摘要：新疆科克塔斯水库工程引水发电洞压力钢管总重量为267T（总长423．879m），全部为隧洞预埋钢管。由于施工部位地质条件差、岩石较发育，因此施工难度大、技术要求高。通过健全、完善质量保证体系，对工程施工全过程实施预控、检查和监督，施行“三检”制度等质量保证措施，使工程整体质量优良。
关键词：压力钢管；制作；安装；技术
1．工程概况
科克塔斯水库工程枢纽主要由挡水建筑物、泄洪建筑物和引水发电建筑物组成。挡水建筑物为混凝土面板堆石坝，泄洪建筑物包括溢洪道和泄洪洞，引水发电建筑物包括引水发电洞、灌溉洞和电站厂房。
引水发电系统工程引水洞长423.879米，断面为圆形，其净尺寸为直径1.8米，开挖直径为3.0米、2.8米等。投标文件压力钢管制作与安装主要包括引水发电洞和灌溉洞内的压力钢管，期中引水发电洞压力钢管安装段洞0+287.5-洞0+415.56，含主管、岔管和支管。主管直径为D=1.80m，主管长83.19m，壁厚12mm，重量G=44.723t；支管直径为D=1.3m，支管总长118m，壁厚10mm，支管重G=32.821t。灌溉洞从灌溉0+25-0+80为压力钢管，主管长83.19m，壁厚12mm，重量G=29.283t。本工程项目计划于2014年6月15日开工，于2015年8月30日全部完工。
2．主要施工技术措施
根据工程实际情况需要，压力钢管主要施工过程分解为：
2.1材料进货物资检验
所有构成实物工程的钢材、焊条、焊剂、焊丝以及油漆等送到现场后，项目部立即组织相关技术负责人，材料员对来料依据设计图纸，设计更改，材料计划等进行验收，主要检查材料的规格及型号是否与材料质量证明书相符，几何尺寸是否超标。本工程所用的Q235c、Q235d，必须满足《压力容器用钢》GB6654-1996的规定。对可疑钢板采用超声波检查或采用样送检，检查合格后方能使用。
2.2钢管制作
根据设计要求，结合现场实际情况，制作钢管的钢板全部采用定尺钢板，长、宽边均留有少许余量；为保证将钢管周长误差控制在最小范围内，采用将两张定尺板拼接好后下料的方法；拼接采用二氧化碳保护焊工艺焊接，拼接前应检查边长是否为直线、宽边与长边是否垂直，切割和刨边面的熔渣、毛刺和缺口，应用砂轮磨去，所有板材加工后的边缘不得有裂纹、夹层和夹渣等缺陷；焊前将焊口两侧10～20厘米范围的铁锈、熔渣、油垢、水渍等清除干净，检查合格后方可施焊；当单侧焊完后，将钢板用汽车吊缓慢翻面，用电弧刨清根、打磨干净后再继续施焊。
拼接好的钢板根据板厚的不同，确定展开尺寸，同时在钢板上画出展开图，认真检查平行线和对角线，检查无误后方可下料；下料采用氧气-乙炔焰割刀切割。钢管卷制时利用加工场已安装好的壹台25T汽车吊配合卷制。
2.3钢管焊接
2.3.1压力管道工程的管道材质为Q235c、Q235d，管道壁厚为12mm。
根据设计文件及施工现场的具体情况，焊接采用手工电弧焊，二氧化碳保护焊相结合的焊接方式，一般情况下，钢板接料和管道的纵缝焊接采用，二氧化碳保护焊和手工电弧焊，管道环缝及加劲环采用二氧化碳保护焊和手工电弧焊，其余部分采用二氧化碳保护焊或手工电弧焊焊接。
2.3.2 焊接工艺
（1）焊缝组对前应将坡口及其内侧表面不小于10mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺等清除干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷。
（2）管子或管件对接焊缝组对时，内壁应齐平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不应大于2mm；
（3）焊条使用前应按规定进行烘干，并应在使用过程中保持干燥。焊丝使用前应清除其表面的油污、锈蚀等。
