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毛坝关引水系统标--第八章 压力钢管


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第八章

第八章
8.1 概述

压力钢管的制造和安装

8.1.1 毛坝关水电站工程引水发电系统采用调压井后接压力管道。压 力管道总长 74.2m,最大设计内水压力 0.68Mpa。其中主钢管道总长 26.8m,压力管道设计内径 6.4m,钢筋砼衬

砌厚度 0.5m,在主管段末 端后设卜型岔管,接三条支管,长度分别为 16.875m 、13.5m、22m。 开挖洞径 4.6m,设计钢管内径 3.2m,钢板外包砼厚度 0.7m,钢板衬 砌厚度 16mm。支管后接主控制碟阀进入机组。本标压力钢管出口的 分界为厂上 0+008.000 米。压力钢管设有矩形加劲环,其板厚为 16mm,宽度为 200mm。本标段压力钢管制安工程量 225.7t,通气孔 钢管制安 2.18t,总计工程量 227.88t,钢管防腐总面积约 8200m2。因 通气孔制安量极少,本章不作叙述。压力钢管制安工程量及特性详见 表 8-1-1。 压力钢管制造安装工程特性表
表 8-1-1 序 名称 号 1 主管段 2 3 4 5 岔管段 支 1#支管 管 2#支管 段 3#支管 通气孔 合计 内径 (m) 16Mn 最大 6.4 最小 3.2 16Mn 3.2 材质 16Mn 3.2 板厚 (mm) 22 22 16 重量 (t) 113 25.1 87.6 2.18 227.88 长度 (m) 57.331 16.83 16.875 13.5 22 备注 含岔管段 的渐变段

8.1.2 工作范围及项目 本标段压力钢管制安的工作范围为招标图纸所示的地下压力钢
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管的直管、弯管、渐变管、岔管和支管及其部件和通气孔钢衬(以下 统称钢管)的制造和安装。 合同项目由以下几部分构成: 1、钢管制安所需的全部钢材、焊接材料、连接件和涂装材料的 采购、保管、检验及验收,并承担运杂费及采保费。 2、钢管制造、焊接、试验、运输、安装、涂装、灌浆以及质量 检查和验收等全部工作。 3、进行焊接和检验工作,并按技术条款要求进行焊接工艺评定。 8.1.3 引用标准和规程规范 1、 钢焊缝手工超声波探伤反复法和探伤结果分级》 《 GB11345-89; 2、 《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-88; 3、 《压力容器用钢板》GB6654-1996; 4《厚度方向性能钢板》GB5313-85; 5、 《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323-87; 6、 《埋弧焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》GB986-88; 7、 气焊、 《 手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》 GB985-88; 8、 《碳素结构钢》GB700-88; 9、 《低合金高强度结构钢》GB/T1591-94; 10、 《水电站压力钢管设计规范(试行) 》SD144-85; 11、 《水工金属结构防腐蚀规范》SL105-95;
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12、 《压力钢管制造安装及验收规范》DL5017-93; 13、 《电力建设施工及验收技术规范钢制承压管道对接焊接接头 射线检验篇》DL/T5069-96; 14、 《压力容器无损检测》JB4730-94 及第一号修改单; 15、 《制造压力容器磁粉探伤》JB3965-85。 8.2 施工场地布置及施工机械 8.2.1 钢管瓦片加工厂 由于本标工地沿线开阔的场地几乎没有,发包方提供的场地有 限,不能满足压力钢管及闸门等工地制造厂的设置。为此,我局经过 讨论,并结合曾从事安康水电站施工的有利条件,拟利用我局安康水 电站钢管厂为本标段制造钢管瓦片,并兼顾其它金属结构的制造。钢 管瓦片加工涂装后采用汽车由安康运输至毛坝关工地钢管拼装场和 金属结构存放场。 钢管瓦片加工厂内有 10t 丰满门机一台, 可供使用。 主车间利用原安康钢管厂的制造车间,其内布置一台 20t 龙门吊,用 于卷板制作,材料吊运等。钢管瓦片加工临时建筑面积见附表 8-2-1。 钢管瓦片加工厂临时建筑面积表
表 8-2-1 序 号 1 2 3 4 5 6 7 单 位 钢板储存场 m2 化工库 m2 钢板划线、切割平台 m2 卷板区 m2 压力机及刨边机区 m2 瓦片涂装与堆放 m2 主车间防雨屋架 m2 名 称 数量 300 15 200 45 150 200 1200 备 包括其它金结制造钢材 砖砼结构 布置一台卷板机 主要布置压弧压力机、刨边机、砂轮机等 可同时制作闸门等 注

