水电站压力钢管8介绍
水电站工程压力钢管及机电埋件制安
水电站工程压力钢管及机电埋件制安12.1 概述12.1.1 工程项目简介（1）压力钢管制安本水电站引水发电系统有6条竖井式的引水压力管道，由上平段、上弯段、竖井段、下弯段和下平段组成，流道直径由9.0m、8.5m渐变为 6.5m，长度为296.784m～301.007m。
每条压力管道下弯段下游侧30°范围及其下游部分设置压力管道钢衬，钢衬段开挖洞径为9.7m，下平段中心高程为 980.00m；出隧洞610径图12-1 压力钢管分段、分节示意图（2）钢结构制安主要包括主厂房、主变室及空调机房轻型拱架吊顶钢结构。
①本水电站设计尺寸为298.1m×30.6m×82.0m（长×宽×高）的地下式主厂房，主厂房顶采用拱型钢结构吊顶外露面铺镀铝锌钢板复合板，其拱型钢桁支承在高程1022.00m现浇岩壁梁上。
②地下主变洞室尺寸为230.6m×19.0m×22.0m（长×宽×高），其顶部采用彩色钢板拱型薄壳吊顶，两侧分别支承在高程1015.00m的现浇的通风道顶梁板上。
（3）机电埋件制安主要包括接地系统和水位计埋管两部分。
12.1.2 工程范围与工程量（1）压力钢管制安工程范围与工程量①主要包括地下压力钢管的直管、弯管、渐变段及其部件（以下统称钢管）的制造与安装，由引水压力管道钢衬和外包混凝土段两部分组成。
②本标段压力钢管累计轴线长度约315.12m，每条工程量约为450t，6条共计2700t（含部件）。
单条压力钢管的工程量见表12-1。
表12-1 单条压力钢管主要工程量及特性表（2）吊装单元重量中包含内支撑重量，每个安装单元按3套考虑，重约3.85t。
（2）钢结构制安工程范围与工程量主要包括主厂房和主变室轻型钢拱架吊顶、钢出线架、钢盖板、钢栏杆、钢爬梯、钢梯等的制造与安装，工程量见表12-2。
表12-2 钢结构制安工程主要项目工程量表（3）机电埋件制安工程范围与工程量①接地系统工程包括引水工程接地系统和尾水系统接地系统。
水电站压力管道
第八章水电站压力管道第一节压力管道的功用、类型一、功用和特点压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管，一般为有压状态。
其特点是集中了水电站大部分或全部的水头，另外坡度较陡，内水压力大，还承受动水压力的冲击(水锤压力)，且靠近厂房，一旦破坏会严重威胁厂房的安全。
所以压力管道具有特殊的重要性，对其材料、设计方法和加工工艺等都有特殊要求。
压力管道的主要荷载为内水压力，管道的内直径D(m)和其承受的水头H(m)及其乘积HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。
目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。
HD值最高的常见于抽水蓄能电站，已超过5 000m2。
二、分类压力管道可按照布置型式和所用的材料分类，见表8-1。
其中，明管适用于引水式地面厂房，地下埋管多为引水式地面或地下厂房采用，混凝土坝身管道则只能在混凝土坝式厂房中使用。
由于钢材强度高，防渗性能好，故钢管或钢衬混凝土衬砌管道主要用于中、高水头电站；而钢筋混凝土管适用于中小型电站。
图8-1 焊缝布置图(一) 钢管钢管按其自身的结构又可分为：(1) 无缝钢管。
其直径较小，适用于高水头小流量的情况。
(2) 焊接钢管。
适用于较大直径的情况。
焊接钢管由弯成圆弧形的钢板焊接而成，焊缝结构如图8-1所示，一般相邻两节管道的纵缝应错开一定角度，以避免焊缝薄弱点在同一直线上。
(3) 箍管。
当HD>1 000m2时，钢板厚度一般会超过40mm，其加工比较困难，因而在这种情况下常采用箍管。
箍管是在焊接管或无缝钢管外套以无缝的钢环(钢箍，称为加劲环)，从而使管壁和钢箍共同承受内水压力，以减小管壁钢板的厚度。
钢管所使用的钢材应根据钢管结构型式、钢管规模、使用温度、钢材性能、制作安装工艺要求以及经济合理等因素参照设计规范选定。
(二) 钢筋混凝土管钢筋混凝土管具有造价低、刚度较大、经久耐用等优点，通常用于内压不高的中小型水电站。
水电站压力钢管8介绍
Qmax——压力管道设计流量，H—设计水头
3. 经济流速法：压力管道的经济流速一般为4~6m/s，
最大不超过7m/s，Ae= Qmax/Ve 水电站压力钢管8介绍
第四节 钢管的材料和管身构造
水电站压力钢管8介绍
一、钢管的材料
l 管道的受力构件有管壁、加劲环、支承环、支 座滚轮、支承板等
水电站压力钢管8介绍
二、钢材性能的要求
2、加工性能 l 辊轧、冷弯、焊接、切割，要求焊接性能好，冷
加工的塑性变形小，加工后无残余应力，焊缝和 热影响区不产生裂纹。 3、化学成份 l 影响钢材的强度、ε、焊接性能，含碳不要过高 (脆)，含硫量和含硅量也不能高。
