新疆頭屯河樓莊子水庫工程壓力鋼管制造及安裝施工

聶 西

（新疆頭屯河流域管理局,新疆 昌吉 831100）

1 工程概況

新疆頭屯河樓莊子水庫坐落于頭屯河上游地區(qū)。水庫工程距離烏魯木齊市約90 km。工程中有縣道穿過可通往昌吉市、烏魯木齊市，均為瀝青混凝土路，交通較為方便。

2 壓力鋼管制造工藝

2.1 壓力鋼管制作質(zhì)量控制電腦

依據(jù)設(shè)計(jì)要求對壓力鋼管進(jìn)行排料分解，在分解排料的過程中需要注意壓力鋼管的組件的位置以及焊接距離；鋼管直管段焊縫使用自動化設(shè)備進(jìn)行切割加工；其它部件使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行切割下料[1]。首先在電腦上用CAD建立空間模型，畫出分片圖，然后將各分片圖編程輸入數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行數(shù)控切割，并用數(shù)控切割機(jī)劃出上下中心線、大小腰線和檢查線，最后使用切割機(jī)進(jìn)行焊縫破口的加工；加勁環(huán)進(jìn)行切割時(shí)使用地規(guī)劃線，并使用半自動切割機(jī)進(jìn)行加工，之后將加工后的材料使用風(fēng)動鉚釘槍進(jìn)行鉚接；壓力鋼管的坡口加工完成后需立刻進(jìn)行底漆處理。

制造單元節(jié)鋼管工序：單片下料、壓頭、瓦片卷制、對圓、焊接成型。單片下料：根據(jù)排料單將鋼板原材料切用半自動切割機(jī)割成半成品待用[2]。壓頭、瓦片卷制：直管、彎管采用卷板機(jī)卷制成型，岔管瓦片卷制采用壓力機(jī)配合卷板機(jī)進(jìn)行成型加工；鋼板使用卷板機(jī)進(jìn)行卷制中應(yīng)控制卡弧樣板的弧長≥1.5 mm。樣板與鋼板內(nèi)圓弧之間的間隔距離≤2.0 mm；卷板時(shí)從兩邊向中間滾圓，用樣板檢查，往返多次卷制成型、合口。單元的檢驗(yàn)需要將其放置在檢測平臺上進(jìn)行檢測，檢測包含單元間各部位的尺寸；如在檢測過程中發(fā)現(xiàn)誤差需對單原件進(jìn)行校正，并檢查問題出現(xiàn)的原因以對后續(xù)加工進(jìn)行改正。

壓力鋼管在制作過程中需要嚴(yán)格控制制作工藝，例如鋼板下料的尺寸、坡口型式、瓦片卷制弧度、樣板間隙、管口周長、管口圓度、焊接縫隙的檢測、管件組裝的錯(cuò)邊量、鋼管防腐噴砂除銹等[3]。

2.2 壓力鋼管制作質(zhì)量檢測

壓力鋼管制作時(shí)的鋼材、焊接以及涂裝用料均需要使用符合規(guī)定的材料，并且材料在加工制作前均需要進(jìn)行力學(xué)、焊接等相關(guān)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證壓力鋼管是否能夠達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。壓力鋼管制作質(zhì)量檢測結(jié)果見表1。

表1 壓力鋼管治療檢測數(shù)據(jù)

工程中壓力鋼管焊接區(qū)域質(zhì)量檢測結(jié)果均符合規(guī)范要求，壓力鋼管焊接區(qū)域質(zhì)量檢測結(jié)果見表2。

工程中壓力鋼管焊接封的超聲探傷合格率為99.9%～99.97%，環(huán)縫超聲波一次探傷合格率為99.81%～99.98%，加勁環(huán)的超聲探傷合全部合格。壓力鋼管制作焊縫探傷檢測結(jié)果見表3、表4、表5。

3 壓力鋼管運(yùn)輸與安裝主要施工方案

3.1 安裝準(zhǔn)備及基準(zhǔn)點(diǎn)測量

在施工前需對單元部件進(jìn)行質(zhì)檢，并且對安裝場地進(jìn)行修整，將雜物去除；用于管道安裝運(yùn)輸?shù)能壍酪唁佋O(shè)、桁車已就位，5 t慢速卷揚(yáng)機(jī)已就位，25 T吊車已就位；洞內(nèi)鋼管外支撐采用I16 工字鋼支撐，支撐與洞壁頂撐或與錨筋焊接連接牢固。

