彭水電站1洞最后10節(jié)壓力鋼管瓦片安裝技術(shù)

1、彭水電站 1#洞最后 10 節(jié)壓力鋼管瓦片安裝技術(shù)張建軍程文兵（中國水利水電第七工程局機(jī)電安裝分局，四川彭山620860 ）【摘要】 彭水水電站壓力鋼管直徑14m，為目前我國水電工程之最。采用洞內(nèi)設(shè)組圓平臺，瓦片進(jìn)洞組焊成整圓后再翻身運(yùn)輸就位安裝的方案。由于1#洞平臺位置的最后10 節(jié)鋼管沒有地方平地組圓，在對比分析了多種安裝方案之后，最終選用了瓦片直接就位安裝的方案。本文記錄了施工過程，供同行參考?！娟P(guān)鍵詞】彭水水電站壓力鋼管洞內(nèi)組圓瓦片安裝1 概述彭水電站引水隧洞采用一洞一機(jī)布置型式，五條引水隧洞平行布置，隧洞中心間距35m。五條隧洞的壓力鋼管均布置在下平段。管內(nèi)徑自接廠房蝸殼的9.74m

2、 通過錐管漸2變過度到接下彎的 14m。一條施工支洞（代號 3-2# ，斷面為 6×8m，城門洞型）在 5 條洞的錐管漸變段處與下平段呈 79°斜交相連，只能滿足運(yùn)輸瓦片的要求。 5 條引水隧洞共有 22.4m 長壓力鋼管單節(jié) 143 節(jié)，總長 328.47m，總重 4259T。壓力鋼管在現(xiàn)場鋼管制造廠加工成瓦片， 組焊加勁環(huán)， 防腐及檢驗(yàn)后儲存。 利用 15 噸東風(fēng)汽車經(jīng)下平段施工支洞運(yùn)輸?shù)皆O(shè)在 1、2#鋼管洞內(nèi)的組裝平臺上進(jìn)行單節(jié)組裝、縱縫焊接、調(diào)圓、內(nèi)支撐安裝，翻身后再用臺車通過設(shè)置在施工支洞和壓力鋼管洞內(nèi)的鋼軌分別運(yùn)至安裝位置進(jìn)行壓力鋼管的安裝。在 1、2#號鋼管洞

3、內(nèi)各設(shè)置 1 個壓力鋼管組裝平臺，均設(shè)置在鋼管主洞與施工支洞交接處到下彎與下平交接處之間的主洞內(nèi)。將支洞頂部闊挖滿足鋼管橫向運(yùn)輸要求，先利用平臺組圓完成平臺以外的管節(jié)安裝， 2#洞平臺位置的鋼管利用 1#洞平臺組圓， 1#洞平臺位置的10 節(jié)鋼管最后采取特殊的瓦片安裝方式，通過設(shè)計(jì)專門的工裝來確保質(zhì)量。2 瓦片的運(yùn)輸和吊裝瓦片的運(yùn)輸和吊裝：瓦片使用 15T 東風(fēng)車運(yùn)輸?shù)桨惭b現(xiàn)場，使用 1 臺 25T 汽車吊現(xiàn)場卸車后直接吊裝就位安裝，最上面一張瓦片由于汽車吊扒桿角度問題不能一次就位，需要用焊在已裝鋼管頂部的臨時吊梁懸掛滑車組與汽車吊進(jìn)行空中接力吊裝就位。3 最后 10 節(jié)鋼管的瓦片安裝辦法1#

4、洞剩余 10 節(jié)鋼管全部由5 張瓦片構(gòu)成，因?yàn)橹苯泳臀辉诳罩邪惭b，所以以前設(shè)計(jì)的調(diào)圓架形式的米字型內(nèi)支撐無法使用，因此需考慮可站人、壓縫和焊接探傷的新形式內(nèi)支撐，設(shè)計(jì)一個 6 米長的可移動式管內(nèi)安裝臺車來替代以前的內(nèi)支撐。該臺車上部為一圓型的架管結(jié)構(gòu)，周邊距管壁 300mm，架管橫豎桿件的間距為 1 米，設(shè)有剪刀撐，類似于土建的承重排架。整個上部結(jié)構(gòu)坐落在一個矩形的工字鋼框架上，下裝 4 個行走輪。這樣，這個 6 米長的圓形架管結(jié)構(gòu)就具備了管內(nèi)行走功能，可以滿足一節(jié)壓縫、一節(jié)焊接和一節(jié)超聲探傷的“三節(jié)同時施工，呈流水線平行作業(yè)”的要求。先用鋼管運(yùn)輸臺車做支撐平臺，將上游側(cè)的頭三節(jié)鋼管的下中心位

