本課題將從軌道安裝、埋件地錨安裝、索道系統安裝、主塔機構安裝、副塔機構安裝、平衡車機構安裝等方面闡述高、低塔架纜機的安裝過程，囊括了高塔架、低塔架纜機基礎和主體安裝，總結出一套針對纜機安裝切實可行、經濟科學的方法。

白鶴灘水電站纜機群安裝施工標準化工藝概述

中國三峽建設管理有限公司白鶴灘工程建設部 羅榮海 王德金 王勵

吉沙習夫馮博 莫讓華 楊雷 焦翔 劉凡武 李林 周其榮

1研究的意義

纜索起重機是當前各峽谷式水電站大壩混凝土澆筑和金屬結構安裝吊運的主要手段，有著其它起重設備無法替代的優勢。

白鶴灘水電站輩憊施工共設置纜機7臺，是世界上最大的纜機群，主要用于大壩混凝土澆筑與金屬結構安裝等施工項目的吊裝運輸。采用高低雙層平移式布置，其中高平臺布置纜機3臺(1#~ 3#纜機)，低平臺布置纜機4臺(4#~7#纜機)。白鶴灘水電站高平臺30t平移式纜索起重機因其塔身高、跨度大，施工覆蓋范圍廣，高塔身纜機安裝工作量大、設備多，難度高，安全風險大。參建各方根據現場地形條件和可利用資源的差異，同樣的設備采用了不同的安裝工藝，技術要求也在不斷更新。通過研究并總結白鶴灘纜機安裝的工藝技術及施工組織管理，對比其他電站纜機安裝方案，從旋工質量和施工安全等方面進行詳細分析和評價。同時把安裝過程中的各種情況真實反映出來，通過對現場情況綜合分析，研究處理措施，并對整個實施過程進行記錄匯總。

本課題將從軌道安裝、埋件地錨安裝、索道系統安裝、主塔機構安裝、副塔機構安裝、平衡車機構安裝等方面闡述高、低塔架纜機的安裝過程，囊括了高塔架、低塔架纜機基礎和主體安裝，總結出一套針對纜機安裝切實可行、經濟科學的方法。課題成果的應用與推廣將為今后的各類型號纜機的安裝具有指導性意義，也為安裝單位帶來良好的經濟效益和社會效益。

1.1國內研究水平綜述

白鶴灘纜機群總共由7臺纜機組成，分雙層布置，其中高纜3臺(主塔架高度達到75m)，低纜四臺(主塔架高度為30m)，國內外尚無如此多數量的纜機群。鑒于此次數量如此多的纜機群在世界上實屬首次，在施工干擾防范方面沒有以前施工案例可以借鑒，且由于白鶴灘特殊的地形條件限制，也進一步增大了纜機群安裝的難度。本課題以世界上最大的纜機群——白鶴灘纜機群安裝作為研究對象，從施工干擾消除和大風天氣條件下高危安裝作業施工工藝這兩方面人手，通過施工技術研究，總結出一套完善、合理的纜機群安裝施工工藝，力以后同類工程提供借鑒。

1.2課題研究的關鍵

白鶴灘水電站建設工程安裝的高纜纜機和低纜纜機，兩者的共同特性關鍵是主索過江。兩者的副塔安裝方法相同。難點集中在高纜塔架的安裝工程。因此，高、低纜安裝的共同關鍵路線是：

纜機軌道安裝→錨固件埋設→輔助承載索架設→主塔安裝→副塔安裝→主索過江→主索張緊→小車安裝→牽引、提升索安裝→系統調試→試運行。

高纜塔架的安裝亦是高纜安裝工程中的另一關鍵路線：

纜機軌道安裝。錨固件埋設。輔助吊裝設施架設→A字塔架拼裝→主索過江→配重車安裝→后拉索安裝→A字塔架提升、自升斗小車安裝→牽引、提升索安裝，系統調試→試運行。

(1)高纜安裝工藝流程見圖1。

(2)低纜安裝工藝流程見圖2。

1.3施工特點

(1)白鶴灘纜機跨度大，主塔結構重量近220t，高纜安裝高度近100m，高、低纜施工部位狹窄，安裝場地山勢險峻，施工難度及安裝風險很大，同時存在高空作業、人噸位拖拽、吊裝等作業風險。

