第九章 金属结构制作与安装.docx

第九章 金属结构制作及安装xx电站地下厂房金属结构工程主要包括引水压力钢管和进水口拦污栅栅叶的安装，其次为相关工程一期埋件的埋设其中一期埋件主要有进水口拦污栅栅槽一期埋件、进水口检修门槽一期插筋、进水口快速门槽一期埋件、快速门液压启闭机一期埋件、进水口双向门机一期埋件、变压器轨道一期埋件、变电所钢构架一期埋件9.1引水压力钢管9.1.1工程概况xx电站地下厂房引水隧洞采用一洞一机布置型式，共有1#～4#四条平行引水隧洞，隧洞中心间距24m引水隧洞由上平段、上弯段、斜直段、下弯段、下平段组成引水压力钢管从上弯段上游端面以上4m处起始，经上弯段、斜直段、下弯段、下平段进入主厂房钢管埋深一般在100～250m之间，设计水头260m，直径φ6.9m，每条钢管轴线长231.458m，钢管首端设有3道止水环，穿过主厂房上游墙的钢管设置软垫层为了减小外水压力，防止管壁失稳，在引水压力钢管外壁设有排水系统引水压力钢管特性如表9-1所示 引水压力钢管特性表 表9-1 位 置材 质板 厚（mm）轴线长度（m）备 注上平段16MnR264每条引水压力钢管重约1600t（不包括运输、安装钢管所需的内外支撑及安装用埋件的重量），加劲环间距为1.5-2.0m。

上弯管16MnR2625.133斜直段16MnR2649.08416MnR303016MnR343060kgf/mm23030下弯管60kgf/mm23025.133下平段60kgf/mm2301260kgf/mm2406.63360kgf/mm248159.1.2安装程序在斜井开挖、支护结束后，并结合施工进度要求，先同时安装1#、3#引水隧洞下弯段以上钢管（即非下平段），再安装2#、4#引水隧洞下弯段以上钢管引水隧洞下平段钢管的安装在相应下弯段安装完成后并介于主厂房全面开挖结束后，开始按4#、2#引水隧洞先同时安装、3#、1#引水隧洞后安装的顺序完成其中，1#下平段钢管安装以不影响1#机蜗壳层的安装进度为原则9.1.3工程进度根据施工总体进度计划安排，压力钢管安装从2004年5月开始至2005年12月结束，总安装工期为20个月，年平均安装强度为3840吨，平均月强度320吨根据单项工程进度计划，2005年为安装高峰年压力钢管安装进度计划及强度详见第二章施工总进度计划9.1.4安装前的准备1、出厂验收引水压力钢管由制造厂商专门生产，安装前按制造厂商排管图的管段编号对安装管段进行核对，认真查看出厂验收单（出厂验收单必须包含有管段编号；材质证明书（复印件）；管段长度，管口上下游圆度和周长记录；上下游管口X、Y方位标记，相邻管口纵缝是否按要求错开；焊缝无损检测记录），并对相邻管节周长标记进行复查，准确无误后方可进行安装。

2、运输钢轨埋设首先在1#、3#引水遂洞内铺设P38Kg钢轨，轨距2m待1#、3#引水隧洞内压力钢管分段安装完毕后，拆除轨道，再安装到2#、4#引水隧洞内运输轨道断面如图9-1所示 图9-1 运输轨道断面图 3、内压缝台车、焊接台车和去锈喷涂台车的制作内压缝台车简图如9-2所示去锈喷涂台车简图如9-3所示钢管焊接、无损检测台车简图如9-4所示 图9-2 内压缝台车示意图 9.1.5压力钢管的运输引水压力钢管的运输采用40t平板拖车和洞内平板小车根据运输通道形式的不同选用立运和平运两种方式根据其工程布置部位的不同将压力引水钢管又分为非下平段（即上平段、上弯段、斜直段和下弯段）和下平段钢管的运输两种形式钢管最大外形尺寸为φ7.5m×4m，最大运输吊装单元重量为35t1、非下平段钢管的运输用40t平板拖车进行立运，从钢管加工厂经过2#交通洞至6#施工支洞口，在洞口平台把钢管二次吊运为平运，再经6#施工支洞到达引水洞交叉口处2、下平段钢管的运输用40t平板拖车进行立运，从钢管加工厂，经过1#交通洞到达主厂房安装间，利用桥机把钢管吊运至压力钢管下平洞附近。

