超深竖井吊运设施起升钢丝绳防缠绕技术研究

超深竖井吊运设施起升钢丝绳防缠绕技术研究

张光耀

大唐乡城水电开发有限公司

[摘要]在竖井施工中，通常要在井口安装一套吊运设施以满足设备、材料运输，吊运设施的吊距由竖井深度决定。针对深度较大、吊距较大的竖井，吊运设施在吊运物体时受偏心力影响，吊运物体容易发生旋转，造成起升钢丝绳缠绕，对施工进度、施工安全造成影响。本文针对超深竖井吊运作业研究一套防止起升钢丝绳缠绕的装置，以使竖井施工顺利进行。

关键词  超深竖井  吊运设施  起升钢丝绳  防止缠绕

1、概述

古瓦水电站调压井工程为埋藏式调压井，主要包括上室交通洞、上室1、上室2以及竖井工程。上室交通断面为城门洞型，长174.00m，宽×高为6.20m×7.04m；上室1和上室2断面亦为城门洞型，宽×高皆为9.00m×12.21m，上室1长140.00m，上室2长121.20m，上室1和上室2以竖井中心为0+000桩号布置在竖井两侧。

调压井竖井主要由穹顶和井筒组成，穹顶上部为球冠型，开挖高度为15.20m；竖井为圆柱形，开挖深度为131.20m、直径为14.20m~15.20m。由于竖井深度较大，吊运设施的起升钢丝绳在吊运过程中发生缠绕，对竖井开挖施工造成极大影响。

2、施工过程中的关键技术

（1）在超深竖井施工中，制作一个防缠绕装置。防缠绕装置利用可上下滑动的弹力拉线对称牵拉吊篮，使吊篮在起升过程中不发生平向旋转，以防止超深竖井吊运设施的起升钢丝绳缠绕；

（2）将钢管一侧锯开豁口，豁口方向朝向竖井中心线。无豁口侧使用插筋与井壁连接牢固，有豁口侧作为防缠绕装置滑块的轨道；

（3）井口处的豁口钢管向井口外弯曲15cm，豁口方向朝上，既可以保证拉线的滑块到达井口不会被直接拉出，又可以保证滑块可以方便装卸。

（4）豁口钢管制作的滑轨底部设置简易挡板，既可以保证拉线滑块到达井底时不会直接滑落，又可以保证在竖井下挖时方便滑轨向下顺接。

（5）在豁口钢管制作的滑轨内部涂刷润滑油，能够使滑块更顺利地上下滑动。

（6）弹力拉线顶端拉钩勾住吊篮的拉环，尾端钢球滑块镶嵌在豁口钢管内，中间弹簧提供拉力。两根拉线同时受力，保证吊篮不发生平向旋转。

（7）在两根弹力拉线距滑块1.0m左右位置皆安装一条软性牵引绳，软性牵引绳可以被井口两侧的施工人员使用铁钩勾取，由软性牵引绳在井口控制弹力拉线，吊篮平向行走时将拉线滑块自豁口钢管内取出，保证不影响吊篮的平向移动。

3、实施措施

结合井口吊运设备制作一种防止起升钢丝绳缠绕的装置，吊运设备及防缠绕装置示意图如下：

吊运设备及防缠绕装置示意图

3.1防缠绕装置安装方式

沿竖井轴线方向在井壁两侧各安装一根安装带豁口的钢管作为滑轨，钢管豁口方向正对竖井中心，钢管无豁口侧与井壁连接牢固。井内滑轨必须竖直，随竖井开挖深度增加而向下延伸，滑轨最底部设置活动式挡板。在滑轨井口处要弯出15cm，转弯处做成圆弧形，弯出的滑轨豁口方向向上，无豁口侧与井口平面连接牢固。

选择两个拉力大小合适的弹簧，弹簧两端连接钢丝绳，一端的钢丝绳端部连接一个拉钩，另一端钢丝绳的尾部连接一个钢球，钢球大小应能够在豁口钢管内自由滑动但不会被拉出钢管的豁口为宜，该组合体作为防缠绕装置的拉线。

在拉线上距钢球1m左右部位绑扎一软绳，软绳不少于两个龙门架的距离。

防缠绕装置细部图如下：

井口处滑轨示意图                             拉线示意图

3.2防缠绕装置工作原理

拉线的拉钩与吊篮底部焊接的拉环连接，拉线的钢球镶嵌在豁口钢管制作的滑轨内。吊篮提升或下放时，拉线与水平方向会呈一定夹角，拉动钢球在滑轨内移动，拉线在吊篮提升或下放的全过程中受力，可以保证吊篮不会平向转动，从而保证升降钢丝绳不会发生缠绕。

（1）当吊篮在井底准备起吊时，井下人员检查拉线的钢球是否镶嵌在滑轨内、活动式挡板是否挡在滑轨下口。如若没有，则需要将拉线的钢球镶嵌在滑轨内、活动式挡板挡在滑轨下口。

（2）当吊篮提升至井口时，拉线的钢球到达钢轨井口转弯处，此时在井口滑轨附近的工作人员使用铁钩将拉线上的软绳勾起，一手拉近软绳，一手将拉线的钢球自滑轨内取出。之后可以开动平移卷扬机使吊篮向上室1方向平移，站在上室2的人员松开拉线，随吊篮的远离缓慢松放软绳，使拉线随吊篮远离自己，但软绳控制在自己手里；同时上室1的人员松开拉线，随吊篮的靠近缓慢收紧软绳，直至吊篮平移至上室1井口处，两侧的人员固定软绳，之后离开。

（3）当吊篮准备下放时，开动平移卷扬机使吊篮向竖井中心方向平移，在井口滑轨附近的人员拉起软绳，站在上室2的缓慢收紧软绳，同时上室1的人员缓慢放松软绳，待吊篮到达竖井中心时两侧人员通过软绳将拉线的钢球拉向自己，然后将钢球镶嵌在滑轨内，再将软绳轻轻抛入井内，之后离开。

4、实施效果

（1）通过对“超深竖井吊运设施起升钢丝绳防缠绕技术”的研究，古瓦水电站调压井竖井设备、材料能够顺利运输至井底工作面，施工进度得到加快、施工安全得到保障。

（2）本装置不受吊距限制，无论吊距大小皆可以达到起升钢丝绳不发生缠绕的效果，同时本装置不会影响吊运系统 “平向行走、竖向吊运” 的性能，在埋藏式竖井、露天式竖井中皆可使用。

（3）本装置制作简单、操作方便、造价低廉，可以加快施工进度、降低安全风险、增加经济效益。

5、结语

竖井作为水电站的重要组成部分，施工难度大、危险性高、工期紧，容易成为“卡脖子”工程。本文立足于超深竖井施工，以古瓦水电站调压井竖井开挖为依托，研究一套在超深竖井施工中防止吊运设施起升钢丝绳缠绕的技术，加快施工进度、降低安全风险、增加经济效益，希望能够对类似工程提供有益的经验。

参考文献：

[1]赵洪书，何旭.超深竖井施工技术简介[J].科技信息建筑与工程.2011年第11期.

[2]潘尽华.浅谈溪洛渡水电站深竖井开挖及混凝土施工安全管理[J].建筑工程技术与设计.2014年第03期.

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[4]卢代权，许东升.泥炭质板岩斜向岩层条件下埋藏式竖井施工关键技术[A].中国水运.第16卷.2016年第4期.

作者简介：

张光耀（1976-），男，河北永清人，工程师，大学本科，大唐乡城水电开发有限公司工程管理部主任，从事建设工程管理与技术工作多年。