李軍

摘 要：本文以大山口水電站工程為例，通過技術(shù)措施，克服了安裝現(xiàn)場作業(yè)場地狹小、新型鋼材焊接工藝不成熟，給岔管吊裝、組拼、焊接帶來的困難，解決了水電站大直徑壓力鋼管安裝技術(shù)上的難題。

關(guān)鍵詞：大直徑壓力鋼管 鋼管安裝 質(zhì)量控制

1.工程概況

修建于新疆巴音郭楞蒙古自治州和靜縣境內(nèi)的大山口二級水電站，為開都河規(guī)劃梯級開發(fā)中的第8級為引水式電站。水電站引水發(fā)電流量170m3/s，尾水1316.5m，電站采用一洞三機供水方式，承受最大內(nèi)水壓力約14MPa，鋼管采用一支兩岔組合結(jié)構(gòu)分別與水輪發(fā)電機蝶閥相連接。本工程主管道壓力鋼管內(nèi)徑為Ф8500mm、三個岔管內(nèi)徑為Ф4600mm，每節(jié)管道長2m，管道總長140m。

2.水電站鋼管安裝上存在問題及解決方法

2.1技術(shù)難題

需借助軌道運輸來運輸鋼管材料，實現(xiàn)扒桿吊裝法吊裝就位安裝需通過臺車將鋼管運至安裝位置；鋼管主岔采用的高強鋼材容器能承受80kg級壓力，此種鋼材作為新興鋼材入市，缺乏成熟的焊接工藝措施，使岔管的吊裝、組拼、焊接都比較困難的主要原因有岔管鋼板較厚，強度較高。所以外形尺寸與焊接質(zhì)量是岔管安裝質(zhì)量控制的重點。

2.2鋼岔管預(yù)組裝

由于現(xiàn)場作業(yè)條件較差，在制作現(xiàn)場對鋼岔管進(jìn)行預(yù)組裝，可一定程度上減少施工進(jìn)程中額外的工作程序，提高岔管的制作質(zhì)量及盡可能的避免管道在運輸過程中造成損害而導(dǎo)致變形，最大程度消除岔管的安裝安全隱患。安裝單元節(jié)的形成在經(jīng)過拼接焊接后，每個鋼管由三個安裝單元節(jié)構(gòu)成。檢驗合格岔管中心線、安裝控制點后，為確保產(chǎn)品質(zhì)量再具體問題具體分析對易變形部位進(jìn)行適當(dāng)加固。現(xiàn)場吊裝時不易找到重心，由于岔管管節(jié)形狀不規(guī)則，且管節(jié)外形尺寸較大、管節(jié)較重，組裝完成后可以根據(jù)之前計算的管節(jié)位置來安裝吊耳，以使吊裝就位的位置與安裝就位的位置最大限度相吻合，便于岔管的順利安裝，減少了額外的安裝進(jìn)程中就位調(diào)整的工作量。

2.3放線及其管道控制網(wǎng)的確定

管道安裝所需的基準(zhǔn)點應(yīng)包括于管道安裝工程的測控網(wǎng)中，管道測控網(wǎng)圖的繪制需根據(jù)基準(zhǔn)線和水準(zhǔn)點，及鋼管安裝里程控制點、管道中心線、縱橫中心線等來完成。規(guī)定基礎(chǔ)穩(wěn)固，清晰標(biāo)記測控網(wǎng)的基準(zhǔn)點，基準(zhǔn)線和水準(zhǔn)點這樣才便于使用。

2.4鋼管的拼裝完成

主要采用汽車吊或龍門吊在施工現(xiàn)場及安裝現(xiàn)場吊裝，拉運就為通過將鋼管吊裝至板車上或采用軌道運輸就位通過吊裝至臺車上，采用自制龍門架吊將鋼管調(diào)離臺車，吊裝至安裝位置，完成鋼管的卸車、運輸、吊裝就位。首先按測控網(wǎng)測定的里程點位置將始裝節(jié)的管口初步調(diào)整好，用千斤頂調(diào)整其高程和縱向中心依據(jù)上、下、左、右中心線。經(jīng)初步調(diào)整后，再進(jìn)行綜合細(xì)調(diào)對里程、高程、縱向中心線，安裝節(jié)中心的偏差、里程及管口垂直度的偏差、管口平面度應(yīng)在規(guī)范表的規(guī)定范圍內(nèi)，再進(jìn)行加固經(jīng)過調(diào)整合格后。安裝單元節(jié)吊裝就位后，首先將安裝單元節(jié)下游端口與始裝節(jié)的上游端口合攏，然后依據(jù)上、下、左、右中心線用千斤頂在上游端口調(diào)整其高程、里程和縱向中心線。經(jīng)過安裝節(jié)的高程、縱向中心線、傾斜度等調(diào)整后，對管節(jié)進(jìn)行初步固定，然后完成安裝節(jié)環(huán)縫的對口調(diào)整。以在管外壁進(jìn)行安裝環(huán)縫的對口調(diào)整為宜，進(jìn)行調(diào)整通過用專用安裝縫組裝胎。若存在周長差在兩管口間，應(yīng)均勻分布于全周長，同時環(huán)縫對口錯邊應(yīng)在規(guī)范規(guī)定范圍。在鋼管外壁點焊加固經(jīng)調(diào)整好后。鋼岔管安裝：將鋼管制作為4個安裝單元據(jù)工藝及設(shè)計要求，分別為主岔、左岔、右岔及肋板。通過采用L100角鋼支撐來完成鋼管外支撐，支撐在鋼管下半圓處，并與支墩基礎(chǔ)連接牢固。安裝節(jié)安裝調(diào)整、組對完畢并自檢合格后。在制造彎管的起點、變徑管、伸縮節(jié)下游相接鋼管及末節(jié)小直管時長度加長100㎜，相當(dāng)于湊合節(jié)的作用效果。