（4）施焊前，应将坡口及其两侧50-100mm范围内的铁锈、熔渣、油垢、水迹等清除干净。
（5）焊缝（包括定位焊）焊接时，应在坡口上引弧、熄弧，严禁在母材上引弧，熄弧时应将弧坑填满，多层焊的层间接头应错开。
（6）双面焊接时，单侧焊接后应用碳弧气刨或角向砂轮机进行背面清根，将焊在清根侧的定位焊缝金属清除。采用碳弧气刨清根时，清根后应用砂轮修整刨槽。
（7）焊缝组装局部间隙超过5mm，但长度不大于该焊缝长的15%时，允许在坡口两侧或一侧作堆焊处理。
（8）纵缝埋弧焊在焊缝两端设置引弧板和熄弧板，引弧板和熄灭弧板不得用锤击落，应用氧-乙火焰或碳弧气刨切除，并用砂轮修磨成原坡口型式。
（9）焊接完毕，焊工应进行自检。一、二类焊缝自检合格后，应在焊缝附近用钢印打上代号，作好记录。
2.4 压力管道安装
（1）基础复核
为确保管道的平面坐标位置及高程，在管道安装前，应重新复核管道的中心线及临时支墩的标高，核对无误后方可施工，同时作好检测记录。
（2）管道运输及安装顺序
洞外运输采用5t载重汽车运输，从加工厂经厂房运输至旁通洞出口，并进行少量堆存。洞内运输用轨道小车运输，从旁通洞出口将轨道铺至安装工作面，倒退安装，轨道铺设前浇筑20cm厚垫层砼，保证轨道铺设平顺。
压力钢管以单节形式出库，每段长2米，使用吊车装车。钢管平式放置在5t载重汽车上，车上设有钢管托架，汽车底部利用配重降低车辆重心增强车辆稳定性，钢管用钢丝绳、倒链与车辆底盘加固牢靠。见图3-13-3钢管汽车运输图。
图1 轨道小车运输示意图
管节运输时，将钢管安放在鞍形支座或加垫木梁上，以保护管节及其坡口免遭损坏。
（3）安装方法
按本工程的施工顺序，利用汽车或者其他方式将该管节运至安装位置，根据已复核后的基准台进行中心、高程的调整，经过检查合格后，即可用型钢将钢管临时固定于预埋的锚筋上，经检查固定牢固后，将第二节管段运至安装位置，以第一节钢管为基准调整第二节钢管的中心和高程，同时用千斤顶和拉紧器调整相邻两管口的间隙，管口压缝采用压马和楔子板压缝，压缝一般从上中心向下分两个工作面进行，同时，要注意钢板错边和环缝间隙。
将两节钢管组成大节后，应重新复核中心线偏差和倾斜度，将首装节的上、下游管口的几何中心误差调整至5mm以内（运用中垂线原理，采用水平仪、吊线球、钢卷尺，便可将临时活动支腿焊死，用型钢将钢管固定于预埋的锚筋上。
为防止加固焊接时，因焊接收缩造成钢管位移，加固型钢有一端焊缝，应为搭接焊，且应在最后焊接。加固完，再复测中心线、高程、里程和倾斜，作好记录。首装节安装好后，为保证管道不发生位移，可先浇筑二期混凝土，浇注前应对该段的焊接进行检测，合格后方可浇筑。
（4）内支撑切除及管内补漆
管道内支撑的切除应在二期混凝土浇注后进行，拆除钢管上的卡具、吊耳、内支撑和其他临时构件时，严禁使用锤击法，应用碳弧刨或氧气—乙炔焰在其离管壁3mm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，再用砂轮机磨平，并认真检查有无微裂纹。检查合格后采用手工涂刷对切除部位进行补漆。
（5）验收
压力管道工程全部完工后，由施工单位提交钢管工程验收申请报告，并提交完整的完工验收资料。经监理报送发包人批准后，进行钢管工程的完工验收。
3．结语
压力钢管安装施工技术在科克塔斯水库工程中得到了很好的利用，它克服了施工作业面狭窄，大型机械无法施工的难题，随着水利工程设计压力钢管越来越多，这项技术逐步创新，必将在更多的工程中推广和应用。
论文作者:成斌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/20
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