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三、容许应力
l 钢材的容许应力一般用屈服强度除以安全系数得到， 即 [σ]=σs/K
(2) 球阀：球形外壳+可旋转的圆筒形
阀体+附件。
优点：开启状态时没有水头损失，止
世
水严密，能承受高压。
界
缺点：结构复杂，尺寸和重量大，造
上
价高。
最
适用：高水头电站。
大
的
球
阀
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四、钢管上的闸门、阀门和附件
2、伸缩节 (expansion joint)
l 功用：消除温度应 力，且适应少量的 不均匀沉陷
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第六节 明钢管的管身应力分析
l 结构设计状况分为持久状况、短暂状况和偶然状况三种。
l 三种设计状况均应进行承载能力极限状态设计。
l 持久状况还应进行正常使用极限状态设计；
l 短暂状况可根据需要进行正常使用极限状态设计；
水电站压力管道
第八章水电站压力管道第一节压力管道的功用、类型一、功用和特点压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管，一般为有压状态。
其特点是集中了水电站大部分或全部的水头，另外坡度较陡，内水压力大，还承受动水压力的冲击(水锤压力)，且靠近厂房，一旦破坏会严重威胁厂房的安全。
所以压力管道具有特殊的重要性，对其材料、设计方法和加工工艺等都有特殊要求。
压力管道的主要荷载为内水压力，管道的内直径D(m)和其承受的水头H(m)及其乘积HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。
目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。
HD值最高的常见于抽水蓄能电站，已超过5 000m2。
二、分类压力管道可按照布置型式和所用的材料分类，见表8-1。
其中，明管适用于引水式地面厂房，地下埋管多为引水式地面或地下厂房采用，混凝土坝身管道则只能在混凝土坝式厂房中使用。
由于钢材强度高，防渗性能好，故钢管或钢衬混凝土衬砌管道主要用于中、高水头电站；而钢筋混凝土管适用于中小型电站。
(一) 钢管钢管按其自身的结构又可分为：(1) 无缝钢管。
其直径较小，适用于高水头小流量的情况。
(2) 焊接钢管。
适用于较大直径的情况。
焊接钢管由弯成圆弧形的钢板焊接而成，焊缝结构如图8-1所示，一般相邻两节管道的纵缝应错开一定角度，以避免焊缝薄弱点在同一直线上。
(3) 箍管。
当HD>1 000m2时，钢板厚度一般会超过40mm，其加工比较困难，因而在这种情况下常采用箍管。
箍管是在焊接管或无缝钢管外套以无缝的钢环(钢箍，称为加劲环)，从而使管壁和钢箍共同承受内水压力，以减小管壁钢板的厚度。
钢管所使用的钢材应根据钢管结构型式、钢管规模、使用温度、钢材性能、制作安装工艺要求以及经济合理等因素参照设计规范选定。
(二) 钢筋混凝土管钢筋混凝土管具有造价低、刚度较大、经久耐用等优点，通常用于内压不高的中小型水电站。
压力管道定义及分级
压力管道定义及分级压力管道是一种专用的管道系统，用于输送气体、液体、蒸汽等高压或低压流体。
它由各种材料制成，例如钢、铸铁、铜等，用于承受不同类型的压力。
压力管道的正常运行对于现代工业和生活的正常运转至关重要，因此，对压力管道的定义和分级是必不可少的。
定义压力管道是指在其内部正常工作状态下的压力大于或等于0.1MPa （即10倍大气压）的管道系统。
它主要被用于输送高压气体、液体和蒸汽。
由于其承受的压力不同于常压管道，因此压力管道的设计、安装和维护都需要符合严格的标准和规范。
分级根据不同的压力级别，压力管道被分为以下几个级别：1. 一级压力管道：一级压力管道是指在其内部正常工作状态下的最高压力大于或等于10MPa（即100倍大气压）的管道系统。
这种压力管道通常用于输送高压气体、液体和蒸汽，例如石油、天然气等。
2. 二级压力管道：二级压力管道是指在其内部正常工作状态下的最高压力小于10MPa但大于或等于1MPa（即10倍大气压）的管道系统。
这种压力管道常用于输送中压气体、液体和蒸汽。
3. 三级压力管道：三级压力管道是指在其内部正常工作状态下的最高压力小于1MPa但大于或等于0.1MPa（即10倍大气压）的管道系统。
这类压力管道一般用于输送低压气体、液体和蒸汽，例如市政燃气管道、工业供水管道等。
根据不同的压力级别，压力管道的设计、制造和安装需要遵循相应的技术规范和标准。
