学文网摘要：水电站是我国国民经济发展的重要基础设施，近年来，随着市场经济的不断发展，我国水利水电行业获得了长足的发展，在水电站工程建设方面取得了巨大的成就。压力钢管制安工程属于水电站建设工程的一部分，对于压力钢管制安施工的工艺研究与质量控制，可以有效促进水电站整体质量目标的实现。水电站压力钢管制安的施工重点在于压力钢管材料质量控制、钢管下料及卷板钢管纵缝焊接、校圆、环缝组焊等。本文对某水电站压力钢管制安施工从施工流程出发，提出了质量控制的措施，以保证压力钢管工程的质量和水电站整体的质量。
关键词：水电站；压力钢管；制造；安装；焊接
中***分类号；TV732.4+1文献标识码：A
一、工程概述
某水电站设有7条平行的引水管道，采用单管单机布置方式。每条压力管道长度从268m～342m不等，管道内径为9.0m。压力管道下弯段和下水平段为压力钢管，钢管靠近厂房的部位通过渐变段内径从9.0m变为7.2m与蜗壳相接。压力管道全线采用16MnR钢板制作，板厚为10～30mm。闸门包含冲砂闸工作及检修闸门，进水口拦污栅栅叶，沉沙池出口冲沙闸门及门槽，隧洞进口工作闸门及门槽，支洞封堵闸门及门槽。
二、压力钢管制安施工的材料管理
（一）钢材
1、钢结构工程的钢材应按施工***纸规定的品种和规格进行采购，钢材的材质应符合现行国家标准。
2、钢材应存放在干燥通风的仓库内，注意防止锈蚀和污染。
3、钢材应分类堆放，挂牌注明品种、规格和批号，搁置稳妥，防止变形和损伤。
（二）焊接材料
1、焊接材料应按施工***纸的要求选用，并应符合现行国家标准。
2、焊条、焊丝、焊剂应符合现行国家标准《碳钢焊条》、《低合金钢焊条》、《焊接用钢丝》、《二氧化碳气体保护焊用焊丝》、《碳素钢埋弧焊剂》和《低合金钢埋弧焊用焊剂》等的规定。
3、焊接材料应密封贮存，防止受潮变质，库房内温度不应低于5oC，相对湿度不大于70％。
（三）螺栓连接材料
1、按施工***纸要求采购的普通螺栓和高强度螺栓，应符合现行国家标准。
2、高强度螺栓连接副，应由制造厂按批号配套供应。
3、螺栓连接材料应该注意轻装轻卸，在室内按批号、规格分类存放。防止生锈、污染和损坏螺纹。
（四）涂装材料
1、承包人按施工***纸要求采购的涂装材料，应在制造厂提供的使用说明书中写明涂层材料的性能和化学成份、配比、施涂方法、作业规则、施涂环境要求以及涂层材料的运输、存放和养护措施等。涂装材料应符合现行国家标准。
2、涂装材料及其辅助材料应贮于5～35oC通风良好的库房内，按原包装密封保管。
三、压力钢管加工工艺
1、板材吊上平台后，首先检查板材外观质量和批号，外观不合格的和批号不清的不得进行下料。确认合格后，按照工艺***标示的外形尺寸划线，采用切割机下料、加工坡口，按***示要求用油漆标明钢管分节号，水流方向及上、下、左、右中心线，切割后的坡口用磨光机打磨光滑。钢板划线极限偏差应满足设计和相关规范的要求。
2、压头：下好料的板块首先在卷板机上进行压头，测量压头弧度的样板长度不小于300mm，采用0.75～1mm的铁皮制作，弧度误差应满足设计和相关规范的要求。
3、卷板采用三辊卷板机进行，卷板机型号为35×2500mm，可以卷制35mm厚的60㎏级钢板，钢板宽度2.5ｍ。卷制方向应与轧制方向一致，管节应多次卷制成型，卷制过程中应随时测量弧度和清扫板料上的铁锈。用样板检查弧度，其间隙应符合设计和相关规范的要求。当弧度不能满足要求时可以采用卷板机修弧，但不允许锤击，以防损伤板材，高强钢严禁用火焰矫正弧度。对于一次卷制成形的钢管，当管口接近合拢时，卷板机要轻微压杠，反复卷制使板材应力全部释放，管口合拢后使用夹具使管口对正，检查钢管周长、椭圆度是否满足要求，合格后进行固定焊。管节周长、管口平面度应符合设计和相关规范的要求
4、对圆：卷制好的瓦块在平台上（平台采用工字钢搭设或浇筑混凝土支敦）对圆，瓦块按顺序摆放，测量管口周长和弧度，采用1.5m长的样板测量，将纵缝点焊固定。安装活动内支撑。
四、压力钢管安装方法
（一）安装顺序
上平段、上弯段、斜直段、下弯段钢管安装钢管安装的定位管节为下弯管下游的第一节水平直管，长度为2m。下弯段以上的钢管按从下游至上游的顺序进行安装。
下平段钢管安装：从定位节下游开始，钢管按从上游至下游的顺序进行安装。
（二）定位节安装
定位管节为下弯管下游的第一节水平直管，长度为2m。通过全站仪监测钢管的安装中心、里程及高程，利用千斤顶及手拉葫芦调整钢管安装位臵，其安装偏差符合设计***纸和规范要求后，即可进行钢管的外支撑加固，钢管加固应牢固可靠，为确保钢管在混凝土浇灌时不产生变形和位移，在洞壁和管壁之间用14#工字钢分八至十六个点（定位节）来支撑，并且每支撑点打锚杆进行固定。
（三）钢其余管段安装
