某电站工程非正常条件下自升式塔机安装方案的编制及分析
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摘要：塔机在工程施工中起着重要作用，因此加强塔机的安装及管理显得十分必要。本文以某电站为例，对其自升式塔机安装方案进行分析，并结合一些实际经验，提出了切合实际的想法和建议，希望为本行业的工作有所推动和发展。
前言
自升式塔机在安装及加节过程中，由于现场平面布置、周边环境因素的影响、场地道路的特殊情况、施工进度以及考虑到拆卸时的顺利进行，导致一部分塔机在安装时，无法按照正常程序进行操作。为了满足施工生产需要，必须采取一些特殊的措施，编制非正常条件下塔机的安装方案，以保证安装的顺利进行。下面以在川东某小型电站安装QTZ80（5513）自升式塔机的安装过程中遇到的实际情况为例编制方案及分析。
一、工程概况
此工程电站为引水发电工程，施工条件恶劣，地处江边，比较偏僻，由县道到施工现场的车辆必须经过趸船渡车过河后进入村道，村道弯多狭窄。
二、所选塔机概况及主要性能
该塔机系重庆某塔机厂生产的QTZ80（5513）自升式上回转塔机，臂长55米，最大起重量6吨，独立高度45米，汽车吊安装时高度19米，标准节为整体式，截面尺寸1.8米*1.8米，高度为2.5米，每节质量为1006Kg。该塔机在加节时，标准节引进方向应与起重臂方向一致。
三、施工现场塔机安装的平面布置
四、塔机基础情况
施工单位为避开汛期，工期紧，要求在3天内安装完毕，施工便道需拆除，以利现场施工。该工程基础设置于岩石上，地耐力满足其说明书的要求，故按照说明书基础图制作。
五、辅助设备的选用
该塔机周围有两幢居民房，基础立于护坡上，现场道路仅南面靠堤坝有条：临时便道，供汽车及汽车吊通行，考虑到车辆过渡，趸船无法过渡大吊车，只能通行25T（含）以下汽车吊。根据该工程实际情况，周边民居高度为24米，塔机基础低于民居10米，考虑使用时的安全增加6米，故安装后使用总高度为40米即可。由于现场施工便道仅南面一条到塔机基础，该基础与路面还有近10m的高差（路基高于基础），只能采用25T汽车吊配合安装，起重臂在安装时必须依靠汽车吊安装于朝向河流方向。
六、爬升工况
考虑到电站修好后堤坝方向只有机房、检修房等设施，无施工道路，无场地，塔吊的拆卸工作只能在靠近居民房的背面进行，故拆卸时前臂只能安排在安装时的相反方向，但周围的居民房和山体限制了塔机的较低位置时的回转，25T汽车吊的安装高度又无法超过周围居民房，根据该塔机使用说明书的要求，该塔机的最初3节标准节顶升位置与正常情况下相反，属于非正常情况操作。
根据当时施工现场的情况，现场有一台重量为20KN（即质量为2吨）的电动卷扬机，G=20KN，经计算后取L=31m。故在顶升时前臂31m处应吊起2T的重物来达到顶升时的前后力矩平衡。
经查该塔机使用说明书和实际参考值，换向阀型号3ML1HF，最大压强31.5MPa，溢流阀型号YF-10，最大压强31.5MPa，取最小值P=31.5 MPa，液压缸内径为200mm则面积S=3140mm2，根据F=PS计算得液压油缸最大顶升力Fmax=31.5×3140=989KN，原液压油缸支承力Fy′=340KN，增加2T配重后Fy=360KN均小于最大顶升力Fmax，故液压系统能够满足增加配重后的要求。
七、安装顺序和安全质量要求
1、做好安装前的各项准备工作，包括人员、辅助设备、工具、基础的复核验收、待安装设备的检查等。
2、用汽车起重机将底架（基础标准节）吊装到基础底座上，用8颗标准节螺栓连接，预紧力为30吨，然后吊在基础上，再安装一节标准节，按平整度要求校正后（正负误差在2mm内），用8个压板固定底座，注意支承踏步方向应在靠近河边一侧。
3、安装爬升架：在地面上将爬升架拼装成整体，并装好液压系统，然后将爬升架吊起，套在标准节外面，并使套架上的爬爪放在下面的第二个踏步上（套架上有油缸的一面对准塔身上有踏步的一面套入）；注意顶升油缸方向应与支承踏步方向一致。
4、组装回转机构：在地面上先将上下支座以及回转支承、支座、平台等装为一体，然后将该机构吊起安装在塔身上，用36个M24和8个M36的高强度螺栓将上下支座分别与爬升架和塔身节相连。
5、安装驾驶室：在地面上，先将司机室的各电器设备检查好以后，将司机室吊起至支座的上面，然后用销轴将司机室与上支座连接好。
6、安装塔顶：将塔顶安装在上支座上，注意塔顶的方向，垂直面应与外伸框架同一方向；
