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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2008/1/4 17:58:33
二滩水电站压力钢管施工
邓亚军
(中国水利水电第七工程局成都水电工程公司，四川郫县611730)
摘要:二滩水电站钢管制作安装由德国NOELL公司承包。工程使用的设备、工装、卡具等，结构简单，使用方便，容易保证质量，尤其在钢管安装时，采用预埋轨道，用液压推进装置进行倒装，具有很多优点，值得在类似工程中借鉴。
关键词:压力钢管制作安装二滩水电站
1概述
二滩水电站引水隧洞共6条，采用单管单机布置方式，每条隧洞各由上平段、上弯段、竖井、下弯段及下平段组成。下弯段及下平段为内衬钢管，钢管直径为9m，壁厚28～52mm，钢管靠近厂房的部位通过渐变段，直径从9m变成7.2m与蜗壳相接。最高水头189.0m，钢材牌号为ASTMA537C1.1(系HT50级正火钢)。压力钢管为地下埋管。
每条压力钢管由39节组成，共计234节，总重5400t，总长599.964m。钢管制作安装分单管制作，单位管(安装段)组装和安装。制作安装全部采用手工电弧焊。
压力钢管施工采用的规范有二滩水电站第二标(Ⅱ标)地下厂房合同文件技术规范、ASTM美国材料试验学会、ASME美国机械工程师学会、SSPC美国钢结涂装委员会规范及中国DL5017-93压力钢管制造安装及验收规范等。
压力钢管的制作和安装工作由二滩水电站第二标地下厂房工程承包商(Ⅱ标)中德联营体的分包商德国NOELL公司承担，该公司在二滩现场雇佣当地劳务施工，工期为20个月。
2施工管理
NOELL公司在现场设立经理部，管理人员由公司总部派遣，工程高峰时人数最多达到15人，主要负责施工的合同管理、生产进度、施工技术、安全质量、材料供应、财务等全面管理。制作和安装现场技术人员从当地聘用，要求具有一定英语水平的技术人员担任。约14人左右。
现场技术工人和普工在当地招聘。根据不同的工作性质，NOELL公司根据合同规范标准，制定不同考核项目，进行考核录用。焊工招聘都是按照ASME锅炉压力容器规程进行考试，3个位置考试合格的焊工才可以焊接主体焊缝。
NOELL公司根据上述的技术规范，编制了压力钢管制作、安装、检验等施工技术规范和车间图，主要有《压力钢管钢衬尺寸和管理控制》、《压力钢管安装尺寸控制》、《焊缝检测说明》等。
3压力钢管制作
(1)由于施工地区的气候干燥，风和雨较少，其钢管制作厂采用露天设置。钢管内壁除锈、刷漆在工棚内进行；
(2)瓦片及加劲环全部采用半自动切割机下料。其走向控制是借助钢带靠模用磁铁固定在钢板上。这种方法经济实用，也可以达到精度要求；
(3)卷板机为4辊，前后设有液压托架。由于液压托架能使长钢板在卷制成型中，随着卷制弧度托起，不用吊车配合，变形小，瓦片卷制成型较好，效率高；
(4)加劲环对接接头的装配。采用特制半圆形卡具，将5块弧板装配焊接成半圆环。然后在钢管上组装焊接成环；
(5)所有焊接均采用液化石油气火焰装置进行预热。用于纵、环缝和加劲环角焊缝的双排喷嘴磁铁吸附式加热器，长度为1500mm，宽度为170mm；另一种是用于临时附件焊接的单喷嘴手持式预热器；
(6)采用手工电弧焊焊接。由于是临时聘用的工人，采用手工电弧焊可以放宽对下料、装配精度及对工人素质的要求；
(7)在制作厂设置放射形混凝土支墩式单管装配台共16组。各支墩上预埋、焊接、装配用的卡具；
(8)压力钢管从钢板卷制成半圆瓦块到厂房安装间焊接成管段的整个制作、运输、组焊过程，都是竖直状态；
(9)焊缝检验用X射线探伤，分别在各制作工位上进行。为了避免对人体的伤害，主要是安排在无人工作时进行；
(10)钢板无论是否下料都存放整齐，保持平直状态。既使下料后的加劲环也整齐迭放，从而防止钢板变形而导致坡口成形不良，影响装配和焊接质量；
(11)施工单位质量意识很强。由于9m直径的钢管与加劲环外圆半径相差很小，仍以不同的半径分两次切割。为保证对加劲环与钢管间角焊缝焊接区的彻底清理，在卷板前就对钢板的相应部位进行打磨。
4压力钢管运输
从钢管制作厂到地下厂房安装间运输距离为5.6km，其中有1.4km是通过宽度10m的2号进场交通洞。压力钢管每节制作完毕后，运至厂房安装间。单节最大宽度为9.66m，最大高度4.5m，最大重量25.5t。运输时，采用管节立式装车，用低床拖车运输，在窄路段和2号交通洞的路面上画出路面中心线，牵引头前装一个激光导向器，与路面中心对准导向，以步行速度通过该路段。
5压力钢管安装
按一般的安装方法是先将直管段安装完毕，再安装弯管段，弯管段的安装基本上都是高空作业。为保证安装和安全需要，要设置许多装置，而且还要专设吊运设备，不便于几个工作面同时进行。
本工程压力钢管的安装结合土建施工程序和工期进行安排，为保证安全施工，减少与土建施工的干扰，缩短工期，采用倒装法安装弯管：将弯管节和直管节从安装间投入，利用厂房桥机吊至下平段运输台车上，再运到弯段的位置，即是从下游至上游进行安装。此方法特点：运输距离短而平直，不需要另设吊运设备，装配、焊接全部在水平位置完成，施工方便、安全、经济，几个工作面可以同时工作，避免了高空作业。具体的方法步骤如下。
5.1安装方法
(1)根据设计要求，预埋安装滑道和支撑梁，设固定钢管的锚索；
(2)设运输管节台车和牵引装置，制作卡阻器；
(3)采用步进式液压推进装置。将整体弯管段自下而上推进，选用其推进装置的推力为3000kN,步距1m；
(4)推进装置的锁定。推进装置是借助于插在工字钢支撑梁上的销轴锁定。根据管节的长度在两侧支撑梁上平均设置6个销孔，相邻孔距为1m。通过交替锁定装置的底座和液压臂，使运输台车和钢管沿轨道滑移；
(5)钢管的临时锁定。当钢管被推进到临时位置时，用预埋的支撑梁和钢管上的加劲环之间的卡阻器锁定。凡需要锁定部位的加劲环需焊加强筋。卡阻器的安装、拆卸要十分方便。
5.2安装步骤(见图1)
(1)将管节A由桥机运至运输台车上，连接牵引钢丝绳和推进器，牵引管节A至弯段起始点，用锚索固定钢管；(2)将管节A向上游推进一个管节的距离，用卡阻器固定后，撤回台车和推进器，再用同样的方法将管节B牵引到位，与管节A装配、焊接，将管A＋B向上游推进一个管节的距离，再将管节C运到位，同理，将其余管节逐次安装到位；(3)将弯管段全部安装完毕后，调整好位置开始浇筑混凝土，然后安装直管段。
6结语
压力钢管段安装采用倒装法安装具有很多优点，可以同时进行几个工作面的施工，避免与土建施工的相互干扰。安全可以得到保证，质量也较好控制，经济效益显著。
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