压力钢管安装.docx

金安桥水电站左冲沙底孔压力钢管安装方案
第一章 编制说明
1.1概述
左冲沙底孔布置在6#坝段，钢管进、出口均接砼渐变段，钢管自上游至下游由上平段、上弯段、斜直段（一）、下弯段（一）、下平段、下弯段（二）、斜直段（二）组成。钢管起点桩号为坝横0+022.25m；钢管上平段中心线高程为1308.25m，下平段中心线高程为1293.75m，垂直安装高差14.5m。
钢管内径6.5m，采用16MnR钢板卷制，管壁厚度为24~26mm。进口首节和出口最后一节钢管设有3道阻水环；其余钢管均设有加劲环（环高150mm）；钢管过厂坝分缝处设有外包弹性垫层。
左冲沙底孔压力钢管厂坝缝（0+135.100）以上游由C3标段承包人安装，以下游由C4标段承包人安装。
1.2图纸及工程量
（1）、图纸：左冲沙底孔压力钢管结构图（1/4、2/4、3/4、4/4），图号ND62-KM0306-0944-433-005、006、007、008。
（2）、工程量：左冲沙底孔钢管安装565.041t（含钢管本体、加劲环、阻水环、灌浆孔补强板、过缝补强板）。
冲沙底孔压力钢管主要工程量见表1.2-1，主要特性见表1.2-2。
钢管安装主要工程量表
表1-1
项目名称
工程量(t)
备注
钢管δ=24mm，16MnR钢板
246.434

钢管δ=26mm，16MnR钢板
222.739

钢管附件δ=20mm，16MnR钢板
45.149
阻水环、加劲环
合 计
565．041

钢管主要特性参数表
表1-2
管节编号
部位
材质
内径
(mm)
板厚
(mm)
最大吊装
节长(mm)
最大吊重(t)
备注
1~26
上平段
16MnR
6500
24
4000
18.305
二节拼接
27~34
上弯段
16MnR
6500
24
3903
14.819
二节拼接
35~41
斜直段
16MnR
6500
26
4000
18.688
二节拼接
42~49
下弯段
16MnR
6500
26
3903
15.998
二节拼接
50~63
下平段
16MnR
6500
26
4000
18.688
二节拼接
1.3安装遵循的主要标准和规范
《压力钢管制造安装及验收规范》（DL5017-93）
《压力容器用钢板超声波探伤》（ZBJ74003）
《低合金结构钢》（GB1591）
《普通碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》（GB3274）
《压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板》（GB6654）
《水工建筑物金属结构焊接技术规程》（SD2008）
《水工金属结构防腐蚀规范》（SL105）
《涂装通用技术条件》（SDZ014）
《焊条质量管理规程》（JB3323）
《钢制压力容器焊接工艺评定》（JB/T4708）
《钢制压力容器焊接规程》（JB/T4709）
《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》（JB/T4708）
高强度低合金钢板：参照JIS、ASTM、DIN标准
《水电站压力钢管设计规范》DL/T5141
第二章 安装施工总进度计划
2.1进度计划
根据大坝砼浇筑的总体计划安排，左冲沙底孔压力钢管2007年7月20日开始下水平段安装，2007年8月31日，G37~63管节安装完成；2007年9月1日2007年11月5日，G1～37管节安装完成，总安装工期3.5个月，左冲沙底孔压力钢管安装进度见下表。
左冲沙底孔压力钢管安装进度计划表
表2-1
序号
项目名称
2007年
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
一
左冲钢管EL1300米以下安装

