塔尕克一級水電站工程壓力鋼管制作安裝工藝及特點

吳天祥

（新疆新華水電投資股份有限公司，烏魯木齊 830063）

塔尕克一級水電站工程壓力鋼管制作安裝工藝及特點

吳天祥

（新疆新華水電投資股份有限公司，烏魯木齊 830063）

塔尕克一級水電站工程壓力鋼管按淺埋管設計，共布置2條，全長522.894 m，共計2×270節。內徑3.8 m，單管最大引水流量37.9 m3/s，鋼管厚度為12～26 mm，隨壓力分段變化，管徑由3.8 m變徑至2.8 m。壓力鋼管均采用Q235C碳素鋼制作，制作中使用數控半自動切割機切割使施工過程機械化、自動化程度提高，有效降低生產能耗，介紹了該壓力鋼管制作安裝的工藝流程、特點及質量控制措施。

水電站；壓力鋼管；制作；安裝；工藝流程；質量控制

1 工程概況

塔尕克一級水電站工程為一座徑流式水電站，裝機容量49 MW，工程等別為Ⅳ等，小（1）型。電站壓力鋼管道位于壓力前池和開關站之間，壓力鋼管按淺埋管設計，共布置2條，全長522.894 m，共計2×270節。內徑3.8 m，單管最大引水流量37.9 m3/s，鋼管厚度為12～26 mm，隨壓力分段變化，管徑由3.8 m變徑至2.8 m。壓力鋼管均采用Q235C碳素鋼制作，管壁進行防腐處理，鋼管整體采用淺埋回填管，布置在開挖的溝槽內，底部設置混凝土薄墊板，周圍回填1.0 m厚開挖碎石土。壓力鋼管制作與安裝工程由中國水利水電第四工程局第二分局承建，于2006年7月開工，2007年7月完工。

2 壓力鋼管制作安裝工藝流程

工程承建單位按照技術規范，分別編制了壓力鋼管制作、安裝、焊接、檢驗、涂層五大環節的施工方案。在制作安裝過程中，施工單位嚴格落實“三檢制”，抓好每道施工工序質量控制，監理單位切實履行監理職責，嚴格質量評定、驗收。

2.1 鋼板質量管控

在選定符合資質要求的廠家的產品后，施工單位、監理對每批次進場材料嚴格驗收，把好原材料質量關，從源頭確保工程質量。每批鋼板均須有出廠質量證明書，機械性能、化學成分試驗記錄，并按合同要求進行抽樣檢驗。

2.2 鋼板下料及加工

（1）鋼板下料。鋼板下料根據鋼板的實際寬度進行，根據尺寸對鋼板劃線后，采用半自動切割機切割，岔管及彎管部分下料采用手工火焰切割。坡口加工完畢后涂刷防銹涂料。

（2）卷板。單節鋼管制作采用整體卷制，并作好標記。鋼板卷制時注意卷板方向與鋼板壓延方向一致，邊卷制邊用樣板測量校正，以保證弧度符合要求；鋼管卷制前，清除板面附著硬質金屬絲、氧化皮等雜物，卷制過程隨時清理。

2.3 鋼管組裝

（1）直管、彎管和漸變管的制造。鋼管對圓在鋼管對圓平臺上采用專用壓縫器進行，組裝時檢查測量鋼管的上下管口應平齊，其管口平面度應不大于2 mm。鋼管的周長、縱、環縫間隙及對口錯邊量均應符合規范要求；鋼管大節組裝在大節組裝臺車上進行。將鋼管管節分別吊放在大節組裝臺車上，轉動鋼管對正組裝方位后，利用拉縫器、手拉葫蘆等工具將鋼管組合，分別測量兩管口周長值，平均分配錯臺量后用壓縫器對稱進行壓縫和點焊，鋼管的縱縫焊接采用自動埋弧焊。

