建设工程-斜井压力钢管安装工法.docx

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大坡度斜井压力钢管安装工法

1、前言

2022年两会期间，政府工作报告首次明确提出，要加强抽水蓄能电站建设；紧接着，在3月22日，国家发改委、能源局印发的《“十四五”现代能源体系规划》明确，要加快推进抽水蓄能电站建设，推动已纳入规划、条件成熟的大型抽水蓄能电站开工建设，完善抽水蓄能价格形成机制；现如今，抽水蓄能电站正迎来前所未有的爆发式建设期。而作为抽水蓄能电站输水发电系统重要组成部分的压力钢管便成为了现今的重点施工项目。其中，斜井段压力钢管安装普遍面临着坡度大、空间小的施工难题，且具有极大的安全风险，其承受着水流倾泻后的巨大负压作用。在保障斜井段压力钢管安装的位置精度、焊接质量的同时，如何合理布置各工序，高效、快速地完成斜井段压力钢管安装，便是需要亟需考虑的问题。本工法以山东文登抽水蓄能电站斜井段压力钢管安装工艺为基础，总结形成本工法。

2、工法特点

本工法针对性强，着重于大坡度、高强钢、长斜井的压力钢管安装的施工，对斜井段压力钢管安装的施工准备、机械配置、工装制作、人员安排等均进行了阐述。

本工法对压缝、焊接平台、运输平台重新进行设计制作，可充分满足斜井段压力钢管安装的各项施工需求，避免了过往施工中的各种缺陷，且具备极高的安全性及可操作性，提高施工效率及作业质量的同时，降低了劳动强度。

本工法对斜井段压力钢管安装的具体施工工序、技术检测要求、质量控制要点等方面提出了具体要求。

3、适用范围

本工法适用于水利水电工程斜井段压力钢管的安装施工，包含安装施工的机械人员配置、施工工序、技术要求、质检控制等内容。

4、工艺原理

为减少斜井段压力钢管的安装单元数及安装环缝数量、提高钢管安装效率，在压力钢管制作期间，根据提前编制完成的压力钢管摞节计划中的安装单元划分，将压力钢管在钢管加工厂内两两组对，进行摞节压缝及焊缝焊接施工，形成一个安装标准节，即为一安装单元。在斜井段上游侧的引水隧洞与施工支洞的交叉位置处，向上扩挖约3米，并布置5组卸车天锚，用于斜井段的压力钢管卸车；在距离斜井上弯段约10米位置处，扩挖卷扬机布置耳洞，根据斜井段最重安装单元的重量，在耳洞内布置合适载荷的卷扬机（以下称其为下放卷扬机），用于斜井段钢管的下放施工。下放卷扬机出绳侧斜朝向引水隧洞上游侧，在下放卷扬机上游侧采用单轮式定滑轮进行钢丝绳导向，使得钢丝绳导向至下游侧，朝向斜井段。斜井压力钢管内部布置移动式的压缝平台、焊接平台各一台，以满足钢管安装施工的环缝压缝、环缝焊接、防腐涂料补涂及焊缝无损检测作业。

5、工艺流程及操作要点

5.1工艺流程图

斜井段压力钢管安装关键工序包括：施工准备（含轨道布置、卷扬机布设、天锚布设等）、测量放点、钢管运输、始装节安装、其他节安装、环缝焊接、附件拆除、防腐涂料补涂等。

本施工工艺依据山东文登抽水蓄能电站高强钢压力钢管制作进行说明，具体工艺流程见图5.1-1。

图5.1-1高强钢压力钢管工艺流程图

5.2操作要点

5.2.1测量控制点设置

1、钢管安装前，联合监理人将钢管中心、高程和里程等控制点测放到附近的永久或半永久构筑物或牢固的岩石上，并做出明显标识。

2、控制点设在预埋于两侧左右中心高程和管轴线底部的混凝土中用膨胀螺栓及混凝土固结的小铁板或平整的混凝土面上。

3、控制点线精度是保证安装精度的基础，严格控制在1mm以内；施工期间注意控制点线的保护，严禁破坏。

4、钢管安装及验收所用的测量器具，按有关规范、规定进行率定，并在有效期内使用。

5.2.2安装洞内天锚、轨道布置

1、天锚布置

斜井段上游侧引水隧洞、斜井段下游侧引水隧洞与施工支洞中心线交点处，向上扩挖约3米，各布置一个卸车天锚组，用于斜井段的压力钢管卸车。天锚组由五组天锚组成，中间一组由12根锚杆组成，材料为C28螺纹钢，入岩深度4.5m，与岩壁夹角15°，其余四组分别由6根锚杆组成，材料为C28螺纹钢，入岩深度4.5m，与岩壁夹角15°，以中间一组为对称点对称布置。

图5.2.2-1天锚布置示意图1

图5.2.2-2天锚布置示意图2

天锚组由螺纹钢筋组成，每组天锚钢筋用钢板制作的吊耳连成一体。

（1）按照现场已复核过的钢管轴线，在基层上弹出孔位基准线。根据基准线确定出具体锚杆位置并作好标记。

（2）将钻孔机就位，进行钻孔施工。成孔采用专用锚杆钻机成孔，根据各天锚点的设计尺寸选择适合的钻杆。成孔达到后利用高压风力反复吹洗孔洞，将孔底粉或泥水清理干净。

（3）锚杆放入钻孔前，检查杆体的质量，确保杆体满足强度要求。安装杆体时，防止杆体扭压，弯曲。锚杆安放后，不得随意提拔。

（4）注浆用水泥砂浆配合比委托有资质的试验室或设计单位提供。插筋后及时灌注水泥砂浆，注浆压力为0.5～1.0MPa，注浆管插入