升船机

构皮滩垂直升船机第二级船厢室塔柱高度为152.5m，建筑总高度为176.5m，该两项参数指标均居世界第一，如何确保在如此高度下的垂直升船机快速施工，解决船厢室施工精度控制、混凝土入仓、温控及抗裂等施工中的难题，合理组织施工、按期完建是该项目研究的关键。 构皮滩第二级垂直升船机具有单级建筑高度、提升高度高等特点，通过本项目的研究可以指导工程快速施工，并对节约国家投资、促进基本建设的发展具有重要意义。项目建成后，500吨级船舶可从乌江渡航行至重庆涪陵，将极大地增强乌江航运的辐射能力，发挥更好的社会效益。

金沙江向家坝水电站为国家重点工程，是实现“西电东送”的骨干工程，工程的开发任务以发电为主，同时改善航运条件，兼顾防洪、灌溉，并具有拦沙和对溪洛渡水电站进行反调节等作用。工程建筑物主要由混凝土重力挡水坝、左岸坝后厂房、右岸地下引水发电系统及左岸河中垂直升船机等组成。大坝挡水建筑物从左至右由左岸非溢流坝段、冲沙孔坝段、升船机坝段、坝后厂房坝段、泄水坝段及右岸非溢流坝段组成，坝顶高程 384.00m，最大坝高 162m，坝顶长度 909.26m。向家坝大型重力坝分两期施工。一期先进行左岸施工，在一期基坑中进行左岸非溢流坝段、冲沙孔坝段的施工，并在非溢流坝及冲沙孔坝段内共留设 6 个 10m×14m(宽×高)的导流底孔及宽 115m的缺口；同时在一期基坑中进行二期混凝土纵向围堰、上下游引泄水渠等项目的施工，由束窄后的右侧主河床泄流及通航；二期进行右岸施工，待导流底孔和缺口具备泄水条件后，拆除一期土石围堰的上、下游横向部分，进行主河床截流；在二期基坑中进行右岸非溢流坝、泄水坝段、消力池、左岸坝后厂房及升船机等建筑物的施工，由左岸非溢流坝段和冲沙孔坝段内留设的 6 个导流底孔及高程 280 m、宽 115 m 的缺口联合泄流。

本项目研究立足于解决升船机重点水域障碍物对船舶通航及设备运行影响的实际问题，通过对障碍物的特性、分布规律以及对设备设施和船舶航行的影响进行研究，分别设计漂、悬浮物、底部沉积物以及渔网（或类似渔网带状物）清理装置并提出清理方法，并通过研制样机在三峡升船机现场进行功能试验，验证其可行性。通过项目研究降低障碍物对环境、升船机设备和船舶航行的影响，确保通航安全，促进生态环境保护。

三峡升船机混凝土平衡重块是目前世界上最大最重的单件混凝土平衡重块，整体制造一次成型，重量误差要求控制在1%以内，均为国内之最，该产品的顺利生产创造了业界先例。三峡升船机超大薄型高精度混凝土平衡重块制造技术研究在充分调研、尽量采用新设备、新技术、新工艺的同时，根据项目具体情况，进行了混凝土平衡重块制造的精确下料精准控制、脱模台座、薄型超大混凝土块安全转运等施工技术研究。研究成果的应用保证了高精度混凝土平衡重块制造质量及安全生产。该项目研究将混凝土浇筑与金结制造、机电控制技术相结合，整套施工工艺成熟、在国内外同类技术中处于领先水平，值得广泛推广应用。目前，该技术已成功推广应用至向家坝升船机项目施工中。

