斜坡道取水泵站检修辅助设施

斜坡道取水泵站检修辅助设施

范智韦家力郑辰晖韩勇

（三峡基地发展有限公司白鹤滩分公司湖北宜昌443000）

摘要：本文介绍了金沙江流域水电站供水系统中海子沟水厂江边取水一级取水泵站检修辅助设施设计并投入运行的情况。针对检修过程中水泵机组转运效率低、成本投入高、坡面检修安全可靠性低、应急响应慢等困难，在泵站增加门式起重机、平板轨道车、卷扬机、定柱旋臂式起重机、检修平台等设备设施，对岸坡式取水泵站设备配套检修辅助设施设计进行了探索实践，工程投产后运行效果良好，对同行业采取同样取水方式的取水泵站具有一定推广价值，经济效益突出，应用价值十分明显。

关键词：斜坡道；取水泵站；起重机；卷扬机；平板轨道车；检修平台

Abstract:ThispaperintroducesthedesignandoperationofthemaintenanceauxiliaryfacilitiesofHaizigouwatersupplysystemofBaihetanhydropowerstation.Intheviewofthedifficultofthelowtransferefficiencyofpumpunit,thehighlaborcosts,thelowsafetyandreliabilityofmaintenanceonthesurfaceslopeandtheslowemergencyresponse,addsomefacilitiesatpumpstation,suchasgantrycrane,flatrailcar,hoist,slewingcraneandmaintenanceplatform,itisbeenexploredforthedesignofauxiliaryfacilitiesformaintenanceoftheslopewaterpumpstation,therunningeffectoftheprojectisgood,withrespecttothemannerofthesameindustrytodothesameforwaterhascertainpromotionvalue,remarkableeconomicbenefitsandapplicationvalue.

Keywords:slope;pumpstation;crane;hoist;flatrailcar;maintenanceplatform

1概述

1.1工程概况

白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县境内，是金沙江下游干流河段梯级开发的第二个梯级电站，具有以发电为主，兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。海子沟供水系统是本水电站施工期间的主供水系统，承担着坝区左右岸80%施工及生活用水供给，海子沟水厂江边取水一级泵站是其主要原水来源之一，该泵站设计取水规模为9.5万m3/d，为斜坡移动式取水泵站。以岸坡固定钢管为轨道斜置安装井用潜水泵取水，用卷扬机牵引上下以适应水位变化，轨道倾角22度[1-3]。泵头和电机一旦出现故障，需解体检查维护时，必须先拆除全部扬水管，将导流罩总成（泵头、潜水电机和导流罩的组装总成件的简称）拉至滑道顶部，再通过汽车吊吊装至泵站场坪检修，泵机组转运效率低、成本投入高、坡面作业安全可靠性低、应急响应慢。为了满足施工区日益增长的施工生活供水需求，提高供水系统可靠性，结合泵站实际条件和金沙江水文特征，新增一套检修辅助设施，从根本上解决检修困难、安全可靠性低等问题。

图1取水一级泵站剖面图

图2机组检修前先拆除扬水管

1.2弊端分析

根据海子沟水厂江边取水一级泵站投运后的运行情况及检修经验，经过研讨分析存在以下弊端：

1）水泵机组检修时需要将全部扬水管（DN300，3m/根，20根/台，法兰连接）拆除，水泵需要通过坡道顶部卷扬机房内的固定卷扬式启闭机从滑道底部拉至顶部（滑道全长超过100m），仅能通过人工拆卸、安装，人工成本费用高、耗时长，效率低下，存在安全风险；

2）泵站滑道底部无检修平台，只能将导流罩总成拖至泵站场坪检修，而现有卷扬机速率较低，转运耗时较长；由于滑槽采用螺旋焊缝钢管焊接而成，水泵下放有偏滑、卡住等现象，需要人力辅助，时效性低；

图3人工协助导流罩总成下放

3）泵站现有单臂起重机臂长有限受安装位置所限无法投入使用，水泵每次检修必须提前预约吊车配合，且上游侧1-4#滑道距离泵站场坪较远，超出起吊臂长范围，遇突发事故无法及时响应，影响后期泵站运行维护，无法保障工区可靠供水，泵站运行可靠性低。

图4汽车吊配合导流罩总成吊装

4）滑道坡面有积水、青苔，工人进行扬水管拆卸易跌倒摔伤，安全可靠性低。

1.3施预期目的及其意义

针对上述情况，对如何降低检修维护人工成本费用和安全风险程度，提高检修效率和应急管理水平，设计出一套适用于斜坡式取水泵站的检修维护配套设备设施，对提高取水泵站安全运行的可靠性，降低事故发生率，有着重要意义。在同行业采用相同取水方式泵站的设计规划具有一定推广应用价值。在提高劳动生产率的同时，真正体现以人为本，降低工人劳动强度和安全风险，改善劳动条件。

2.检修辅助设施的设计

2.1设计思路

根据泵站目前运行的弊端，设计思路如下:

