王 偉

（遼寧省觀音閣供水有限責(zé)任公司 本溪市 117100）

1 工程概況

某供水工程位于遼寧省境內(nèi)，沿線主要為山區(qū)丘陵地帶，工程主要由泵站、引水隧洞、引水管道以及配水站等組成。引水隧洞包括有壓隧洞和無壓隧洞，引水管道包括PCCP 管道與鋼管道，PCCP 管道為DN3600 三管同槽；壓力鋼管為DN5800 單管，鋼管單節(jié)（含加勁環(huán)）重量為9 t。

2 施工工序和方法

2.1 施工工序

測量放線→軌道安裝→管道組對安裝→管道焊接→管道防腐→探傷（射線）質(zhì)量檢測。

2.2 施工方法

2.2.1 測量放線

根據(jù)設(shè)計單位提供的測量基準(zhǔn)點、基準(zhǔn)線和水準(zhǔn)點，進行鋼管安裝的控制測量放點，在鋼管安裝部位測放出鋼管安裝中心線和各管段測量控制基準(zhǔn)高程點。根據(jù)設(shè)計圖紙計算出每節(jié)鋼管控制點位置坐標(biāo)，將每節(jié)鋼管的兩腰點和頂（底）點作為控制點放設(shè)（視安裝現(xiàn)場可適當(dāng)彎動），控制點采用測量用的預(yù)埋鋼板或水泥鋼釘標(biāo)記，在合適的位置放設(shè)高程控制點?？刂泣c線精度是保證安裝精度的基礎(chǔ)，應(yīng)嚴(yán)格控制在1 mm 以內(nèi)；施工期間應(yīng)注意控制點線的保護，嚴(yán)禁破壞。

2.2.2 軌道安裝

軌道鋪設(shè)時進行測量定位，確保軌道平行于管道軸線，且對稱分布于軸線兩側(cè)，盡量使鋼管通過軌道運輸至安裝位置時中心線位于軸線位置，通過千斤頂進行高程調(diào)整，軸線進行微調(diào)，減少工作量。

2.2.3 鋼管安裝就位

（1）鋼管管節(jié)用平板拖車從堆存場運輸?shù)桨惭b現(xiàn)場，采用履帶吊卸車吊運到安裝部位。

（2）鋼管安裝根據(jù)管道的伸縮節(jié)或拐點設(shè)置分布情況分段平行作業(yè)，各段管道以伸縮節(jié)或拐點上游相鄰的管節(jié)作為始裝節(jié)，依次分節(jié)安裝；鋼管的岔管、支管安裝，以岔管段作為始裝節(jié)，向下游依次分節(jié)進行。

（3）鋼管安裝方法。

①水平段安裝。管線長度較長的水平段及小坡度段鋼管安裝，一般采用在管線一端設(shè)置簡易吊裝作業(yè)平臺，在墊層混凝土澆筑強度上來后，沿管線鋪設(shè)簡易軌道，該段管道的所有鋼管均由該平臺吊送入管槽內(nèi)，利用臺車軌道經(jīng)卷揚機牽引將鋼管安裝單元進行水平運輸至安裝位置、用千斤頂手拉葫蘆就位拼裝。管線長度較短的水平段及小坡度段鋼管安裝每節(jié)鋼管可采用吊車直接吊裝就位、拼裝焊接。

②斜坡段（坡度≥7%）鋼管安裝方法。斜坡段鋼管安裝由于軸向坡度較大（本工程斜坡段鋼管軸向坡自10%～36%），原來的水平段鋼管安裝施工方法不能完全適應(yīng)現(xiàn)場安裝需要。斜坡段鋼管安裝方向原則上均由低到高安裝。根據(jù)以往施工經(jīng)驗及本工程現(xiàn)場實際情況，采用以下安裝方法：

●管線軸向坡度7%～10%的安裝方法。安裝長度較長的安裝段，仍舊采用原來水平段的臺車及軌道的安裝方法。但施工過程中略有不同：鋼管臺車由原來的卷揚機經(jīng)鋼絲繩牽引行進改為由卷揚機經(jīng)鋼絲繩牽引控制，沿軌道向下滑行至安裝部位。