定位节安装完毕，将其上游侧的第一节弯管慢慢下放并靠近定位节，用千斤顶将钢管顶起并在底部用型钢支架支撑管节，用手拉葫芦配合调整管节的各项安装尺寸，符合要求后，即可进行环缝对接，环缝的对接利用内压缝台车，台车上设臵有可旋转的顶杠和千斤顶。钢管安装位臵符合规范要求后即可进行钢管对接环缝点焊，点焊点长度为80～100mm，间距控制在100～400mm之间。环缝点焊完毕即可进行钢管加固，钢管加固要牢固可靠，为确保钢管在混凝土浇灌时不产生变形和位移，在洞壁和管壁之间用角钢∠100×10分八个点来支撑（弯管处要用I14工字钢作支撑）。在钢管对接过程中随时监视钢管的高程、里程及中心变化。
（四）安装的质量控制要点
（1）钢管支墩应有足够的强度和稳定性，以保证钢管在安装过程中不发生位移和变形。
（2）鞍式支座的顶面弧度，用样板（样板长度见表11-3-15，其间隙不应大于2mm。
（3）滚轮式和摇摆式支座的支墩垫板的高程和纵、横向中心的偏差，不应超过±5mm；与钢管设计轴线的不平行度不应大于2/1000。
（4）滚轮式和摇摆式支座安装后，应能灵活动作，不应有任何卡阻现象，各接触面应接触良好，局部间隙不应大于0.5mm。
（5）钢管安装后，管口中心的允许偏差应符合表下表的规定
钢管管口中心的允许偏差
钢管内径（m） 始装节管口中心的允许偏差（mm） 与蜗壳、伸缩节、蝴蝶阀、球阀、岔管连接的管节及弯管起点的管口中心允许偏差（mm） 其它部位管节的管口中心允许偏差（mm）
＜2 5 6 15
2~5 5 10 20
＞5 5 12 25
始装节的里程偏差不应超过±5mm，弯管起点的里程偏差不应超过±10mm。
（6）钢管安装后，管口椭圆度不应大于3D/1000，最大不应大于40mm， 至少测量两对直径。
（7）环缝焊接除***纸有规定者外，应按安装顺序逐条进行，不得跳越，不得在混凝土浇筑后再焊接环缝。
（8）钢管安装后，必须与支墩和锚栓焊牢，防止浇筑混凝土时位移。
（9）钢管竣工前，应将明管内、外壁和埋管内壁的焊疤等清除干净，局部凹坑深度不应超过板厚的10%，且不大于2mm，否则，应予补填。
（10）堵焊灌浆孔前，应将孔口周围的积水、水泥浆、铁锈等清除干净，焊后不应有渗水现象。
五、压力钢管的焊接技术
（一）定位焊
拟焊项目均采用已批准的方法进行组装和定位焊。低合金钢的定位焊可留在二、三类焊缝内，构成焊接构件的一部分，对于一类焊缝和高强钢的任何焊缝的定位焊，应在后焊的一面坡口内焊接，正缝焊完后应将背缝的定位焊段刨掉再焊。定位焊位臵距焊缝端部30mm以上，其长度在50mm以上，间距为100～400mm，厚度不宜超过正式焊缝高度的二分之一，最厚不宜超过8mm。
（二）纵缝焊接
直管纵缝用手工焊内侧封底，外侧用碳弧气刨清根，外侧手工焊接完毕。组装加劲环，再进行大节组装后，内侧用埋弧自动焊焊接。每节钢管的所有纵缝手工焊接时同时作多层多道小规范分段退步焊工艺，焊接过程中观察焊缝处变形情况，随时调整焊接顺序减小变形。埋弧自动焊接时，在焊缝的两端分别焊引弧板和熄弧板，严禁在母材上引弧和熄弧。为防止钢管纵缝埋弧自动焊接时产生外凸现象，焊接前在焊缝外部施加一定的外力减小变形。弯管纵缝采用手工电弧焊接。
（三）环缝焊接
直管环缝用手工焊在内侧封底再进行一层填充焊后，外侧用碳弧气刨清根。大节组装检查合格后，焊上适当数量的拉板，翻身吊至自动焊车间。先用埋弧自动焊焊接环缝内侧，再用埋弧自动焊焊焊接环缝外侧。弯管环缝全部采用手工电弧焊接，先焊内侧至坡口深度2/3～3/4，外侧清根，外侧焊完后再将内侧焊接完毕。环缝采用手工电弧焊接或用手工电弧焊封底时，安排4～6人同时对称作多层多道分段退步焊接，多层多道焊的焊缝接头位臵错开并避开纵缝位臵。用碳弧气刨进行清根时刨***与焊缝成一定的夹角保证清根质量。环缝外侧焊接时，施工人员及埋弧自动焊机在钢管顶部，调整台车转速与送丝速度匹配。清根后，第一层采用小规范进行自动焊接，防止焊穿。内侧环缝和纵缝焊接时，施工人员和埋弧自动焊机均在钢管内侧。采用专用变压器提供焊接电源，防止其它设备运行时，引起电压波动，从而影响焊缝质量。
结束语
水电站压力钢管制安工程质量控制的实现，对于水电站的建成起了积极的作用。因此水电站压力钢管制安工程的施工人员要从管理手段、材料控制手段、施工工艺手段等方面多管齐下，最终实现压力钢管制安工程的质量控制。
参考文献
[1]梁金亮.金安桥水电站压力钢管制作与安装施工[J].云南水利发电，2012（04）.
[2]曹丰群.沙沱水电站压力钢管制作与安装施工技术[J].云南水利发电，2012（02）.
[3]吴康．浅论水利水电工程管理的方法[J].城市建设理论研究．2011(15).
[4]中国船级社.材料与焊接规范[M].北京:人民交通出版社,2009.
转载请注明出处学文网 » 浅谈水电站压力钢管制安施工