白鶴灘水電站機(jī)組檢修滲漏排水埋管施工技術(shù)淺析

孫 文，李福兵

(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，610213)

1 工程概況

白鶴灘水電站左岸主廠房廠外機(jī)組檢修、滲漏排水總管埋管安裝范圍分五段。廠內(nèi)集水井埋管，樁號(hào)范圍：左廠上0+012.650～左廠上0+046.650，左廠0-044.200～左廠0-040.200，高程范圍：601.400m～615.700m；5-1排水廊道埋管，樁號(hào)范圍：左廠上0+042.650～左廠上0+046.650，左廠0+042.200～左廠0+410.150，高程范圍：614.800m～615.700m；廠外集水井埋管，樁號(hào)范圍：左廠0+405.150～左廠0+418.150，左廠下0+066.650～左廠下0+060.150，高程范圍：617.850m；5-5排水廊道埋管，樁號(hào)范圍：左廠0+414.150～左廠0+418.150，左廠下0+060.150～左廠下0+040.650，高程范圍：614.800m～617.850m；自流排水洞排水渠入口段埋管，樁號(hào)范圍：左廠0+410.150～左廠0+423.640，K-003.000～K+007.000，高程范圍：614.800m～641.000m。部分埋管布置形式見圖1、圖2。

圖1 排水廊道埋管布置斷面 圖2 自流排水洞排水渠入口段埋管布置斷面

設(shè)計(jì)考慮地質(zhì)條件、水流沖刷、使用壽命等因素，排水埋管采用內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管，規(guī)格型號(hào)分別為φ720、φ630、φ530，其中內(nèi)部不銹鋼層厚度為2mm。埋管總工程量約2610m。

2 施工技術(shù)要點(diǎn)與施工流程

2.1 施工技術(shù)要點(diǎn)

(1)在安裝之前首先測量放點(diǎn)，確定安裝管路的高程和中心；

(2)受洞內(nèi)空間尺寸影響，在安裝位置卸車及吊裝，用自制門架+5t手拉葫蘆進(jìn)行卸車吊裝，卸車禁止直接將鋼管從車上推下；

(3)洞內(nèi)運(yùn)輸采用小型貨車或簡易臺(tái)車，人工配合方式運(yùn)輸；

(4)所有鋼管均由廠家成品發(fā)貨，長度有4000mm和6000mm兩種規(guī)格，在現(xiàn)場安裝過程中若長度不合適，可進(jìn)行切割，并按照設(shè)計(jì)要求重新切割坡口，鋼管切割完成后，應(yīng)及時(shí)將廢渣清理干凈，不得留于鋼管內(nèi)；

(5)按照?qǐng)D紙要求，每隔6m架設(shè)固定管架，管架形式不一，管架安裝根據(jù)現(xiàn)場配割焊接，管架應(yīng)加固牢靠，不得有晃動(dòng)，防止在土建澆筑過程中變形，影響鋼管安裝質(zhì)量；

(6)排水埋管安裝坡度應(yīng)符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求；

(7)豎井段埋管安裝施工作業(yè)，應(yīng)在充分保證安全的情況下進(jìn)行施工，由于現(xiàn)場施工空間限制，埋管采用從下往上提升或者從上往下溜放安裝方式，埋管向上提升或者向下溜放過程中，下方不得站人。

2.2 施工流程

結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況，以及廠外機(jī)組檢修滲漏排水管布置特點(diǎn)，其施工流程為原材料定尺采購、原材料進(jìn)場檢驗(yàn)、管架制作、土建交面、測量放點(diǎn)、材料運(yùn)輸、安裝插筋、管架安裝、排水管對(duì)裝、排水管對(duì)接接頭焊接、焊縫外觀檢查、局部焊縫超聲波探傷(不少于150mm)、1.5倍工作壓力試驗(yàn)(水壓)、焊縫接頭處防腐、驗(yàn)收合格交面給土建回填。

3 關(guān)鍵工序施工

3.1 內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管焊接

內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管焊接采用鎢極氬弧焊+焊條電弧焊焊接方式，不銹鋼層焊接材料選用焊絲H0Gr21Ni10；過渡層焊接材料選用焊條A302；碳鋼填充層焊接材料選用焊條A302。

焊接順序：先焊復(fù)材(不銹鋼管)，再焊過渡層，最后焊基材(碳鋼管)。焊接工藝嚴(yán)格按照供貨廠家所提供的焊接工藝評(píng)定報(bào)告執(zhí)行，且嚴(yán)格遵守以下焊接規(guī)定：

(1)焊接時(shí)，凡可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼管應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)后，在平焊、立焊等位置焊接，盡量減少仰焊操作。

(2)焊接操作時(shí)應(yīng)盡量減少收縮應(yīng)力。采用分段焊接法，將沿鋼管周長方向分成4段，間隔焊接。焊接完成后讓焊口自然緩慢冷卻。

(3)焊接溫度低于-20°C時(shí)，應(yīng)將焊口處200mm～250mm的鋼管預(yù)熱到100℃～200℃。

(4)相鄰對(duì)接焊縫的間距不宜小于180mm～200mm，并且不應(yīng)小于管外徑。

3.1.1 焊前準(zhǔn)備

(1)焊接坡口、尺寸及加工

鋼管接頭應(yīng)根據(jù)管壁厚度選擇適當(dāng)?shù)钠驴谛褪胶统叽?，采?0°～65°的V型坡口，對(duì)口間隙及鈍邊均為1.5mm。不銹鋼復(fù)合管對(duì)接接頭的坡口型式及尺寸見圖3。

圖3 焊縫坡口示意(單位：mm)

