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金刚石绳锯切割技术在仙居抽水蓄能电站球阀基础板螺栓孔错位处理中的应用

1 工程概况及存在问题

浙江仙居抽水蓄能电站球阀基础混凝土采用三期进行浇筑,先进行底板混凝土浇筑,再进行球阀支墩混凝土的浇筑,待球阀基础板及固定螺栓安装固定、调整完成后再进行三期混凝土的浇筑。其结构形式见图1。

图1 球阀基础结构形式示意图

2015年8月15日,施工单位在1#机组球阀吊装过程中,发现球阀本体支座上的把合螺栓孔与球阀预埋基础板上的螺栓孔错位,无法安装连接螺栓,造成吊装工程无法进行,需要尽快研究处理,不长时间影响工期。

经过现场测量,球阀本体支座上的4个螺栓孔间距为400×450×400mm,与球阀预埋基础板上4个螺栓孔间距为400×400×400mm不相符。4台球阀基础支座上的螺栓孔均与球阀本体支座上的螺栓孔位置不符,需要全部进行调整和现场处理。

2 处理方案的确定

(1)由球阀供货厂家重新加工4台机组的球阀基础预埋板,以满足现场安装的要求。

(2)考虑到1#、2#球阀基础三期混凝土已经施工完成且球阀预埋基础板的地脚螺栓无法凿除重新安装,1#、2#预埋基础板重新加工时应按照现场实际尺寸加工预埋基础板上的地脚螺栓孔孔位,以便与已经预埋的地脚螺栓配合。

(3)对已经浇筑完成的1#、2#球阀基础三期混凝土进行破解凿除处理,并拆除已经预埋的球阀基础板,对新老混凝土结合面进行凿毛处理,待新提供的球阀基础预埋板供货到位且安装调平完成后,重新浇筑同标号的球阀三期混凝土。

针对1#、2#球阀基础三期混凝土进行破解凿除处理,共提出两种方案,方案一人工凿除,方案二采用金刚石绳锯切割方案。

考虑到球阀三期混凝土为C60sika混凝土,混凝土强度较高,且三期混凝土与球阀基础预埋板的间距仅为23cm,空间狭小且球阀基础预埋板厚85mm,采用人工凿除并破碎混凝土难度大,且施工效率低,时间长且施工成本高。经过大家共同协商讨论最终决定选取省省力且成本低的方案二施工,即采用金刚石绳锯进行处理。

3 金刚石绳锯切割施工

3.1 金刚石绳锯的工作原理

金刚石绳锯机可以由液压马达或电机驱动,金刚石串珠绳切割时通常为闭合环状式,依靠安装在轨道上的设备以理想的速度驱动。其运动原理为主运动系统的驱动装置带动驱动轮旋转,使张紧的金刚石串珠绳做循环运动,实现切向进给运动,并保持所需要的线速度;同时进给系统驱动装置带动机体沿轨道做直线运动,实现金刚石串珠绳的径向进给运动;张紧装置可以保证金刚石串珠在工作过程中始终处于张进状态,保证切割所需适当恒定的张紧力。

3.2 切割施工的程序

采用的金刚石绳锯型号为DSM-10A,额定功率为10kW,驱动轮直径为600mm,额定电压为400V-50/60Hz,钢丝线的速度为0~27m/s,最大工作压力为21MPa,最大切割面积为20m2

根据球阀基础板三期混凝土的结构特点以及切割过程中保护已经安装的地脚螺栓的目的对切割区域进行合理的分块,先进行垂直切割线的切割,待垂直切割线切割完成后,再进行水平切割线的切割。

切割完成后移走切割体,然后再采用人工对地脚螺栓孔位置少量残留混凝土进行凿除和清理,并将基础切割面充分凿毛,然后重新安装基础板,浇筑三期混凝土。

3.3 切割施工的准备工作

(1)考虑到球阀基础结构的工作面狭小,在施工前先在球阀基础四周采用脚手架+5cm厚的木板搭设工作平台,并在平台四周设置安全防护栏杆和上下同行的安全通道,确保绳锯施工的空间和操作人员的安全。

(2)其次布置好施工用电,并接好冷却水管。

(3)最后做好球阀基础四周的排水设施,确保施工现场的文明施工。

3.4 切割施工工艺

(1)基础放线结合球阀基础三期混凝土的结构形式及地脚螺栓孔的位置,水平切割线为二三期混凝土分界线处,垂直切割边界为螺栓孔外侧边缘线,施工前对水平和垂直切割线的位置进行放线确定,并用红色油漆标注具体。

(2)穿绳孔沿放样的切割线位置,先在水平与垂直切割线交叉处采用电钻钻准50的水平孔,用于穿金刚石串珠绳。

(3)固定绳锯机及导向轮用地脚螺栓固定绳锯主脚架及辅助脚架,导向轮的安装要确保稳定,以便于在切割过程中转向轮和穿绳孔的中心线一致。

(4)安装绳索按照确定的施工顺序,先进行垂直切割孔的切割,然后由边块依次切割。金刚石串珠绳采用铁丝牵引由穿绳孔的一侧传入另外一侧。安装时按照设备的运转方向将金刚石串珠绳按一定的顺序缠绕在主动轮和辅助轮上。

(5)切割启动电动马达,通过控制主运动系统的驱动装置带动驱动轮旋转,在次过程中调整张紧装置和导向机构确保金刚石串珠绳能够基本保持张紧状态。然后开启金刚石串珠绳的冷却水管,确保张紧的金刚石串珠绳做循环运动,直至单个切割块切割完成。

3.5 切割施工的控制要点

(1)金刚石绳锯安装要牢固,特别是确保导向轮的边缘与穿绳孔的中心对准,以保证在切割过程中切割面的有效切割。

(2)在金刚石绳锯安装串珠绳的时候注意金刚石串珠绳的安装方向和主运动系统的旋转方向一致,且串珠绳在安装前要检查各个环的外径使其大小均匀一致,其差要小于0.2mm,以保证全长上各金刚石环均匀磨损。

(3)重点关注金刚石绳锯的连接质量。

绳锯的接头长度为两头钢丝绳裸露的长度,在连接时将两头裸露的钢丝绳插入钢质接头,且要保证接头和相邻的串珠无间隙。采用金刚石绳锯专用液压钳,将接头扣压紧。扣压时,先将接头中部置于液压钳内扣压,每旋转90°扣压一次;然后将接头两端置于液压钳内一次扣压;最后将接头中部再次置于液压钳中扣压。扣压后检查接头,用角磨机将飞边和毛刺去除干净。

(4)在施工现场做好相关的安全防护工作,特别是做好用水和用电的安全管理,在绳锯的切割方向严禁站人。

3.6 切割施工的效果

采用金刚石绳锯切割技术处理仙居抽水蓄能电站球阀基础板螺栓孔错位问题,比传统的采用人工凿除的方法大大提高了施工功效,缩减了处理工期,取得了较好的施工效果。

4 结束语

通过在仙居电站球阀支座处理施工成功应用,不仅节约了工期,也降低了施工成本。随着人们对金刚石切割技术的认识和了解,希望金刚石锯切割技术将会被更广泛的应用于其他相关领域。

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