使用多平臺組合安裝豎井壓力鋼管的方法介紹

魏義兵

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業部，云南 昆明650032）

1 前言

水電站引水系統到廠房段的引水洞，一般由上平洞、豎井、下平洞組成，豎井以混凝土澆筑為主，很少因洞壁結構設計為鋼管，鋼管外則混凝土回填。豎井壓力鋼管安裝，從鋼管運輸、卸車、組裝、吊裝入井，井內的安裝施工及檢查，每道工序施工難度大，安全風險高，因此制定1套合理的施工方案十分重要，同時將施工人員安全及防護放在首位。豎井結構特殊，施工工序多數情況下不能平行作業，只能依次作業，直接影響關鍵線路引水洞過水工期。本文描述的多層平臺安裝豎井壓力鋼管的方法在厄瓜多爾科卡科多辛克雷水電站已成功應用，該電站2號引水洞上彎段因地質條件差，設計據實調整，將豎井中心往下游移動50 m，并在上彎段部位增設壓力鋼管，鋼管安裝高程由EL.1050.00到EL.1165.311，鋼管內徑5.80 m，鋼管由水平段、彎段及豎井段組成，定位節鋼管重為22.35 t。

2 方法特點及適用范圍

根據堅井壓力鋼管設計圖紙，確定鋼管分節長度及吊裝單位重量。吊裝單元重量，設計吊架平臺，吊架平臺上鋪設鋼平臺，置于管口作防護隔離平臺，又作為鋼管外側混凝土的回填作業平臺；按分節長度，設計管內操作平臺結構便于鋼管的壓縫、焊接、打磨、探傷、防腐工序施工，操作平臺用千斤頂或絲桿定位于鋼管內，采用雙吊鉤懸掛于管口上，鋼管對接前換鉤；定位管節上設置下沉式安全防護平臺，便于鋼管與混凝土結合縫的處理，對鋼管段下部的成品作隔離防護。施工人員在兩端設有防護平臺間的操作平臺上作業，本方法適用于大、中型水電中的豎井壓力鋼管安裝。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

施工準備→鋼管吊架平臺→制作定位節內下沉式安全防護平臺→操作平臺→定位節鋼管組裝焊接→下沉式平臺與定位節組裝→定位節鋼管吊裝→驗收及混凝土澆筑→次上節鋼管吊裝→操作平臺組裝→鋼管吊裝→鋼管壓縫、焊接、檢查、驗收→拆除吊架平臺→拆除操作平臺→拆除下沉式平臺。

3.2 操作要點闡述

3.2.1 施工準備

根據設計圖紙及現場的實際情況，確定豎井鋼管制作安裝的施工規劃，制作對應的工藝措施，編寫施工技術方案并上報監理人審批，按照監理人審批的意見進行施工；根據施工規劃，鋼管洞外的制作工作已結束，洞內的卸車設備布置完成，豎井吊裝的設備已布置完成，然后按施工措施要求對各設備進行承載試驗，試驗應滿足吊裝作業要求；編制《專項安全技術措施》及《豎井鋼管安裝安全管理辦法》，在施工前對所有施工人員進行安全技術交底，使每一位施工人員都能掌握施工流程、質量控制要點及安全注意事項；對洞內開挖設置的測量控制點坐標進行復核，復測結果經監理人認可，由測量人員測放出豎井鋼管安裝所需的中心、高程，并對所測放的點進行復檢及記錄；洞內施工電源、施工照明及通風系統的布設。

3.2.2 吊架平臺制作及使用

根據吊裝鋼管的直徑，吊裝單元的重量，設計吊架平臺，實現吊裝設備、吊架平臺及鋼管的連接。平臺上表面采用鋼板滿鋪，按圖設置進人孔。吊架平臺的作用：吊裝鋼管、置于管口作為管口安全隔離平臺及鋼管外側的混凝土回填的布料平臺。

3.2.3 下沉式安全防護平臺的制作及作用

定位節鋼管下沉式安全防護平臺先按設計圖制作完成，平臺的檢查工作結束，按圖與定位節鋼管連接，吊裝前進行聯合檢查；便于鋼管下管口的調整、檢查及定位，以及便于定位節鋼管口與混凝土對接縫處的混凝土處理，防止物件通過平臺掉到已完成的豎井，造成安全事故。

3.2.4 操作平臺的制作及作用

設計操作平臺要考慮到工期計劃及操作要求，確定操作平臺結構的層數，平臺由上而下：設備布置層；壓縫、加溫、焊接層；打磨、探傷、防腐層；返修、防腐層。各層間采用連桿及螺栓連接，設置人員通道，整體安裝完成后進行聯合檢查。平臺均布的4個吊點，用鋼鏈掛于管口，鋼管內采用千斤頂與管壁撐牢，限制平臺搖晃。平臺四周設計裝置塑料輪，防止平臺移動時劃傷管壁內油漆；操作平臺滿足鋼管安裝所有工序的施工。