二
左冲钢管EL1300米以上安装

2.2安装强度分析
如《左冲沙底孔压力钢管安装图》所示，左冲沙底孔钢管本标段安装单元共有约34个，总安装工期约3.5个月，EL1300米以下钢管安装平均安装强度10节/月，计160t/月，EL1300米以上钢管安装平均安装强度8～9节/月，计128～14t/月。
第三章 钢管安装
3.1钢管的运输、吊装
根据安装强度及起吊设备情况，左冲压力钢管2个单节在厂内组拼摞节后进行安装。摞节最大起吊单元18.7T（含内支撑、钢管支腿、吊耳等附件重量），最大外形尺寸4000×6800mm。钢管在厂内制作完成后，在钢管上加焊吊耳，根据安装部位的不同确定吊耳的安装位置及形式，以满足工地安装时的吊装需要。
成型钢管的吊装运输采用专用吊具，四个支点起吊钢管的下管口。起吊管口时，采取相应的措施对管口进行保护。
钢管在加工厂内采用30t门机装车，用40t拖车运输，通过R10、R2公路运至EL1400缆机供料平台，采用30t缆机吊装就位。（注：钢管具体摞节在钢管安装过程中可根据现场安装情况及起吊设备进行调整）。
为保证钢管运输稳定，钢管运输时制作托架，托架安装于拖车上，钢管平放于拖架上，与托架接触部位垫枕木，用倒链稳固钢管，防止运输时倾翻。对钢管运输道路进行扩宽处理，保证运输全程路面宽度不小于12米，并保证运输拖车转弯半径。钢管运输前事先与有关部门协调好，运输途中采用预警车开道，保证运输道路畅通，避免公路交通堵塞。
3.2压力钢管安装工艺
3.2.1钢管翻身措施
钢管立放拉运到工地，在吊装平台场地铺设一定厚度的沙子，利用30T缆机起吊钢管上部的吊耳翻身，翻身时用旧轮胎支垫钢管管口，防止在翻身过程中损伤管体，也可利用30T缆机和25T汽车吊抬吊翻身。
3.2.2安装顺序与安装工艺流程
本标段冲沙底孔压力钢管从下平段开始安装，根据钢管安装顺序，以摞节完成后的G-62/63管节为定位节进行安装，定位节调整加固合格后，根据现场土建施工情况，向上游安装下水平段、下弯段。斜直段钢管根据砼浇筑进度逐步进行安装，为保证上弯段钢管安装精度，斜直段最后一节钢管（G-35）设置凑合节，用以消除下弯段、斜直段安装时产生的累计误差。为加快安装进行，创造两个安装面，上水平段钢管安装时，以第7个摞节（G-12/13）作为定位节，定位节调整、加固验收合格后，以定位节为基准同时向上下两个方向进行安装，向上游安装至G-1管节，向下游安装至G25管节，最后以G-26管节实现整条钢管合拢。安装工艺见流程图。
3.2.3钢管安装轨道铺设及预埋件埋设
在钢管槽砼浇筑过程中，根据钢管安装轨道支腿及钢管加固支撑点位置埋设插筋（如砼浇筑过程中埋设有困难，可采用后期打孔的方法埋设插筋）。钢管安装前根据所放控制点线敷设支撑轨道，支撑轨道安装高程应根据钢管支腿高度计算确定。实际安装时，保证轴线偏差，应避免轨道顶面高程高出理论计算高程（实际安装高程宜低于理论高程0～20mm）轨道支撑件有足够的强度及稳定性。
3.2.4始装节钢管的调整、验收
始装节安装前先设置安装基准点、线，设置的点、线经监理工程师复核合格后，才能作为钢管安装的基准，为保证C3与C4标段两个标段钢管的对接，两个标段钢管安装必须使用同一基准，C3标段定位节安装完成后，及时将定位节的安装基准、定位节下管口的测量成果上报监理单位，确保C4标段钢管安装坝纵坐标与C3标段相同。
始装节作为钢管安装的基准节，在满足相关规范要求的前提下，严格控制左、右平点的里程差及管口垂直度，为后续钢管安装降低难度。始装节必须加固牢靠，防止后续管节压缝时产生位移。
安装点线设置
测量监理复核
埋件预埋
始装节吊装
验收
其它管节吊装
压缝、加固
测量检查
焊接检验
砼浇筑及回填灌浆

