【摘要】王圪堵水库压力钢管采用主材16MnR,φ1600mm主管壁厚18mm，管道地处毛乌素沙漠，具有技术含量高，施工强度大，质量要求高等特点。目前已完成安装的压力钢管，施工质量达到设计要求，施工进度满足合同工期要求。现将压力钢管制作及安装过程中采取的主要施工工艺及施工技术作一介绍，为今后水利水电工程施工积累经验。
【关键词】压力钢管制作安装施工技术
1工程概况
榆林王圪堵水库输水工程压力钢管布置为地埋式双管线的钢管。管材全部选用16MnR。压力钢管采购包括王圪堵水库输水工程加压管道起始段、管道穿越沙界沟、沙河沟两条窄深沟道的桥式倒虹和完全倒虹段的钢管。压力管道主管φ1600mm，壁厚18mm，设计管压均为2.5Mpa，单管线长2760.69m，最大折角不大于8°，管顶覆土厚度2.5m。
2施工特性
所有钢管均为地埋式安装，露天施工，待验收完毕，进行二期混凝土浇筑。压力钢管源于：论文网站大全www.808so.com
安装施工与土挖施工、混凝土施工有着密切的联系，需要与施工各方进行密切的协作。
压力钢管制作、安装特点：
（1）制作储备量大、堆放场地面积大。
压力钢管安装主要在土建方将管槽开挖并浇筑一期混凝土后进行，在管床凝固并达到设计要求后方可实施钢管安装。安装施工前将有大量的成品钢管储备，加上钢管为圆形空心体，堆放场地利用率较低，因此需要大面积的堆放场地，对场地的平整度有一定的要求。
（2）施工难度大。
压力钢管管径大多为1.6m（内径），标管长度为7.5m，单节重量达到5.6吨左右，施工时需要配备大型的施工设备，吊装及运输工序操作复杂。而安装工期比较紧，安装施工时往往需要多个工作面同时进行，施工难度较大。
（3）影响安装施工因素多。压力钢管安装施工时，其安装程序受多种因素制约，因钢管安装依附土建施工进度而开展，因此需充分考虑整体施工进度、混凝土浇筑、关键控制工期要求等多种因素对安装施工的影响。安装施工时需加强与施工各方的协作，营造良好施工氛围，合理安排施工程序，力求快速施工。
3施工进度保证措施
为确保施工进度目标的顺利实现，在施工各个阶段采取如下进度保证措施。
（1）技术准备
深入研究、全面了解设计单位的有关图纸及文件资料，加强与发包人、设计单位间的联系与交流，充分理解设计意图，把握工程施工特点。并全面发挥大型水工金属结构制安方面优势，认真编制施工组织设计及技术方案措施，集中金属结构制安方面专家对技术方案进行审查、论证，确保技术方案科学、合理、先进，为工程施工提供强有力的技术支持。
（2）设备、物资准备
合同签订后，按工程需要及合同的有关规定，及时配置所需施工设备。快速制订施工设备新购计划、主要材料及各种消耗性材料的采购计划报请审核，从而为工程施工提供强有力的物质支持。
（3）人员准备
加大施工人员培训力度，提高员工技术熟练程度。对须持证上岗的专业、特殊工种进行相应技术考核，取得相应证书后方可安排上岗。对以往无经验可借鉴的施工内容，施工前进行充分试验，掌握操作要领。
4施工工艺
针对上述施工特性，在实际的施工过程中，主要采取了以下技术方案和施工措施。
4.1压力钢管制作及安装工艺
①压力钢管制作工艺。
压力钢管制作采用传统的卷板机卷制方法。考虑到钢管管径及标管设计尺寸，经过市场调研，采购满足设计要求的双定尺钢板，提高了材料的利用率，也相应节省了成本。制作工艺流程为：钢板检验→划线下料→坡口加工→预弯、卷制→组圆→纵缝焊接→校正、检验→环缝对接→环缝焊接→焊缝检验→除锈、涂装→验收合格后出厂。
根据《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》DL/T 5017-2007,钢管周长、钢管平面度、椭圆度及焊缝质量的控制是钢管制作的关键。
（1）钢管周长的控制。在下料、切割及坡口加工、卷制、组圆四个工序进行控制。由于钢管卷制后长度有一定的延伸以及钢管纵缝焊接后产生一定量的收缩。为控制与设计周长差和相邻管节周长差，除使用样板检查弧度、严格控制纵缝组对间隙外，还应着重掌握不同板厚卷制后的延伸量及纵缝焊接后的收缩量，组圆经检查合格后再焊接。
