國網陜西安康水力發電廠

劉智

【摘要】安康電廠水輪發電機經過長期運行后，尾水管上方的基礎環，尾水錐管進水口氣勢銹蝕比較嚴重，需要更換尾水管上方的基礎環和尾水錐管，希望為以后電廠檢修相似工作提供施工經驗。

【關鍵詞】拼裝；焊接；澆筑；灌漿

1 、工作簡介

安康電廠水輪發電機經過長期運行后尾水錐管及上方的基礎環氣蝕嚴重，尾水錐管混凝土有掏空現象，此次修復是將發電機水輪機全部拆除，割除基礎環和尾水錐管鋼襯，鑿除尾水錐管澆筑的部分混凝土，拼裝焊接新的尾水錐管和基礎環。

2、 施工步驟

水輪發電機組拆除→轉輪吊出機坑→尾水錐管和基礎環鋼襯割除→混凝土鑿除→補充鋼筋制安→尾水錐管和基礎環鋼襯拼裝→焊接→探傷檢測→混凝土澆筑等強→焊縫打磨。

3、 尾水錐管和基礎環鋼襯割除

3.1 搭設平臺：打開尾水進人門，在尾水錐管內搭設檢修平臺。檢修平臺分為兩層，下面一層用電廠成品尾水檢修平臺，先搭設兩根主梁，在主梁上面鋪設副梁，按照裝配順序鋪設地板。在四周用細鋼繩固定在副梁的吊點上掛在錐管壁吊點上，以保證平臺平穩安全。上面一層用14號槽鋼焊接成框架結構，再在槽鋼上鋪滿木板，此平臺承重平臺作為施工作業面。

3.2 尾水錐管割除：平臺搭設完畢經驗收合格后，開始用碳弧氣刨或者火焰切割將尾水錐管上半部分割除（上管口住下1.4m），為方便搬運運輸，割除時要分多個小塊進行分解。

4、 混凝土鑿除補充制安鋼筋

4.1錐管外圍混凝土鑿除開挖：鋼襯割除完畢后，鑿除混凝土直徑方向向外擴挖500mm，軸線方向高度不小于1.4米的混凝土。混凝土拆除主要用風鎬配合膨脹劑拆除，即先用風鎬將需要拆除部分圓周鑿出寬100左右的槽，深度400mm左右，再在要拆除區域內鉆孔深度400mm并灌入膨脹劑，待400mm深混凝土拆除完畢，后100mm深混凝土用風鎬手動拆除。拆下的混凝土棄渣用推車通過尾水錐管進人孔通道從吊物孔吊出廠房運至渣場。

4.2鋼筋布置：立筋和環筋鋼筋規格和布置方式按照原圖紙補充，規格Φ25螺紋鋼，鋼筋間距200mm，插筋入孔深度200mm，外露200mm，安裝插筋鉆孔直徑40mm，安裝插筋時用錨固劑錨固。

5 、基礎環和尾水錐管拼裝

5.1基礎環拼裝

1、在基礎環安裝底部位置焊接8個臨時支撐板，基礎環為四瓣組圓，每瓣基礎環下部均勻分布倆個支撐，支撐焊接時調整其上平面高度統一偏差≤0.10mm。

2、支撐焊接完畢后，按照出廠編號分瓣吊裝基礎環下環板置于支撐上，調整基礎環的組合縫及錯牙和基礎環組圓進行臨時點焊。

3、在機坑中心掛鋼琴線，以座環鏜口中心調整鋼琴線的中心，鋼琴線中心調整合格后，以鋼琴線中心調整基礎環中心，最后復測基礎環的高程、水平、中心合格后分八個對稱方向進行點焊，保證基礎環在后續施工過程中不會因碰撞發生位移。

5.2尾水錐管拼裝：

基礎環安裝完畢后開始拼裝錐管，以錐管進人門側瓦片為定位節基準，錐管的進水口對準備基礎環下邊沿，錐管下扣對齊舊尾水管管口，將到貨8瓣錐管按照設備出廠編號進行拼裝配割，調整其圓度、高程、中心以及各組合縫間隙、錯牙等，組合縫間隙應符合設計要求并臨時加固：組合縫間隙小于4mm，表面錯牙≤2mm。尾水錐管全部拼裝完畢后，拆下有進人孔的4瓣尾水錐管，未拆除的4瓣錐管從兩側進入安裝焊接錨鉤，待4塊鋼襯錨鉤安裝完畢后，再回裝4瓣有進人孔的錐管鋼襯，通過進人孔進入焊接錨鉤，最后安裝焊接進人孔。

