;

（5）严禁超长使用;（6）设备运行时，操作人员应密切注意上下有无障碍物，以免引起碰撞或其它事故;向上运行时要注意上限位;（7）严禁在设备上另设吊具;（8）接地线不得接在平台或钢丝绳上;（9）电器控制箱不得另外布线作为其它动力电源使用，箱内禁止摆放杂物;

（10）限位开关、“紧急停机”按钮必须灵敏可靠;（11）一旦发生曳引机卡绳或其它一时不能判明原因的故障，绝对禁止强行开动，务必先将吊船牢靠固定，再找出原因，排除故障，确认恢复正常后，方可继续使用;（12）操作模式及操作方法：①工频上升、下降：先将电源箱上的总电源开关送电，然后将配电箱上面的工变频转换开关旋转到工频模式，并将四个安全锁的手动开关打开，点击配电箱上面的上升或下降按钮，使吊船随曳引电机上下运行。②吊船载人上升、下降：先将电源箱上的总电源开关送电，然后将配电箱上面的工变频转换开关旋转到变频模式。进入吊船内关好吊船门点击吊船内操作箱上面的上升或下降按钮正常情况下吊船会随拖拽电机上下运行，若遇到紧急情况按下操作箱上的急停按钮，紧急情况解除后松开急停按钮，点击故障复位按钮方可运行。③遥控上升、下降：先将电源箱上的总电源开关送电，然后将配电箱上面的工变频转换开关旋转到变频模式，进入吊船内关好吊船门点击遥控器上面的上升或下降按钮，使吊船随拖拽电机上下运行，松开按钮电机停止，吊船上面的门未关闭，遥控器上下按键无效。

（13）钢丝绳必须用规定的结构形式和力学性能的特制钢丝绳并且要完好无损，表面保持清洁，安全钢丝绳不得沾油。钢丝绳的检查和报废按《GB5972-86起重机械用钢丝绳检查和报废使用规范》第2.5条规定执行。对较常遇见的下列情况，钢丝绳应报废：①断股或在一个节距（每股钢丝绳缠绕一周的轴向距离）内断丝达到5根;②松散、压扁、起臌（笼状畸变），死弯或折弯直径小于10mm;③磨损或锈蚀严重，钢丝绳直径<7.5mm;④不得用钢丝绳拖拉竖井吊船移动;（14）施工结束前要切断电源，锁好电气箱门，做好清洁工作和防护工作，不得有杂物和水进入电动机和电器控制箱;（15）每次上吊船施工之前，操作人员必须按“日检查内容”的要求检查合格后方能使用。

3.3设备拆移

（1）移位。将钢丝绳从提升机和安全锁内抽出;再将支架、钢丝绳和配重用设备吊运到空旷场地，并相应移动升降机至其他部位。具备条件时，可直接采用设备将其整体移设至其他使用部位。（2）拆除。拆除步骤为：①将平台停放在平整的地面上，拆下绳坠铁;②切断电源;③将电缆从临时配电箱和升降机上拆下，并卷成圆盘;④将钢丝绳卸下拉到上方，并卷成圆盘扎紧;⑤最后拆除悬挂装置。

4结语

根据对曳引式升降机的研究和现场实际应用效果分析，这种设备既有效地提高了设备的利用率，又在操作简单灵活的基础上保障了施工安全，而且这种设备可整体进行拆移，又可有效的降低安全风险，提高生产效率，降低施工成本。

2021年9月17日，国家能源局发布了《抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）》，文件中明确了发展目标，要求到2035年，抽水蓄能电站投产总规模达到3亿kW。可见抽水蓄能电站将大规模发展，而竖井又是抽水蓄能电站的重要组成部分，这种曳引式升降机可广泛应用于竖井的施工之中，具体较高的推广应用价值。

参考文献

[1]国家能源局.抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）[S].

[2]齐磊，方善新，王涛.载人提升系统在白鹤滩水电站竖井施工中的應用[J].四川水力发电，2020（5）：57-60.

ResearchonMannedSysteminPumpedStoragePowerStation

LIJun，WUDingqing，WANGYanmei，HUPengfei

（ChinaWaterResourcesandHydropowerSeventhEngineeringBureauCo.，Ltd.，ChengduSichuan610213）

Abstract：Intheconstructionprocessofpumpedstoragepowerstationshaft，howtosolvethevertical

transportationofconstructionworkersandensurethesafetyofpersonneltransportationprocesshasalways

beenadifficultprobleminfrontofconstructiontechnicians.Therefore，thisstudyredesignedthemanned

systemofshaftconstructiontoachievethepurposeofrapidandoverallremoval，improvingproduction

efficiencyandreducingconstructioncostunderthepremiseofsatisfyingsafety.

Keywords：pumpedstoragepowerstation;shaft;manned;safeconstruction