在施工現(xiàn)場對建筑工程的檢測網(wǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)，并建立施工安裝測控網(wǎng)；測控網(wǎng)以覆蓋管道為主要內(nèi)容，包含管道安裝得控制點(diǎn)、壓力管道中線、管道軸心高程中心等方面，以此繪制測控網(wǎng)圖紙。在建立測控網(wǎng)的過程中應(yīng)將基礎(chǔ)構(gòu)建堅(jiān)固、將點(diǎn)位標(biāo)記明確，若是需要可在測控網(wǎng)外增加圍欄保護(hù)。

3.2 壓力鋼管安裝

首先安裝2 #和3 #岔管及冬季放水管；然后由洞內(nèi)向外依次安裝主管、1 #岔管及其余管段。

（1）力鋼管始裝節(jié)安裝：按照測控網(wǎng)中點(diǎn)位調(diào)整始裝節(jié)，利用設(shè)備器具初調(diào)壓力管道得中心線以及高程；之后進(jìn)行壓力管道里程、高程以及中心線得細(xì)致調(diào)整，整個(gè)調(diào)整過程需要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行操作，調(diào)整完畢后檢查是否滿足施工要求，待到整體調(diào)整合格后便可進(jìn)行壓力鋼管的加固，之后便可會同工程監(jiān)理人員進(jìn)行施工驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后進(jìn)行后續(xù)鋼管安裝。

安裝過后安裝節(jié)的里程誤差應(yīng)控制在±5 mm內(nèi)，彎管起點(diǎn)區(qū)域的里程誤差應(yīng)控制在±10 mm范圍內(nèi)；始裝節(jié)兩端管口垂直度偏差不應(yīng)超過±3 mm。

（2）第二區(qū)域安裝單元壓力鋼管安裝：使用吊裝方式將單元壓力鋼管與初始單元節(jié)進(jìn)行連接，并使用調(diào)節(jié)設(shè)備對壓力鋼管的進(jìn)行各方面調(diào)整，帶進(jìn)行固定后便可對安裝節(jié)環(huán)縫的接口進(jìn)行精調(diào)。

表2 壓力鋼管焊接區(qū)域質(zhì)量檢測結(jié)果

表3 壓力鋼管制作縱縫(一類焊縫)探傷檢驗(yàn)結(jié)果

表4 壓力鋼管制作環(huán)縫(二類焊縫)探傷檢驗(yàn)結(jié)果

表5 壓力鋼管制作加勁環(huán)焊接縫(二類焊縫)探傷檢驗(yàn)結(jié)果

壓力鋼管施工檢測合格后便可進(jìn)行壓力鋼管的固定施工：固定工作分為兩個(gè)方面，即壓力鋼管支撐底座與外拉錨筋斜拉的固定。外拉錨筋斜拉中的支撐需要在當(dāng)前鋼管環(huán)縫焊接前進(jìn)行連接。壓力鋼管中的內(nèi)支撐須在混凝土基礎(chǔ)澆筑完成后進(jìn)行拆除，之后將壓力鋼管支撐底座與外拉錨筋斜拉一并進(jìn)行掩埋[4]。

（3）環(huán)縫接口的對接應(yīng)采用在管道內(nèi)壁施工的方式進(jìn)行，若兩節(jié)管道的管口周長上具有一定的差異，需要在全部周長進(jìn)行平均分布，并依據(jù)施工規(guī)范進(jìn)行環(huán)縫的對接；完成上述工作后在壓力鋼管的外部進(jìn)行點(diǎn)焊加固，點(diǎn)焊完畢并自檢合格后，會同監(jiān)理共同檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后由持有上崗證的合格焊工進(jìn)行環(huán)縫焊接。

（4）彎管的起點(diǎn)、變徑管、伸縮節(jié)區(qū)域的壓力鋼管安裝。此區(qū)域所使用壓力鋼管在制造時(shí)需要延長100 mm～200 mm，用于作為湊合節(jié)使用。對伸縮節(jié)進(jìn)行安裝調(diào)整后需要根據(jù)工程安裝情況切割管口的連接長度，之后便可進(jìn)行連接安裝；其它區(qū)域的管節(jié)需在安裝位置處進(jìn)行切割加工。

