塔尕克一级水电站工程压力钢管制作安装工艺及特点

吴天祥

（新疆新华水电投资股份有限公司，乌鲁木齐 830063）

塔尕克一级水电站工程压力钢管制作安装工艺及特点

吴天祥

（新疆新华水电投资股份有限公司，乌鲁木齐 830063）

塔尕克一级水电站工程压力钢管按浅埋管设计，共布置2条，全长522.894 m，共计2×270节。内径3.8 m，单管最大引水流量37.9 m3/s，钢管厚度为12～26 mm，随压力分段变化，管径由3.8 m变径至2.8 m。压力钢管均采用Q235C碳素钢制作，制作中使用数控半自动切割机切割使施工过程机械化、自动化程度提高，有效降低生产能耗，介绍了该压力钢管制作安装的工艺流程、特点及质量控制措施。

水电站；压力钢管；制作；安装；工艺流程；质量控制

1 工程概况

塔尕克一级水电站工程为一座径流式水电站，装机容量49 MW，工程等别为Ⅳ等，小（1）型。电站压力钢管道位于压力前池和开关站之间，压力钢管按浅埋管设计，共布置2条，全长522.894 m，共计2×270节。内径3.8 m，单管最大引水流量37.9 m3/s，钢管厚度为12～26 mm，随压力分段变化，管径由3.8 m变径至2.8 m。压力钢管均采用Q235C碳素钢制作，管壁进行防腐处理，钢管整体采用浅埋回填管，布置在开挖的沟槽内，底部设置混凝土薄垫板，周围回填1.0 m厚开挖碎石土。压力钢管制作与安装工程由中国水利水电第四工程局第二分局承建，于2006年7月开工，2007年7月完工。

2 压力钢管制作安装工艺流程

工程承建单位按照技术规范，分别编制了压力钢管制作、安装、焊接、检验、涂层五大环节的施工方案。在制作安装过程中，施工单位严格落实“三检制”，抓好每道施工工序质量控制，监理单位切实履行监理职责，严格质量评定、验收。

2.1 钢板质量管控

在选定符合资质要求的厂家的产品后，施工单位、监理对每批次进场材料严格验收，把好原材料质量关，从源头确保工程质量。每批钢板均须有出厂质量证明书，机械性能、化学成分试验记录，并按合同要求进行抽样检验。

2.2 钢板下料及加工

（1）钢板下料。钢板下料根据钢板的实际宽度进行，根据尺寸对钢板划线后，采用半自动切割机切割，岔管及弯管部分下料采用手工火焰切割。坡口加工完毕后涂刷防锈涂料。

（2）卷板。单节钢管制作采用整体卷制，并作好标记。钢板卷制时注意卷板方向与钢板压延方向一致，边卷制边用样板测量校正，以保证弧度符合要求；钢管卷制前，清除板面附着硬质金属丝、氧化皮等杂物，卷制过程随时清理。

2.3 钢管组装

（1）直管、弯管和渐变管的制造。钢管对圆在钢管对圆平台上采用专用压缝器进行，组装时检查测量钢管的上下管口应平齐，其管口平面度应不大于2 mm。钢管的周长、纵、环缝间隙及对口错边量均应符合规范要求；钢管大节组装在大节组装台车上进行。将钢管管节分别吊放在大节组装台车上，转动钢管对正组装方位后，利用拉缝器、手拉葫芦等工具将钢管组合，分别测量两管口周长值，平均分配错台量后用压缝器对称进行压缝和点焊，钢管的纵缝焊接采用自动埋弧焊。

（2）加劲环、止水环和止推环的制造。加劲环、止水环和止推环划线后，用自动切割机切割，切割后的内圆弧度用样板检查。

2.4 钢管运输

钢管运输前，对沿线运输道路进行一次详细勘察，确定好运输方案后再组织实施。运输时钢管内部用可拆卸的加固支承进行加固，钢管与车体之间用弧形拖座支撑，钢丝绳绑扎牢固。在镇墩2到镇墩3之间的下弯段口处，各制作滑道，用16t汽车吊进行卸车，再利用卷扬机及滑轮组配合进行钢管卸车，将钢管卸到敷设好的钢管滑道上。

2.5 钢管安装

钢管运至安装位置后，用弧形托座及千斤顶顶起钢管，然后利用千斤顶、拉紧器等将钢管调整就位。钢管压缝前，测量两管口的周长偏差值，通过计算将错台值平均分配并使其符合规范要求。始装节（弯管）安装完成后，即可依次逐节向上游侧安装。钢管到位后，调整中心位置及高程，利用压缝器具进行压缝，注意平均分配各处错台值，钢管安装后，管口圆度（指相互垂直两直径之差的最大值）偏差必须符合规范要求。为此钢管的内支撑应保留到砼浇筑完成，并具有一定强度后才可拆除。钢管压缝时，使用专用压缝器从钢管水平中线开始，分两个工作面对称进行，边压缝边进行定位焊，除应控制平均分配错台值外，还应注意管口中心偏移方向，调整好环缝的对装间隙。环缝组合完成后，全面检查一次钢管的中心偏差及高程值，合格后即可进行钢管环缝的焊接工作。

2.6 伸缩节安装

钢管伸缩节选择有资质的厂家定做，运抵现场整体安装。伸缩节安装前，根据确定的伸缩量将伸缩节调整合格，并用定位板焊接加固固定。安装时，伸缩节的一端可先与钢管管节焊接在一起，伸缩节后一道环缝压缝前，应通过调整钢管的中心位置来满足环缝间隙及对缝的要求，严禁用千斤顶和手拉葫芦等工具硬拉硬顶，防止伸缩节内外套之间的间隙生产不均匀或碰撞摩擦及发卡等现象。在伸缩节前后两镇墩之间的所有管道安装完毕，镇墩砼强度达到要求后，将伸缩节内的定位板割除并打磨平整，检查伸缩节内外套之间的间隙应均匀对称。然后按施工图纸规定的盘根尺寸将盘根粘结成整圈，将每圈接头斜接后逐层压入内外套间，再将压环法兰与外套法兰对正后把紧压紧螺栓即可。

