使用多平臺組合安裝豎井壓力鋼管的方法介紹

魏義兵

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業(yè)部，云南 昆明650032）

1 前言

水電站引水系統(tǒng)到廠房段的引水洞，一般由上平洞、豎井、下平洞組成，豎井以混凝土澆筑為主，很少因洞壁結(jié)構(gòu)設(shè)計為鋼管，鋼管外則混凝土回填。豎井壓力鋼管安裝，從鋼管運輸、卸車、組裝、吊裝入井，井內(nèi)的安裝施工及檢查，每道工序施工難度大，安全風險高，因此制定1套合理的施工方案十分重要，同時將施工人員安全及防護放在首位。豎井結(jié)構(gòu)特殊，施工工序多數(shù)情況下不能平行作業(yè)，只能依次作業(yè)，直接影響關(guān)鍵線路引水洞過水工期。本文描述的多層平臺安裝豎井壓力鋼管的方法在厄瓜多爾科卡科多辛克雷水電站已成功應(yīng)用，該電站2號引水洞上彎段因地質(zhì)條件差，設(shè)計據(jù)實調(diào)整，將豎井中心往下游移動50 m，并在上彎段部位增設(shè)壓力鋼管，鋼管安裝高程由EL.1050.00到EL.1165.311，鋼管內(nèi)徑5.80 m，鋼管由水平段、彎段及豎井段組成，定位節(jié)鋼管重為22.35 t。

2 方法特點及適用范圍

根據(jù)堅井壓力鋼管設(shè)計圖紙，確定鋼管分節(jié)長度及吊裝單位重量。吊裝單元重量，設(shè)計吊架平臺，吊架平臺上鋪設(shè)鋼平臺，置于管口作防護隔離平臺，又作為鋼管外側(cè)混凝土的回填作業(yè)平臺；按分節(jié)長度，設(shè)計管內(nèi)操作平臺結(jié)構(gòu)便于鋼管的壓縫、焊接、打磨、探傷、防腐工序施工，操作平臺用千斤頂或絲桿定位于鋼管內(nèi)，采用雙吊鉤懸掛于管口上，鋼管對接前換鉤；定位管節(jié)上設(shè)置下沉式安全防護平臺，便于鋼管與混凝土結(jié)合縫的處理，對鋼管段下部的成品作隔離防護。施工人員在兩端設(shè)有防護平臺間的操作平臺上作業(yè)，本方法適用于大、中型水電中的豎井壓力鋼管安裝。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

施工準備→鋼管吊架平臺→制作定位節(jié)內(nèi)下沉式安全防護平臺→操作平臺→定位節(jié)鋼管組裝焊接→下沉式平臺與定位節(jié)組裝→定位節(jié)鋼管吊裝→驗收及混凝土澆筑→次上節(jié)鋼管吊裝→操作平臺組裝→鋼管吊裝→鋼管壓縫、焊接、檢查、驗收→拆除吊架平臺→拆除操作平臺→拆除下沉式平臺。

3.2 操作要點闡述

3.2.1 施工準備

根據(jù)設(shè)計圖紙及現(xiàn)場的實際情況，確定豎井鋼管制作安裝的施工規(guī)劃，制作對應(yīng)的工藝措施，編寫施工技術(shù)方案并上報監(jiān)理人審批，按照監(jiān)理人審批的意見進行施工；根據(jù)施工規(guī)劃，鋼管洞外的制作工作已結(jié)束，洞內(nèi)的卸車設(shè)備布置完成，豎井吊裝的設(shè)備已布置完成，然后按施工措施要求對各設(shè)備進行承載試驗，試驗應(yīng)滿足吊裝作業(yè)要求；編制《專項安全技術(shù)措施》及《豎井鋼管安裝安全管理辦法》，在施工前對所有施工人員進行安全技術(shù)交底，使每一位施工人員都能掌握施工流程、質(zhì)量控制要點及安全注意事項；對洞內(nèi)開挖設(shè)置的測量控制點坐標進行復核，復測結(jié)果經(jīng)監(jiān)理人認可，由測量人員測放出豎井鋼管安裝所需的中心、高程，并對所測放的點進行復檢及記錄；洞內(nèi)施工電源、施工照明及通風系統(tǒng)的布設(shè)。