向家坝升船机和三峡升船机是世界.上规模最大的齿条爬升螺母柱保安式垂直升船机，分别使用128根ψ 76mm和256根φ74mm高碳钢钢丝绳平衡船厢和配重的重量，钢丝绳最大承载15000多吨，钢丝绳长度均超过140m。由于高碳钢丝绳回旋力很大，安装过程中无法避免钢丝绳的自由回旋造成的扭转，扭转会造成-定程度的松股，无法达到设计和出厂验收的受力状态，对钢丝绳寿命和安全造成影响。因此，钢丝绳安装完毕，必须设法将钢丝绳加力扭转至出厂状态。首要的任务是准确辨识钢丝绳的扭转圈数，实施过程中，使用高清摄像机录像查看和人工爬软梯查看，均无法有效完成辨识工作。需要- -种能够方便而准确地辨识钢丝绳扭转圈数的方法。 升船机钢丝绳安装多采用牵引挂装方式和放绳方式，即将成盘缠绕的钢丝绳卷简置于船厢上，使用顶部机房起重设备牵引绳头自下而上至最高处绕过顶部滑轮;或者将成盘缠绕的钢丝绳卷简置于顶部机房，使用绞盘和起重设备自上而下放绳。因此，钢丝绳安装完毕，必须设法将钢丝绳加力扭转至出厂状态。钢丝绳出厂预拉伸后沿长度方向有一条颜色突出的全程标记线。扭转前要做的一项工作是必须准确辨识钢丝绳的扭转圈数，实际安装时有使用高清摄像机录像查看和人工爬软梯查看。由于升船机高差太大和船厢室宽度受限，使用高清摄像机会造成变焦过大，容易跑焦，且仰角过大无法准确定位人工爬软梯方式安全风险高，且工作量大，边爬边查看对人员身体和技术要求高，效率极低。采用定点录像和人工爬软梯查看的方法均不能很好地满足需求。本成果主要研究升船机长粗钢丝绳扭转辨识的方法。 升船机钢丝绳作为平衡系统重系统的主要承力部件，在施工过程中面临诸多技术难点，长粗钢丝绳扭转的辨识方法更是鲜见于文献。

我公司承建的三峡升船机、向家坝升船机均为齿轮齿条垂直爬升式升船机，属于超高层薄壁混凝土建筑物，受进度及施工程序约束，金结施工与土建施工形成了多重立体交又作业，由于现场施工点多面广、高差巨大、且存在交叉作业，给现场安全管理带来了严峻挑战，在模板施工安全、金结施工安全、顶部梁系施工安全、高空作业平台施工安全等方面体现的尤为明显，安全控制难度远超一般的水利工程。我公司针对上述问题开展了专项技术研究，形成了特大型升船机施工安全控制 关键技术，成功解决了上述问题。 本技术成功应用于三峡升船机，并推广应用至向家坝升船机工程中，升船机建设做到了安全、优质、高效，达到了各项高标准指标要求。该技术的成功应用有效降低了大型升船机施工过程中的安全风险，提高了施工效率，其首次在大型升船机建设安全控制方面的成系统的摸索总结具有重大的现实意义，对于建设过程中需要重点关注的控制项目及方法进行了总结，为以后的大型升船机建设起到了很好的借鉴意义，目前国内大型、巨型水电站升船机建设处于高峰期，该成果具有广阔的推广应用前景。

本项目采用安装定位调整技术首次在大型齿轮齿条爬升式垂直升船机的成功应用，基本解决了齿条、螺母柱及其二期埋件群高精度安装的施工难题，探索出了齿条、螺母柱及埋件群精确、快速、定位调整安装及变形控制方法。测量投点调控技术的成功应用，从根本上解决了使用全站仪时多次校核的整端，同时也基本解决了因存在盲区导致控制点移位而引起的累计误差增加及大角度下测量误差过大问题。采用电磁波测距高程传递法，操作简单，作业人员少，速度快，工效高（比传统的高程传递法高5倍），从根本上解决了测量高程传递的局限性，不受高度限制可一次性传递到位；实现了高精度测量控制，比传统的高程传递法（钢尺传递法）精度提高了2-3倍。辅助测量装置的成功应用，彻底解决了因建筑物高而无法精密测量高部位高程的技术难题，基本解决了因现场条件差而无法为金属结构安装过程中提供稳固测量基准位置的难题，且大大提高工作效率，节约了生产成本。 齿轮齿条爬升式垂直升船机齿条、螺母柱及其埋件安装施工工法采用专用调整工装及投点调控技术，解决了安装单元精确快速定位及避免调整后的反弹这个关键复杂技术难题，优质高效完成了三峡升船机齿条螺母柱及其埋件安装。目前国内大型、巨型水电站升船机建设处于高峰期，应用前景广阔，目前向家坝升船机已成功应用该技术。可广泛在行业全面推广应用。