孙 琪

(本溪泓源供水有限责任公司，辽宁 本溪 117000)

1 工程概况

辽宁省观音阁水库输水工程，位于太子河干流上，是将观音阁水库水经过输水隧洞和管线自流输入到本溪市的大(2)型Ⅱ等工程。电站厂房压力钢管安装内容是：压力钢管与附件的装车、运输、安装和凑合节的安装、工地现场的涂装。为了减小外水的压力，在压力钢管的外壁、底部布置有排水管，用来检修钢管时，排除钢管内的积水。并配合蜗壳安装的承包人，进行蜗壳和压力钢管的连接处理；提供相关的施工场地。

4条钢管，包括钢管凑合节的重量，不包括钢管安装、运输所用的吊耳、内支撑、埋件等的重量，总重量为30.84t。其中长度12.17m、壁厚16mm、φ2000钢管2根，长度14.29m、壁厚12mm、φ1400钢管2根。

2 压力钢管安装工艺流程

压力钢管安装前，进行安装控制网点布置，根据监理人提供的测量基准线、基准点和水准点及其基本资料与数据进行，网点布置后进行安装施工。单条钢管以始装节为基准，依次组装相邻管节。安装环缝采用手工电弧焊，一个单元管道安装合格后再浇筑混凝土，直到混凝土强度达到设计要求，再安装下一个单元。单元管节数量和长度取决于混凝土浇筑要求。当管道浇筑混凝土并进行灌浆处理后，对灌浆孔进行补强处理，拆除内支撑，打磨焊疤和进行防腐处理，最后竣工验收。钢管安装工艺流程见图1。

图1 钢管安装工艺流程

3 主要安装技术方案规划

3.1 钢管安装顺序

从工程整体进度和土建施工要求方面考虑，采用4条钢管4个工作面同时进行压力钢管安装。2015年10月15日，开始压力钢管安装。从下游段向上游段进行安装，钢管便于就位、支撑、固定操作。4管齐下便于工位转移，减少施工干扰，提高工作效率。

3.2 设置内支撑

为避免钢管在运输、吊装、二期混凝土浇筑中变形，防腐完工后，在钢管拼装时在距端部约500mm两端部位设两个“米”字形内支撑，增加钢管刚性，确保在制作及安装过程中钢管不变形。

3.3 钢管固定及运输吊装方式

在钢管下部，设置底支座进行支撑，在侧衬两侧，根据混凝土浇筑层，布置拉锚筋，在其内部安设内支撑，防止钢管变形。

采用50t汽车吊、30t平板托车卧式平运方式运输(见图2)。

图2 钢管拖车转运示意图

运输车利用汽车吊，进行钢管卸车、翻身及吊装至转运平板车上。钢管在平板车上用钢丝绳和葫芦进行紧固，采用钢丝绳捆扎吊运钢管时，应在钢丝绳与钢管间加设木垫。钢管经平板车运输到位，采用50t汽车吊将钢管垂直吊起，同样进行钢丝绳的紧固，钢管运至安装位置，利用天钩和液压千斤顶调整安装。

3.4 安装误差消除

钢管安装时，会存在中心与里程两方向误差。为消除焊接收缩对里程的影响，采用凑合节处理。为减少中心偏差，单孔测量放点时一次尽可能长，而且采用同一测量基准点。此凑合节仅做钢管长度调整，不存在传统的消除焊接应力问题，在其长度方向适当加长100mm，待其安装完成后，根据测量放点的要求修去多余部分达设计要求即可。弯管起点的里程偏差，不超过±10mm。钢管始装节的里程偏差，不超过±5mm。装节两端管口垂直度偏差，不超过±3mm。

4 压力钢管安装技术措施

4.1 安装准备

a.钢管安装技术资料准备。钢管和相关的部件安装及验收，按照合同文件中有关规定、设计图纸及设计修改通知、国家标准及有关的规程规范、监理人提供的标准、签发的施工更改通知单等执行。钢管安装，严格按设计图纸及《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》(DL/T 5017—2007)进行，如有修改，应取得监理人的书面同意，并对修改的内容做详细记录。

b.安装基准点设置。根据监理人提供的测量基准网点，放设钢管安装控制网点。根据设计图纸，计算出每节钢管控制点位置坐标，把每节钢管的两腰点和顶(底)点作为控制点放设，根据安装现场情况可适当弯动，采用测量用的预埋钢板或水泥钢钉标记作为控制点，在合适的位置放设高程控制点。

c.支座和轨道安装及工装制造。钢管安装支座、轨道及滚动工装，主要用作钢管转运、安装调整及加固。根据压力钢管安装图纸，计算和测放出支墩、轨道安装控制点位置，并利用一期埋件安装固定轨道支座，将轨道铺放在支墩上固定，把滚动工装放在轨道上。

d.钢管尺寸复查。钢管装车前，全面检查吊管节的高度、周长、椭圆度(不少于2倍直径)、管口平整度、焊接坡口、顶底腰中心线标记、水流标记、内表面防腐层是否损伤等，弯管还应检查两管口平面夹角、管口倾斜度等，对不合格的管节进行返修处理。所有检查项目应做好记录，参加单位应签字。

4.2 工地运输

场内运输道路有一定的不平度和坡度，管节主要采用卧式平运方式运输，并用钢丝绳捆扎吊运钢管，在钢丝绳与钢管间加设软垫以保护管节。组织专人对运输路线道路进行实地勘察，根据情况对道路进行适当加固和拓宽处理，确保安全运输。依据土建施工及施工道路布置情况确定压力钢管运输路线。

