无塔架移动式缆机安装工法

1、无塔架平移式缆机安装施工工法葛洲坝集团第一工程有限公司1 前言我国从20世纪50年代开始自行研制混凝土施工缆机，在新安江、柘溪工程项目中曾有过应用，但一直发展相当缓慢。至80年代，水口、五强溪、岩滩等水利工程的开工建设，才开始广泛的采用各种平移式缆机。多年来，中国葛洲坝集团第一工程工程公司机电安装分公司(以下简称机电安装在对福建牛头山工程、广东英德工程以及四川大岗山等大中型水电站的缆机安装过程中，对无塔架平移式缆机的安装及拆除积累了丰富的经验。实践证明，中国葛洲坝集团第一工程工程公司机电安装分公司通过这些工程中无塔架平移式缆机的多次安装与拆除过程，已经熟练掌握并形成了一整套系统成熟的基本方法。

2、这些方法安全可靠，对在各种复杂地形条件下为满足整个施工工期和保证安装质量均提供了可靠的依据。2 工法特点该工法主要依据大岗山电站为大坝浇筑而布置的4台无塔架平移式缆机安装工程，通过实践的不断总结和改进而形成的。其主要有几大要求和特点：2.1工法操作简单、实用性强；2.2在保证平移式缆机的安装工期、质量、安全和造价方面都具有先进性和新颖性；2.3布置在两岸的轨道基础必须尽量提前在基坑开挖之前形成，并随之尽快完成轨道的安装；2.4施工用牵引系统、锚固设施应尽早根据现场条件进行合理布置，并具有充分的安全裕度；2.5条件许可或必要时，缆机主副车可以同时进行安装。3 适用范围该工法适用于20 t、30

3、t级的无论单台或多台情况下的平移式缆机的安装；缆机索道系统安装、塔架和机电设备安装，也适用于其他类型的缆机相应机构的安装。4 工艺原理缆机安装的难点是索道系统的安装。根据施工现场的地形条件，合理布置两岸的施工用卷扬机（具有合适的牵引力），合理选择主索过江地点、地锚的设置和临时承载索的大小是该缆机安装的关键点。索道系统安装原理是采取循序渐进的方式来逐级完成的。它利用布置在左右岸卷扬机的钢丝绳首先形成一条能来回往返的连接索道，采用较小的钢丝绳逐步将大的钢丝绳拖曳过江，并最终形成为安装缆机主索的临时索道系统。主索过江时，其牵引和防溜也需要左右岸的卷扬机协调配合来共同完成。主副车的结构、机电设备和其他

4、构件的吊装主要依靠行走式的吊车来完成，其起重量和幅度应能满足安装要求。为保证吊车的工作方便，必须在左右岸主、副车的前沿或后侧留有供吊车作业的工作场地，必要时还要临时搭建可靠的工作平台。5施工工艺流程及操作要点51 缆机安装工艺流程 缆机的安装顺序由安装单位根据自己的安装经验及现场的实际情况进行编制，根据场地、到货顺序、作业条件的限制等不同要求，主副车的安装及架设临时索道的顺序可以调整或同时安装。下列为缆机的安装顺序：架设临时索道安装副车安装主车主索过江安装并测量主索垂度安装小车安装承马安装工作绳安装吊钩安装保护的调整和电气调试试验、验收。施工准备设备到货清点测量放线、放点设备运输主车安装主车供

5、电系统安装绳索过江系统安装副车安装主索及小车安装承马安装小车牵引绳安装起重索及起吊装置安装机电各机构动态调试整车联动调试负荷试验试运行验收5.1-1 缆机安装工艺流程图5. 2 架设往复绳往复绳架设在主、副车缆机平台之间，在卷扬机的牵引下，往复绳穿梭于两岸之间，作为缆机架空索道安装的主要手段。往复绳架设时主车侧设置1台10吨卷扬机及1台16吨卷扬机，副车侧设置1台16吨卷扬机和1台10吨卷扬机，步骤如下：注意事项：所有绞车及滑轮、支座（架）组均应可靠锚固；钢丝绳过江时应避免被锐利物如尖石等划伤； 钢丝绳可能需要临时固定或锚固，必须确保所有地锚的可靠性；索道安装过程中须注意控制垂度，避免钢丝绳因