焊缝内侧预热焊接内焊缝背缝清根背缝磨坡口后热消氢、消应力焊缝超声波探伤、X射线检测焊缝区清理、涂装下一段安装循环开始焊接外焊缝管段垂直吊运至引水洞翻转点钢管转90° 调正安装缝退出运输台车管段水平吊运上运输台车台车拖至钢管下部台车由卷扬机放到斜井或拖至工作面退出运输台车打磨内坡口外缝侧预热运输成型钢管时，在管节内加设“米”字型槽钢（14#槽钢）内支撑，在14#槽钢与管壁连接处采用螺杆形式材质为16MnR的钢管，其临时吊耳的焊接和拆除符合相关规范要求，60kgf/mm2级钢管临时吊耳不得搭焊在钢管内壁上在埋管外部砼终凝前，不得拆除内支撑管节运输时，将钢管放置在鞍形支座或加垫木梁上，以保护管节及其坡口免遭损坏采用钢丝绳、葫芦导链等将管节固定于拖车上，并在钢丝绳与钢管间加设软垫钢管装运如图9-5所示为减少钢管下放过程中钢丝绳与地面的磨擦力，沿洞制作数组托轮架9.1.6压力钢管的安装引水压力钢管安装流程如框图所示1、引水隧洞非下平段压力钢管安装按从下游至上游的顺序安装，把下弯管的最下游端第一节弯管作为始装节钢管经平板拖车运至6#施工支洞与引水洞交叉口处后，利用预埋在隧洞顶部的40t锚钩配引水压力钢管安装流程图合卷扬机进行卸车。

此后将钢管旋转至安装方向，把引水洞内的运输台车拖至被吊钢管下部，再把钢管安放在运输台车上，并用链子葫芦加固牢靠用5t卷扬机配合牵引滑轮组将钢管运至上弯段上游平坦处，换用20t卷扬机进行钢管的下放拖运因为斜直段坡度较大（斜角为60°），拖运时必须平稳缓慢，随时观察钢管的牢固情况在上平段和下弯管指派专人，用对讲机随时联络，确保运输的安全安装时，利用千斤顶将钢管顶离平板小车并将小车移开，同时在轨道对应于上、下游的位置焊接型钢支架并将钢管放置其上通过测量仪器控制钢管的安装中心、里程以及高程，利用千斤顶和手拉葫芦调整钢管的安装位置，直至符合规范要求后进行加固牢靠，防止与其它管节压缝时产生位移依照上述方法再将第二节钢管调整至安装位置，符合规范要求后用内压缝台车进行对缝、点焊和加固为确保钢管在以后的砼浇筑过程中不产生变形和位移，在洞壁和管壁之间用角铁进行支撑，弯管处改用14#槽钢作支撑在钢管对接过程中随时监测钢管的高程、里程及中心变化环缝组装完毕，作好各项记录，报监理人审批并对钢管组装质量进行检查和验收2) 引水隧洞下平段压力钢管安装当桥机将下平段压力钢管吊运至下平洞附近后，用一台5t卷扬机配合牵引滑轮组将钢管拖至安装位置。

