锦屏二级水电站竖井段压力钢管安装方法
李 东
（葛洲坝集团第二工程有限公司 四川成都 610091）
摘 要：本文重点介绍了锦屏二级水电站竖井段压力钢管的安装方法，详细阐述了钢管的
起吊技术方案和主要设备的选择，并对相关问题进行了分析研究，以期为工程实践中的类似问题提供借鉴。
关键词：锦屏二级 竖井段压力钢管 施工方法
1.工程概况
锦屏二级水电站是雅砻江上正在兴建的一座超大型引水式地下电站。电站最大设计水头321m，额定水头288m，共装机8台600MW的混流式水轮发电机组。
电站共设8条高压管道。立面布置上、下平洞及上、下弯段，中间通过竖井连接；单条高压管道设计长度为540.00～584.00m，安装中心高程差250m，钢管内径D为6.05～6.50m，制安总量约2.5万吨，钢管设计DH值1872m，最大DH值达2086.5m，其单项工程量和PT值均为目前国内最大。
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2.竖井段压力钢管安装特性
锦屏二级水电站竖井段高度为189m,其压力钢管采用16MnR钢材制造，内径6.50m,管壁厚度22～32mm，单节管节长度3.0m；钢管外部设有三道加劲环，宽度0.2m,厚度同钢管，间距为1 m，钢管不设内部支撑，单条竖井管节数量为63节，安装总量约为930t。
单条竖井段压力钢管管节吊装单元尺寸、数量及重量如下表： 序号 1 2 3 4 板厚（㎜） 32 28 24 22 单元尺寸 Ф7.0m×3.0m Ф7.0m×3.0m Ф7.0m×3.0m Ф7.0m×3.0m 管节数量 8 7 44 4 单节管节重量（t） 18.26 16.32 13.98 12.82 3.工艺原理
竖井钢管采用布置在竖井顶部的移动式起重机辅以施工作业平台、简易电梯、布置在下弯段的爬梯及平台等自下往上依次进行安装。
4.工艺流程及操作要点
4.1 竖井压力钢管安装工艺流程
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4.1.1 竖井压力钢管安装前准备
（1）检查钢管运输道路（含隧洞、施工支洞等）情况，应满足钢管运输要求。 （2）完成施工电源、工具房布置。
（3）完成竖井钢管吊装起重机的安装调试及荷载试验。
（4）完成起吊平衡梁、竖井作业平台、简易电梯等辅助工装的制作安装。 （5）完成各部位卷扬机、导向滑轮及固定锚杆等的安装。 （6）完成施工照明、施工通讯的布置。
（7）钢管轴线位置已与隧洞设计中心校核无误，测量控制点已按要求布置完成。 4.1.2 竖井钢管安装工艺流程详见《图4.1.2竖井钢管安装工艺流程图》。
外包混凝土回填施工 油漆破损处补涂装 终检验收 此顺序重复进行 按其他单元装车、运至安装现场 首装单元卸车、洞内运输 安装前准备 固定外支撑的锚杆安装 测量控制点设置 首装节装车、运至安装现场 调整、加固与验收 洞内卸车、运输 调整、加固 环缝组装 检查验收 根据需要预热 产品试板 返修 环缝焊接 焊缝质量检查（含NDT） NYO ES 安装焊缝防腐处理 分段中间验收 图4.1.2 竖井钢管安装工艺流程图
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4.2 起重设备的选型及辅助工装的制备
竖井压力钢管起重设备布置情况详见《图4.2 竖井压力钢管起重设备布置示意图》。 4.2.1竖井钢管吊装起重机 4.2.1.1起重机结构型式及布置位置
起重机结构型式为双吊点单向移动式起重机+平衡梁，布置在竖井顶部。
图4.2 竖井压力钢管起重设备布置示意图
4.2.1.2起重机的工作方式
（1）起重机采用单节管节吊装方式，起重量应考虑平衡梁及作业平台重量； （2）起重机起重运行工况：负载下降、空载上升；
（3）起重机为两种工作方式：双机电气联动（同步）工作方式和单机分别（调整）工作方式。出于安全因素考虑，起重机上应加装荷载仪和双钩纠偏同步装置。 4.2.1.3起重机起重参数选择
（1）起重荷载分析
综合考虑动荷载、不均衡荷载及其他荷载，起重机的最大的起重荷载为28吨。 （2）额定起重量的选定
依据安全、经济、实用性原则，综合考虑目前国内类似起重设备的设计制造能力、设备采购周期及使用成本等因素，选定起重机额定起重量为2×16t。
（3）起升高度的选定
上下平洞管节安装中心高度差为250m，考虑桥机安装高度及管节卸车高度需要，选定桥机起升高度为280m。
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（4）行走、起升速度的选定
综合考虑起重机行走、起升速度的安全性、平稳性和管节吊装工效等因素，起重机行走速度可按10～15m/min选取，起重机下降（或上升）速度可按8～10m/min选取。
（5）整机工作级别的选择
按单条竖井吊装管节工作次数、单台起重机使用年限等因素，选定起重机整机的工作级别为A4。
4.2.2 起重机平衡梁
在起重机滑轮组下布置平衡梁是为了防止起重机滑轮组在升降过程中因滑轮组旋转发生钢丝绳缠绕造成死钩，同时解决因双吊点起降不同步产生的不均衡问题。平衡梁结构详见《图4.2.2平衡梁结构示意图》。
图4.2.2 平衡梁结构示意图
4.2.3竖井作业平台
竖井作业平台利用型材和钢板焊接而成，共分三层，每层高度根据钢管高度确定为3m。其中上层平台为钢管管节调整、组拼、焊接平台；中层平台主要用于存放焊接设备和各种临时材料；下层平台为焊缝打磨、防腐施工平台，同时用于简易升降电梯的临时存放。竖井作业平台结构型式详见《图4.2.3 竖井压力钢管安装作业平台结构型式示意图》。
在作业平台上、下层各安装4个导向滑轮，导向滑轮在作业平台的吊装过程中起导向和稳定作用。在中层平台底部布置两组共4个定滑轮用于作业平台与简易升降电梯的连接，定滑轮间距＞1/2吊笼最大外型尺寸。
在上层平台四角焊接8个吊耳，并安装8根钢丝绳，其中4根钢丝绳通过吊耳及挂钩将作业平台悬挂于已装钢管管壁上口，另外4根钢丝绳作为起吊平台的备用钢丝绳。
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