塔尕克一級(jí)水電站工程壓力鋼管制作安裝工藝及特點(diǎn)

吳天祥

（新疆新華水電投資股份有限公司，烏魯木齊 830063）

塔尕克一級(jí)水電站工程壓力鋼管制作安裝工藝及特點(diǎn)

吳天祥

（新疆新華水電投資股份有限公司，烏魯木齊 830063）

塔尕克一級(jí)水電站工程壓力鋼管按淺埋管設(shè)計(jì)，共布置2條，全長522.894 m，共計(jì)2×270節(jié)。內(nèi)徑3.8 m，單管最大引水流量37.9 m3/s，鋼管厚度為12～26 mm，隨壓力分段變化，管徑由3.8 m變徑至2.8 m。壓力鋼管均采用Q235C碳素鋼制作，制作中使用數(shù)控半自動(dòng)切割機(jī)切割使施工過程機(jī)械化、自動(dòng)化程度提高，有效降低生產(chǎn)能耗，介紹了該壓力鋼管制作安裝的工藝流程、特點(diǎn)及質(zhì)量控制措施。

水電站；壓力鋼管；制作；安裝；工藝流程；質(zhì)量控制

1 工程概況

塔尕克一級(jí)水電站工程為一座徑流式水電站，裝機(jī)容量49 MW，工程等別為Ⅳ等，小（1）型。電站壓力鋼管道位于壓力前池和開關(guān)站之間，壓力鋼管按淺埋管設(shè)計(jì)，共布置2條，全長522.894 m，共計(jì)2×270節(jié)。內(nèi)徑3.8 m，單管最大引水流量37.9 m3/s，鋼管厚度為12～26 mm，隨壓力分段變化，管徑由3.8 m變徑至2.8 m。壓力鋼管均采用Q235C碳素鋼制作，管壁進(jìn)行防腐處理，鋼管整體采用淺埋回填管，布置在開挖的溝槽內(nèi)，底部設(shè)置混凝土薄墊板，周圍回填1.0 m厚開挖碎石土。壓力鋼管制作與安裝工程由中國水利水電第四工程局第二分局承建，于2006年7月開工，2007年7月完工。

2 壓力鋼管制作安裝工藝流程

工程承建單位按照技術(shù)規(guī)范，分別編制了壓力鋼管制作、安裝、焊接、檢驗(yàn)、涂層五大環(huán)節(jié)的施工方案。在制作安裝過程中，施工單位嚴(yán)格落實(shí)“三檢制”，抓好每道施工工序質(zhì)量控制，監(jiān)理單位切實(shí)履行監(jiān)理職責(zé)，嚴(yán)格質(zhì)量評(píng)定、驗(yàn)收。

2.1 鋼板質(zhì)量管控

在選定符合資質(zhì)要求的廠家的產(chǎn)品后，施工單位、監(jiān)理對(duì)每批次進(jìn)場(chǎng)材料嚴(yán)格驗(yàn)收，把好原材料質(zhì)量關(guān)，從源頭確保工程質(zhì)量。每批鋼板均須有出廠質(zhì)量證明書，機(jī)械性能、化學(xué)成分試驗(yàn)記錄，并按合同要求進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。

2.2 鋼板下料及加工

（1）鋼板下料。鋼板下料根據(jù)鋼板的實(shí)際寬度進(jìn)行，根據(jù)尺寸對(duì)鋼板劃線后，采用半自動(dòng)切割機(jī)切割，岔管及彎管部分下料采用手工火焰切割。坡口加工完畢后涂刷防銹涂料。

（2）卷板。單節(jié)鋼管制作采用整體卷制，并作好標(biāo)記。鋼板卷制時(shí)注意卷板方向與鋼板壓延方向一致，邊卷制邊用樣板測(cè)量校正，以保證弧度符合要求；鋼管卷制前，清除板面附著硬質(zhì)金屬絲、氧化皮等雜物，卷制過程隨時(shí)清理。