(2)項目施工過程中，高纜主塔A型塔架、繩索系統的安裝均采用卷揚設備，并通過地錨承力。繩索系統、地鋪的布置及承載受力情況復雜，需反復驗算，施工技術含量高。

(3)項目施工資源投入巨大，根據現場地形地貌情況及安裝工序需要投入25噸、50噸汽車吊、70噸汽車吊及130t汽車吊各一臺，需要5噸、10噸、15噸及20噸等卷揚設備近26臺套，設備投入多;需要各種規格繩索共2萬余噸，備類鋼材120余噸，材料投入大;同時，纜機安裝工期緊張，涉及各工種人員需求總數100余人。

(4)纜機安裝作業施工范同廣，與其他土建施工部位存在相互影響、相互干擾的問題，需要大量的協調工作;纜機安裝過程中，各工種作業人員、各部位作業人員之間都存在大量的統一指揮、統一協調的工作。施工時確認通汛設備必須暢通且采用專用頻道，統一指揮，統一口令，統一頻道，指令清楚。

(5)氣象條件惡劣，當地全年風大，4月~10月為多雨季節，11月～3月為大風季節擬采取在現場配備足夠的防風、防雨材料，對需要防風、防雨的設備部件及時進行保護，給施工人員配置雨衣、雨褲、雨鞋等安全防護用品，制定纜機安裝應急預案。并在纜機安裝之前模擬進行纜機安裝應急預案演練，以保證纜機施工的人員和設備安全。同時在連續施工過程中，必須密切關注施工期間的氣象變化情況。

2施工重難點分析

2.1軌道校正

由于軌道在運輸和存放過程中造成不同程度的變形，而軌道安裝要求較高，要達到優良標準。為此，需將軌道的直線度進行調整滿足安裝要求。

2.2懸挑平臺的安裝

右岸高、低纜機平臺為高邊坡臨邊平臺，其臨邊坡角約為80度，給高、低纜纜機副塔部件安裝及索道架空系統安裝帶來了嚴峻的考驗，為了保證纜機安裝工作的正常進行，在副塔設計制作安裝了一個6m×5m的懸挑平臺，使架空索道右岸端的安裝、主索過江、副塔主索張拉拉板等安裝得以正常的進行。

2.3桅桿吊拼裝

安裝高纜時，需要使用桅桿吊作為輔助設備提升纜機A字型塔架。桅杵吊原方案為拼裝沿安裝軸線從905平臺基座處至890平臺安裝支架依次拼裝5個標準節及頭部;桅桿吊總長為66m，905平臺至890平臺支架懸空段長度約為30m，該懸空段的重量約為30t，起吊高度約為30m。考慮到890平臺施工現場不能滿足桅桿吊安裝施工要求，為了保證桅桿吊的安裝能順利的進行，對桅桿吊的拼裝及扳起方案進行了優化，將桅桿吊的拼裝軸線向下游轉移200由桅桿吊基座至905平臺下游臨邊線組裝，整個桅桿吊的拼裝全部在905平臺進行，不僅減少了高空作業，同時能更好的有利于桅桿吊臂架直線度的調整和安全，而且減少了設備及材料的投入。

2.4桅桿吊扳起

原方案需要使用200t汽車吊將桅桿吊頭部吊起，輔助桅桿吊扳起。由于白鶴灘水電站現場沒有200t汽車吊，為了保證桅桿吊安裝工期，根據現場的情況，通過探討及計算，最終確定使用“130t+70t+25t”模式，即使用3臺汽車吊抬吊的方法進行桅桿吊扳起工作。