該方法首先要保證鋼管及臺車在向下滑行過程中受控制，隨時可以停止向下滑行。根據(jù)管道的坡度及鋼管臺車的重量計算出卷揚機的噸位（確保足夠的安全系數(shù)），向下滑行前檢查卷揚機抱閘、控制開關(guān)是否靈敏、軌道接頭鏈接是否牢固、軌道上是否有雜物等，確保施工安全。

鋼管經(jīng)臺車運送至安裝位置后，根據(jù)測量數(shù)據(jù)（標(biāo)記的起始樁號、中心軸線和高程），利用臺車4 角上的4 臺千斤頂將鋼管頂離臺車進行細微調(diào)整，測量調(diào)整其管口垂直度和中心軸線及高程，直至精確就位。檢查合格后用工字鋼和角鋼支撐連接牢固，其底部臺車可以抽出以便運送下一節(jié)鋼管。

管口對接環(huán)縫采用人工斜鐵、壓碼壓縫，壓縫過程要使管口錯邊量均布在整個圓周內(nèi)，避免局部錯邊量超標(biāo)。

第一節(jié)鋼管安裝完畢，壓縫后檢查其垂直度和管口位置，合格后用加固材料支撐牢固，在其底部外壁焊接定位塊（以便第二節(jié)鋼管就位）。

應(yīng)特別注意的是每安裝一節(jié)鋼管，在加固之前一定要檢查前一節(jié)的管口平面度，以防本節(jié)鋼管因重力作用對前一節(jié)造成沿軸線方向的傾斜，一旦發(fā)現(xiàn)有傾斜現(xiàn)象，要及時調(diào)整。

●管線軸向坡度≥10%安裝方法。由于軸向坡度較大，但一般安裝長度較短的安裝段，采用吊車直接吊裝就位（單節(jié)）、拼裝焊接的安裝方法。

（4）伸縮節(jié)最后進行安裝，應(yīng)按照圖紙設(shè)計位置，在該段鋼管管節(jié)所有環(huán)縫全部焊完后開始安裝。伸縮節(jié)安裝時采用瓦片包絡(luò)式方法，先制成3 塊瓦片，在現(xiàn)場再按實際需要長度，割去多余部分再進行安裝。

（5）鋼管管節(jié)位置精細調(diào)整符合安裝要求后采取臨時加固措施，然后在管節(jié)內(nèi)使用活動定桿、管外使用千斤頂配合進行環(huán)縫的錯邊量的調(diào)整，并使用手拉葫蘆、千斤頂?shù)裙て骶哒{(diào)整環(huán)縫間隙，合格后對稱進行環(huán)縫裝配、焊接。

（6）所有管節(jié)的加固材料焊接應(yīng)在加勁環(huán)上搭接施焊，采用雙面焊接，焊縫長度不小于200 mm。鋼管安裝定位時，不得在鋼管本體上焊接腳手架、腳踏板等。

2.2.4 鋼管焊接

（1）焊接方法、焊接設(shè)備。本工程鋼管安裝選材為Q345C，環(huán)縫焊接全部采用CO2氣體保護焊和手工電弧焊。焊接設(shè)備擬采用半自動氣體保護焊機，逆變手工弧焊機等通用的焊接設(shè)備。

（2）焊接及檢測人員資格。工程所有焊接人員均須經(jīng)SL35 考試，并取得焊工合格證書后才可上崗。從事壓力鋼管質(zhì)量檢測的無損檢測人員，按GB/T9445 的要求進行培訓(xùn)和資格鑒定，取得1 級（初級）、2 級（中級）、3 級（高級）通用資格證書，并同時取得全國水利水電行業(yè)無損檢測人員資格鑒定與認(rèn)證委員會頒發(fā)的1 級、2 級和3 級水利水電行業(yè)的工業(yè)部門資格證書。