单元验收

防 腐
灌浆孔封堵
环缝焊接
米字撑拆除
检查验收
调整、加固
环缝消缺
安装轨道铺设

钢管安装工艺流程图
3.2.5其它管节的调整、压缝
其它管节吊装就位后，根据所放置的钢管安装点线，进行环缝调整、压缝工作，不得随意修割管口。水平段环缝采用专门制作的内部旋转式压缝工装压缝，其他部位则采用压码进行压缝。环缝定位焊符合相关规范要求。
3.2.6凑合节安装
左冲沙底孔厂坝缝（0+135.100）以上游共设3个凑合节，（二个过程控制凑合节(G-50) 、(G-35)，一个合拢凑合节(G-26)）。
过程控制凑合节G-50管节节长根据已安装后的G-51管口测量成果确定，通过调整G-50管节节长，消除下平段安装过程中产生的累计误差，以保证下弯段安装精度。
过程控制凑合节G-35管节节长根据已安装后的G-36管口测量成果确定，通过调整G-35管节节长，消除下弯段、斜直段安装过程中产生的累计误差，以保证上弯段安装精度。
合拢凑合节作为整条钢管的合拢管节，可根据凑合节两端钢管的形位偏差，优先选择整体凑合。整体凑合是将凑合节制作成整节钢管，进行吊装、压缝。凑合节节长根据现场实测间距确定，现场合拢缝压缝后，环缝间隙按3mm控制。如合拢缝间隙大于4mm，先进行堆焊，堆焊前根据间隙大小制定可靠的堆焊工艺，堆焊合格后方可进行正式焊接。
3.2.7钢管中心安装偏差的调整
每节钢管调整完成后对管口进行测量，测量成果需满足相关规范要求，下节钢管安装时，根据前节钢管的测量成果，及时进行纠偏调整，纠偏采用调整环缝间隙方法进行，不得随意采用修割管口的方法进行纠偏，环缝间隙超过规范要求的采取堆焊方法处理，堆焊时制定相应的堆焊工艺，严格控制焊接质量，堆焊后进行坡口修磨。
堆焊应符合以下规定：
A、严禁在间隙内填入金属材料；
B、堆焊后应用砂轮修整；
C、根据堆焊长度和间隙大小，对堆焊部位应酌情进行无损探伤检查。
3.2.8附件的拆除
（1）、拆除钢管上的工卡具、内支撑和其它临时构件时，采用碳弧气刨或氧-乙炔火焰在其离管壁3mm以上处切除，不得损伤母材。切除后钢管内壁上残留的痕迹和焊疤用砂轮磨平。
（2）、钢管内、外壁的局部凹坑深度不超过板厚10%，且不大于2mm，可用砂轮打磨，平滑过渡，凹坑深度超过2mm的按6.10条的有关规定进行焊补。
3.2.9米支撑顶紧
钢管安装完成后检查所有米支撑，对松动的顶头顶紧，下弯段、斜直段、上弯段钢管钢管安装后，每4节钢管米字撑之间进行连接，形成一个整体，并与钢管管壁利用角钢焊接在一起，防止米支撑下滑。
3.2.10钢管安装满足以下各项要求
（1）、始装节管口中心允许偏差5mm，里程偏差±5mm，两管口垂直度≤3mm,弯管里程偏差±10mm（弯管起点）,其余管口中心偏差25mm.
