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水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 1 页 共 26 页 压压力力钢钢管制作与安装管制作与安装施工施工组织组织方案方案 一一 、工程特性、工程特性 压力钢管制安的工作内容包括：直管（直径 3m）、斜管、岔管、渐变管和支管（直径 2.1m）、 弯管及其部件（以下统称钢管）的制作和安装。钢管材质为 16MnR，钢管壁厚为：1436mm。岔 管为带加强梁钢岔管。压力钢管工程量见表 17-1。 表表 17-1 压压力力钢钢管工程量表管工程量表 序号序号名名 称称单单位位工程量工程量备备注注 1直管制安t510 2岔管制安t25 3支管制安t40 4岔管水压试验项1 5管外壁涂刷水泥浆项1 合 计t575 二、施工方案二、施工方案综综述述 2.1 钢钢管制作方案管制作方案 （1）CV引水压力钢管及其附件均在现场钢管制造厂内加工。由业主提供相应规格的板材，制成 2.0m 一节。钢管最大件运输重量约 3.8t，最大管节外形尺寸 30002000(mm)。 （2）钢管纵缝和环缝均采用手工焊进行焊接，加劲环用二氧化碳半自动焊进行焊接。 （3）钢管表面处理用无尘、洁净、干燥、有棱角的铁砂进行喷射除锈，钢管内壁和明管外壁按设 计要求涂刷自养护的底漆与面漆，埋管外壁涂刷水泥砂浆，现场安装焊缝两侧涂刷无毒 且不影响焊缝质量的坡口防锈漆。 （4）防腐完毕的钢管进行内支撑的安装、焊接，再吊至贮存场地进行贮存。 （5）岔管在钢管厂进行整体预组装，现场进行整体组装、焊接、消应处理、水压试验。 （6）凑合节以瓦片形式出厂，个别凑合节也可整体出厂。 17.2.2 钢钢管运管运输输方案方案 钢管运输采用 5t 载重汽车进行，运至主洞与调压井交岔口后，用天锚、卷扬机、滑车 等卸车，利用卷扬机、滑车等通过洞内运输轨道将钢管滑移至安装位置进行安装和调整。 17.2.3 钢钢管安装方案管安装方案 （1）定位节设置 根据现场施工条件，拟定两个工作面，以下弯管末节钢管和钢岔管为定位节依次向 斜井、上平段和支管进行安装。 （2）安装环缝焊接 管壁 28mm 以上的钢管在钢管的内、外侧进行焊接。 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 2 页 共 26 页 17.3 施工施工进进度度计计划划 综合考虑该工程施工总进度要求及钢管制作安装强度要求以及土建提供的钢管安装交面时 间（2005 年 5 月 31 日），计划表中安排 2005 年 4 月 10 日正式开始钢管制作，2005 年 7 月 31 日 钢管制作完毕；2005 年 7 月 1 日进行首节钢管的安装，2005 年 12 月 31 日钢管安装全面结束。具 体压力钢管安装施工进度计划见施工总进度表。 17.4 资资源配置源配置 17.4.1 劳动劳动力力组织组织 安装现场实行工区主任负责制。根据钢管制作安装总工程量、施工进度计划、钢管制 作安装施工方案，计划高峰期施工总人数 48 人，其中主要管理人员 11 人，技术工人 37 人。构成：主要管理人员：工区主任 1 人，工区总工程师 1 人，工程技术部 1 人，质量安全 部 3 人（含专职安全员 1 人及探伤员 1 名），经营管理部 1 人，材设部 1 人，财务部 2 人， 办公室 1 人。技术工人：铆工 10 人， ，电焊工 14 人，防腐工 2 人，机电维修工 2 人，起重吊 车 7 人，汽车班 4 人。 17.4.2 施工机械施工机械设备设备配置配置 根据钢管制造安装施工方案和施工进度计划，投入的施工机械设备配置见表 17-2。 表表 17-2 施工机械施工机械设备设备配置表配置表 序号序号设备设备名称名称规规格型号格型号单单位位数量数量备备注注 1汽车起重机QY25 辆 1自有 2拖车60t 辆 1自有 3载重汽车20t 辆 2自有 4载重汽车5t 辆 1自有 5卷扬机10t台6 6卷扬机5t台3 7半自动切割机GCDD2-100A台4自有 8逆变式直流弧焊机ZX7-400S台12自有 9交流电焊机DX3-300A台12自有 10CO2气体保护焊机PC20-500台3自有 11碳弧气刨机Zx7-800台3自有 12埋弧自动焊机MZ1-1250台4自有 13远红外电脑温控加热仪LWK-36220-B台2自有 14焊条烘干箱ZYHC-150台2自有 15焊条烘干箱ZYHC-60台4自有 16空气压缩机 XAHS106Dd、6m3/ min 台1自有 17空气压缩机 XATS156Dd、9m3/ min 台1自有 18高压无气喷涂机GPQ7C型台2自有 19X光机D3006台1自有 20X光机XXG-D3005台1自有 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 3 页 共 26 页 序号序号设备设备名称名称规规格型号格型号单单位位数量数量备备注注 21射线探伤洗片设备QD-1、HG-套1自有 22超声波探伤仪CTS-22台3自有 23磁粉探伤仪DA-400S-AB台2自有 24水准仪SD-203台2自有 25 经纬仪 T2台1自有 17.5 施工布置施工布置 17.7.1 钢钢管制造及安装施工布置管制造及安装施工布置 钢管制造厂设在原阀木厂背后，在现场布置办公室、职工宿舍等生产生活设施，占地 面积约 2000m2。 