5、置的 2 張瓦片安裝就位，焊接好底部支撐后將臺車移走，將帶行走輪的矩形工字鋼框架在瓦片上擺放就位，之后在框架上搭設(shè)架管結(jié)構(gòu)，形成管內(nèi)壓縫安裝臺車。利用安裝臺車逐節(jié)逐瓦片進(jìn)行安裝壓縫，同時進(jìn)行焊接和探傷。剩余 10 節(jié)瓦片安裝的加固必須高度重視，以防瓦片掉落傷人?？紤]底部仍用20#工字鋼做承重支撐，腰部 45 度角方向用 108 的鋼管做支撐兼加固，再往上每間隔23米用 20 的圓鋼或 50*5 以上角鋼將加勁環(huán)與土建打入巖壁內(nèi)的系統(tǒng)錨桿焊連，焊接采取雙面焊，焊角不小于 8mm，搭接焊長度不短于 100mm。每安裝完一張瓦片（因?yàn)榇藭r鋼管未形成整圓，也未焊接連接縱縫和環(huán)縫） ，都必須用 150m

6、m長的拉板將該瓦片與已安裝好的瓦片或鋼管進(jìn)行焊連， （每隔 1 米必須有一道拉板，拉板厚度 16mm以上，焊角不小于 10mm，拉板焊接由專業(yè)焊工操作， 嚴(yán)格執(zhí)行預(yù)熱要求） 方可允許繼續(xù)安裝下一塊瓦片。一節(jié)鋼管的 5 塊瓦片全部壓縫完畢后，必須測量管口周長，作為下一節(jié)繼續(xù)掛裝的參考依據(jù)；同時必須測量管口圓度，上下中心和左右中心處各測一對直徑，若圓度相差太大，則通過在左右中心處巖壁上頂壓機(jī)進(jìn)行調(diào)圓，完畢后用108 的鋼管做支撐加固。管口平面度因?yàn)槭且砸蜒b鋼管為基準(zhǔn)，所以問題不大，但每隔3 節(jié)仍須測量一次，進(jìn)行適當(dāng)修正后掛裝下一節(jié)瓦片。每安裝完一節(jié)鋼管，都必須按前述的加固要求使鋼管與系統(tǒng)錨桿可靠連

7、接后才允許安裝下一節(jié)。鋼管測量驗(yàn)收滿足要求后，先進(jìn)行縱環(huán)縫的加固焊，每隔300 500mm必須在坡口內(nèi)加固焊接 100mm，厚度必須大于8mm（應(yīng)力大的部位適當(dāng)加長和加大厚度） ，以防焊接時崩裂。再按照“先縱縫后環(huán)縫”的原則進(jìn)行焊接，焊接時每班8 到 10 人，均勻分布，連續(xù)作業(yè)。應(yīng)采用多層多道、分段倒退的原則進(jìn)行小電流施焊。環(huán)縫應(yīng)逐條焊接，不得跳焊。施焊過程中嚴(yán)格按照焊接工藝評定確定的預(yù)熱、保溫和后熱溫度進(jìn)行加溫。每一節(jié)鋼管的縱縫焊接完成后，應(yīng)超聲探傷和缺陷處理完成后再進(jìn)行環(huán)縫的焊接。混凝土澆注前應(yīng)用管內(nèi)安裝臺車結(jié)合少量承重排架將澆筑部位頂緊。4 結(jié)語彭水電站 1#洞平臺位置最后 10 節(jié)鋼

8、管由于沒有地方平地組圓，我們通過上述的瓦片直接就位安裝的辦法，通過精心組織施工，嚴(yán)格過程控制，在規(guī)定的工期內(nèi)，保質(zhì)保量保安全的圓滿完成了任務(wù)，該施工過程可以為同類型電站提供借鑒。采用瓦片安裝的鋼管，必須高度重視其支撐和加固工作，外部洞壁必須有打系統(tǒng)錨桿，每就位一塊瓦片，都必須將其與錨桿牢固焊連，防止掉落，確保安全每裝完一節(jié)，都必須對管口進(jìn)行圓度和各類幾何尺寸測量，若不對應(yīng)及時調(diào)整，避免誤差累積，才能確保質(zhì)量。要避免在搶工期的過程中不按工藝規(guī)定的順序施工，比如縱環(huán)縫焊接順序，必須按照先縱縫后環(huán)縫的順序進(jìn)行，若顛倒就會發(fā)生焊接應(yīng)力的錯誤分布（縱縫比環(huán)縫的應(yīng)力大），導(dǎo)致縱縫出裂紋的幾率增大，甚至處理困難