抽水蓄能电站钢管制造及安装工程施工

第14章钢管制造及安装工程施工

14.1工程概况

山东抽水蓄能电站输水系统由引水系统和尾水系统组成，引水系统中除部分

高压支管采用钢衬外，其余洞段均采用钢筋混凝土衬砌。电站布置有4条高压支管,

1#引水支管洞的引1(1)0+818.586〜引1(1)0+930.786段为钢衬结构,2#引水

支管洞的引1(2)0+829.108—引1(2)0+949.516段为钢衬结构,3#引水支管洞

的引2(3)0+841.027〜引2(3)0+958.118段为钢衬结构,4#引水支管洞的引2(4)

0+830.505〜引2(4)0+955.805段为钢衬结构。

支管段钢管材料为600Mpa级钢材，加劲环、止推环、止水环和灌浆塞堵头材

料为16MnR,支管设计直径为3.8m〜2.3m,板材厚度为30nlm〜54nlln。尾水钢管材料

为16MnR,设计直径为4.8m,板材厚度为221nm〜24inni。

钢管主要工程量：600Mpa级钢管制作、安装工程量共计1601316MnR钢管制

作工程量为1446.4t,16MnR钢管安装工程量为28t.钢管防腐总量为内壁环氧沥清

防锈漆11871n外壁水泥浆为13755m2。

14.1.1工作范围

本合同施工图纸所示的引水系统压力钢管及其部件的制造、涂装、运输、安

装、无损探伤，以及尾水系统压力钢管及其部件的制造、涂装。

14.1.2工作内容

根据招标文件的规定，压力钢管制造和安装施工承包人负责以下施工内容：

一、采购本工程钢管制造和安装所需的甲供材料以外的焊接、涂装、连接件

等其它材料，并应按本技术条款的有关规定，对上述材料和连接件进行检验和验

收。

二、负责本工程钢管制造和本标段内的钢管安装、钢管外排水及其附件的制

作及安装，包括进行钢管(含钢管外排水及附件)制造、运输、焊接、探伤、试

验、安装、涂装以及质量检查和验收等全部工作。

三、指派持有上岗证的合格焊工和无损检测人员，进行焊接和检验工作，并

进行焊接工艺评定。

14.1.3编制依据

一、依据山东抽水蓄能电站工程引水系统土建工程施工招标文件、图纸、答

疑澄清有关文件及多年的施工经验。

二、引用标准和规程规范

国内的标准和规程规范：

(1)《压力容器用钢板》GB6654-1996；

(2)《碳素结构钢》GB700-1988；

(3)《低合金高强度结构钢》GB/T1591-1994；

(4)《厚度方向性能钢板》GB/T5313-85；

(5)《埋弧焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》GB986-88；

(6)《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》

GB985-88；

(7)《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T11345-1989；

(8)《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB/T3323-2005：

(9)《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-1988；

(10)《水工金属结构防腐蚀规范》SL105-95；

(11)《压力钢管制造安装及验收规范》DL5017-93(新规范颁布后相关

内容由新规范代替)；

(12)《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规范》DL/T821-2002；

(13)《承压设备无损检测》JB4730.1〜.6-2005；

(14)《电站钢结构焊接通用技术条件》DL/T678-1999；

(15)《碳钢焊条》GB5117-95；

(16)《低合金钢焊条》GB5118-95；

(17)《熔化焊用钢丝》GB/T14957-94；

(18)《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293-99；

(19)《焊接接头机械性能试验方法》GB2649-2654-89；

(20)《焊工技术考核规程》DL/T679-1999；

(21)《水工金属结构焊工考试规则》SL35-1992；

(22)《压力容器用调质高强度钢板》GB19189-2003；

(23)《低焊接裂纹敏感性高强度钢》YB/T4137-2005

(24)《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T709-2006；

(25)《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110-1995；

(26)《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/T12470-2003；

(27)《低合金钢药芯焊丝》GB/T17493-1998；

(28)《热切割气割质量和尺寸偏差》JB/T10045.3-1999；

国外标准和规程规范：

(1)《焊接结构用轧制钢材》JISG3106-2004；

(2)《焊接结构用高强度钢板》JISG3128-1999；

(3)《钢材检查通则》JISG0303-2000；

(4)《压力容器用钢板的超声波探伤检查》JISG0801-1993；

(5)《高强度钢用电焊条》JISZ3212-2000：

(6)《碳素钢及低合金钢用埋弧焊焊丝》JISZ3351-1999；

