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格里桥水电站引水系统土建工程

中国水利水电第九工程局格里桥水电站项目部

引水隧洞压力钢管段位于引水隧洞下平段，分为一条主管和两条（1#、2#）支管，为圆形断面。主管段：Y0+421.208～Y0+580.926长度为L＝159.867m，开挖直径8.5m，岔管段长度为L=12.621m，为渐变断面。支管段开挖直径5.9m，钢管外壁设有加劲环，管壁采用16MnR材质，钢管分为两块瓦片组焊而成。钢筋运输、吊装的最大单元尺寸为2.0m×ф7.356（管节最大长度×最大外径），最大运输单元重量为10.2T（含加劲环、不包括吊耳、内支撑等重量）普通管节内径为ф6.9m。根据现场实际情况，主管段压力钢筋运输安装采用斜井段运输方案。

本工程主管段压力钢管运输有８#（5m×6m）和3#（8m×7m）施工支洞，由于8＃施工支洞宽高不能满足压力钢管运输要求(压力钢管宽7.356m)XX大学新校一期工程施工组织设计.doc，因此采取在斜井段开挖、扩挖完成后，压力钢管主管：2＃交通洞3＃施工支洞上弯段斜井段下弯段渐变段压力钢管主管段，然后从岔管反向依次进行主管段压力钢管的安装方法。难点、重点的斜井段运输方案：压力钢管立式运输通过汽车运至上平段吊装架利用吊装架将钢管卸至运钢管小车上通过卷扬机（5T）将小车及钢管配动滑轮沿斜井缓缓放下，当运钢管小车到达渐变段利用吊装架钢管翻身成卧式通过卷扬机（5T）将钢管运输至安装位置。（详见斜井段钢管运输示意图）

（1）斜井段压力钢管运输是主管段压力钢管安装的唯一途径和方法。由于斜井段地质条件差，围岩破碎，属于Ⅴ类围岩。采用打插筋与钢板焊连来铺设轨道。岩层是否稳固能承受轨道运输力。

（2）斜井段倾斜角度为50°，采用打插筋与钢板焊连来铺设轨道运输耗料多，经济投入大、施工难度大、运输难度大。

（1）为了满足斜井段压力钢筋运输要求，确保施工质量和施工进度。上平（0+315.98~0+332.972）底拱120°进行扩挖成方形。渐变段（0+405~0+421.059）底拱120°进行扩挖成方形以满足压力钢管吊装架安装，焊接作业及卷扬机设备布置作业空间。（详见上平段、渐变段扩挖图）

（2）斜井段开挖完成后，进行基底清基，清基完成后，上平段、渐变段底拱120°扩挖段、斜井段及主管段底拱120°浇筑20cm厚的C20混凝土垫层。确保施工质量和施工进度。

（3）铺轨之前，斜井段基底打插筋（ф25）L=2.0m，间距1.5m，排距1m，处露0.1m，与钢板焊接以便铺轨。

斜井段50°钢管运输，采用两台5t卷扬机分别配4组滑轮分别勾住钢管的焊接中心与运输板车的中心两根安全绳，进行放绳后拉运输，轨道受卷扬机及滑轮的控制慢慢的滑行至下弯段位置。

（1）斜井段压力钢管（2m一节）受力计算：

①斜井段压力钢管运输力G总：

G总=（F管钢+F轮子+F工字钢）＝11.1（T）

G总×9.8×1000/1000=108.78（KN）≈109（KN）

根据总运输拉力109（KN）需配6×37+1类型的钢丝绳（用于滑车组中，绳子承受弯曲时采用，作为穿绕滑车组起重绳等）。钢丝绳安全系数K值5，在最大允许拉力（109KN）的情况下，需配置的钢丝绳直径不得小于36.5mm（37mm）。

钢丝绳直径不得小于37mm，必须配置卷扬机额定拉力不得小于50KN（5T）的卷扬机作为运输设备（5T卷扬机技术参数表如下）

为实现钢丝绳改、导向，在转向上弯段位置设2组滑轮。滑轮安设位置相应埋设地锚装置。滑轮装置按卷扬机容量及导（转向）角度选择。对导（转向）滑轮，采用吊钩型系列8T钢滑车。

钢管洞内运输，在钢管支承架下设槽钢或角钢拖曳方式，但因其与轨道为滑动摩擦，需配备的卷扬设备过大。为避免钢管与轨道直接接触，减少运输摩阻力，钢管采用运输台车装置运输，台车与轨道间为滚动摩擦。

运输台车由四个滚动车轮组、台车架和钢管支承座组成。车轮组轴承采用自润滑轴套，台车架按刚度控制（因洞内运输条件较为恶劣，其最大挠度按不大于1/2000控制）　，钢管支承座采用与钢管弧度一致的弧形支承结构，其布置位置根据捆扎要求确定（一般位置与车轮对应）。

压力钢管洞内转运轨道采用钢轨（18号轨道钢），其铺设范围为：上平段Y0+322.172斜井段、下弯段、渐变段至主管段终，全长约289.1m。轨道支承采用埋设锚杆后焊14＃钢支撑焊接轨道支承板的支承方式。

轨道安装根据洞室中心线进行布置，以避免钢管运输时出现卡住现象；同时严格按照工艺要求对轨道进行铺设。安装时轨道高度保证运输时钢管中心略低于理论钢管中心线，以便于钢管脱离运输台车。洞内轨道布置平缓，特别是钢管水平弯段及下弯段位置，为避免运输管节与弧度线干涉，此段轨道卷制成避免运输管节与洞室底板发生干涉的过渡圆弧。为了减少钢丝绳摩擦，特在上弯段转弯处设一块活动钢板。

