一种压力钢管竖井翻转下放方法与流程

本发明涉及压力钢管竖井施工，特别是一种压力钢管竖井翻转下放方法。

背景技术：

1、目前压力钢管引水是抽水蓄能电站或水利引水工程建设中采用较为普遍的一种引水方式，多数项目建设为减少投资，引水系统采用长竖井用来提高水头，因此长竖井压力钢管被越来越多的应用，此类长竖井引水系统中，一般包括上平洞、竖井和下平洞。随着抽水蓄能电站的发展，长竖井的压力钢管安装施工项目将会越来越多，适用于竖井压力钢管吊装施工的相关装置也将被迫切需要。

2、当前在针对洞内竖井压力钢管安装施工时，常用的施工方式是将顶部局部扩挖，然后在顶部两侧预浇筑吊梁安装砼基础，通过安装桥式起重机进行钢管的吊装下放施工，钢管一般是以管口向上的方式运输进洞，便于吊装。在针对洞外竖井压力钢管安装施工时，多采用门式起重机进行钢管的吊装下放施工。

3、按照目前的竖井钢管吊装施工方法，在洞内施工竖井压力钢管时，通过顶部扩挖布置桥式起重机的方式，因上平洞竖向高度限制，可以实现洞内3m长钢管管节的吊装下放。当上平洞顶部开挖尺寸足够时，对于小口径管节，最长可以以6m长度吊装下放，但无论3m还是6m的钢管管节，必须以管口向上的方式运输进洞。

4、当上平洞已经开挖成型导致无法扩挖时，顶部不能布置桥式起重机或吊点，洞内只能采用门式起重机进行下放施工，但门式起重机在洞内有限高度空间且没有吊点的情况下自身的安装难度很大，且现有方案最长只能满足6m长度管节的吊装下放，且很难将钢管从水平状态翻转至垂直状态，若遇到超长竖井（高度超过300m）时，施工工期难以保证，亟需一种新的施工设备进行洞内9m或12m超长管节的吊装下放施工。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对现有技术的竖井压力钢管的安装方法，采用将竖直状态的压力钢管在上平洞水平运输至竖井洞口进行吊装，因上平洞高度限制，存在单次安装的压力钢管较短，而遇到超长竖井时，施工工期难以保证的问题，提供一种压力钢管竖井翻转下放方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种压力钢管竖井翻转下放方法，包括以下步骤：

4、s01、将沿上平洞纵向放置的压力钢管运输至竖井洞口；

5、s02、在竖井洞口处将纵向放置的压力钢管翻转后使其下部位于竖井内，且翻转后的压力钢管呈竖直状态；

6、s03、下放压力钢管至竖井内指定安装位置。

7、采用上述压力钢管竖井翻转下放方法，能够水平运输纵向放置的压力钢管至竖井洞口，相比于在水平洞内运输竖向放置的压力钢管，在水平洞内运输纵向放置的压力钢管的长度可以更长，且水平洞运输更长的纵向放置的压力钢管在竖井洞口处后，能够在竖井洞口处更大的空间翻转成竖向并进入竖井内，进而能够在竖井洞口处竖向下放压力钢管到指定位置，这种压力钢管竖井翻转下放方法，单次能够运输、下放的压力钢管更长，能够缩短施工工期。

8、优选的，采用翻转下放装置对压力钢管进行翻转和下放，翻转下放装置包括主起升机构和副起升机构，主起升机构和副起升机构均具有或能够连接吊索，主起升机构的吊索具有第一吊点，副起升机构的吊索具有第二吊点，主起升机构的吊索能够收短和放长用于改变第一吊点的高度，副起升机构能够收短和放长用于改变第二吊点的高度，第一吊点和第二吊点沿第一方向间隔设置，第二吊点的位置在第一方向可以调整，第一吊点和第二吊点在第一方向的相对位置可以调整，第一方向为水平方向；

9、通过第一吊点和第二吊点连接压力钢管的两端。

10、翻转下放装置，在主起升机构通过吊索吊住压力钢管一端时，通过副起升机构的吊索下放压力钢管另一端，使得能够以第一吊点为转动中心，下放第二吊点使得压力钢管能够翻转，且翻转过程中，能够通过调整第二吊点在第一方向的位置，第一吊点和第二吊点在第一方向的相对位置可以调整，使得在第二吊点能够在第一方向靠近或者远离第一吊点，以适应压力钢管翻转后与第二吊点的位置关系，使得可以从水平纵向放置状态翻转为竖直状态；其能够实现压力钢管的翻转和下放。压力钢管能够在上平洞纵向放置并运输至竖井洞口后利用翻转下放装置进行翻转和下放，压力钢管单次运输安装的长度能够更长，这种方式能够提高单次安装长度，进而缩短安装周期，遇到超长竖井时，施工工期也能更好的保证。

