压力钢管安装作业指导书

中国水利水电第十工程局作业指导书压力钢管制作二O一一年五月三十日1批准：曾竟审核：苏利峰校核：张良鑫编写：许可2一、前言本文介绍压力钢管安装的施工方法，同时对施工准备、施工机械、施工材料、施工人员、施工作业环境和安全作业了相应的要求。对施工程序、检验和检测方法及手段、各阶段质量检查、验收标准和记录做出了明确规定。相关的施工质量验收表格和单元施工质量评定表格作为附件附后。水电站压力钢管可分为洞内埋管、坝内埋管和明管。各种压力钢管的安装方法基本是一致的，其安装程序也大致相同，可按图1所示，但在布置施工现场和选用安装方案时，应根据其结构型式和所处的地形环境条件等情况来确定。编写本作业指导书所引用的规范、标准：DL/T5017-2007《压力钢管制造安装及验收规范》DL/T5141-2001《水电站压力钢管设计规范》GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析》GB3323-87《钢熔化焊接接头射线照相或质量分析》GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级或除锈等级》SL105-95《水工金属结构防腐蚀规范》以下文件，应同时作为安装及质量验收的重要依据：合同文件的技术条款；设计图纸、设计修改通知及厂家到货的随机图纸资料；出厂合格证、检查、验收记录二、压力钢管安装1、压力钢管安装程序压力钢管安装具体施工程序要视其施工条件及环境来确定，并经常与土建施工交替作业，受土建施工进度等因素影响，可具体情况可作具体调整。其常规的安装程序如下：3按此顺序重复进行图1压力钢管安装程序2、压力钢管安装施工准备各种压力钢管安装都应作好充足的准备工作，这将为以后的施工提供方便，以及保证整个工期的顺利进行创造条件。压力钢管的准备工作包括以下几个方面：施工人员进场；临时配置设施的修建；施工方案确定；施工场地布置；安装准备吊装就位管节对装环缝焊接探伤检查加固、清扫分段中间验收混凝土浇筑灌浆油漆扫尾竣工检查、验收4建立测量控制网；设备、材料采购；压力钢管安装用工器具：经纬仪、水准仪、1m钢板尺、150mm钢板尺、水平尺、划针、粉线、拉紧器、手拉葫芦、螺旋千斤顶、大锤、压杩、锲子、手割抢一套、单门滑车、滑车组、电焊机、卷扬机。压力钢管安装主要控制点有，管轴线、桩号、中心、高程等。首先确定定位节的安装，其主要控制点必须符合规范的要求。施工人员在进行定位节安装前，应根据图纸计算出其桩号、高程并确定轴线中心。定位节的测量放点必须由专业人员测设，每一个测量点必须测放到适当位置（施工方便也不影响埋件安装）并焊接固定线架作为安装调整基础。完成后必须进行校核，做到万无一失。3、洞内埋管安装及工艺措施要求：测量放点，插筋布置，运输轨道安装等技术准备工作，设计图纸校核，根据图纸，绘制测量放点图，配合测量工程师放点，并向各班组进行技术交底后就可以进入安装工作了。3.1、洞内埋管有以下几种形式：单独供水式即一条钢管只向一台机组供水。通常由上弯管、斜管、下弯管和水平管等组成，其长度较短。联合供水式即一条钢管向两台以上的机组供水。其总管较长，通常由上弯管、斜管、下弯管和水平管等，在下水平段设有岔管，岔管后设支管，在接近机组处设有蝴蝶阀或球阀等设备，这种方式是目前最常用的供水方式。竖井式由上水平管、上弯管、竖井管、下弯管和下水平管等组成。可以单独供水，也可以联合供水，但以后者居多。3.2、安装前应具备的条件（1）洞内岩石开挖完毕，水平管顶部及两侧应有600mm净空，底部有800mm净空；斜管及竖井管四周有600mm净空；管径小的净空应适当加大。（2）洞内钢管运输可采用无轨台车、有轨台车、钢轨滑运等方式。最常用的为钢轨滑运，支持钢管运输的支墩可采用混凝土支墩或钢支墩（混凝土支墩成本低但工期长；钢支墩成本高但工期短）。混凝土墙浇筑完毕，并具有70％以上的强度。