17.5.2 钢钢管运管运输输与安装施工布置与安装施工布置 （1）钢管最大件运输重量约 3.8t，最大管节外形尺寸 20003000(mm)，拟采用 8t 载重汽车将钢 管从钢管厂运至现场钢管存放场、再经现场公路及交通洞、施工支洞运至主洞口位置，用 天锚卸车，再用卷扬机、滑车等通过主洞运输轨道将其牵引至安装位置进行安装和调整。 主洞运输轨道为 22kg/m 轻轨，跨距 2m。 （2）岔管在钢管厂进行预组装，在厂内完成加强梁系本身的连接焊缝及其与相邻管壁间的组合 焊缝，检验合格后分解运输至安装现场。用千斤顶、倒链、拉紧器等进行钢管的安装和调 整，整体组焊完毕进行水压试验，割除闷头和焊接热影响区。 （3）钢管卧放于拖车上进行运输。钢管吊至拖车上后用钢索和手拉葫芦将其牢固捆扎于拖车车 板上并在钢索与钢管间加设软垫。 17.6 钢钢管制作管制作 17.6.1 制作工制作工艺艺流程流程 （1）概述：钢板运至钢管厂后，用半自动切割下料；用 100mm4000mm 三辊卷板机进行卷制；在 对圆平台上用专用工具进行对圆和大节组装。直管的纵环缝用手工焊封底，碳弧气刨清 根，埋弧自动焊焊接；弯管、渐变管、岔管纵环缝采用手工电弧焊接；直管的加劲环采用二 氧化碳半自动焊焊接；渐变管、弯管、岔管的加劲环采用手工焊和二氧化碳焊接。在防腐 车间进行喷砂防腐和涂料涂装，在现场补漆。 （2）钢管制作工艺流程见图 17-1。 17.6.2 原材料原材料进进厂厂检验检验 本合同主要原材料包括钢管钢材（由发包方提供）、焊材和防腐材料等，其采购及进 厂情况为： （1）主要原材料采购质量控制按照我局 ISO9002 质量保证体系的“采购控制程序”和“检验试验 控制程序”的规定和招标文件的具体要求进行。在与评定为合格的材料供应商签订供货合 同后，主要材料（含发包人供应钢板）的质量控制分为三步进行：一是材料进厂验证；二是 材料的检查和复验；三是验收进库后的保管。 （2）用于制造钢管壁的 16MnR 钢板应按压力容器用钢板超声波探伤（ZBJ74 003-88）及第一 号修改通知单的规定在钢厂内进行超声波探伤检验，其机械性能和化学成分必须符合规 定值。 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 4 页 共 26 页 （3）焊接钢管的全部焊接材料均按经批准合格的焊接工艺评定试验确定的规格型号采购，其化 学成分、机械性能和扩散氢含量等各项指标均应符合国家标准规定，且具有出厂质量证 明书。 （4）涂装材料均由我钢管厂按批准的采购计划（清单）进行采购。采购材料的具体规格型号应符 合设计图纸要求。 （5）连接件均由钢管厂按批准的采购计划（清单）进行采购。连接件的品种和规格应符合施工图 纸规定。钢管厂将向监理人提交产品质量证明书。 返 修 不合格 焊缝检验 纵缝焊接 防腐工艺评定 除锈喷涂 内支撑安装 管节成品出厂 返 修 不合格 环缝焊接 焊缝检验 焊后热处理 调圆、大节组装 板材划线切割、坡口加工 原材料进厂验收 加劲环等附件划线切割 加工 内支撑下料切割、加工 内支撑组焊 检查、修整 钢板编号 材料复检、焊接工艺评定 压头与卷板 管节对圆 拼装焊接检查 修整矫正 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 5 页 共 26 页 17.6.3 下料、下料、焊焊接坡口制接坡口制备备 （1）坡口型式：钢管制作、安装坡口一般按设计图纸规定执行。曲线板坡口切割完后，用砂轮机 将影响坡口质量的毛刺、缺口和表面的氧化皮磨掉；钢板加工后坡口尺寸极限偏差符合 图纸或 GB985-88 和 GB986-88 图样的规定。根据我局以往天生桥一级和华能小关子电站 压力钢钢管施工经验，初拟钢管制作的纵、环缝采用 1/3 不对称“X”型坡口，内大外小；钢 管安装环缝采用 16单面“V”型坡口，厚度在 38mm 以上的钢管安装环缝采用 1/3 不对称 “X”型坡口，内大外小，内侧焊接，外侧清根后再进行焊接。 （2）直管管节、弯管、岔管及加劲环等钢板的切割均采用半自动切割机，切割时，将钢板平放于 下料平台上，利用经过校验的钢盘尺和粉线进行划线，钢板划线满足表 17-3 的规定。 表表 17-3 钢钢板划板划线线极限偏差极限偏差 序号序号 项目 极限偏差 (mm) 序号序号 项目极限偏差(mm) 1宽度和长度13对应边相对差1 2对角线相对差24矢高（曲线部分）0.5 （3）直管环缝间距不小于 500mm。 （4）相邻管节纵缝间距大于板厚的 5 倍且不小于 100mm。 （5）加劲环以不同半径分两次切割，以提高加劲环与钢管组装质量。 （6）同一管节上相邻纵缝间距不小于 500m。 （7）凑合节在每块瓦片长度方向预留 200mm 余量，圆周方向预留 50mm 余量。 （8）坡口加工完毕立即涂刷无毒且不影响焊接性能和焊接质量的坡口防锈漆。一般采用 20m 后的 704 号无机富锌漆。 17.6.4 瓦片卷制瓦片卷制 瓦片压卷为压力钢管制造的关键工序，瓦片压卷包括板料对中、压头、卷弧和修弧四 道工序。 （1）准备工作 钢板卷制前，将压辊和钢板表面杂物清理干净，利用 10t 单梁桥吊将钢板放上三辊 卷板机进行瓦片卷制。 （2）板料对正与瓦片压头 卷板应和钢板的压延方向一致。 