沃卡河一级水电站压力钢管制作与安装
谭顺春，孙永强
武警水电第三总队第十四支队，四川 成都610036
1 工程概况
沃卡河一级水电站压力钢管制作安装工程是由倒虹吸压力钢管和前池引水压力钢管两项组成；其中大部分为明式钢管，少量为预埋管道。
引水钢管总长为315.58 m,倒虹吸钢管总长为919.8 m。除岔管壁厚为14 mm外，其余钢管壁厚分别为8 mm和12 mm；管类品种较多，规格为φ2200和φ1300。钢管材料采用河南安阳钢铁公司的低合金钢板，钢号为16 Mn，焊条采用J506［E5016］和J507［E5015］低氢焊条。前池引水压力钢管为240.17 t，倒虹吸管为315 t，全部钢管制作总重量为555.17 t。
沃卡河一级水电站前池引水压力钢管和连接白堆支渠与总渠的倒虹吸钢管是电站引水系统的关键工程，其施工地段山坡陡峭，地形复杂，施工难度大，技术要求高，对施工队伍整体素质要求很严。为此，在工程开始前作了充分的准备工作(包括对焊工、热处理工和探伤工的资格审查和培训)。
2 施工部署
(1)施工组织管理。包括：按先进、高效的项目管理模式组织该施工项目的生产要素；配备施工经验丰富的专业技术人员和职能人员组建各职能部门；对工程项目的工期、质量、安全、成本等进行综合管理和协调。 (2)施工阶段划分。按照工作量基本相等的原则，将压力钢管制作、安装工作划分为制作、安装、防腐三个施工段；组织两支专业队伍进行施工，即安装队（含制作）和防腐队。
(3)施工程序。根据本工程特点，结合现场气候条件和要求，主要施工程序为：①压力钢管分段制作，现场组对安装；②压力钢管和管段工厂化组装和探伤；③管段喷沙除锈和防腐；④管支座工厂化预制；⑤管段采用卷扬机和拖排运输就位或吊车组对安装；⑥管段最终探检和防腐、清理。
(4)施工工期要求。前池引水压力钢管于1998年5月4日开工，原计划于1998年10月30日完工；由于受6、7、8三个月沃卡工地连降暴雨和土建的影响，工期滞后于1999年元月26日竣工。倒虹吸压力钢管于1998年7月25日开工，于2000年4月25日竣工。
3 压力钢管制作
3.1 制造工艺
钢管制作的工艺程序为：原材料检验→放样下料→标识→筒节卷制→筒节组对→管段成型→焊接及检验→辅加筋组对焊接→管段内壁喷沙除锈→管内壁防腐→管段外壁喷沙→管段外壁防腐→半成品存放→半成品标识。制造过程中各道工序均严格按以下要求进行施工。
(1)管材检查及下料。钢管材料检查、下料应严格按照设计图纸和有关技术要求进行，下料时的钢板应用红铅油标识出钢管的分段、分节、分块的编号，水流方向，水平和垂直中心线及坡口角度，切割线位置等符号。下料工具采用等离子切割机或氧气乙炔手工切割机。
(2)钢管卷制。钢板卷制方向应与钢板压延方向一致，不得随意在母材面加焊辅助物，严禁使用锤击法将钢管上的临时构件敲下，应用碳弧气枪或氢气-乙炔焰在距管壁3 mm以上处切除，严禁损伤母材；管壁上的残留物应用砂轮磨平。
3.2 焊接工艺
(1)管材与焊条技术要求。根据设计图纸的要求，压力钢管材质为16 Mn，焊接时采用J507［E5015］低氢焊条，其化学成分、机械性能和扩散氢含量等指标应符合国标GB5118.85和GB1300.77的规定。
(2)焊接工艺评定。均按照设计要求，严格执行焊接的基本规定。一类焊缝为：钢管管壁纵缝，明管环缝，凑合节合拢环缝，岔管管壁纵、环缝，加固板的对接缝，加固梁板与管壁相边和角接的组合焊缝，闷头与管壁的连接焊缝；二类焊缝为：钢管管壁缝，进人孔颈管的对接缝，进人孔颈管与顶盖和管壁的连接焊缝，支承环对焊缝和主要受力角焊缝；三类焊缝为不属于一、二类焊缝者。
(3)焊缝坡口要求。根据设计图纸要求，钢管焊缝坡口采用U型坡口；碳弧气刨面清根、辅加筋板焊接形式，执行设计施工图WKD-HIV25-2-4和WKS-HIII350-4-40。