下平段压力钢管的安装不留凑合节其对缝、点焊和加固的施工方法同非下平段压力钢管的安装下平段钢管安装完毕，作好各项记录，报监理人审批并对钢管安装质量进行检查和验收2、现场焊缝的焊接从事一、二类焊缝焊接的焊工必须持有具有省劳动厅颁发的锅炉、压力容器焊工考试合格证或通过能源部、水利部颁发的适用于水利水电工程压力钢管制造、安装焊工考试合格证，若中断焊接工作6个月以上者，重新进行考试无损检测人员均持有Ⅱ级或Ⅱ级以上的无损检测资格证书，有关证书送监理人审核，批准后才进行相关的焊接和检测工作焊接材料的品种与母材和焊接方法相适应，按监理人指示对焊接材料进行抽样检验，并将检验结果与产品质量证明书、使用说明书提交监理人存放焊接材料的库房应通风良好，室温不应低于5℃，相对湿度不应高于70%电焊条应在焊条烤箱内进行烘烤（2～3小时），焊时应放在焊条保温筒中，以免受潮1) 焊接工艺评定焊前，在监理人的监督下，按规定进行焊接工艺评定，并按评定合格的工艺编写焊接工艺评定报告，报送监理人审批 焊接工艺评定的试件，其试板钢材和焊接材料与制造钢管所用的材料相同试焊位置包含现场作业中所有的焊接位置，并按施工图纸要求作相应的预热、后热或焊后热处理。

在监理人的监督下，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相同），并进行力学性能试验 (2)焊缝的焊接焊接前，根据已批准的焊接工艺评定报告，结合工程实际，编制压力钢管焊接工艺规程，报送监理人审批焊道两侧各150mm范围内的氧化皮、铁锈、油污及其它杂物清除干净，每一焊道焊完后及时清理焊缝表面的药皮、焊渣，检查合格后再进行下一道焊缝的焊接①焊前预热、焊后保温焊前预热温度、施焊过程中层间温度、焊后热处理温度及保温时间的控制满足焊接工艺评定规定要求 焊口采用电加热器或远红外线加热器预热如需采用火焰加热，须报请监理工程师批准后方可实施②焊接要求在现场焊接环缝前，校准钢管位置和管口圆度尽量减少变形和收缩应力，在施焊前选定定位焊焊点，焊接顺序从构件受周围约束较大的部位开始焊接，推进至约束较小的部位双面焊接时，在其单侧焊接后用碳弧气刨在背面清根并打磨干净，再继续焊另一面对需预热后焊接的钢板，在清根前预热定位焊的引弧和断弧在坡口内进行；定位焊后尽快焊接安装环缝，每条焊缝连续完成，因故中断焊接时，采取防裂措施，在重新焊接前，将表面打磨并清理干净，确认无裂纹后，才按原工艺继续施焊多层焊的层间接头错开。

焊接完毕，焊工进行自检一、二类焊缝自检合格后应在焊缝附近用钢印打上工号，并作好记录高强钢不打钢印，进行编号和作出记录，并由焊工在记录上签字3、后热消氢处理、消应力热处理后热消氢处理由焊接工艺评定确定板厚大于30mm的60kgf/mm2级的钢管按施工图纸和技术说明书的要求进行焊后消除焊接残余应力处理，并应向监理人提交处理成果报告去应力热处理拟采用远红外电加热装置进行焊缝局部加温和控制升、降温速度，焊缝背面和加热板表面用无碱玻璃棉覆盖保温去应力热处理的温度按设计图样规定或焊接工艺评定的温度进行控制对60kgf/mm2级钢管的焊缝去应力热处理温度可控制在550～580℃其加热速度、恒温时间及冷却速度按下列要求控制：(1) 加热速度：升温至300℃后，加热速度不应超过220×（25/δ）℃/h，且不大于220℃/h，不小于50℃/h2)恒温时间：1～1.5h，保温时各部位温差不得超过50℃3) 冷却速度：恒温后的冷却速度不超过275×（25/δ）℃/h，且不大于275℃/h，不小于50℃/h，300℃以下自然冷却4、焊缝检验(1)外观检查所有焊缝均进行外观检查，并符合规范要求2)无损检测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9—2进行抽查。

抽查部位按监理人的指示选择在容易产生缺陷的部位当超声波检验有可疑波形而不能准确判断时，用X射线透照进行复验表9-2钢 种低碳钢和低合金钢60kgf/mm2焊缝类别一 类二 类一 类二类办法超声波探伤抽查率（%）10050100100射线探伤抽查率（%）5105(3)焊缝缺陷处理根据检验确定的焊缝缺陷，提出缺陷返修的部。