利用 10t 单梁桥吊将钢板吊至卷板机下辊一侧，启动下辊将钢板送入上、下辊之间并利 用卷板机上的对中装置将钢板对中，然后启动工作辊对钢板两端进行压头，在卷曲过程 中需注意尽量采用小进辊量反复多次卷制，使其两端弧度满足要求。压头过程中需注意 最大限度地减少直边长度（控制在 1.52.0 倍管壁厚度且不超过 120mm 范围内）。 严格控制钢板端部弧度，防止对圆后局部内凹或外凸，控制钢板中心与卷板机轴辊中心 17-1 钢钢管制作工管制作工艺艺流程流程图图 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 6 页 共 26 页 垂直度，防止瓦片扭曲。 三辊卷板机压头时通过移动下辊配合上辊进行，压头时利用弧形样板检测弧度至符合要 求。 （3）瓦片卷弧与修弧 瓦片压头完成后，将卷板机下（侧）辊调整回原位，通过调整上辊反复卷制，卷制顺序：先 卷板端部、后卷中部。过程中不断使用样板检查调整，需注意尽量采用小进辊量卷制，钢 板需卷曲 34 次可完成卷制。 卷制过程中每次卷到边缘时应检查板边与卷辊是否平行严格控制钢板中心与卷板机轴 辊中心垂直，以防止瓦片卷制扭曲。 同一种厚度的钢板尽量采用同样多的压延次数，确保钢板延伸率一致。 卷板时不允许锤击钢板，防止因锤击而造成的钢板表面缺陷。 在卷制过程中应及时检查清除钢板上的氧化皮，铁锈及其它杂物，卷制过程中如果发现 母材有拉痕、毛刺现象，应停止卷制。使用抛光机磨平后继续卷制，划痕严重时应进行补 焊并进行渗碳探伤检查。 卷弧后将瓦片以自由状态立放在平台上，用样板、钢盘尺检查瓦片弧度和扭曲，每一块 瓦片检查上、中、下三个部位。若卷曲弧度不符合要求，则须重新吊至卷板机上修弧，直 到合格为止。 瓦片卷制完毕应双吊点均匀着力进行吊装，防止着力不平衡造成瓦片变形。存放瓦片的 地面应平整坚实。 （5）灌浆孔的制备 利用割规按照预先划好线的灌浆孔位置进行切孔。 17.6.5 钢钢管管组组装装 （1）直管组装 组装工艺 A、钢管组装对圆均在用工字钢组成的放射状对圆平台上进行。所有对圆平台都应安全可靠 接地。 B、经检查弧度和编号的瓦片吊装基本就位后，用事先焊接在挡块上的压缝器顶紧瓦片下部 将对接缝初步对正。检查对接缝的间隙是否符合要求，对装间隙按焊接试验确定的收缩 量控制，以保证焊后钢管周长达到规范要求的允许偏差，否则利用放射状组装平台工字 钢上的螺旋千斤顶（均匀布置在瓦片管壁内外侧）或专用卡具调整瓦片使其间隙达到工艺 图纸要求。不得直接用锤击或其它损坏钢板的器具进行校正。 C、使用经过校验的钢盘尺、弦长为 1m1.5m 的样板、间隙检查尺、错边量检查尺等检查钢 管组装后的圆度（至少测四对直径）、两端管口周长、纵缝处弧度、管口平面度、纵缝间隙 以及纵缝处错牙情况并调整至合格。 D、为组装、运输和安装需要，在钢管上加焊和拆除卡具、吊耳等附加物时，应注意不伤及母 材，焊接质量应保证起吊时不损伤钢管和产生过大的局部应力。拆除时用氧-乙炔火焰在 距管壁 3.0mm 处切割，并用角向磨光机磨平，严禁锤击。若对后续工序无不良影响时，附 加物可不予以拆除。 E、钢管内外壁的局部凹坑或划痕深度大于 2.0mm 时，应进行补焊，若小于 2.0mm 时，用砂 轮打磨平滑过渡。 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 7 页 共 26 页 质量控制标准与检测 管节组装对圆各项控制指标极限偏差和检测方法符合表 17-4 的规定； 表表 17-4 管管节组对质节组对质量指量指标标的极限偏差的极限偏差 极限极限间间隙（隙（mm） ） 序序 号号 检查项检查项目目 DL501793标标准准内控内控标标准准 检测检测方法方法 1管口平面度22 水准仪测平台平面度，钢琴线拉 十字线测钢管平面度 2 实测周长与设计周长 差 3D/1000且不大于 24 3D/1000且不大于 24 钢盘尺测量 3相临管节周长差1010钢盘尺测量 4钢管圆度 3D/1000且30 至少 测两对直径 3D/1000且30至 少测三对直径 钢盘尺测同端管口相互垂直两直 径之差的大值 5 单节钢管长度与设计 值之差 55钢盘尺测量 6纵缝弧度（焊后） 500mm长样板检查间 隙4mm 500mm长样板检查 间隙4mm 样板检查实测的样板与纵缝的极 限间隙 纵缝 10%，210%，2 3015%，315%，37 错 边 量 环 缝 3010%10% 错边量检验尺 8弯管平面夹角偏差与设计商定 在平台上测放上下管口投影圆， 吊线法检测 9锥管锥度和管口倾斜偏差与设计商定 在平台上测放上下管口投影圆吊 线法检测锥度，斜度用水准仪检 测 （2）弯管组装 弯管组装工艺与直管组装工艺基本相同。组装时，通过吊锤球的办法，利用钢板尺测 量环缝至锤线的距离来决定弯管角度的正确性，环缝至锤线的距离通过预先计算求得。 17.6.6 钢钢管管焊焊接接 （1）焊接工艺流程图见图 17-2 （2）焊接工艺评定与规程 进行焊接工艺评定是确保工程质量的一项重要措施。在钢管制造前，根据图纸、技术 条件、钢管结构特点、施工条件及工艺要求进行焊接工艺评定，以解决在具体条件下实施 图图 17-2： ：焊焊接工接工艺艺流程流程图图 焊接工艺评定焊接工艺规程焊前技术交底 焊接焊前预热焊前检查、清 理 焊后消氢焊后表面检查无损检测 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 8 页 共 26 页 合格焊接工艺的问题。