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[摘要]文章结合项目实例论述了水电站压力钢管制造安装施工技术，值得业内人士参考。
[关键词]水电站压力钢管制造安装
中图分类号：TM622 文献标识码：TM 文章编号：1009―914X（2013）31―0330―01
1.烟岗水电站压力钢管概况
烟岗水电站压力钢管布置于调压室和厂房之间。由上水平段、上斜段、上中水平段、中斜段、下中水平段、下斜段、下平段及岔支管段组成，包括6个弯管和1个水平转弯点和1个正“Y”型岔管。共有346个管节编号。编号1-215钢管内径为Φ2.3m；编号216为变径管，钢管内径由Φ2.3m变为Φ2.1m；编号217-317钢管内径为Φ2.1m；编号318为岔管；编号319-326，333-340为支管，钢管内径为Φ1.4m；编号327、341为变径管，钢管内径由Φ1.4m变为Φ1.2m；编号328-332、342-346为支管，钢管内径为Φ1.2m。。均为埋藏式压力钢管，设计静水头631m，最大设计水头760m，编号1-180钢管材质为16MnR，编号181-346钢管材质为610D2。中平段1、中平段2各布置有一个人孔。上中平段布置有4#施工支洞，下中平段布置有5#施工支洞，下平段布置有6#施工支洞。烟岗水电站压力钢管制作安装工程量约为2464t。
2钢管制作中容易出现的问题及控制措施
2.1钢管的弧度和椭圆度由于钢板两端的压头，卷板过程中的弧度偏差，钢管纵缝区焊接的局部变形等因素，将难以保证3D/1000的偏差，采取如下措施予以保证：
2.1.1钢板压头采用500t液压机、专门的弧度胎膜冲压成形，确保钢板压头段的弧度。
2.1.2设计制造纵缝局部弧度校正机，纵缝焊接后经过校正机校正，确保其局部弧度偏差。
2.1.3设置合理的钢管内支撑，确保钢管变形值，保证钢管的椭圆度。
2.2为保证钢管组装时的平直度及整体偏差，采取以下措施：
2.2.1改进坡口设计，采用不对称的X形坡口，不留间隙，内缝焊接完毕后，用碳弧气刨清根，使内外两面焊缝的实际面积接近相等，有利于减少变形及降低残余应力。
2.2.2改进焊接工艺：采取小范围焊接，特别是第一层的焊接，增加焊接层次，以此减少焊接变形量，减少钢管外形尺寸的偏差。
2.2.3直管对接方法：在滚焊台车上，先整体调整间隙、错牙，进行整体尺寸检查，检验合格后整体一次点焊。
2.2.4弯管组装：弯管是特殊管节，其外形尺寸误差过大将给安装带来一定的困难，因此要求整体组装。
组装工艺流程：放大样→支撑架台搭设→吊装→调整→整体尺寸检查→点焊→厂内焊缝焊接→再次整体尺寸检查→分解→防腐→验收保管。
3压力钢管安装方法及技术措施
3.1 安装方法
烟岗电站压力管道分为上平段、上斜段、上中平段、中斜段、下中平段、下斜段和下平段共七个部位进行施工，下平段、下中平段及上中平段均设有施工支洞与外界连接，上平段通过3#施工支洞与外界连接。
下平段压力钢管安装在下斜段开挖支护完成后进行，上平段待引水发电洞段及调压室底盘开挖支护完毕后就可以组织施工，上斜段待上中平段上游侧开挖支护完成后就可以组织施工，因此最高峰时可以同时进行四个作业面的钢管施工。
3.1.1 压力钢管安装根据现场施工条件和施工进度，可按四个作业面来安排钢管的安装施工：
第一个作业面为上斜段和上平段钢管的安装，上中平段与上斜段相连接的钢管管节作为始装节，上斜段和上平段钢管从3#施工支洞运入；
第二个作业面为下平段钢管的安装，下平段与下斜段相连接处的钢管作为始装节，钢管从6#施工支洞运入；