压力钢管，用30t平板托车运输，装车吊装设备采用压力钢管制安加工厂内50t汽车吊，卸车及翻身吊装设备采用施工50t汽车吊。

4.3 吊装就位与调整

支撑座定位后，开始各分节钢管安装。安装时利用汽车吊调整钢管位置，与预埋定位销对准。根据测量所设安装基准线、制造时厂内标识的钢管标记线，辅助利用千斤顶、手拉葫芦等工器具对钢管进行精确定位。调整时，按照水流方向里程调整→水平方向调整→焊缝位置调整→垂直方向调整→综合调整的顺序进行操作。

定位后，须用全站仪复核安装管节里程、高程以及孔口中心线。钢管就位时，因支撑架钢管比理论安装高程稍低，调整就位后，在支撑架上另行焊接支承件支承钢管。

4.4 始装节安装

压力钢管定位节的安装质量，直接影响其余管节安装，所以要重点保证始装节的安装质量。把始装节吊装到位后先初定位，再采用全站仪精确定位，局部锚固，测量无误加强锚固，最后测量复核，确保安装质量。

压力钢管安装，要点是控制中心、高程和环缝间隙。安装时先调整中心，用千斤顶调整钢管，使钢管口的下中心与控制样点对准，用4个千斤顶，把钢管均衡地调整到要求高程。合格后用榔头在钢管支腿和支墩间隙之间打入楔形铁，撤出千斤顶，重新检测和调整高程、中心、里程，直到满足安装设计要求后进行加固。加固完再次进行高程、中心、里程的检测，做好记录。

安装后，始装节的里程偏差，不要超过±5mm。弯管起点里程偏差，不要大于±10mm。始装节两端管口，垂直度偏差不要超过±3mm。

4.5 拼接与钢管固定

钢管就位经检测合格进行固定。钢管固定分底座支撑架固定、外部拉锚筋斜拉固定两种，所有外支撑焊接，在本管节环焊缝焊接完后进行。钢管内支撑待混凝土浇筑完成后拆除，支撑架、侧向拉筋等外部支撑与钢管一起永久埋于混凝土。

a.固定与内支撑设置。钢管定位后将加劲环与支撑座连接固定，焊缝不小于8mm，连续焊缝，把钢管和支撑座形成一个刚性的整体结构。为防止混凝土浇筑时造成侧向移动，在钢管两侧，沿水流方向间距2m位置，布置规格为[10槽钢侧向拉筋。

为防止混凝土浇筑时因压力造成钢管变形，在钢管内部设置米字形内支撑。为减少安装工作量，在钢管制造时，防腐后安装内支撑。

b.拼接。钢管在固定前已调整好，但未进行对接拼装。拼装时，为防止对接处错边超差，分段进行：先分别将两将接管口六等分，以分点为起点朝同一方向进行拼接。安装后，钢管及其附件与设计轴线的平行度误差不大于0.2%，管口圆度误差应不大于40mm，最少测量4对直径。

4.6 安装焊缝焊接

钢管节间环缝在管节对接拼装完成后，开始焊接，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。

a.焊接设备及焊接材料选用。钢管现场安装，焊缝焊接全部采用手工电弧焊焊接，采用ZX7-400S型逆变式直流焊机焊接设备。焊接材料的品种要与母材和焊接方法相适应，由焊接工艺评定试验选定，极限抗拉强度、屈服点和延伸率等机械性能要与母材性能相匹配。

b.管壁对接焊缝焊接。除预留环缝压力钢管管壁对接外，全部按照设计图采用“X”形坡口，坡口具体厚度和角度的选定参考施工图纸及焊接工艺评定试验。对接间隙取0～2mm，具体视管壁板厚确定，焊完一面后利用碳弧气刨进行反面清根并焊接余下焊缝。焊接时为保证结构刚性，内支撑不予拆除。每条钢管对接焊缝，安排4名焊工对称施焊，尽量选用相同焊接工艺规范参数。

c.锚筋与槽钢焊接。压力钢管外布置有锚筋与混凝土钢筋焊接连接，长度不小于5d，槽钢与混凝土钢筋焊接连接且与混凝土基础顶紧。

4.7 后续工作处理

拆除钢管上的工卡具等其他临时构件，要采用碳弧气刨或氧-乙炔火焰切除，不能使用锤击法，严禁伤及母材。切除后钢管壁、加劲环上残留的焊疤用砂轮磨平，检查有无裂纹，也可以采用磁粉或渗透探伤检查。内支撑在灌浆完后拆除，并对钢管内壁进行清理。

因内支撑在混凝土浇筑后才能进行内壁防腐，防腐分两次进行，先进行外部防腐，后进行内壁防腐。防腐内容包括：安装施工过程中，钢管表面涂装损坏的部位；钢管表面现场安装焊缝的两侧、灌浆孔处等未涂装的钢材表面。

涂装采用高压无气喷涂，按照压力钢管制造加工厂内有关涂装方法执行，安装环缝两侧各200mm范围内，在表面预处理时，应涂刷不会影响焊接质量的车间底漆。环缝焊接后应进行二次除锈，用人工涂刷或小型高压喷漆机械施喷涂料。

5 结 论

压力钢管安装质量好坏，直接影响水工建筑物的运行稳定。本文所述压力钢管安装，通过对压力钢管施工环节过程中的质量控制，保证了水工建筑物的自身质量和使用年限，对水利水电工程压力钢管焊接施工具有重要的参考价值。