2壓力鋼管製作與安裝
2.1壓力鋼管概述
壓力鋼管是水電站輸水建築物重要組成部分，它是在承受水庫、壓力前池或調壓室中水壓力的條件下，將水引入蝸殼，推動水輪機轉動，或者將水引入其他裝置以滿足供水的要求。
壓力鋼管的布置形式是根據水電站所在地區地形、地質條件和擋水、引水結構形式的不同來確定。常見的壓力鋼管布置形式有：明管、地下埋管、回填管、壩後背管、壩後埋管等。
見圖2-1-1~圖2-1-5。
圖2-1-1明管
圖2-1-2地下埋管
圖2-1-3回填管
圖2-1-4壩後背管
圖2-1-5壩內埋管
壓力鋼管一般都由進口漸變管、上平管、上彎管、斜管(或豎井鋼管) 、下彎管、下平管、岔管、支管組成。
壓力鋼管的主要構件包括直管、彎管、錐管、漸變管、岔管、伸縮節和鋼管上的附件（如支承環、加勁環、止水環、錨筋、進人孔、灌漿孔等），以及明管上的支座等部件。
隨著水電水利工程建設的發展，高水頭，大型、超大型水利水電工程的日益增多，壓力鋼管的規模、難度也相應加大。目前，我國水電站壓力鋼管設計水頭最高的已超過千公尺，管徑最大的已達14.4公尺。
用於鋼管製造的材料也由強度級別較低的普通材料發展到大量採用強度級別為600mpa、800mpa級別的高強度鋼。焊接方法也由原來比較單純的手工焊條電弧焊到大量採用埋弧自動焊、手工氣體保護焊及全自動氣體保護焊等。焊縫檢測技術也不斷完善，新的檢測技術也不斷應用於壓力鋼管製造與安裝。
在一些大、中型電站，由於壓力鋼管體積較大，運輸不便，大部分電站壓力鋼管加工廠都布置在工地，有的施工單位也利用已有製造廠製造瓦片，而在工地僅設立簡易組焊車間，將瓦片在組焊車間組焊成鋼管，以節省工地鋼管廠建設費用。
壓力鋼管現場安裝一般利用土建澆築混凝土的大噸位起重機吊裝，在隧洞內或地下廠房也可採用特殊的起重裝置進行吊裝就位。
2.2鋼管製作場地布置
2.2.1概述
壓力鋼管製作場地布置與場地選址、場地至安裝位置的交通運輸條件、當地物資**狀況、鋼管安裝強度等諸多因素相關，製作單位可結合自身特點通過技術經濟分析比較後建設壓力鋼管製作車間，滿足工程需要。
鋼管製作場地一般根據鋼管的生產工藝過程、鋼管的平均月生產強度、最大節鋼管尺寸及重量等現有條件來設計。完整的製作場地應包括場地面積、廠房結構、廠內運輸道路、加工裝置配置、輔助設施、生活設施等方面。
2.2.2製作場地分類
鋼管製作車間具體形式是多樣的，大體上分為現場組焊車間和鋼管製作車間兩種形式。
(1) 現場組焊車間，
結構及設施較簡單，只具備瓦片重新組圓、焊接以及油漆補塗等能力，鋼管製作的其餘工作由遠離電站的加工廠完成。現場組焊車間一般適合現場場地條件受限、工程規模小等實際情況，但在有些國際專案施工時，大中型的鋼管也常採用在現場組焊車間進行瓦片組圓、焊接的施工方案。
(2) 鋼管製作車間
由於鋼管製作車間的目的性強、使用時間短較（2～5年），因此一般建設成封閉式或半封閉式臨時廠房。如果鋼管製作車間是作為基地建設的一部分，則應該按永久性建築設計和建設。車間應具備鋼管從材料進廠、下料切割、捲板、組圓、焊接、探傷、噴砂（丸）、塗裝、吊裝運輸等全部工藝過程的生產能力。
如果根據工程需要，鋼管製作車間還承擔了其它金屬結構件如水輪機埋件、閘門、攔汙柵等製造任務，車間還得具備相應的熱處理、機械加工等能力。大部分水電站壓力鋼管製作採用此種模式運作。
2.2.3場地主要配置
鋼管製作場地的設計包括場地面積、廠房結構形式、投入裝置、附屬建築、輔助系統等的確定。
(1) 場地、廠房面積