（2）、管口椭圆度≤34mm；（与凑合节连接的钢管管口椭圆度≤12mm），至少测量4对直径。
（3）、环缝的组对间隙≤3mm，环缝对口错边量：当壁厚小于30 mm时，应不大于壁厚的15%，且不大于3mm；当壁厚大于30 mm时，应不大于壁厚的10%，且不大于4mm。
3.3环缝焊接
钢管压缝、检测、加固合格后，进行环缝的焊接。未经允许不得在钢管管壁上焊接任何构件。
现场环缝焊接以手工焊为主，具备条件后采用半自动焊焊接。除图样有规定外，宜逐条焊接（相邻两条环缝可滚焊），不跳越。
钢管焊接严格按焊接工艺评定、焊接工艺规程及焊接工艺指导书规定的焊接参数执行。
3.3.1焊接人员
a、从事钢管一、二类焊缝焊接的焊工应持证上岗，具有劳动人事部颁发的锅炉、压力容器焊工考试合格证或通过能源部、水利部颁发的有效期内的适用于水利水电工程压力钢管制造、安装焊工考试合格证。
b、焊工焊接的钢材种类，焊接方法和种类应与焊工本人考试合格项目相符。
c、焊工中断焊接6个月以上，应重新进行考试。
3.3.2焊接
（1）、遇有穿堂风或风速超过10m/s的大风和雨天、雪天以及环境温度在5℃以下，相对湿度在90%以上时，焊接处应有可靠的防护措施，保证焊接处有所需的足够温度，焊工技能不受影响，方可施焊。
（2）、施焊前，将坡口及其两侧10~20mm范围内的铁锈、熔渣、油污、水迹等清除干净。
（3）、严禁在非焊接部位的母材上引弧、试电流。纵缝焊接时采用引弧板和熄弧板，环缝焊接时在焊道内引弧和熄弧，或采用返回运条技术。
（4）、多层多道焊时，将每道的熔渣、飞溅物仔细清理，自检合格后进行下层焊接，层间接头错开30mm。
（5）、双面焊接时，单侧焊接后用碳弧气刨或砂轮进行背面清根，将焊在清根侧的定位焊缝金属清除，如用碳弧气刨清根，清根后用砂轮修整刨槽，对高强钢磨至露出金属光泽，并认真检查，保证无缺陷。
（6）、坡口焊缝打底焊道允许最大厚度为6.0mm。
（7）、单道角焊缝和多层角焊缝根部焊道的允许最大焊脚为：平焊9.0mm，横焊、仰焊8.0mm，立焊12mm。
（8）、坡口焊缝和角焊缝后续各层焊缝的允许最大厚度为：平焊3.0mm，立、横、仰焊为4.0mm，焊条摆动宽度宜小于焊条直径的3倍。
（9）、焊缝组装局部间隙超过5mm，但长度不大于该焊缝长度的15%时，允许在坡口两侧或一侧作堆焊处理，堆焊时如需预热、后热，则按规定进行。
堆焊应符合以下规定：
A、严禁在间隙内填入金属材料；
B、堆焊后应用砂轮修整；
C、根据堆焊长度和间隙大小，对堆焊部位应酌情进行无损探伤检查。
（10）、环缝手工焊焊接至少有4～6名焊工同时施焊，焊接参数保持基本一致，采用对称焊焊接，焊接顺序如图示。