焊接工艺评定执行标准为 DL5017-93压力钢管制造安装及验收规 范第 6.1 节规定。 选用与钢管主材相适应的焊接材料对钢材进行焊接工艺评定试验，试板厚度选择符合规 范要求并适用于本标所有压力钢管。 对每种钢材的每类试板分别进行对接缝、角焊缝和组合焊缝试验，对接焊接缝试板评定 合格的焊接工艺亦适合于角焊缝。评定组合焊缝焊接工艺时，根据焊件的焊透要求，确定 采用组合焊缝试板或对接焊缝试板加角焊缝试板。试焊的位置应包含现场作业中所有的 焊接部位，评定的试件按施工图纸的要求作相应的预热、后热或焊后热处理。 按 DL5017-93压力钢管制造安装及验收规范第 6.1 节规定可不作焊接工艺评定的焊缝， 承包人将提交已进行过的合格评定报告，报送监理人审批，经监理人批准后，可不另作评 定。 对接焊缝试板长度不小于 800mm,宽度不小于 300mm，角接焊缝的的试板高度不小于 300mm。试板的约束与实际结构相近，对焊后过大变形进行校正。 在试板上打上试验程序编号钢印和焊接工艺标记。试验程序和焊接工艺编制详细说明。 试验前，针对采用钢板牌号、厚度、焊接方法、焊接材料牌号、坡口型式拟定包括坡口加 工、组对、清理、预热温度、层间温度、后热温度时间、焊接参数、焊接位置、焊接层数和 道数、线能量范围、焊后消除应力热处理规范以及全部检查、试验项目和程序的评定方案 报监理批准后执行。 作焊接工艺评定用的焊接设备和仪表处于正常工作状态，施焊者由理论水平和实际操作 技能较高的焊工担任。 对接接头试样机械评定项目、数量以及所有试件样坯的制备、试样尺寸、试样尺寸、试验 方法、合格标准均按 DL5017-93 规范执行。 试板焊接完毕，承包人会同监理人按规范要求对试板焊缝全长进行外观检查和无损探伤 检查（检查方法与生产性施焊焊缝相同），并进行力学性能试验。试板的截取不得在已知 有缺陷的位置。若需修整的缺陷长度超过试焊长度的 5%，则该试件无效，须重作评定。 试板力学性能试验、对接试板评定项目和数量、试验方法符合 DL5017-93压力钢管制造 安装及验收规范的规定。 根据焊接工艺试验参数填写“焊接工艺评定报告”报送监理人审批，依据评定结果制定 “焊接工艺规程”作为指导焊接生产的依据。 （3）焊接条件 凡参加压力钢管焊接的焊工，均按 DL5017-93 第 6.2 节的规定通过考试，并取得相应的 合格证。若持有合格证的焊工中断焊接工作 6 个月以上者重新进行考试。 无损检测人员经过专业培训，通过国家专业部门考试，并取得无损检测资格证书。评定 焊缝质量应由级或级以上的无损检测人员担任。 焊接材料按要求进行烘焙，烘焙温度符合规范规定，焊条放在保温筒内随用随取。焊条 的重复烘焙次数不超过两次。 风速大于 8m/s（气体保护焊时大于 2 m/s）时或环境温度低于-5、相对湿度大于 90%以 及雨天和雪天露天施工，在采取有效措施（加保温棚和防风、防雨棚）后才进行施工。 施焊前，对主要部件的组装进行检查，有偏差时及时进行校正。焊前将坡口两侧各 50100 mm 范围内的氧化皮、铁锈、油污及其它杂物清理干净，每一焊道焊完后清除干 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 9 页 共 26 页 净焊渣后再施工。 施工前按照监理批准的焊接工艺评定成果编制焊接工艺计划。焊接工艺计划内容包括： 焊接位置和焊缝设计；焊接材料的型号、性能；熔敷金属的主要成份，烘焙和保温措施；焊 接顺序；焊接层数和道数；每道焊缝焊接 的顺序及电弧能量范围；电力特性；定位焊要求 和控制变形措施；预热、后热和焊后热处理措施；生产性焊接工艺试验；焊接工作环境要 求；质量检验的方法和标准；监理人认为需要提交的其它内容。 （4）焊接预热 钢管焊接前进行预热可使接头附近的温度梯度平缓，减少残余应力、热应力和收缩 应力的产生，可防止裂纹出现和减小变形、减小热影响区的硬化程度、防止氢脆化引起的 裂纹、同时可减少气孔的形成和熔敷金属中氢的含量。 对于环境温度低于-5时或板厚大于 30mm 的低合金结构钢和高强钢焊缝焊接前用 远红外温控加热仪对焊缝两侧进行预热，预热温度由试验确定，一般为 100130，预热 宽度以焊缝中心线两侧各 3 倍板厚，且不小于 100mm 为宜。焊接工艺要求需要预热的焊 件，在定位焊前也要进行预热，较主缝预热温度高 2030，定位焊可采用氧、乙炔焰加 热，以焊接处为中心，至少在 150mm 范围内预热。焊接过程中层间温度控制在 150200为宜。使用监理人同意的表面温度计测量焊缝预热温度，距焊缝中心线两侧 50mm 处对称测量，每条焊缝不应少于 3 对测点。 承包人遵照执行监理人对某些焊接部位提出特殊的预热要求。 （5）焊接 定位焊 拟焊项目均采用已批准的方法进行组装和定位焊。低合金钢的定位焊可留在二、三 类焊缝内，构成焊接构件的一部分，对于一类焊缝和高强钢的任何焊缝的定位焊，应在后 焊的一面坡口内焊接，正缝焊完后应将背缝的定位焊段刨掉再焊。定位焊位置距焊缝端 部 30mm 以上，其长度在 50mm 以上，间距为 100400mm，厚度不宜超过正式焊缝高度 的二分之一，最厚不宜超过 8mm。施焊前，认真检查定位焊质量，如有裂纹、气孔、夹渣 等缺陷及时清除干净再焊。 