趙晨熹，楊廣渝

（長江三峽技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限公司，615400，涼山）

壓力鋼管定位節(jié)是每條壓力鋼管最先安裝的基準(zhǔn)節(jié)，其安裝質(zhì)量能直接影響整條管道。白鶴灘水電站左岸引水隧洞下平段施工支洞施工現(xiàn)場條件復(fù)雜，若將定位節(jié)設(shè)置在下平段將會影響到下平段管節(jié)運(yùn)輸、地下廠房車輛通行，定位節(jié)上方下彎段其余管節(jié)安裝安全風(fēng)險(xiǎn)較大。本文以白鶴灘水電站左岸壓力鋼管安裝定位節(jié)設(shè)置在下彎段中部為例，闡述超大型壓力鋼管定位節(jié)在下彎段的應(yīng)用，希望對類似工程有借鑒作用。

一、工程概況

白鶴灘水電站左岸壓力管道采用單洞單機(jī)豎井式布置，共設(shè)置8條引水隧洞。壓力管道自上平段末端起全部采用鋼板襯砌，包括上平段、上彎段、豎井段、下彎段及下平段。8條引水隧洞壓力鋼管總節(jié)數(shù)706節(jié)，材質(zhì)包括Q345R低合金鋼、600 MPa及800 MPa級高強(qiáng)鋼，鋼板厚 24～68 mm，工程總量19279.7 t。壓力鋼管內(nèi)徑8.6～10.2 m，8條壓力鋼管均采用垂直進(jìn)廠，與機(jī)組蝸殼延伸段相接。壓力管道內(nèi)徑大，所承受的水壓力高，設(shè)計(jì)最大內(nèi)水壓力約354 m，HD值最大達(dá)3611 m2，為超大型壓力鋼管。壓力鋼管材質(zhì)采用Q345R低合金鋼、600 MPa及800 MPa級高強(qiáng)鋼。為了保證鋼管的抗外壓穩(wěn)定安全，鋼管全長均設(shè)置加勁環(huán)，材質(zhì)為Q345R。壓力鋼管制造分節(jié)長度為1.241～3.0 m，管節(jié)最大內(nèi)徑10.2 m。

定位節(jié)是壓力鋼管最先安裝的基準(zhǔn)節(jié)，以往的工程中壓力鋼管定位節(jié)一般設(shè)置于下平段或下平段與下彎段湊合節(jié)上游相鄰管節(jié)，但白鶴灘水電站左岸引水下平段施工支洞設(shè)置于壓力鋼管①～⑥水輪機(jī)第73～78節(jié)，⑦～⑧水輪機(jī)第74～79節(jié)，若將定位節(jié)設(shè)置到下平段，繼續(xù)施工將影響下平段施工支洞，阻礙地下廠房車輛通行。若設(shè)置于下平段與下彎段湊合節(jié)上游相鄰管節(jié)，下彎段下游鋼管先期安裝后，將影響下平段鋼管運(yùn)輸，所以將定位節(jié)安裝位置調(diào)整到下彎段。同時(shí)，為了減少下彎段下游管節(jié)臨時(shí)存放安全風(fēng)險(xiǎn)，下彎段定位節(jié)調(diào)整到下彎段中部。調(diào)整后定位節(jié)編號為①～⑥水輪機(jī)第67節(jié),⑦～⑧水輪機(jī)第68節(jié)。定位段安裝順序如圖1。

圖1 下彎段定位段及安裝順序

二、施工順序及方法

1.施工順序

壓力鋼管定位節(jié)的施工順序如圖2所示

圖2 壓力鋼管定位節(jié)施工順序圖

2.施工方法及過程控制

為實(shí)現(xiàn)壓力鋼管安裝高危作業(yè)的本質(zhì)安全，左岸壓力鋼管安裝積極采用機(jī)械化施工手段，投入若干卷揚(yáng)機(jī)（5 t、10 t），保證壓力鋼管廠外運(yùn)輸及吊裝安全。主要起重運(yùn)輸設(shè)備參數(shù)見表1。（1）翻身場卷揚(yáng)機(jī)、天錨、地錨布置