（5）2 #和3 #區(qū)域岔管安裝：首先安裝2 #岔管，調(diào)整到位檢查合格并加固后，然后依次進(jìn)行彎管的調(diào)整安裝，檢查符合要求后進(jìn)行點(diǎn)焊環(huán)峰，再次校驗(yàn)無誤后會同工程監(jiān)理人員進(jìn)行施工驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后由持有上崗證的合格焊工進(jìn)行環(huán)縫焊接；3 #岔管安裝同2 #岔管。

4 壓力鋼管安裝質(zhì)量控制及檢驗(yàn)

4.1 質(zhì)量控制

壓力鋼管在安裝的過程中需要根據(jù)檢測控制線進(jìn)行不斷的調(diào)整，直至符合安裝施工要求為止。焊接施工需要嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行，焊接完成后進(jìn)行相應(yīng)的檢測。若在施工過程中施工器具對壓力鋼管內(nèi)壁產(chǎn)生傷痕或殘留，則需對該區(qū)域進(jìn)行探傷檢測。

4.2 安裝環(huán)縫焊接及其檢驗(yàn)

鋼管節(jié)間環(huán)縫在管節(jié)對接拼裝完成后開始焊接。預(yù)留環(huán)縫于試水前焊接，此焊縫焊接質(zhì)量直接影響著壓力管道能否如期運(yùn)營，因此需特別予以關(guān)注。預(yù)留環(huán)縫焊接施工時(shí)其兩側(cè)的管節(jié)均已焊接完畢，此時(shí)需對焊接變形及焊接應(yīng)力予以嚴(yán)格控制。焊接施工前先進(jìn)行技術(shù)論證，制定合理的焊接工藝方案。盡量選用小線能量焊接，并配合焊前預(yù)熱及焊后熱處理，確保焊接質(zhì)量。

4.3 焊縫外觀檢驗(yàn)和無損探傷檢測

進(jìn)行焊接縫的檢驗(yàn)前需將焊縫處污物等雜質(zhì)進(jìn)行去除，將內(nèi)外焊接處20 mm內(nèi)的區(qū)域打磨并清理干凈；焊縫的外部由專業(yè)人員進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后進(jìn)行探傷檢測，探傷是由專業(yè)人員依據(jù)施工圖紙以及技術(shù)規(guī)范進(jìn)行檢驗(yàn)，如焊接處出現(xiàn)缺損則需要根據(jù)技術(shù)規(guī)范中的處理措施進(jìn)行處理[5]。

4.4 安裝單元節(jié)內(nèi)外壁防腐

安裝節(jié)區(qū)域的焊接施工完畢并檢驗(yàn)合格以后可進(jìn)行鋼管的防腐施工，仿佛需要為內(nèi)外焊縫兩側(cè)以及壓力鋼管內(nèi)外壁受損區(qū)域。防腐分兩次進(jìn)行，先進(jìn)行外部防腐，混凝土澆筑后才能進(jìn)行內(nèi)壁防腐；進(jìn)項(xiàng)防腐施工前需要焊縫處的焊瘤等雜物以及施工工具清理干凈并做打磨處理，壓力鋼管的內(nèi)支撐需待鋼管外包混凝土建筑完畢后進(jìn)行統(tǒng)一清除。防腐工作完成后經(jīng)由專職人員進(jìn)行檢驗(yàn)驗(yàn)收，并留存檢驗(yàn)資料。

4.5 灌漿及封堵

洞身段壓力鋼管外包混凝土澆筑完成，28 天后對該段進(jìn)行接觸灌漿施工，之后實(shí)施灌漿孔封堵處理，具體實(shí)施時(shí)應(yīng)先將保護(hù)圈去除，將其中的雜質(zhì)進(jìn)行清除，之后將孔塞設(shè)置好并加上防滲石棉，并將焊縫進(jìn)行烤干進(jìn)行封焊處理，進(jìn)行檢測無異常情況后對焊接處進(jìn)行打磨及防腐處理。

5 結(jié)語

結(jié)合新疆頭屯河樓莊子水庫工程，分析工程中壓力鋼管制造以及安裝施工技術(shù)，通過壓力鋼管安裝質(zhì)量的控制及檢驗(yàn)證明本工程中壓力鋼管制造及安裝工藝能滿足設(shè)計(jì)和工程要求，具有重要的實(shí)踐價(jià)值。