周建平，罗陈

(中国水利水电第七工程局有限公司亭子口金属结构制造安装项目部，四川苍溪628400)

1 概述

亭子口水利枢纽在坝区内单层、共轨布置了2台QP30 t/1 270 m平移式无塔架缆索起重机，主车布置于左岸，其主索铰点高程567.625 m(前轨轨面高程566 m);副车布置于右岸，其副车主索铰点高程为549.29 m(前轨轨面高程550 m)。缆机额定起重量为30 t，主副车前轨水平间距1 272.25 m，缆机左右岸的轨道长度均为192 m，设计跨度为1 300 m(实用1 270 m)，设计扬程为140 m。该缆机由三大系统组成，即主车系统(布置于左岸)、副车系统(布置于右岸)、索道系统，其中索道系统架设是缆机安装的关键工序。

亭子口水利枢纽缆机平台地形狭窄，即左岸缆机后水平轨距山体8.45 m，且为当地居民日常通行的便道，同时也是缆机安装辅助系统的工作区域，靠河侧高边坡、浮质松土，不利于缆机安装辅助系统的布置，运输车辆和吊装设备在靠河侧无法通行;右岸缆机平台为高排架结构，缆机主索铰点高程距地面25 m，靠河侧为陡坡;缆机索道系统架设需跨越大坝多个标段和左、右岸所有施工道路，且在索道系统架设、主索张拉期间为大坝机坑开挖与混凝土浇筑转序期间，人员和施工设备较多，困难较大;又因缆机安装工作面较合同滞后5.5个月，安装工期紧。由于索道系统架设采用的特殊施工手段，使得在其安装过程中安全问题特别突出。因此，如何最大化的减少对相邻施工单位的干扰成为缆机安装的关键。

2 缆机安装的总体思路和方法

2.1 安装的总体思路

鉴于亭子口水利枢纽缆机设计跨度为1 300 m(实用跨度1 270 m)，额定起重量30 t，以及缆机安装特有的地形条件，高排架结构、安装时期(即机坑开挖与混凝土浇筑转序时期)对相邻施工单位的干扰大、特有的安全风险和紧张的安装工期，为解决缆机安装的技术难题和安全控制，采取的安装思路为:计算各类过江索(临时承载索、主索等)不同垂度下各个锚固点的受力分析、索长情况→缆机安装辅助系统布置→辅助系统试验→缆机安装工装设施研发→施工期安全控制→动态施工工程技术措施的跟踪反馈分析及施工预警预报→辅助系统工作时工作参数的收集、整理→缆机初期运行数据的收集、分析→验证参数、综合分析总结。

2.2 缆机安装的主要方法

采用受力计算分析、现场试验、现场技术创新、安全控制相结合的方法进行缆机安装，并利用工装设施、计算机软件辅助缆机索道系统的架设，从而最大化地减少了对相邻施工单位的干扰。

3 缆机安装的主要技术要点

3.1 计算机辅助软件的运用

亭子口索道系统包括:主索φ108，长1 300 m，临时承载索φ52，长1 320 m，牵引绳φ32，长2 600 m，起升绳φ34，长1 600 m。鉴于索道系统的安装是缆机安装的最关键工序，其架设过程中安全风险最为突出，若技术措施不到位，将导致相邻施工单位人员伤亡，设备损坏。参考同类缆机的安装经验为:索道系统架设时，相邻施工单位均需避让;而亭子口水利枢纽处于紧张的施工工期，相邻施工单位不能避让。因此，在安装过程中，若能快速计算出每根过江绳在不同垂度各点的受力参数，动态地掌握索道架设的各种参数，制定动态的施工方案，对安全架设索道系统将起到至关重要的作用。为此，利用计算机软件，准确地计算出过江索的受力状态，安全、高效的指导施工。亭子口水利枢纽缆机安装采用计算机辅助软件反映的参数有:铰点的水平张力，垂直分力、张力、安全系数、绳索的曲线长、过江绳索的弹性伸长(图1)。

图1 绳索计算操作界面图

3.2 工装设施的应用

通常，缆机索道系统架设施工周期相对较长，且临时承载索、主索等过江施放时需途经多个施工部位和施工要道。若要将各个施工部位的干扰减到最小，势必要有相关的技术保障和技术创新，方能确保相邻施工单位的人员、设备安全。该缆机索道系统采用的是主地锚试验胎架和临时承码。具体叙述如下。

