右岸白沟自然边坡卷扬机安装及实施专项方案.docx
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右岸白沟自然边坡卷扬机安装及实施专项方案
右岸白沟自然边坡卷扬机安装及实施专项方案
1、概述
根据“《右岸白沟自然边坡新增治理专项施工方案》（WDDDB技[2014]-047）”号文及其批复，拟在1350m勘探路设置一台5t卷扬机将材料转运至各材料堆放缓台，再由人工搬运至作业部位。
结合现阶段边坡实际情况，原计划在1350m勘探路设置一台5t卷扬机需调整至右岸12-1出口靠上游侧高程1180m平台处。
同时为满足白沟沟心高程1153.5m以下材料转运故在右岸12-1出口靠上游侧高程1180m平台处再增加一台5t卷扬机。
为确保卷扬机顺利安装，我局编制了本施工方案。
2、编制依据
（1）《金沙江乌东德水电站大坝土建及金属结构安装工程施工招标文件》（合同编号：
WWD/0266）；
（2）《坝后水垫塘自然边坡清理与防护图》（139E65-SDT-06-01～03）；
（3）《坝后水垫塘自然边坡清理区中小型块体处理图》（139E65-SDT-06-04～05）；
（4）《关于右岸地下电站进水口边坡上方白沟治理的通知》（长乌设枢（右电）通字[2014]第1-01号）；
（5）《右岸白沟自然边坡新增治理专项施工方案》（WDDDB技[2014]-047）；
（6）《水工混凝土施工规范》；
（7）《建筑边坡工程技术规范》；
（8）《钢筋焊接及验收规程》；
（9）《施工机械安全技术操作规程（第九章缆索起重机）》。
3、卷扬机布置
3.1卷扬机布置位置及相关特性
根据材料转运要求，在右岸12-1出口靠上游侧高程1180m平台处分别布置2台5T卷扬机，具体位置详见附图DB-技[2015]-084-1/2，具体卷扬机特性见下表：
表1右岸白沟自然边坡卷杨机布置特性表
编号
卷扬机吨位（t）
设计提升重量
高程（m）
长度（m）
用途
B1#卷扬机
5
＜2T
1180.00～1296.50
288
材料运至右岸白沟自然边坡高程1296.50m缓台
B2#卷扬机
5
＜2T
1180.00～1162.50
305
材料运至右岸白沟1150勘探路靠近沟心高程1153.50m缓台
3.2缆索吊装系统布置
3.2.1缆索系统的总体布置
缆索吊装系统包括承重索、牵引索、跑车；主要由上、下承重索锚固系统、卷扬机地锚及基础构成的锚固和基础体系组成。
根据缆索的装料点及右岸白沟自然边坡地形、地质情况，本工程1#缆索承重索选用1φ28钢丝绳，牵引索选用1φ14钢丝绳，主跨为288m，承重索长311m,牵引索长630m，最大扬程116.5m、2#缆索承重索选用1φ28钢丝绳，牵引索选用1φ14钢丝绳，主跨为305m，承重索长316m,牵引索长640m，最大扬程82.5m。
3.2.2缆索起吊设备主要参数
①缆索吊机主要参数见下表2
表2缆索起吊设备主要参数表
序号
类别
参数
备注
1
设计起吊重量
2t
吊具等附件重量之和不超过100kg
2
起升高度
80m
3
平均绳速
15m/min
4
承载索规格
1φ28
5
起重（牵引）卷扬机及起重索
卷扬机型号
JM3B
额定拉力
30KN
电动机型号
Y160L-6
减速机型号
JZQ-400KS40
牵引索钢丝绳规格
1φ14
3.2.3动力装置锚固系统
缆索承重索地锚均采用砂浆锚杆锚固体系。
上锚点采用3根Φ32，L=3.5m锚杆，钢筋外露0.5m；下锚固点采用3根Φ32，L=3.5m锚杆，钢筋外露0.5m；支撑架采用4根Φ28，L=2m锚杆，钢筋外露0.5m；采用C20混凝土浇筑形成锚固基础，基础尺寸均为。
根据以往施工经验:
上述锚固系统锚可满足主承重绳及牵引绳的锚固要求。
