1、1天然高边坡卷扬机设计与运用摘要：溪洛渡水电站左岸电站进水口天然边坡处理工程，边坡高陡，为 7080o 陡坡，边坡最大高差达 110m，且中间无施工马道。为解决材料垂直运输问题，在谷肩 13层顶安装 2台 2.0t卷扬机，供电站进水口天然边坡支护材料垂直运输，取得了良好的经济效果，为后续类似工程积累了经验。 关 键 词：高边坡卷扬机设计与运用 中图分类号：S611 文献标识码： A 1 概述 溪洛渡水电站左岸电站进水口天然边坡下方为电站进水口，进水口边坡一旦发生塌滑，将直接威胁 9台机组运行安全。左岸电站进水口天然边坡处理工程是为保证电站进水口施工和运行期安全而实施的边坡支护项目。电站进水口天
2、然边坡地形陡峻，坡脚一般 7080o，部分地段近直立，局部呈倒悬，岩体中顺坡向裂隙发育，加上风化卸荷影响，顺坡向裂隙普遍张开，在坡面上形成较多危岩体，易形成掉块和塌滑，边坡局部稳定性较差。 。边坡顶部为 13层平台，高程大约在 770720m，边坡底部为电站进水口高程 610m平台，边坡高度在 110160m 之间，中间无马道。 2 卷扬机设计方案 因边坡较高，中间无马道，材料运输是制约施工进度的主要因素。2为解决该问题，在谷肩 13层顶安装 2台 2.0t卷扬机，供电站进水口天然边坡支护材料垂直运输。 2.1 设计思路 卷扬机主要由吊物支架、卷扬机、承载索、提升绳、牵引绳、滑车组成，布置于谷
3、肩 13层顶。承载索两端分别锚固于 13层顶及高程 610m平台外侧，跨距 45m。由 2台 2.0t卷扬机作为提升、牵引装置，滑车行走于 13层顶至高程 645m钢栈桥之间。 边坡支护主要材料有搭设排架所用的架子管、扣件，钻孔设备 100B钻机，施工原材料钢筋和锚固剂，卷扬机的使用需制定安全操作规程，专人操作，并注明一次可起吊各类不同材料数量，最大吊重 0.5t。 设计采用主要技术标准如下： 承载索上锚固端高程：720m 承载索下锚固端高程：610m 跨距：45m 承载索直径：18mm 承载索净长：155m 吊物扬程：80m 卷扬机最大吊重 2.0t，转速 16m/min 一次最大吊重：0.
4、5t 2.2 结构设计 承载索 承载索选用不小于 10倍安全系数的钢丝绳，本设施选用 18 钢丝绳，其破断拉力为 16.2t，允许承受最大拉力为 1.62t，满足受力要求。 提升绳及牵引绳 牵引绳及提升绳选用不小于 6倍安全系数的钢丝绳，本设施选用12 钢丝绳，其破断拉力为 7.2t，允许承受最大拉力为 1.2t，满足受力3要求。 地锚 地锚选用 32 螺纹钢制作，32 螺纹钢屈服强度为335MPa（26.94t） ，抗拔力按 70%考虑，单根锚筋抗拔力为 18.86t。综合考虑地质情况及安装方便，每个地锚打设 4根锚筋。 结构设计 吊物支架所承受拉力以卷扬机最大吊重 2.0t进行核算，以支架
5、前端立脚为支点，支架发生侧翻需 11t拉力。支架自重（1.02t）+地锚拉力（单根立柱地锚拉力） 11t，吊物支架结构稳定。 3 安装方案 本设备安装主要包括：吊物支架安装、卷扬机安装、索道安装、埋件安装。 3.1 安装工艺流程 埋件安装卷扬机安装 支架安装 索道安装 3.2 埋件安装 承载索及缆风绳地锚 在承载索及缆风绳锚固点分别打设 4根 32 插筋，间排距 20cm，入岩 2.0m，外露 0.3m， 灌注 M30水泥砂浆。插筋外露端头两两搭接，焊接牢靠。 吊物支架地锚 在支架立脚处分别打设 4根 32 插筋，入岩 1.2m，外露 0.2m，灌注 M30水泥砂浆， 4插筋外露端头与支架立柱
6、焊接牢靠，焊缝长度20cm。 3.3 卷扬机安装 卷扬机采用 8t吊车准确吊放到设计位置，在卷扬机底座四脚处打设32 插筋，入岩 2.0m，外露 0.3m，与卷扬机底座焊接。卷扬机底座上方采用10 槽钢与插筋外露端头焊接。 3.4 吊物支架安装 吊物支架在地面组装、焊接完成，采用 8t吊车吊装。 3.5 索道安装 主要包括承载索、提升绳、牵引绳、吊钩装置等。 承载索安装 将 18 钢丝绳缠绕在卷扬机上，开动卷扬机将钢丝绳沿天然边坡向610m平台下放，采用 18卡环将钢丝绳固定在 610m平台地锚上，张紧钢丝绳，使用手动葫芦将钢丝绳固定，将剩余钢丝绳切断，固定在 13层顶地锚上，松开手动葫芦。