6、张力过大而受损伤或断裂。5. 3 安装临时承载索531 临时承载索的选用计算及垂度设定1）过江辅助索最大垂度f控制在7L以内，L为跨距。2）临时承载索的选用计算已知参数：跨距L，主索每米单位质量，承马均匀布置每米质量，过江往返索钢丝绳每米质量，过江承马保距索钢丝绳每米质量，风载荷分布在绳索上每米的质量，左、右岸缆机平台高差h，主索过江完后临时承载索索道上每米单位负载量:+计算单根承载索的最小水平张力水平张力：式中，为左右岸连线的水平夹角；g为重力加速度。垂直力：总张力： （）安全系数：n = P式中，P为承载索钢丝绳破断拉力，要求计算的安全系数n大于40。532 临时承载索过江的安装、调整1）

7、利用主车和副车侧设置的4台卷扬机及已形成的22往复绳架设两根52mm的临时承载索，用以悬挂临时承马承托主索过江。2）临时承载索跨距较大，空载垂度可按7.0跨度考虑。3）单根临时承载索地锚水平载荷约为50T，垂直载荷约15T。地锚设置其强度必须另外考虑安全系数（由安装单位或基础施工单位按照基础地锚的相关要求确定）。4）复核临时承载索地锚的强度和握裹力，确认无误后开始临时承载索的架设工作。临时承载索架设时应注意：1）临时承载索地锚必须确保足够的抗拔强度；2）临时承载索在两岸固接时必须确保钢丝绳卡的数量及安装质量均符合规范要求；3）两根临时承载索间距准确，垂度一致，以确保临时承马工作正常运行。临时承

8、载索布置图5. 4 安装主车主车安装顺序为：运行机构就位安装主车架安装主车平台安装起升机构安装机房及电气房安装立柱其他设备安装补漆整理各项安装记录。5.4-1 主车机构布置图5. 5 安装副车副车安装顺序为：运行机构就位吊装副车架与运行机构联接副车架临时锚定安装副车走台安装主索调整机构安装副车塔架安装牵引绳张紧装置安装副车天轮装置、导向滑轮、电气室、电缆卷筒等补漆整理各项安装记录。5.5-1 副车机构布置图5. 6 缆机电气设备安装5. 6. 1缆机电气设备安装的主要内容电气安装包括主车和副车行走机构配套的减速电机、起升机构和牵引机构配套的直流电机、干式变压器、高低压开关设备、控制系统设备、高

9、低压电缆以及缆机的其他电气设备、右岸司机房的电气安装。5. 6. 2 电气设备安装流程缆机电气设备的安装工程，包括主车和副车行走机构减速电机、起升绞车和牵引绞车的直流电机、干式变压器、全部高低压开关设备、控制系统设备、电缆以及缆机供货合同所提供的其它电气设备。安装工作与主、副车结构安装交叉同步进行。57 主索安装571 主索过江及浇锌在主索过江及索头浇铸之前，需要对安装现场左右岸主、副车端主索铰点高程，以及主车前轨轨道中心线与副车前轨轨道中心线的水平距离，据此得出安装场地缆机跨度和主副车主索绞点的高程差，为主索的安装提供数据依据。1）根据测出的实际跨距和铰点高差，按照跨度的百分比计算出跨中满载

10、时的垂度值；2）根据需要在安装主索的预定线路上，设置主索托辊和曲型导轨等装置，须保证主索经过时不被擦伤及拖曳过程中的弯曲半径；3）安装并锚固主索卷筒支架，将主索储绳卷筒吊装于支架上；4）将主索由储绳卷筒拖曳至临时承载索并缓慢向对岸牵拉，每隔25M安装1套临时承马，同时必须安装承马保距绳。承马保距绳应在主索搁上临时承马后略显松弛状态，待主索张紧后用布置在岸边的一台5T卷扬机将临时承马拉回；5）将主索向对岸牵引过程中，用主索储绳卷筒的带式制动器控制主索放出的速度，慢慢放索，边放索边测量边标识；6）主索长度应精确测量，全场范围的测量误差不超过50mm；7）当储绳卷筒上只剩最内一层主索时，主索与卷筒间