3.2.5 鋼管安裝

鋼管安裝前，吊架平臺上用腳手架管制作鋼管模型，豎井內試吊，試吊的目的檢查吊點是否偏移、豎井壁與模型有無碰撞及欠挖，外露錨桿是否影響吊裝，處理試吊中出現的問題。鋼管安裝前對安裝位置進行全面清理，清除影響安裝物件。根據安裝控制點，確定安裝基準位置并標記。定位節鋼管先與下沉式安全防護平臺組裝好后再進行吊裝。安裝人員隨吊籠到達作業面，按基準位置調整定位節鋼管，調整到好復測，中心、管口位置合格后與預埋支撐件焊接加固可靠，從通過爬梯到鋼管外側，采用型鋼將鋼管與四周的隨機錨桿焊接加固，經驗收后進行混凝土回填。

定位節混凝土有一定強度，對定位節安裝質量需在混凝土澆筑后復測。下部的兩節鋼管內帶一層操作平臺進行鋼管安裝，將操作平臺在管內組裝成整體，配掛長短鋼鏈，將連接操作平臺的短鋼鏈掛于管口，進行上節鋼管安裝，鋼管快到位時，將操作平臺上的長鋼鏈掛在吊架平臺吊梁上，拆除四周定位的千斤頂，啟升提升系統，拆除下節管口的短鋼鏈，下降提升系統，使鋼管對接。再啟升提升系統，將操作平臺移到上節鋼管，短鋼鏈掛在上節鋼管的管口，下降提升系統使短鋼鏈受力。用千斤頂將平臺四周定位，拆除與吊架平臺連接的長鋼鏈，進行鋼管壓縫、焊接、打磨、探傷、防腐工作，上部管節安裝，循環操作即可。吊架平臺除吊裝時均放置在管口頂部，起到管內施工的隔離防護。

4 質量控制措施

鋼管的質量檢驗以施工圖紙、國標、部標或甲方提出的其他標準為依據，嚴格執行施工班組自檢、作業隊互檢和專職檢查員專檢的“三檢制”的原則，凡不合格的上道工序，不得轉入下道工序的施工，關鍵項目重點部位必須經項目部質檢工程師檢查確認；施工前技術負責人要對現場技術員及施工隊進行交底，再由現場技術員及作業隊技術負責人對施工人員進行技術交底，使所有參加施工的作業人員都熟悉豎井壓力鋼管多平臺組合的使用方法、技術要領及執行標準；施工過程中嚴格執行技術文件標準，技術標準上沒有的參照國家標準執行；要嚴格按照安裝工程的質量過程控制規定，做到按圖紙、標準和工藝（或《施工方案》）進行施工、檢查。

5 安全措施

豎井壓力鋼管安裝，屬于安全風險較大，危險源較多，并存在不可預見的危險因素，針對現場的實際情況，編制《專項安全技術措施》及《豎井鋼管安裝安全管理辦法》，報上級單位主管安全的職業部門批準。獲批后對所有管理人員及施工人員進行安全技術交底；施工人員必須持證上崗，并經過安全培訓，堅持《班前安全會》，《安全作業風險控制卡》制度；井口實行封閉區域管理制度，設專人值班，執行出、入井登記制度。

6 環保措施

施工過程中，嚴格遵守國家和地方的有關環境保護的規定；施工垃圾及時清運，在施工現場禁止焚燒廢棄物和會產生有害有毒氣體、煙塵、臭氣的物品。施工產生的電焊煙塵及時通過通風系統排出洞外；現場配備垃圾桶，對各類垃圾實行分類管理，回收再利用或送廢品收購站；對于廢油紗、物料包裝垃圾等進行綜合利用，不能利用的應單獨封裝統一處理；施工中生產垃圾及生活垃圾，要妥善處理，防止影響環境。施工過程中注意水、電、生產資料的節約使用，電焊機、空氣壓縮機等施工設備及照明設備配置合理、不使用時應關閉。電焊條等不得亂丟、妥善保管。氧氣，乙炔使用完畢后及時完全關閉，加固等輔助材料應回收重復使用。

7 實施效果

多平臺組合安裝豎井壓力鋼管，據現場條件，結合豎井鋼管安裝的特點，采用多平臺組合進行聯合作業，所有工序在操作平臺上完成。采用吊架平臺，確保吊裝安全，兩端隔離中間施工，確保施工人員的作業安全，定位節上設置下沉式安全防護平臺，即方便鋼管與混凝土結合縫的處理，又對已完成的部位形成有效的防護。

8 結束語

本方法在豎井鋼管安裝中得到了切實有效的運用，鋼管內多平臺聯合作業確保了吊裝及施工人員安全，簡化了施工工序，降低勞動強度，加快施工進度，節約施工成本、產生了良好的經濟效益和社會效益。