（2）管口平面度控制。下料时，直管采用测量直线度的方法进行控制，弯管采用设置好的半自动切割机进行下料。按照传统工艺，管道坡口加工时，由于壁厚均小于22mm，采用V型坡口（25°～30°），管道坡口采用氧气-液化气半自动切割机加工，半自动切割机无法加工的特殊部位可采用手工切割加工。坡口加工后必须除去坡口表面的氧化皮、溶渣等，并应将凹凸不平处打磨平整。组圆使用专用的组圆平台，定期对平台进行水平度校正，防止地形塌陷造成平面度发生变化。
（3）调圆控制。校正在纵缝焊接后进行，除边使用卷板机反复校正，边用样板检查弧度外，还可使用“米”字架内支撑对钢管进行内径调圆。椭圆度的检测，仅检测几对直径是不够的，还必须按半径进行调圆及检测。圆度严格控制后对钢管安装带来极大方便。
（4）焊缝质量的控制。焊缝焊接可以说是压力钢管制作过程中最重要，也是最关键的一道工序。纵缝焊接：将卷制并合口的钢管吊装在焊接平台上，使埋弧焊机沿轨道行走，实行埋弧焊焊接；环缝焊接：将对接好的钢管置于滚轮架上，采用悬臂式“十字焊机”对其环缝进行全方位焊接。针对压力容器钢板，焊材的选择也是非常重要的。针对本次钢管焊接过程中材料特性及工艺流程，在焊接过程中不断探索与改进，在原有的焊接工艺基础上总结出了新的焊接工艺。
在对钢板进行切割时，为方便安装方进行焊接，标管两端均预留内坡口，单节钢管进行拼接处均不用打坡口。焊缝焊接时，工艺如下，外侧焊缝处先用二保焊打底封闭，内侧，埋弧自动焊一遍焊接成型；外侧，再用气刨刨透，用埋弧焊焊一到两遍即可。
新工艺在坡口加工过程中，减少了坡口加工量；在焊接过程中，减少了焊接坡口量，大大降低了焊接劳动强度，节省了人力、财力，在很大程度上提高了工作效率。
②压力钢管安装工艺。
压力钢管安装工艺流程为：基准点线设置一敷设钢管支撑轨道一钢管安装点线放置一始装节吊装就位一检查验收一其余钢管段吊装就位一安装调整一环缝调整一安装位置复测检查一环缝焊接一环缝探伤、缺陷处理一拆除附件一补防腐一检查验收。
每条钢管沿钢管轴线至少设置三个控制基准点，保证在基准点上能够观测到钢管管口，满足不同安装阶段钢管安装检测需要。此测量基准点设置后，经监理和业主单位检查认可后方可使用。钢管安装使用全站仪，按布置安装控制点、安装测量检查、复测顺序进行。对每个钢管安装节进行测量检查，随时调整安装偏差。传统的钢管安装对接借助于拉板，调整对口。此方法简单实用，又能预防变形，但焊接、拆除附件较为麻烦。通常在现场施工过程中，不同安装方法综合使用，在采取拉板、千斤顶的同时，使用吊车等机械对其定位，保证管中心及高程在可控范围内。通过严格控制安装偏差，使得压力钢管最后一节合拢钢管采用整节凑合成为可能。
由于受施工环境和温度差异影响，已安装钢管发生热胀冷缩现象，凑合节合拢存在一定难度。压力钢管合拢前两端管口中心保持一致，对两管端口八等份，作一标记，对凑合量进行每天不同时段的测量，并根据实时测量数据确定凑合节制作尺寸。安装时选择在每天平均温度下进行，并选择最佳焊接时机，避免造成焊缝开裂。
基于工地特殊环境，又考虑到此钢种热处理状态为正火，具有良好的抗冷抗裂性能，焊接性能良好，因此对其进行了大量的焊接工艺评定试验工作，摸索最佳的焊接工艺，以达到事半功倍的效果。
通过一年多的生产实践，在压力钢管制安上采用的新技术、新工艺，都得到了很好的落实和验证，较好解决了施工难题，实现了功效大幅提高的目标。施工中采取严格的工序过程质量控制，提高了制作安装质量，加快了施工进度。
结束语
本篇文章是根据榆林王圪堵水库输水工程压力管道制作及安装分析总结而成，该项目通过创新工艺，增产增效，创压力钢管制作月产量记录。基于特殊环境、复杂气候条件下，能够不断总结，探索出行之有效的管道安装工艺，加快了施工进度，保证了工期，取得了良好的经济效益。为北方高寒地区同类型工程施工提供经验。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
榆林王圪堵水库压力钢管制作及安装施工工艺
更新时间：2024-02-28
作者：用户投稿
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