龍灘水電站底孔鋼襯制作安裝陰貫松王穩(wěn)周曙光(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川鄲縣611730)關(guān)鍵詞：底孔鋼襯 制作安裝 龍灘水電站摘要：本章主要介紹了龍灘水電站底孔鋼襯面臨著工期緊、制作安裝工程量大的特點(diǎn)，通過(guò)采取合理的制作、安裝等工藝措施，按期完成了底孔鋼襯施工，保證了后續(xù)混凝土澆筑的順利進(jìn)行，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為同類(lèi)工程積累了經(jīng)驗(yàn)。1工程概況龍灘水電站是紅水河梯級(jí)開(kāi)發(fā)中的重點(diǎn)水電工程，位于廣西壯族自治區(qū)天峨縣境內(nèi)的紅水河上，壩址距縣城15km。工程以發(fā)電為主，兼有防洪、航運(yùn)等綜合效益。左岸布置地下引水發(fā)電系統(tǒng)，裝機(jī)9臺(tái)；右岸布置有通航建筑物，壩體中部布置有泄洪與溢流建筑物。在表孔溢洪道兩側(cè)對(duì)稱布置2個(gè)底孔，主要為水庫(kù)放空設(shè)置，并可用于大壩后期施工導(dǎo)流?？咨頌榫匦螖嗝妫咨沓叽?mX10m(寬X高)，上游進(jìn)口段設(shè)疊梁檢修閘門(mén)和平板事故閘門(mén)，底孔不運(yùn)行時(shí)由事故閘門(mén)擋水。下游出口設(shè)弧形工作門(mén)，孔身采用鋼板襯砌。底孔鋼襯施工高峰期集中，整個(gè)大壩底孔鋼襯制作、安裝近3500t要在六個(gè)月內(nèi)完成，施工強(qiáng)度大。為滿足大壩整體施工進(jìn)度，鋼襯制作和安裝將同時(shí)進(jìn)行。底孔鋼襯主要工程量見(jiàn)表1表1 底孔鋼襯主要工程量表工程項(xiàng)目單位施工部位總量12#壩段19#壩段鋼襯鋼襯制作t8728723488t鋼襯安裝t872872合計(jì)t174417442施工布置2.1施工場(chǎng)地為了快速地完成大壩底孔鋼襯制作和安裝，根據(jù)施工特點(diǎn)，就近合理布置施工場(chǎng)地，創(chuàng)造多平臺(tái)、多工作面同時(shí)進(jìn)行鋼襯制作作業(yè)，提高鋼襯制作強(qiáng)度。施工場(chǎng)地設(shè)4個(gè)工位，可同時(shí)加工4節(jié)鋼襯，從而保證了鋼襯的制作工期，確保了后續(xù)安裝的順利進(jìn)行。2.2風(fēng)、水、電布置施工供風(fēng)。根據(jù)鋼襯制作施工強(qiáng)度和作業(yè)面要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，鋼襯制作場(chǎng)地和安裝現(xiàn)場(chǎng)均采用0.9m3/min的小型移動(dòng)式空壓機(jī)。施工供水。鋼襯制作生產(chǎn)用水主要為鋼襯防腐用水，采取系統(tǒng)供水。施工供電。鋼襯制作用電，主要由右岸側(cè)變壓器供電。鋼襯安裝用電在12#壩段后變壓器處取電。3底孔鋼襯制作和防腐3.1底孔鋼襯制作3.1.1鋼板的下料和坡口加工首先根據(jù)鋼板到貨情況對(duì)鋼板進(jìn)行劃線和齊邊，鋼板劃線后，用鋼印、油漆分別標(biāo)出鋼襯分段、分節(jié)、分塊的編號(hào)、水流方向、水平和垂直的中心線、排氣孔位置、坡口角度以及切割線等符號(hào)。鋼板下料采用半自動(dòng)切割機(jī)進(jìn)行切割，氣割前清除切割邊緣50mm范圍內(nèi)的銹斑、油污等，氣割后用砂輪清除熔渣和飛濺物等。