第三个作业面为下斜段钢管的安装，下斜段钢管安装完成后进行下中平段钢管的安装，钢管从5#施工支洞运入；
第四个作业面为中斜段钢管的安装，下中平段与中斜段相连接处的钢管作为始装节，中斜段钢管安装时可同时进行上中平段钢管的安装，钢管从4#施工支洞运入；
3.1.2下平段钢管从上游至6#施工支洞口部分钢管逐步向下游推进进行安装，从下游至6#施工支洞口部分钢管逐步向上游推进进行安装，在6#施工支洞口设置凑合节。
下斜段钢管从下游向上游推进进行安装，下中平段钢管从上游向5#支洞口推进进行安装，在5#施工支洞口设置凑合节。
中斜段钢管从下游向上游推进进行安装，上中平段钢管从上游向4#支洞口推进进行安装，在4#施工支洞口设置凑合节。
上斜段钢管从下游向上游推进进行安装，然后安装上平段钢管。
压力钢管的安装运输顺序见附图二。
洞内铺双轨轨道，轨下铺设150×150×500mm枕木。
3.1.3 压力钢管洞内运输采用5t卷扬机、滑车组及导向滑轮进行牵引。
3.1.4 钢管拼装采用自制专用内胎架进行，钢管安装中心调整采用液压千斤顶的工作台车。
3.2技术措施
3.2.1安装技术要求
3.2.1.1 始装节安装时，严格控制管节的里程、高程、中心线偏差。始装节的里程偏差不超过±5mm，弯管起点里程偏差不超过±10mm，始装节管口垂直偏差不超过±3mm，检查合格后，将其固定，再进行其他管节安装。
3.2.1.2 其他管节待管口中心及高程等调整合格并加固后，方可进行环缝组装。安装偏差符合规范规定。钢管直管段、弯管段与设计轴线的平行度偏差不大于0.2％，各管节之间任何一侧的纵缝间距不得小于100mm。
3.2.1.3 环缝组装：管壁材质为16MnR钢板的管节拟采用传统压码方法压缝，对于管壁材质为WDB620的，拟采用千斤顶或活动顶杆消除错牙，尽量避免传统压码方法。环缝组装质量符合有关设计和规范要求。钢管安装后，其管口圆度的偏差不大于3D/1000mm，最大不大于30mm，沿环缝两侧管口，相邻两侧内表面之间最大错位不得超过2mm。
3.2.1.4 凑合节安装采用瓦片形式进行安装，每块瓦片宽度在现场划线下料，以确保钢管安装误差。
3.2.2焊接技术要求
3.2.2.1 安装焊缝采用V型坡口，手工焊接。拼装点焊与焊接要求焊接所得焊缝金属在焊态下具有接近于钢板的机械性能和化学成分，分别与16MnR、WDB620钢相匹配，手工焊接直径为φ3.2mm、φ4.0mm，附件的焊接采用与主管焊接相同的焊条，焊条的烘陪、保温、贮存、保管符合焊条使用说明书的要求。
3.2.2.2 环形焊缝逐条焊接，不得间跳，不得在管壁随意焊接支撑与踏脚板，不得在浇混凝土后再焊内缝。
3.2.2.3 焊缝检验：所有焊缝先进行外观检查，再作无损探伤检验，焊接质量符合DL5017-93规范规定技术要求。
4 防腐涂装
4.1安装环缝的涂漆：安装环缝在喷涂油漆前，对焊缝用喷砂除锈，环缝两侧预留段则只需用砂布打磨干净即可喷涂。
4.2油漆修补：修补时将原涂装油漆彻底铲除，并适当扩大，与修补部位相接的交接面须将原油漆削成斜面，然后按油漆的同样要求补漆。
4.3管外水泥浆喷涂：水泥浆调配时加入少量减水剂和防锈剂浆液稠度以方便喷涂为度，喷涂后避免暴晒。
4.4 灌浆孔的封堵
在混凝土浇筑灌浆完成后，对灌浆孔进行可靠封堵。为避免压力隧洞内水压力对焊接的影响，设计专门的灌浆孔封堵件。
3 钢管外支撑和混凝土浇筑的配合
3.1外支撑设计，考虑混凝土浇筑时的上浮和侧向位移，要在上下左右4个方向加固外支撑，支撑顶至岩体。加固完毕将轨道撤除，交付浇混凝土。