11、且能够借助主桁架完成主起升机构和副起升机构的吊索的布设，可以不将主起升机构和副起升机构通过水平洞拱顶设置，且这种方式不需要在上平洞顶部设置吊点或吊机，减少水平洞拱顶的施工，施工更加简单。且这种方式不需要在上平洞顶部设置吊点或吊机，施工更加简单。

12、优选的，第一吊点的位置在第一方向可以调整，采用翻转下放装置对压力钢管进行水平运输、翻转和下放，单次能够运输、下放的压力钢管更长，能够缩短竖井压力钢管的安装工期，且不需要在上平洞顶部设置吊点或吊机，使用更加简单。

13、优选的，翻转下放装置包括主桁架、主起升机构和副起升机构，主起升机构和副起升机构均具有或能够连接吊索，主起升机构的吊索具有第一吊点，副起升机构的吊索具有第二吊点，主起升机构的吊索能够收短和放长用于改变第一吊点的高度，副起升机构能够收短和放长用于改变第二吊点的高度，第一吊点和第二吊点沿第一方向间隔设置，第一方向为水平方向，主起升机构和副起升机构均设置于主桁架上部，主起升机构和副起升机构沿第一方向间隔设置，主起升机构和副起升机构的吊索都经过主桁架的上部向下，第一吊点和第二吊点位于主桁架的上部下方，主起升机构靠近第一吊点，副起升机构靠近第二吊点，主桁架上部的下方具有翻转空间，主桁架的底部设有第一行走机构,第一行走机构能够带动主桁架沿第一方向移动，副起升机构能够在主桁架上沿第一方向靠近或远离主起升机构，使得第二吊点的位置在第一方向可以调整，且使得能够调整第二吊点相对第一吊点在第一方向的位置。

14、上述翻转下放装置，通过第一行走机构能够带动主桁架移动，进而能够实现压力钢管的水平运输。且第一行走机构带动主桁架移动，能够改变主起升机构和副起升机构的位置，进而改变压力钢管上对应吊点关于上平洞的位置关系；且副起升机构能够在主桁架上靠近或远离主起升机构，能够改变压力钢管上两端吊点的位置关系，进而在竖井洞口处，能够通过改变主起升机构、副起升机构和上平洞之间的位置关系，来避免压力钢管翻转时与竖井洞口产生碰撞等，以及能够调整钢绳的受力角度，保证受力安全，这能够进一步提高可翻转的压力钢管的长度，甚至可达到9m甚至12m。且其在水平洞内能够运输压力钢管的距离更远。

15、优选的，在竖井洞口处进行压力钢管翻转的过程中，通过主起升机构将压力钢管一端吊起，通过副起升机构将压力钢管另一端下放，直至压力钢管翻转为竖直状态；

16、其中，在副起升机构将压力钢管另一端下放的前、中和/或后，通过翻转下放装置整体和/或副起升机构沿上平洞纵向进行移动，避免压力钢管翻转过程中与竖井洞口发生碰撞。

17、优选的，运输、翻转和下放的步骤如下：

18、在步骤s01之前，通过主起升机构和副起升机构的吊索将纵向放置的压力钢管吊起呈纵向放置状态，使得主起升机构的吊索末端的第一吊点连接压力钢管一端的主桁架横向左右侧面的竖向中部，使得副起升机构的吊索末端的第二吊点连接压力钢管另一端的上侧；

19、步骤s01、通过翻转下放装置的第一行走机构带动主桁架和压力钢管整体沿隧道纵向移动，使得将压力钢管运输至竖井洞口，且压力钢管的两端位于竖井洞口的两侧；

20、步骤s02如下：

21、s02a、通过副起升机构下放压力钢管对应端，同时副起升机构向竖井洞口的副起升机构所在一侧沿上平洞纵向移动；

22、s02b、继续通过副起升机构下放压力钢管对应端，同时副起升机构向竖井洞口的主起升机构所在一侧沿上平洞纵向移动；

23、s02c、翻转下放装置整体向竖井洞口的副起升机构所在一侧沿上平洞纵向移动，使得压力钢管接近竖井洞口的副起升机构所在一侧；

24、s02d、继续通过副起升机构下放压力钢管对应端，同时副起升机构向竖井洞口的副起升机构所在一侧沿上平洞纵向移动，直至压力钢管接近竖井洞口的主起升机构所在一侧；