两台缆索卷扬机均布置在右岸12-1出口靠上游侧高程1180m平台处。
卷扬机平台均采用6根Φ32地脚螺栓将卷扬机基座与C20混凝土基础连接，混凝土基础尺寸为：
150cm×150cm×100cm，地脚螺栓采用φ32钢丝绳锚杆（一头丝一头带钩），入岩2m，丝扣外露0.25cm。
3.3安全验算
3.3.1基本数据
表3钢丝绳工程量
卷扬机
序号
项目
延米重量
总长度
B1#
1
φ14钢丝绳单位重量
0.685kg/m
630m
2
φ28钢丝绳单位重量
2.64kg/m
311m
B2#
1
φ14钢丝绳单位重量
0.685kg/m
620m
2
φ28钢丝绳单位重量
2.64kg/m
306m
3.3.2钢丝绳允许应力
卷扬机索道主要有：
承重索、牵引索各一根，缆索承重索选用1φ28钢丝绳，牵引索均选用1φ14钢丝绳。
根据建筑施工计算手册《结构吊装工程》中查知：
钢丝绳的容许拉力为：
F--钢丝绳的容许拉力（KN）
α--钢丝绳之间的荷载不均匀系数，6×19钢丝绳取0.85
Fg-钢丝绳的钢丝破断拉力总和（KN）,Fg=0.5d2
d--钢丝绳直径（mm），为28mm。
K—钢丝绳使用安全系数，[承重索取3.2；牵引索取4.5]
钢丝绳容许应力计算如下：
Ф18钢丝绳容许拉力为:
Ф14钢丝绳容许拉力为:
3.3.3承重索、牵引索受力计算
根据缆索起吊设备主要设计参数，分别对B1#卷扬机的1#和2#缆索（承重索和牵引索）及B2#卷扬机的1#和2#缆索（承重索和牵引索）进行验算。
（1）荷载计算
①缆索
②缆车G1=100kg（现场采用滑车、吊篮及其它附加件重量之和不超过此值）
③按最大起吊重量不超过2000kg考虑，则G2=2000×1.2=2400kg
④最大荷载Q=（G1+G2）×g=25KN
（2）对缆索进行验算
1承重索
在缆索吊装过程中，主索的线性和张力是相互影响的，需采用迭代方法来计算。
但本次缆索吊装验算，根据现场实际，取最大垂度fm=40m，且出现在跨中。
此时跨中水平张力为：
承重索最大拉力位于上锚固点，对应承重索垂直合力为：
则
，Φ28钢丝绳选择满足要求。
牵引索
取起吊点为距锚固点约10m处，牵引初始垂度5m，则sinrmax=106.5/301=0.3538，
cosrmax=0.92。
滑轮运行阻力：
W1=Q（sinrmax+µ1cosrmax）=2.4KN（其中µ1取0.02）
起重索运行阻力：
W2=2Tmax起（1-ηm）=2×5.8×（1-0.98）=0.23KN
其中η为起重索穿过滑轮的效率，为0.98；m为起重索穿过跑车和滑轮次数，为1。
后牵引索的自然张力：
W3=
牵引索总牵引阻力：
W=W1+W2+W3=2.4+0.23+6.342=8.97KN
牵引索最大拉力Tm=（W+2Lg牵）（2-ηm）=（8.97+2×311×0.0028）×（2-0.982）=11.56KN＜F=18.51KN，Φ14钢丝绳选择满足要求。
（3）荷载计算
①缆索
2车G1=100kg（现场采用滑车、吊篮及其它附加件重量之和不超过此值）
3最大起吊重量不超过2000kg考虑，则G2=2000×1.2=2400kg
④最大荷载Q=（G1+G2）×g=25KN
（4）对缆索进行验算
1承重索
在缆索吊装过程中，主索的线性和张力是相互影响的，需采用迭代方法来计算。
但本次缆索吊装验算，根据现场实际，取最大垂度fm=40m，且出现在跨中。
此时跨中水平张力为：
承重索最大拉力位于上锚固点，对应承重索垂直合力为：
则
，Φ28钢丝绳选择满足要求。
牵引索
取起吊点为距锚固点约10m处，牵引初始垂度5m，则sinrmax=7.5/296=0.025，
cosrmax=0.99。
滑轮运行阻力：
W1=Q（sinrmax+µ1cosrmax）=2.4KN（其中µ1取0.02）