鋼管製作場地包括原材料儲存、切割下料、瓦片加工、鋼管對圓、焊接、組裝、探傷、噴砂（丸）、塗裝等場地。鋼管製造廠房和場地面積可分別參照公式（2-2-1）估算：
…(2-2-1)
式中：f—鋼管製作場地（廠房)面積，m2；
q—鋼管製作工程量，t；
φ—場地（廠房）面積換算係數，單位：m2/t，參見表2-2-1。
表2-2-1場地（廠房）面積換算係數表
(2) 主車間
主車間主要承擔鋼管下料、捲板、單節組焊、大節組焊等工作。
主廠房結構應滿足安全需要，一般為磚、砼及鋼結構，如設計為永久性建築，則可選鋼筋混凝土結構及全鋼結構廠房。
1） 主車間應滿足鋼管下料、捲板、組圓、起吊、轉運的場地和空間需要，跨度尺寸主要與鋼管最大直徑有關，其值可參照表2-2-2確定。
表2-2-2主車間跨度參考表
2） 主車間長度與鋼管最大月製作強度緊密相關，一般可參照表2-2-3確定。
表2-2-3主車間長度參考表
3） 主車間高度
主車間高度可按公式（2-2-2）計算確定。
… (2-2-2)
式中：h—主車間高度，m；
d—鋼管的外徑或大節鋼管的高度，兩者取其大值，m；
h1—吊運鋼管時，管底邊離地面的距離，一般取0.5m；
h2—吊運鋼管時的吊具的高度，一般取1.5m～2m；
h3—橋式或龍門式起重機的吊鉤公升至最大高度時與起重機最高點的淨距，m；
h4—橋式或龍門式起重機的最高點至廠房屋架下弦的淨空尺寸，m。
4） 主車間平面布置
主車間平面布置一般按鋼管製作工序進行，主要包括劃線平台、下料切割平台、修磨平台、捲板及瓦片存放區、組園平台、焊接平台、焊接檢驗平台和廠內運輸台車及軌道等。
1 劃線、切割平台
一般用型鋼或鋼板條鋪成，位置應與數控切割平台，原材料堆放場相鄰。
2 打磨平台
型鋼焊接結構，高度在0.8～1m 左右，面積按照2～3 塊鋼管瓦片的面積確定，應滿足捲板及組裝進度的需要。
3 組圓平台
組圓平台是鋼管組裝的基礎，平台形式有很多，常用的有：輕軌平台、鋼板平台、混凝土支墩平台、混凝土型鋼平台等。組圓平台數量根據鋼管最大生產強度確定。
4 捲板及瓦片存放區
根據捲板機特性、瓦片尺寸確定捲板機工作區域，同時應考慮瓦片檢驗和存放位置。
5 焊接平台
焊接平台可與對園平台交替使用，如果採用埋弧自動焊，可在主車間設定埋弧自動焊工位，平台或自動焊工位數量根據生產強度確定。當生產需要專門設定埋弧自動焊車間時，焊接車間可按如下引數確定。
● 車間長度可按公式（2-2-3）計算：
…（2-2-3)
式中：l—焊接車間長度，m；
d—鋼管最大直徑，m；
e—車間長度的裕度，一般取4.5～5.5m。
● 車間寬度：按公式（2-2-4）計算：
…（2-2-4
式中：b—車間寬度，m；
d—鋼管直徑，m；
b—車間寬度的裕度，一般取2.0m。
● 車間高度：按公式(2-2-5)計算：
…（2-2-5)
式中：h—車間高度，m；
d—鋼管直徑，m；
h1— 鋼管滾焊台車支承託輥處的高度，m；
h2— 鋼管頂部需要的淨空。
6 焊接檢驗平台
焊接檢驗平台的數量可根據檢驗時間的週期及一次報檢的數量確定，以滿足進度要求為前提。結構型式與組圓平台相同。焊接檢驗平台與組圓平台有時根據需要可以共用，對需進行射線檢驗的平台，應充分考慮安全距離與防護措施。
7 廠內運輸台車及軌道應滿足車間內外運送構件、材料等用，布置時應遵循轉運快捷、方便原則。
(3) 鋼材堆放場地
鋼材堆放場地，應靠近劃線切割區，以便於鋼材的轉運。鋼材堆放場地需求面積根據鋼材進料時的數量和批次確定，以確保能夠滿足進料和製造的需要。鋼材堆放場地面積按公式（2-2-6）計算。
… (2-2-6)
