新疆头屯河楼庄子水库工程压力钢管制造及安装施工

聂 西

（新疆头屯河流域管理局,新疆 昌吉 831100）

1 工程概况

新疆头屯河楼庄子水库坐落于头屯河上游地区。水库工程距离乌鲁木齐市约90 km。工程中有县道穿过可通往昌吉市、乌鲁木齐市，均为沥青混凝土路，交通较为方便。

2 压力钢管制造工艺

2.1 压力钢管制作质量控制电脑

依据设计要求对压力钢管进行排料分解，在分解排料的过程中需要注意压力钢管的组件的位置以及焊接距离；钢管直管段焊缝使用自动化设备进行切割加工；其它部件使用数控机床进行切割下料[1]。首先在电脑上用CAD建立空间模型，画出分片图，然后将各分片图编程输入数控切割机进行数控切割，并用数控切割机划出上下中心线、大小腰线和检查线，最后使用切割机进行焊缝破口的加工；加劲环进行切割时使用地规划线，并使用半自动切割机进行加工，之后将加工后的材料使用风动铆钉枪进行铆接；压力钢管的坡口加工完成后需立刻进行底漆处理。

制造单元节钢管工序：单片下料、压头、瓦片卷制、对圆、焊接成型。单片下料：根据排料单将钢板原材料切用半自动切割机割成半成品待用[2]。压头、瓦片卷制：直管、弯管采用卷板机卷制成型，岔管瓦片卷制采用压力机配合卷板机进行成型加工；钢板使用卷板机进行卷制中应控制卡弧样板的弧长≥1.5 mm。样板与钢板内圆弧之间的间隔距离≤2.0 mm；卷板时从两边向中间滚圆，用样板检查，往返多次卷制成型、合口。单元的检验需要将其放置在检测平台上进行检测，检测包含单元间各部位的尺寸；如在检测过程中发现误差需对单原件进行校正，并检查问题出现的原因以对后续加工进行改正。

压力钢管在制作过程中需要严格控制制作工艺，例如钢板下料的尺寸、坡口型式、瓦片卷制弧度、样板间隙、管口周长、管口圆度、焊接缝隙的检测、管件组装的错边量、钢管防腐喷砂除锈等[3]。

2.2 压力钢管制作质量检测

压力钢管制作时的钢材、焊接以及涂装用料均需要使用符合规定的材料，并且材料在加工制作前均需要进行力学、焊接等相关实验以验证压力钢管是否能够达到质量标准。压力钢管制作质量检测结果见表1。

表1 压力钢管治疗检测数据

工程中压力钢管焊接区域质量检测结果均符合规范要求，压力钢管焊接区域质量检测结果见表2。

工程中压力钢管焊接封的超声探伤合格率为99.9%～99.97%，环缝超声波一次探伤合格率为99.81%～99.98%，加劲环的超声探伤合全部合格。压力钢管制作焊缝探伤检测结果见表3、表4、表5。

3 压力钢管运输与安装主要施工方案

3.1 安装准备及基准点测量

在施工前需对单元部件进行质检，并且对安装场地进行修整，将杂物去除；用于管道安装运输的轨道已铺设、桁车已就位，5 t慢速卷扬机已就位，25 T吊车已就位；洞内钢管外支撑采用I16 工字钢支撑，支撑与洞壁顶撑或与锚筋焊接连接牢固。

在施工现场对建筑工程的检测网进行检验，并建立施工安装测控网；测控网以覆盖管道为主要内容，包含管道安装得控制点、压力管道中线、管道轴心高程中心等方面，以此绘制测控网图纸。在建立测控网的过程中应将基础构建坚固、将点位标记明确，若是需要可在测控网外增加围栏保护。

3.2 压力钢管安装

首先安装2 #和3 #岔管及冬季放水管；然后由洞内向外依次安装主管、1 #岔管及其余管段。

（1）力钢管始装节安装：按照测控网中点位调整始装节，利用设备器具初调压力管道得中心线以及高程；之后进行压力管道里程、高程以及中心线得细致调整，整个调整过程需要依据标准规范进行操作，调整完毕后检查是否满足施工要求，待到整体调整合格后便可进行压力钢管的加固，之后便可会同工程监理人员进行施工验收，验收合格后进行后续钢管安装。

安装过后安装节的里程误差应控制在±5 mm内，弯管起点区域的里程误差应控制在±10 mm范围内；始装节两端管口垂直度偏差不应超过±3 mm。

（2）第二区域安装单元压力钢管安装：使用吊装方式将单元压力钢管与初始单元节进行连接，并使用调节设备对压力钢管的进行各方面调整，带进行固定后便可对安装节环缝的接口进行精调。