（3）焊接作業(yè)措施。

①根據(jù)焊接工藝評定合格的報告書以及招標(biāo)文件技術(shù)條款的規(guī)定，在正式焊接前編制詳細的焊接工藝規(guī)程，報監(jiān)理人審批后方可實施。

②本工程鋼管壁厚δ=20 mm，材質(zhì)為傳統(tǒng)材料Q345c，焊接工藝方面無特殊要求，所以鋼管安裝環(huán)縫坡口形式擬全部采用內(nèi)壁坡口。焊接作業(yè)時首先在環(huán)縫內(nèi)壁坡口填充50%～60%，然后反面進行碳弧氣刨清根、焊接，最后將內(nèi)壁環(huán)縫剩余部分焊接完畢。

③外焊縫焊接作業(yè)需搭設(shè)腳手架配合木跳板作為作業(yè)平臺，內(nèi)環(huán)縫焊接需制作可移動的焊接臺車。

④在環(huán)縫裝配點焊完成后需要清除現(xiàn)場環(huán)縫裝配的壓碼時，必須采用氧割——碳弧氣刨——砂輪機修磨的工藝將焊疤磨平，不允許用錘擊的辦法，以免損傷管壁母材。

（4）焊接工藝。

①現(xiàn)場環(huán)縫施焊前準(zhǔn)備：腳手架、竹跳板符合安全規(guī)定；充足的照明，使用12 V 以下低壓燈；焊接部位無論何種情況下都要有防止雨水從管口進入管內(nèi)；管底部支撐加固符合安全規(guī)定；環(huán)境風(fēng)速大于8 m/s 時要有擋風(fēng)設(shè)施；焊接電源離焊接部位的距離不得大于50 m；鋼管內(nèi)要設(shè)通風(fēng)設(shè)備，排出焊接時的煙塵。

②焊前必須嚴(yán)格按照焊條供應(yīng)單位要求的烘焙制度進行烘干，并保存在（100～150）℃的恒溫箱內(nèi)，隨用隨取。現(xiàn)場使用的焊條應(yīng)裝入保溫筒，焊條在保溫筒內(nèi)的時間不得超過4 h，超過后，應(yīng)重新烘焙，重復(fù)烘焙次數(shù)不得超過2 次。

③ 清除焊接坡口及兩側(cè)＞20 mm 范圍內(nèi)的水份、油污、鐵銹等。焊縫背面采用碳弧氣刨清根后，應(yīng)用砂輪清除表面氧化層。

④內(nèi)壁坡口填充時采用短弧窄道焊方法進行多層多道焊，在一般情況下不需預(yù)熱和后熱處理。但遇雨天、相對濕度大于85%、環(huán)境溫度低于0℃時，或在結(jié)構(gòu)剛性特別大的部位，應(yīng)考慮適當(dāng)預(yù)熱（＞50℃），去除鋼板表面吸附的水份。

⑤所有安裝環(huán)縫擬采用內(nèi)壁坡口，定位焊引弧、收弧均在坡口內(nèi)完成，每條焊縫應(yīng)盡量一次連續(xù)焊接完畢，焊接時應(yīng)注意保證多層多道焊，正式施焊時首先焊接坡口側(cè)約50%，然后將反面用炭弧氣刨清根打磨后全部焊接完畢，再轉(zhuǎn)到坡口側(cè)將剩余部分焊完。采用分區(qū)對稱焊接以減少殘余應(yīng)力，各分區(qū)用模板分隔互不影響，對稱的分區(qū)采用同一型號的逆變焊機，選用相近的焊接參數(shù)，同時電焊工應(yīng)盡量保持一致的焊接速度，施焊時要注意焊接電流的調(diào)整。

⑥D(zhuǎn)N5800 鋼管每條環(huán)縫展開長度約18 m，焊接作業(yè)時擬定6 名電焊工對稱同步焊接。焊工1～6的分區(qū)及每名焊工的焊接順序（用數(shù)字1、2 表示），具體見附圖。

