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摘 要：思林升船机设计为500t全平衡式垂直升船机，该升船机设备安装具有装难度大、工期紧、交叉施工作业面广等特点，本文以思林升船机为例，介绍了该类型升船机安装施工流程，希望对同类升船机安装提供参考。
关键词：500t全平衡式垂直升船机；沉船厢；平衡重；无水调试；有水调试
中图分类号：U642 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0283-02
1 思林升船机系统简介
思林水电站通航建筑物为一级垂直升船机型式。升船机建筑物从上游至下游依次布置有上游引航道（靠船墩、锚固墩、浮堤）、上闸首、垂直升船机主体、下闸首、下游引航道（隔流堤及靠船墩）等建筑物。
升船机采用钢丝绳卷扬全平衡垂直提升型式。船舶过坝时，通过上、下闸首驶入装有水的钢质承船厢内。承船厢由多根钢丝绳悬吊，通过设于承重塔柱顶部机房内的主提升机驱动，使之沿承重塔柱导轨垂直升降运行，运送船只过坝。
通航建筑物设计标准船型吨位为500t级机动单驳，船型尺寸为：55×10.8×1.6m（总长×型宽×设计吃水深）。
2 升船机设备安装流程
根据现场实际情况并充分考虑到供货情况、土建施工进度及现场资源情况，确定升船机设备安装流程，具体流程见图1。
3 主要升船機设备安装方案技术
3.1 平衡重轨道安装
轨道底部安装高程为358.0m，顶部安装高程为445.0m，垂直高度87m，主要包括支座（支座、连接长座及托架）和轨道的安装，安装工程量215t。轨道分两部分安装，锁定位置以上搭设脚手架管安装，锁定位置以下采用电动吊篮配合安装，利用桥机将支座吊至相应廊道，人工将支座搬入吊篮内运输到安装位安装，支座重量不能超过吊篮承载能力。轨道利用桥机直接吊就位，施工人员在吊篮内精调轨道。平衡重轨道安装所用吊篮见图2。电动吊篮使用前做负荷试验，电动吊篮型号为ZLP800A。
3.2 船厢室顶、夹紧轨道安装
顶夹紧轨道垂直高度84m，安装工程量77.4t。因底节轨道下底在不在混凝土面上，须设置临时钢支墩。轨道通过主机房桥机吊至船厢室，再在主机房布置5t卷扬机配合滑轮组将埋件吊至安装部位。施工人员利用吊篮配合施工，根据埋件出厂编号从下至上进行安装。先安装下三层埋件，二期混凝土浇筑完成后再将剩余的埋件全部安装完成，埋件安装验收完成后进行二期混凝土浇筑，最后进行防腐及整体验收。
3.3 主提升设备埋件安装
测量放样精度应满足要求，同时应对放样点进行验收得校核，即主机设备基准与平衡重轨道安装基准、上下门叶安装基准、船厢顶夹紧轨道安装基准进行互相验证，确保正确无误。主机埋件安装基准应保存完好，设备安装时采用同一基准。主机埋件运输至主机房，桥机吊装就位，根据安装基准线对主机埋件进行精调就位及加固牢固，避免二期混凝土浇筑时埋件发生位移。立模时不允许在埋件及插筋上进行焊接，防止主机埋件位移。
3.4 船厢及其设备安装
船厢结构安装前协调土建单位预留主机房楼板中跨不浇筑混凝土，待船厢结构吊装完成后再施工。船厢结构由运输车运输至主机房内，通过主机房桥机吊至船厢室中部。考虑到此时主机房上、下游侧楼板已形成，船厢安装顺序为先上游后下游，最后安装中间部分结构。厢头及每组纵梁均在中部组拼完成，再拖移就位，拖移动力为二套5T卷扬机配合40t滑轮组，最大拖移单元为上、下厢头，重量为250t。上、下厢头设备在下段拼装好后就将其它设备吊装到位。拖移工装由框架结构和拼装支架组成，拼装支架在框架结构上，框架结构下部垫有滚棒（结构单元拼装完成后垫滚棒），二套5T卷扬机配合40t滑轮组布置在船厢室左、右两侧，拖移框架结构将船厢结构和拼装支架整体移动至安装部位。
3.5 平衡重系统安装
平衡重系统设备基准点从主机房基准点吊线放出，所有平衡重设备用主机房桥机吊装就位，根据各部位设计图纸进行精调就位，加固验收。
3.6 主提升设备安装