产品焊接试板 A、需焊接试板的钢板，每种厚度作两块产品焊接试板。试板尺寸、试件数量及试验项目与焊 接工艺评定的规定相同。 B、试板在纵缝的延长部位与管壁同时施焊，试板的厚度和焊接工艺与管壁相同，可以延长 试板长度而不设助焊板。 纵缝焊接 直管纵缝用手工焊内侧封底，外侧用碳弧气刨清根，外侧手工焊接完毕。组装加劲环， 再进行大节组装后，内侧用埋弧自动焊焊接。每节钢管的所有纵缝手工焊接时同时作多 层多道小规范分段退步焊工艺，焊接过程中观察焊缝处变形情况，随时调整焊接顺序减 小变形。埋弧自动焊接时，在焊缝的两端分别焊引弧板和熄弧板，严禁在母材上引弧和熄 弧。为防止钢管纵缝埋弧自动焊接时产生外凸现象，焊接前在焊缝外部施加一定的外力 减小变形。弯管纵缝采用手工电弧焊接。 环缝焊接 直管环缝用手工焊在内侧封底再进行一层填充焊后，外侧用碳弧气刨清根。大节组 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 10 页 共 26 页 装检查合格后，焊上适当数量的拉板，翻身吊至自动焊车间。先用埋弧自动焊焊接环缝内 侧，再用埋弧自动焊焊焊接环缝外侧。弯管环缝全部采用手工电弧焊接，先焊内侧至坡口 深度 2/33/4，外侧清根，外侧焊完后再将内侧焊接完毕。环缝采用手工电弧焊接或用手 工电弧焊封底时，安排 46 人同时对称作多层多道分段退步焊接，多层多道焊的焊缝接 头位置错开并避开纵缝位置。用碳弧气刨进行清根时刨枪与焊缝成一定的夹角保证清根 质量。环缝外侧焊接时，施工人员及埋弧自动焊机在钢管顶部，调整台车转速与送丝速度 匹配。清根后，第一层采用小规范进行自动焊接，防止焊穿。内侧环缝和纵缝焊接时，施 工人员和埋弧自动焊机均在钢管内侧。采用专用变压器提供焊接电源，防止其它设备运 行时，引起电压波动，从而影响焊缝质量。 需预热的焊缝在施焊前用远红外温控加热仪进行加热，将加热片均布于钢管外侧的 焊缝两侧。钢管焊接过程中，利用车间两端的防风、防雨棚布来保证施工场所无穿堂风通 过或雨、雪进入焊接场所。 焊接线能量控制 焊接线能量的大小对钢管焊接部位的冲击韧性有很大影响，直接影响钢管的运行质 量。 对于厚度大于 25mm 的低合金结构钢焊接前作焊接工艺试验，确定线能量范围，一 般控制在 16-40KJ。依据焊接工艺试验对焊条规格、焊接规范、焊接速度、每根焊条焊接 焊缝的长度范围均作出相应规定，用于指导焊接生产。自动焊焊接时的线能量通过自动 焊机上的电流、电压表以及确定的焊接速度求出；手工焊接时的线能量测定用直流嵌形电 流表或焊机上的电流表测出电流，再根据当时的焊接电压和焊接速度，算出线能量。也可 对某种钢材通过线能量试验，规定焊接时每根焊条应焊接的长度算出。 层间温度的控制 层间温度的控制是获得优良焊缝金属的必要条件。层间温度偏高，焊缝强度下降，晶 粒粗大，低温冲击韧性下降，影响钢管的整体质量。层间温度过低，不易熔化，导致焊缝 熔合不好，影响焊缝质量，对钢管的整体质量也会造成影响。层间温度应不低于预热温度， 且不高于 230。所有焊缝应尽量保证一次性连续施焊完毕，若因不可避免的因素确需中 断焊接，在重新焊接前，必须再次预热，预热温度不得低于前次预热的温度。 焊缝表面成形的质量控制 钢管制作纵环缝焊接过程中，除保证焊缝焊接质量外，表面成形质量控制也必不可 少，盖面焊时控制焊条（焊丝）位置及焊接规范。以使焊缝表面成形均匀整齐、美观。 （6）焊接检验 外观检查 所有焊缝均按 DL5017-93 第 6.4.1 条的规定进行外观检查。 无损探伤 A、进行探伤的焊缝表面的不平整度应不影响探伤评定，高出部分用砂轮磨平。 B、焊缝无损探伤遵守 DL5017-93 第 6.4.5 条至第 6.4.7 条的规定。 C、焊缝无损探伤的抽查率按施工图纸规定采用。若施工图纸未规定时按表 17-5 确定探伤比 例。抽查部位按监理人的指示选择在容易产生缺陷的部位，并抽查到每个焊工的施焊部 位。 D、无损探伤的检验结果（包括射线探伤的摄片）在检验完毕后 48h 内报送监理人。 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 11 页 共 26 页 E、监理人复查检验结果后，或根据焊接工作情况，承包方将积极配合，做好监理人要求增加 的检验项目和检验工作，包括采用着色渗透和磁粉探伤等。 表表 17-5 一二一二类焊缝类焊缝无无损损探探伤检查伤检查比例表比例表 钢 种低 合 金 钢高 强 钢 办法 焊 缝 类 别一 类二 类一 类二 类 一一 射线探伤抽查率（%）25104020 超声波探伤抽查率（%）10050100100 二 射线探伤抽查率（%）5超声波探伤有可疑波形时复验105 （7）焊缝缺陷处理 焊缝内部或表面发现有裂纹时，进行认真分析，找出原因，提出缺陷返修部位和返修措 施，报经监理人同意后方可进行返修。返修后的焊缝，按合同技术条款和 DL5017-93 规 定进行复检。 焊缝内部缺陷用碳弧气刨或砂轮将缺陷清除并用砂轮修磨成便于焊接的凹槽，焊补前要 认真检查，如缺陷为裂纹，则用磁粉探伤或渗透探伤，确认裂纹已经消除方可焊补。 当焊补的焊缝需要预热、后热时，则焊补前按前述规定进行预热，焊补后按规定进行后 热。 根据检测结果确定焊缝缺陷的部位和性质，制定缺陷返修措施再处理缺陷，返修后的焊 缝按规定进行复验，同一部位的返修次数不宜超过两次，若超过两次找出原因，制定可靠 技术措施报监理工程批准后实施焊接。