例如，在一级压力管道的设计和制造过程中，需要考虑到更高的压力和更严格的安全要求，以确保其能够在高压环境下安全运行。
结论压力管道作为输送高压气体、液体和蒸汽的重要管道系统，需要严格定义和分级。
通过将压力管道分为一级、二级和三级，可以根据其承受的压力范围来制定相应的技术规范和标准。
这有助于确保压力管道的设计、制造和安装符合安全要求，并能够在正常工作状态下可靠运行。
对于保障工业和生活用气、水供应的安全稳定，压力管道的定义和分级具有重要的意义。
DLT5141-2001-水电站压力钢管设计规范-2019年文档
DLT5141-2001-水电站压力钢管设计规范-2019年文档1.前言本规范是为了保证水电站压力钢管设计的质量和安全性，按照相关法律法规进行制定的。
本规范适用于水电站压力钢管的设计、制造、安装、验收等工作。
2.术语和定义2.1 水电站压力钢管：指用于承受水电站系统内流体及运输中产生的压力的钢质管道。
2.2 最大允许压力：水电站压力钢管能够承受的最大内部压力。
2.3 许用应力：最大允许压力下的钢管允许承受的应力状态。
2.4 强度计算：根据钢管的材质、壁厚、直径等因素计算出钢管在内部压力作用下的强度。
2.5 安全系数：为保证设计质量和钢管的安全性，采用的一种保险系数，通常要求大于1。
2.6 可靠度：钢管在使用寿命内，实际承受压力与最大允许压力间的比值。
3.性能要求3.1 钢管的许用应力应符合下表：管道类型许用应力非合金管137Mpa合金管171Mpa3.2 钢管的强度计算应符合下表：管道类型计算公式非合金管(S=0.55*T/D)+6合金钢及高合金钢(S=0.72*T/D)+53.3 钢管的安全系数应符合下表：压力等级安全系数CLASS I 1.5CLASS II 1.45CLASS III 1.44.制造和验收4.1 钢管的制造应符合国家标准或行业标准，材质应符合设计要求，壁厚应符合下表要求：管道类型最小壁厚(mm)非合金钢管 6合金钢及高合金钢84.2 钢管的质量证明文件应具备合格证书、进厂检验报告等相关证明文件。
4.3 钢管的验收应按照国家标准执行，验收合格后方可使用。
5.安装和使用5.1 钢管的安装应符合相关法律法规和国家标准，应遵循以下要求：•避免钢管弯曲、崩裂、变形等问题。
•钢管连接应迎向管流方向，防止倒流。
•钢管的固定应牢固、稳定，且不应对钢管造成额外的损伤。
5.2 安全使用钢管应符合以下要求：•钢管的使用压力不应超过最大允许压力。
•钢管的密封应符合设计要求。
•钢管使用过程中，应定期检查和维护，并做好相应的记录。
浅谈水电站压力钢管各类型岔管的特点及适用说明
浅谈水电站压力钢管各类型岔管的特点及适用说明发表时间：2019-02-13T16:28:43.703Z 来源：《建筑模拟》2018年第32期作者：蒋国菊王占海[导读] 当水电站采用联合供水或分组供水时，即一根管道需要供应两台或更多机组用水时，需要设置岔管，这种岔管位于厂房上游侧。
从设计和运行来说，岔管必须运行安全可靠。
蒋国菊王占海陕西省安康市水利水电勘测设计院摘要：当水电站采用联合供水或分组供水时，即一根管道需要供应两台或更多机组用水时，需要设置岔管，这种岔管位于厂房上游侧。
从设计和运行来说，岔管必须运行安全可靠。
水流平顺，水头损失小，避免涡流和振动。
结构合理简单，受力条件好，不产生过大的应力集中和变形。
制作、运输、安装方便。
经济合理。
关键词：岔管加强梁导流板水头损失岔管是一种由薄壳和刚度较大的加强梁组成的复杂的空间组合结构，其受力状态比较复杂。
又因岔管用以分配水流，通过岔管的水流流向和流态发生较大变化，因此产生较大水头损失，在整个引水系统的水头损失中占很大比例。
因此如何优化岔管受力条件和降低水头损失是岔管设计中的一个重要问题，合理的岔管应具有较好的应力状态和较小的水头损失，因此水电站设计中选择何种型式的岔管显得尤为重要。
在我国水电站建设中，压力管道的岔管按其加强方式的不同可分为贴边岔管、三梁岔管、月牙肋岔管、球形岔管、球形岔管和无梁岔管，现详细说明各种类型岔管的特点：一、贴边岔管，贴边岔管在相贯线的两侧用补强板加固，补强板与管壁焊接，可加于管外，也可同时加于管内和管外。
贴边岔管的特点是补强板的刚度较小，不平衡区的内水压力由补强板和管壁共同承担。
适用于中、低水头的“卜”型地下埋管，特别适用于支、主管之比在0.5以下的情况，此比值大于0.7时不宜采用贴边岔管。
贴边岔管在国内中等压力地下埋管中应用较多，已积累一定得实践经验，可以较好地发挥与围岩共同受力的优点。
适用于中、小型水电站的地下埋管。
二、三梁岔管，三梁岔管是国内外普遍采用的成熟管型，是用三根首尾相接的曲梁作为加固构件的岔管。
水电站压力钢管课件
05
压力钢管的案例分析与实战演 练
成功案例分析
案例一：某大型水电站压力钢管的优化设计