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8.2.2 钢管工地制作场 1、确定在引水隧洞钢管主管段设立钢管工地拼装组焊场地;场 地面积为 159.6m2(长×宽=19×8.4 m2),由土建扩挖形成。具体尺寸 详见《钢管隧洞扩挖断面图》(MB/C-Ⅲ-8-01) 。 2、洞内设钢管组圆、焊接区、翻身区以及钢管到主、支洞的运 输系统等。按钢管制作安装顺序进行流水线作业,节省场地且能保证施工进度。 3、洞内制作场设立锚固于洞顶的 3t 移动式电动葫芦 1 台及多台 手拉葫芦, 并借助钢管安装的卷扬机运输系统共同完成瓦片对圆→焊 接→安装的流水作业。 详见《压力钢管工地制作、安装示意图》(MB/C-Ⅲ-8-02) 。 8.2.3 工地瓦片临时堆放场地 根据施工总平面布置图, 确定将瓦片临时堆放场布置在土建修配 厂内,并兼顾闸门、拦污栅、台车等设备的存放,能充分满足毛坝关 水电站设备安装等对施工场地的要求,瓦片每次存放数量以 15 个为 宜,以供洞内组圆一个循环工序使用。场内采用 25t 汽车吊进行卸车 和吊运。工地瓦片临时堆放场地面积见附表 8-2-2。 临时堆放场地面积
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名 称 单位 m2 m2 m2 m2 m2 m2 m2 数量 200 20 30 70 90 30 30 470 备 表 8-2-2 注