2.7 钢管焊接

钢板的拼接纵缝采用埋弧自动焊焊接，钢管的纵缝焊在滚焊台上进行；弯管加筋环及其它附件均采用手工电弧焊焊接。钢管在制造厂内的纵缝和环缝均在自动焊简易工棚内进行，加筋环焊缝露天施焊。现场钢管的焊接采用手工电弧焊焊接，所有焊缝均采用双面焊接，在其单侧焊缝焊满后，处理背缝并将其清根打磨干净后再进行焊接。纵缝焊接时，设置引弧和断弧用的助焊板；严禁在母材上引弧和断弧。定位焊的引弧和断弧应在坡口内进行。安装焊接完毕后，全面检查一次钢管的内外壁及焊缝部位的情况，管壁内面的突起处打磨清除。

2.8 焊缝检验

钢管焊缝质量用X射线及超声波无损探伤检测，对焊缝检验确定的焊缝内部或表面发现缺陷，制订可靠的处理措施报监理人批准后再进行焊补。焊缝内部缺陷用风铲或磨光机将缺陷彻底清除，并用砂轮修磨成便于焊接的凹槽，焊补前要保证缺陷必须清除。

2.9 钢管防腐

（1）表面预处理。钢管的表面处理及涂装工序采用石英砂喷射处理，预处理前，先将钢材表面清除干净。

钢管表面除锈后，要注意防止再度污染、施喷涂料前，使用钢刷和压缩空气清除残留砂粒等杂物。

（2）涂装施工。施涂前，根据施工图纸要求和涂料生产厂的规定进行工艺试验，严格按厂家规定的涂料配比、调配方法、涂刷间隔进行。钢管涂装分3次完成，每层喷涂厚度、干膜厚度均应符合施工图纸的要求，该环节要求漆膜均匀，无气泡、无孔洞及杂质，不能出现离析现象。埋管外壁应均匀涂刷一层加有缓蚀剂的水泥砂浆，涂后注意养护。涂装作业完成后，表面检查不得有流挂、皱纹、针孔、裂纹、鼓泡等缺陷，表面美观，颜色一致。

3 质量控制措施

3.1 严把原材料质量关

对工程所需的材料，严格按照国家有关规范、《塔尕克一级水电站质量管理办法》、《塔尕克一级水电站物资进货检验和试验控制程序》规定的顺序和方法进行。做好原材料到货验收、质量检测，严格板材保管环节，监理定期对施工单位进行检查。

4 压力钢管制造和安装过程

（1）施工准备阶段。做好技术交底，让施工单位充分理解设计图纸和合同文件的有关要求；编制完善的施工组织设计、施工工艺方案，做好人员、设备、材料等资源配备；钢管安装前，认真做好钢管管节的验收工作，各管段材质、板厚及编号正确，并按安装顺序进行运输安装。钢管施焊前，完成钢管的焊接工艺评定试验，做好焊工考试和培训工作。

（2）施工过程控制。施工中，根据施工进度计划，按照合同条款、施工图纸，设计通知单及作业指导书、车间工艺图、工艺流程卡规定的方法、顺序和工艺标准进行下料、机加工、单件拼装、整体拼装、焊接、部件装配和涂装防腐工作。施工的全过程严格执行工序间检验转序制度，做好钢管的组装、加固、焊接、涂装等各工序间的检查工作，每道工序完工，均应检验。

（3）施工过程检查。严格做好每道工序检查、单节钢管质量检查、钢管大节整体检查、涂装检验、焊缝检验，抓好这几项关键环节，确保施工质量。

5 工程施工工艺特点

（1）卷板采用3辊带液压前后托架的卷板机进行，由于液压托架能使长钢板卷制成型，随卷制弧度托起，不用吊车配合，重力变形小，瓦块卷制成型质量好。

（2）制作安装由专业化的机械设备进行组圆，焊接和防腐工作，自动化程度高，既保证施工质量，又加快了进度。

（3）使用数控半自动切割机切割使施工过程机械化自动化程度的提高，手工焊条电弧焊只在少量环缝和加劲环接头等局部使用，焊接自动化程度将达到熔敷金属量的70%以上，生产能耗相对降低，钢管制造安装工艺技术得到大幅度地提升，达到国内先进水平。

（责任编辑：刘征湛）

Technology and characteristics of penstock fabrication and installation at Tagake 1st-stage Hydropower Station

WU Tian-xiang
（Xinhua Hydropower Investment Co.，Ltd.of Xinjiang，Urunqi 830063，China）

The penstock of Tagake 1st-stage Hydropower Station is designed as shallow buried pipe，consisting of two pipes，2×270 sections with a total length of 522.894m.Each pipe has the maximum diversion flow of 37.9m3/s，the thickness of 12～26mm and inner diameter of 3.8～2.8m variable following pressure change.The steel pipe is made of Q235C carbon steel.Digital control semi-automatic cutting machine was used to upgrade the mechanical and automatic degree of fabrication，effectively reduce energy consumption.An introduction was made on the tech⁃nical procedures and characteristics of penstock fabrication and installation as well as the quality control measures.

Hydropower Station；penstock；fabrication；installation；technical procedures；quality control

TV547

B

1003-1510（2016）03-0060-03

2015-12-31

吴天祥（1982-），男，陕西勉县人，新疆新华水电投资股份有限公司工程师，学士，主要从事水利水电工程建设管理工作。