對(duì)坡口采用半自動(dòng)切割機(jī)加工。所有板材加工后的邊緣不得有裂紋、夾層和夾渣等缺陷。坡口加工完畢按規(guī)定立即涂刷無(wú)毒且不影響焊接性能的涂料以防坡口生銹。鋼襯縱縫采用“V”型坡口，安裝環(huán)縫坡口，在鋼結(jié)構(gòu)拼裝存放場(chǎng)內(nèi)加工好，坡口型式不對(duì)稱單面“X”型坡口。鋼板劃線的極限偏差值見(jiàn)表2。表2 鋼板劃線的極限偏差表序號(hào)項(xiàng) 目極限偏差（MM）1寬度和長(zhǎng)度±12對(duì)角線相對(duì)差23對(duì)應(yīng)邊相對(duì)差14矢高（曲線部分）±0.53.1.2鋼襯制作組裝考慮到纜機(jī)的起吊能力，單節(jié)鋼襯最大重量不超過(guò)25t。鋼襯在專(zhuān)用組裝平臺(tái)上進(jìn)行組裝。鋼構(gòu)件組裝前，進(jìn)行零部件的檢驗(yàn)，并作好記錄，檢驗(yàn)合格后才能投入組裝。組裝時(shí)，嚴(yán)格控制以下制作公差：（1） 對(duì)接口不平度：鋼襯對(duì)接在平臺(tái)上進(jìn)行，其接口平面度允許極限偏差為3mm；（2） 周長(zhǎng)允許偏差：實(shí)測(cè)周長(zhǎng)與設(shè)計(jì)周長(zhǎng)允許偏差不超過(guò)±24mm；（3） 相鄰管節(jié)周長(zhǎng)差不應(yīng)大于10mm；（4） 錯(cuò)牙公差：鋼襯縱縫對(duì)口錯(cuò)位不大于2mm，環(huán)縫對(duì)口錯(cuò)位不大于3mm；（5） 單節(jié)鋼襯軸線長(zhǎng)度偏差：?jiǎn)喂?jié)鋼襯軸線長(zhǎng)度與設(shè)計(jì)值之差不大于±5.0mm。3.1.3附件的制作附件主要包括加勁環(huán)、止水環(huán)的制作和加工，附件的制作加工滿足施工圖紙及以下要求：加勁環(huán)、止水環(huán)的對(duì)接焊縫與鋼襯縱縫錯(cuò)開(kāi)100mm以上，加勁環(huán)與鋼襯管壁間的組合焊縫為雙面連續(xù)焊縫，止水環(huán)與管壁間的組合焊縫為連續(xù)焊縫。直管段加勁環(huán)組裝的極限偏差，應(yīng)符合DL5017-93表4.1.15的規(guī)定。在制作鋼襯時(shí)，按施工圖紙所示的孔位和結(jié)構(gòu)要求預(yù)留排氣孔。3.1.4鋼襯內(nèi)支撐為了防止鋼襯運(yùn)輸、吊裝變形，在鋼襯加工廠對(duì)管節(jié)加設(shè)內(nèi)支撐。內(nèi)支撐采用型材“井”字型布置，在管節(jié)進(jìn)口和出口均布置一片內(nèi)支撐，保證鋼襯在運(yùn)輸與吊裝過(guò)程中不發(fā)生較大變形。內(nèi)支撐鋼管與鋼襯接觸面之間采用橡皮墊實(shí)，然后用螺桿頂緊，保證運(yùn)輸過(guò)程中，內(nèi)支撐不發(fā)生脫落。3.2鋼襯防腐底孔鋼襯組焊完成，檢查合格后，開(kāi)始進(jìn)行表面防腐工作。為避免與底孔鋼襯制作相互干擾，防腐2作業(yè)設(shè)在較為封閉的專(zhuān)門(mén)防腐區(qū)域進(jìn)行。（1） 防腐時(shí)，注意保證管節(jié)頂、底中心線、水平中心線及管節(jié)編號(hào)、水流方向等標(biāo)記在防腐工作前后的一致性。（2） 鋼管內(nèi)表面采用噴砂后噴涂厚漿型環(huán)氧煤焦瀝青漆涂料；鋼管外表面噴砂后噴涂苛性鈉水泥砂漿。內(nèi)壁鋼管防腐基層清潔度要求達(dá)到Sa21/2級(jí)；表面粗糙度為Ra40~70pm。