11、的摩擦力将不足以保持制动的安全，此时应用储绳卷筒端的卷扬机反向牵拉来控制主索的放绳速度使主索溜出。8）根据主索索头状况及测量标识确定切割点，必须确保主索切长准确。9）根据现场条件浇筑索头在左岸或者右岸，可选择在主车侧浇铸索头以便节省工作量，同时减少主索在临时承载索道上的停放时间以减少风险。572 索头浇铸将至少是主索直径的30倍长的一段主索特别清理干净，安装上索头套筒，打散浇铸段的索丝，用四氯化乙烯清洗每一根索丝的油脂。用火焰烤弯索丝终端(长度为索丝直径的10倍，并相互高低错开10 mm，然后将索头和索套放置在浇铸钢支架上且地面主索的弯曲半径不得小于其直径40倍。用石棉绳密封浇铸接头间的环状间

12、隙，主索轴和浇铸接头必须调整到同一轴心。用干净且足够大的坩埚加热熔化合金，均匀加热到380±1O，并随时用高温计测量熔化温度。浇铸以细流方式进行，浇铸时必须清除浮在表面的氧化层和其他残渣。注人熔化的合金量应浸盖主索端头5 mm。浇铸接头必须采用自然冷却，不得用水或湿布冷却。冷却后，拆下钢支架检查浇铸结果，在浇铸接头的轴颈处涂抹润滑脂，防止其生锈。573 安装主、副车拉板装置1）在缆机的左右岸分别组装主、副车拉板。注意事项：1. 要保证螺栓连接的穿孔率为100，且都达到连接螺栓的预紧力矩；2. 螺栓组的预紧程序按照由中间往两端、上下左右对称的次序拧紧，预紧力矩分三次预紧到位，参见JGJ

13、82-91钢机构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程；3. 必须保证螺栓连接表面的平整、清洁，不得有油污、翻边、毛刺或焊渣等影响连接可靠性的缺陷存在；4. 各部分的公差值及组装后的偏差必须符合规定值。2）在左右岸分别吊装主、副车拉板。确保各销轴的连接可靠，安装好主、副车耳板处的防扭块，再安装主、副车拉板的主铰，并穿绕好副车拉板的住所调整机构钢丝绳。注：在主索及锥套未与拉板连好并张紧前，需采取措施不使副车拉板下部的滑轮与其他构件相碰，以免滑轮受损。3）主索拉板的联接。先将主索与主车拉板联接，之后再与副车拉板联接。安装时应确保各销轴联接的可靠性。此时，副车侧的主索张紧卷扬机将张紧绳放出至最长状态。

14、574 主索的初张紧及测量开动主索调整机构，将主索张紧到拉板1与拉板2最外侧销轴指定的间距位置。张紧作业时注意：主索张紧后应对主索在光索状态下的中间垂度进行测量，其跨中垂度测量值应保证在±0.3M，以验证主索的长度截长的正确性。5. 8 安装小车1）因主车拉板距离短，可选择在主车端进行小车的安装（也可在副车端进行小车的安装）。2）小车安装的参考顺序：台车平衡梁（含安全轮）三角梁小车架梯栏平台等，安装完成后应进行验收。3）用卷扬机拉住小车并向跨中移动一段距离，让出承马安装位置后，用临时绳索将小车与主车架进行固定。4）小车拼装过程中要控制的指标应参见相关图样及规定。5. 9 安装主、副车

15、检修平台按主、副车检修平台设计图样进行安装，安装时特别注意：1） 人员进、出检修平台的梯子的高度与位置要安装合适；2） 检修平台与小车平台的高度要调整匹配；3） 供检修、保养承马用的平台位置要合适，连接可靠；4） 主车端的挡绳用的尼龙托辊应调整适当，避免伸缩长期与托辊接触。5. 10 安装承马随缆机配套设计的自行式承马的安装应严格按照安装程序，因其齿轮变速的不同，安装承马时应特别注意编号，其顺序不可互换。在主、副车的两端分别进行主车侧和副车侧承马的安装，每安装完成一台就将其临时固定，且预留一定位置，以免影响其后的承马的安装。5.10-1 小车、自行式承马在主索上的分布状况5. 11 安装牵引绳