6、 尾水錐管焊接

6.1焊縫簡介： 新安裝的尾水錐管進水口Φ=5862mm，出水口Φ=6486.5mm，錐管鋼襯δ=30㎜不銹鋼材質，組合焊接均600V型坡口；基礎環下環板內經Φ=5862mm，外徑Φ=6200mm，δ=50㎜不銹鋼材質，組合焊接均為600V型坡口。焊縫總計15條，施焊長度總計約70.5米，尾水錐管結構示意圖如下俯視圖和剖視圖。

6.2焊接材料：焊材為設備制造廠供貨的E309Mo-16不銹鋼Φ3.2mm和Φ4.0mm兩種規格焊條，焊條使用量約690kg。

6.3焊接電流控制：為控制焊接變形焊接裂紋，Φ3.2mm焊條焊接電流為95A-110A，Φ4.0mm焊條焊接電流120A-140A，焊條用烘箱加熱到350度保持1小時，焊條用焊條保溫桶裝運到焊接作業現場。

6.4焊接順序

（1）焊縫編號如下圖所示，共為15條焊縫，焊接作業人為8人，4人一組分為兩班，白班夜班交替作業。

（2）將焊縫1、3、5、7為第一組，2、6，4、8為第二組，9、11、10、12為第三組，環縫13、14、15按照+Y、+X、-Y、-X平均分四個對稱區域，施焊開始每組四人同時對稱焊接。

（3）焊接順序：首先焊接第一組焊縫→第二組焊縫→第三組焊縫→四人同時對稱焊接13號焊縫→四人同時焊接14號焊縫→四人同時焊接15號焊縫。

（4）焊接方式：第一步段焊用Φ3.2焊條焊接80㎜長度，間隔400毫米再進行段焊，統一焊接完15條焊縫為一個循環，第二步段焊一個循環完畢后進行打底焊接，打底焊接完一個循環后用Φ4.0焊條進行堆積焊接，Φ3.2焊條段焊和打底焊接熔覆層控制3㎜，Φ4.0焊條每次循環堆積焊接熔覆層4㎜，縱縫焊接時從中間向兩段延伸焊接。

（5）每焊接完一條焊縫用風鏟鑿除藥皮，同時釋放焊接熔覆層應力。

（6）每位施焊人員焊接前在焊縫附近用記號筆標注施焊人員姓名施焊時間。

（7）焊接變形監測；在基礎換班上架設8塊百分表，百分表數據調整到統一數據，監測在焊接過程中基礎環下環板的焊接變形，如果變形較大更改焊接順序。

（8）錐管里襯和基礎環下環板焊接完畢后進行混凝土澆筑，澆筑等強后測量基礎環下環板高程、中心、水平等數據，如果不符合標準進行修磨處理。

（9）焊接完畢后經過超聲波和PT對焊縫進行檢測，如有缺陷用碳弧氣刨處理補焊。

7.澆筑灌漿

（1）焊接完畢后用預留澆筑孔（直徑300mm），內部鋼筋網較密，無法保證振搗密實度，根據施工經驗，對于鋼筋密布，空間比較小的澆筑倉，選用C25二級配自密實混凝土，自密實混凝土具有流動性強、粒徑小、澆筑過程中無需振搗強等優點。

（2）用罐車將混凝土運輸至安裝間，用橋機吊運料斗的方式將混凝土吊運至檢修平臺上方，通過溜槽將混凝土引入料倉，澆筑完畢經過28天等強期后再進行錐管脫空檢查，灌漿密實。

（3）灌漿：檢查脫空的地方用磁力鉆在錐管鋼襯上打孔，每個脫空區域高、底各打一個空，打孔直徑20mm，采用1：1或0.5：1的漿液灌漿，灌漿壓力0.2～0.3MPa，從底部孔灌漿，直到上部的孔漿液溢出，每個脫空的區域以同樣的方式進行灌漿處理，本次尾水錐管灌漿脫空面積14.8㎡；灌漿孔11個，注漿量32公斤，經現場聯合驗收合格，達到規范要求。灌漿結束后尾水錐管安裝澆筑全部完畢。

8.結論

隨著水力發電廠機組的運行，安康電廠其它發電機組以及相似運行時間較長電站的機組同樣存在類似問題，為了機組長期安全運行，鑒于此，筆者總結了安康電廠3號機組基礎環尾水錐管更換施工方案，希望為以后類似的工作提供施工經驗。