表1 卷揚(yáng)機(jī)參數(shù)

根據(jù)鋼管安裝現(xiàn)場條件，在下彎段布置兩組鋼管拖運(yùn)地錨，用于下彎段鋼管運(yùn)輸。其中鋼管拖運(yùn)輔助地錨使用6根直徑為36 mm、長為6.0 m、外露0.5 m的圓鋼，天錨端頭開口打倒楔子，孔內(nèi)灌注水泥膨脹劑，外露部分使用鋼板塊連成整體。拖運(yùn)地錨使用 30 mm×200 mm×2500 mm 鋼板預(yù)埋到一期混凝土中或者同防傾倒地錨一同布置，鋼管拖運(yùn)地錨按中心對稱、間距6 m布置。在壓力管道與下平段施工支洞交叉處兩側(cè)附近布置3臺10 t卷揚(yáng)機(jī)（2臺牽引拖運(yùn)鋼管鐵鞋、1臺牽引鋼管中心位置以防傾倒）和1臺5 t卷揚(yáng)機(jī) （鋼絲繩穿線牽引），用于下彎段鋼管拖運(yùn)。每臺卷揚(yáng)機(jī)使用6根直徑為25 mm地錨固定，卷揚(yáng)機(jī)前方2根、后方4根。固定地錨圓鋼長度3 m、入巖2.5 m、外露0.5 m，用鋼板或槽鋼與卷揚(yáng)機(jī)連接固定。設(shè)置導(dǎo)向地錨若干，每組地錨使用4根直徑為25 mm圓鋼，固定地錨圓鋼長度3 m、入巖2.5 m、外露0.5 m，用鋼板塊連接成整體。另外2組導(dǎo)向地錨使用30 mm×200 mm×2000 mm鋼板預(yù)埋到一期混凝土中，作為導(dǎo)向受力點(diǎn)。使用無損檢測手段對每根錨桿進(jìn)行無損檢測，保證其施工質(zhì)量。

（2）下彎段軌道、卷揚(yáng)機(jī)和天錨布置

根據(jù)下彎段擴(kuò)挖尺寸，在鋼管定位節(jié)安裝前首先對擴(kuò)挖位置進(jìn)行回填。按照梯步落差300 mm，臺階式澆筑回填至引水洞理論開挖線，回填過程中預(yù)埋牽引地錨、導(dǎo)向地錨以及軌道預(yù)埋插筋等。當(dāng)一期混凝土澆筑完成后，在軌道預(yù)埋插筋基礎(chǔ)上安裝軌道基礎(chǔ)板，軌道在下彎段末端的踏面高程與臺車上軌道踏面高程相同。每條引水隧洞下彎段軌道安裝長度約70 m，8條壓力管道共計(jì)560 m。下彎段軌道布置見圖3所示。下彎段軌道、卷揚(yáng)機(jī)和天錨布置方式同上節(jié)所述。下彎段鋼管安裝防傾倒及拖運(yùn)地錨見圖4。

（3）翻身場卸車翻身

壓力鋼管使用40 t半掛拖車倒車運(yùn)輸?shù)椒D(zhuǎn)間后，使用布置在下平段#2施工支洞斜坡段的4臺卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行鋼管的卸車、翻身、吊裝至運(yùn)輸臺車上等。主要步驟如下：①左右中心天錨卸車并焊接鐵鞋；②上下中心天錨將壓力鋼管吊離地面約200 mm，上中心天錨鋼絲繩繼續(xù)緩慢起升，下中心天錨鋼絲繩緩慢下落，左右中心天錨輔助將鋼管翻身到水平狀態(tài)；③鋼管旋轉(zhuǎn)到安裝方向；④將鋼管吊裝到萬向運(yùn)輸自動(dòng)化對裝臺車上并加固。