(7)《碳素钢及低合金钢用埋弧焊焊剂》JISZ3352-1988；

(8)《钢焊缝的超声波探伤检验方法和检验结果的等级分类方法》JIS

Z3060-2002；

(9)《钢焊缝的射线透照检验方法和透照底片的等级分类方法》JIS

Z3104-1995；

(10)《钢铁材料的磁粉探伤试验方法及缺陷影像的等级分类》JIS

G0565-1992；

(11)《浸透探伤试验方法及缺陷影像的等级分类》JISZ2343-2001；

(12)《熔敷金属拉伸及冲击试验方法》JISZ3111-1986；

(13)《对接焊缝的拉伸试验方法》JTSZ3121-1993；

(14)《对接焊缝的弯曲试验方法》JISZ3122-1990；

(15)《斜Y型焊接裂纹试验方法》JISZ3158-1993；

(16)《碳素钢及低合金钢埋弧焊熔敷金属的品质分类及试验方法》JIS

Z3183-1993；

(17)与所采购钢材相配套的其它规范。

14.2施工方案选择

14.2.1钢板下料

钢管瓦片下料在压力钢管质量过程控制程序中是关键过程，下料质量的好坏

直接对钢管的几何尺寸和焊接质量产生影响。在本工程中采用数控火焰切割机下

料，确保下料尺寸和精度，同时提高劳动生产率。

14.2.2焊接方法的选择

钢管的纵缝、工厂内直管组大节的环缝均采用埋弧自动焊焊接；钢管加劲环

采用C02气体保护焊焊接；渐缩管、定位焊缝及排水系统的焊缝焊接采用手工电

弧焊；现场安装焊缝的焊接采用手工电弧焊。

14.2.3加热方法的选择

根据规范要求焊接前需进行预热及后热的焊缝，采用远红外加热器进行加热。

采用红外线测温仪测定温度。温度测量在距焊缝中心线各50mm处对称测量，每

条焊缝测量点间距不大于2m,且不少于3对。

14.3施工布置

14.3.1钢管加工厂布置

钢管加工厂位于进厂公路K4+300附近，占地面积约1万平方米。钢管厂承担全

部压力钢管的单节制作、拼接及防腐任务。钢管加工厂按月最高生产强度800t进

行布置…钢管厂平面布置见附图14.3-01。

一、钢管制作厂房

钢管厂布置一间钢管制作钢结构厂房，厂房尺寸为16m（宽）X90m（长）X

15m（高），里面布置1台20+201龙门吊、1台数控切割机、1台压头机、1台三根卷

板机、2个钢管纵缝焊接滚焊台车、1个钢管环缝焊接滚焊台车、2个组圆平台、2

个加劲环焊接平台、1个大节组装平台。。

厂房开设钢板运输通道，布置跨距为2.4米的轨道，钢板由40+5吨龙门吊吊装

到钢结构台车上，由台车运输钢板进入厂房。在厂房另一侧开设钢管出厂通道，

布置跨距为2.4米的轨道，由台车把钢管运输至防腐车间进行防腐施工。

二、钢管及到货钢板存放场地

为了防止钢板在存放时产生变形，制作专用混凝土支墩，用于钢板存放。钢

板按照钢种、厚度分类堆放，每个存放平台处设置防雨棚，防止因雨水的淋浇而

使钢板生锈。根据本工程钢管制作强度及钢板的类型、数量，设置12组钢板存放

平台，存放平台见附图14.3-02。

制作出的成品钢管存放地直接影响到钢管管口的平面度，如果存放场地凹凸

不平，会导致管口平面度超差，将给钢管安装施工带来极大的不利影响。所以在

场区内设置95个混凝土存放平台，每组平台由四个混凝土支墩组成，见附图

14.3-02o

三、防腐施工区

防腐施工区布置1个表面预处理车间、1个喷漆车间。为了防止钢管防腐施工

过程中产生空气污染，表面预处理车间旁边布置除尘车间，采用水雾式除尘方法

进行除尘。表面预处理车间为封闭式钢结构车间。钢管通过运输台车出入车间。

四、钢结构车间外部重物吊装

防腐施工完毕的钢管由40+51龙门吊吊至钢管存放平台。

五、其它附属建筑物

为了满足施工的需要，在厂内布置临时休息室、工器具库房、焊材库房、开

水房等必要的建筑（建筑面积共计为4101n2）,喷漆车间旁设置油漆存放库房。为

了确保施工安全，在焊材库房、油漆存放库房、临时休息室处各设置一个消防栓,

在厂房内部设置一个消防栓。在临时休息室处设置一个消防水池，消防水池一侧

设置消防泵房。厂区内设置一个警卫室。设置专用的氧气存放库、乙焕存放库。

14.3.2施工供电

一、钢管厂施工供电

（一）施工用电负荷统计

表14.3-01压力钢管制作用电负荷统计表

序号设备名称数量单位功率（kW）

120+20t龙门吊1台30

台

2数控切割机15

3压头机1介7.5

4卷板机1台187

台

5滚焊台车33X7.5=22.5

6卷扬机2介2X7.5=15

7空气压缩机4台40

8加热片30片30X5=45

9室内照明30

1()室外照明40

介

11逆变电焊机44X10=40

12埋弧焊机3台3X12=36

台

1340+51龙门吊130

合计528

（二）变压器选择

从发包人提供的35kV中心变压器进线端T接至钢管加工厂，根据本钢管制作工

程投入的用电设备及钢管生产强度，对变压器容量进行选择，计算方法如下：

S=1.05（^KnPn/C0S6+0.8、Pi+2p2）

式中：S一一钢管厂总用电容量（kVA）

Pn各类用电的总负荷（kW）

Kn——各类负荷综合系数，包括设备效率、负荷率、同时率，取值为

0.6

Pi——室内照明负荷（kW）

P2——室外照明负荷（kW）

COS4）——0,75〜0.8,平均功率因数

S弋483KVA

厂内设置两台315KYA变压器。钢管厂施工用电接线图见附图14.3-03o

（三）施工用电主要器材表14.3-02

序号名称规格单位数量备注

1变压器Sil315kvA台2

2高压电缆YJV22-3X95米20