焊接坡口應(yīng)采用機(jī)械加工方法制成。若采用等離子弧切割、氣割等方法加工坡口，則應(yīng)除去坡口表面的氧化層及過熱層。

(2)焊前清理

焊前清除焊絲表面及焊接坡口兩側(cè)應(yīng)不小于20mm范圍內(nèi)的油污、銹跡、金屬屑、氧化膜及其他污物。多層多道焊時(shí)，應(yīng)清除前道焊縫表面的熔渣和缺陷等。

(3)焊前裝配

焊前裝配質(zhì)量將直接影響焊縫焊接質(zhì)量，裝配時(shí)焊縫坡口對(duì)裝間隙控制在1mm～1.5mm為宜；相鄰管口錯(cuò)邊量不應(yīng)大于2mm；定位焊接要牢固。

3.1.2 焊接工藝參數(shù)

焊接工藝參數(shù)按照材料廠家提供的焊接工藝評(píng)定報(bào)告規(guī)定的參數(shù)執(zhí)行，如表1所示。原則上應(yīng)采用較小的焊接線能量，避免焊件過熱。

表1 焊接工藝參數(shù)

3.1.3 定位焊

定位焊在復(fù)層上進(jìn)行，并采用與正式焊接相同的焊接材料及焊接工藝。其定位焊間距不大于500mm、焊縫長度100mm～150mm、焊縫厚度不小于正式焊縫的1/3。發(fā)現(xiàn)定位焊縫出現(xiàn)裂紋或其他不允許存在的缺陷時(shí)，應(yīng)予鏟除，并移位再焊。

3.1.4 復(fù)層焊接

不銹鋼復(fù)合鋼管的復(fù)層(不銹鋼管)焊接時(shí)，其焊道盡量不觸及和熔化基層。因不銹鋼管一般為薄壁管，應(yīng)采用較小直徑的焊條或焊絲及較小的焊接線能量。焊道間溫度應(yīng)不高于120°C。

3.1.5 過渡層焊接

焊接過渡層時(shí)，也應(yīng)采用較小直徑的焊條及較小的焊接線能量。過渡層的厚度應(yīng)不小于2mm。

3.1.6 基層焊接

基層焊縫表面，應(yīng)盡可能與復(fù)層(碳鋼管)表面保持平整、光滑。對(duì)接縫的余高，應(yīng)不大于1.5mm。

3.1.7 復(fù)層的表面質(zhì)量保護(hù)

應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，防止焊接飛濺損傷復(fù)層表面；不應(yīng)在復(fù)層表面隨意引弧、焊接吊環(huán)及臨時(shí)支架等。

3.1.8 焊后清理

焊后應(yīng)清除焊件表面的焊渣、焊瘤、飛濺及其他污物。

3.1.9 焊接質(zhì)量檢驗(yàn)

焊接質(zhì)量檢驗(yàn)包括外觀檢驗(yàn)和無損檢測，外觀檢驗(yàn)要符合以下要求：外觀檢驗(yàn)采用目視或4倍～8倍放大鏡檢查。焊縫外觀檢查率為100%；焊縫外觀幾何尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定；焊縫及熱影響區(qū)表面不應(yīng)有裂紋、未焊透、未熔合及超過允許范圍的咬邊、凹坑、夾渣等缺陷；焊縫的咬邊深度不應(yīng)大于管材厚度的10%，且不大于0.5mm；焊縫咬邊的連續(xù)長度不應(yīng)大于100mm，且焊縫兩邊的咬邊總長度不應(yīng)大于該焊縫總長度的10%。

焊縫局部進(jìn)行超聲波檢測，檢測長度不得小于150mm，檢查標(biāo)準(zhǔn)按照J(rèn)B/T 4730.3規(guī)定的方法進(jìn)行。

3.2 壓力試驗(yàn)

鋼管安裝完成后應(yīng)按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行壓力試驗(yàn)，鋼管工作壓力為1.2MPa，試驗(yàn)壓力為1.8MPa，試驗(yàn)介質(zhì)為水。

壓力試驗(yàn)保持10min，無滲漏及裂紋等異?，F(xiàn)象，壓力降不大于0.05MPa，再降低壓力至額定工作壓力，外觀檢查無滲漏現(xiàn)象。試驗(yàn)期間，要仔細(xì)檢查每個(gè)接頭部位是否漏水。有漏水的接頭應(yīng)及時(shí)處理直到不漏水為止。導(dǎo)致漏水的缺陷焊縫應(yīng)鏟掉并重焊。

試驗(yàn)前將管口進(jìn)行封堵。試驗(yàn)用壓力表經(jīng)校驗(yàn)，并在周檢期內(nèi)，其精度不得低于1.5級(jí)，表的滿刻度值應(yīng)為被測最大壓力的1.5至2倍，表盤直徑不小于100mm，壓力表設(shè)置在埋管兩端頭封堵板上面。

4 結(jié)語

白鶴灘水電站左岸廠外機(jī)組檢修滲漏排水埋管，采用內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管，其鋼管制作、安裝質(zhì)量要求較高，尤其是現(xiàn)場焊縫質(zhì)量控制受施工環(huán)境、空間位置等不利因素的影響，具有較大的難度。施工技術(shù)人員認(rèn)真研究設(shè)計(jì)圖紙，結(jié)合實(shí)際情況，超前策劃布置，從施工準(zhǔn)備、特殊鋼管定制、焊縫坡口制備、焊接等重點(diǎn)工序研究，采取相應(yīng)措施，制定了較為合理的施工方案，克服了施工難點(diǎn)，縮短了施工時(shí)間、節(jié)省了施工成本。