壓力鋼管安裝施工方法分析

姜 威，郭友文

(1.黑龍江省水利第二工程處，哈爾濱150302;2.黑龍江省水利工程建設局，哈爾濱150040)

0 前言

巴彥港提水灌區(qū)位于巴彥縣東南部的巴彥港鎮(zhèn)和富江鄉(xiāng)境內，灌區(qū)以松花江為抽取灌溉水源，為新建提水灌區(qū)。

灌區(qū)骨干工程由渠首泵站和輸水干渠及其建筑物組成，泵站由進水閘、穿堤涵、進水池、泵站廠房、出水壓力鋼管、出口消力池、渡槽等幾部分組成。

水泵出水鋼管共4根，每根直徑為1.0 m，穿過副廠房底后，每2根管并聯(lián)成1根管，即4根并聯(lián)成2根，并聯(lián)后單根直徑為1.30 m。

管道總長度1 500 m，總重量1 028 t，支架、加勁環(huán)等管道附件重122 t。

1 施工程序

測量放線→支承滑道安裝→支架安裝→管道安裝→管道接縫焊接→附件安裝焊接→管道防腐→質量檢查［1］。

2 施工方法

具體包括7個方面:

2.1 測量放線

主要包括3個部分:

2.1.1 整體放線

利用土建混凝土支墩施工的測量控制點，測設管道中心線、端點的控制點，保證管道按照設計圖紙的位置布設。

2.1.2 支承軌道安裝的測量控制施工

按照安裝時精確控制，焊接后及時復核的步驟進行。支承軌道平面位置利用經緯儀定線，同一支墩兩塊支承軌道縱向中心線間距為1 496 mm，橫中心線距離按照設計圖紙標明的數據控制，保證支承軌道中心坐標與設計圖紙相符;高程控制采取順坡控制滑道鋼板頂部高程，如圖1所示。

a、b、c、d 4個點所在的平面為同一高程，e、f、g、h 4個點所在的平面是另一個高程，即支承軌道縱向中心線兩端的高程是不同的，要按照設計圖紙所給的管道坡降，計算出支承軌道頂板順水流方向兩端的高程數值，用水準儀測設［2］。

圖1 支承軌道平面布置示意圖

2.1.3 管道安裝的控制測量

仔細量測管道的中心線間距、高程等，使管道按照設計圖的位置準確就位。

2.2 支承軌道及管道支架安裝

支承軌道及管道支架按照設計圖紙制作完成，位置測量準確，開始安裝。先安裝支承軌道，由于重量不重，采用人工安裝，人工電弧焊焊接8根螺栓，調整螺母，保證頂部高程，位置準確。

安裝施工測量全程跟蹤，特別是調整螺母時高程測量誤差控制在±0.5 mm內。

安裝前首先利用火焰對螺栓進行清理，清洗表面油脂及可溶污物，保證與二期混凝土的黏結性;其次將頂部不銹鋼的棱角用銼刀打磨平滑，以免損傷NBE支承滑塊。

管道支架由于重量大，采用吊車吊裝，按照畫好的縱橫中心線安放即可［3］。

2.3 管道安裝施工

主要有3個方面:

2.3.1 首裝節(jié)安裝

按本工程的施工順序，將與渡槽連接的第一個混凝土鎮(zhèn)墩進水側伸縮節(jié)管段作為安裝起始節(jié)，向進水側方向進行安裝施工。由于管道混凝土支墩間距為9.0 m，考慮焊縫位置及施工方便，管節(jié)長度選擇12.0 m和6.0 m兩種。

利用汽車或者其他方式將12.0 m管節(jié)運至安裝位置，根據已復核后的管道支架對中心、高程進行調整，經過檢查合格后，即可將管節(jié)吊裝在支架上。

然后，將第二節(jié)12.0 m管段運至安裝位置，以第一節(jié)鋼管為基準調整第二節(jié)鋼管的中心和高程，同時用千斤頂和拉緊器調整相鄰兩管口的間隙，管口壓縫采用壓馬和楔子板壓縫，壓縫一般從上中心向下分兩個工作面進行，同時，要注意鋼板錯邊和環(huán)縫間隙［4］。

將兩節(jié)鋼管組成大節(jié)后，重新復核中心線偏差和傾斜度，將首裝節(jié)的上、下游管口的幾何中心誤差調整至5 mm以內(運用中垂線原理，采用水平儀、吊線球、鋼卷尺，便可將管道與支架焊死)。

在管道通過混凝土鎮(zhèn)墩時，為防止?jié)仓?zhèn)墩混凝土時發(fā)生”漂管”，使管道局部隆起，產生變形現象，在每根管道通過鎮(zhèn)墩一期混凝土的進出水兩端預留鋼板埋件4塊，利用鋼板條(5 cm寬)將管道與預埋鋼板焊接牢固即可。

2.3.2 彎管、傾斜管的安裝

彎管安裝要注意各節(jié)彎管下中心的吻合和管口傾斜，當下彎管安裝時，即將其下中心對準首裝節(jié)鋼管的下中心。

如有偏移可在相鄰管口上，各焊一塊擋板，在擋板間用千斤頂頂轉鋼管，使其中心一致。彎管的上、下中心和水平段鋼管一樣，可掛垂球或用經緯儀測定;彎管安裝2～3節(jié)后，必須檢查調整，以免誤差積累，造成以后處理困難。斜管安裝方法和彎管相同。