外壁鋼管防腐基層清潔度要求達(dá)到Sal級(jí)。鋼管內(nèi)壁噴涂后干膜厚度不低于400pm；鋼管外壁噴涂后砂漿厚度不低于1mm。（3） 鋼管表面預(yù)處理采用噴砂除銹的方法。噴砂所用的磨料為清潔、干凈、有尖銳棱角的石英砂，其粒徑為0.5~1.5mm。噴砂選在天氣晴朗的時(shí)段進(jìn)行。噴砂前，仔細(xì)清除焊渣、飛濺等附著物，清洗金屬表面污物。噴砂采用0.4~0.6Mpa的壓縮空氣進(jìn)行。噴砂時(shí)噴嘴至被噴面的夾角為40°?50°之間。噴嘴移動(dòng)路線為“弓”字形，其移動(dòng)速度從看不到結(jié)構(gòu)表面原清潔度時(shí)起，再繼續(xù)噴射原噴射時(shí)間的1/4,并用凈空氣清除表面灰塵后進(jìn)行照片目視比較以調(diào)整噴槍移動(dòng)速度。（4） 鋼管?chē)娚昂?，分別按涂料說(shuō)明書(shū)有關(guān)要求噴涂?jī)?nèi)外壁涂料（水泥砂漿）。環(huán)縫兩側(cè)各200mm范圍內(nèi)，在表面預(yù)處理后，立即涂刷不影響焊接質(zhì)量的環(huán)氧富鋅底漆，以免坡口生銹。防腐處理采用照片目視及濕膜測(cè)厚儀進(jìn)行檢驗(yàn)。防腐后用油漆在鋼管內(nèi)壁（原位置）標(biāo)注頂、底中心線、水平中心線及管節(jié)編號(hào)、水流方向，外壁寫(xiě)明管節(jié)編號(hào)及水流方向。4底孔鋼襯安裝4.1鋼襯運(yùn)輸與吊裝鋼襯運(yùn)輸時(shí)，根據(jù)鋼襯各運(yùn)輸部件的不同情況，制訂詳細(xì)的運(yùn)輸措施，其內(nèi)容包括采用的吊裝、運(yùn)輸設(shè)備。管節(jié)運(yùn)輸時(shí)，將鋼襯安放在加墊木梁上，以保護(hù)管節(jié)及其坡口免遭損壞，并與運(yùn)輸車(chē)?yán)壚喂獭２捎娩撍骼υ踹\(yùn)鋼襯時(shí)，在鋼索與鋼襯間加設(shè)軟墊。根據(jù)鋼襯分節(jié)制作的重量，裝車(chē)選用20t龍門(mén)吊進(jìn)行吊裝，選用40t平板拖車(chē)運(yùn)輸，鋼襯裝車(chē)時(shí)，其重心應(yīng)盡量與平板車(chē)中心一致，捆綁使用4臺(tái)5t手拉葫蘆。運(yùn)輸行車(chē)速度宜保持在20km/h范圍內(nèi)，并配備專(zhuān)業(yè)人員押車(chē)。安裝現(xiàn)場(chǎng)采用25t纜機(jī)進(jìn)行吊裝。吊裝采用專(zhuān)用的工裝進(jìn)行吊裝以防止鋼襯變形。4.2底孔鋼襯安裝工藝4.2.1底孔鋼襯安裝方法鋼襯現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，從上、下游方向向中間安裝，最后在中間設(shè)置湊合節(jié)，湊合節(jié)采用瓦片形式拼裝、焊接。鋼襯現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，采用合理的施工程序，保證其中心、高程、里程符合有關(guān)技術(shù)要求?，F(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)，嚴(yán)格按照監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的焊接工藝進(jìn)行施焊，保證焊縫質(zhì)量，并防止焊接變形。