16、5 .12 安装起升绳与吊钩将起升绳全部整齐地卷入起升卷筒，绕入时应注意排绳，不得产生反弯。将起升绳从卷筒上引至主车架下部导向滑轮，经主车侧4只承马底层托辊至小车，多放出60M后，将起升绳固定在小车上。开动牵引机构将小车及起升绳牵引至副车端。在副车端地面合适位置（或用临时绳索悬挂在空中）装好并可靠固定吊钩装置。将起升绳绕过小车左侧导向滑轮，向下过吊钩滑轮，再向上穿入小车右侧导向滑轮，经副车端4只承马托辊引向副车，与起升负荷限制装置可靠连接。解除起升钢丝绳与小车以及吊钩本身的临时固定，提起吊钩。小车运行至跨中位置，将吊钩提至上极限位置。此时，起升卷筒上钢丝绳不应超过一层，否则应割除多余钢丝绳，起

17、升绳安装完成。注意事项：1在小车上预留的实际长度与流畅度应根据吊钩在地面的位置和高度进行调整，保证其长度满足吊钩不离地时，起升绳的安装所需长度；2牵引机构牵引小车运行的过程中应与起升卷筒放绳工作协调作业。5.13安装试验和检验缆机安装调试是根据该缆机的功能及性能参数，按照交接试验规程规范，采用现场试验方法对设备、元器件和二次回路进行初步检查，对各单元进行分步调试和试运转，使其达到设计制造和业主要求，为缆机整体投入正式运行创造条件。根据招标文件的要求，承包方将严格按照施工图纸、缆机制造厂的技术说明书和相关标准、规范，配合厂家代表进行缆机设备安装前的检查、部件和各单元的通电调试，缆机在工作区内的无

18、负荷和带负荷下的整体联动以及负荷试验。在设备安装施工完毕、经全面检查验收后方可进行通电试验。通电试验前检查各传动机构、油箱均已加注润滑油脂，轴承间隙满足要求，主、副塔及轨道上杂物已清除；各带电设备、盘柜应挂警示牌，设明显标志，试验过程中设专人监护，测量关键机械、电气部位数据，并做好施工记录。主要试验内容有：10kV高压电力电缆、干式变压器、高低压开关设备等变配电装置试验；测量、自动化元器件、控制电缆、通讯光（电）缆的检查；大车行走、小车牵引、主索提升系统调试；安全保护、PLC监控系统整组调试；全扬程和全工作区的运行工况测试；负荷试验等。1试验前的检查：缆机载荷试验前应进行整车分部检查，检查项目

19、如下：1）对主、副车轨道检查螺栓紧固、缓冲器装置，并对轨道面进行清理；对主、副车机房的清理打扫已完毕；检查各部位结构件、机件紧固螺栓、连接销轴等；检查各传动部分配合间隙，按照厂家图纸和技术要求调整好各部位间隙；检查各索道运载系统连接紧固情况、终点销栓情况，各定、动、转向滑轮转动情况，驱动、制动机械部分运转情况。2）按照图纸规定及规程规范要求，检查电气设备、电线、电缆敷设和接线应符合要求；保护接地或接零良好；电气设备和线路的绝缘电阻值应满足规范要求；测量接地电阻值应符合规范要求。3）检查各保护装置、声光信号装置、闭锁回路、限位装置，经模拟试验动作正确无误。4）按厂家规定，加注各传动减速箱润滑油，

20、并使油位达到要求，对各传动部位加注润滑油脂，其中包括各式滑轮、行走轮、传动轴承等部位。5）检查缆机全工作范围内有无影响主、副车行走、小车运行的障碍物。6）在厂家代表的指导下，进行分部机构的空运转试验，检查各部分机械、电气运转可靠，动作正确；电动机运行平稳，三相电流平衡；齿轮啮合良好，各限位动作可靠，制动装置动作迅速、准确、可靠，闸带、闸瓦与闸轮的间隙应均匀无摩擦；主、副车行走机构运行平稳，电缆卷筒工作正常；供电系统运行良好。2缆机的载荷试验实施缆机的载荷试验分静载荷试验和动载荷试验，静载荷试验的目的是为了检测缆机各部件和金属结构的承载能力，动载荷试验的目的是为了检测缆机机构及其制动器的工作性能