3.鋼管安裝管理的流程

3.1壓力鋼管的取材、下料及焊縫坡口加工

根據(jù)編制的不同規(guī)格型號的鋼管，采用不同設(shè)計圖紙單，排料時注意鋼管分片位置應(yīng)符合同一管節(jié)及相鄰管節(jié)焊縫間距在一定限度范圍內(nèi)。

3.2壓力鋼管的安裝

充分考慮水電站大壩的構(gòu)成形態(tài)和混凝土澆筑的方式這兩點，是在壓力鋼管安裝進(jìn)程中的重要關(guān)鍵。接著需制定具體的安裝方案，通常情況下，由于工程中的埋管安裝施工會在預(yù)留管槽提供的工作面上進(jìn)行，所以需對管道各部位和中心位置進(jìn)行檢測，來確保安裝單元符合工藝要求。然后安裝外支撐，在正式焊接前并再進(jìn)行一次檢測，確保壓力鋼管安裝的整體質(zhì)量。在下斜或彎段管節(jié)安裝進(jìn)程中，需要在下平斷布置2臺卷揚機，保證能對壓力管施加反向牽引力。為實現(xiàn)就為精準(zhǔn)，在下彎段和溜放初始位置，以應(yīng)對下彎段坡度變緩、摩擦角大的影響，。在進(jìn)行下平段壓力鋼管始裝節(jié)安裝時，確保鋼管吊裝定位的穩(wěn)定性是安全施工的前提，所以應(yīng)在地面把2節(jié)壓力鋼管焊接成一體在準(zhǔn)備吊裝時。必須在規(guī)定的場地上進(jìn)行始裝節(jié)的拼裝，確保焊接符合工藝要求，經(jīng)一系列工序完成焊接管節(jié)后，還要檢查調(diào)整吊裝角度和吊具，確保能安全平穩(wěn)地就位。

3.3實施焊接

（1）進(jìn)行焊前準(zhǔn)備：進(jìn)行焊根清理前除去滲碳層，對坡口準(zhǔn)備和焊接區(qū)進(jìn)行清理。 施焊前對坡口型式和尺寸做到認(rèn)真檢查使其滿足工藝要求，焊接接頭應(yīng)符合工藝規(guī)定的裝配間隙。坡口表面及每側(cè)應(yīng)將水銹、灰塵等臟亂物清理干凈。應(yīng)將焊接材料應(yīng)放置于通風(fēng)、干燥且相對濕度在一定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的專用場所，并由相關(guān)工作人員保管、烘焙、發(fā)放。使用前進(jìn)行外觀檢查，并嚴(yán)格按使用說明書規(guī)定烘干，確保工作的安全性。

（2）焊件組裝：要使焊件平齊對接，最大限度使角焊縫連接的焊件貼緊，保證焊接對接的精準(zhǔn)縮小焊接誤差。通常情況一般要求不留間隙。且要求焊件組裝局部間隙和累計長度都應(yīng)在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍。

（3）操作技術(shù)：工序復(fù)雜的焊接適宜連續(xù)施焊確保工作的連續(xù)性，應(yīng)均勻搭接各焊接小件，焊接工作中應(yīng)盡量避免對焊件交接處造成凹槽或凸鼓等缺陷，此外層間接頭應(yīng)錯開規(guī)定尺寸，盡量使焊接工作做到高效、精準(zhǔn)、完美。

3.4鋼管焊接質(zhì)量檢驗

現(xiàn)場焊接檢查員必須嚴(yán)格監(jiān)測和控制并對每條焊縫進(jìn)行施焊記錄，嚴(yán)禁在非焊接部位的母材上引弧，調(diào)試焊接電流及焊接臨時支架。由內(nèi)側(cè)開始施焊，采用多層多道焊接。焊接時應(yīng)仔細(xì)清除每道的熔渣、飛濺物，自檢合格后方可進(jìn)行下層（道）焊接。完成內(nèi)側(cè)焊接后，使用碳弧氣刨進(jìn)行外側(cè)清根，清根時將根部的缺陷清除干凈，然后清除干凈刨槽的滲碳層、氧化物通過使用磨光機并修整刨槽的形狀，同時檢查根部有無缺陷，采用表面探傷方法進(jìn)行檢查必要時。開始內(nèi)外壁防腐工作前要安裝節(jié)焊接及檢驗完畢合格，重點是焊縫兩側(cè)及鋼管內(nèi)外壁由于安裝損傷的部位。防腐前將焊縫兩側(cè)的焊疤、工卡具等按規(guī)范的規(guī)定清除。

4.結(jié)束語

實踐證明，采用新工藝大直徑新建的新疆大山口二級水電站，與當(dāng)?shù)啬酥疗渌胤皆俳⊥愃姽こ淘趬毫︿摴艹叽绾鸵?guī)模方面有相對優(yōu)勢且位列前列，其制作和安裝方案具有一定先進(jìn)性和特色，在施工中，在制作、本著結(jié)合實際，簡單實用的施工工藝，提高了工作效率，簡化了施工程序，加快了工程進(jìn)度。可見新型的鋼管有很好的市場前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]成自飛.巖灘水電站超大直徑壓力鋼管立式運輸技術(shù)淺談[J].四川水利，2014（03）.

[2]劉軍明.烏江沙沱水電站大直徑壓力鋼管制作安裝技術(shù)[J].機電技術(shù)，2012（06）.

[3]薛偉偉.積石峽水電站大直徑壓力鋼管整體卷制對螺旋線變形控制[J].水力發(fā)電，2011（11）.endprint