钢管段轨道安装时应满足如下要求：

1）预埋锚杆埋入深度：不小于300mm；

2）轨道安装高度偏差不大于15mm；

3）轨道安装轴线偏差不大于10mm；

卷扬机布置在换绳方便，操作可靠，并有利于加快钢管运输进度。根据引水洞布置及钢管安装位置：斜井段钢管运输时在上弯段前不小于15M范围（以便于钢丝绳排绳）用以安置斜井段钢管拉放用的卷扬机。同时在钢管上弯段相应位置埋设40T主地锚环，用于卷绕系统定滑轮组的锚固。在钢管上弯段相应位置底部中间位置设托辊，用于上弯段钢管运输的绳索改向。卷扬机适用位置见下表：

引水洞配备卷扬机参数表

卷扬机5T容绳量250m

卷扬机5T容绳量500m

卷扬机5T容绳量200m

引水洞在钢管水平弯段分别设8T地锚环3组，用于安设转向滑轮实现钢管水平运输钢丝绳改向。在上弯段扩挖位置对应钢管吊装位置分别埋设两组20T定滑轮主地锚环，用于斜井段运输时滑轮锚固。

地锚的受力计算，根据钢丝绳的受力大小、受力方向、锚梁的强度和岩石容许耐压力等确定。

地锚拉绳与地面的水平夹角不得大于30°，以免地锚承受过大的竖向拉力。

地锚露出岩石面高度不大于300mm。地锚固定后，将地锚与岩石结合面用混凝土填满。

为更直观地检测洞室开挖情况，检查运输路线钢管运输与供电、供气线路或各种埋设件之间是否发生干涉，以便钢管顺利运输。在完成各项准备工作正式运输前，应制造　钢管模型在洞室内进行全行程试运行。钢管模型外形尺寸以最大运输单元为准，并完全按照钢管运输情况进行洞内运输。

（1）运输前，检查各线路埋设件紧固情况、卷扬机操作试车情况、电源线等洞内设施布置与管节运输有无干涉。完成以上工作后，按照运输路线进行试车检查，确认无误后开始运输。检查卷扬机工作情况、地锚有无松动、滑轮装置运转是否灵活有无卡住现象、钢丝绳磨损情况、电气元件有无漏电现象，对各润滑部位进行润滑，确保运输设施的完好性与可靠性。

（2）卷扬机操作由专人负责，整个运输过程由专人负责施号，运输、操作采用对讲机联络，并在施工前对各有关人员统一号令方式，在转弯改向、改换滑轮、改换卷扬机、位置均设人看守，确保运输过程联络畅通及运输安全。避免运输时发生事故。斜井段管节运输时，卷扬机拖住运输台车后部，决不允许往回拖管节。

（3）斜井段管节运输时，将台车支撑座与加强环相抵，以防钢管运输时发生晃动。同时在管节运输时焊接吊耳，通过吊耳将专用20t卸扣与20t动滑轮组相连。

卷扬机采用同一厂家生产的同一型号的产品、卷扬机电气部分采用相同控制方式并互锁；钢丝绳缠绕系统采用中间平衡滑轮调节两边钢丝绳长度及拉力差异；卷扬机共用一根钢丝绳不断开。

①作业前先空载进行5min的试运转，检查钢丝绳、离合器、制动器、传动滑轮及电控装置工作的可靠性，确认无误后方可作业。

②卷扬机在额定起重量，不准超过外层钢丝绳（卷筒上的外层钢丝绳）所允许承受的最大静拉力，因为此层钢丝绳的绳速最大，即不准超负荷使用。

③卷扬机在作业时，钢丝绳不准拖地运行，钢丝绳经过过道时，应加保护装置，不准人踩、车压、严禁人员跨越正在运行的受力钢丝绳，或在卷扬机前穿行，更不准用卷扬机运送施工人员。

④卷扬机在作业中若发现机械失常、音响不正常、制动机构不灵、轴承温度有剧烈上升等现象时，应立即停机检修，排除故障后，方可继续使用。

⑤卷筒上钢丝绳应保持顺序排列，不准出现乱层和超过卷筒侧边缠绕的现象，以防跳绳而损坏联轴节、拉断钢丝绳或挤出卷筒等事故。钢丝绳的绳芯应贮有润滑油某双塔单跨钢箱梁悬索桥基础施工组织设计.doc，表面润滑好。

⑥操作人员在作业中，要精神集中、严格执行操作规程，在紧急中、危险的情况下，对任何人发出的危险信号包括呼叫声等均应听从，立即停车，弄清情况后，方可继续作业。

①检查滑车轮轴，钩环、支架、轮槽等有无损伤情况，转动部分是否灵活可靠，

②滑车的大小和起重量，能否适应吊重安全，滑车的滑轮直径不能小于钢丝绳直径的16倍，并检查丝绳与轮槽是否适应。

　　　滑轮凹槽与钢丝绳容许间隙表

洞内电源沿洞室壁左岸侧布置某格栅井SMW工法基坑围护施工方案-secret，其设置遵循安全、可靠、经济、循环利用的原则，洞内电源线要求绝缘可靠，电源线距地面高度不低于2.5m。

测量基准点包括钢管水平轴线高程、里程、洞室轴线等标识。测量基准点的设置应准确、清晰，便于识别，样点应放置在固定位置并用醒目的颜色标出。