高温多雨季节碾压混凝土施工 中国水利水电第七工程局有限_美国碾压混凝土施工
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龙滩水电站底孔钢衬制作安装
阴贯松王稳周曙光
（中国水利水电第七工程局有限公司，四川 郫县 611730）
关键词：底孔钢衬制作安装龙滩水电站
摘要：本章主要介绍了龙滩水电站底孔钢衬面临着工期紧、制作安装工程量大的特点，通过采取合理的制作、安装等工艺措施，按期完成了底孔钢衬施工，保证了后续混凝土浇筑的顺利进行，取得了良好的经济效益和社会效益，为同类工程积累了经验。
1工程概况
龙滩水电站是红水河梯级开发中的重点水电工程，位于广西壮族自治区天峨县境内的红水河上，坝址距县城15km。工程以发电为主，兼有防洪、航运等综合效益。左岸布置地下引水发电系统，装机9台；右岸布置有通航建筑物，坝体中部布置有泄洪与溢流建筑物。在表孔溢洪道两侧对称布置2个底孔，主要为水库放空设置，并可用于大坝后期施工导流。孔身为矩形断面，孔身尺寸5m×10m(宽×高)，上游进口段设叠梁检修闸门和平板事故闸门，底孔不运行时由事故闸门挡水。下游出口设弧形工作门，孔身采用钢板衬砌。
底孔钢衬施工高峰期集中，整个大坝底孔钢衬制作、安装近3500 t要在六个月内完成，施工强度大。为满足大坝整体施工进度，钢衬制作和安装将同时进行。底孔钢衬主要工程量见表1 表1底孔钢衬主要工程量表
2施工布置
2.1施工场地
为了快速地完成大坝底孔钢衬制作和安装，根据施工特点，就近合理布置施工场地，创造多平台、多工作面同时进行钢衬制作作业，提高钢衬制作强度。施工场地设4个工位，可同时加工4节钢衬，从而保证了钢衬的制作工期，确保了后续安装的顺利进行。
2.2风、水、电布置
（1）施工供风。根据钢衬制作施工强度和作业面要求，结合现场实际情况，钢衬制作场地和安装现场均采用0.9m3/min的小型移动式空压机。
（2）施工供水。钢衬制作生产用水主要为钢衬防腐用水，采取系统供水。
（3）施工供电。钢衬制作用电，主要由右岸侧变压器供电。钢衬安装用电在12#坝段后变压器处取电。
3底孔钢衬制作和防腐
3.1底孔钢衬制作
3.1.1钢板的下料和坡口加工
首先根据钢板到货情况对钢板进行划线和齐边，钢板划线后，用钢印、油漆分别标出钢衬分段、分节、分块的编号、水流方向、水平和垂直的中心线、排气孔位置、坡口角度以及切割线等符号。
钢板下料采用半自动切割机进行切割，气割前清除切割边缘50mm范围内的锈斑、油污等，气割后用砂轮清除熔渣和飞溅物等。对坡口采用半自动切割机加工。所有板材加工后的边缘不得有裂纹、夹层和夹渣等缺陷。坡口加工完毕按规定立即涂刷无毒且不影响焊接性能的涂料以防坡口生锈。钢衬纵缝采用 “V”型坡口，安装环缝坡口，在钢结构拼装存放场内加工好，坡口型式不对称单面“X”型坡口。
钢板划线的极限偏差值见表2。
表2钢板划线的极限偏差表
3.1.2钢衬制作组装
考虑到缆机的起吊能力，单节钢衬最大重量不超过25t。
钢衬在专用组装平台上进行组装。钢构件组装前，进行零部件的检验，并作好记录，检验合格后才能投入组装。
组装时，严格控制以下制作公差：
（1）对接口不平度：钢衬对接在平台上进行，其接口平面度允许极限偏差为3mm；
（2）周长允许偏差：实测周长与设计周长允许偏差不超过±24mm；