附圖 鋼管環(huán)縫焊接作業(yè)人員布置及焊接順序

⑦通常情況下，環(huán)縫應(yīng)在自由收縮（無約束）狀態(tài)下施焊。為此，管段的安裝與管段環(huán)縫的焊接應(yīng)連續(xù)緊接進行。當(dāng)施焊湊合節(jié)（有約束條件下）環(huán)縫時，應(yīng)先焊湊合節(jié)的第一條環(huán)縫。焊第二條環(huán)縫時因拘束度較大，需要采取窄焊道、并多層多道分段退焊的焊接方法，盡量減低焊接應(yīng)力，防止焊接裂縫的產(chǎn)生，保證焊縫質(zhì)量。

2.2.5 防 腐

（1）表面處理。除銹處理前清除焊渣、飛濺附著物，磨平焊疤、毛刺等，并清洗基體金屬表面可見的油脂及其它污物。除銹工作采用拋丸除銹，應(yīng)徹底清除鐵銹、焊疤、焊瘤、毛刺、氧化皮、油污和其它塵垢，直至露出金屬光澤。除銹等級應(yīng)符合GB8923-88 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的Sa21/2 級別，應(yīng)用照片目視比較評定，描紋深度應(yīng)達到（60～100）μm。

（2）內(nèi)壁防腐采用高壓無氣噴涂無溶劑無毒環(huán)氧樹脂涂料，涂層干膜厚度不小于500 μm。

（3）外壁防腐采用加強級環(huán)氧煤瀝青防腐，底漆1 道面漆4 道，涂層間纏繞一層玻璃布，總厚度不小于400 μm。涂裝順序：底漆-面漆-面漆，玻璃布，面漆-面漆。

2.2.6 無損檢測

焊后經(jīng)過24 h 方可進行無損檢測。無損檢測方法、檢驗比例應(yīng)符合JB 4730-2005 的規(guī)定。發(fā)現(xiàn)缺陷要查明原因，提出返修工藝文件報監(jiān)理工程師審批后才能實行返修。

（1）焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢測采用超聲波或射線檢測，一、二類焊縫進行100%超聲波檢測；并作5%超聲波探傷復(fù)驗。鋼管丁字口焊縫進行100%超聲波復(fù)驗。一、二類焊縫還要進行5%磁粉或滲透檢測。

（2）當(dāng)對焊縫用一種無損檢測方法檢測，在對所發(fā)現(xiàn)的缺陷進行評定沒有把握時，應(yīng)采用其他無損檢測方法進行復(fù)查。缺陷修復(fù)后，用兩種無損檢測方法進行檢測，并用各自的標(biāo)準(zhǔn)進行評定，兩種均合格后才能判為合格。

（3）對于一、二類焊縫的內(nèi)部質(zhì)量采用無損檢測，若發(fā)現(xiàn)存在裂紋、未融合或未焊透等缺陷，應(yīng)對整條進行檢測； 若發(fā)現(xiàn)存在其他不符合質(zhì)量要求的缺陷，在缺陷延伸方向或可疑部位作補充檢測，補充檢測長度應(yīng)不小于200 mm，若補充檢測仍發(fā)現(xiàn)存在不符合質(zhì)量要求的缺陷，對整條焊縫進行檢測。

（4）焊縫返修。返修前必須找到焊接缺陷發(fā)生的原因，并制定詳細的返修工藝，報監(jiān)理批準(zhǔn)后實施。同一部位返修次數(shù)不得超過2 次。

（5）將焊縫無損檢測記錄及相關(guān)資料報送監(jiān)造人審查，并將記錄作為最終驗收資料提供給業(yè)主。

[1] 孫艷秋．水電站厚鋼板壓力鋼管埋弧焊工藝淺析[J]．水利技術(shù)監(jiān)督，2015，（02）：82-84．

[2] 張瑞杰，李東明．水電站壓力鋼管攝影測量及逆向建模分析[J]．水利技術(shù)監(jiān)督，2013，（02）：36-39．