式中：f1—鋼材堆放場面積，m2；
k1—係數，取0.2～0.5；
a—鋼管全部在工地車間製造時所需要的主車間建築面積，m2。
(4) 鋼管半成品堆放場
鋼管半成品堆放場一般設在主車間外側，面積按公式（2-2-7）估算。
… (2-2-7)
式中：f2—半成品堆放場面積，m2；
k2—係數，一般取0.5～1.0；
a—鋼管全部在工地製造所需的主車間建築面積，m2。
(5) 電焊機房
手工電焊機房一般設在主車間一側，靠近對圓平台處，布置時要考慮與焊接地點的距離，避免距離過長造成電纜壓降過大而影響焊接質量， 電焊機房面積可按公式(2-2-8)估算：
…（2-2-8)
式中：f3—電焊機室面積，m2；
n —焊機台數；
a1—單台電焊機占地面積；
a2—焊條烘焙箱和工具箱占地面積，取8m2～12m2；
a3—焊條臨時堆放場及工作人員占地面積，取2m2～4m2。
(6) 無損檢測檢驗室
無損檢測檢驗室包括射線探傷室、超聲波探傷室和暗室、表面探傷室及評片室等。射線探傷室可以和超聲波探傷室集中布置，也可分開布置。射線探傷室必須與作業場地有一定的安全距離，同時在周圍設定鉛板防護牆等防護措施，防止因射線輻射影響人身健康。
(7) 焊接試驗室
焊接試驗室負責推廣新的焊接工藝及裝置、新材料焊接工藝評定試驗，驗證並實施，負責焊工考試和取證等工作。推薦面積為150m2～500m2。一般含有焊工理論培訓室、實際操作訓練室、考試室、焊接試驗裝置及焊縫檢測室等。
(8) 防腐除鏽車間
防腐除鏽車間包括除鏽室、塗裝室、油漆貯存室和工具室、休息室等。除鏽室面積按公式(2-2-9)計算。
…（2-2-9
式中：f4— 除鏽室面積，m2；
b— 除鏽室寬度，取鋼管最大外徑加2m；
l— 除鏽室長度，取鋼管最大管段長度或最大鋼管外徑加2m。
除鏽車間高度可按公式(2-2-10)計算
h = h1 + h2 + h3
式中：h — 車間高度
h1— 台車高度
h2— 最大管節高度或外徑
h3— 鋼管頂部淨空
除鏽室應全部封閉，其內鋪設運輸軌道，室內應裝置通風、除塵裝置、消音降噪裝置，以滿足環保要求。同時還要求有足夠的照度以便於檢查鋼管表面預處理質量。
塗裝室應有足夠大的面積，保證工件塗裝後有充足的乾燥時間。
油漆貯存室用來貯存油漆、稀釋劑等危險品物質，要求有良好的通風並配備防火裝置。
(9) 配電室、空氣壓縮機室和乙炔供氣室
金屬結構安裝與除錯監理細則
一 總則 1.1.本細則根據sdj201 80 水工建築物金屬結構製造安裝及驗收規範 設計檔案 圖紙要求和有關規範規程制訂。1.2.本細則適用於放水洞閘門 攔汙柵及啟閉設施的安裝與除錯。二 開工許可證申請程式 2.1.承建單位在具備了金屬結構安裝施工條件時，承建單位應按合同檔案技術條款，設計檔案和相...
第11章金屬結構安裝
第十一章鋼結構制安及閘門啟閉機安裝 11.1 鋼結構製作和安裝 11.2 閘門及啟閉機安裝 11.3 質量安全保證措施 第十一章鋼結構制安及閘門啟閉機安裝 11.1 鋼結構製作和安裝 11.1.1 範圍 包括本合同施工圖紙所示的集石坑鋼結構以及鋼屋頂 鋼蓋板 鋼欄杆 鋼梯等零星金屬件以及上述專案的埋...
水工金屬結構無損檢測方法比選
深圳市水務工程檢測 廣東深圳 518000 摘要 水工金屬結構主要通過焊接組合而成，焊縫質量的好壞直接影響著水工金屬結構產品的質量，對焊縫進行質量檢測是控制水工金屬結構焊接質量的重要措施。本文通過幾種金屬結構無損檢測方法的介紹 比較，在實際工作中可以根據水工金屬結構工況的特點擊擇合適的無損檢測方法。...