起重索运行阻力：
W2=2Tmax起（1-ηm）=2×5.8×（1-0.98）=0.23KN
其中η为起重索穿过滑轮的效率，为0.98；m为起重索穿过跑车和滑轮次数，为1。
后牵引索的自然张力：
W3=
牵引索总牵引阻力：
W=W1+W2+W3=2.4+0.23+6.13=8.94KN
牵引索最大拉力Tm=（W+2Lg牵）（2-ηm）=（8.94+2×306×0.0028）×（2-0.99）=10.76KN＜F=18.51KN，Φ14钢丝绳选择满足要求。
综上可知：
B1#卷扬机缆索、B2#卷扬机缆索均满足要求。
4、卷扬机安装及运行
卷扬机施工程序见下图
4.1卷扬机承载绳两端锚固施工
1#卷扬机承载绳上锚固点采用1根Φ60圆钢及2根Φ50圆钢，长度均为2m，竖向入岩1.5m及3根C32，L=6m,入岩5.5m,孔径为120mm,采用M25砂浆灌注密实。
2#卷扬机承载绳上锚固点采用6根C32，L=6m,入岩5.9m,外露0.1m,孔径为91mm,采用M25砂浆灌注密实,外侧双面焊制U型环。
1#、2#卷扬机下主锚固点均需与锚固基础内锚筋连接，锚固基础规格为4m×2m×1m（长×宽×高）基础面层设纵、横向钢筋（规格为C32，L=6m，@300mm）。
基础内锚筋采用19根竖向C32，L=4m,入岩3.5m,外露0.5m，要求基础内锚杆必须与基础面层钢筋连为整体。
4.2龙门架（支撑架）制安
架体的主要构件有骨架、吊篮、滑轮。
4.2.1骨架
龙门架骨架采用I16工字钢焊制而成，其龙门架底部基础插筋采用6C32，L=4m,入岩3.5m,外露0.5m加固焊接形成整体。
具体龙门架搭设形式详见附图WDD/DB-技[2015]-084-2/2。
4.2.2吊篮
是装载物料沿升降机导轨作上下运动的部件。
由φ22钢筋焊制而成，底板铺30MM的木板。
吊篮两侧应有高度不低于1M的挡板或挡网。
4.2.3滑轮
装在龙门架横梁上的滑轮称天轮、装载架体底部的滑轮称地轮，钢丝绳通过天轮、地轮及吊篮上的滑轮穿绕后，一端固定在横粱的销轴上，另一端与卷扬机卷筒锚固。
滑轮按钢丝绳的直径选用。
结合现场实际情况分别在右岸白沟自然边坡高程1296.50m及高程1153.5m附近修整一个约50m2～100m2的材料堆放平台，材料通过卷扬机运至该平台后，再经人工转运至工作面，具体转运材料重量和次数、距离，以现场实际发生及监理工程师签证为准。
同时考虑卷扬机在卷运材料过程中对白沟下方电站进水口施工的影响，在白沟高程1140m～1145m段增加一道规格为RXI-100被动防护网，被动防护网长度约为280m。
4.4安装卷扬机及承载钢丝绳
（1）卷扬机安装地点应平整。
卷扬机与基础或底架的连接应牢固，并应符合使用说明书的规定。
（2）卷扬机与载荷之间不应有可能发生危险或影响钢丝绳寿命的障碍物。
（3）卷扬机应固定牢靠，严防倾覆和移动，受力时不得横向偏移。
绑缚卷扬机底座的固定绳索应从两侧引出，以防底座受力后移动；然后和正后方地锚可靠连接。
（4）钢丝绳的绳端固接
钢丝绳应选用与其直径相应的绳卡，采用绳卡固接时，绳卡数量与钢丝绳直径有关，见表1。
工作绳卡数量不得少于3个，此外还应在尾端加一个安全绳卡。
绳卡间距不小于钢丝绳直径的6倍，绳头距安全绳卡的距离不小于140mm，并用细钢丝捆扎。
绳卡滑鞍放在钢丝绳工作时受力的一侧，U型螺栓扣在钢丝绳的尾端，不得正反交错设置绳卡，见上图。
表4与钢丝绳直径匹配的绳卡数
钢丝绳直径mm
<10
≥10～20
≥21～26
≥28～36
≥37～40
最少绳卡数目
3
4
5
6
7
4.5安装牵引绳及受料斗架
（1）卷扬机安装牵引钢丝绳卷绕在卷筒上的安全圈数应不少于3圈。
钢丝绳末端固定应可靠，在保留两圈的状态下，应能承受1.25倍的钢丝绳额定拉力；