(4)焊接工艺。主要是：①一、二类焊缝焊接用手工焊施工工艺，焊缝所用的焊材应与母材的钢种匹配；施焊前，坡口及其两侧10～20 mm范围内应将铁锈、熔渣、油污、水迹等清除干净；施焊环境条件和焊条质量应在规范允许范围内，焊接处应有可行的防护措施。②焊缝焊接时，应在坡口上引弧、熄弧，严禁在母材上引弧，熄弧时应将弧坑填满，多层焊的层间接头应错开；引弧和熄弧均在引弧板和熄弧板上进行。③钢管辅助加筋，在与钢管焊接后先焊对接缝，然后再焊施工环形缝；④为了减少焊接变形和焊接应力，焊接时采用分段退焊和多层多道焊接工艺；⑤每段钢管制造完毕后，按设计和规范要求进行无损探伤检查，质量不合格者坚决返工。
4 压力钢管安装
4.1安装工序
压力钢管安装工序为：测量、定位、放线、标记→支座预埋件设置→管段组对安装→焊缝探伤检查→除锈防腐→支撑拆除清理。各安装工序严格按以下要求进行：
(1)前池压力钢管的安装。安装顺序为：①先安装镇墩部分的钢管，待镇墩混凝土浇筑完毕后再分几个工作面进行安装。②对倒虹吸钢管先从水平管1号管节开始向两侧均匀安装，斜管段从弯管段开始，沿坡面向上安装。③将始装节组装成大节以增强其稳定性和便于调整；在安装始装节时，应考虑预先埋设足够的工字钢，为了防止加固焊接时因焊接收缩造成钢管位移，加固型钢有一端焊缝应搭接焊，并且在最后焊接。④引水压力钢管先从下水平段开始安装，始装节安装方法与倒虹吸相同；始装节的几何中心和里程偏差及弯起点偏差，均应控制在规范范围内(尤其在上游管口会直接影响下弯管的安装质量)。
(2)钢管支承环安装。采用先安装立柱，即在钢管环缝焊接完毕后，根据一期混凝土的位置，先安装立柱的方法；根据控制点，调好立柱底板和支墩底板的中心、水平和高程，作为以后安装的基准面，接着装焊支承环。
(3)钢管凑合节安装。应在环缝全部焊完后开始安装；凑合节的长短是根据现场实际需要切割进行安装的，要求严格控制其管口几何中心，以免影响钢管的安装质量。
(4)引水压力钢管暗管安装。钢管支墩应有足够的刚度和稳定性，保证钢管在安装时不发生位移和变形，始装节的里程偏差、弯起点和两端管口垂直偏差均应严格执行规范要求。
4.2 运输及就位方法
对于φ2200、φ1300直管及岔管、弯管运输采用汽车运到实际施工地点附近，然后用40 t吊车吊装到位；若吊车无法吊装到位，采用拖排和卷扬机牵引运输就位。为了保证安装质量，钢管采用平板车运输到位后，采用顶拱设置的手拉葫芦将钢管吊起，把平板车开走，然后进行安装。首节管口控制中心、高程和里程调整到位并满足设计精度要求，在钢管下面用钢支撑固牢，再用斜支撑对称扇形布置，使钢管外壁与周边岩石面顶牢，以保证钢管不移位。
4.3 防腐
(1)钢管安装检验合格。压力钢管防腐前，必须经由业主、设计、监理工程师共同参加对钢管安装检验评审合格后进行。
(2)钢管表面预处理。采用喷砂除锈，除锈等级必须达到SA21／2，管壁除锈后，应用干燥的压缩空气吹净；除净后的表面必须在24 h内涂装完毕。
(3)金属表面涂装。采用喷漆，局部采用人工刷涂；涂装后漆膜厚度必须达到300μm的设计要求，涂装外观必须光滑，颜色一致，无皱皮、流漆、漏漆等缺陷；水泥浆涂层、厚度应基本一致，粘接牢固，不得起粉尘。
(4)严格按规程、规范施工。压力钢管在防腐施工时，严格根据《沃卡一级电站钢管防腐蚀施工工艺操作规程》、《沃卡一级电站压力钢管防腐安全操作技术规程》、《沃卡一级电站钢管防腐技术验收规范》进行施工，严格施工程序，达到规定的质量标准。
(5)本工程所用的防腐材料(包括面漆、底漆、稀释剂、固化剂)均采用中能电力西安防腐材料工程公司生产的 C系列型环氧煤沥青防腐漆。
5 压力钢管质量控制
5. 1质量保证措施
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