3高压电缆YJV22-3X16米20

4低压开关柜MNS面2

5配电箱个4

6电缆VV-3X120+1X70米350

7电缆VV-3X95+1X50米250

8电缆VV—4X16米250

9电缆VV—4X25米200

10VV—4X6米300

11电缆VV—2X2.5米400

12高压钠灯1000W套15

13投光灯500W只8

14镭僦光O'100W套5

15碘鸽灯1000W套20

二、压力钢管安装施工用电布置

（一）施工高峰期用电负荷统计

表14.3-03压力钢管安装高峰期施工用电总负荷统计

序号设备名称数量单位功率（EW）备注

1卷扬机1台8

2空气压缩机2台6X7.5=45

3加热片34片34X5=170

4施工照明14

5逆变电焊机1()台10X10=100

合计337

（二）线路的接引

根据表14.3-03中设备的功率及实际施工中各种用电设备的配置，用电线路从

设置在洞内的变压器接引。

（三）钢管安装施工用电主要材料见表14.3-04

表14.3-04钢管安装施工用电主要材料

名称规格单位数量备注

配电箱个2

电缆VV-3X120+1X70米300

电缆VV—4X25米200

电缆VV—4X6米200

电缆VV—2X2.5米200

碘鸨灯1000W套30

14.3.3施工用水及通讯

钢管厂用水通过业主设置在下库施工供水系统中获得供水接口。

14.3.4主要投入施工设备

拟投入本合同工作的主要施工设备见表14.3-05o

表14.3-05钢管制安所需主要施工设备表

数已使

设备规格及购置检修现在

量制作厂名用台进厂时间

情况

名称型号年份时何处

河南中原起

龙门式起MH25+25-

1重机械有限2006年240良好张河湾201。年5月

重机12.4

公司

河南卫华起

龙门式起

重机械有限2006年240良好张河湾2010年6月

重机MH40+251

公司

载重汽车12006年210良好张河湾2010年4月

天津卷扬机

卷扬机单筒42006年50良好张河湾20。年5月

厂

数控切割BODA-

1江苏博大2006年700良好张河湾2010年5月

机4500S

氧乙焕半

自动切割CG-305上海华威2006年100良好张河湾201Q年5月

机

埋弧自动

上海施威2006年良好张河湾20。年5月

焊机MZ1000380

C02气体保河北电焊机

NBC50042004年90良好张河湾2010年5月

护焊机厂

逆变焊机ZX7-40016上海施威2006年260良好张河湾2010年5月

逆变焊机ZX7-6003上海施威2006年260良好张河湾201。年5月

哈尔滨焊接

滚焊台车1.0-7.032005年140良好张河湾2010年5月

厂

W11XNC-1

卷板机1哈工机械厂1998年///201。年5月

20X3000

压头机3000t1机械厂2004310良好张河湾201。年5月

钢管运输

钢结构自制///201。年5月

台车1/

焊条烘干上海焊接设

ZYHC-60022006年840良好张河湾2010年5月

箱备厂

焊剂烘干上海焊接设

GX-30022006年840良好张河湾2010年5月

箱备厂

数字式超

广东汕头探

声波探伤年良好张河湾201。年5月

CTS-90021伤设备厂2006180

仪

射线探伤丹东新力探

XX2-305012006年40良好张河湾2010年5月

仪伤设备厂

空气压缩0.9m4石家庄空压2006年50良好张河湾2010年5月

机机厂

空气压缩石家庄空压

6m31年良好张河湾2010年5月

机机厂200650

高压无气重庆长江涂

QPT6528K2年150良好张河湾2010年5月

喷漆机装机械厂2005

重庆长江涂

气喷枪SPQ232005年150良好张河湾2010年5月

装机械厂

14.3.5钢管制安主要材料计划表

拟投入钢管制安主要材料见表14.3-06

表14.3-06钢管制安主要材料用量

计量数量

名称规格备注

单位

总量2010年2011年2012年2013年

钢板钢管制作主材t30762000107600

型钢Z10*8t5.50300钢管加固

型钢[14at5.50300钢管加固

型钢[14at34.5尾水管内支撑

轨道43kg/m对米7208064000

180X200X

枕木块460460000

1500

钢板&=16mmt5.50300垫板

14.3.6钢管制安施工人员计划

拟投入钢管制安施工人员见表14.3-07o

表14.3-07钢管制安施工人员计划表

一-

术

技

理涂装机械电探伤其他

管钾焊起重

工种合计

员

人工工工工工工人员

人数1032644432184

14.3.7压力钢管制造与安装进度计划

钢管制作管节数量为309单节（包括尾水钢管），重量共计3047.4t；钢管安

装总量为16011。计划于2009年9月1日开始制作，至2010年5月31日制作完成,制

作总工期为9个月，月平均制作强度约为338.6t/月；钢管安装计划于2010年9月10

日开始，至2011年5月10日安装完成，安装总工期8个月，平均安装强度约为201t/

月。

安装施工为2个工作面同时安装。

压力钢管的制造和安装进度见表14.3-08,洞内轨道铺设及卷扬、锚点等运输

系统的布置在各工作面施工前一个月开始布设。

表14.3-08压力钢管的制造和安装进度

钢管管节

序号施工项目工期开始时间结束时间

工程量数量

一、钢管加工厂