（2）用调整导向轮位置的方法，使牵引钢丝绳从卷筒下方绕入卷扬机，以保证卷扬机的稳定；
（3）应尽可能保证钢丝绳绕入卷筒的方向在卷筒的中部与卷筒轴线垂直，以保证卷扬机受力的对称性，这样能使钢丝绳圈排列整齐，不致斜绕和互相错叠挤压，在使用过程中不因受侧向力而发生摆头；
（4）卷扬机与最后一个导向轮的最小距离不得小于25倍卷筒长度，以保证当钢丝绳绕到卷筒一端时，与中心线的夹角不大于1.5°；
（5）总体调试及运行。
4.6穿索
（1）在穿索之前将上、下锚点锚杆安装制作完毕，且强度达到要求。
（2）将卷扬机在现场就位安装完毕，并用锚杆将其锚固固定，锚固强度达到要求。
（3）直接利用卷扬机上的Ф14钢丝绳用作牵引绳，用钢丝同承重索绑扎，然后牵引至上锚点，穿越锚筋束，用绳卡将承重索固定、夹接。
绳卡间距满足要求。
（4）在下锚点处将承重索穿越锚筋束，用导链将承重索尽可能的拉直，最后用绳卡将承重索固定、夹接。
绳卡间距满足规范要求。
4.7施工前试运行
试运行包括卷扬机空载试运行、缆索动载试运行。
（1）卷扬机空载试运行：
主要检验卷扬机机械和电气设备运行情况，应保证卷扬机运行平稳，无异常现象。
在空载下将卷扬机打开，在各种速度下正向、反向各运行3min。
（2）缆索动载试运行：
主要检验动载下卷扬机机械和电气设备运行情况，检验金属结构的承载能力。
实验荷载分别是100%和110%的额定荷载，试验时，将起吊重量分别达到额定荷载的100%、110%，然后开启卷扬机，用牵引索牵引全程往返三次，每循环一次中间间隔10分钟。
5、劳动力使用计划
表5劳动力使用计划
序号
工种
使用人数
1
钻工
4
2
汽车司机
2
3
修理工
2
4
电工
4
5
电焊工
2
6
卷扬机操作工
4
7
普工
8
8
管理人员
4
9
合计人数
30
6、主要施工设备
表6主要设备表
序号
设备名称
规格
单位
数量
备注
1
手风钻
TY24
台
4
锚杆造孔
2
灌浆泵
BW100/100
台
2
注浆
3
吊车
8T
辆
2
吊运卷扬机
4
电焊机
BX3-500
台
2
焊接锚杆
5
运输车
5T
辆
2
拉运卷扬机
6
对讲机
部
6
通讯工具
7
滑轮
5T
个
10
7、安全质量保护措施
（1）在施工过程中，划分区域进行警戒，明确安全责任人，设专职安全员进行监控。
区域内进行封闭施工管理，闲杂人等不得进入。
（2）开机前应先检查制动器性能、钢丝绳接头、各紧固件及机体安装情况，发现不正常情况应立即排除。
（3）卷扬机不准超载操作。
（4）由于钢丝绳额定拉力为基准层最大静拉力，所以当钢丝绳超过基准层缠绕时，应按使用说明书中的规定进行。
（5）工作中突然断电时，应将控制器手柄或按钮置于零位，如果钢丝绳处于张紧状态，司机不得离开操纵位置。
（6）操作应按指挥信号进行，但对紧急停车信号，不论何人发出，都应立即执行。
（7）作后钢丝绳处于放松状态，切断电源，封闭电源开关。
（8）交接班时应作好记录，如有未排除故障必须通知接班司机。
（9）卷扬机不得用于运送人员。
（10）严禁用人力打开电力控制的制动器实行溜放。
（11）卷扬机上外露运动件，如开式齿轮、联轴器、皮带轮等。
凡在正常操作条件下有可能造成事故时，应设防护罩。
（12）露天工作的卷扬机应设置防雨棚，防雨棚设置后应不影响司机的操作和检查。
（13）卷扬机用于起吊重物时应安装上升超行程限位开关。
（14）卷扬系统（包括卷扬机、支架、钢丝绳等）使用期间，要做好定期检修及维护保养。
8、附件
1、附图WDD/DB-技[2015]-084-1/2、右岸白沟自然边坡卷扬机安装布置图；
2、附图WDD/DB-技[2015]-084-2/2、龙门架结构图。
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