测量放点并布置插筋，支墩横向间距为0.6~0.7D（钢管直径），其纵向布置，在始装节每5节设置一对，其它管节每2~3节设一对，支墩尽量对正加劲环，支墩上预埋300×400×10mm的钢钣，铺设24kg/m（或38kg/m）的钢轨，轨顶距加劲环50~80mm。混凝土墙式支墩每隔4~5m应留出一个过人孔。钢支墩与混凝土支墩的布置基本相同，用型材焊接钢架并在其上铺设钢轨。（3）布置卷扬机地锚及各种起吊牵引的天地锚，天地锚一般选用φ20~32mm的圆钢，其深度要试岩石的强度而定。埋设孔内的浆应具有一定的强度才能使用。（4）测量控制点要设置牢固，并用红铅油标示清楚，分别设在始装节两端、弯管起止端的左右中心及下中心处。其它管节则每隔5~10m设置一个控制点。（5）搭设脚手架及行人爬梯，设置安全防护器具。钢管较长时可采用活动式台车，以减少脚手架的工作量。（6）设立明确可靠的联络讯号。（7）管较长时，应采取有效的通风排烟措施，排除烟尘。3.3、施工现场布置1、电焊机室钢管总长小于50m，在一端设电焊机室；管长超过50m，可分别在两端或中间水平段设置电焊机室，电焊机室的面积参照图2确定。在较长的隧洞内，也可每隔100m开挖出一个电焊机室，其尺寸一般深1.5m、高2m，沿洞身长度按台数和机体宽度的1.2~1.5倍考虑，也可将电焊机设置在钢管内。2、卷扬机室按钢管运入方向，通常设在便于观望的位置，其面积按卷扬机四周留有600mm以上通道考虑。3、空压机室可从土建总的供气系统中引出支管使用。如单独设置空压机，宜配置两台（互为备用），也可设置在钢管内。4、乙炔瓶、氧气瓶存放处设置在交通方便、离工作位置较近的洞口处，乙炔瓶和氧气瓶应相距10m以上存放。其占地面积和存放要求为：乙炔瓶：每10瓶占地1.5~2㎡，距火源10m以上。氧气瓶：每10瓶占地1.5~2㎡,距火源及乙炔发生器5~10m。5、铆工及起重工作业室一般设在洞口附近，按每人1.52~2㎡考虑。6、电工作业室按9~12㎡考虑。施工场地应满足交通、排水及消防等要求。作业室、工具室可采用固定式木结构或移动式钢木结构，后者可提高利用率。3.4、安排安装程序的原则6钢管安装程序和钢管到运入、混凝土进料方向、作业面个数、土建工期以及地质条件等因素有关，但总的安排应符合下列原则：满足总工期的要求；1）降低工程总造价；2）安全施工；3）减少交叉作业，避免相互干扰；4）尽量采用流水作业、均衡生产，避免劳动力、设备使用出现高峰；5）减少支撑、加固等材料消耗；6）在吊装运输条件允许时尽量采用大节安装。钢管安装和混凝土浇筑应分段交替进行，每段长度应以保证混凝土浇筑质量为度。下弯、下水平管运入始装节安装下弯管安装焊接斜管安装焊接（1~2节）探伤检查探伤检查加固、清扫下水平段安装焊接下弯段混凝土浇筑加固、清扫斜管安装焊接斜管凑合节安装下水平段混凝土浇筑下游进料上游进料7图2单独供水式洞内埋管安装程序654213图3单独供水式洞内埋管安装程序示意图1-始装节;2-下弯管;3-下水平管;4-斜管;5-斜管凑合节;6-上弯管3.5、不同形式洞内埋管的安装程序1、单独供水式洞内埋管安装程序如图2、图3所示，其条件是：1）下弯段钢管及下平段钢管从下游运入，斜管段钢管、上弯段钢管及上平段钢管从上游运入；2）混凝土从上、下游分别进料；3）始装节为与下弯管起端相接的两节下水平管；灌浆上弯管安装焊接探伤检查加固、清扫斜段、上弯段混凝土浇筑油漆扫尾上游进料84）斜管凑合节为与上弯管起端相接的一节钢管，采取整节安装。2、联合供水式洞内埋管安装程序如图4、图5所示，其条件是：图4联合供水式洞内埋管安装程序87321654图5联合供水式洞内埋管安装程序示意图1-1#岔管;2-2#主管;3-3#岔管;4-4#支管;5-5#支管;6-6#支管;7-7#主管;8-主管凑合节1）两个工作面平行作业；2）支洞岩石坚硬，没有塌方的可能；3）4#、5#、6#支管从下游运入（也可先从交通支洞运入，储存在厂房内），其余从凑合节前主管安装1#岔管、2#主管运入3#岔管运入安装4#支管安装7#主管安装主管凑合节安装2#主管安装1#岔管安装6#支管安装5#支管安装9上游交通洞运入。