• 高效、安全、稳定
• 该水电站通过对压力钢管进行优化设计，提高了水流效率，减少了能 量损失。同时，采用高强度材料，确保了钢管的安全性和稳定性，在 多年的运行中未出现重大故障。
成功案例分析
案例二：智能化监测系统在压力钢管维护中的应用
压力钢管的基本结构
结构组成
压力钢管一般由进口段、直管 段、弯管段、支管段和出口段
等部分组成。
材料选择
常用的压力钢管材料包括碳钢、低 合金钢和不锈钢等，其选择需考虑 工作压力、水质、耐腐蚀性等因素 。
制造工艺
压力钢管的制造工艺主要包括卷板 、焊接、热处理、无损检测和防腐 处理等步骤，确保钢管的质量和性 能满足设计要求。
外部损伤诊断
通过目视检查、无损探伤 等方法，诊断钢管表面裂 纹、变形、锈蚀等外部损 伤。
内部缺陷诊断
采用超声波、射线等检测 技术，诊断钢管内部裂纹 、气泡、夹杂等缺陷。
泄漏诊断
通过压力测试、流量计量 等手段，诊断钢管连接部 位或管体本身的泄漏情况 。
故障原因分析
材质问题
钢管材质不符合要求，如 强度不足、耐腐蚀性差等 ，导致在使用过程中出现 损伤。
常规修复方法
根据故障诊断结果，采用合适的修复技术，如焊接修复、更换损坏部件、局部补强等，恢 复钢管的正常功能。
预防性维护策略
加强钢管的日常维护与保养，定期进行无损检测、压力测试等预防性检查，及时发现并处 理潜在故障，避免发生严重事故。同时，优化水电站运行参数，避免超压、超温等不利工 况，延长钢管使用寿命。
03
3D打印技术
3D打印技术能够制造复杂形状和结构优化的零部件，未来在压力钢管
水电站工程压力钢管施工简介_0
水电站工程压力钢管施工简介本文结合新疆开都河小山口二级水电站工程压力钢管的现场管理，从本电站压力钢管制作的原材料准备、现场制作与安装、焊接及焊缝检测等方面做了简要阐述，在类似的工程压力钢管施工中可供参考、借鉴。
标签：压力钢管；制作与安装；焊缝检测1、工程简介新疆开都河小山口二级水电站工程位于巴音郭楞蒙古自治州和静县境内开都河下游，电站引水渠道总长6096.0m，流量196.5m3/s，渠道底坡i=1/5000，装机容量49.5MW，保证出力11.42MW，多年平均有效发电量2.16亿kW·h。
压力钢管由上弯段、斜直段、下弯段及下平段组成，起点为压力前池引水口之后，上与混凝土的渐变段相连，下与机组前的钢管相连，引水管段进出口的高程落差23.2m，坡度为1：1.75。
压力钢管采用明敷形式布置，一管一机共三条，进口段三条压力钢管中心间距10.8m，接机组段管中心间距15m；制作材料采用Q235C钢板，壁厚12mm，加劲环厚度为16mm，内径3900mm，机组段钢管内径4000mm；压力钢管制安总长度为249m，总重量为326.43 t，总管节数为135节。
2、制作场地布置小山口二级水电站工程压力钢管制作场布置为：加工制作区、防腐区及其它工作区等，总占地面积约2400m2（20m×120m），其中加工制作区面积为1600m2（20m×80m），划分钢板划线下料区、卷板工作区、纵缝焊接区、钢管组圆区、校正工作区、加劲环安装焊接工作区（兼作纵缝探伤使用）、钢板存放区、半成品存放区等，其余800m2为压力钢管防腐区及其它工作区。
3、压力钢管制作本电站工程压力钢管制作包括直管、弯管及其加劲环等制作、焊接和防腐，主管内径为3.9m～4.0m，采用整张钢板卷制而成，可单节或2节拼接（拼接最长为4.0m）出厂。
3.1 制作工艺流程制作工藝流程为：钢板检验→排料划线→钢板及坡口切割→钢板端头预弯→钢板卷制→纵缝焊接、检测→调圆→装焊加劲环→环缝拼装、焊接→检测、整体验收→除锈及涂装→标记→验收出厂。
水电站工程压力钢管施工简介
水电站工程压力钢管施工简介本文根据我国某二级水电站现场高层压力钢管实际勘测和管理管控的情况，通过分析其在原材料储备、水电站现场安装工作以及检验检测等几个方面进行了分析，旨在给同类型的施工工作提供借鉴和帮助。
标签：水电站；现场管理；工程压力钢管1、水电站工程项目介绍本文讨论的水电站西北地区，电站的水源通道总体长度为6096米，河流的水流量为196.5米/秒，其工程压力管是四部分组成，分别是上-下弯段、下平段和一部分的斜直段。
从前池引流端口为初始位置，上下端分别和混凝土渐变段以及钢管直接衔接。
其坡度是1：1.75，管段上下相差接近23米。
管段采用的材料是Q235C的钢板，板材厚度是1.2厘米，环内部直径是3.9米，其管道的总节段数量是135，总重326.43吨。
2、现场场地的制作及布置具体的现场工程压力管道布置可以分成三块区域，分别是制作加工区、防腐处理区和其他工作区，共计使用的土地面积接近2400平方米。
制作及加工的区域占地最多，解决总面积的67%。
制作及加工的区域可以按照不同的工作类型再具体细分为钢材下料、板材卷板、焊接加工、组装及校准、材料堆放保存等区域。
