洞室内桥式起重机安装技术

洞室内桥式起重机安装技术

彭贵才

中国水利水电第六工程局有限公司，四川 成都 610094

摘 要：结合厄瓜多尔CCS项目施工现场情况，介绍了一种在洞室内场地狭窄，吊装200t桥式起重机的安装技术。同时，在桥式起重机安装过程中，也存在诸多安全隐患，增加安装难度，根据施工特点制定了洞室内桥式起重机安装技术措施，在实施过程中取得了良好的效果。

关键词：洞室内；200吨桥式起重机；安装技术

1 工程概述

厄瓜多尔CCS项目输水隧洞全长24.83km，设计引水流量222m³/s,纵坡为0.173%，为无压明流洞，采用2台双护盾TBM开挖，我们主要负责TBM2施工段，总长为13.8km。隧洞贯通后，TBM2设备只能在2B支洞内就地拆除，拆除作业最重单件为主轴承部件约173T，依据2B支洞拆机硐室实际情况，为确保拆除工作的顺利进行，拟在洞室内布置一台200t桥式起重机。

200T桥式起重机由大车行走机构、主梁、端梁、小车及供电系统等组成。200T桥式起重机主要参数如表1：

表1 200T桥式起重机主要参数表

2 工程特点

（1）由于施工工期紧和节约成本，2B支洞拆机室洞壁扩挖尺寸有限，200T桥机外形尺寸大，单件相对较重，给实际吊装带来一定的困难。

（2）洞室内无法使用大型吊车吊装，需在拆机洞室布置卷扬机系统，利用该系统进行桥机吊装工作。

3 桥式起重机安装技术

3.1天锚、导向地锚系统布置

为了200t桥式机起重机吊装，在2B支洞拆机硐室布置一组40t天锚，二组10t天锚，一组15t导向地锚，二组10t导向地锚,具体布置详见图1。

图1 拆机洞室天锚地锚平面布置示意图

3.2桥式起重机吊装技术

吊装程序：所有准备工作就绪，按确定好的主梁、小车次序进行吊装作业，吊装顺序如下：

检查桥机轨道跨距→大车行走机构→主梁→端梁→小车→其它附件吊装。

桥机吊装总体思路：桥机相对较轻件如大车行走机构和端梁采用50t汽吊车吊装，端梁调整就位采用事先准备的天锚，挂10t手拉葫芦进行调整。主梁和小车由于起吊高度较高，单件较重，采用40t主滑车组系统吊装。

3.2.1吊装前期工作

桥机吊装区域的选定：由于在洞内施工，为便于汽车吊车操作，施工场地应相对较平，吊装区域保证足够的照明。

3.2.2主滑车系统的参数及选型

（1）滑车组选择：200t桥机最重件主梁为37t，为了使主梁在吊装就位时转向灵活，选用一台40t滑车组，由一台带旋转吊钩的4轮滑车组作为动滑车，一台4轮吊环滑车组作定滑轮。

单门导向滑车选择：天锚附近由于夹角小选用二组15t单门吊钩滑车，另二组选用10t单门吊钩滑车作为导向滑车。

（2）卷扬机及牵引钢丝绳选择：

卷扬机选择：按4门滑车组9根钢丝绳吊装计算卷扬机牵引力P：起吊重物按最重件主梁37t计算，由牵引力计算公式得P＝K₀×Q=0.151×37=5.59t。根据计算出的牵引力5.59t，选择8t卷扬机满足吊装需要。

牵引钢丝绳选择：按吊装最重件37t时卷扬机牵引绳拉力5.59t计算钢丝绳破断拉力（取K＝6）：采用直径26.0mm的钢丝绳，其规格为6×37＋1，公称抗拉强度1700MPa，其容许拉力可算得：T＝ ，约5.829t。容许拉力5.829t大于牵引绳拉力5.59t满足要求。

（3）导向滑轮受力计算及要求

单根钢丝绳的受力最大为5.67t，在布置导向滑轮时考虑两根钢丝绳之间的最小夹角为53°，其它两组导向滑轮两根钢丝绳之间的夹角不应小于100°。按两根钢丝绳的夹角53°和100°进行验算，则导向滑轮受力分析分别为P=10.87t和P=7.29t，参见导向滑轮受力分析示意图：

图2 导向滑轮受力分析示意图

故靠近天锚的二组选用15t导向滑轮，其它两组选用10t导向滑轮可满足吊装要求。

3.2.3桥机吊装方案

事先在安装好的轨道上平面将大车行走机构尺寸放样，同时将增加的一块连接板与大车行机构上端板用螺栓连接好，并且紧固牢固，再使用50T汽车吊起吊就位，根据放样尺寸进行调整，调整好后对大车行走机构临时加固。