2.3.3 叉管的安裝

叉管采用在加工場組裝檢查合格后，再分段用汽車運至施工點安裝的方法;安裝過程與直管段基本相同，先將叉管分成兩部分運到安裝地點組合好，之后再與兩支管同時進行對接。

當叉管全部組裝完畢后，必須對兩個支管的中心、高程、里程和傾斜進行復核，無誤后將臨時支承焊牢，方可進行施焊工作。

2.4 鋼管焊接

壓力管道工程的管道材質為16MnR，管道壁厚為10 mm，根據設計文件及施工現場的具體情況，焊接采用手工電弧焊和CO2保護焊相結合的焊接方式，一般情況下，管道環(huán)縫采用手工電弧焊，加勁環(huán)、支架、進人孔等采用CO2保護焊。

2.4.1 坡口加工預制

管道坡口加工時，由于壁厚均＜25 mm，故均采用V型坡口(25°～30°)。管道坡口采用氧氣—乙炔半自動割刀加工，半自動割刀無法加工的特殊部位可采用手工切割加工。

坡口加工后必須除去坡口表面的氧化皮、溶渣及影響接頭質量的表面后，并應將凹凸不平處打磨平整。

2.4.2 焊接工藝

主要分一類焊縫和二類焊縫:

2.4.2.1 一類焊縫

明管環(huán)縫。采用雙面焊接，每面一遍打底，一遍蓋面，單側焊接后用碳弧氣刨或角向砂輪機進行背面清根，將焊在清根側的定位焊縫金屬清除。采用碳弧氣刨清根時，清根后用砂輪修整刨槽。

2.4.2.2 二類焊縫

止水環(huán)、加勁環(huán)的對接焊縫及其與管壁之間的組合焊縫。采用CO2保護焊焊接。

2.4.3 清洗施焊前

將坡口及其兩側50～100 mm的鐵銹、熔渣、油垢、水跡等清除干凈。焊縫焊接時，在坡口上引弧、熄弧，嚴禁在母材上引弧，熄弧時應將弧坑填滿，多層焊的層間接頭應錯開。工卡具等構件焊接時，嚴禁在母材上引弧和熄弧。

2.4.4 組裝

鋼管校正加固后就地進行加勁環(huán)組裝焊接，加勁環(huán)在組裝前，先在鋼管壁上劃出組焊的位置，焊好托板，將加勁環(huán)放在托板上，加勁環(huán)要垂直、緊貼管壁，局部間隙≤3 mm，在拼接加勁環(huán)時，其接頭間隙應＜4 mm，組對時，應錯開拼接時的焊縫。

加勁環(huán)焊縫采用平角焊，一面焊完后管道進行180°翻身，并進行氣刨、清根、打磨后繼續(xù)施焊。

2.5 鋼管的校正和加固

因鋼管在制作、焊接、吊裝、運輸、安裝過程中可能會出現局部變形，必須重新對鋼管的弧度進行校正，校正主要采用千斤頂調整鋼管的圓度，局部地方可采用火焰校正。

2.6 管道防腐蝕施工

管道防腐施工采用人工現場涂刷的方式。管道內壁防腐施工在管道安裝前進行，安裝后對接縫及加勁環(huán)等焊縫部位及時補漆。管道外壁在安裝前完成底漆防腐，安裝完成后進行面漆防腐施工。

2.6.1 表面預處理

在預處理前，鋼材表面的焊渣、毛刺、油脂等污物應清除干凈。表面預處理質量，應符合施工圖紙的規(guī)定。除銹等級應達到SL105—2007規(guī)定的Sa21/2級［5］。

2.6.2 涂裝施工

本工程的鋼管內、外壁涂刷超厚漿型環(huán)氧瀝青漆。漆膜厚度要求:底漆120μm，面漆100μm。面漆的調制應選擇顏色完全一致的面漆，使用前應充分攪拌，保持色澤均勻。其工作黏度、稠度應保證涂裝時不流墜，不顯刷紋［6］。

2.7 質量檢驗

管道一、二類焊縫焊接質量進行超聲波或射線探傷檢測;涂層內部質量檢驗應符合施工圖紙要求。涂層厚度及結合性能檢驗按施工圖紙要求進行質量檢驗。

3 結語

巴彥港提水灌區(qū)工程壓力管道安裝施工歷時4個多月時間全部完成，施工時注意了質量細節(jié)控制，采取了有效技術措施，施工效果明顯。監(jiān)理、業(yè)主全程跟蹤檢驗，對施工質量給予很高評價。

我們在施工中，摸索出了一些管道安裝的方法，對今后從事類似工程的施工積累了寶貴的經驗。

［1］於表杰.錦屏二級水電站壓力鋼管安裝施工工期研究［J］.四川水力發(fā)電，2010，29(02):35－36.

［2］陶澤軍.朱岔峽水電站壓力鋼管安裝施工工藝和方法［J］.農業(yè)科技與信息，2010(18):41－42.

［3］胡海濤，劉剛，羅永紅.景洪水電站左岸碾壓混凝土大壩施工綜述［J］.西北水電，2013(04):53－58.

［4］張海犇，何一林，郭俊.伊江上游水電項目施工電源電站壓力管道施工［J］.云南水力發(fā)電，2012，28(06):35－37.

［5］水利部金屬結構質量檢驗測試中心.SL105—2007水工金屬結構防腐蝕規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，2007.

［6］金道軍.淺談壓力管道鋼管安裝質量控制［J］.科技信息，2013(05):332，326.