表2 压力钢管焊接区域质量检测结果

表3 压力钢管制作纵缝(一类焊缝)探伤检验结果

表4 压力钢管制作环缝(二类焊缝)探伤检验结果

表5 压力钢管制作加劲环焊接缝(二类焊缝)探伤检验结果

压力钢管施工检测合格后便可进行压力钢管的固定施工：固定工作分为两个方面，即压力钢管支撑底座与外拉锚筋斜拉的固定。外拉锚筋斜拉中的支撑需要在当前钢管环缝焊接前进行连接。压力钢管中的内支撑须在混凝土基础浇筑完成后进行拆除，之后将压力钢管支撑底座与外拉锚筋斜拉一并进行掩埋[4]。

（3）环缝接口的对接应采用在管道内壁施工的方式进行，若两节管道的管口周长上具有一定的差异，需要在全部周长进行平均分布，并依据施工规范进行环缝的对接；完成上述工作后在压力钢管的外部进行点焊加固，点焊完毕并自检合格后，会同监理共同检查验收，验收合格后由持有上岗证的合格焊工进行环缝焊接。

（4）弯管的起点、变径管、伸缩节区域的压力钢管安装。此区域所使用压力钢管在制造时需要延长100 mm～200 mm，用于作为凑合节使用。对伸缩节进行安装调整后需要根据工程安装情况切割管口的连接长度，之后便可进行连接安装；其它区域的管节需在安装位置处进行切割加工。

（5）2 #和3 #区域岔管安装：首先安装2 #岔管，调整到位检查合格并加固后，然后依次进行弯管的调整安装，检查符合要求后进行点焊环峰，再次校验无误后会同工程监理人员进行施工验收，验收合格后由持有上岗证的合格焊工进行环缝焊接；3 #岔管安装同2 #岔管。

4 压力钢管安装质量控制及检验

4.1 质量控制

压力钢管在安装的过程中需要根据检测控制线进行不断的调整，直至符合安装施工要求为止。焊接施工需要严格按照施工要求进行，焊接完成后进行相应的检测。若在施工过程中施工器具对压力钢管内壁产生伤痕或残留，则需对该区域进行探伤检测。

4.2 安装环缝焊接及其检验

钢管节间环缝在管节对接拼装完成后开始焊接。预留环缝于试水前焊接，此焊缝焊接质量直接影响着压力管道能否如期运营，因此需特别予以关注。预留环缝焊接施工时其两侧的管节均已焊接完毕，此时需对焊接变形及焊接应力予以严格控制。焊接施工前先进行技术论证，制定合理的焊接工艺方案。尽量选用小线能量焊接，并配合焊前预热及焊后热处理，确保焊接质量。

4.3 焊缝外观检验和无损探伤检测

进行焊接缝的检验前需将焊缝处污物等杂质进行去除，将内外焊接处20 mm内的区域打磨并清理干净；焊缝的外部由专业人员进行检验，合格后进行探伤检测，探伤是由专业人员依据施工图纸以及技术规范进行检验，如焊接处出现缺损则需要根据技术规范中的处理措施进行处理[5]。

4.4 安装单元节内外壁防腐

安装节区域的焊接施工完毕并检验合格以后可进行钢管的防腐施工，仿佛需要为内外焊缝两侧以及压力钢管内外壁受损区域。防腐分两次进行，先进行外部防腐，混凝土浇筑后才能进行内壁防腐；进项防腐施工前需要焊缝处的焊瘤等杂物以及施工工具清理干净并做打磨处理，压力钢管的内支撑需待钢管外包混凝土建筑完毕后进行统一清除。防腐工作完成后经由专职人员进行检验验收，并留存检验资料。

4.5 灌浆及封堵

洞身段压力钢管外包混凝土浇筑完成，28 天后对该段进行接触灌浆施工，之后实施灌浆孔封堵处理，具体实施时应先将保护圈去除，将其中的杂质进行清除，之后将孔塞设置好并加上防渗石棉，并将焊缝进行烤干进行封焊处理，进行检测无异常情况后对焊接处进行打磨及防腐处理。

5 结语

结合新疆头屯河楼庄子水库工程，分析工程中压力钢管制造以及安装施工技术，通过压力钢管安装质量的控制及检验证明本工程中压力钢管制造及安装工艺能满足设计和工程要求，具有重要的实践价值。