（2）加勁環、止水環和止推環的制造。加勁環、止水環和止推環劃線后，用自動切割機切割，切割后的內圓弧度用樣板檢查。

2.4 鋼管運輸

鋼管運輸前，對沿線運輸道路進行一次詳細勘察，確定好運輸方案后再組織實施。運輸時鋼管內部用可拆卸的加固支承進行加固，鋼管與車體之間用弧形拖座支撐，鋼絲繩綁扎牢固。在鎮墩2到鎮墩3之間的下彎段口處，各制作滑道，用16t汽車吊進行卸車，再利用卷揚機及滑輪組配合進行鋼管卸車，將鋼管卸到敷設好的鋼管滑道上。

2.5 鋼管安裝

鋼管運至安裝位置后，用弧形托座及千斤頂頂起鋼管，然后利用千斤頂、拉緊器等將鋼管調整就位。鋼管壓縫前，測量兩管口的周長偏差值，通過計算將錯臺值平均分配并使其符合規范要求。始裝節（彎管）安裝完成后，即可依次逐節向上游側安裝。鋼管到位后，調整中心位置及高程，利用壓縫器具進行壓縫，注意平均分配各處錯臺值，鋼管安裝后，管口圓度（指相互垂直兩直徑之差的最大值）偏差必須符合規范要求。為此鋼管的內支撐應保留到砼澆筑完成，并具有一定強度后才可拆除。鋼管壓縫時，使用專用壓縫器從鋼管水平中線開始，分兩個工作面對稱進行，邊壓縫邊進行定位焊，除應控制平均分配錯臺值外，還應注意管口中心偏移方向，調整好環縫的對裝間隙。環縫組合完成后，全面檢查一次鋼管的中心偏差及高程值，合格后即可進行鋼管環縫的焊接工作。

2.6 伸縮節安裝

鋼管伸縮節選擇有資質的廠家定做，運抵現場整體安裝。伸縮節安裝前，根據確定的伸縮量將伸縮節調整合格，并用定位板焊接加固固定。安裝時，伸縮節的一端可先與鋼管管節焊接在一起，伸縮節后一道環縫壓縫前，應通過調整鋼管的中心位置來滿足環縫間隙及對縫的要求，嚴禁用千斤頂和手拉葫蘆等工具硬拉硬頂，防止伸縮節內外套之間的間隙生產不均勻或碰撞摩擦及發卡等現象。在伸縮節前后兩鎮墩之間的所有管道安裝完畢，鎮墩砼強度達到要求后，將伸縮節內的定位板割除并打磨平整，檢查伸縮節內外套之間的間隙應均勻對稱。然后按施工圖紙規定的盤根尺寸將盤根粘結成整圈，將每圈接頭斜接后逐層壓入內外套間，再將壓環法蘭與外套法蘭對正后把緊壓緊螺栓即可。

2.7 鋼管焊接

鋼板的拼接縱縫采用埋弧自動焊焊接，鋼管的縱縫焊在滾焊臺上進行；彎管加筋環及其它附件均采用手工電弧焊焊接。鋼管在制造廠內的縱縫和環縫均在自動焊簡易工棚內進行，加筋環焊縫露天施焊。現場鋼管的焊接采用手工電弧焊焊接，所有焊縫均采用雙面焊接，在其單側焊縫焊滿后，處理背縫并將其清根打磨干凈后再進行焊接。縱縫焊接時，設置引弧和斷弧用的助焊板；嚴禁在母材上引弧和斷弧。定位焊的引弧和斷弧應在坡口內進行。安裝焊接完畢后，全面檢查一次鋼管的內外壁及焊縫部位的情況，管壁內面的突起處打磨清除。

2.8 焊縫檢驗

鋼管焊縫質量用X射線及超聲波無損探傷檢測，對焊縫檢驗確定的焊縫內部或表面發現缺陷，制訂可靠的處理措施報監理人批準后再進行焊補。焊縫內部缺陷用風鏟或磨光機將缺陷徹底清除，并用砂輪修磨成便于焊接的凹槽，焊補前要保證缺陷必須清除。