（4）施工支洞鋼管運(yùn)輸

壓力鋼管定位節(jié)在電動(dòng)運(yùn)輸臺車上加固牢靠后，使用電動(dòng)運(yùn)輸臺車將定位節(jié)運(yùn)輸?shù)礁鲏毫艿琅c下平段施工支洞交叉處，將移動(dòng)式軌道靠攏，并與臺車上軌道及下彎末端軌道對接。使用卷揚(yáng)機(jī)配合地錨，具備安裝條件。

（5）定位節(jié)安裝加固

壓力鋼管從下平段#2施工支洞運(yùn)輸?shù)浇徊嫣幒?，使用卷揚(yáng)機(jī)配合地錨將壓力鋼管拖運(yùn)到安裝位置，進(jìn)行定位節(jié)的安裝調(diào)整。安裝要點(diǎn)是嚴(yán)格控制中心、高程、里程和加固質(zhì)量。首先根據(jù)定位節(jié)安裝中心、里程、高程控制點(diǎn)，利用手拉葫蘆、拉緊器、千斤頂?shù)裙ぞ邔摴苤行?、里程、高程以及傾斜度大致調(diào)整到安裝位置，使用全站儀測量上、下、左、右管口實(shí)際數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的偏差，如不合格繼續(xù)進(jìn)行調(diào)整，直到同時(shí)滿足定位節(jié)管口上下游幾何中心誤差≤±5 mm、管口垂直度偏差≤±3 mm、管口里程偏差≤5.0 mm三項(xiàng)指標(biāo)。鋼管調(diào)整合格后，在鋼管四周利用型鋼（四周采用[10槽鋼，底部采用I20a工字鋼）與預(yù)埋插筋進(jìn)行加固焊接。定位節(jié)采用I20a工字鋼和[18槽鋼，雙圈加固，每圈加固8個(gè)點(diǎn)，確保鋼管加固牢靠。

圖4 定位節(jié)軌道布置圖

圖4 下彎段鋼管拖運(yùn)及安裝地錨布置圖（單位：cm）

三、安裝情況統(tǒng)計(jì)

結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際將壓力鋼管定位節(jié)設(shè)置到下彎段，總體優(yōu)化了鋼管施工工期，平均安裝時(shí)間12天。

四、結(jié) 語

白鶴灘水電站左岸引水隧洞#1～#8壓力鋼管定位節(jié)若設(shè)置到傳統(tǒng)位置，將阻礙下彎段管節(jié)運(yùn)輸及堵塞地下廠房交通。經(jīng)研究采用將定位節(jié)調(diào)整到下彎段的方法，克服了施工難度較大、安全風(fēng)險(xiǎn)較高的問題，安全、高效且質(zhì)量優(yōu)異地完成了定位節(jié)的安裝工作，優(yōu)化了壓力鋼管安裝整體工期。域包含土建及金結(jié)施工，施工項(xiàng)目主要包括：下游閘墩混凝土澆筑、支撐大梁混凝土施工、錨索安裝與張拉、啟閉機(jī)平臺施工、鋼筋、埋件及弧形閘門安裝等。根據(jù)分層布置規(guī)劃，導(dǎo)流底孔下游閘墩脫開區(qū)域共分6層澆筑。另外根據(jù)導(dǎo)流底孔設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)設(shè)計(jì)要求，啟閉機(jī)平臺混凝土封頂前，門葉、支鉸、門槽埋件須吊裝就位；啟閉機(jī)平臺采用C40混凝土，凝期為28天，達(dá)到凝期方可進(jìn)行液壓啟閉機(jī)與閘門連接及聯(lián)合調(diào)試；支撐大梁采用C40混凝土，凝期為28天，達(dá)到凝期方可進(jìn)行錨索張拉、支鉸座安裝及二期混凝土澆筑等施工；導(dǎo)流底孔工作弧門安裝必須完成招標(biāo)文件要求節(jié)點(diǎn)工期。