3、竖井式洞内埋管安装程序如图6、图7所示，其条件是：1）一个工作面作业；2）下弯管、竖井管从上游运入，下水平管从下游运入；3）混凝土可从上、下游运入。图6竖井式洞内埋管安装程序始装节安装下弯管安装竖井管安装下水平段混凝土浇筑上弯管安装下游进料上水平管安装上弯段、上水平段混凝土浇筑上游进料上游进料下水平管安装竖井段混凝土浇筑下弯段混凝土浇筑下游进料10412398561-始装节;2-下弯管;3-竖井管;4-下水平管;5-上弯管;6-上水平管;7-阀室;8-交通洞;9-施工洞图7竖井式洞内埋管安装程序示意图73.6、对土建施工的要求（1）隧洞必须按设计要求开挖完毕，危石已排除，岩石节理发育和破碎处有喷锚等加固措施。（2）土建施工不得在管壁上任意焊接支架或电焊引弧，支架应焊于加劲环上；不得任意割除钢管的加固支撑。（3）混凝土浇筑前应将浮渣清除干净。浇筑时两侧对称均匀上升，每班上升速度不宜超过2m。混凝土应加强振捣，使之与钢管结合良好；当浇筑至钢管端口处，应预留800mm，以便下节钢管安装调整。浇筑时应注意保护安装测量基谁点。（4）严格按设计值控制灌浆压力，注意保护灌浆孔的螺纹。4、坝内埋管安装及工艺措施要求坝内埋管的安装方法与大坝结构型式和混凝土浇筑的方式有关，常见的有以下几种形式：预留槽中安装钢管：在混凝土重力坝中预留出钢管的部位，待钢管安装后回填混凝土。11随同坝体混凝土浇筑安装钢管：当坝段宽度狭小且埋管距坝面较近时采用，钢管安装和混凝土浇筑交替进行。有时为了大坝提前蓄水的需要，先安装上弯管，这时紧靠上弯管的二节斜管便成为始装节，并在坝体混凝土浇筑时预埋工字钢，作为固定始装节的支撑。钢管如分段施工，其相互衔接处管段要严格控制其中心高程的偏差，避免几个作业面相接时超差过大而使对接困难。4.1、安装特点坝内埋管安装在露天进行，其条件较洞内埋管安装优越，可采用混凝土支墩，也可用钢支撑，一般随坝体混凝土上升进行安装。4.2、施工现场布置由于坝体混凝土系分层分块浇筑，仓位经常变动。配合钢管安装的工具室、作业室宜采用便于移动的钢木结构，其面积指标可参照洞内埋管。设计选用起重设备时应综合考虑土建成及安装的需要。钢管吊装尽量利用坝体混凝土浇筑的起重机械设备。有的部位不能直接将钢管吊入就位，可在钢管上游端或下水平段设1~2台卷扬机,供牵引钢管用。4.3、安装程序（1）正常的安装程序：如图8、图9所示。（2）为满足大坝提前蓄水要求的安装程序：如图10、图11所示。图8坝内埋管正常安装程序始装节安装下弯管安装（包括两节斜管）下弯段、下水平段混凝土浇筑斜管、上弯管安装斜段、上弯段混凝土浇筑下水平管安装12312456图9坝内埋管安装程序示意图(正常安装程序)1-始装节;2-下弯管;3-下水平管;4-斜管;5-斜管凑合节;6-上弯管图10大坝提前蓄水的坝内埋管安装程序第一始装节安装上弯管安装上弯段混凝土浇筑下弯管安装第二始装节安装下水平管安装斜管安装下弯段、下水平段混凝土浇筑斜管凑合节安装斜段混凝土浇筑131-第一始装节;2-上弯管;3-第二始装节;4-下弯管;5-下水平管;6-斜管;7-斜管凑合节图11坝内埋管安装程序示意图(满足提前蓄水)21643574.4、对土建的要求对土建要求基本同洞内埋管，但在安装现场要加强调度指挥，合理使用起吊设备，防止因钢管吊装不及时而影响安装进度。5、明管安装及工艺措施要求水电站的明管多用于中小型电站，有些电站由于地形和结构的需要，也可分段设置明管及埋管。明管受日照（温差）及水压等因素影响，要自由伸缩。为便于其自由伸缩，在两镇墩间需设伸缩节，并设支座以承受钢管自重和水的重量。5.1、安装前应具备的条件1）镇墩和支座基础一期混凝土浇筑完成；2）在支座及镇墩基础的混凝土面上和地上设置中心及高程测量控制点。5.2、施工现场布置小型电站安装明管，一般工程量较小，机械化程度低，多用自制简易设备作吊装手段。其工具室、作业室等可参照埋管标准的下限选用。5.3、安装程序明管安装程序如图