1钢结构厂房基础\25天2009.7.12009.7.25\

2钢结构厂房制安\31天2009.7.262009.8.26\

3加工厂临建\61天2009.7.202009.8.20\

4设备移设、调试\61天2009.8.12009.9.30\

二、压力钢管制作

1钢管制作3047.4t273天2009.9.12010.5.31309

三、压力钢管安装

1钢管安装及回填税1601t240天2010.9.102011.5.10

14.3.8施工技术及工艺准备

施工前在认真学习本合同和有关技术规范的基础上，结合施工图纸，完成（但

可根据监理工程师要求增补）以下准备工作：

一、主要提交件

（-）在钢管工程开工前56天提交一份钢管制造和安装的施工措施计戈J,报

送监理人审批，其内容应包括：钢管的加工车间布置；钢管的制造、焊接工艺设

计；钢管的防锈保护图层工艺设计；钢管运输和安装措施；质量和安全保证措施;

施工进度计划。

（二）材料采购计划

1、发包人负责采购的钢材

发包人负责采购的钢管用材料，承包人应根据合同进度计划和施工图纸的要

求，按招标技术条款的规定提交压力钢管材料的采购要求计划，报送监理人审批。

2、承包人负责采购的材料

承包人负责采购的材料，应根据合同进度计划和施工图纸的要求，并按招标

文件技术条款的规定提交材料的采购计划，报送监理人审批。

（三）材料检验成果报告

按招标文件技术条款第7.2.1.2款所作的钢材险验成果、按招标文件技术条款

第722.1款所作的焊接材料检验成果和按招标文件技术条款第7.2.4款所作的涂装

材料检验成果，均及时报送监理人。

（四）车间加工图

根据压力钢管施工用纸绘制钢管车间加工图，并在钢管制造前56天报送监理

人审批。

（五）焊接工艺计划

在施焊开始前56天，按招标文件技术条款7.4.2条的规定，编制一份焊接工

艺计划报送监理人审批，

（六）焊接工艺评定报告

在向监理人报送焊接工艺计划的同时，按照招标文件技术条款7.4.2条的规

定编制焊接工艺评定报告，报送监理人审批。

（七）钢管制造和安装的质量检查记录

在钢管制造和安装施工过程中，及时提交钢管制造和安装的质量检查记录。

（八）涂装工艺措施报告和质量检验成果

按招标文件技术条款7.7.1条的规定，提交纲管涂装工艺措施，报送监理人

审批；按招标文件技术条款7.7.4条的规定，提交钢管涂装质量检查成果。

二、焊工考评

根据已获得工程师批准的焊工操作考试指导书对将要参加本工程的焊接操作

工进行理论和实际操作考试，考试合格并持有有效焊工证者方可参加本工程的施

To

14.4压力钢管制造

14.4.1压力钢管制造工艺流程

钢管制造工艺流程图见下图

钢管制造工艺流程图见下图

材料采购（领购）、检验

施工准备

人员配置

♦数控切割下料、坡口切割场地布置

焊接工艺试验、评定

钢板压头、卷制

设备配置、调试

附

件

制

作

安产品试板焊接

装

调圆

*加劲环安装、焊接

焊缝表面检查、无损检测

大节钢管组装、焊接

环缝表面检查、无损检测

防腐施工

标记、验收

钢管制造工艺流程

14.4.2材料的检验和存放

一、材料的检验

每批钢板抽样数量为2%且不少于2张。发现有不合格者，再加倍，如此类推。

同一牌号、同一质量等级、同一炉罐号、同一品种、同一尺寸、同一热处理制成

的钢板列为一批。

钢板抽样检验项目应包括：表面检查（外观、形状、尺寸及重量），并按

JB4730.1〜.6-2005作超声波探伤检查。合格标准为：低合金钢HI级，高强钢II级。

二、材料的存放

为了保证钢板在存放过程中不产生变形、锈蚀，存放在设置有防雨棚的专用

混凝土钢板平台上（见附图14.3-02）。防腐材料存放在远离动火施工作业区的专用

库房里。

焊接材料放置在专用库房里，存放时垫离地面。保证焊材库房的通风及干燥,

相对湿度保持在70%以下、温度在5℃以上。库房里设置干湿度计、温度计，由专

人定时进行温度、相对艰度的记录及焊接材料的发放。

14.4.3钢板下料、坡口切割

为了保证钢板的下料精度，所有钢板均采用数控火焰切割机进行切割下料（见

附图14.4T）,坡口采用半自动切割机进行切割。

绘制《年间加工图》上报监理人，根据监理人批复的《年间加工图》，编制

数控切割程序，切割程序经项目部技术负责人审核后，输入数控切割机进行下料

施工。

一、相邻管节的纵缝间距离应大于板厚的5倍，且不小于300mm；同一管节上

相邻纵缝间距不应小于500nlm；直管环缝间距不应小于500mni。

二、钢板坡口切割后，切割面的熔渣、毛刺应用砂轮磨去。切割时造成的坡

口沟槽深度不应大于0.5mm,当在0.5mm2nlm时，应进行砂轮打磨，当大于2mm时

应按要求进行焊补后磨平。将高强钢坡口表面的淬硬层、过热组织等用砂轮打磨

干净，磨削厚度不小于0.8mm。若钢板有预热切割的要求，应进行预热切割。所有

板材切割后的边缘不得有裂纹、夹层、夹渣和硬化层等缺陷。若有可疑处应进行

渗透探伤检查。

三、切割质量和尺寸偏差应符合JB/T10045.37999、JB/T10045.4T999的规

定。

四、焊接坡口符合设计图纸或焊接工艺评定确定的坡口型式，切割后坡口尺

寸极限偏差应符合施工用纸的要求，或符合GB985—88《气焊、电弧焊及气体保护

焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》、GB986-88《埋弧焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》