主机设备由运输车辆直接运输至主机房内，通过主机房桥机吊装就位。根据二期埋件安装用基准点，放出设备设备安装基准线，先安装减速器，以减速器为基准，再安装其它设备。设备安装完成后根据设计图纸复核安装尺寸及关联尺寸。
3.7 钢丝绳安装
每个安全卷筒上布置4根钢丝绳，共32根。安全卷筒不自带动力，须采用5t卷扬机配合钢丝绳安装。制作钢丝绳安装支架。根据设计提供的压绳长度，用桥机将钢丝绳缠绕在安全卷筒上固定，用5T卷扬机带动安全卷筒转运，使钢丝绳缠绕完成。
每个转矩卷筒上布置3根钢丝绳，共24根。制作卷矩钢丝绳支架，转矩卷筒自带动力，根据设计提供的压绳长度，利用主机房桥机将钢丝绳缠绕在转矩卷筒上固定，启动转矩电机，将钢丝绳缠绕完成。
每个重力平衡滑轮布置6根钢丝绳，共24根。利用桥机将钢丝绳牵至平衡滑轮上，往下放一部分锁定一部分，如此反复将钢丝绳放完并进行临时锁定。
3.8 配重块及船厢挂装
配重块挂装时，船厢处于胎架上，配重块根据需要进行运输挂装，此种挂装方式可节省工装。安全配重块首先挂装，考虑船厢重量和配重块重量，四个角点每组安全卷筒先挂装一块配重块，并与船厢联接，联接好后利用安全制动器锁紧。对称依次挂装完成剩余的安全配重块。考虑到转矩配重块受空间限制，无法一次全部挂装完成，留一块最后挂装，其它配重块对称挂装完成，安全制动器处于制动状态，此时船厢结构重量比配重块重量略重。计算两边重量差，对船厢多次进行充水，保证船厢侧重量大于配重块重量，依次对称挂装重力配重块。启动主提升机船厢（空载试验在配重块挂装前完成），使已挂好的配重块下移一层，最后对称挂装剩余八块转矩配重块（还须往船厢充水，使船厢侧重量略大于配重块侧重量）。 3.9 电气设备安装
电气设备基础按图施工，并做好接地及防腐。电气柜等小设备采用桥机吊装就位，人工搬运配合葫芦吊装至基础上；变压器通过桥机吊装至安装位置附近，采用垫滚棒的方式运输至安装位置附近，利用手链葫芦吊装至基础上。桥架按照横平竖直的方式根据图纸要求安装，接地扁铁贯通桥架。电缆敷设按照设计要求分层布置，做到整齐美观，电缆标识标牌安装到位。电气试验应由专业人员进行，并做好试验记录，出试验报告。
3.10 升船机调试
升船机设备在现场调试试验前，已在设备制造厂进行了机电联调、设备出厂（所）检测等调试及测试工作，对各机械设备和电气系统的主要功能进行了测试，对各设备主要系统性能指标进行了调试和整定。在此基础之上，针对升船机的现场实际运行条件，通过工地现场的机电联合调试，达到以下目标：
（1）对各机械和电气系统的硬件设备进行检查、测试和调整，对所有运行功能、控制功能、闭锁关系、故障应对等进行全面检验和调试，以实现升船机安全、高效运行的目的，同时使升船机机械和电气系统制造和安装的质量满足相应规程规范和设备制造及安装合同的要求。
（2）根据现场实际情况，检验、调整升船机机电设备、金属结构、土建设施之间的适配关系，使各系统之间的配合最优。
（3）对所有检测信号及二次仪表进行率定，根据实际情况，对行程、位置检测传感器进行调整，使检测信号真实、准确地反映升船机实际运行状态。
（4）对升船机各系统及整体的性能指标进行全面的调试、整定，使升船机综合性能指标达到总体设计要求。
（5）对调试过程中发现的问题进行及时的修复和完善处理，使升船机各系统经过调试后处于最佳状态。
（6）通过现场机电联调，为升船机的运行维护积累经验。
（7）通过现场机电联调，验证工程总体设计的正确性，检测并记录土建、金属结构、机械设备、电气控制系统等设备的各项技术参数。
（8）通过现场调试和试验使升船机机电设备的性能和技术参数达到升船机总体设计要求和整体安全可靠运行的要求，为升船机的试运行工作作好准备。
根据合同文件要求、设计要求、厂家出厂说明书等文件编制调试大纲、调试方案及调试细则，经业主、设计、監理、厂家一起评审合格后实施。现场实施时厂家配合指导。在调试过程中出现的问题应做好记录，调试合格后监理签字确认。
4 结 论
按照以上施工流程和施工方案进行500t级全平衡式垂直升船机的施工，实践证明该种施工流程和施工方案是合理可行的，尤其是船厢整体拖移技术、大吨位闸门单点斜吊技术使用的经验，可以推广到类似工程。