2.5鋼絲繩的保護

高纜安裝需要使用將近30000m各種規格的輔助鋼絲繩，為了保證每一根鋼絲繩的安全性，在鋼絲繩的牽拉、釋放和纏繞中通過采取支墊、防護、檢查、保養確保使用的每一米鋼絲繩的安全;特別是對纜機土索過江施工中，采取可靠的保護措施防止的各種損傷。

在輔助索施工前，纜機輔助索的主地錨分別布置在右岸980平臺和左岸890平臺，高差較大，通過計算及電腦模擬，確定了四根輔助索的安裝垂度為73m，并根據輔助索的垂弧軌跡，計算左右岸的開挖爆破飛石對輔助索的影響，最終確定右岸壩肩開挖至820以下及左岸開挖至768高程以下方能進行輔助索的架空安裝工作。另外根據輔助索安裝弧度軌跡，在進行索道系統安裝時，鋼絲繩在左岸道路交叉處，永久路102路B段存在干涉，為了保證架空索道的支全及B段道路交通的正常通行，在路邊設置了一個6m高的混凝土支墩。

2.6主索過江工藝的優化

主索過江作為纜機安裝中危險性極高的一項工作，如有考慮不周，極容易發生重大事故，特別是針對白鶴灘纜機跨距大、主塔塔架高、副塔施工部位臨邊陡峭面積狹小，主索過江將直接決定纜機安裝的成敗，為了保證主索過江的安全，參建備方對方案進行了優化。

首先對主索索頭的牽拉方式及牽拉力控制進行優化。白鶴灘纜機主索直徑為∅108mm.單重高達90t，高纜左右岸高差90m，主索過江的牽拉力較大，計算過程比較繁瑣。主索牽拉繩直徑為∅30mm，其最小破斷拉力為567kN，根據國家起重規范，卷揚機牽拉繩的安全系數應≥5倍，故擊30mm鋼絲繩最大的工作牽拉力應≤113kN;為了保證牽拉繩的安全，故在保證輔助索安全系數≥3.5倍情況下，將高纜輔助索的垂度由原方案的105m調整為73m，在此情況下主索過江牽拉繩的拉力約100kN。

為了保證主索索頭在牽拉過程的安全，對主索索頭的牽拉方式進行了討論、優化，確定在主塔側索頭處安裝牽拉索卡，距索頭3m處安裝主索過江酋個臨時承馬，之后依次類推每隔30m均勻布置安裝臨時承烏。在主索過江過程中，當主索放出約100m時，為防止因主索放出速度過大及重力加速度而出現“制動失控”現象，用主索卷簡后部的2臺15t卷揚機配合小32mm的鋼絲繩將主索在卷筒前部夾緊固定，當一臺卷揚機索夾到達主索過江預留孔時，另一臺卷揚機將主索在卷筒前部夾緊固定后，拆除前部卷揚機的索夾。利用卷揚機的拉力緩慢將主索逐段放出，每段放出60m。使1#、2#、3#纜機主索及索頭牽拉過江過程中始終處于平穩安全的姿態。

2.7纜機主索張緊裝置安裝

在主塔側安裝主索索頭時，需要副塔側索頭放出28m才可完成主塔側索頭的安裝施工，在副塔放出的副塔側主索張緊裝置Ⅱ(重約8t拉板動滑輪組)防傾翻工作是個難點，故采用自制托架進行釋放。考慮到活動拉板放置在托架上時重心偏高容易出現傾翻事故，故必須將活動拉板的重心降到輔助索下方，以保證外放時的安全。

主索過江過程中，待副塔側索頭澆鑄完畢后，穿過副車軌道基礎預留洞后，利用在輔助索地錨旁的埋件進行臨時固定。使用25t汽車吊將托架吊裝并固定在輔助索上，再使用130t汽車吊將主索張緊裝置I與副塔連接就位，并用5t倒鏈與副塔架鎖定。使用130t汽車吊將主索張緊裝Ⅱ吊裝就位，穿繞主索張緊鋼絲繩，再將主索副車側索頭與張緊裝置Ⅱ相連接。連接完畢后，使I、Ⅱ段張緊裝置、張緊鋼絲繩及主索緩慢受力，過程中為防止張緊裝置在托架上產生傾翻，將張緊裝置前段連接拉板下放與地面垂直，并在下方平臺布置卷揚機及導向地錨，利用鋼絲繩與下放的拉板連接跟隨受力。