（3）相邻管节周长差不应大于10mm；
（4）错牙公差：钢衬纵缝对口错位不大于2mm，环缝对口错位不大于3mm；
（5）单节钢衬轴线长度偏差：单节钢衬轴线长度与设计值之差不大于±5.0mm。
3.1.3附件的制作
附件主要包括加劲环、止水环的制作和加工，附件的制作加工满足施工图纸及以下要求：
加劲环、止水环的对接焊缝与钢衬纵缝错开100mm以上，加劲环与钢衬管壁间的组合焊缝为双面连续焊缝，止水环与管壁间的组合焊缝为连续焊缝。
直管段加劲环组装的极限偏差，应符合DL5017－93表4.1.15的规定。
在制作钢衬时，按施工图纸所示的孔位和结构要求预留排气孔。
3.1.4钢衬内支撑
为了防止钢衬运输、吊装变形，在钢衬加工厂对管节加设内支撑。内支撑采用型材“井”字型布置，在管节进口和出口均布置一片内支撑，保证钢衬在运输与吊装过程中不发生较大变形。内支撑钢管与钢衬接触面之间采用橡皮垫实，然后用螺杆顶紧，保证运输过程中，内支撑不发生脱落。
3.2钢衬防腐
底孔钢衬组焊完成，检查合格后，开始进行表面防腐工作。为避免与底孔钢衬制作相互干扰，防腐
作业设在较为封闭的专门防腐区域进行。
（1）防腐时，注意保证管节顶、底中心线、水平中心线及管节编号、水流方向等标记在防腐工作前后的一致性。
（2）钢管内表面采用喷砂后喷涂厚浆型环氧煤焦沥青漆涂料；钢管外表面喷砂后喷涂苛性钠水泥砂浆。内壁钢管防腐基层清洁度要求达到Sa21/2级；表面粗糙度为Ra40~70μm。外壁钢管防腐基层清洁度要求达到Sa1级。钢管内壁喷涂后干膜厚度不低于400μm；钢管外壁喷涂后砂浆厚度不低于1mm。
（3）钢管表面预处理采用喷砂除锈的方法。喷砂所用的磨料为清洁、干净、有尖锐棱角的石英砂，其粒径为0.5~1.5mm。喷砂选在天气晴朗的时段进行。
喷砂前，仔细清除焊渣、飞溅等附着物，清洗金属表面污物。
喷砂采用 0.4~0.6Mpa的压缩空气进行。喷砂时喷嘴至被喷面的夹角为40°～50°之间。喷嘴移动路线为“弓”字形，其移动速度从看不到结构表面原清洁度时起，再继续喷射原喷射时间的1/4，并用净空气清除表面灰尘后进行照片目视比较以调整喷枪移动速度。
（4）钢管喷砂后，分别按涂料说明书有关要求喷涂内外壁涂料（水泥砂浆）。
环缝两侧各200mm范围内，在表面预处理后，立即涂刷不影响焊接质量的环氧富锌底漆，以免坡口生锈。
防腐处理采用照片目视及湿膜测厚仪进行检验。
防腐后用油漆在钢管内壁（原位置）标注顶、底中心线、水平中心线及管节编号、水流方向，外壁写明管节编号及水流方向。
4底孔钢衬安装
4.1钢衬运输与吊装
钢衬运输时，根据钢衬各运输部件的不同情况，制订详细的运输措施，其内容包括采用的吊装、运输设备。管节运输时，将钢衬安放在加垫木梁上，以保护管节及其坡口免遭损坏，并与运输车捆绑牢固。采用钢索捆扎吊运钢衬时，在钢索与钢衬间加设软垫。
根据钢衬分节制作的重量，装车选用20t龙门吊进行吊装，选用40 t平板拖车运输，钢衬装车时，其重心应尽量与平板车中心一致，捆绑使用4台5 t手拉葫芦。运输行车速度宜保持在20km/h范围内，并配备专业人员押车。
安装现场采用25 t缆机进行吊装。吊装采用专用的工装进行吊装以防止钢衬变形。
4.2底孔钢衬安装工艺
4.2.1底孔钢衬安装方法
钢衬现场安装时，从上、下游方向向中间安装，最后在中间设置凑合节，凑合节采用瓦片形式拼装、焊接。