的规定。

五、坡口加工完毕后立即涂刷无毒，且不影响焊接性能和焊接质量的坡口防

锈涂料。

六、钢板切割后用油漆分别标出钢管分段、分节、分块的编号、水流方向、

水平和垂直中心线。

14.4.4钢板端头压制

龙门吊与压头机配合进行钢板端头压制，见附图14.4-2。在端头压制施工过

程中，每次的下压量不能过大，要分次成型。预弯后钢板端头弧度用样板检瓷应

达到设计要求。

14.4.5钢板卷制

一、钢板端头压制完成后，用卷板机进行瓦卢冷卷成型，见附图14.4-3,

二、卷制前将钢板表面已剥落的氧化皮和其它杂物清除干净。钢板卷制方向

应和钢板压延方向一致，钢板经多次卷制，直至达到设计弧度。

三、瓦片卷制成型后，以自由状态立于平台上，用样板检查弧度，样板弦长

及样板与瓦片的极限间隙应符合表14.4-1的规定。

表14.4-1

序号钢管内径DGn)样板弦长(m)样板与瓦片的极限间隙(mm)

12VDW51.02.0

四、瓦片卷制成型后应在平台上检查管口平面度，符合表14.4-2的规定.

表14.4-2

序号钢管内径D(m)极限偏差(mm)