1）通过安装具有较高效率的起重设备，使导流罩总成在7条滑道间能够横向移动及滑道至泵站厂区检修平台间的转移，每次设备转运无需拆除或者仅需少量拆除扬水管，且在无吊车配合的情况下，通过2-3人即可完成7条滑道的任一机组的拆装、转运工作，既降低了人工在坡面长时作业发生意外事故的概率，又降低了人工资源投入和劳动强度，极大程度地缩短了转运设备的时间，同时又能避免机组在下放过程中发生偏移，对突发事故的应急处置有可靠保障；

2）在滑道底部设置检修平台（设置位置需考虑历史水位），便于日常维护保养。

2.2设计方案

为了以上思路得以实现，经过现场查勘，决定在泵站设置电动葫芦门式起重机（简称门式起重机，见图5）、斜坡道转运平车（由卷扬机牵引，见图6）、定柱式悬臂起重机（简称悬臂吊，见图7）三种起重设备[4]，具体如下：

1）滑道横向转运（门式起重机）：首先，为了避免因江面水位上涨造成起重设备被淹没，参考金沙江近年水位，在泵站8条斜坡面行走台阶高程为EL.615.38m和EL.617.83m两个台阶平台间各铺设一条钢制轨道；然后，由于两条轨道水平高度存在差异，因此专门联系起重设备厂家进行现场踏勘测量，定制不等高门腿的门式起重机，实现了导流罩总成可以在泵站整个滑道坡面七条滑道范围内横向移动，实现横向转运；

2）斜坡纵向转运（斜坡道转运平车）：在泵站岸坡下游末端斜坡面上安装两条钢轨道，在斜坡面顶端安装卷扬机，通过卷扬机牵引轨道式平车，使得设备物资能够在斜坡面轨道上往复转运。但是原有坡面凹凸不平，对轨道安装造成困难。为了确保轨道平车平稳运行，经过现场测量，决定重新浇筑垫层找平，使坡面保持22°，确保平车安全稳定运行，从而实现纵向转运。

3）定柱式悬臂梁起重机的垂直和圆周方向转运（定柱式悬臂梁起重机）：在卷扬机旁检修平台安装定柱式悬臂梁起重机，斜坡道转运平车将重物纵向转运至斜坡顶端时，悬臂梁起重机将平车上的重物从斜坡面吊装至泵站检修平台，实现泵站检修平台与整个滑坡道之间的机械转运；

4）在泵站斜坡上游侧斜坡面的两条门式起重机轨道之间安装钢制检修平台（见图5），水泵机组的日常维护保养在检修平台即可完成，无需长距离转运，大大压缩了检修时间，提高了检修效率。

图5门式起重机及钢制检修平台

图6斜坡道转运平车

图7定柱式悬臂梁起重机

图8斜坡式取水泵站全景图

项目实施完成后，泵站的维护检修工作可以实现两种运行模式，流程如下（由水泵位置及转运方式表示）：

机组大修：

日常维护：

2.3设计难点

1.在方案设计现场查勘的过程中发现，常规的门式起重机为门腿等高，现场安装则必须在坡面下侧台阶平台上需修筑约2.5m高的轨道

基础，而台阶宽度太窄，设置门洞也不太现实，不满足现场施工和后期人员巡查的条件。因此，根据现场专门定制了具有高低差支腿的门式起重机。

2.由于门式起重机的横向轨道与轨道式平板车的纵向轨道存在交叉部分，且轨道式平板车前端水平高度大于门式起重机轨道的安装高度，行程无法到达吊装位置（门式起重机轨道之间）。于是，提出了铰链式轨道的解决方法，将门式起重机坡面上侧轨道打开一个略大于轨道式平车宽度的缺口，通过铰链旋转轨道，并在轨道闭合部分设计斜面切口，避免轨道下溜，消除安全隐患，保障了设备横向与纵向转运切换的可靠性。

3结论

通过电动葫芦门式起重机、固定式卷扬机、轨道式平车、定柱式悬臂起重机、检修平台等设备设施的制作、安装，基本解决了海子沟江边取水一级泵站设备转运困难，人工投入大，维护周期长的问题，对提高取水泵站安全运行的可靠性，降低事故发生率，有着重要意义。在同行业采用相同取水方式泵站的设计规划具有一定推广应用价值。在提高劳动生产率的同时，改善劳动条件，降低检修成本以及工人劳动强度和安全风险，真正体现以人为本。

参考文献：

[1]《取水工程》2002年01月第一版，中国水利水电出版社

[2]《给排水设计手册》第三册2004年4月第二版，上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司主编，中国建筑工业出版社

[3]《给水工程》1995年6月（第三版），严煦世、范瑾初主编，中国建筑工业出版社

[4]《起重设备安装工程施工及验收规范'实施指南》，规范编制组，中国建筑工业出版社，2011

作者简介：

范智(1972-)男，汉族，二级技师，主要从事供水机电设备及管网运行维护管理工作等。