瓦片堆放 焊接材料及化工库 焊接检测室 办公休息室 闸门、拦污栅及其埋件堆放 台车机构堆放 台车零部件及电气设备库 合计

砖砼结构 砖砼结构 砖砼结构 露天存放 砖砼结构 砖砼仓库 瓦片和闸门等可交替存放

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8.3 钢管制造安装方案 由于本标段钢管要在洞内制造和安装, 特确定钢管采取边制造边 安装的施工方案。 8.3.1 单节钢管瓦片制造和运输 1、为便于运输,直径 6.4m 的钢管分三块瓦片卷制,直径 3.2m 的钢管分二块瓦片卷制,制造瓦片的钢板定尺采购四切边供货(定尺 尺寸为:长×宽=7×2.5m2 和长×宽=11×2.5m2) ,钢管沿轴线长度方 向为 2.5m。凑合节根据实际安装误差和图纸要求进行制作。 2、单节钢管瓦片运输经安康→紫阳→施工支洞→洞内钢管工地 制造场。为防止瓦片在运输过程中发生变形,应安装瓦片临时刚性支 撑,待组装后拆除。 8.3.2 制造安装顺序 根据施工现场实际情况确定,钢管制造安装顺序为:支管段→岔 管段→主管段。 确定分界处(坝上 0+08.000)的一节支管作为钢管安装始装节。 8.4 钢管制造安装工艺流程 材料检验→排料→划线→切割→刨边→瓦片卷制→瓦片涂装→ 瓦片运输→瓦片洞内组圆、 定位焊接→单节钢管纵缝焊接→无损检测 →钢管洞内运输→钢管安装→钢管环缝焊接→无损检测→补涂装→ 验收→回填砼。 8.5 钢管焊接 根据招标文件,本工程压力钢管材质为 16Mn 钢。该钢种的碳当
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量≤0.2%,可焊性良好,焊后一般不需热处理。钢板在-10℃以下时 焊接应预热 100-150℃。 8.5.1 焊接工艺编制准备 母接工艺编制采用下列程序进行: 母材和焊接材料焊接性试验→确定焊接工艺参数→制定焊接工 艺指导书→对制定的焊接工艺进行焊接工艺评定→调整工艺参数 (预 热温度、层间温度、线能量及焊接工艺)→确定正确的工艺参数及施 工工艺→编制焊接工艺规程。 8.5.2 焊接材料的选择 根据焊接工艺评定试验选择焊接材料, 且材料必须符合国家相关 焊接材料标准要求。熔敷金属力学性能和熔敷金属的化学成分、熔敷 金属扩散氢含量等各项指标,符合图纸技术要求和相关的标准规范, 存放应注意通风防潮。 8.5.3 焊接方法 根据招标文件所列工程量及施工现场情况确定, 制作钢管的制作 焊缝和钢管工地安装焊缝均采用手 工电弧焊。 8.5.4 钢管坡口设计 严格按照图纸设计执行,若图纸未规定时: 制造钢管纵缝,设计成不对称“X”型坡口,工地安装环缝设计 成水平转向 “V”型坡口,坡口制备用刨边机,坡口处涂可焊性防 锈漆。 8.5.5 焊接线能量的选择
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本工程钢管采用低碳量 16Mn 钢焊接时, 焊接线能量没有严格控 制,它脆化、冷裂倾向小。 8.5.6 焊接的预热和后热 1、对焊接工艺要求需预热的焊件,其定位焊缝和主缝均应预热 (定位焊缝预热温度较主缝提高 20-30℃)并在焊接过程中保持预热温 度, 层间温度不应低于预热温度, 且不高于 230℃, 或参照 DL5017-93 推荐的温度。 2、预热设备采用电加热器。若要求后热则由焊接工艺评定确定。 8.5.7 焊接工艺参数 焊接规范是决定焊缝优劣的关键, 它确定了焊接速度和线能量的 大小。 由焊接试验结果和焊接工艺评定决定, 其内容主要是焊接层次、 焊接顺序和焊接工艺参数。 8.5.8 焊接检验 根据钢材的性能和技术要求, 根据国家标准进行目视检测和无损 检测,对焊缝热影响区,坡口等区域的表面进行磁粉探伤或液体渗透 探伤抽查。对焊缝进行射线探伤和超声波探伤,探伤比率由具体技术 要求确定。 8.5.9 焊接施工要点 1、钢管焊缝的焊接,必须由持该位置合格证的焊工焊接 2、无损检测人员应经专业培训,通过国家专业部门考试,并取 得资格证书。评定焊缝质量应由 II 级或 II 级以上的无损检测人员进 行。
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3、焊接时,必须清除所有焊面及坡口两侧 50-100mm 范围内的氧 化皮、铁锈、油污等,每一层焊道焊完后也应及时清理,检查合格后 再焊。 4、焊接环境出现不利情况时,应采取有效防护措施,否则应停止 施焊。 5、焊接时,必须在坡口内引弧,严禁在坡口外引弧,以免擦伤 表面,防止造成弧坑、微裂纹。 6、第一层焊道手工焊接时采用分段后退法焊接,应直线运条, 尽量短弧,达到反面成形。 7、坡口内焊接时,一定要避免焊道中间突出,两边凹陷现象, 防止咬边和夹渣。 8、焊缝丁字交叉部位,先将纵缝焊至环缝坡口内,环缝焊接时, 将环缝坡口内的焊肉打磨干净, 确认无缺陷后方可焊接, 环缝焊接时, 不得在焊缝丁字交叉部位引弧或收弧。 9、双面对接焊缝,单侧焊接后应进行背面清根并打磨干净。再继 续焊另一面,要求需预热的钢管,应在清根前预热,然后清根处理。 10、 为防止洞内湿度对焊缝质量产生影响, 应采取有效保护措施。 8.5.10 焊后清除应力热处理 1、管焊接残余应力测定及消除 由于岔管形体较复杂,在岔管组装时应采用专门夹具,尽量减少 附加应力外,对于岔管的焊接残余应力,通过实测残余应力,了解其 峰值大小,分布范围和位置,为准确制定焊接工艺,使用必要的工艺