1DW52

14.4.5瓦片组圆

组圆施工在组圆平台(见附图14.3-02)上进行。组圆之前对坡口两侧各10〜

20mm的范围进行打磨、清理。为了保证钢管制作质量，不在管壁上焊接临时构件

进行组圆调整施工，使用专用组圆工装夹具进行调整（见附图14.4—4）。

高强钢定位焊接之前按照工艺要求进行预热，焊接长度在80nini以上，每处定

位焊至少焊接两层，定位焊接的间距为100廊一400nlm。

组圆后检查相邻管节周长差、管口平面度、圆度等各项性能指标，符合要求

后方可进行下一步工序，

14.4.6纵缝焊接

钢管的纵缝焊接在滚焊台车上进行（见附图14.4-5、14.4-6）,采用埋弧自

动焊接。严格按照焊接工艺评定中确定的焊接参数进行焊前预热温度、层间温度、

线能量、后热温度及后热时间的控制。具体焊接要求见本章14.6节的焊接要求。

1447调圆、加劲环组装焊接

钢管纵缝焊接完成后，吊到调圆平台，用调圆器进行调圆（见附图14.4-7）。

钢管圆度达到要求后，进行加劲环的安装、焊接。加劲环与管壁角焊缝的焊接采

用CO2气体保护焊焊接，加劲环的对接焊缝采用手工电弧焊接，对接焊缝应与钢管

纵缝错开lOOmm以上。加劲环焊接施工（见附图14.4-8）。

14.4.8大节钢管环缝焊接

直管在组圆平台上组成大节后，在滚焊台车上用埋弧自动焊焊接环缝（见附图

14.4-9.14.4-10）.渐缩管在组成大节后，采用手工焊焊接环缝。

1449钢管外排水的制作

按施工图纸的规定制作、安装管壁排水结构，主要有排水槽钢和排水角钢。环

形集水槽钢与排水管连接处弯头提前制作，待工地安装时采用开口焊法进行连接。

14.4.10钢管内外壁除锈、涂料涂装

具体内容见本章14.8条款的涂装工艺

14.4.11钢管标识

每节钢管的内外壁都要标记发电水流方向；管节号；上、下管口的周长以及

上、下、左、右中心。

14.5压力钢管的运输和安装

14.5.1钢管安装工艺流程

钢管安装工艺流程见下图

钢管安装工序流程图

14.5.2钢管安装施工测量控制点的设置

一、控制点布设前的准备工作

控制点坐标是根据业主提供的坐标系统来布设引水系统控制导线。按三等导

线的精度要求实际观测六测回做出各控制点。

（-）根据测量控制点，计算钢管运输轨道的理论坐标，采用全站仪测量轨道

的安装数据，使轨道准确定位安装。为钢管测量放样和钢管运输安装做好准备。

（二）钢管安装测量放样前应根据设计图纸要求及测设的各段碎部控制点成

果，计算每节钢管左右中心线的理论高程、里程；上下中心线的高程、里程，然

后计算出三维坐标值，形成规范的表格。

二、控制点的具体布设方法

根据控制点坐标以及测量放样数据，用全站仪将各个坐标值精确测量指向。

在钢管安装位置的左右洞壁上距离管口边缘50mm处做标记，既钢管的左，右中心

控制点。管口下中心定位于下部底板上并且做好标记，见附图14.5-1所示。

1453钢管洞内运输轨道敷设

由于本工程的洞内钢管运输单元重量较大，为了保证运输的安全性，采用

43Kg/m的钢轨进行运输，轨道铺设在混凝土底板上，在混凝土中埋设16mniX200mm

X200mm垫板对轨道进行固定。

1454钢管运输

钢管出厂单元为单节或大节（绝大多数为大节钢管），钢管装车任务由45t汽

车吊来完成。

钢管的运输路线：纲管厂一进厂公路一进厂交通洞一3#交通洞一安装工作面。

一、洞内车辆运输要求

（一）根据交通洞、施工支洞的尺寸和运输单元的外形尺寸，使用拖板高度

为1m的拖板车进行钢管的运输。

（二）为了防止钢管在运输过程中产生变形，根据管节的外弧度制作“U”型

托架，托架固定在运输车辆上（见附图14.5-02）。运输时用导链将管节固定于拖

车上。管节运输前应事先察看路情，避免超高超宽现象发生。

二、平段钢管运输见附图14.5-3。

三、洞内钢管卸车

根据招标图纸中3#施工支洞与引水洞的断面尺寸可知，由于洞顶高度过底，

布置天锚后无法对钢管进行洞内卸车，所以需对3#施工支洞与引水洞交接处进行

局部扩挖。具体扩挖尺寸见附图14.5-04所示。

重量最大的卸车单元为21.4t。在3#施工支洞与1#、2#引水洞交接处的洞顶各

设置一个承载力为301的天锚，天锚上悬挂三轮滑轮组，由101卷扬机做为动力源

进行牵引，从而对钢管进行卸车。

钢管的具体卸车方法如下（见附图14.5-5、14.5-6）：

钢管在制作时焊接4个吊耳，此吊耳用于钢管厂内装车和洞内卸车。钢管运输

进洞后（图中步骤1）,利用4个吊点把钢管吊起约300nini,拖板车开离卸车位置，

把运输台车用卷扬机拖至钢管正下方（图中步骤2）。钢管旋转90°（滑轮组吊钩

为可旋转结构）后（图中步骤3）,落于台车上，运输至洞中（图中步骤4）,

1455钢管作业面施工

一、设置定位节

每条支管钢管设2个定位节，为1#管和最后节钢管。

二、具体安装顺序如下：

（一）首先安装定位节。

（二）以定位节（1#管节）为起始点向后安装，安装至图纸所示的凑合节处

时，把凑合节寄存在其安装部位，然后把最末节钢管作为定位节进行安装，在凑

合节处合拢。安装见附组14.5-07所示。

三、钢管对装

钢管运输至安装位置后，使用安装在台车上的两个调圆器进行钢管管口的对

装调整。

安装调整过程中，利用在洞壁上的左、右、下中心三个理论点确定的一个平

面作为基准面，以此平面来控制平段钢管的安装精度。

四、钢管加固

钢管调整合格后，进行对称加固，沿圆周方向加固六个支撑，其中底部两支

撑为钢管就位时临时支撑，为14#槽钢扣接而成，其余四个加固件为10#角钢。钢

管加固支撑均要与岩石上锚筋焊接牢靠。由于本工程钢管材料为600Mpa级高强钢，

所以需在管壁上焊接尺寸为16mlnXlOOmmX100mm的垫板，把加固件焊接在垫板上。

支撑件的垫板为16mmX200mmX200mm。

五、环缝焊接

现场钢管环缝焊接前，首先对钢管的位置和圆度进行校测，如安装偏差超出

规范的规定，应及时的给予校正，校正时不得强行把钢管连接在一起，校正措施

应报监理人批准后方可实施。校正后经监理人检查认可，才可以进行施焊。现场

环缝采用手工焊焊接，除图样有规定外，应逐条焊接，不跳越焊接，不强行组装。

定位焊后尽快进行焊接，每条焊缝应连续焊接完成，不得中断。管壁上不得随意

焊接临时支撑或脚踏板等构件，不得在碎浇筑后再焊接环缝；环缝焊接严格按监

理工程师批准的焊接工艺执行。需要焊后消氢的焊缝按照焊接工艺评定结果和设

计要求执行，用远红外电加热片加热并保温。环缝焊完后进行无损检测及缺陷处

理。具体焊接工艺详见本章14.6条款的详细说明。

六、附件拆除

安装完毕后，拆除钢管上的工卡具、吊耳、其它临时构件时，严禁使用锤击

法，应用碳弧气刨或氧一乙快火焰在其离管壁3nmi以上处切除，严禁损伤母材。切

除后钢管内壁（上残留的痕迹和焊疤应用砂轮磨平，并认真检查有无微裂纹，发

现裂纹应用砂轮磨去，并复验确认裂纹已消除为止。

七、环缝及油漆损坏部位补涂

在安装环缝两侧各200mm范围内以及涂层损坏处，内表面按规定进行除锈及涂

料的涂装。具体涂装工艺见本章14.8条款。

八、安装质量要求

（一）钢管的直管、凑合节等附件与设计轴线的平行度误差应不大于0.2%.

