乌江思林电站4#机压力钢管“倒挂正装”施工方案浅析论文

乌江思林电站4#机压力钢管“倒挂正装”安装施工方案浅析陈博 夏卫斌中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁丹东，摘要：简要介绍乌江思林水电站4#机压力钢管安装施工方案特点，压力钢管施工人员施工程序及对工期的影响等关键词：乌江思林电站；4#机组；压力钢管；倒挂正装；施工方案1、概述思林水电站位于贵州省思南县思林乡境内的乌江干流上，上游距构皮滩水电站89km，下游距沙陀电站115km。工程开发的主要任务是发电，兼顾航运、防洪及其他综合利用。水库总库容16.94亿m3，调节库容3.17亿m3，正常蓄水位440m。电站装机容量1050MW，保证出力303.6MW，年发电量40.64亿kWh，是贵州省和乌江干流主要的水电电源点之一。电站引水隧洞4#机组压力管道安装工程包括竖井段、下弯段、下平段及渐变钢管的安装,钢管（轴线）总长度56.924m，共29节，总重436.449吨,单节最大长度2.5m，最大重量26t。具体布置情况见表一4#机组压力钢管布置 表一部位钢管内径（）单节长度（）材质厚度（）总节数竖井段88002000/250016MnR257下弯段88001174/214916MnR2814下平段88001500/250016MnR32/366渐变段852088001262/210016MnR3622、4#机压力钢管安装的特点4#机组压力钢管原先的安装施工方案为，竖井段及下弯段压力钢管从上平段运输，利用布置的卷扬机及锚点将压力钢管按编号逐节吊装，吊装就位后进行后续安装。但在4#机组竖井段及下弯段压力钢管安装前，因施工工期非常紧张，压力钢管安装受土建进水口和引水洞上平段混凝土施工的制约，总体的施工方案及进度计划已严重滞后，不能满足首台机组发电工期的要求，从而使得原先4#竖井段及下弯段压力钢管的安装工艺方案不可行，致使4#机竖井及下弯段压力钢管运输、安装成为整个压力钢管安装的重点和难点。通过对施工图纸和施工现场的研究和勘察，结合多年的压力钢管安装的施工经验，经过反复讨论和模拟实验，在以满足施工工期，施工质量及安全的前提下，对原有的安装施工方案进行了修改，重新制定了4#机压力钢管“倒挂正装”安装施工方案。3、“倒挂正装”安装施工方案的实施3.1压力钢管的洞内运输4#机竖井及下弯段压力钢管均从下平段运进洞内，4#下平段全长16.3m，在运输前，先在下平段及下弯段内铺设轨道，轨道铺设在提前浇筑的混凝土支墩上，轨道选用38kg/m，轨距为4m。钢管从洞外运送到下平段时，在钢管的外壁焊接“铁鞋”，焊接完后将钢管放在下平段的轨道上，在下平段洞口布置一台5T的卷扬机用于牵引下平段及下弯段压力钢管，下平段及下弯段卷扬机及锚点布置见图一(4#机竖井及下弯段压力钢管安装示意图）；在上平段布置3台5T的卷扬机，其中2台卷扬机用于牵引和回装下弯段及竖井段压力钢管，在上弯段处布置一井字架，井字架与洞壁的锚筋焊接牢固，在井字架的主梁上对称布置两个吊点，吊点焊接牢固，用于起吊和回装压力钢管，上平段及竖井段卷扬机及锚点布置见图一(4#机竖井及下弯段压力钢管安装示意图），洞内所有地锚、天锚在使用前进行拉拔试验，确保安全可靠。图一4#机竖井及下弯段压力钢管安装示意图3.2“倒挂正装”工艺实施要点 1. 压力钢管在竖井段及下弯段挂装时，加固所用的锚筋要安全可靠，锚筋的强度必须进行核实计算，锚筋的布置见图二。图二 竖井及下弯段钢管挂装加固示意图2弯段及竖井段吊装平台及施工平台的设计。