（11）、严格按焊接工艺指导书制定的焊接工艺进行焊接，控制热输入及层间温度，并作好焊接记录。
3.3.3焊缝检验
a、所有焊缝均应进行外观检查，外观质量应符合DL5017-93规范表6.4.1的规定；
b、无损探伤在焊接完24h后进行，现场环缝的探伤宜在钢管外壁进行。
c、超声波探伤按GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》标准评定；一类焊缝BⅠ级合格，二类焊缝BⅡ级合格。射线探伤按GB3323-87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》标准评定，一类焊缝Ⅱ级合格，二类焊缝Ⅲ级合格。
3.4灌浆孔
钢管底部设计有灌浆孔，等灌浆完成后进行封堵。灌浆孔封堵前采用丝堵等进行临时保护，封堵时按制定好的封堵工艺进行，主要封堵措施如下：
对于16MnR钢板，采用焊接法封堵，封堵时先拧下灌浆孔丝堵，将灌浆孔内的灰浆等杂物清除干净，用气喷灯或其它加热设备将灌浆孔内的水汽蒸干并预热，然后按设计图纸的封堵要求拧紧丝堵，进行封焊，焊接过程中注意观察，若发现有水汽，应继续烘烤，确认可焊接后方可继续焊接。焊后用渗透法检查有无裂纹
3.5防腐
安装环缝两侧预留的200mm范围在厂内先不涂装，待环缝焊接完成后，在工地进行补涂装。
工地环缝、灌浆孔封堵焊接检验合格后，对环缝、钢管安装过程的碰损部位及灌浆孔封堵部位进行机械除锈，除锈等级St3级，油漆和水泥浆涂装工艺与厂内相同。
3.6弹性垫层安装
本标段左冲沙底孔压力钢管下水平段厂坝分封处设有垫层管，垫层厚度30mm，垫层管外壁涂料采用厚浆型环氧沥青防锈漆，弹性垫层安装时先将管外壁的杂物、水等清理干净，再进行弹性垫层安装，安装完成后用铁丝捆扎牢靠。
3.7米字撑拆除
钢管米支撑待全部钢管安装完成，砼回填及底部接触灌浆完成后再行拆除，拆除时自上而下拆除。
（1）、水平段钢管米字撑拆除时采用搭设脚手架和挂倒链的方法直接拆除，拆除时在钢管底部铺垫马道板等对管壁加以保护，防止损伤钢管涂层。
（2）、斜直段钢管米字撑拆除时先制作台车和运输小车，台车主要用于米字撑的拆除和管壁防腐涂层修补，拆除的构件利用小车运输到上管口。台车主体结构采用两榀压力钢管米支撑改装而成，台车上搭设脚手架及操作平台，便于操作。台车下部设四个行走轮，用于台车向下推进；顶部及两侧共设八个导向轮，用于台车在钢管内的稳定及导向。行走轮及导向轮均采用橡皮包裹，起保护钢管内壁涂层作用。台车采用设在进口处的卷扬机牵拉，卷扬机钢丝绳通过龙门架使台车合理受力。
（3）、 拆除后的米支撑构件采用运输台车运至进口处，从进口门槽内或坝前吊出。
第四章 钢管安装进度保证措施
4.1、加强施工队伍的管理，配备足够的施工人员及施工机具，加强施工人员的技术培训，提高焊接人员的焊接技能水平，提高焊缝一次检验合格率。
4.2、遵守施工工艺，对施工中存在的问题及时进行分析，采取有效措施加以纠正和预防。对安装方案进行优化，采用新的施工工艺，提高焊缝的焊接质量。改进压缝工艺，减少管壁焊接附件的清理打磨工作。
4.3、合理安排劳动力，优化资源配置，加强设备的使用维护保养，提高设备的利用率。
4.4、采取施工安全防护措施，减少施工干扰，协调各工序之间的衔接关系，协调好金属结构安装与砼施工之间的关系。
第五章 钢管安装质量保证措施
5.1钢管安装质量保证措施
5.1.1测量工具
（1）、钢管安装所采用的钢卷尺和测量仪器满足下列精度，并经计量检定机构检定：
a、精度为万分之一的钢卷尺；
b、J2型经纬仪；
c、S3型水准仪；
（2）、计量器具使用
a、 钢管安装中使用的计量器具，必须在检验期限内，否则不得使用。
b、钢管安装使用的一切检测仪表、仪器、量具都要有保证其精度在有效期内的质量保证书，否则不得使用。
5.1.2钢管安装质量要求
（1）、钢管的直管、弯管与设计轴线的平行度误差不大于0.2%。
（2）、钢管安装中心的偏差遵照DL5017-93规范表5.1.2条和第5.1.3条的规定。
（3）、钢管始装节里程偏差≤±5mm，两端管口垂直度偏差不超过±3mm。
（4）、弯管起点的里程偏差≤±10mm。
其它安装质量要求按招标文件及DL5017-93规范执行。
5.2质量控制措施