2.3 鋼管組裝

（1）直管、彎管和漸變管的制造。鋼管對(duì)圓在鋼管對(duì)圓平臺(tái)上采用專用壓縫器進(jìn)行，組裝時(shí)檢查測(cè)量鋼管的上下管口應(yīng)平齊，其管口平面度應(yīng)不大于2 mm。鋼管的周長、縱、環(huán)縫間隙及對(duì)口錯(cuò)邊量均應(yīng)符合規(guī)范要求；鋼管大節(jié)組裝在大節(jié)組裝臺(tái)車上進(jìn)行。將鋼管管節(jié)分別吊放在大節(jié)組裝臺(tái)車上，轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管對(duì)正組裝方位后，利用拉縫器、手拉葫蘆等工具將鋼管組合，分別測(cè)量?jī)晒芸谥荛L值，平均分配錯(cuò)臺(tái)量后用壓縫器對(duì)稱進(jìn)行壓縫和點(diǎn)焊，鋼管的縱縫焊接采用自動(dòng)埋弧焊。

（2）加勁環(huán)、止水環(huán)和止推環(huán)的制造。加勁環(huán)、止水環(huán)和止推環(huán)劃線后，用自動(dòng)切割機(jī)切割，切割后的內(nèi)圓弧度用樣板檢查。

2.4 鋼管運(yùn)輸

鋼管運(yùn)輸前，對(duì)沿線運(yùn)輸?shù)缆愤M(jìn)行一次詳細(xì)勘察，確定好運(yùn)輸方案后再組織實(shí)施。運(yùn)輸時(shí)鋼管內(nèi)部用可拆卸的加固支承進(jìn)行加固，鋼管與車體之間用弧形拖座支撐，鋼絲繩綁扎牢固。在鎮(zhèn)墩2到鎮(zhèn)墩3之間的下彎段口處，各制作滑道，用16t汽車吊進(jìn)行卸車，再利用卷揚(yáng)機(jī)及滑輪組配合進(jìn)行鋼管卸車，將鋼管卸到敷設(shè)好的鋼管滑道上。

2.5 鋼管安裝

鋼管運(yùn)至安裝位置后，用弧形托座及千斤頂頂起鋼管，然后利用千斤頂、拉緊器等將鋼管調(diào)整就位。鋼管壓縫前，測(cè)量?jī)晒芸诘闹荛L偏差值，通過計(jì)算將錯(cuò)臺(tái)值平均分配并使其符合規(guī)范要求。始裝節(jié)（彎管）安裝完成后，即可依次逐節(jié)向上游側(cè)安裝。鋼管到位后，調(diào)整中心位置及高程，利用壓縫器具進(jìn)行壓縫，注意平均分配各處錯(cuò)臺(tái)值，鋼管安裝后，管口圓度（指相互垂直兩直徑之差的最大值）偏差必須符合規(guī)范要求。為此鋼管的內(nèi)支撐應(yīng)保留到砼澆筑完成，并具有一定強(qiáng)度后才可拆除。鋼管壓縫時(shí)，使用專用壓縫器從鋼管水平中線開始，分兩個(gè)工作面對(duì)稱進(jìn)行，邊壓縫邊進(jìn)行定位焊，除應(yīng)控制平均分配錯(cuò)臺(tái)值外，還應(yīng)注意管口中心偏移方向，調(diào)整好環(huán)縫的對(duì)裝間隙。環(huán)縫組合完成后，全面檢查一次鋼管的中心偏差及高程值，合格后即可進(jìn)行鋼管環(huán)縫的焊接工作。