3、压力钢管的制作该二级水电站的工程压力管道搭建主要包含用整张钢板材料制成的弯管、直管和部分加强环的焊接安装以及防腐校准等。
这些管道的内部直径基本在3.9米至4米之间。
3.1制作工艺流程搭子该工程管道的步骤首先是对检查钢板的质量，对合格的板材进行划线排料，接下来就是根据划线对其进行切割，随后再跟进具体的直径要求进行卷板焊接，在完成所有拼装以后一一进行校准检验，然后做好防腐工作，交付验收。
3.2工程管道搭建的钢材准备根据施工的具体设计图样和相应的主材、耗材的采买规划，挑选数家质量过关、品质过硬的供应商，经过筛选和核定之后选择一个最优的供应商进行合作。
所有入库的主材和耗材都需要经过统计和验收，进入仓库的所有钢材需要进行详细的分类，放置到不同的区域，并做好标记方便拿取。
对水电站压力钢管管道构造的技术分析
３ 压 力钢 管的敷 设方 式和支 承结构
３ １ 敷设方式 ．
钢管按 管身构造 可分 为以下几种 ： ［ 收稿 日期］ ０９一ｌ 一２ ２ｏ ｌ ８
［ 作者简 介】 张萍（ ９３一） 女 ， １７ ， 江西抚 州人 ， 工程师 ； 黄端梅 （９ ５一）女 ， １６ ， 江西抚州人工程师。
中高水 头的水 电站 ， 本文主要介绍对水 电站压力钢管管道构造的一些认识。
关键词 ： 水电站； 压力钢管； 镇墩； 支墩； 闸阀； 伸缩节 中图分类号： Ｖ ３ ． ｌ Ｔ ７ ２４ 文献标识码 ： Ｂ
压力管道是从水库 、 前池或调压 室 向水轮 机输送水 量的 水管， 一般为有压状 态。压力 钢管 的主要 荷载 为 内水 压力 ， 管道 的内直径 Ｄ（ 和其承受 的水 头 Ｈ（ 及其乘 积 Ｈ ｍ） ｍ） Ｄ值 是标志压力管道规模及技术难度的重要 参数值 。
２１ ０ ０年 第 ｌ 期 （ ３ ） 第 ８卷
黑
龙
江
水
利
科
技
Ｎｏ １ ２ １ ． ．０Ｏ
Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｃｅｃ ｎ ｅｈｏｏｙｏ ｔ ｏ ｓｒａｃ ｅ ｏｇ ａｇＳｉｎｅａｄＴ ｃｎｌｇ ｆ ｌ ｉ Ｗａ ｒ ｎｅｖ ｙ ｅＣ ｎ
（ ｏ ａ Ｎ ．８ Ｔ ｄ ｌ ｏ３ ）
Ｕ
ｎ
置弯管 ， 弯管折线段 两端 径 向线 不宜超 过 ｌ 。 夹角越 小 ， ０， 水
—
流条件越好 ， 弯管 的 曲率 半径 不宜小 于 ３倍管 径 ， 同直 径 不 式 中： 为压力管道设计流量 ， ｓＨ为设计水 头（ Ｑ ｍ／ ； 包括水 锤压力 ） ｍ； ， Ｋ为系数。 １２ 经济流速 法 ．
中国大中型水电站介绍
中国的大中型水电站一。
三峡水利枢纽三峡水利枢纽长江从世界屋脊—青藏高原的沱沱河起步，至上海入东海，全长6300余公里，年入海水量近10,000亿立方米，总落差5800多米，水能资源蕴藏量达2.68亿千瓦。
然而，新中国成立以来，为全面地综合治理与开发长江，展开了大规模的勘测、规划、科研和论证工作。
通过全面规划和反复论证认为：三峡水利枢纽是综合治理与开发长江的关键性工程。
长江自奉节至宜昌近200公里的江段，穿越瞿塘峡、巫峡、西陵峡等三段大峡谷。
长江三峡为该三段大峡谷的总称。
位于西陵峡中段的湖北省宜昌市境内的三斗坪（距下游的葛洲坝水利枢纽38公里），江谷开阔，花岗岩岩基坚硬、完整，并可控制上游流域面积100万平方公里，多年平均径流量近5000亿立方米。
经过数十年的艰辛勘测、规划、论证、审定后，举世瞩目的长江三峡工程特选址于该地─-三斗坪。
长江三峡工程采用“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”方案。
大坝为混凝土重力坝，坝顶总长3035米，坝顶高程185米，正常蓄水位175 米，总库容393 亿立方米，其中防洪库容221.5亿立方米。
每秒排沙流量为2460立方米，排沙孔分散布置于混凝土重力坝段和电站底部。
泄洪坝段每秒泄洪能力为11万千瓦，年均发电量849亿度。
左岸的通航建筑物，年单向通过能力500万吨。
双线五级船闸，可通过万吨级船队；单线一级垂直升船机，可快速通过3000吨级的客货轮。
主体工程土石方开挖约10,260万立方米，土石方填筑约2930万立方米，混凝土浇筑约2715万立方米，金属结构安装约28.1吨。
准备期2 年。
主体工程总工期15年，第9年开始启用永久通航建筑物和第一批机组发电。
水库最终将淹没耕地43.13 万亩；最终将动迁113.18万人。
按1993年物价水平计算，静态总投资954.6亿元，其中枢纽工程500.9 亿元；移民安置300.7 元；输变电工程153亿元。
长江三峡工程竣工后，将发挥防洪、发电、航运、养殖、旅游、保护生态、净化环境、开发性移民、南水北调、供水灌溉等十大效益，是世界上任何巨型电站都无法比拟的！工程布置(1).枢纽布置枢纽主要建筑物由大坝、水电站、通航建筑物等三大部分组成。