（1）、建立完善的质量保证体系，确保对压力钢管的安装质量进行有效控制。按照质量手册的程序性文件技术规范和标准进行质量控制和质量检测。
（2）、强化质量意识，安装过程中检查执行“三检制”。坚持质量问题“三不放过”的原则，质量缺陷必须妥善处理，事故原因必须分析清楚，事故责任人必须处理。
（3）、工程技术人员认真熟悉施工图纸，理解设计意图，优化施工方案，切实起到指导生产的作用。对施工过程中出现的问题，及时向有关部门反映，查明原因并采取有效措施后，进行施工。
（4）、对施工人员进行技术交底工作。施工中执行下发的图纸、工艺等文件，未经技术部门批准不随意更改。
（5）、钢管安装中所用测量仪器，检测工具等经计量单位校验，并在有效期内使用。所有安装控制点线均由测量人员放置，相邻标段的控制点线由测量监理复核。
（6）、焊工经培训合格后，持证上岗，且具有能源部、水利部颁发的适用于水利水电工程压力钢管制造、安装焊工考试合格证或劳动人事部门颁发的锅炉、压力容器有效合格证书。定期对全部焊接设备进行检修，防止设备带病运行。
（7）、安装施工中加强资料管理，质量检测记录做到资料齐全，不漏项，及时整理归档保存。
第六章 钢管安装安全措施
6.1组织机构
成立以项目经理为安全第一责任人，分管安全的项目副经理主抓安全，下设安全管理办公室，由专职安全员负责钢管安装现场的安全管理工作，各施工班组有兼职安全员负责日常安全工作的监督、巡查。
6.2安全保证措施
（1）、在建立安全管理体系的基础上，明确各相应机构及人员的责任，配备专职安全员，负责安全管理和监督工作，使责任到位，政令畅通。
（2）、在施工中，将安全生产放在首位，以预防为主，管理和预防相结合，努力消除安全隐患和事故，保证生产正常进行。
（3）、通过激励机制，促进安全生产。为确保安全生产的顺利实施，将加大安全设施和安全防护用具（品）的投入，同时，制定《安全生产考核奖罚办法》，加大对安全生产的考核奖罚力度。
（4）、加强全员的安全意识教育，在实行班前5分钟安全会。
（5）、实行定期安全会议制度，每周召开一次有专职安全员及兼职安全员参加的会议，检查本周重点及安全生产任务。
（6）、 施工人员进入工地要戴安全帽，高空作业时系好安全带。
（7）、搭设的操作平台牢固并设有安全防护拦（网），醒目警示标志。
（8）、弯段及斜直段钢管，为防止米支撑发生意外，拟采取如下措施：
① 安装后的管节，米支撑榀与榀间用型钢（沿圆周布置4根）联接为一体；
② 最上一榀米支撑用型钢制作的挂钩挂于上管口上，沿圆周布4个。
（9）、配电设施由专人看管，安全人员监督。
（10）、钢管起吊、装卸时由起重工专人指挥。
（11）、 焊接时，一定要做到防烟、防爆、防坠落等工作，切实做到安全生产，防止意外安全事故的发生。
（12）、钢管吊装前，检查钢管内米支撑是否顶紧钢管内壁，对存在松动的米支撑撑头顶紧。钢管安装后，对所有米支撑再一次顶紧并整体连接，防止米支撑滑落。
（13）、起吊使用的钢丝绳、倒链、卸扣、吊耳定期检查，如有问题立即进行更换。
（14）、钢管内不存放氧气、乙炔、油漆、汽油等易燃易爆物品。施工现场做好防火工作，配备足够的灭火器材。

第七章 钢管安装劳动力、材料及机械设备计划
压力钢管安装劳动力计划表 　　　　　表7-1
序号
工 种
人 数
一
直接生产人员
40
1
冷作/安装工
18
2
电焊工
12
3
起重工
4
4
电 工
2
5
其它辅助工种
4
二
专职质检人员
4
1
测量及几何尺寸、焊缝检验
2
2
探伤工
2
三
管理人员
6
1
技术人员
2
2
其它管理人员
4
总 计
50

压力钢管安装设备配置表 表7-2
序号
名 称
规格型号
单位
数量
备注
1
X射线机
XXG3005
台
1

2
数字式超声波探伤仪
HS600
台
2

3
移动式空压机
0.6m3/min
台
3

4
水准仪
S3
台
2

5
经纬仪
DJ2-1
台
1

6
载重汽车
8t
台
1

7
缆机
30t
台
2

8
平板拖车
60t
辆
1

9
汽车吊
QY50t
辆
1

10
卷扬机
5t
台
1

11
卷扬机
3t
台
1

12
焊条烘干箱
YDH-100
台
1

13
逆变式电焊机
ZX7-400B
台
12

14
逆变式电焊机
ZX7-500
台
4