一、 工程概况
务川沙坝水电站位于贵州省务川县境内，为引水式电站。电站主要由拦河闸坝、引水隧洞、压力管道及发电厂房等水工建筑物组成。
本电站的设计方为贵州省水利水电勘测设计研究院设计，我局承担了水电站引水道工程建设任务。该工程的引水隧洞长323。968米，断面为圆形，其净尺寸为直径5米，开挖直径为6米。压力钢管长169。047米,其末端分岔为两个支管。其中的主管直径为4。5米,长157.757米，重286.4t；支管直径2。5米，长21。615米，重21。46t；加劲环120个，重85。23t；岔管1个，重25。16t。总安装吨位418t。压力钢管的材质为16MnR,主管管壁厚度为16-20mm；支管管壁厚度为18mm；岔管的壁厚为24mm。本工程项目计划于2005年2月20日开工，于2005年6月20日全部完工。
二、主要实物工程量
项目名称 | 单位 | 工程量 | 备注 | |
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压力钢管的制造和安装 | | | | |
打棉机主管 δ=16—20mm | t | 286.40 | 16MnR | |
岔管 δ=24mm | t | 25。16 | 16MnR | |
支管 δ=18mm | t | 21。46 | 16MnR | |
加劲环 | t | 85。23 | 16MnR | |
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三、主要技术规程、规范及标准
1、《压力钢管制造安装及验收规范》
2、 务川沙坝水电站工程《压力钢管制造和安装技术要求》;编号：洪沙-S—水工—B-05
3、 《水利水电工程施工手册》〈金属结构制作与机电安装工程〉第4卷
4、 《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝焊缝坡口的基本型式与尺寸》GB985-88 5、 《埋弧焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》GB986-88
6、 《钢熔化焊接接头射线照相和质量分级》GB3323-87； 7、 《水工金属结构防腐蚀规范》SL105—95;
8、 《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-88；
9、 《建筑施工安全检查标准》JGJ59—99；
四、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
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16MnR，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 、钢管制作
钢管的制作采用以下的工艺流程
2.1 样本制作
为方便检查，保证钢管及各种管道零部的制作安装精度，采用δ=0.5mm镀锌钢板制作样板。根据设计要求，钢管内径弧度检查、支撑环、加劲环等都须制作样板，样板的弧长必
须符合规范要求（根据管径不同，样板的弧长在1。5～2m）.样板制作完毕后，必须经过专业施工员检查，同时作上标记，以防止在使用过程中混用。弯头、锥管及叉管采用地规、钢直尺等直接在拼接好的钢板上放样,由专业施工员，质量员或技术负责人检查无误后，方可下料。
2.2钢板拼接及下料
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,同时,用氧气-乙炔焰割刀对钢板进行修整，保证钢板宽度与设计相符，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，将钢板用龙门吊缓慢翻面，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.
叉管、弯管、渐缩管等管件与钢管的下料方法相同。
异径叉管的管壳，实际上是由锥管割去开口部分而成;首先用电脑绘制出叉管管壳的平面展开图,到各点在X轴和Y轴上的坐标后，将得到各基准点的弦长；在实际放样时，将两张钢板对接，长度大于最大口的弦长,宽度为小口展开弦高加钢管的实际高度，同时，在钢板上画出各坐标点，圆滑连接各坐标点，认真检查支管与主管连接处的弧长是否相同,核对无误后方可下料。
下料后，焊缝处的坡口用氧气-乙炔焰切割，然后用角向砂轮机打磨成型。叉管、弯管、渐缩管等管件与钢管的下料方法相同.板材放样及下料时应考虑板材的切割余量和焊接收缩余量，一般情况下留3—4mm。
3 、钢管卷制
3。1钢管卷制时利用加工场已安装好的壹台龙门吊配合卷制。
首先,利用10T龙门吊将钢板缓慢送入卷板机，调整好小车与卷板机的位置,在卷制过程中，大车与卷筒保持同一速度，用准备好的样板对钢管的弧度进行监控,随时调整卷板机上下轴的间距；当钢板卷至一定长度时，用龙门吊将卷制好的部分吊住，使钢板自重不致将卷制中的钢板压变形。卷制成形后，用夹具将接口对平，点焊牢固,同时，用与管道内径等长的临时支撑在管口两边加以固定，使其不致在吊装过程中发生变形.