21、。试验项目如下：1）按厂家设计的级别，但最少包括50%、85%、100%静负荷逐级增加，分别做静负荷起吊试验，检查电气装置均应正常，机构部分不得有破裂、永久变形、连接松动或损坏等2）按额定起重量和额定速度进行两次全扬程和全工作区的运行测试（大车行走时起升和牵引机构不动作，但吊钩须在缆机跨中）。按照缆机操作规程进行控制，检查加速度、减速度应符合产品标准和技术文件的规定，测取各电动机的运行电流，缆机各机构应动作灵敏，工作平稳可靠，各限位开关、安全连锁装置应动作可靠，各零部件应无裂纹等损坏情况，各连接处不得松动3）按厂家设计的级别，但最少包括50%、100%、110%额定起重量和100%额定速度对起

22、升和牵引分别进行两次运行测试，每次升降扬程为100m；每次牵引距离不少于往返各500m，其中一端为正常工作区的起始点，大车行走可不进行超载试验，在整个试验过程中，电气装置均应工作正常，并测取各电动机的运行电流，缆机各机构应动作灵敏，工作平稳可靠，各限位开关、安全连锁装置应动作可靠，各零部件应无裂纹等损坏情况，各连接处不得松动4）按125%额定起重量将载荷慢速提离地面100200cm，持续时间不少于10分钟。电气装置应无异常现象，机构部分不得有破裂、永久变形、连接松动或损坏等影响性能和安全的质量问题出现5）负荷试验前应编写出具体的试验方案，报监理工程师批准后实施，负荷试验应在厂家代表的指导下和监

23、理工程师到场时进行，试验区域设警戒标志，非工作人员禁止入内，试验前所有测量设备，检测仪表应准备就绪，试验过程中应统一指挥，分工明确，信号指挥清晰，操作准确，试验过程中如有异常情况应立即报告，中断试验，待处理正常后方可再进行试验。5.14缆机安装依据的标准和规程、规范缆机安装应在厂家代表指导下进行，所依据的标准规范应为合同约定或国家标准、规范：1）GB50278-1998起重设备安装工程施工及验收规范；2）GB50256-1996电气装置安装工程起重机电气装置施工及验收规范；3） GBll345-1989钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级；4）GB8923-1988涂装前钢材表面锈蚀等级和除

24、锈等级；5）GB3323-2005金属熔化焊焊接接头射线照相；6）JGJ82-1991钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程；7）SL105-1995水工金属结构防腐蚀规范；8）DL/T5019-1994水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范；9）GB50150-2006电气装置安装工程电气设备交接试验标准；10）GB50170-2006电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范；11）GB50171-1992电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范；12）GB50168-2006电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范；13）GB50169-2006电气装置安装工程接地装置施工及验收

25、规范。14）GB6067-1985起重机械安全规范15）GB5905-1986起重机试验规范和程序16）厂家所提供的相关资料标准6、材料与设备由于各水电站坝址地形地貌千差万别，两岸缆机安装施工平台的形成是不一样的，应根据安装施工场地和缆机结构吊装最大单元吊重配置满足安全施工的起重设备。尽可能避免采用双机起吊作业。本工法无需特别说明的材料，采用的机具设备如下：序号设备名称设备型号单位数量用途1汽车吊70t台1缆机安装2汽车吊25t台1缆机安装3拖车40t台1构件运输4平板车18t台1构件运输5卷扬机15t台2绳索安装6卷扬机10t台2绳索安装7卷扬机5t台1绳索安装8电焊机WS400台2结构焊接