收稿日期：2018-9-15
作者简介：罗意成（1984-），湖南邵阳人，工程师，主要从事水电工程金属结构制作与安装、500t级垂直升船机设备安装调试工作。
关键词：500t全平衡式垂直升船机；沉船厢；平衡重；无水调试；有水调试
中图分类号：U642 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0283-02
1 思林升船机系统简介
思林水电站通航建筑物为一级垂直升船机型式。升船机建筑物从上游至下游依次布置有上游引航道（靠船墩、锚固墩、浮堤）、上闸首、垂直升船机主体、下闸首、下游引航道（隔流堤及靠船墩）等建筑物。
升船机采用钢丝绳卷扬全平衡垂直提升型式。船舶过坝时，通过上、下闸首驶入装有水的钢质承船厢内。承船厢由多根钢丝绳悬吊，通过设于承重塔柱顶部机房内的主提升机驱动，使之沿承重塔柱导轨垂直升降运行，运送船只过坝。
通航建筑物设计标准船型吨位为500t级机动单驳，船型尺寸为：55×10.8×1.6m（总长×型宽×设计吃水深）。
2 升船机设备安装流程
根据现场实际情况并充分考虑到供货情况、土建施工进度及现场资源情况，确定升船机设备安装流程，具体流程见图1。
3 主要升船機设备安装方案技术
3.1 平衡重轨道安装
轨道底部安装高程为358.0m，顶部安装高程为445.0m，垂直高度87m，主要包括支座（支座、连接长座及托架）和轨道的安装，安装工程量215t。轨道分两部分安装，锁定位置以上搭设脚手架管安装，锁定位置以下采用电动吊篮配合安装，利用桥机将支座吊至相应廊道，人工将支座搬入吊篮内运输到安装位安装，支座重量不能超过吊篮承载能力。轨道利用桥机直接吊就位，施工人员在吊篮内精调轨道。平衡重轨道安装所用吊篮见图2。电动吊篮使用前做负荷试验，电动吊篮型号为ZLP800A。
3.2 船厢室顶、夹紧轨道安装
顶夹紧轨道垂直高度84m，安装工程量77.4t。因底节轨道下底在不在混凝土面上，须设置临时钢支墩。轨道通过主机房桥机吊至船厢室，再在主机房布置5t卷扬机配合滑轮组将埋件吊至安装部位。施工人员利用吊篮配合施工，根据埋件出厂编号从下至上进行安装。先安装下三层埋件，二期混凝土浇筑完成后再将剩余的埋件全部安装完成，埋件安装验收完成后进行二期混凝土浇筑，最后进行防腐及整体验收。
3.3 主提升设备埋件安装
测量放样精度应满足要求，同时应对放样点进行验收得校核，即主机设备基准与平衡重轨道安装基准、上下门叶安装基准、船厢顶夹紧轨道安装基准进行互相验证，确保正确无误。主机埋件安装基准应保存完好，设备安装时采用同一基准。主机埋件运输至主机房，桥机吊装就位，根据安装基准线对主机埋件进行精调就位及加固牢固，避免二期混凝土浇筑时埋件发生位移。立模时不允许在埋件及插筋上进行焊接，防止主机埋件位移。
3.4 船厢及其设备安装
船厢结构安装前协调土建单位预留主机房楼板中跨不浇筑混凝土，待船厢结构吊装完成后再施工。船厢结构由运输车运输至主机房内，通过主机房桥机吊至船厢室中部。考虑到此时主机房上、下游侧楼板已形成，船厢安装顺序为先上游后下游，最后安装中间部分结构。厢头及每组纵梁均在中部组拼完成，再拖移就位，拖移动力为二套5T卷扬机配合40t滑轮组，最大拖移单元为上、下厢头，重量为250t。上、下厢头设备在下段拼装好后就将其它设备吊装到位。拖移工装由框架结构和拼装支架组成，拼装支架在框架结构上，框架结构下部垫有滚棒（结构单元拼装完成后垫滚棒），二套5T卷扬机配合40t滑轮组布置在船厢室左、右两侧，拖移框架结构将船厢结构和拼装支架整体移动至安装部位。
3.5 平衡重系统安装
平衡重系统设备基准点从主机房基准点吊线放出，所有平衡重设备用主机房桥机吊装就位，根据各部位设计图纸进行精调就位，加固验收。
3.6 主提升设备安装
主机设备由运输车辆直接运输至主机房内，通过主机房桥机吊装就位。根据二期埋件安装用基准点，放出设备设备安装基准线，先安装减速器，以减速器为基准，再安装其它设备。设备安装完成后根据设计图纸复核安装尺寸及关联尺寸。
3.7 钢丝绳安装