7、牵引绳安装 开动 1#卷扬机，牵出绳头，经过辅助导向滑轮装置，将牵引绳引导至滑车位置，采用 12卡环将钢丝绳固定在滑车吊耳上。 提升绳、吊钩安装 开动 2#卷扬机，牵出绳头，经过辅助导向滑轮装置，将牵引绳及提升绳引导至滑车位置，经过吊钩，采用 12卡环将钢丝绳固定在滑车吊耳上。 4 负荷试验 54.1 试验准备 采用沙袋作为试验吊重块，根据试验需要吊重块共制作 4块（0.4t、0.5t、0.55t、0.63t） ，吊重块应标清重量。 4.2 试验前技术检查 对整台设备各功能部件或位置逐个进行检查，确认安装正确、润滑充分、运转正常。 检查金属结构、钢丝绳等的安装情况，确认连接可靠。 4.3 空负
8、荷试验 在技术检查符合要求后，方可进行空负荷试验。 试验目的：检验制造安装缺陷。 试验要求：开动卷扬机，在全行程范围内往返运行二次，各机构应运行正常、无异常声响，滑轮无跳槽、滞转等现象。 4.4 静负荷试验 静负荷试验在空负荷试验完成后进行。 试验目的：检验各部件钢结构、承载索、固定端、各机构及卷扬机的静态稳定性。 试验要求：试验在滑车位于顶端、底段各 25m和跨中三个位置进行。 试验项目 静载荷试验 分别起升 0.4t（80额定载荷） 、0.5t（100额定载荷） ，悬吊 10分钟，重复进行三次。 6试验过程中，各结构件不得有异常响动。 超载试验（125额定载荷试验） 顺利完成静载荷试验后，
9、进行超载试验。先将额定载荷提升到适当高度，停车，分次无冲击地加上超载，加载后悬吊 10分钟。卸去载荷后，各部件结构不得有永久变形。进行本次试验时，禁止任何机构的任何操作。 静载试验结束后，全面检查起重机的钢结构，不得有裂纹、永久变形或对设备的性能和安全有影响的损坏，各部件连接不得有松动现象。 4.5 动负荷试验 试验目的：验证卷扬机各机构的运转状况、制动性能及卷扬机的动态稳定性。 试验要求：分别试验小车起升、牵引机构，试验完成后，检验各机构和结构，不得有损伤和连接处松动现象。 试验项目 起升机构 试验时荷载为 0.55t（110额定载荷） ，小车位于跨中、距顶端4.5m（10跨度）和距底端 4
10、.5m三处。开动卷扬机，在全行程范围内起升、下降三次，其中包括中途启、制动。试验时应注意，不应出现荷载突然反向的操作。 小车牵引机构 起吊试验荷载后，小车从距顶端 3.5m处向距底端 3.5m处运行，往返三次，其中包括中途启、制动。 75 安全操作规程 作业前，操作人员及现场负责人要认真检查钢丝绳、离合器、制动器、保险棘轮等，确认安全可靠后方可操作。 每次吊物前对起吊绳及起吊用具认真检查，核实起吊重物的重量，选用不小于 6倍安全系数的钢丝绳作为吊绳，选用不小于 10倍安全系数的卡环。 不允许设备“带病”作业，不允许视线不明时进行起吊作业，不允许超负荷运转，在吊钩未稳定时不允许摘钩，在起吊物下严
11、禁站人，坚决执行起重作业的相关规程。 钢丝绳在卷筒上必须排列整齐，作业中最少需保留三圈。 卷扬机、钢丝绳附近严禁电焊、气焊和割枪等作业，以免对钢丝绳造成损伤。 作业时，严禁施工人员跨越卷扬机的钢丝绳。 卷扬机司机必须持证上岗，且具有一定操作经验和高度责任心。 操作过程中，操作人员必须精力集中，严禁与他人聊天，擅离职守或做其它与操作无关的事情。 操作人员在交接班时，做好交接班记录，在确保接班人员完全了解工作的情况下，方准进行换班。 卷扬机司机和下方指挥人员主要通过对讲机联络，如指挥人员所发出的信号不够清楚或存在安全隐患时，司机可拒绝执行，并立即通知指挥人员。若对讲机突然断电时要通过旗语或事先约定好的信号来完成操作，以免出现误操作而酿成事故。 8 操作人员在工作中要听从指挥人员的信号，信号不明或可能引起事故时，应暂停操作，待弄清情况后方可继续作业。 6 结束语 通过采用卷扬机解决了电站进水口天然边坡材料垂直运输问题，保证了施工进度和施工安全，取得了良好的经济效益，为类似工程提供了可供借鉴的经验。 作者简介：高俊锋（1983-）工程师中国水电四局第五分局溪洛渡项目部副总工 通信地址：云南省永善县溪洛渡水电站杨家坪施工营地水电四局溪洛渡施工局