3.2.1 主地锚试验工装的应用

索道系统架设的主要手段是通过卷扬机、滑轮组的方式，卷扬机、滑轮组采用地锚固定。为此，地锚承载力的验证非常重要。为了验证地锚的承载力，确保地锚埋设的安全、可靠，满足索道系统架设的要求，对主地锚自制工装并采用油压千斤顶做拉拔试验，主地锚设计承载力为100 t，试验拉拔力160 t，保压10 min。主地锚试验情况见图2。

试验采用由专业机构校验合格的OVMZB4－500型电动液压控制油泵配合OVMYCW400B型号千斤顶进行张力试验，试验数据直接从液压压力表上读取并换算成张力，试验拉力过程见表1。

图2 主地锚试验图

表1 主地锚拉力试验过程表

试验后，对所有主地锚基础螺栓、地锚进行检查，无变形、无异常，混凝土基础无破碎，试验结果表明:临时承载索主地锚试验工装强度满足要求、地锚拉力试验结果符合规定。

3.2.2 临时承码研制的应用

同类缆机临时承载索架设的施工经验是:根据现场的实际情况，将临时承载索的垂度放至最大(通常为30%～50%，在不影响施工的前提下，从受力分析看，垂度越大，承载索的张力越小)，利用卷扬机直接拖拉过江。鉴于亭子口工程左、右岸施工通道情况，临时承载索的垂度最大为7%，经计算，临时承载索的张力为26 t，右岸卷扬机为20 t，左岸为16 t。若直接拖拉则卷扬机均在超载工况下运行，存在较大的安全风险。为解决此问题，我部自行研制了50套临时承码架设临时承载索(第1根临时承载索利用卷扬机拖拉过江共用了12 d，后面3个临时承载索应用此创新成果，采用临时承码施工为3 d/根)，承码结构见图3。

图3 承码结构图

常规的施工方法是利用拖拉绳直接将临时承载索拖至对岸。该方式因拖拉绳、临时承载自重在左、右岸铰点位置产生较大张力，将造成卷扬机、滑轮组长时间在满载或超载工况下运行。亭子口工程采用临时承马架设临时承载索，大大减小了临时承载索的张力，因临时承码的运用，将临时承载索由一跨变成多跨(即由一跨长1 270 m变为50跨，每跨25 m)，且卷扬机、滑轮组不需承受因过江索自重而产生的张力，只需承受过江索自重，并以滚动的方式拖拉过江。经现场测试，第一根临时承载索未采用临时承码过江，卷扬机运行时最大电流达到112 A(额定电流90 A)，第2、3、4根卷扬机运行时最大电流为38 A。经计算，卷扬机、滑轮组在额定载荷40%工况下运行时，从卷扬机电机运行数据判断，该临时承码的运用，大大提高了施工的安全性、可靠性，大大改善了施工条件。临时承码具体运用情况见图4。

4 结语

图4 承码应用示意图

亭子口水利枢纽缆机安装从2010年6月开始，至2010年12月完成。两台缆机投运时间间隔1.5个月:1号机于2010年10月23日投运，2号机投运时间为2010年12月9日。亭子口水利枢纽2台缆机严格按照国家规范规程要求完成了空载试验、静载试验、动载试验、紧急制动试验和抬吊试验。通过荷载试验和后续实际运行，缆机的安装质量得到了全面检验，在多次单台30 t吊载和抬吊54 t荷重过程中，2台缆机没有出现任何异常，承码打滑量小，各部分运行良好。亭子口工程缆机安装的安全、快速、优质完成，为亭子口大坝混凝土的浇筑打下了坚实基础。对类似大跨度、大吨位、高排架结构缆机安装具有示范和推动作用。事实证明:在对缆机安装难点充分考虑并对缆机安装过程全面分析的条件下进行缆机安装技术的优化具有显著的积极效果。

［1］严自勉，顾斯照，缆索起重机［M］.北京:中国电力出版社，2010.

［2］邓维一.向家坝水电站缆索起重机安装［J］.水力电力机械，2007，29(10):58－59.