并作出记录。 （8）管壁表面缺陷修整 在管壁上严禁有电弧擦伤，如有擦伤应用砂轮将擦伤处作打磨处理，并认真检查有无微 裂纹。打磨清除管壁内表面的突起处。 管壁表面的局部凹坑若其深度不超过板厚的 10%，且不超过 2mm 时，使用砂轮机打磨， 使钢板厚度渐变过渡，剩余钢板厚度不得小于原厚度的 90%；超过上述深度的凹坑施工 单位编制焊补措施报监理人，按监理人批准的措施进行焊补。焊补前用碳弧气刨或砂轮 将凹坑刨成或修磨成便于焊接的凹槽，再行焊补。缺陷焊补若需预热或后热，按规定执行。 焊补后用砂轮机将焊补处磨平，并认真检查有无微裂纹。 17.7 钢钢岔管制作岔管制作 17.7.1 岔管制作工岔管制作工艺艺流程流程 （1）主岔进口管直径 3000mm；两支管直径 2000mm。岔管材质为 16MnR，板厚最厚 36mm。 招标文件第 95 页技术条款 11.3.2.4 对岔管的组装与组焊有如下描述： （2）岔管应在车间内进行整体组装或组焊。 （3）岔管组焊后应在车间内进行消除应力处理。若岔管尺寸大于运输界限时，可在车间内按结 构要求组装成尽可能大的部件，并应在车间内进行预组后再分件运至现场进行总组装。 （4）加强梁系（三梁岔的 U 型梁和腰梁、月牙岔的月牙肋、球岔的环行梁）本身的连接焊缝及其 与相邻管壁间的组合焊缝，必须在车间内完成。 根据招标文件对岔管以上的制造描述，我局认为岔管制造应先在制造厂完成加强梁 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 12 页 共 26 页 系本身组拼焊缝和加强梁系与相邻管壁的组合焊缝的焊接，其余在车间内进行预组装后 再分件运至现场进行总装组焊并做水压试验；如钢管运输洞足够或进行扩挖，则岔管都在 厂内整体组焊并做水压试验。钢管制作工艺流程见图 17-3。 17.7.2 下料切割下料切割 （1）原材料检、试验 用于岔管的钢板由发包人提供，由施工单位进行抽样检验。检验项目包括：表面检查、 化学成分、力学性能，并按 JB4730-94 及第一号修改单要求作超声波探伤检查。对于调质 钢，厚度大于 60mm 的钢板及沿厚度方向受拉力的钢板，每张均检验。沿厚度方向（Z 向） 受拉的钢板增作 Z 向拉伸试验及硫含量检测。 焊接材料进行抽检，主要是核对牌号，检查表面完好及是否受潮，并通过试焊检查焊 接性能，必要时进行堆焊取样检查焊缝金属的化学成分和力学性能。 （2）原材料检验后，应将成果报监理人审核，确认合格后方可投产使用。 （3）岔管结构形式较为复杂，其下料的精度、准确性，直接影响到岔管的装配质量和焊后的整体 质量，因此切割下料在岔管制造中是一道关键工序，我局曾采用计算机辅助工艺设计及 模拟仿真技术和数控切割方法先后为四川小关子电站、铜钟电站及杨村电站制造了六个 月牙肋三岔管（其中最大岔管主管直径 5.8m，支管直径 4.8m），较好的控制了岔管几何尺 寸，缩短了制造工期，取得了设计单位认可，积累了制作实际经验。本标将在总结经验基 础上采用此种方法，并达到招标技术规范的要求：岔管管节的环缝间距不应小于以下各 项的大值：a.10 倍管壁厚度；b.300mm；c.3.5（r）1/2；岔管管节的纵缝与腰线顶、底母线所夹 的中小角不得小于 15，二者间距（弧长）不得小于 300mm。 岔管同弯管展开料，均为曲线，为保证切割精度采用火焰数控切割机切割下料，其坡 口亦由数控切割机制备。并按招标文件技术规范要求，对抗拉强度大于 540Mpa 的钢板， 坡口切割后用砂轮机将影响焊接质量的表层清除。 岔管坡口制备后，对边缘进行检查不得有裂纹、夹层和夹渣等缺陷。检查合格后立即 涂刷专用坡口防锈漆。 主、支管均在轴线方向预留 200mm 的余量，便于水压试验后切除热影响区。 17.7.3 卷板卷板 岔管的主、支管均为斜切口锥体，其展开料（瓦片）不规则，大小头曲率不等，卷制时 采用带小头减速装置的三辊数控卷板机进行。 管体卷制程序为：压头卷板检测修弧。 卷制中的检测，使用与大小头配套的样板，为保证检测正确，卷板前在瓦片上作好样 板检测的标记。 17.7.4 岔管岔管组组装装 （1）组焊方案瓦片卷制后在钢平台上进行主锥、支锥的组装，其顺序为先组焊单节、焊纵缝、安 装内支撑，再组大节、焊环缝，以便减小焊接拘束应力。岔管组焊顺序如图 17-4 所示。 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 13 页 共 26 页 预热 内支撑下料切割、加工 内支撑组焊 检查、修整 加强板、月牙肋等附件 划线切割加工 拼装焊接检查 修整矫正 板材划线切割、坡口加工 原材料进厂验收 焊前预热 钢板编号 材料复检、焊接工艺评定 压头与卷板 管节对圆 调圆、安装内支撑 返 修 不合格 焊缝检验 纵缝焊接 厂内整体预组装 返 修 不合格 组合焊缝焊接 焊缝检验 验收及定位标记 除锈喷涂、运输 防腐工艺评定 安装现场整体组装 整体预热焊接 消应处理 监理验收 验收、交接 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 14 页 共 26 页 （2）加强梁系制作 加强梁系下料采用数控切割机。由于加强梁系长度较大，制作中需要拼接。拼接采用 手工焊预热焊接，焊接坡口采用不对称双 U 型，焊接位置为立焊。