加固工序完成后，主梁总重为37t，利用卷扬机系统吊装。在吊装主梁时，先在主梁两端头系好麻绳，以便在起吊过程中控制转向及稳定主梁，当主梁起吊至大车行走机构上表面时，停止起升。再慢慢将主梁旋转，使它垂直于洞轴线，缓缓放在大车行走机构上进行微调，连接板之间螺栓孔对正后依次安装螺栓螺母。最后主梁和大车行走机构之间进行临时加固，加固完成后可以松吊钩，同时将大车行走机构临时加固件割除。利用手拉葫芦将已组装好的主梁及大车行走机构慢慢平移距天锚吊点中心至少8m，以防止在吊装过程中对设备造成二次损坏，距离应大于主梁起吊时的旋转半径8m（详见图3）。

图3 桥机吊装顺序示意图

另一边主梁及大车行走机构吊装与以上方法相同。

主梁及大车行走机构吊装完后，用50t汽车吊装端梁，单个端梁重4.402t，依次将两端梁起吊至轨道上平面上，然后将另一边的主梁和大车行走机构慢慢移到天锚附近进行组装。端梁调整采用事先布置好的天锚，挂好10t手拉葫芦将端梁升到安装高度，再用手拉葫芦及千斤顶慢慢微调。端梁及主梁连接板之间所有螺栓孔对正后连接螺栓螺母，螺栓连接完成后将主梁及大车行走机构之间的加固件割除，使用扳手在主梁两端对称紧固主梁和大车行走机构连接板之间的螺栓，同样的方法最后进行端梁连接螺栓的紧固工作。

100t小车吊装：先将100t吊钩及钢丝绳拆除，再在小车架上平面焊接四个吊耳。采用千斤顶及手拉葫芦将桥机架慢慢移动到天锚中心，利用桥机架两主梁之间的空隙使用卷扬机系统将小车起吊至主梁上小车轨道上平面，再将小车旋转90度缓缓放在主梁上松钩，取出起吊钢丝绳，最后进行100t吊钩及钢丝绳的安装。

其它附属设备安装：电气设备安装根据现场实际情况，严格按照相关规范进行电缆敷设，保证用电安全。

4 桥机安装安全措施

（1） 在接收工作面时，应认真检查隧洞内是否存在危岩及塌方危险地段。若发现危岩、塌方危险地段，及时进行支撑或用其它方法处理达到安全施工条件后，才能进入洞内施工。

（2）所有施工人员必须是经过安全训练和教育的熟练技术工人且身体健康，能适应洞内的施工作业。进洞施工必须佩戴安全防护用品。

（3）所有施工设备，工器具都必须经过严格的安全检查，排除安全隐患后方可使用，并严格按照《安全技术规范》进行操作使用、维护。

（4）拆机硐室内卷扬机系统天、地锚和吊耳等，必须进行桥机最重部件试吊确认安全后，方准许正式使用。

（5）所有起重部分的设备、索具、工器具等的使用都必须遵守下列条令：

①钢丝绳必须按照水利水电工程《安全技术规程》起重部分规定的安全系数使用，且按规定对钢丝绳进行报废换新处理。

②所有起重及导向锚栓都必须按照计划制造、埋设、滑车绝不允许随意挂在未经计算的结构物上。

③卷扬机必须固定牢固，必须设有可靠的刹车装置，刹车装置失灵或不灵敏，未修复前不得使用。滑轮、卡扣应符合安全要求，不得超负荷使用。

（6）洞内起重运输工作，应有足够的照明设施和明确的信号，设备运输时应有较好的通风设备和联络手段。

（7）洞内动力线路、照明线路必须排列有序，有可靠的绝缘。导线不允许超容量使用，电工作业时需有人监护，带电作业必须有特定的安全措施。

（8）电焊机、卷扬机等设备必须可靠接地。

5 结语

在洞室内进行桥机大件安装时，往往受施工现场条件限制，如：场地狭窄，洞壁顶拱高度不足，大型起重设备无法进场等因素制约。大型桥式起重机运用天锚系统吊装，安全，高效，快捷，大大节约工程成本，使得CCS项目拆机洞室内200t桥机提前安装完成。为TBM拆机工作奠定了基础，重要的是为工程直线工期赢得了更多的时间，值得类似工程中推广与运用。

参考文献：

[1] GB50278-2010.起重设备安装工程施工及验收规范[S].

[2] SL398-2007.水利水电工程施工通用安全技术规程[S].

作者简介：

彭贵才（1981-），黑龙江讷河人，工程师，从事建设工程施工技术与管理工作。