某水电站引水工程压力钢管施工方案

某水电站引水工程压力钢管施工方案

一、 工程概况

某水电站位于贵州省务川县境内，为引水式电站。电站主要由拦河闸坝、引水隧洞、压力管道及发电厂房等水工建筑物组成。

本电站的设计方为贵州省水利水电勘测设计研究院设计，我局承担了水电站引水道工程建设任务。该工程的引水隧洞长323.968米，断面为圆形，其净尺寸为直径5米，开挖直径为6米。压力钢管长169.047米，其末端分岔为两个支管。其中的主管直径为4.5米，长157.757米，重286.4t；支管直径2.5米，长21.615米，重21.46t；加劲环120个，重85.23t；岔管1个，重25.16t。总安装吨位418t。压力钢管的材质为16MnR，主管管壁厚度为16-20mm；支管管壁厚度为18mm；岔管的壁厚为24mm。

本工程项目计划于2005年2月20日开工，于2005年6月20日全部完工。

二、主要实物工程量

项目名称 单位 工程量 备注

压力钢管的制造和安装

主管 δ=16-20mm t 286.40 16MnR

岔管 δ=24mm t 25.16 16MnR

支管 δ=18mm t 21.46 16MnR

加劲环 t 85.23 16MnR

三、 主要技术规程、规范及标准

1、《压力钢管制造安装及验收规范》DL5017-93；

2、 某水电站工程《压力钢管制造和安装技术要求》；

编号：洪沙-S-水工-B-05

3、 《水利水电工程施工手册》〈金属结构制作与机电安装工程〉第4卷

4、《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝焊缝坡口的基本型式与尺寸》GB985-88

5、 《埋弧焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》GB986-88

5、 《钢熔化焊接接头射线照相和质量分级》GB3323-87；

6、 《水工金属结构防腐蚀规范》SL105-95；

7、 《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-88；

8、 《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99；

四、主要施工技术措施

根据工程实际情况需要，压力钢管主要施工过程分解为

1、 材料进货物资检验

所有构成实物工程的钢材、焊条、焊剂、焊丝以及油漆等送到现场后，项目部立即组织相关技术负责人，材料员对来料依据设计图纸，设计更改，材料计划等进行验收，主要检查材料的规格及型号是否与材料质量证明书相符，几何尺寸是否超标。本工程所用的16MnR,必须满足《压力容器用钢》GB6654-1996的规定。对可疑钢板采用超声波检查或采用样送检，检查合格后方能使用。

2 、钢管制作

钢管的制作采用以下的工艺流程

2.1 样本制作

为方便检查，保证钢管及各种管道零部的制作安装精度，采用δ=0.5mm镀锌钢板制作样板。根据设计要求，钢管内径弧度检查、支撑环、加劲环等都须制作

样板，样板的弧长必须符合规范要求（根据管径不同，样板的弧长在1.5～2m）。样板制作完毕后，必须经过专业施工员检查，同时作上标记，以防止在使用过程中混用。

弯头、锥管及叉管采用地规、钢直尺等直接在拼接好的钢板上放样，由专业施工员，质量员或技术负责人检查无误后，方可下料。

2.2钢板拼接及下料

根据设计要求，结合现场实际情况，制作钢管的钢板全部采用定尺钢板，长、宽边均留有少许余量；为保证将钢管周长误差控制在最小范围内，采用将两张定尺板拼接好后下料的方法；拼接采用二氧化碳保护焊工艺焊接，拼接前应检查边长是否为直线、宽边与长边是否垂直，同时，用氧气-乙炔焰割刀对钢板进行修整，保证钢板宽度与设计相符，切割和刨边面的熔渣、毛刺和缺口，应用砂轮磨去，所有板材加工后的边缘不得有裂纹、夹层和夹渣等缺陷；焊前将焊口两侧10～20厘米范围的铁锈、熔渣、油垢、水渍等清除干净，检查合格后方可施焊；当单侧焊完后，将钢板用龙门吊缓慢翻面，用电弧刨清根、打磨干净后再继续施焊。

拼接好的钢板根据板厚的不同，确定展开尺寸，同时在钢板上画出展开图，认真检查平行线和对角线，检查无误后方可下料；下料采用氧气-乙炔焰割刀切割。

叉管、弯管、渐缩管等管件与钢管的下料方法相同。

异径叉管的管壳，实际上是由锥管割去开口部分而成；首先用电脑绘制出叉管管壳的平面展开图，找到各点在X轴和Y轴上的坐标后，将得到各基准点的弦长；在实际放样时，将两张钢板对接，长度大于最大口的弦长，宽度为小口展开弦高加钢管的实际高度，同时，在钢板上画出各坐标点，圆滑连接各坐标点，认真检查支管与主管连接处的弧长是否相同，核对无误后方可下料。

下料后，焊缝处的坡口用氧气-乙炔焰切割，然后用角向砂轮机打磨成型。叉管、弯管、渐缩管等管件与钢管的下料方法相同。

板材放样及下料时应考虑板材的切割余量和焊接收缩余量，一般情况下留3-4mm。

3 、钢管卷制

3.1钢管卷制时利用加工场已安装好的壹台龙门吊配合卷制；首先，利用10T龙门吊将钢板缓慢送入卷板机，调整好小车与卷板机的位置，在卷制过程中，大车

与卷筒保持同一速度，用准备好的样板对钢管的弧度进行监控，随时调整卷板机上下轴的间距；当钢板卷至一定长度时，用龙门吊将卷制好的部分吊住，使钢板自重不致将卷制中的钢板压变形。卷制成形后，用夹具将接口对平，点焊牢固，同时，用与管道内径等长的临时支撑在管口两边加以固定，使其不致在吊装过程中发生变形。

3.2叉管、弯管制作

叉管制作时，将卷板机的上滚筒调到一定倾斜角度，按照大、小边弧度的等分线卷制，在卷制的同时，用两块不同半径的样板，在管口平面位置检查，当一段钢板已卷制成型时，继续转动钢板到下一等分线继续卷制；

当叉管卷制成型后，局部地方的弧度可能会出现偏大或偏小的现象，需采用火焰对叉管进行校弧，校弧完毕后，采用临设支撑加固两端管口。

当叉管各段均加工完毕后，应在加工现场进行预组装，经检查合格后再分段运至现场安装。

弯管、渐缩管的制作方法与叉管的制作方法相同。

3.3 钢管卷制成型后，为防止自然变形，直接采用龙门吊吊至焊接平台上施焊。

4、 钢管焊接

4.1压力管道工程的管道材质为16MnR,管道壁厚为:主管16～20mm，岔管24mm，支管18mm；根据设计文件及施工现场的具体情况，焊接采用手工电弧焊，二氧化碳保护焊和埋弧焊相结合的焊接方式，一般情况下，钢板接料和管道的纵缝焊接采用埋弧焊，二氧化碳保护焊和手工电弧焊，管道环缝及加劲环采用二氧化碳保护焊和手工电弧焊，其余部分采用二氧化碳保护焊或手工电弧焊焊接。

4.2 坡口加工预制

（1） 管道坡口加工时，由于壁厚均小于25mm，故均采用V型坡口（25°～30°）。

（2） 管道坡口采用氧气-乙炔半自动割刀加工，半自动割刀无法加工的特殊部位可采用手工切割加工。

（3） 坡口加工后必须除去坡口表面的氧化皮、溶渣及影响接头质量的表面后，并应将凹凸不平处打磨平整。

4.3 焊接工艺