張緊裝置兩段連接拉板在主索張拉到位后進行安裝。由于主索張緊裝置拉板安裝過程程序多，工序復雜，安裝場地狹小，大部分工作都是在軌道基礎前沿搭設的凌空安裝平臺上進行，因此在施工過程中，必須對現場進行精確的測量，合理進行施工布置，并且嚴格按程序施工。

2.8高纜主塔架(A型架)由提升到自升的轉換

在主塔架提升過程中，主索、后拉索、塔頂纜風鋼絲繩基本成松弛自由狀態。在主塔架提升到設計高度45m后，桅桿吊提升卷揚機停止工作，將提升用鋼絲繩打上保險繩。再安裝A型架自升張拉裝置和同步裝置，安裝完畢后，先緩緩張緊自升卷揚機鋼絲繩，觀察A型架頂部上下游、左右岸方向變化，同時逐漸調整主索、后拉索、塔頂攬風鋼絲繩，使A型架緩緩上升，并保持備攬風的張力處于平衡狀態。當拾吊梁起吊鋼絲繩完全松弛，分離抬吊粱，桅桿吊變幅回收直至桅桿吊脫離A型架。

在此過程中，必須密切觀察A型架上下游、左右岸方向變化。同時觀察主索、后拉索、塔頂纜風鋼絲繩在收、放過程中，各卷揚機工作情況和鋪同情況及提升速度。

2.9高纜A型主塔架自升

由于A型架自升過程中，主塔架自升裝置、塔頂纜風裝置、同步裝置、主索張緊裝置、后拉索張緊裝置、13臺卷揚機同時動作，A型架上下游、左右岸方向需不斷進行觀察，因此現場指揮人員必須詳細了解各部位、各工作裝置的具體情況，作出正確判斷，果斷發布命令;所有操作人員必須注意力集中，聽從指揮、配合整體協調，發現異常情況及時報告。

2.10高纜后拉索與平衡臺車連接

A型主塔架自升到位，底梁連接完畢后，主索緩緩松放，觀察A型架頂部變化，使A型架緩慢向后傾斜，后拉索漸漸松弛，再慢慢收回后拉索平衡梁滑輪組鋼絲繩，多次重復此過程，直至將后拉索與平衡臺車連接完畢。拆除平衡梁及其滑輪組等。拆除完畢后，緩緩張起主索，將A型架緩緩扳回至10。此過程應分步驟進行，及時觀察現場變化，調整過程步驟中的各部位變化的協調程度，保證后傾作業的安全。

2.11錮絲繩穿繞滑輪組方法

高纜安裝中需要使用長達約30000m的鋼絲繩，其中需要使用18個8門閉式120t滑輪組。面對鋼絲繩長、滑輪組多，鋼絲繩穿繞將足一道難題;在工作中將8門閉式120t滑輪組打開拆下檢查保養，在組裝滑輪組時將鋼絲繩和滑輪組輪柄同時進行相應的安裝從而完成鋼絲繩的穿繞工作。

3課題研究內容和實施方案小結

本課題從以下內容的研究詳細介紹了纜機群安裝施工標準化工藝。

(1)桅桿吊的安裝與拆除

(2)纜機軌道及埋件的安裝

(3)輔助索的安裝及強度校核

(4)主索過江及安裝

(5)高纜主塔架安裝

(6)高纜平衡臺車安裝

(7)副塔安裝

(8)纜機小車安裝

(9)纜機繩索系統的安裝

( 10)低纜主塔安裝

( 11)司機室安裝

( 12)電氣設備安裝

( 13)纜機負荷試驗