3.2叉管、弯管制作
叉管制作时，将卷板机的上滚筒调到一定倾斜角度，按照大、小边弧度的等分线卷制，在卷制的同时，用两块不同半径的样板，在管口平面位置检查,当一段钢板已卷制成型时，继续转动钢板到下一等分线继续卷制；当叉管卷制成型后,局部地方的弧度可能会出现偏大或偏小的现象，需采用火焰对叉管进行校弧，校弧完毕后，采用临设支撑加固两端管口.当叉管各段均加工完毕后，应在加工现场进行预组装，经检查合格后再分段运至现场安装。弯管、渐缩管的制作方法与叉管的制作方法相同。
3。3 钢管卷制成型后，为防止自然变形，直接采用龙门吊吊至焊接平台上施焊。
4、 钢管焊接
4.1压力管道工程的管道材质为16MnR，管道壁厚为.
主管16～20mm,岔管24mm，支管18mm；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，二氧化碳保护焊和埋弧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埋弧焊，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。
4.2 坡口加工预制
（1） 管道坡口加工时，由于壁厚均小于25mm,故均采用V型坡口（25°～30°)。
（2） 管道坡口采用氧气—乙炔半自动割刀加工,半自动割刀无法加工的特殊部位可采用手工切割加工。
(3） 坡口加工后必须除去坡口表面的氧化皮、溶渣及影响接头质量的表面后，并应将凹凸不平处打磨平整。
4。3 焊接工艺
(1） 工程管道焊缝按其重要性分为三类。其中：
一类焊缝：
A、岔管的所有焊缝.
B、主管管壁纵缝。
C、主厂房内明管环缝。
制作ic卡 D、凑合节合拢环缝。
E、闷头与管壁的连接焊缝。
此类焊缝若用超声波探伤抽查率为50％，射线探伤复查率为5%，质量要求为B1级合格。
二类焊缝：
A、钢管管壁环缝；
B、止水环、加劲环的对接焊缝及其与管壁之间的组合焊缝。
大规模定制 此类焊缝若用超声波探伤抽查率为50%,质量要求为B2级合格.
三类焊缝:
受力很小，且修复时不致停止发电或供水的附属构件焊缝。
(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。
压力管道焊接各类焊缝所选用的焊条、焊丝、焊剂可参照下表选用。
钢种 | 牌号 | 手 工 焊 | 二 氧 化 碳 气 体 保 护 焊 |
焊条牌号 | 符合国标型号 | 相当于AWS型号 | 焊丝牌号 | 焊 剂 |
牌号 | 符合国标型号 | 电磁感应采暖炉相当于AWS型号 |
珍珠岩保温管壳低合金钢 | 16MnR | J506J507J507H | E5016E5015E5015 | E7016E7015 E7015 | H08MnSiH10MnSiH08Mn2SiA | | | |
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(5）焊接材料应按下列要求进行烘焙和保管：
焊条、焊剂应放置于通风、干燥和室温不低于5℃的专设库房内,设专人保管，烘焙和发放，并应及时作好实测温度和焊条发放记录。烘焙温度和时间应严格按厂家说明书的规定进行。烘焙后的焊条应保存在100—150℃的恒温箱内,药皮应无脱落和明显的裂纹.现场使用的焊条应装入保温筒，焊条在保温筒内的时间不宜超过4h，超过后，应重新烘焙，重复烘焙次数不宜超过2次。
焊丝使用前应清除铁锈和油污.
泡钉
（6）遇有穿堂风或风速超过8m/s的大风和雨天、雪天以及环境温度在—5℃以下、相对湿度在90％以上时，焊接处应有可靠的防护措施，保证焊接处有所需的足够温度,焊工技能不受影响，方可施焊。
(7)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。
（8) 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。
（9） 定位焊焊接应符合下列规定：
一、二类焊缝的定位焊焊接工艺和对焊工要求与主缝（即一、二类焊缝,下同)相同；
对需要预热焊接的钢板，焊定位焊时应以焊接处为中心，至少应在150mm范围内进行预热，预热温度较主缝预热温度高出20-30℃；定位焊位置应距焊缝端部30mm以上，其长度应在50mm以上，间距为100-400mm,厚度不宜超过正式焊缝高度的二分之一，最厚不宜超过8mm；施焊前应检查定位焊质量，如有裂纹、气孔、夹渣等缺陷均应清除.
（10)工卡具等构件焊接时，严禁在母材上引弧和熄弧.
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