水电站压力钢管安装过程中的钢管变形控制

邓勇++张小山

摘 要：本文笔者结合个人在水电站压力钢管安装上的实践经验与相关参考文献，对造成水电站压钢管安装过程中发生钢管变形的原因展开粗浅的探讨，并提出对钢管变形控制的几点个人建议与施工工艺技术措施，以期为进一步提高水压力钢管安装的质量与精确度提供有益的参考建议。

关键词：水电站 压力钢管 安装 变形 施工技术

中图分类号：TV732 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（b）-0058-02

在水电站压力钢管的实际安装过程中，钢管与钢管轴线往往会因为温度变化频繁、受热点不均匀、底部支撑不稳等原因发生变形、偏移的问题，使得整个压力钢管安装工作更加举步维艰。所以，在水电站压力钢管的安装过程中，如何准确把握外部环境的变化，采取适合的施工工作，做好钢管变形控制则对整个水电站的正常使用而言都有着至关重要的作用。以下笔者即对水电站压力钢管安装过程中的钢管变形控制展开粗浅的探讨，以供参考。

1 工程概述

本文笔者以某水电站的压力钢管安装为例进行分析。已知该水电站的工程施工地域气候为温带大陆性气候，昼夜温差较大，工程所在地区山丘起伏，植被较少，该水电站的压力管线布置形式采用的是单机单管、全压力钢管布置，且内壁与外壁均已经涂抹了厚浆型环氧沥青防腐涂料。在实际安装施工过程中，钢管轴线与钢管多次发生变形、偏移问题，使得整个安装施工举步维艰。

2 水电站压力钢管安装过程中钢管发生变形的原因

2.1 受到温度与风力的影响而造成钢管变形

正是因为该水电站所处环境昼夜温差较大，且日照时间较长，风速较大，也就使得水电站的钢管在安装过程中受到了较大的影响。据相关安装工作人员的实践调查分析，可以清楚地看到在一天之内压力钢管无论是在纵向，还是在轴向方向都发生了一定程度上的变形移位，最大变形移位甚至可达到10cm。尤其是当钢管直接暴露在地面之上，受到太阳直射时钢管的变形往往会随着日照方向的改变而相应地发生变化，可以说钢管在不同方向之上都存在着起拱变形问题。也正因如此，也就在一定程度上决定了水电站压力钢管在安装过程中所发生的扭曲变形往往也是不尽相同的。

2.2 受到钢管自重、长度、底板支撑的影响而造成钢管变形

在水电站施工过程中，由于工程所需本水电站的钢管都较长、较重的，所以在压力钢管的安装过程中往往普通的钢支撑根本无法满足整个水电站的施工需求，以至于在实际施工过程中当钢管安装到一定长度以后，就会发生局部倾倒、偏移、塌陷等问题。而造成这一问题的根本则在于钢管基础为素混凝土基础，如果钢管安装长度不断增加，钢管重量就不断增大，素混凝土垫层的强度太低不能支撑钢管的重量，会导致钢支撑压裂垫层造成钢管塌陷、倒塌；按照设计要求，两支座之间的钢管可以自由伸缩，因此钢管垫块与钢管之间不能直接连接，在浇筑垫层底板的时候必须将浇筑段外的钢支撑切除，而如此操作之后，钢管重量集中分布在少数几个钢支撑上，同样会造成钢管塌陷、偏移、倾倒。

3 水电站压力钢管安装施工过程中对钢管变形的具体控制措施

3.1 使用油毡与闭空板防护模式

在钢管的实际安装过程中，由于昼夜温差较大而致使钢管出现较大缩幅度的问题十分常见，还会造成垫板混凝土与钢管之间产生十分剧烈的摩擦，以至于钢管发生持续性的损伤。所以，为了解决这一问题，在实际施工过程中，可以采取在压力钢管底部添加一层油毡的防护措施，并在伸缩节室墙体与钢管之间铺一层闭空板，从而最大限度地降低钢管和混凝土之间的伸缩摩擦，使得支座与伸缩节之间的压力钢管在自由收缩上变得更加流畅，开拓出更大的操作空间，进而降低温度变化对钢管变形所产生的影响。