2.6 伸縮節(jié)安裝

鋼管伸縮節(jié)選擇有資質(zhì)的廠家定做，運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)整體安裝。伸縮節(jié)安裝前，根據(jù)確定的伸縮量將伸縮節(jié)調(diào)整合格，并用定位板焊接加固固定。安裝時(shí)，伸縮節(jié)的一端可先與鋼管管節(jié)焊接在一起，伸縮節(jié)后一道環(huán)縫壓縫前，應(yīng)通過調(diào)整鋼管的中心位置來滿足環(huán)縫間隙及對(duì)縫的要求，嚴(yán)禁用千斤頂和手拉葫蘆等工具硬拉硬頂，防止伸縮節(jié)內(nèi)外套之間的間隙生產(chǎn)不均勻或碰撞摩擦及發(fā)卡等現(xiàn)象。在伸縮節(jié)前后兩鎮(zhèn)墩之間的所有管道安裝完畢，鎮(zhèn)墩砼強(qiáng)度達(dá)到要求后，將伸縮節(jié)內(nèi)的定位板割除并打磨平整，檢查伸縮節(jié)內(nèi)外套之間的間隙應(yīng)均勻?qū)ΨQ。然后按施工圖紙規(guī)定的盤根尺寸將盤根粘結(jié)成整圈，將每圈接頭斜接后逐層壓入內(nèi)外套間，再將壓環(huán)法蘭與外套法蘭對(duì)正后把緊壓緊螺栓即可。

2.7 鋼管焊接

鋼板的拼接縱縫采用埋弧自動(dòng)焊焊接，鋼管的縱縫焊在滾焊臺(tái)上進(jìn)行；彎管加筋環(huán)及其它附件均采用手工電弧焊焊接。鋼管在制造廠內(nèi)的縱縫和環(huán)縫均在自動(dòng)焊簡(jiǎn)易工棚內(nèi)進(jìn)行，加筋環(huán)焊縫露天施焊?，F(xiàn)場(chǎng)鋼管的焊接采用手工電弧焊焊接，所有焊縫均采用雙面焊接，在其單側(cè)焊縫焊滿后，處理背縫并將其清根打磨干凈后再進(jìn)行焊接?？v縫焊接時(shí)，設(shè)置引弧和斷弧用的助焊板；嚴(yán)禁在母材上引弧和斷弧。定位焊的引弧和斷弧應(yīng)在坡口內(nèi)進(jìn)行。安裝焊接完畢后，全面檢查一次鋼管的內(nèi)外壁及焊縫部位的情況，管壁內(nèi)面的突起處打磨清除。

2.8 焊縫檢驗(yàn)

鋼管焊縫質(zhì)量用X射線及超聲波無損探傷檢測(cè)，對(duì)焊縫檢驗(yàn)確定的焊縫內(nèi)部或表面發(fā)現(xiàn)缺陷，制訂可靠的處理措施報(bào)監(jiān)理人批準(zhǔn)后再進(jìn)行焊補(bǔ)。焊縫內(nèi)部缺陷用風(fēng)鏟或磨光機(jī)將缺陷徹底清除，并用砂輪修磨成便于焊接的凹槽，焊補(bǔ)前要保證缺陷必須清除。

2.9 鋼管防腐

（1）表面預(yù)處理。鋼管的表面處理及涂裝工序采用石英砂噴射處理，預(yù)處理前，先將鋼材表面清除干凈。

鋼管表面除銹后，要注意防止再度污染、施噴涂料前，使用鋼刷和壓縮空氣清除殘留砂粒等雜物。

（2）涂裝施工。施涂前，根據(jù)施工圖紙要求和涂料生產(chǎn)廠的規(guī)定進(jìn)行工藝試驗(yàn)，嚴(yán)格按廠家規(guī)定的涂料配比、調(diào)配方法、涂刷間隔進(jìn)行。鋼管涂裝分3次完成，每層噴涂厚度、干膜厚度均應(yīng)符合施工圖紙的要求，該環(huán)節(jié)要求漆膜均勻，無氣泡、無孔洞及雜質(zhì)，不能出現(xiàn)離析現(xiàn)象。埋管外壁應(yīng)均勻涂刷一層加有緩蝕劑的水泥砂漿，涂后注意養(yǎng)護(hù)。涂裝作業(yè)完成后，表面檢查不得有流掛、皺紋、針孔、裂紋、鼓泡等缺陷，表面美觀，顏色一致。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)