将组装好的加强梁系 立放于钢平台上，调整好垂直度并用型钢加固牢固，将焊缝两侧用远红外线加热片均匀 预热，根据钢材使用说明书控制预热温度。加强梁系两侧焊缝同时对称均匀施焊。为了减 少焊接应力，采用多层多道焊并严格控制层间温度和线能量，焊接过程中根据变形情况 调整焊接工艺参数和焊接速度，确保两侧变形一致。焊后用石棉布包扎使其缓冷或根据 要求作后热处理或消应热处理。最后进行 100%超声波探伤，必要时作表面渗透探伤。另 外，加强梁系下料时要适当考虑其与支管组合相贯线焊接后带来的加强梁系变形量。 1 1 A 2 2 14 1 3 1 4 3 A 2 1 1.纵缝 2.环缝 3.两支管与月牙肋板型肋对接缝 4.两支管与主管间环缝 5.钢岔管制作安装焊缝按1234的顺序进行焊接。 5 4 总施焊方向 1 1 4 说明： 总施焊方向 起点 2 1 6 5 1 3 2 3 7 66 5 4 4 77 6 5 起点 2 1 3 1 2 7 A A 3 17-4 岔管岔管组焊顺组焊顺序序图图 （3）岔管整体预组装 为保证岔管安装质量，其单件制作并检验合格后，在厂内进行整体大组拼检查、消缺。 图图 17-3：岔管制作工：岔管制作工艺艺流程流程图图 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 15 页 共 26 页 整体大组拼在专用组装胎架上进行，组拼程序和方法如下： 首先，将加强梁系平放在钢平台上，划出组装相贯线，然后将一侧支锥管吊上，按相 贯线组装并固定，然后将其立放（摆放成安装位置）。 第二步，将另一侧支锥管吊装就位，按相贯线组装，进行尺寸和形位调正后固定。 第三步，吊装主锥管与支锥管组拼，调正固定。 整体组拼后进行全面检测和调正并作出组装标记，便于安装时顺利组拼。预拼中发 现的问题应在厂内予以处理，并作出记录。 17.7.5 焊焊接接 本标岔管采用与直管一样的 16MnR，钢管最大板厚 36mm，对焊接工艺要求甚为严 格。根据本标岔管具体情况，初步焊接工艺如下（具体焊接工艺待工艺试验、评定后制定， 报监理人批准后执行）： （1）焊接坡口 拟开设如下坡口：支锥管与加强梁系组合坡口 45，其余纵焊缝开设不对称 X 型坡口 （外大内小）。具体施工坡口按设计图纸要求开设。 （2）焊接材料 使用前严格按说明书要求进行烘焙处理，焊工使用的焊条装在保温焊筒内，随用随 取，防止受潮。 （3）焊接顺序 先焊两支锥管与加强梁系组合焊缝，后焊主锥管与两支锥管的对接环缝，再焊其余 环缝。 （4）焊接方式 加强梁系与支锥管组合缝，内外各布置 4 名焊工对称均布焊接，先焊内侧，焊平后外 侧清根，然后内、外侧同时焊接，以防止层间温度降低。外侧清根时应用预热加热片加温 保持规定的预热温度。其余环缝每条缝 24 人，先内后外焊接。所有焊缝均采用分段、倒 退、多层多道焊，层间焊头应至少错开 30mm。焊接工作要连续进行不得间断。要保持层 间温度，要控制焊接线能量在 2040KJ/cm 为宜（设计有规定按规定执行）。 （5）焊接预热 焊接预热采用远红外线加热片，通过温控柜控制加热温度。加热片设在焊缝两侧，保 证预热范围，焊缝两侧均不小于 3 倍板厚，且不小于 100mm，预热温度通过工艺评定确 定。 （6）焊接保温 岔管焊接前应在外围搭设保温棚。岔管焊后应在焊缝及附近覆盖保温被使其缓慢冷 却。同时在消除应力热处理过程时也可保证温度稳定。 （7）焊接工艺要求 岔管焊接一般要求应遵守招标文件技术规范 11.4 条和 DL5017-93 规范第 6 章“压力 钢管”中的相关规定执行，另外应注意以下几点： 焊接采用手工电弧焊接,直流反接、短弧焊，焊条摆动宽度不超过二倍焊条直径。 注意层间清理打磨，包括焊缝层间和背缝清根后均用砂轮机将坡口内部认真打磨干净。 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 16 页 共 26 页 加强梁系与支岔管相贯线焊缝为组合焊缝，应力较复杂，且加强梁系为 Z 向受力，容易 产生撕裂，焊接时应由加强梁侧向支管侧过渡焊。 加强梁系下料前应用超声波纵波和横波进行探伤。 加强梁处相贯线组合缝清根并打磨后应附加渗透探伤，确认无缺陷后再行焊接，清根和 焊接时应预加热，保持预热温度。 当焊接条件和环境温度等不符合要求时不得焊接。 17.8 钢钢管防腐管防腐 17.8.1 表面表面预处预处理理 钢管立放于防腐台车上，用卷扬机牵引至密闭车间进行，除锈前将钢管表面的焊渣、 毛刺、油污等污物用钢丝刷、砂轮机等清理干净，钢管内壁用无尘、洁净、干燥、有棱角的 铁砂喷射除锈。喷射用的压缩空气利用气水分离器过滤，除去油水。喷丸除锈采用喷射方 式进行，以空压机风作为动力，喷射压力为 0.40.6MPa，磨料约 811 目，喷丸角度与 钢管表面法线的夹角为 1530，喷射距离为 100300mm，这样可以达到最佳除锈效果。 除锈标准 Sa2.5 级，用照片目视或与试板比较评定，表面粗糙度 Ra60100um。当钢材表 面温度低于露点以上 3，相对湿度高于 85%时，不进行表面预处理。埋管外壁涂刷水泥 浆，应达到 Sa1 级。 喷刷后的表面不再用手触摸，防止再度污染，施喷涂料前，使用钢丝刷和真空吸尘器 清除残留砂粒等杂物。作业人员带纤维手套，若不慎用手触接已清理好的表面，立即用溶 剂清洗钢管表面。 