3.2.2 吊架平臺制作及使用

根據(jù)吊裝鋼管的直徑，吊裝單元的重量，設(shè)計吊架平臺，實現(xiàn)吊裝設(shè)備、吊架平臺及鋼管的連接。平臺上表面采用鋼板滿鋪，按圖設(shè)置進人孔。吊架平臺的作用：吊裝鋼管、置于管口作為管口安全隔離平臺及鋼管外側(cè)的混凝土回填的布料平臺。

3.2.3 下沉式安全防護平臺的制作及作用

定位節(jié)鋼管下沉式安全防護平臺先按設(shè)計圖制作完成，平臺的檢查工作結(jié)束，按圖與定位節(jié)鋼管連接，吊裝前進行聯(lián)合檢查；便于鋼管下管口的調(diào)整、檢查及定位，以及便于定位節(jié)鋼管口與混凝土對接縫處的混凝土處理，防止物件通過平臺掉到已完成的豎井，造成安全事故。

3.2.4 操作平臺的制作及作用

設(shè)計操作平臺要考慮到工期計劃及操作要求，確定操作平臺結(jié)構(gòu)的層數(shù)，平臺由上而下：設(shè)備布置層；壓縫、加溫、焊接層；打磨、探傷、防腐層；返修、防腐層。各層間采用連桿及螺栓連接，設(shè)置人員通道，整體安裝完成后進行聯(lián)合檢查。平臺均布的4個吊點，用鋼鏈掛于管口，鋼管內(nèi)采用千斤頂與管壁撐牢，限制平臺搖晃。平臺四周設(shè)計裝置塑料輪，防止平臺移動時劃傷管壁內(nèi)油漆；操作平臺滿足鋼管安裝所有工序的施工。

3.2.5 鋼管安裝

鋼管安裝前，吊架平臺上用腳手架管制作鋼管模型，豎井內(nèi)試吊，試吊的目的檢查吊點是否偏移、豎井壁與模型有無碰撞及欠挖，外露錨桿是否影響吊裝，處理試吊中出現(xiàn)的問題。鋼管安裝前對安裝位置進行全面清理，清除影響安裝物件。根據(jù)安裝控制點，確定安裝基準位置并標記。定位節(jié)鋼管先與下沉式安全防護平臺組裝好后再進行吊裝。安裝人員隨吊籠到達作業(yè)面，按基準位置調(diào)整定位節(jié)鋼管，調(diào)整到好復測，中心、管口位置合格后與預埋支撐件焊接加固可靠，從通過爬梯到鋼管外側(cè)，采用型鋼將鋼管與四周的隨機錨桿焊接加固，經(jīng)驗收后進行混凝土回填。

定位節(jié)混凝土有一定強度，對定位節(jié)安裝質(zhì)量需在混凝土澆筑后復測。下部的兩節(jié)鋼管內(nèi)帶一層操作平臺進行鋼管安裝，將操作平臺在管內(nèi)組裝成整體，配掛長短鋼鏈，將連接操作平臺的短鋼鏈掛于管口，進行上節(jié)鋼管安裝，鋼管快到位時，將操作平臺上的長鋼鏈掛在吊架平臺吊梁上，拆除四周定位的千斤頂，啟升提升系統(tǒng)，拆除下節(jié)管口的短鋼鏈，下降提升系統(tǒng)，使鋼管對接。再啟升提升系統(tǒng)，將操作平臺移到上節(jié)鋼管，短鋼鏈掛在上節(jié)鋼管的管口，下降提升系統(tǒng)使短鋼鏈受力。用千斤頂將平臺四周定位，拆除與吊架平臺連接的長鋼鏈，進行鋼管壓縫、焊接、打磨、探傷、防腐工作，上部管節(jié)安裝，循環(huán)操作即可。吊架平臺除吊裝時均放置在管口頂部，起到管內(nèi)施工的隔離防護。