每个安全卷筒上布置4根钢丝绳，共32根。安全卷筒不自带动力，须采用5t卷扬机配合钢丝绳安装。制作钢丝绳安装支架。根据设计提供的压绳长度，用桥机将钢丝绳缠绕在安全卷筒上固定，用5T卷扬机带动安全卷筒转运，使钢丝绳缠绕完成。
每个转矩卷筒上布置3根钢丝绳，共24根。制作卷矩钢丝绳支架，转矩卷筒自带动力，根据设计提供的压绳长度，利用主机房桥机将钢丝绳缠绕在转矩卷筒上固定，启动转矩电机，将钢丝绳缠绕完成。
每个重力平衡滑轮布置6根钢丝绳，共24根。利用桥机将钢丝绳牵至平衡滑轮上，往下放一部分锁定一部分，如此反复将钢丝绳放完并进行临时锁定。
3.8 配重块及船厢挂装
配重块挂装时，船厢处于胎架上，配重块根据需要进行运输挂装，此种挂装方式可节省工装。安全配重块首先挂装，考虑船厢重量和配重块重量，四个角点每组安全卷筒先挂装一块配重块，并与船厢联接，联接好后利用安全制动器锁紧。对称依次挂装完成剩余的安全配重块。考虑到转矩配重块受空间限制，无法一次全部挂装完成，留一块最后挂装，其它配重块对称挂装完成，安全制动器处于制动状态，此时船厢结构重量比配重块重量略重。计算两边重量差，对船厢多次进行充水，保证船厢侧重量大于配重块重量，依次对称挂装重力配重块。启动主提升机船厢（空载试验在配重块挂装前完成），使已挂好的配重块下移一层，最后对称挂装剩余八块转矩配重块（还须往船厢充水，使船厢侧重量略大于配重块侧重量）。 3.9 电气设备安装
电气设备基础按图施工，并做好接地及防腐。电气柜等小设备采用桥机吊装就位，人工搬运配合葫芦吊装至基础上；变压器通过桥机吊装至安装位置附近，采用垫滚棒的方式运输至安装位置附近，利用手链葫芦吊装至基础上。桥架按照横平竖直的方式根据图纸要求安装，接地扁铁贯通桥架。电缆敷设按照设计要求分层布置，做到整齐美观，电缆标识标牌安装到位。电气试验应由专业人员进行，并做好试验记录，出试验报告。
3.10 升船机调试
升船机设备在现场调试试验前，已在设备制造厂进行了机电联调、设备出厂（所）检测等调试及测试工作，对各机械设备和电气系统的主要功能进行了测试，对各设备主要系统性能指标进行了调试和整定。在此基础之上，针对升船机的现场实际运行条件，通过工地现场的机电联合调试，达到以下目标：
（1）对各机械和电气系统的硬件设备进行检查、测试和调整，对所有运行功能、控制功能、闭锁关系、故障应对等进行全面检验和调试，以实现升船机安全、高效运行的目的，同时使升船机机械和电气系统制造和安装的质量满足相应规程规范和设备制造及安装合同的要求。
（2）根据现场实际情况，检验、调整升船机机电设备、金属结构、土建设施之间的适配关系，使各系统之间的配合最优。
（3）对所有检测信号及二次仪表进行率定，根据实际情况，对行程、位置检测传感器进行调整，使检测信号真实、准确地反映升船机实际运行状态。
（4）对升船机各系统及整体的性能指标进行全面的调试、整定，使升船机综合性能指标达到总体设计要求。
（5）对调试过程中发现的问题进行及时的修复和完善处理，使升船机各系统经过调试后处于最佳状态。
（6）通过现场机电联调，为升船机的运行维护积累经验。
（7）通过现场机电联调，验证工程总体设计的正确性，检测并记录土建、金属结构、机械设备、电气控制系统等设备的各项技术参数。
（8）通过现场调试和试验使升船机机电设备的性能和技术参数达到升船机总体设计要求和整体安全可靠运行的要求，为升船机的试运行工作作好准备。
根据合同文件要求、设计要求、厂家出厂说明书等文件编制调试大纲、调试方案及调试细则，经业主、设计、監理、厂家一起评审合格后实施。现场实施时厂家配合指导。在调试过程中出现的问题应做好记录，调试合格后监理签字确认。
4 结 论
按照以上施工流程和施工方案进行500t级全平衡式垂直升船机的施工，实践证明该种施工流程和施工方案是合理可行的，尤其是船厢整体拖移技术、大吨位闸门单点斜吊技术使用的经验，可以推广到类似工程。
收稿日期：2018-9-15
作者简介：罗意成（1984-），湖南邵阳人，工程师，主要从事水电工程金属结构制作与安装、500t级垂直升船机设备安装调试工作。