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准备来调整残余应力大小。岔管焊接残余应力的测定,采取冲击压痕 法测定。 岔管残余应力消除在焊接过程中除采用锤击法外, 可以采用焊后 局部清除应力热处理,但应严格控制回火温度,另一个是采用水压试 验。 2、其它图纸要求需进行焊后清除应力热处理的钢管,应按 DL5017-93 规定进行,并报监理处理成果。 8.5.11 焊缝缺陷处理 1、根据检测确定的焊缝缺陷,提出返修的部位及措施,经监理 人同意后,严格按 DL5017-93 规定进行返修,并作好记录,直至监 理人认定合格为止。 (2)同一部位返修次数不得超过两次,否则,应找出原因,制订 可靠的技术措施,报送监理人批准后实施。 8.6 钢管安装 钢管安装顺序为: 1#支管段→2#支管段→3#支管段→岔管段→主 管段→灌浆→竣工验收。 钢管洞内采用分段安装,分段回填砼的施工方法,分段回填长度 为 20 米左右。 8.6.1 钢管洞内运输与吊装 验收合格的钢管用自制运输小车沿事先铺设好的钢管安装轨道 由卷扬机进行拖拉到安装部位, 采用手拉导链进行吊装就位或用千斤 顶在钢管侧底部顶抬就位。主管洞至支管洞转角处,运输轨道没有道
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岔。为了防止钢管在焊接、运输、吊装过程中及砼回填时产生变形, 增加钢管刚性,钢管组装完成时,内部用φ 114× 钢管制成的“米” 8 字形支撑加固。 8.6.2 钢管安装施工轨道铺设 1、轨道中心距为 3.0m。 2、轨道与预留钢筋应焊接牢固,悬空处应垫实。 8.6.3 钢管安装措施 1、测量控制点要设置牢固,清楚,并用红铅油标示清晰,分别设 在始装节两侧,弯管起始点的左右中心线及下中心线处,其它管节每 隔一大节设置一个控制点。 2、尽量不在钢管内、外壁上焊接卡具,可设置安装焊接用的压 缝台车。 3、确定联络信号。 4、采取有效的通风排烟措施。 5、土建与安装应相互协商,在砼回填时,应控制回填速度,防 止钢管移位和变形,并注意保护好测量基准点。 6、土建施工,禁止在钢管壁及管口等部位焊接物件,更不能随 意引弧及任意切割加固支撑,如确需要时须得到监理人批准。 8.6.4 钢管安装加固 钢管加固采用型钢同事先设置好的锚筋及吊装轨道对钢管进行 加固,始装节一定要加固牢靠,防止砼浮托力引起变形,其它部分加 固时,根据实际情况可适当减少加固材料数量,以利钢管外周钢筋布
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置。 8.6.5 钢管安装焊接 钢管安装焊接严格按照工艺评定结果制定的工艺参数焊接, 焊接 完毕,应及时进行应力测试、焊接检测、焊后处理及水压试验。 8.6.6 钢管灌浆封堵及尾工处理 钢管灌浆验收合格后,灌浆孔应进行封堵,其过流面应磨平。 拆除钢管内支撑,补刷损坏的涂层并对钢管进行竣工验收。 8.7 涂装 根据招标文件,为确保压力钢管寿命,按施工图纸要求,提交涂 装工艺措施,报监理审批,钢管内壁除锈等级达到 GB8923-88 规定 级别,采用喷砂除锈,外壁涂水泥浆时应均匀,单元管节在钢管厂涂 装完成,距工地焊缝 200mm 处不涂面漆,只涂养护底漆,等焊后补 涂, 所有涂装材料由同一厂家提供, 避免混配。 涂装按施工要求进行, 确保涂装质量,内部质量检验应符合施工图纸要求及 SL105-95 有关 规定,外观检查涂层应均匀,无杂物、起皮、鼓包、裂纹、针孔、流 挂等现象。 8.8 钢管制造、安装质量 压力钢管的制造、安装质量应严格按照施工图纸技术要求及 DL5017-93 等国家标准的规定进行控制,力争施工质量达到优良标 准。 8.9 提交完工验收资料 将钢管制作、安装资料和竣工图,以及焊缝探伤、涂装检验等资
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料整理成册,报送监理工程师。 8.10 安全保护 隧洞内压力钢管制安,结合土建工程,建立对有害气体的监测、 报警装置和安全防护用具。 根据以往隧洞内压力钢管制安施工经验并 结合实际情况,作好安全保护,待中标后,将详细安全保护措施报监 理工程师批准后,方可进行压力钢管施工。 8.11 钢管制作安装进度计划 钢管制作安装进度计划按下列分项工序进行进度安排: 1、钢管瓦片加工厂、堆放场布置及制造施工准备:2001 年 9 月 20 日~2001 年 10 月 20 日。 2、钢板采购(到达工地) :2001 年 10 月 25 日。 3、钢管瓦片制造:2001 年 11 月 1 日~2002 年 2 月 1 日。 4、钢管组焊和安装:2002 年 2 月 1 日~2002 年 5 月 31 日。 5、尾工处理:1 个月。 6、钢管竣工日期:2002 年 6 月 30 日。 8.12 资源配置 8.12.1 主要施工设施 主要施工设备表见表 8-12-1。