3.2缩短混凝土浇筑周期，减少外部影响引起的钢管中心偏移的可能性。
[关键词]水电站压力钢管制造安装
中图分类号：TM622 文献标识码：TM 文章编号：1009―914X（2013）31―0330―01
1.烟岗水电站压力钢管概况
烟岗水电站压力钢管布置于调压室和厂房之间。由上水平段、上斜段、上中水平段、中斜段、下中水平段、下斜段、下平段及岔支管段组成，包括6个弯管和1个水平转弯点和1个正“Y”型岔管。共有346个管节编号。编号1-215钢管内径为Φ2.3m；编号216为变径管，钢管内径由Φ2.3m变为Φ2.1m；编号217-317钢管内径为Φ2.1m；编号318为岔管；编号319-326，333-340为支管，钢管内径为Φ1.4m；编号327、341为变径管，钢管内径由Φ1.4m变为Φ1.2m；编号328-332、342-346为支管，钢管内径为Φ1.2m。。均为埋藏式压力钢管，设计静水头631m，最大设计水头760m，编号1-180钢管材质为16MnR，编号181-346钢管材质为610D2。中平段1、中平段2各布置有一个人孔。上中平段布置有4#施工支洞，下中平段布置有5#施工支洞，下平段布置有6#施工支洞。烟岗水电站压力钢管制作安装工程量约为2464t。
2钢管制作中容易出现的问题及控制措施
2.1钢管的弧度和椭圆度由于钢板两端的压头，卷板过程中的弧度偏差，钢管纵缝区焊接的局部变形等因素，将难以保证3D/1000的偏差，采取如下措施予以保证：
2.1.1钢板压头采用500t液压机、专门的弧度胎膜冲压成形，确保钢板压头段的弧度。
2.1.2设计制造纵缝局部弧度校正机，纵缝焊接后经过校正机校正，确保其局部弧度偏差。
2.1.3设置合理的钢管内支撑，确保钢管变形值，保证钢管的椭圆度。
2.2为保证钢管组装时的平直度及整体偏差，采取以下措施：
2.2.1改进坡口设计，采用不对称的X形坡口，不留间隙，内缝焊接完毕后，用碳弧气刨清根，使内外两面焊缝的实际面积接近相等，有利于减少变形及降低残余应力。
2.2.2改进焊接工艺：采取小范围焊接，特别是第一层的焊接，增加焊接层次，以此减少焊接变形量，减少钢管外形尺寸的偏差。
2.2.3直管对接方法：在滚焊台车上，先整体调整间隙、错牙，进行整体尺寸检查，检验合格后整体一次点焊。
2.2.4弯管组装：弯管是特殊管节，其外形尺寸误差过大将给安装带来一定的困难，因此要求整体组装。
组装工艺流程：放大样→支撑架台搭设→吊装→调整→整体尺寸检查→点焊→厂内焊缝焊接→再次整体尺寸检查→分解→防腐→验收保管。
3压力钢管安装方法及技术措施
3.1 安装方法
烟岗电站压力管道分为上平段、上斜段、上中平段、中斜段、下中平段、下斜段和下平段共七个部位进行施工，下平段、下中平段及上中平段均设有施工支洞与外界连接，上平段通过3#施工支洞与外界连接。
下平段压力钢管安装在下斜段开挖支护完成后进行，上平段待引水发电洞段及调压室底盘开挖支护完毕后就可以组织施工，上斜段待上中平段上游侧开挖支护完成后就可以组织施工，因此最高峰时可以同时进行四个作业面的钢管施工。
3.1.1 压力钢管安装根据现场施工条件和施工进度，可按四个作业面来安排钢管的安装施工：
第一个作业面为上斜段和上平段钢管的安装，上中平段与上斜段相连接的钢管管节作为始装节，上斜段和上平段钢管从3#施工支洞运入；
第二个作业面为下平段钢管的安装，下平段与下斜段相连接处的钢管作为始装节，钢管从6#施工支洞运入；
第三个作业面为下斜段钢管的安装，下斜段钢管安装完成后进行下中平段钢管的安装，钢管从5#施工支洞运入；