25、s02e、重复步骤s02c-s02d，直至压力钢管处于竖直状态；

26、s02f、翻转下放装置整体向竖井洞口的副起升机构所在一侧沿上平洞纵向移动直至压力钢管的轴心到达竖井的轴心。

27、主起升机构和副起升机构连接压力钢管的位置保证了水平运输、翻转以及竖直下放的稳定。在上述吊点位置下，通过上述方法，调整吊点位置，保证吊索竖直状态，受力最好，同时能够保证压力钢管不会与竖井洞口碰撞，保证压力钢管质量。但基于施工误差和实际调整情况，副起升机构的吊索可以与竖直状态具有10°以内的夹角，即不处于完全竖直的状态，但控制副起升机构的吊索处于完全竖直状态会更好。

28、优选的，在通过主起升机构和副起升机构的吊索将纵向放置的压力钢管吊起呈纵向放置状态前；

29、先在上平洞的横向两侧底部铺设沿上平洞纵向设置的第一行走轨道，使得第一行走轨道位于上平洞连接竖井的两侧外，然后将翻转下放装置的主桁架的底部的第一行走机构架设在第一行走轨道，使得第一行走机构能够在第一行走轨道上移动。

30、将主起升机构和副起升机构的相对位置沿上平洞纵向设置，上述设置使得能够将压力钢管沿上平洞纵向水平运输，且能够避开竖井，使得主桁架能够纵向架设在竖井的两侧，并能够对翻转下放装置运输纵向设置的压力钢管进行导向，保证水平运输位置的准确性，有利于压力钢管在竖井洞口的翻转。

31、优选的，在步骤s01-s02之间，将压力钢管两端提升，使得连接压力钢管的第一吊点和第二吊点的高度均接近副起升机构的底部。

32、对于具有导角的竖井洞口，不提升压力钢管的高度，也可能实现压力钢管在竖井洞口的翻转；而对于不设置导角而呈直角的竖井洞口，通过提升压力钢管的高度，使得满足相应的翻转空间。

33、优选的，在步骤s01之前，副起升机构的吊索末端通过自动插拔销装置连接压力钢管另一端的上侧；

34、当压力钢管竖直时，自动插拔销装置自动脱销使得副起升机构的吊索脱离压力钢管；

35、在步骤s03中，利用主起升机构的吊索下放压力钢管到安装位置。

36、在压力钢管下放时，只通过主起升机构提供竖向拉力，避免副起升机构资源的浪费。

37、优选的，在水平运输压力钢管前，还包括在上平洞内对压力钢管的焊接施工。使得在上平洞内运输压力钢管更加方便。

38、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：1、本发明所述压力钢管竖井翻转下放方法，能够运输纵向放置的压力钢管至竖井洞口，相比于在水平洞内运输竖向放置的压力钢管，在水平洞内运输纵向放置的压力钢管的长度可以更长，且水平运输更长的纵向放置的压力钢管能够在竖井洞口处更大的空间翻转成竖向并进入竖井内，进而能够在竖井洞口处竖向下放压力钢管到指定位置，这种压力钢管竖井翻转下放方法，单次能够运输、下放的压力钢管更长，能够缩短施工工期。

39、2、本发明所述压力钢管竖井翻转下放方法，采用本发明所述翻转下放装置对压力钢管进行运输、翻转和下放，单次能够运输、下放的压力钢管更长，能够缩短竖井压力钢管的安装工期，且不需要在上平洞顶部设置吊点或吊机，使用更加简单。

40、3、本发明所述压力钢管竖井翻转下放方法，通过主起升机构和副起升机构的吊索将纵向放置的压力钢管吊起呈水平状态，使得主起升机构的吊索末端连接压力钢管一端的左右侧面的竖向中部，使得副起升机构的吊索末端连接压力钢管另一端的上侧，主起升机构和副起升机构连接压力钢管的位置保证了水平运输、翻转以及竖直下放的稳定；且能够调整第一吊点和第二吊点位置，保证吊索竖直状态，受力更好，同时能够保证压力钢管不会与竖井洞口碰撞，保证压力钢管质量。