巴贡水电站大型压力钢管的制作安装
３ 钢 管 制 作
３ １ 钢板 的检 查和 验收 ．
（ ）钢管板材材质为 由中国进 口碳 当量及裂纹敏感指 １ 数较低 的 １ Ｍｒ ６ ｕ Ｒ，具有优良的焊 接性能。
（ ）每一 批运 至 现 场 的 钢 板 均 逐 张 检 查 、核 对 材 质 证 ２ 明 和炉 批 号 并 按 照不 同 钢 板 的 性 能 和 板 厚 附 上 标 识 牌 进
（）钢管焊接前应进行 焊接工艺评定 ，并根据焊接 工 １
艺 评 定 报 告 制订 焊接 参 数 。
（ ）对钢板进行 随机抽 检 ，每批抽 检样 本不 少 于每 ３
批 总 量 的 ２ ，最 少 不 低 于 ２张 钢 板 ，除 进 行 表 面 外 观 、
（ ）钢板厚度超过 ３ ｍｍ 的，相应 Ｉ类和 Ⅱ类 焊缝均 ２ ２
下料卷板 钢 管运 输 焊 接 工 艺 防腐
要 介绍钢管工地制作 、运输及现场安装 的全套流水作 业过 程，仅供 业 内同行 借鉴
【 关键 词】 施 工 流 程
管段 ，具体布置如图 １ 所示 。
１ 概 述
２ 钢 管 制 作 安 装 施 工 流 程
巴 贡水 电站 位 于 马 来 西 亚 东 部 的沙 捞 越 州 中部 Ｂ Ｌ Ａ — ＵＩ 上 ，是 目前 东 南 亚 最 大 的水 力 发 电 工 程 。工 程 引 水 河 压力钢管制作安装工艺流程如 图 ２ 示 。 所
压力钢管为洞 内坡度 ８ 的水平埋管 ，其 内径分 别为
４ ５ ￣ ７０ ｒ ， 钢 板 厚 度 ２ ～ ４ｍｍ，材 料 为 １ ８０ ０ ０￣ ８ ２ ６ 。
其中 ，每条洞内内径 ４５ ｍ ８ ０ ｍ段 长度为 ８ ５ ．ｍ，内径 ４ ５／ ８０
水电站压力钢管-8 介绍
(1) 滑动式支墩
鞍式(saddle support)：包角： 90~120°，结构简单，造价 低，摩擦力大，支承部位受 力不均匀，适用于D<1m。 支承环式(slidding ring girder support)：在支墩处
管身四周加刚性支承环。摩
擦力小，支承部位受力较均 匀，D<2m
15MnV、15MnTi。滚轮可采用A3、A4、A5、
16Mn或35、45等优质钢材。
二、钢材性能的要求
(一 ) 压力管道的工作特点与制作程序
工作特点：内水压力大，并经常承受冲击荷载
的作用；低温状态下工作(水温在4℃左右)对
钢材的工作条件不利。
制作过程：
板裁：冷卷、辊压成形；
现场焊接(自动焊、手焊)；
当于一个多跨连续梁.
一、敷设方式
连续式布置： 管身在两镇墩间连续，不设伸缩节。温度应力大， 一般较少采用。 分段式：
两镇墩之间设置伸缩节 (在上镇墩的下游侧)。
温度应力小。
二、支墩(support)
1. 功用：承受水重和管重的法向分力。相当于连 续梁的滚动支承，允许水管在轴向自由移动(温 度变化时)。 2. 布置：间距L=6~12m，D特别大时，L取3m。L 小→M、Q小→支墩造价高。 3. 类型：滑动式、滚动式、摆动式。
(2) 滚动式(rolling ring girder support)
在支承环与墩座之间加圆柱形辊轴，摩擦系数f小， 适用于D>2m。
(3) 摆动式(rocking ring girder support)
在支承环与墩座之间设一摆动短柱。摩擦系数f很小，适 用于大直径管道。
三、镇墩(anchor block)
水电站压力钢管PPT课件
竖直式布置
多用于坝内式厂房。 对于一些比较薄的拱坝，如果要设埋管，也可采
用竖直式布置。但由于孔口对坝体有削弱作用， 对拱坝应力求避免采用此布置。
.
4.1 压力管道的功用和类型
4.1.2 压力管道的类型及适用条件
2.按管道布置方式分类
❖ （3）坝体压力管道
坝 后 背 管
.
4.2 压力管道的线路选择和布置方式
4.2.2 压力管道的布置型式
2.压力管道的引进方式(管轴线与厂房纵轴关系）
(a)、(b) 正向引进
(c)、(d) 侧向引进 (e) 斜向引进
Next
.
正向引进
管道的轴线与厂房的纵轴线垂直。 特点：水流平顺、水头损失小，开挖量小、交通
方便。钢管发生事故时直接危及厂房安全。 适用：低水头电站。 例子：杨凌电站
Back
.
侧向引进
管道的轴线与厂房的纵轴线平行。 特点：水头损失大，但避免水流直冲厂房。管材
用量增加，开挖工程量较大。 适用：高、中水头电站。 例子：汤峪水电站
Back
.
斜向引进
管道的轴线与厂房的纵轴线斜交。 特点：介于上述两者之间 适用：分组供水和联合供水。
Back
.
4.3 明钢管的构造、附件及铺设方式 什么是明钢管？
4.1.2 压力管道的类型及适用条件
2.按管道布置方式分类
地下埋管施工中
.