在上弯段处布置吊装平台，吊装平台为“井字”梁结构，在平台主梁的对称位置设两个吊点用于吊装和回装压力钢管；在上弯段顶拱布置30T天锚，天锚位于竖井段轴线正上方，用于吊装施工平台，施工平台为单层结构，在平台上设置四个吊点，吊点对称布置，详见图三。图三 施工平台吊装示意图3、竖井段第一节钢管挂装前，必须计算好高程及里程，在挂装时要给后续钢管的挂装留出足够的空间，以便于在压力钢管回装时有足够的空间。3.3压力钢管的安装3.3.1安装顺序以渐变段第一节压力钢管为始装节，依次将下平段、下弯段及竖井段的压力钢管回装3.3.2压力钢管的调整与加固钢管调整采用千斤顶和导链配合进行，调整合格后对称加固（见图四钢管加固示意图）图四 钢管加固示意图3.3.3钢管安装技术要求（1）钢管安装中心偏差（见表二） 表二钢管内径D()始装节管口中心极限偏差（）弯管起弯点的管口中心极限偏差（）其它部位管节管口中心极限偏差（）D=8.52/8.851225（2）定位节安装里程偏差5，弯管起点的里程偏差10，两管口垂直度偏差3，管口圆度偏差5D/1000，最大偏差小于40。（3）中间管节安装 定位节混凝土强度达到75%以上时，才能开始其它管节的安装。 钢管管节现场对缝，间隙控制在0-5之间，错边量控制在3之内。安装调整合格后，将钢管加固牢固，防止钢管由于自重或混凝土浇注时钢管偏移，从而使钢管安装偏差增大。管内支撑待浇筑完混凝土并在终凝后方可拆除。 中间节钢管安装时，其管口中心偏差、管口垂直度偏差、圆度偏差应符合水利水电压力钢管制造与验收规范的表5.1.2和5.1.3条的规定。 安装调整合格后，进行现场安装缝的焊接。 焊缝经表面检查和内部无损检测合格后，进行现场焊缝及其两侧的防腐施工。 钢管分段安装，混凝土分段浇注。混凝土浇筑前，现场焊缝必须焊接完毕，并经探伤合格。3.3.4.压力钢管的焊接1焊前准备在压力钢管焊接前，将坡口内的毛刺、坡口及两侧的铁锈、油污、水等处理干净；焊条使用前必须烘干，烘干后保存在80100保温箱内。2焊接工艺要求（见焊接工艺卡）3. 无损检测焊缝焊接完成24h后，应进行外观及无损检测，无损检测探伤比例应按照招标文件要求进行探伤，如招标文件没有要求，严格按照DL501793压力钢管制造安装及验收规范的规定执行。（见表三）焊缝无损探伤表 表三焊缝种类一类焊缝二类焊缝探伤要求100%超声波+20%X射线100%超声波+10%射线16MnR焊接工艺水 电 六 局焊 接 工 艺 卡工程编号工程部位工程名称图号工艺卡编号数量第页压力钢管安装1焊缝代号及焊接部位B环缝0-90-180-270-0 2焊接方法SMAW3焊接材料J5074焊前坡口处理坡口两侧见金属光泽5焊前预热温度80-1006层间温度大于预热温度且2507焊缝尺寸及外观检查b1=22-25 n1=0-3b2=22-25 n2=2-38焊后焊缝表面处理清除飞溅与熔渣9焊后消氢处理后热200-250保温2小时10无损探伤检验X射线探伤B-10%11焊 条 直 径（）位置层数电流(A)电压（V）焊 速(/min)3.2全190-12025-2690-100焊接试验板代表位置数量规格材质备注4.0全2120-16026-30100-1204.0全3120-16026-30100-1204.0全4120-16026-30100-1204.0全5120-16026-30100-1204.0全6120-16026-30100-120编制审核批准4结束语贵州乌江思林电站4#机压力钢管于2008年7月9日顺利安全的安装完成，并于2009年4月22日完成冲水试验。4#机压力钢管“倒挂正装”安装施工方案的实施，简化了压力钢管安装工序，缩短了压力钢管的直线工期，对思林电站首台机组的提前发电起到重要作用，同时对于思林电站“一年四投”目标的实现有着积极的意义。