26、9手拉葫芦5t台2辅助安装10手拉葫芦2t台4辅助安装11水准仪DS3台1平面测量12全站仪TCR402台1绕度测量13力矩扳手1000N*M把3结构安装2000N*M14经检验合格卷尺把2长度丈量7、质量控制7. 1质量要求 工程质量是企业生存发展的重要保障，建立完善的质量保障体系才能保证缆机的安装质量。质量控制从原材料的进场就必须严格把关，采用符合要求的物品材料，确保整体安装质量，材料进厂后汇同监理工程师进行材质鉴定验收。做好施工准备技术工作，认真按合同要求、设计资料和国家、行业规程要求进行施工。质量控制依据：1）工程施工图纸和设计修改通知书；2）工程监理单位通知、要求和有关规定；3）相应

27、的技术标准和规范每道工序施工前，对各道工序的施工人员进行技术交底，详细解释施工方案采用的施工方法、注意事项、设计图纸、技术规程、规范标准等。实行班长质量责任制，加强技术管理工作，严格执行质量三检制度，每道工序完成后先由班长和施工人员自检，自检合格后由该项目专职质检人员进行初检，最后由项目部机电部或质安部进行终检，三检合格后书面报告监理，经监理检查合格后并按相关规定办理工序合格验收单执行下道工序施工。7. 2缆机安装质量控制点及措施序号质量控制点控制内容控制措施质量记录1运行机构安装每对车轮的跨度相对差，车轮垂直、水平方向的倾斜度控制根据设计尺寸，采用经过计量部门校核的钢卷尺和弹簧秤进行测量并调

28、整安装记录、监理验收签证2车架拼装大小车对角线、跨度、车轮的垂直偏差和同位偏差、联接螺栓受力严格按照设计图纸拼装；根据安装措施施工、规程规范要求检查；端梁与主梁联接螺栓从中间开始把合，采用扭力扳手对称逐个拧紧，扭力矩达到设计值。安装记录、监理验收签证3提升机构安装钢丝绳的缠绕、减速器与卷筒齿轮的啮合、制动器的调整根据设计图纸和相应的规范进行控制，根据实际经验进行控制安装调整记录、监理签证4索道系统安装主索测量、住所头浇筑；垂度调整控制主索长度测量，并做好测量标识；按厂家要求进行主索的切割和索头的浇筑；按设计要求进行主索、牵引索垂度调整安装记录、监理验收签证5符合试验制动可靠性、电气设备动作正确

29、性、结构件变形、主索挠度调整符合试验严格按试验大纲和措施以及有关规程规范进行，逐步增加起重负荷；试验由专人负责、专人指挥，并安排专人监测及检查设备运行情况，发现异常，立即报告负责人；司机操作严格按照操作规程进行，严禁误操作试验、监测记录，监理验收签证8、安全措施8.1安全管理体系应根据职业健康安全管理体系规范以及相关法律、法规、标准，并结合工程项目施工的实际情况，建立具体的缆机安装工程施工职业健康安全管理体系。8.2安全管理体系组织机构应根据职业健康安全管理体系要求组建组织机构。应涵盖项目部经理职能部门负责人施工队队长到班组长各级行政正职的具体责任和管理任务。8.3缆机安装安全措施一般要求8.

30、4起重作业安全措施8.5防止高空坠落安全措施8.6施工用电安全措施8.7应急预案8.8突发事件的应急处理8.9安全施工的检查9、环保措施9.1认真做好施工区和生活营地的环境保护工作，防止工程施工造成施工区附近地区的环境污染和破坏。9.2安全质量环保部全面负责施工区及生活区的环境监测和保护工作，接受监理工程师的指导。9.3机械设备使用过程中，加强维修和保养，防止汽油、柴油、机油的泄露，保证进气、排气系统畅通。9.4运输车辆及施工机械，使用0#柴油和无铅汽油等优质燃料，减少有毒、有害气体的排放量。9.5不在施工区内焚烧会产生有毒或恶臭气体的物质。因工作需要时，报请当地环境行政主管部门同意，采取防治措施，在监理工程师监督下实施。9.6加强交通噪声的控制和管理。合理安排运输时间，避免车辆噪声污染对敏感区影响。9.7施工机械、车辆定时集中清洗。清洗水经集水池沉淀处理后再向外排放。9.8进入生活营地和其它非施工作业区的车辆，不使用高音和怪