4 質(zhì)量控制措施

鋼管的質(zhì)量檢驗以施工圖紙、國標、部標或甲方提出的其他標準為依據(jù)，嚴格執(zhí)行施工班組自檢、作業(yè)隊互檢和專職檢查員專檢的“三檢制”的原則，凡不合格的上道工序，不得轉(zhuǎn)入下道工序的施工，關(guān)鍵項目重點部位必須經(jīng)項目部質(zhì)檢工程師檢查確認；施工前技術(shù)負責人要對現(xiàn)場技術(shù)員及施工隊進行交底，再由現(xiàn)場技術(shù)員及作業(yè)隊技術(shù)負責人對施工人員進行技術(shù)交底，使所有參加施工的作業(yè)人員都熟悉豎井壓力鋼管多平臺組合的使用方法、技術(shù)要領(lǐng)及執(zhí)行標準；施工過程中嚴格執(zhí)行技術(shù)文件標準，技術(shù)標準上沒有的參照國家標準執(zhí)行；要嚴格按照安裝工程的質(zhì)量過程控制規(guī)定，做到按圖紙、標準和工藝（或《施工方案》）進行施工、檢查。

5 安全措施

豎井壓力鋼管安裝，屬于安全風險較大，危險源較多，并存在不可預見的危險因素，針對現(xiàn)場的實際情況，編制《專項安全技術(shù)措施》及《豎井鋼管安裝安全管理辦法》，報上級單位主管安全的職業(yè)部門批準。獲批后對所有管理人員及施工人員進行安全技術(shù)交底；施工人員必須持證上崗，并經(jīng)過安全培訓，堅持《班前安全會》，《安全作業(yè)風險控制卡》制度；井口實行封閉區(qū)域管理制度，設(shè)專人值班，執(zhí)行出、入井登記制度。

6 環(huán)保措施

施工過程中，嚴格遵守國家和地方的有關(guān)環(huán)境保護的規(guī)定；施工垃圾及時清運，在施工現(xiàn)場禁止焚燒廢棄物和會產(chǎn)生有害有毒氣體、煙塵、臭氣的物品。施工產(chǎn)生的電焊煙塵及時通過通風系統(tǒng)排出洞外；現(xiàn)場配備垃圾桶，對各類垃圾實行分類管理，回收再利用或送廢品收購站；對于廢油紗、物料包裝垃圾等進行綜合利用，不能利用的應(yīng)單獨封裝統(tǒng)一處理；施工中生產(chǎn)垃圾及生活垃圾，要妥善處理，防止影響環(huán)境。施工過程中注意水、電、生產(chǎn)資料的節(jié)約使用，電焊機、空氣壓縮機等施工設(shè)備及照明設(shè)備配置合理、不使用時應(yīng)關(guān)閉。電焊條等不得亂丟、妥善保管。氧氣，乙炔使用完畢后及時完全關(guān)閉，加固等輔助材料應(yīng)回收重復使用。

7 實施效果

多平臺組合安裝豎井壓力鋼管，據(jù)現(xiàn)場條件，結(jié)合豎井鋼管安裝的特點，采用多平臺組合進行聯(lián)合作業(yè)，所有工序在操作平臺上完成。采用吊架平臺，確保吊裝安全，兩端隔離中間施工，確保施工人員的作業(yè)安全，定位節(jié)上設(shè)置下沉式安全防護平臺，即方便鋼管與混凝土結(jié)合縫的處理，又對已完成的部位形成有效的防護。

8 結(jié)束語

本方法在豎井鋼管安裝中得到了切實有效的運用，鋼管內(nèi)多平臺聯(lián)合作業(yè)確保了吊裝及施工人員安全，簡化了施工工序，降低勞動強度，加快施工進度，節(jié)約施工成本、產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。