3.2 使用U形支托架

正是因为在实际的安装过程中，外部环境会给钢支撑安装方案带来较大的影响与更为艰巨的施工技术难题。所以，为了解决这一问题，更好地满足工程设计需求，在实际钢管安装过程中可以使用U形支托架置于钢管底部，用以固定。这是因为钢制的U形支托架是由钢板与型钢焊接而成的，在一个始装节设置两个U形支托架，其余每个管节设置一个U形支托架，U形支托架与钢管是断开的，所以U形支托架的摆放不会影响到新增钢筋网的实际铺设，而钢管却可以在U形支托架的弧托之内进行自由伸缩，也就很好地解决了钢管施工过程中施工技术难题。同时，使用U形支托架对钢管进行固定，还能够很好地控制伸缩节上下游的钢管中心，且因为U形支托架底板受力面积较大，可直接把U形支托架浇筑到垫板之内，既不需要进行二次施工，也不会出现压裂垫层，大大满足了钢管安装施工设计需求，解决了钢管在安装过程中的偏移、倾倒问题。

3.3 做好与土建混凝土浇筑的协调配合

可以说水电站压力钢管在安装过程中受到温度影响不可避免地就会发生热胀冷缩现象，导致钢管位置偏移，此时，就必须要与混凝土浇筑工作做好相应的配合，及时跟上钢管的安装进度进行浇筑，从而避免因为压力钢管本体遭受长时间温度变化影响而产生的结构变形问题。

4 水电站压力钢管安装施工工艺技术

在水电站压力钢管的安装施工顺序选择上，应该结合施工现场的实际条件，逐次逐节地施行安装工作。

在对定位节实施安裝的过程中，首先应该结合全站仪，对钢管的安装中心、钢管的桩号、钢管的高程实施检测，并充分利用千斤顶、手拉葫芦调整钢管的安装位置，确保所安装的钢管位置符合图纸的实际设计需求之后，加固钢管的外支撑。为了确保在加固的过程中浇筑钢管不会发生变形、移位问题，可以选用14#槽钢分8～16个点对洞壁、管壁进行支撑。必须要确保定位节顺利安装完成以后，方可对其余管段实施安装工作。

完成定位节的安装工作以后，应该缓慢放下处于上游侧的第二节钢管，并使其逐渐与定位节靠近，用千斤顶顶起钢管，并用型钢支架在底部支撑起管节，使用手拉葫芦配合调整安装管节中的各项安装尺寸后，方可进行环缝对接工作。需要注意的是在环缝对接的施工过程中，必须要合理运用千斤顶、顶杆对环缝对接进行调整，直至符合设计施工需求后，才可实施下一步的电焊工作。在电焊过程中应该将电焊长度控制在80～100mm，间距则应该控制在600～800mm。环缝点焊完成以后则可以对钢管进行加固，可使用角钢L 100×100×10，分8个点分别对洞壁和管壁予以支撑，从而保证浇筑钢管的过程中不会出现移位、变形问题。环缝组装完成以后，还要做好相关资料的整理、记录工作，报送监理人进行审批，做好钢管组装质量的检查和验收。

5 结语

在水电站压力钢管施工过程中，一旦出现温度变化过大、地基不稳、垫层下陷等问题就会对整个压力钢管安装质量、压力钢管安装的精确度产生巨大的影响，使得整个安装工作都变得举步维艰。所以，在今后的施工过程中，水电站压力钢管安装人员更应该不断地总结自身的施工经验，加强对压力钢管安装环境因素的控制，制定出最为科学合理的钢管变形控制措施，采用适合的施工技术工艺，从而确保整个水电站压力钢管安装工作的顺利实施。

参考文献

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