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主要施工设备表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 名称 龙门起重机 汽车吊 载重汽车 3t 电动葫芦 卷板机 压力机 刨边机 切割机 超探及射探机 电加热设备 直流焊机 交流焊机 应力测试设备 卷扬机 角向磨光机 导链 千斤顶 磁力钻 水准仪 经纬仪 空压机 滑轮及滑轮组 型钢弯曲机 喷涂工器具 安装、起重常用工器具 涂层测厚仪 规格 20t 25t 8t、15t CD3-60 45×2500 500t 10m 单位 台 辆 辆 台 台 台 台 台 套 套 台 台 套 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 套 套 件 数量 1 1 各2 1 1 1 1 2 各1 1 12 4 1 2 5 各4 各6 1 1 1 1 各4 1 2 各2 1 表 8-12-1 备注

GS-600 BX1-330 5T、10t 3t、5t、10t LQ5t、 10t、 16t T2 N2 6m3/min

制造及安装

BC100A

8.12.2 压力钢管制作安装劳动力计划表。 压力钢管制作安装劳动力计划表见表 8-12-2。

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压力钢管制作安装劳动力计划表
表 8-12-2

序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11





数量 (人)
20 15 15 2 6 5 2 1 4 70 含机加工 1 人





机械安装工
电焊工 起重工 探伤 电气安装、维护 机加工 机械工程师 电气工程师 钳工 合计 说明

含焊接工程师 1 人

含探伤工程师 1 人

压力钢管制安与闸门等制安工程施工人员共计 70 人

8.12.3 压力钢管制作安装材料计划表 压力钢管制作安装材料计划表见表 8-12-3。

压力钢管制作安装材料计划表
表 8-12-3 序号 1 名称 钢材 工字钢 钢管 钢板 方木 型钢 焊接材料 钢管 DN32 16Mn I10 2 3 4 5 6 7 8 I14 I22a φ 114× 8 δ =16mm δ =5cm 待定 规格 单位 T m m m m t m t t t
3

数量 264 30 200 20 500 2 2 5 3 3 脚手架

说明 钢管制作(含钢材损耗) 施工轨道等

安装用支腿 脚手架 加固及施工简易设施制作

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