（二）钢管安装中心的偏差和管口圆度遵照DL5017-93规范表5.1.2条和第

5.1.3条的规定。

（三）钢管始装节管口中心允许偏差5mm里程偏差不超过±5mm,两端管口

垂直度偏差不超过±3nnn。

九、灌浆孔封堵

灌浆孔封堵前应进行临时保护。封堵时应按制定好的封堵工艺进行。焊接前

先拧下灌浆孔护套，将灌浆孔内的灰浆等杂物清除干净，用气喷灯或其它加热设

备将灌浆孔内的水汽蒸干并预热，将灌浆塞旋入孔内与钢管表面齐平，先焊接灌

浆孔圆周的三分之二长发，然后用角向磨光机打磨引弧处，再焊其余的三分之一。

焊接过程中注意观察，若发现有水汽，应继续烘烤，确认可焊接后方可继续焊.接。

焊后用渗透法检查有无裂纹。

焊接结束后，用碳弧气刨把灌浆塞尾部多余部分刨除，要在距离灌浆塞表面

3nun处刨除，然后对其表面上残留的痕迹和焊疤及焊缝飞溅进行打磨处理。并且认

真检查有无裂纹。

14.6焊接

14.6.1焊接技术准备

一、根据已获得监理工程师批准的焊工操作考试指导书对将要参加本工程的

焊接操作工进行理论和实际操作考试，考试合格并持有有效焊工证者方可参加本

工程的施工。

二、焊接工艺评定、焊接工艺指导书

（一）按DL5017-93第6.1节规定可不作焊接工艺评定的焊缝，须提交已进行

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。

（二）根据招标文件和DL5017-93的规定制定焊接工艺评定程序能并得到监

理工程师的批准。

（三）试验板焊接，外观检查及内部探伤合格后进行机械性能试验，并将实

验结果以报告的形式报监理工程师批准。

（四）根据工艺评定结果，重新编制焊接工艺指导书报监理工程师批准。焊

接工艺指导书应包括以下内容：

1、焊接位置和焊缝设计（包括坡口型式、尺寸和加工方法等）；

2、焊接材料的型号、性能，熔敷金属的主要成份，烘焙及保温措施等；

3、焊接顺序，焊接层数和道数；

4、电力特性；

5、定位焊要求和控制变形的措施；

6、预热、后热方法及温度、层间温度；线能量范围；

7、同种、异种钢材及同厚、异厚钢材的焊接；

8、质量检验的方法及标准；

9、焊接工作环境要求；

10、监理人要求提交的其它内容。

11、焊接设备。

对接焊缝试板尺寸不少于长800mm、宽300nmi,焊缝位于宽度中部；角焊缝试

板高度不少于300nmi。试板的约束度应与实际结构相近，焊后过大变形应予校正。

会同监理人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.试板不得有缺陷。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。