第四个作业面为中斜段钢管的安装，下中平段与中斜段相连接处的钢管作为始装节，中斜段钢管安装时可同时进行上中平段钢管的安装，钢管从4#施工支洞运入；
3.1.2下平段钢管从上游至6#施工支洞口部分钢管逐步向下游推进进行安装，从下游至6#施工支洞口部分钢管逐步向上游推进进行安装，在6#施工支洞口设置凑合节。
下斜段钢管从下游向上游推进进行安装，下中平段钢管从上游向5#支洞口推进进行安装，在5#施工支洞口设置凑合节。
中斜段钢管从下游向上游推进进行安装，上中平段钢管从上游向4#支洞口推进进行安装，在4#施工支洞口设置凑合节。
上斜段钢管从下游向上游推进进行安装，然后安装上平段钢管。
压力钢管的安装运输顺序见附图二。
洞内铺双轨轨道，轨下铺设150×150×500mm枕木。
3.1.3 压力钢管洞内运输采用5t卷扬机、滑车组及导向滑轮进行牵引。
3.1.4 钢管拼装采用自制专用内胎架进行，钢管安装中心调整采用液压千斤顶的工作台车。
3.2技术措施
3.2.1安装技术要求
3.2.1.1 始装节安装时，严格控制管节的里程、高程、中心线偏差。始装节的里程偏差不超过±5mm，弯管起点里程偏差不超过±10mm，始装节管口垂直偏差不超过±3mm，检查合格后，将其固定，再进行其他管节安装。
3.2.1.2 其他管节待管口中心及高程等调整合格并加固后，方可进行环缝组装。安装偏差符合规范规定。钢管直管段、弯管段与设计轴线的平行度偏差不大于0.2％，各管节之间任何一侧的纵缝间距不得小于100mm。
3.2.1.3 环缝组装：管壁材质为16MnR钢板的管节拟采用传统压码方法压缝，对于管壁材质为WDB620的，拟采用千斤顶或活动顶杆消除错牙，尽量避免传统压码方法。环缝组装质量符合有关设计和规范要求。钢管安装后，其管口圆度的偏差不大于3D/1000mm，最大不大于30mm，沿环缝两侧管口，相邻两侧内表面之间最大错位不得超过2mm。
3.2.1.4 凑合节安装采用瓦片形式进行安装，每块瓦片宽度在现场划线下料，以确保钢管安装误差。
3.2.2焊接技术要求
3.2.2.1 安装焊缝采用V型坡口，手工焊接。拼装点焊与焊接要求焊接所得焊缝金属在焊态下具有接近于钢板的机械性能和化学成分，分别与16MnR、WDB620钢相匹配，手工焊接直径为φ3.2mm、φ4.0mm，附件的焊接采用与主管焊接相同的焊条，焊条的烘陪、保温、贮存、保管符合焊条使用说明书的要求。
3.2.2.2 环形焊缝逐条焊接，不得间跳，不得在管壁随意焊接支撑与踏脚板，不得在浇混凝土后再焊内缝。
3.2.2.3 焊缝检验：所有焊缝先进行外观检查，再作无损探伤检验，焊接质量符合DL5017-93规范规定技术要求。
4 防腐涂装
4.1安装环缝的涂漆：安装环缝在喷涂油漆前，对焊缝用喷砂除锈，环缝两侧预留段则只需用砂布打磨干净即可喷涂。
4.2油漆修补：修补时将原涂装油漆彻底铲除，并适当扩大，与修补部位相接的交接面须将原油漆削成斜面，然后按油漆的同样要求补漆。
4.3管外水泥浆喷涂：水泥浆调配时加入少量减水剂和防锈剂浆液稠度以方便喷涂为度，喷涂后避免暴晒。
4.4 灌浆孔的封堵
在混凝土浇筑灌浆完成后，对灌浆孔进行可靠封堵。为避免压力隧洞内水压力对焊接的影响，设计专门的灌浆孔封堵件。
3 钢管外支撑和混凝土浇筑的配合
3.1外支撑设计，考虑混凝土浇筑时的上浮和侧向位移，要在上下左右4个方向加固外支撑，支撑顶至岩体。加固完毕将轨道撤除，交付浇混凝土。
3.2缩短混凝土浇筑周期，减少外部影响引起的钢管中心偏移的可能性。