鋼襯安裝時(shí)，考慮到支撐高度超過(guò)1.5米以上，為避免溫差的影響，采用混凝土支撐，保證鋼襯管在混凝土澆筑過(guò)程中不發(fā)生位移和變形。每個(gè)壩段鋼襯整體安裝驗(yàn)收后，交付混凝土施工。在澆筑鋼襯管側(cè)壁混凝土?xí)r，兩側(cè)混凝土均勻上升，并避免吊罐碰撞支架和鋼襯管。鋼襯管內(nèi)支撐要有足夠的剛度，防止混凝土澆筑過(guò)程中產(chǎn)生變形或移位。鋼襯底板設(shè)計(jì)布置有灌漿孔，混凝土澆筑后，進(jìn)行全面檢查，對(duì)與混凝土不密實(shí)的空隙，需回填灌漿，灌漿完畢后，對(duì)灌漿孔進(jìn)行焊堵并磨平，采用磁粉探傷檢查。鋼襯管安裝允許偏差符合下列要求：始裝節(jié)管口中心偏差不大于5mm，里程偏差不超過(guò)土5mm，且兩相鄰管口垂直度偏差不超過(guò)3mm；鋼襯管安裝后，管口對(duì)應(yīng)邊距離和對(duì)角線偏差不大于15mm，相鄰環(huán)縫對(duì)口錯(cuò)邊量不大于2mm，對(duì)邊間隙0~3mm；鋼襯管安裝后，每米范圍內(nèi)的波浪(即彎曲變形)數(shù)不多于2處，波峰間距應(yīng)大于400mm，波峰的傾斜度小于1/50。4.2.2底孔鋼襯現(xiàn)場(chǎng)安裝焊接鋼襯現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫主要是對(duì)接環(huán)焊縫，有平焊、立焊和仰焊，頂板和底板為不對(duì)稱X坡口，立板為對(duì)稱X坡口。每節(jié)鋼襯對(duì)口安裝完成并經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格后，先進(jìn)行定位焊接，定位焊縫為100，間隔400，選用中3.2mmJ507焊條，焊接電流110-140A。定位焊完成后即開(kāi)始正式焊接，不對(duì)稱坡口先焊大坡口側(cè)，立焊先焊里側(cè)，采用分段退焊，打底選用中3.2mmJ507焊條，焊接電流110-140A，中間層選用中4mm焊條，焊接電流200-250A，蓋面選用中4mm焊條，焊接電流160-200A。單側(cè)焊接完畢后，反面清根打磨干凈采用同樣焊接工藝焊接。整個(gè)焊接過(guò)程采用偶數(shù)個(gè)焊工進(jìn)行對(duì)稱施焊的原則進(jìn)行，從而防止焊接變形。4.2.3底孔鋼襯焊縫檢驗(yàn)所有焊縫在經(jīng)過(guò)外觀檢查合格后，再由焊縫檢測(cè)人員對(duì)一類(lèi)焊縫和二類(lèi)焊縫按要求進(jìn)行探傷。在焊縫局部探傷時(shí)，若發(fā)現(xiàn)有不允許缺陷，則在缺陷方向或在可疑部位做補(bǔ)充探傷，若經(jīng)補(bǔ)充探傷仍發(fā)現(xiàn)有不允許缺陷，則對(duì)該條焊縫進(jìn)行全部探傷。5綜合制作安裝工藝實(shí)施效果評(píng)價(jià)大壩底孔鋼襯制作安裝近3500t的制安工程量，制作工期近4個(gè)月，而安裝工期僅不到2個(gè)月，制作和安裝的月平均強(qiáng)度達(dá)到了近440t和875t，鋼襯的月最高安裝強(qiáng)度達(dá)到了近1000t，通過(guò)采取以上的施工措施，鋼襯制作安裝均滿足了工程總體進(jìn)度要求。底孔鋼襯制作安裝2006年1月份相繼開(kāi)始，其中19#壩段鋼襯安裝于2006年3月31日完成；12#壩段鋼襯安裝于2006年4月3日完成。通過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量檢查制度的