新疆頭屯河樓莊子水庫工程壓力鋼管制造及安裝施工

聶 西

（新疆頭屯河流域管理局,新疆 昌吉 831100）

1 工程概況

新疆頭屯河樓莊子水庫坐落于頭屯河上游地區。水庫工程距離烏魯木齊市約90 km。工程中有縣道穿過可通往昌吉市、烏魯木齊市，均為瀝青混凝土路，交通較為方便。

2 壓力鋼管制造工藝

2.1 壓力鋼管制作質量控制電腦

依據設計要求對壓力鋼管進行排料分解，在分解排料的過程中需要注意壓力鋼管的組件的位置以及焊接距離；鋼管直管段焊縫使用自動化設備進行切割加工；其它部件使用數控機床進行切割下料[1]。首先在電腦上用CAD建立空間模型，畫出分片圖，然后將各分片圖編程輸入數控切割機進行數控切割，并用數控切割機劃出上下中心線、大小腰線和檢查線，最后使用切割機進行焊縫破口的加工；加勁環進行切割時使用地規劃線，并使用半自動切割機進行加工，之后將加工后的材料使用風動鉚釘槍進行鉚接；壓力鋼管的坡口加工完成后需立刻進行底漆處理。

制造單元節鋼管工序：單片下料、壓頭、瓦片卷制、對圓、焊接成型。單片下料：根據排料單將鋼板原材料切用半自動切割機割成半成品待用[2]。壓頭、瓦片卷制：直管、彎管采用卷板機卷制成型，岔管瓦片卷制采用壓力機配合卷板機進行成型加工；鋼板使用卷板機進行卷制中應控制卡弧樣板的弧長≥1.5 mm。樣板與鋼板內圓弧之間的間隔距離≤2.0 mm；卷板時從兩邊向中間滾圓，用樣板檢查，往返多次卷制成型、合口。單元的檢驗需要將其放置在檢測平臺上進行檢測，檢測包含單元間各部位的尺寸；如在檢測過程中發現誤差需對單原件進行校正，并檢查問題出現的原因以對后續加工進行改正。

壓力鋼管在制作過程中需要嚴格控制制作工藝，例如鋼板下料的尺寸、坡口型式、瓦片卷制弧度、樣板間隙、管口周長、管口圓度、焊接縫隙的檢測、管件組裝的錯邊量、鋼管防腐噴砂除銹等[3]。

2.2 壓力鋼管制作質量檢測

壓力鋼管制作時的鋼材、焊接以及涂裝用料均需要使用符合規定的材料，并且材料在加工制作前均需要進行力學、焊接等相關實驗以驗證壓力鋼管是否能夠達到質量標準。壓力鋼管制作質量檢測結果見表1。

表1 壓力鋼管治療檢測數據

工程中壓力鋼管焊接區域質量檢測結果均符合規范要求，壓力鋼管焊接區域質量檢測結果見表2。

工程中壓力鋼管焊接封的超聲探傷合格率為99.9%～99.97%，環縫超聲波一次探傷合格率為99.81%～99.98%，加勁環的超聲探傷合全部合格。壓力鋼管制作焊縫探傷檢測結果見表3、表4、表5。

3 壓力鋼管運輸與安裝主要施工方案

3.1 安裝準備及基準點測量

在施工前需對單元部件進行質檢，并且對安裝場地進行修整，將雜物去除；用于管道安裝運輸的軌道已鋪設、桁車已就位，5 t慢速卷揚機已就位，25 T吊車已就位；洞內鋼管外支撐采用I16 工字鋼支撐，支撐與洞壁頂撐或與錨筋焊接連接牢固。

在施工現場對建筑工程的檢測網進行檢驗，并建立施工安裝測控網；測控網以覆蓋管道為主要內容，包含管道安裝得控制點、壓力管道中線、管道軸心高程中心等方面，以此繪制測控網圖紙。在建立測控網的過程中應將基礎構建堅固、將點位標記明確，若是需要可在測控網外增加圍欄保護。

3.2 壓力鋼管安裝

首先安裝2 #和3 #岔管及冬季放水管；然后由洞內向外依次安裝主管、1 #岔管及其余管段。

（1）力鋼管始裝節安裝：按照測控網中點位調整始裝節，利用設備器具初調壓力管道得中心線以及高程；之后進行壓力管道里程、高程以及中心線得細致調整，整個調整過程需要依據標準規范進行操作，調整完畢后檢查是否滿足施工要求，待到整體調整合格后便可進行壓力鋼管的加固，之后便可會同工程監理人員進行施工驗收，驗收合格后進行后續鋼管安裝。

安裝過后安裝節的里程誤差應控制在±5 mm內，彎管起點區域的里程誤差應控制在±10 mm范圍內；始裝節兩端管口垂直度偏差不應超過±3 mm。

（2）第二區域安裝單元壓力鋼管安裝：使用吊裝方式將單元壓力鋼管與初始單元節進行連接，并使用調節設備對壓力鋼管的進行各方面調整，帶進行固定后便可對安裝節環縫的接口進行精調。