4.1 压力管道的功用和类型
4.1.2 压力管道的类型及适用条件
2.按管道布置方式分类
❖ （3）坝体压力管道：坝式水电站厂房紧靠坝体布 置，压力管道穿过坝身成为坝体压力管道。应用： 坝后式、坝内式、地下式厂房。
坝内埋管：埋设于混凝土坝体内的压力管道，常采用钢管。 坝内埋管的安装与大坝施工干扰较大，且影响坝体强度。
水电站压力钢管8 介绍共115页
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
第3章__水电站压力钢管详解
4.3 明钢管的构造、附件及铺设方式
4.3.1 明钢管的构造
2.弯管和渐缩管 ❖ （2）渐缩管：不同直径钢管段连接时需设置渐缩管。 渐缩管的收缩角不宜过大，宜采用：θ=10°~16° 渐缩管与相邻管段之间常以横向焊缝连接。
当渐缩管与弯管位置相近时，宜合并成渐缩弯管。 分段式钢管的弯管和渐缩管均须埋于镇墩中。
(2)钢筋混凝土管：造价低，刚度较大、经久耐用，能 承受较大外压，管壁承受拉应力能力较差。应用： 水头较低的中小型水电站。
(3)钢衬钢筋混凝土管：应用：水头较高的情况 (4)玻璃钢管：水流摩阻系数小，重量轻。应用：水头
不高、流量较小的中小型水电站。
4.1 压力管道的功用和类型
4.1.2 压力管道的类型及适用条件
魏家堡电站压力管道滚动支座
(3) 摆动支墩
在支承环与墩座之间设一摆动短柱。摩擦系数f 很小，适用于大直径管道（D≥4m) 。
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4.3 明钢管的构造、附件及铺设方式
4.3.3 明钢管的阀门和附件
1.闸门及阀门
❖ 压力管道进口设快速闸门(事故门)——在前池、调 压室、水库等位置。
❖ 主阀：事故紧急关闭和检修放空水管。
4.3 明钢管的构造、附件及铺设方式
4.3.1 明钢管的构造
1.接缝与接头
❖ (1)无缝钢管
在工厂压轧成无纵缝的 管节，运到现场后用横 向焊缝或法兰将管节连 成整体。
适用：高水头，小流量 的水电站。
4.3 明钢管的构造、附件及铺设方式
4.3.1 明钢管的构造
1.接缝与接头
❖ (2)焊接钢管
4.3 明钢管的构造、附件及铺设方式
4.3.2 明钢管的支承结构
1.镇墩及其构造
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四、钢管上的闸门、阀门和附件
(1) 蝴蝶阀(Butterfly Valve) 优点：启闭力小，操作方便
迅速，体积小,重量轻，造 价低。 缺点：开启状态时，阀体对 水流有扰动，水头损失较大； 关闭状态止水不严。 动水中关闭，在静水中开启
水电站压力钢管8介绍
四、钢管上的闸门、阀门和附件
水电站压力钢管8介绍
二、钢材性能的要求
2、加工性能 l 辊轧、冷弯、焊接、切割，要求焊接性能好，冷
加工的塑性变形小，加工后无残余应力，焊缝和 热影响区不产生裂纹。 3、化学成份 l 影响钢材的强度、ε、焊接性能，含碳不要过高 (脆)，含硫量和含硅量也不能高。
水电站压力钢管8介绍
三、容许应力
l 钢材的容许应力一般用屈服强度除以安全系数得到， 即 [σ]=σs/K
2. 经验公式法：简化条件推导公式。精度较低，初 步设计时采用
Qmax——压力管道设计流量，H—设计水头
3. 经济流速法：压力管道的经济流速一般为4~6m/s，
最大不超过7m/s，Ae= Qmax/Ve 水电站压力钢管8介绍
第四节 钢管的材料和管身构造
水电站压力钢管8介绍
一、钢管的材料
l 管道的受力构件有管壁、加劲环、支承环、支 座滚轮、支承板等
l 位置：常在上镇墩 的下游侧
l 伸缩节的型式较多， 常见的几种见下页 图。
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伸缩节
(a)套筒式伸缩节
(b)波纹密封套筒式伸缩节
(c)压盖式限拉伸缩节
(d)波纹管伸缩节
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伸缩节动画
水电站压力钢管8介绍
四、钢管上的闸门、阀门和附件
3、 通气阀
作用：当阀门紧急关闭时，向管内充气，以消除管中负压； 水管充水时，排出管中空气
3. 类型：滑动式、滚动式、摆动式。
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(1) 滑动式支墩
l 鞍式(saddle support)：包角： 90~120°，结构简单，造价低， 摩擦力大，支承部位受力不 均匀，适用于D<1m。
l 支承环式(slidding ring girder support)：在支墩处 管身四周加刚性支承环。摩 擦力小，支承部位受力较均 匀，D<2m
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二、压力管道引进厂房的方式
(a)、(b) 正向引进 (c)、(d) 纵向引进 (e) 斜向引进
压力水管引进厂房的方式 水电站压力钢管8介绍
三、供水方式
1．单元供水：一管一机。不设下阀门。
l 优点：结构简单(无岔管)、工作可靠、灵活性好， 易于制作，无岔管
l 缺点：造价高 l 适用：(1) 单机流量大、长度短的地下埋管或明管；
l 不同的荷载、不同的部位采用不同的容许应力，见 表8-2。
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四、管身构造
1、无缝钢管：无纵缝，横缝用焊接、法兰连接成整体，强度
高，造价高，施工困难。 国内：D≤60cm；国外：D≤120cm。 适用高水头小流量电站。 2、焊接管：钢板按要求的曲率辊成弧形，焊接成管段。适用于 各种直径、水头，造成价低。 (1) 纵缝：焊缝交错排列，避开两个中心轴 (2) 相邻管壁厚度差≯2mm，内部光滑，外部成台阶状。
地下埋管和明管.
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三、供水方式
单元供水
联合供水
分组供水
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第三节 水力计算和经济直径的确定
一、水力计算 l 恒定流计算：确定管道的水头损失，包括沿程和局部两部分。
➢ 沿程损失：处于紊流，可按曼宁公式计算 ➢ 局部损失：进口、门槽、渐变段、弯段、分岔等部位，
按水力学公式计算。
一、敷设方式
l 明钢管一般敷设在一 系列支墩上，离地面
不小于60cm
l 转弯处设镇墩，将水 管完全固定，相当于 梁的固定端。
l 水管受力明确，在自 重和水重作用下，相 当于一个多跨连续梁.