14.6.2焊接环境要求

焊接环境条件由专人每间隔4-6小时测记一次，出现下列情况时，应采取有

效的防护措施，无防护措施时，应停止焊接工作。

一、风速：气体保护焊大于2m/s,其它焊接方法大于8m/s；

二、相对湿度大于90%；

三、环境温度：高强钢低于0℃,其它钢低于-5C；

四、雨天和雪天的露天施焊；

五、洞内滴水；

六、焊工技能受影响的温度。

14.6.3焊接方法

一、纵缝焊接

钢管制作纵缝焊接全部在钢管加工厂内完成，采用埋弧自动焊焊接。

二、厂内拼接环缝焊接

直管拼接环缝在滚焊台车上用埋弧自动焊焊接，渐缩管拼接环缝采用手工焊

焊接。

三、加劲环焊接

加劲环与管壁的焊舞采用C02气体保护焊焊接，加劲环的对接焊缝采用手工电

弧焊焊接。

四、安装环缝焊接

安装环缝的焊接全部采用手工焊。

14.6.4焊接材料

焊接材料应与母材材质相匹配，具体牌号根据焊接工艺评定及设计要求确定。

焊材入库后须按相应的标准检查牌号及外观质量状况，每批应抽检复验合格

后才可使用。焊接材料放置在专用库房里，存放时垫离地面。保证焊材库房的通

风及干燥，相对湿度保持在70%以下，温度在5℃以上。库房里安放干湿度计、温

度计，由专人进行定时的温度、相对湿度记录及焊接材料的发放。

烘焙后的焊条应保存在100〜150℃的恒温箱内，药皮应无脱落和明显的裂纹。

现场使用的焊条应装入保温筒，保温桶必须接通电源，焊条在保温筒内的时

间不宜超过4小时，否则应重新烘焙，重及烘焙次数不宜超过2次。

焊条使用前，应检查批号及外观质量状况；自动焊焊丝在使用前应确保表面

无油污、铁锈等杂质，否则应予以清除；自动焊所用保护气体的杂质含量应符合

有关标准，C02的纯度在99.5%以上。埋弧焊焊剂中如有杂物混入，应对焊剂进行

清理或全部更换。

14.6.5焊前检查及清理

钢管装配完成检查合格后，方准施焊。坡口尺寸及瓦片对接对口错位应符合

规范要求，施焊前应将坡口及坡口两侧各10-20nlm范围内的毛刺、铁锈、油污、氧

化皮等清除干净。每一层焊道焊完后也应及时清理、打磨。

14.6.6定位焊

一、定位焊的质量要求及工艺措施与正式焊缝相同（预热温度要求较主缝高）。

二、定位焊位置应距焊缝端部30mni以上，其长度应在80mm以上，至少焊接两

层，间距为100~400nm1,厚度不宜超过正式焊缝高度的二分之一，最厚不宜超过

8mmo

三、不允许在焊缝以外的钢板或其它位置随便引弧，定位焊的引弧和熄弧应

在坡口内进行。

四、定位焊焊接在背缝侧，刨背缝时刨除。

五、施焊前应检查定位焊质量，如有裂纹、气孔、夹渣等缺陷均应清除。

14.6.7预热及后热

一、对焊接工艺评定后确定需要预热的焊件，其定位焊和主缝焊接前均应预

热（定位焊预热温度较主焊缝预热温度高20-30℃）,层间温度不应低于预热温度，

且不高于230℃；一、二类焊缝预热温度应符合焊接工艺的规定。

二、采用远红外加热器进行均匀预热，预热应在焊缝中心线每侧3倍板厚且大

于等于100mm的范围内进行。

三、预热及焊接过程中用红外线测温仪测定温度，在距焊缝中心线各50mm处

对称测量，每条焊缝测点间距不大于2nb且不少于3对。

四、在需要预热焊接的钢管上焊接必要的附件时，按照工艺评定的预热温度

进行预热。

五、和厚度大于38nlm的低合金钢应做后热消氢处理。低合金钢后热温度为250℃

-350℃,保温时间在lh以上；高强钢后热温度为150℃-200℃,保温时间不少

于lh。

14.6.8焊接工艺

一、严格按焊接工艺指导书制定的焊接工艺进行焊接，严格控制热输入及层

间温度，并作好记录。

二、施焊前，应对主要部件的组装进行检查，有偏差时应及时予以校正，

三、各种焊接材料应按厂家说明书的规定进行烘焙和保管。焊接时，应将焊

条放置在专用的保温筒内，随用随取。

四、焊接时，应严格按确定的焊接工艺实施，不得随意更改工艺参数。

五、同一种钢材焊接，低合金钢和高强钢其焊缝金属的力学性能应与母材相

当，且焊缝金属的抗拉强度不宜大于母材标准规定的抗拉强度上限值加BON/mnL

六、异种钢材焊接时，应按强度低的一侧钢板选择焊接材料，按强度高的一

侧钢板选择焊接工艺。

七、为尽量减少变形和收缩应力，在施焊前选定定位焊焊点和焊接顺序应从

构件周围受约束较大的部位开始焊接，向约束较小的部位推进。

八、在制造车间施焊时，纵缝及对接环缝采用自动埋弧焊。现场焊缝及角焊

缝可采用手工电弧焊。

九、纵缝埋弧焊应在焊缝两端设引弧和熄弧用的助焊板，严禁在母材上引弧

和熄弧，定位焊的引弧和熄弧应在坡口内进行，熄弧时应将弧坑填满。埋弧焊助

焊板尺寸应大于等于50mmX100mm。

十、多层焊的层间接头应错开，焊条电弧焊、C02气体保护焊的焊道接头应错

开25mm以上，见下图1所示。埋弧自动焊的焊道接头应错开100mm以上，见下图2所

示：

第一层焊道

大于25nlm

图1焊条电弧焊、C02气体保护焊的焊道接头

第一层焊道

.大于100mm—一

,第二层焊道

图2埋弧自动焊的焊道接头

十一、对于加劲环、止推环、阻水环与钢管管壁的全熔透的组合焊缝，除设

计规定外，贴管壁侧允许角焊缝焊角为1/4环板高度，且不大于9m01。

十二、每条焊缝应一次连续焊完，当因故中断焊接时，应采取防裂措施。在

重新焊接前，应将表面清理干净，确认无裂纹后，方可按原工艺继续施焊。

十三、施焊时同一条焊缝的多名焊工应尽量保持速度一致。

十四、工卡具等临时构件与母材的连接焊缝应离开正式焊缝30nmi以上。

十五、纵缝埋弧焊在焊缝两端设置引弧板和熄弧板，引弧板和熄弧板清除时

不得用锤击落，应用氧-乙快火焰或碳弧气刨切除，并用砂轮修磨成原坡口型式。

十六、双面焊接时，单侧焊接后应用碳弧气刨进行背面清根，将焊在清根侧

的定位焊缝金属清除。清根后用砂轮修整刨槽，对高强钢应磨除渗碳层并认真检

查，保证无缺陷。对需预热焊接的钢板，清根前应预热。

十七、纵缝焊接过程中随时用样板检查与瓦片间隙，调整正反面的焊接顺序,

以便控制焊接变形。厚板的焊接，每条缝应连续焊成，不宜中断。

14.6.9焊缝检验

一、外观检查

所有焊缝均应进行外观检查，外观质量应符合DL5017-93规范有关规定，并严

格按图纸及设计文件规定执行。

二、无损探伤检测

（一）进行探伤的焊缝表面不平整度应不影响探伤评定。

（二）16MnR钢管的无损探伤应在焊接完成24h以后进行；高强钢管在焊接完

成后的48h以后进行探伤；支管末端的环缝射线检查宜在焊接完成96h以后进行。

（四）射线探伤按GB3323-87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》标

准评定，一类焊缝H级合格；二类焊缝IH级合格；超声波探伤按GB11345—89《钢

焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》标沱评定，一类焊缝BI级为合格，

二类焊缝BII级为合格。

（五）在焊缝局部探伤时，如发现有不允许缺陷，应在缺陷方向或在可疑部

位作补充探伤，如经补充探伤仍发现有不允许缺陷，则应对该焊工在该条焊缝上

所施焊的焊接部位或整条焊缝进行探伤。

（六）探伤比例按照施工图纸的要求采用，如施工