表2 壓力鋼管焊接區域質量檢測結果

表3 壓力鋼管制作縱縫(一類焊縫)探傷檢驗結果

表4 壓力鋼管制作環縫(二類焊縫)探傷檢驗結果

表5 壓力鋼管制作加勁環焊接縫(二類焊縫)探傷檢驗結果

壓力鋼管施工檢測合格后便可進行壓力鋼管的固定施工：固定工作分為兩個方面，即壓力鋼管支撐底座與外拉錨筋斜拉的固定。外拉錨筋斜拉中的支撐需要在當前鋼管環縫焊接前進行連接。壓力鋼管中的內支撐須在混凝土基礎澆筑完成后進行拆除，之后將壓力鋼管支撐底座與外拉錨筋斜拉一并進行掩埋[4]。

（3）環縫接口的對接應采用在管道內壁施工的方式進行，若兩節管道的管口周長上具有一定的差異，需要在全部周長進行平均分布，并依據施工規范進行環縫的對接；完成上述工作后在壓力鋼管的外部進行點焊加固，點焊完畢并自檢合格后，會同監理共同檢查驗收，驗收合格后由持有上崗證的合格焊工進行環縫焊接。

（4）彎管的起點、變徑管、伸縮節區域的壓力鋼管安裝。此區域所使用壓力鋼管在制造時需要延長100 mm～200 mm，用于作為湊合節使用。對伸縮節進行安裝調整后需要根據工程安裝情況切割管口的連接長度，之后便可進行連接安裝；其它區域的管節需在安裝位置處進行切割加工。

（5）2 #和3 #區域岔管安裝：首先安裝2 #岔管，調整到位檢查合格并加固后，然后依次進行彎管的調整安裝，檢查符合要求后進行點焊環峰，再次校驗無誤后會同工程監理人員進行施工驗收，驗收合格后由持有上崗證的合格焊工進行環縫焊接；3 #岔管安裝同2 #岔管。

4 壓力鋼管安裝質量控制及檢驗

4.1 質量控制

壓力鋼管在安裝的過程中需要根據檢測控制線進行不斷的調整，直至符合安裝施工要求為止。焊接施工需要嚴格按照施工要求進行，焊接完成后進行相應的檢測。若在施工過程中施工器具對壓力鋼管內壁產生傷痕或殘留，則需對該區域進行探傷檢測。

4.2 安裝環縫焊接及其檢驗

鋼管節間環縫在管節對接拼裝完成后開始焊接。預留環縫于試水前焊接，此焊縫焊接質量直接影響著壓力管道能否如期運營，因此需特別予以關注。預留環縫焊接施工時其兩側的管節均已焊接完畢，此時需對焊接變形及焊接應力予以嚴格控制。焊接施工前先進行技術論證，制定合理的焊接工藝方案。盡量選用小線能量焊接，并配合焊前預熱及焊后熱處理，確保焊接質量。

4.3 焊縫外觀檢驗和無損探傷檢測

進行焊接縫的檢驗前需將焊縫處污物等雜質進行去除，將內外焊接處20 mm內的區域打磨并清理干凈；焊縫的外部由專業人員進行檢驗，合格后進行探傷檢測，探傷是由專業人員依據施工圖紙以及技術規范進行檢驗，如焊接處出現缺損則需要根據技術規范中的處理措施進行處理[5]。

4.4 安裝單元節內外壁防腐

安裝節區域的焊接施工完畢并檢驗合格以后可進行鋼管的防腐施工，仿佛需要為內外焊縫兩側以及壓力鋼管內外壁受損區域。防腐分兩次進行，先進行外部防腐，混凝土澆筑后才能進行內壁防腐；進項防腐施工前需要焊縫處的焊瘤等雜物以及施工工具清理干凈并做打磨處理，壓力鋼管的內支撐需待鋼管外包混凝土建筑完畢后進行統一清除。防腐工作完成后經由專職人員進行檢驗驗收，并留存檢驗資料。

4.5 灌漿及封堵

洞身段壓力鋼管外包混凝土澆筑完成，28 天后對該段進行接觸灌漿施工，之后實施灌漿孔封堵處理，具體實施時應先將保護圈去除，將其中的雜質進行清除，之后將孔塞設置好并加上防滲石棉，并將焊縫進行烤干進行封焊處理，進行檢測無異常情況后對焊接處進行打磨及防腐處理。

5 結語

結合新疆頭屯河樓莊子水庫工程，分析工程中壓力鋼管制造以及安裝施工技術，通過壓力鋼管安裝質量的控制及檢驗證明本工程中壓力鋼管制造及安裝工藝能滿足設計和工程要求，具有重要的實踐價值。