钢衬现场安装时，采用合理的施工程序，保证其中心、高程、里程符合有关技术要求。现场焊接时，严格按照监理工程师批准的焊接工艺进行施焊，保证焊缝质量，并防止焊接变形。
钢衬安装时，考虑到支撑高度超过1.5米以上，为避免温差的影响，采用混凝土支撑，保证钢衬管在混凝土浇筑过程中不发生位移和变形。
每个坝段钢衬整体安装验收后，交付混凝土施工。在浇筑钢衬管侧壁混凝土时，两侧混凝土均匀上
升，并避免吊罐碰撞支架和钢衬管。钢衬管内支撑要有足够的刚度，防止混凝土浇筑过程中产生变形或移位。
钢衬底板设计布置有灌浆孔，混凝土浇筑后，进行全面检查，对与混凝土不密实的空隙，需回填灌浆，灌浆完毕后，对灌浆孔进行焊堵并磨平，采用磁粉探伤检查。
钢衬管安装允许偏差符合下列要求：
(1)始装节管口中心偏差不大于5mm，里程偏差不超过±5mm，且两相邻管口垂直度偏差不超过3mm；
(2)钢衬管安装后，管口对应边距离和对角线偏差不大于15mm，相邻环缝对口错边量不大于2mm，对边间隙0～3mm；
(3)钢衬管安装后，每米范围内的波浪（即弯曲变形）数不多于2处，波峰间距应大于400mm，波峰的倾斜度小于1/50。
4.2.2底孔钢衬现场安装焊接
钢衬现场安装焊缝主要是对接环焊缝，有平焊、立焊和仰焊，顶板和底板为不对称X坡口，立板为对称X坡口。
每节钢衬对口安装完成并经过检验合格后，先进行定位焊接，定位焊缝为100，间隔400，选用φ
3.2mmJ507焊条，焊接电流110-140A。定位焊完成后即开始正式焊接，不对称坡口先焊大坡口侧，立焊先焊里侧，采用分段退焊，打底选用φ3.2mmJ507焊条，焊接电流110-140A，中间层选用φ4mm焊条，焊接电流200-250A，盖面选用φ4mm焊条，焊接电流160-200A。单侧焊接完毕后，反面清根打磨干净采用同样焊接工艺焊接。整个焊接过程采用偶数个焊工进行对称施焊的原则进行,从而防止焊接变形。
4.2.3底孔钢衬焊缝检验
所有焊缝在经过外观检查合格后，再由焊缝检测人员对一类焊缝和二类焊缝按要求进行探伤。在焊缝局部探伤时，若发现有不允许缺陷，则在缺陷方向或在可疑部位做补充探伤，若经补充探伤仍发现有不允许缺陷，则对该条焊缝进行全部探伤。
5综合制作安装工艺实施效果评价
大坝底孔钢衬制作安装近3500 t的制安工程量，制作工期近4个月，而安装工期仅不到2个月，制作和安装的月平均强度达到了近440t和875t，钢衬的月最高安装强度达到了近1000t，通过采取以上的施工措施，钢衬制作安装均满足了工程总体进度要求。底孔钢衬制作安装2006年1月份相继开始，其中19#坝段钢衬安装于2006年3月31日完成；12#坝段钢衬安装于2006年4月3日完成。
通过严格的质量检查制度的控制，使施工过程始终处于有效的受控状态。钢衬制作安装验收单元为82个，全部合格，优良单元数量为80个，单元合格率为100％，单元优良合格率为97％，总的钢衬制作安装质量达到了优良水平。
4结语
底孔钢衬具有工期短、时间紧、强度高的特点，同时亦受到土建工作面移交滞后的影响，通过采取合理布置施工场地、采用合理的制作安装工艺、开展多作业面等有效措施，按期保质保量完成了钢衬制安，为龙滩水电站提前下闸蓄水发电创造了条件。
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