17.8.2 涂装施工涂装施工 （1）一般要求 按设计图纸或厂家说明书要求进行涂装工艺试验后，再对涂装试验成果应报送监理人。 涂装材料的品种以及层数、厚度、间隔时间、调配方法均严格按照说明书进行。 涂装前应仔细检查所用涂料的品种、型号、规格等是否符合施工技术条件的规定。涂装 材料的使用应按施工图纸和制造厂家的说明书进行。涂装材料品种以及层数、厚度、间隔 时间、调配方法等均应严格执行并按技术要求确定适当的施工工具。涂装前应将涂料搅 拌均匀，如发现漆皮或颗粒等，则应使用 80110 目筛网过滤后的方能涂装。 除锈合格的表面在 4 小时内用高压无气喷涂法进行表面涂料喷涂，在晴天和正常大气条 件下，涂装时间最长不应超过 11h。采用“二底二面”法施工。涂料喷涂前，调合均匀，底漆 喷涂后，待表干达到要求后再喷涂下一层漆。 为防止起层或脱落，在环境温度较低的情况下密闭车间内用电炉进行适当加温，以保证 环境湿度符合要求。 喷涂涂料的压缩空气用气、水分离器过滤去除油水，喷射压力为 0.50.6Mpa，喷嘴与钢 管表面成垂直角度，喷枪距离钢管表面 200300mm，保证附着力不受影响。各喷涂层间 喷枪按垂直交叉覆盖法进行施工。 涂料喷涂过程中应经常测量湿膜厚度，涂装时如发现漏挂、流挂、皱皮等缺陷应及时处 理。漆膜干透前，应避免受到雨水和其它液体的沾染，更不能有人员践踏。 用针孔检测仪检查表面针孔，用涂层测厚仪检查涂层干膜厚度应符合图纸规定，85%的 测点厚度不应小于图纸规定，达不到规定厚度的测点涂膜厚度不能小于规定厚度的 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 17 页 共 26 页 85%。用胶带检测涂层附着力。 当空气中相对湿度超过 85%、钢材表面温度低于大气露点以上 3以及说明书规定的不 利环境，均不得进行涂装。 施涂后的钢管吊放过程中避免受损伤，并防止高温灼热及不利气候条件的有害影响。安 装环缝坡口两侧涂刷车间防锈底漆。在运输及安装过程中造成的漆膜脱落按预处理、喷 漆、质量检查工序执行。 （2）涂料涂装 钢管内壁涂刷自养护的底漆与面漆。 安装环缝两侧各 200mm 范围内，在表面预处理后，涂刷不影响焊接性能的车间底漆。环 缝焊接后，进行二次除锈，再用人工涂刷或小型高压喷涂机械施喷涂料。 埋管外壁均匀涂刷一层苛性钠水泥浆，涂后注意养护。 施涂过程中，特别注意防火、通风和保护工人健康。 施涂后的钢管小心存放，保护涂层免受损伤，并防止高温、灼热及不利气候条件的有害 影响。 （3）金属喷涂 喷涂用的压缩空气应清洁、干燥，压力不得小于 0.4MPa。 喷涂距离 100200mm，喷枪尽可能与基体表面成直角，不得小于 45 度。 控制喷枪移动速度，使一次喷涂厚度为 2580m，厚度应均匀，各喷涂带之间应有 13 的宽度重叠。 各喷涂层问的喷枪走向应相互垂直，交叉覆盖。 上一层涂层表面湿度降到 70后，再进行下一层喷涂。 17.8.3 涂涂层质层质量量检验检验 （1）涂料涂层质量检验 涂料涂层质量检验应遵守 SL10595 第 3.4 节的规定。 涂装时如发现漏涂、流挂、皱皮等应及时处理，并用湿膜测厚仪测定湿膜厚度；每层涂装 前对上一层涂层外观进行检查。 在不适于施涂和养护的环境条件下所作的涂装，监理人有权指示承包人清除后重新涂刷。 涂装后进行外观检查，应表面光滑、颜色一致、无流挂、皱皮、针孔、裂纹、鼓泡等缺陷； 水泥浆涂层厚度应基本一致，粘着牢固，不起粉状。如存在上述缺陷，进行处理，直至监 理人认为合格为止。 涂层内部质量检验应符合施工图纸要求和 SL10595 第 3.4.4 条至第 3.4.6 条的规定。 （2）金属喷涂质量检验 外观检查金属喷涂层应均匀、无杂物、起皮、鼓泡、粗颗粒、裂纹、孔洞、掉块等缺陷。 涂层厚度及结合性能检验按施工图纸要求和 SL10595 第 4.5.2 和 4.5.3 条的规定进行 质量检验。 （3）涂装结束后，承包人应会同监理人对钢管的全部涂装面进行质量检查和验收，并将钢管涂 装的质量检验成果报送监理人。 水牛家水电站压力钢管制作与安装施工方案 第 18 页 共 26 页 17.9 钢钢管制作管制作质质量量检验检验与与验验收收 钢管管节和附件全部制作完成后，施工单位在钢管安装工程开始前 28 天向监理人 提交钢管管节和附件的验收申请报告并同时提交以下各项验收资料： （1）钢管管节和附件清单； （2）钢材、焊接材料、连接件和涂装材料的质量证明书、使用说明书和试验报告； （3）焊接程序和工艺报告； （4）焊缝质量检验结果； （5）缺陷修整和焊缝缺陷处理记录； （6）钢管管节和附件的尺寸偏差检查记录； （7）涂装质量检验记录等。 经监理人审查同意后，组织对钢管管节和附件的验收，验收合格后由监理人签发钢 管制作产品质量合格证。 17.10 钢钢管运管运输输与吊装与吊装 17.10.1 运运输输与吊装条件与吊装条件 （1）钢管在钢管厂内用 10t 龙门吊或者 8t 汽车吊进行装车；钢管在现场堆放场用 8 吨汽车吊装 车。 （2）钢管运输最大外形尺寸为：2.03.0m,最大重量：3t。 （3）公路路面有效运输宽度不应小于 4.50m，路面纵坡不应大于 7%，横坡不应大于 3%。 （4）各支洞与主洞交叉口天锚设计起吊重量不小于 20t。 （5）各部位扩挖说明 在施工交通洞与主洞交叉口位置的主洞底板上，作 1m