對(duì)工程所需的材料，嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)范、《塔尕克一級(jí)水電站質(zhì)量管理辦法》、《塔尕克一級(jí)水電站物資進(jìn)貨檢驗(yàn)和試驗(yàn)控制程序》規(guī)定的順序和方法進(jìn)行。做好原材料到貨驗(yàn)收、質(zhì)量檢測(cè)，嚴(yán)格板材保管環(huán)節(jié)，監(jiān)理定期對(duì)施工單位進(jìn)行檢查。

4 壓力鋼管制造和安裝過程

（1）施工準(zhǔn)備階段。做好技術(shù)交底，讓施工單位充分理解設(shè)計(jì)圖紙和合同文件的有關(guān)要求；編制完善的施工組織設(shè)計(jì)、施工工藝方案，做好人員、設(shè)備、材料等資源配備；鋼管安裝前，認(rèn)真做好鋼管管節(jié)的驗(yàn)收工作，各管段材質(zhì)、板厚及編號(hào)正確，并按安裝順序進(jìn)行運(yùn)輸安裝。鋼管施焊前，完成鋼管的焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，做好焊工考試和培訓(xùn)工作。

（2）施工過程控制。施工中，根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃，按照合同條款、施工圖紙，設(shè)計(jì)通知單及作業(yè)指導(dǎo)書、車間工藝圖、工藝流程卡規(guī)定的方法、順序和工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行下料、機(jī)加工、單件拼裝、整體拼裝、焊接、部件裝配和涂裝防腐工作。施工的全過程嚴(yán)格執(zhí)行工序間檢驗(yàn)轉(zhuǎn)序制度，做好鋼管的組裝、加固、焊接、涂裝等各工序間的檢查工作，每道工序完工，均應(yīng)檢驗(yàn)。

（3）施工過程檢查。嚴(yán)格做好每道工序檢查、單節(jié)鋼管質(zhì)量檢查、鋼管大節(jié)整體檢查、涂裝檢驗(yàn)、焊縫檢驗(yàn)，抓好這幾項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保施工質(zhì)量。

5 工程施工工藝特點(diǎn)

（1）卷板采用3輥帶液壓前后托架的卷板機(jī)進(jìn)行，由于液壓托架能使長鋼板卷制成型，隨卷制弧度托起，不用吊車配合，重力變形小，瓦塊卷制成型質(zhì)量好。

（2）制作安裝由專業(yè)化的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行組圓，焊接和防腐工作，自動(dòng)化程度高，既保證施工質(zhì)量，又加快了進(jìn)度。

（3）使用數(shù)控半自動(dòng)切割機(jī)切割使施工過程機(jī)械化自動(dòng)化程度的提高，手工焊條電弧焊只在少量環(huán)縫和加勁環(huán)接頭等局部使用，焊接自動(dòng)化程度將達(dá)到熔敷金屬量的70%以上，生產(chǎn)能耗相對(duì)降低，鋼管制造安裝工藝技術(shù)得到大幅度地提升，達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。

（責(zé)任編輯：劉征湛）

Technology and characteristics of penstock fabrication and installation at Tagake 1st-stage Hydropower Station

WU Tian-xiang
（Xinhua Hydropower Investment Co.，Ltd.of Xinjiang，Urunqi 830063，China）

The penstock of Tagake 1st-stage Hydropower Station is designed as shallow buried pipe，consisting of two pipes，2×270 sections with a total length of 522.894m.Each pipe has the maximum diversion flow of 37.9m3/s，the thickness of 12～26mm and inner diameter of 3.8～2.8m variable following pressure change.The steel pipe is made of Q235C carbon steel.Digital control semi-automatic cutting machine was used to upgrade the mechanical and automatic degree of fabrication，effectively reduce energy consumption.An introduction was made on the tech?nical procedures and characteristics of penstock fabrication and installation as well as the quality control measures.

Hydropower Station；penstock；fabrication；installation；technical procedures；quality control

TV547

B

1003-1510（2016）03-0060-03

2015-12-31

吳天祥（1982-），男，陜西勉縣人，新疆新華水電投資股份有限公司工程師，學(xué)士，主要從事水利水電工程建設(shè)管理工作。