2.9 鋼管防腐

（1）表面預處理。鋼管的表面處理及涂裝工序采用石英砂噴射處理，預處理前，先將鋼材表面清除干凈。

鋼管表面除銹后，要注意防止再度污染、施噴涂料前，使用鋼刷和壓縮空氣清除殘留砂粒等雜物。

（2）涂裝施工。施涂前，根據施工圖紙要求和涂料生產廠的規定進行工藝試驗，嚴格按廠家規定的涂料配比、調配方法、涂刷間隔進行。鋼管涂裝分3次完成，每層噴涂厚度、干膜厚度均應符合施工圖紙的要求，該環節要求漆膜均勻，無氣泡、無孔洞及雜質，不能出現離析現象。埋管外壁應均勻涂刷一層加有緩蝕劑的水泥砂漿，涂后注意養護。涂裝作業完成后，表面檢查不得有流掛、皺紋、針孔、裂紋、鼓泡等缺陷，表面美觀，顏色一致。

3 質量控制措施

3.1 嚴把原材料質量關

對工程所需的材料，嚴格按照國家有關規范、《塔尕克一級水電站質量管理辦法》、《塔尕克一級水電站物資進貨檢驗和試驗控制程序》規定的順序和方法進行。做好原材料到貨驗收、質量檢測，嚴格板材保管環節，監理定期對施工單位進行檢查。

4 壓力鋼管制造和安裝過程

（1）施工準備階段。做好技術交底，讓施工單位充分理解設計圖紙和合同文件的有關要求；編制完善的施工組織設計、施工工藝方案，做好人員、設備、材料等資源配備；鋼管安裝前，認真做好鋼管管節的驗收工作，各管段材質、板厚及編號正確，并按安裝順序進行運輸安裝。鋼管施焊前，完成鋼管的焊接工藝評定試驗，做好焊工考試和培訓工作。

（2）施工過程控制。施工中，根據施工進度計劃，按照合同條款、施工圖紙，設計通知單及作業指導書、車間工藝圖、工藝流程卡規定的方法、順序和工藝標準進行下料、機加工、單件拼裝、整體拼裝、焊接、部件裝配和涂裝防腐工作。施工的全過程嚴格執行工序間檢驗轉序制度，做好鋼管的組裝、加固、焊接、涂裝等各工序間的檢查工作，每道工序完工，均應檢驗。

（3）施工過程檢查。嚴格做好每道工序檢查、單節鋼管質量檢查、鋼管大節整體檢查、涂裝檢驗、焊縫檢驗，抓好這幾項關鍵環節，確保施工質量。

5 工程施工工藝特點

（1）卷板采用3輥帶液壓前后托架的卷板機進行，由于液壓托架能使長鋼板卷制成型，隨卷制弧度托起，不用吊車配合，重力變形小，瓦塊卷制成型質量好。

（2）制作安裝由專業化的機械設備進行組圓，焊接和防腐工作，自動化程度高，既保證施工質量，又加快了進度。

（3）使用數控半自動切割機切割使施工過程機械化自動化程度的提高，手工焊條電弧焊只在少量環縫和加勁環接頭等局部使用，焊接自動化程度將達到熔敷金屬量的70%以上，生產能耗相對降低，鋼管制造安裝工藝技術得到大幅度地提升，達到國內先進水平。

（責任編輯：劉征湛）

Technology and characteristics of penstock fabrication and installation at Tagake 1st-stage Hydropower Station

WU Tian-xiang
（Xinhua Hydropower Investment Co.，Ltd.of Xinjiang，Urunqi 830063，China）

The penstock of Tagake 1st-stage Hydropower Station is designed as shallow buried pipe，consisting of two pipes，2×270 sections with a total length of 522.894m.Each pipe has the maximum diversion flow of 37.9m3/s，the thickness of 12～26mm and inner diameter of 3.8～2.8m variable following pressure change.The steel pipe is made of Q235C carbon steel.Digital control semi-automatic cutting machine was used to upgrade the mechanical and automatic degree of fabrication，effectively reduce energy consumption.An introduction was made on the tech?nical procedures and characteristics of penstock fabrication and installation as well as the quality control measures.

Hydropower Station；penstock；fabrication；installation；technical procedures；quality control

TV547

B

1003-1510（2016）03-0060-03

2015-12-31

吳天祥（1982-），男，陜西勉縣人，新疆新華水電投資股份有限公司工程師，學士，主要從事水利水電工程建設管理工作。