7、安装平衡臂拉杆及平衡臂：在平地上拼装好平衡臂，并将卷扬机构、配电箱、电阻箱等装在平衡臂上，接好各部分所需的电线，然后将平衡臂吊起与上支座用销轴连接完毕后再抬起平衡臂成一角度至平衡臂拉杆的安装位置，安装好平衡臂拉杆后再将吊车卸载。
8、组装起重臂及起重臂拉杆：按说明书顺序该次进行安装作业，在装配好起重臂后，装上小车牵引机构。然后检查电器是否完善，并穿绕小车牵引钢丝绳。
9、安装起重臂：用专用钢丝绳索将起重臂试吊（吊点约为离臂根22米），一切正常后，拴好牵引绳，吊装就位。
10、安装平衡重：此次安装为6块，1号平衡重每块重1.67吨共5块，2号平衡重1块重1.31吨，总重量约为9.66吨。
顶升完毕，进入调试作业阶段。
八、安全装置调试的注意事项
1、空负荷试验：空负荷试验的目的是检验电气设备控制动作的正确性，各机构动作的准确性，并调整各安全限位指示装置。①、起重机构：在不同幅度（选择最大、中间、最小幅度），以额定速度全程起升、下降空钩各三次；②、回转机构：左右回转360°各一次③、在不同时起、制动的条件下，作起升和回转的联合动作十分钟。
2、静负荷试验：空负荷试验合格后，作静负荷试验。其目的是检验各部钢结构、机构的强度、刚度及制动的可靠性，起重机的静态稳定性。试验载荷在空中停留10分钟后卸载，检查各部件结构不得有永久变形，回转部分与支撑之间不得有脱开现象。
3、动负荷试验：静负荷试验合格后，做动负荷试验。其目的是检验各部件运转情况及起重机的动态稳定性。①、试验中可调大力矩限位器的动作值，试验结束后应调回到规定值。②、试验中各机构应灵活可靠，工作平稳，安全指示装置动作准确，回转部分和整机有足够的可靠性。
九、主要安全技术措施
1、安装安全技术要点
（1）参加安装作业人员必须遵守现场安全生产纪律，并持证上岗；（2）安装作业人员必须接收安全技术交底，并熟悉安装步骤和安装工艺过程；（3）安装起重臂和其它较重教长较宽等部件时，必须用牵引绳进行牵引，安装起重臂前，必须将小车吊栏固定牢固，起重臂就位时必须用钢丝绳扣将其与塔顶连接牢固，同时允许起重臂有活动度，以方便就位；（4）安装起重臂时，钢丝绳扣其吊点以使用说明书为准，起吊时必须先试吊。
2、安全保证措施
（1）高空作业人员作业前必须配戴安全帽、安全带、穿防滑鞋，注意自身安全的同时，注意他人的安全。作业完毕，应将影响安全的因素排除；（2）警戒人员必须派有责任感的专人负责看守，警戒区域必须严密而且其空间能容纳保证安全工作；（3）安全监护人员必须在安装前和安装单位人员一起对参加安装的作业、指挥、警戒、配合等人员做好安全技术交底；（4）安装负责人和安装指挥对安装作业人员在安装的全过程中的作业情况进行监督检查，发现问题及时纠正，不留安全隐患和质量隐患；（5）现场总指挥对安装全过程的安全和质量有总的布署和要求，对违规行为进行总监控，并协调施工方与各方的关系，确保安装过程的安全顺利进行。
3、安装的质量保证体系和控制记录
（1）、安装的质量保证体系：出租方对设备进行检查并做好记录——租用方对设备进行复检——进场准备安装（必须向检测机构申报）——安装过程中作业完毕派专人进行检查、复查——安装完毕先由安装单位自检——由出租方、安装方、租用方共同自检——安装单位申请检测机构检测——验收合格投入使用；
（2）、安装的质量控制记录：出租方对出租设备进行自检时有《维修验收记录》，租用方对进场设备进行复检时应和安装单位、出租方一起对维修验收情况进行核实，并由基础施工方提供《基础验收资料》，由安装方向相关部门提交《申报资料》申报后，进行安装作业，安装作业前，安装方应向租用方发出《塔机安装通知》同时必须做好《安全技术交底》。作业过程中，对所有使用的工、用具、零配件必须进行仔细检查，发现报废的、有影响质量安全隐患的一律严禁使用，并在《安装监控记录》中记录，对未及时整改的非关键项目，必须落实专人在安装主机完毕顶升标准节之前整改完毕，关键项目必须当场整改。安装完毕后，应由安装方和使用方（租用方）做好两级《验收记录》，顶升加节也要做好《升降节验收记录》，检测完毕应提供《检测报告》。同时，为保证安装质量安全出租方需提供设备的随机技术资料，安装单位应提供《安装单位资质》、作业人员《上岗证》，基础制作方（施工方）必须提供《接地电阻值记录》。
参考文献
[1]孙在鲁.塔机安装和拆卸中主要危险及注意事项（三）[J]. 工程机械与维修.2005（19）
[2]孙在鲁.塔机安装和拆卸中主要危险及注意事项（一）[J]. 工程机械与维修.2005（15）
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作者简介
郭恒足，（1971.10—），男，本科，工程师，现从事建筑设备安全管理工作。