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一、敷设方式
l 连续式布置： 管身在两镇墩间连续，不设伸缩节。温度应力大， 一般较少采用。
l 常用的钢材：经过镇静熔炼的热轧平炉低碳钢 或低合金钢，如：A3、16Mn，或经过正火的 15MnV、15MnTi。滚轮可采用A3、A4、A5、 16Mn或35、45等优质钢材。
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二、钢材性能的要求
(一) 压力管道的工作特点与制作程序 l 工作特点：内水压力大，并经常承受冲击荷载
水电站压力钢管8介绍
2020/11/22
水电站压力钢管8介绍
第一节 压力管道的类型
按布置方式分
按材料分
明管：
钢管(大中型水电站)
暴露在空气中(无压引水式电站) 钢筋混凝土管(小型电站)
地下埋管（隧洞埋管) : 埋入岩体。(有压引水电站)
不衬砌、锚喷或混凝土衬 砌、钢衬混凝土衬砌，聚 酯材料管、木管等
l 结构设计状况：持久状况、短暂状况、偶然状况 l 三种设计状况均应进行承载能力极限状态设计。 l 持久状况还应进行正常使用极限状态设计，短暂状况可
根据需要进行正常使用极限状态设计。 l 承载能力极限状态：指钢管结构或构件，或达到最大承
载能力、或丧失弹性稳定、或出现不适合于继续承载的 变形。 l 正常使用极限状态：钢管结构或构件达到正常使用或耐 久性能的某项规定限值。
的作用；低温状态下工作(水温在4℃左右)对 钢材的工作条件不利。 l 制作过程： ➢板裁：冷卷、辊压成形； ➢现场焊接(自动焊、手焊)； ➢检查焊缝(γ射线、超声波)
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二、钢材性能的要求
(二) 钢材性能要求
1、机械性能 l 屈服强度σs 、抗拉强度σb ；塑性指标：断裂时的延伸率ε、
➢ 开敞式：采用较少。易于检修，但受力不均匀。
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三、镇墩(anchor block)
封闭式
开敞式
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三、镇墩(anchor block)
4、设计 l 荷载见表8-3，P126。根据管道的满水、放空、温
升、温降等情况，找出最不利的荷载组合。 l 设计内容包括抗滑稳定、地基应力校核、细部构
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四、管身构造
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四、管身构造
3、箍管：钢管外加钢箍。
钢管最小厚度： δmin≮(D/800+4)mm，或 6mm 防腐、防锈措施： 涂料、喷镀、化学保护。 加防锈厚度2mm。
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第五节 明钢管的敷设方式、镇墩、 支墩和附属设备
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一、压力管室)和 水电站厂房布置统一考虑。
➢ 路线尽可能短、直。(经济，hf和ΔH小)。
➢ 地质条件好。山体稳定、地下水位低、避开山崩、 雪崩地区。
➢尽量减小起伏, 避免出现负压; 转弯半径R≯3D。 ➢ 避开可能发生山崩或滑坡的地区以及山水集中的地
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三、镇墩(anchor block)
1. 功用：固定钢管，承受因水管改变方向而产生的 轴向不平衡力。水管在此处不产生任何位移。
2. 布置：在水管转弯处，直线段不超过150m。 3. 类型：一般由混凝土浇制，靠自重维持稳定。
➢ 封闭式：应用广泛。结构简单，节约钢村，固定效果 好。
(2) 球阀：球形外壳+可旋转的圆筒形
阀体+附件。
优点：开启状态时没有水头损失，止
世
水严密，能承受高压。
界
缺点：结构复杂，尺寸和重量大，造
上
价高。
最
适用：高水头电站。
大
的
球
阀
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四、钢管上的闸门、阀门和附件
2、伸缩节 (expansion joint)
l 功用：消除温度应 力，且适应少量的 不均匀沉陷
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第六节 明钢管的管身应力分析
l 结构设计状况分为持久状况、短暂状况和偶然状况三种。
l 三种设计状况均应进行承载能力极限状态设计。
l 持久状况还应进行正常使用极限状态设计；
l 短暂状况可根据需要进行正常使用极限状态设计；
l 偶然状况可不进行正常使用极限状态设计。
l 承载能力极限状态，是指钢管结构或构件，或达到最大承 载能力、或丧失弹性稳定、或出现不适合于继续承载的变 形；
l 分段式： 两镇墩之间设置伸缩节 (在上镇墩的下游侧)。 温度应力小。
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二、支墩(support)
1. 功用：承受水重和管重的法向分力。相当于连续 梁的滚动支承，允许水管在轴向自由移动(温度 变化时)。
2. 布置：间距L=6~12m，D特别大时，L取3m。L 小→M、Q小→支墩造价高。
hw→电能→装机容量→管径选择 l 非恒定流计算：水锤计算(N变→Q变→H变) ，确定管道中
各点的动水压力和变化过程。 水击压强→确定压力管道荷载和管线(最高压力线和最低压力
线)
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二、压力管道直径的选择
1. 动能经济比较法：基本原理与渠道相同(要考虑 流速、水击压力的影响)，拟定几个直径，进行 动能经济计算，比较确定最优经济直径。
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一、荷载计算及其分项系数
l 按荷载的作用方向可以将其分为轴向力、径向力 和法向力。 每种荷载都有其不同的作用分载系数，见表8-2。
l 作用在明钢管上的各种作用力计算公式及作用方 向见表8-3，但风荷载、雪荷载、地震荷载等需查 阅《水工建筑物荷载设计规范》。
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二、荷载组合
位置：阀门之后
4、 进人孔
作用：检修钢管；位置：钢管上方；直径：50cm左右,间距
100m 。
5、 旁通阀及排水设备