对水电站压力钢管安装钢管变形控制的研究

对水电站压力钢管安装钢管变形控制的研究

秦俊兰

中国水利水电第三工程局有限公司

摘要：在经济发展的过程中,水电站所发挥的作用是十分显著的。为了保障水电站工作质量,发电能力,就需要做好钢管变形问题的控制,只有这样才能够体现与突出水电站工程作用。

关键词：水电站；压力钢管安装；钢管变形控制

1压力管道安装过程中钢管变形的原因及控制措施

1.1压力管道安装过程中钢管变形的主要原因

水电站往往处于相对恶劣的环境中，主要表现为昼夜温差大、日照时间长、风速较大等。这些因素对水电站压力管道的实际安装过程产生了巨大的影响。特别是通过相关文献和企业的实际施工案例，可以看出许多水电站在压力管道安装过程中，在纵向和轴向上都会产生不同程度的变形和位移，甚至可以达到10cm。在最严重的情况下形成和移位。这一问题最常见的原因是压力管道在施工过程中直接暴露在施工地面上，并会随着阳光的长期变化而发生相应的变化。它还会引起不同方向和不同程度的拱变形，给水电站压力钢管的安装工作带来巨大的困难。

同时，由于水电站施工过程中使用的压力钢管往往比较长、比较重，普通钢支架在安装压力钢管时无法满足实际的施工设计要求，导致压力钢管在安装时长度较长。压力管道的安装，压力管道的倒塌、偏斜和倒塌。可能性越大。造成这一问题的关键则是因为常见的钢管基础基本上都是以混凝土作为原料,混凝土垫层的强度相对较低,不能承受安装过程中钢管增加带来的重量。累积量的增加将导致底部支撑开裂和钢管倒塌。另外，根据水电站压力管道的施工设计要求，钢管必须能在两个支架之间自由伸缩，这也决定了钢管垫块与钢管不可能连接。在浇筑垫层底板的过程中，必须拆除已浇筑钢管的外支撑，使钢管的总重量集中。在少数钢支架上，压力管道的倒塌和迁移发生在后期。

1.2压力钢管安装过程中钢管变形的控制

首先，在水电站压力管道安装过程中，可以采用毛毡或封闭板的保护方式，有效地控制压力管道的变形。这是因为在水电站压力管道的实际安装过程中，由于昼夜温差大，会产生不同程度的变形，以及混凝土垫块与钢管摩擦造成的连续损伤。因此，在施工过程中，安装人员往往选择在压力管道底部加一层毛毡起到一定的保护作用，并在墙体与伸缩缝室钢管之间铺设一层闭孔板，以减少摩擦原因。由钢管与混凝土之间的膨胀摩擦，使压力钢管得以支撑。阀座与膨胀节之间的自由膨胀可以更顺利地进行。为此，应留有足够的操作空间，有助于减小摩擦引起的压力管道变形。

其次，充分利用U形支架。在压力管道安装过程中，由于外部环境的影响，钢支撑方案的实施将变得困难。为解决这一问题，除满足施工设计要求外，还可在压力管道底部放置U形支架，以更好地固定压力管道。U形支架是由钢板与型钢组合焊接而成，具有良好的固定作用。因此，在压力管道的实际施工过程中，可以在初始组装段放置两个U形支架，然后在每个段放置一个U形支架。在整个过程中，U形支架与钢管断开，因此U形支架的放置不会影响新钢筋网的实际铺设，而且由于钢管可以在U形支架的弧形支架中自由膨胀，达到一定的延伸。

2施工技术、焊接技术

2.1运输

压力钢管需要用平板拖车以管口向下平放的方式运输。钢管施工在引水洞下平段与延长线使用运输台车进行,钢管的倒运吊装、翻身与卸车全部使用卷扬机系统,即锁具、卷扬机、滑子、锚固杆。

引水洞钢管运输需要将钢管放在洞内滑行台车。之后用卷扬机做钢管托运,延长施工支洞。最后用千斤顶微调。主工字钢、枕木、轨道可以重复使用,施工中所用的小支撑不需要撤出。

在压力钢管安装就位以后,扩挖引水道洞截面。钢管运输应用钢轨铺设与轨道运输车组合方式,水洞钢轨顺着水流铺设。运输管节的过程中,将钢管放到垫木梁,以此保护坡口与管节。吊运钢管需要设置软垫。如果管径较大,引水洞就需要保障钢管与车体足够牢固,做好固定工作。运输中指派专人巡查,在遇到问题的时候第一时间处理。

引水洞运输台车压力钢管卸车使用千斤顶,用千斤顶顶起管道。千斤顶微调需要满足技术要求,使用型材固定与支撑管道,随后做其他管节的运输和安装。

2.2安装

在施工中需要做好压力钢管安装顺序的控制与调整,依照现场施工实际情况,例如定位节的安装就需要使用全站仪初步分析钢管的安装高程、桩号与中心,随后应用手拉葫芦、千斤顶等设备完成钢管安装位置的调整需求,最后用加固的方式保障压力钢管支撑效果。压力钢管加固中需要保障钢管浇筑中不会发生移位与变形问题。管壁、洞壁的处理可以用14号槽钢在8至16个点支撑。必须说明的是结束定位节安装后才可以进入后面的管段施工与安装。

安装完所有定位节后,立刻将上游部位的第二节钢管下放,并使其靠近定位节,随后用千斤顶顶起钢管,用U形支架支撑其管节底部,通过手拉葫芦的方法调节钢管安装尺寸,保障后续工作顺利展开。

环缝对接中必须保障对接工作参数得到满足,随后进入到电焊环节。电焊中需要做好电焊间距与长度控制,间距控制在600毫米至800毫米之间,长度控制在80毫米至100毫米之间。此外还要用角钢支撑管壁与洞口,保障后续的钢管浇筑质量。结束压力钢管安装流程后,整理相关资料,交至监理人员,方便后续的验收工作。

焊接活动开始前,需要使用工字钢搭接制作临时脚手架,目的是为了做探伤工序与钢管焊接。

3钢管变形控制办法

3.1加强安装过程控制

在施工中需要做好压力钢管安装顺序的控制与调整,依照现场施工实际情况,例如定位节的安装就需要使用全站仪初步分析钢管的安装高程、桩号与中心,随后应用手拉葫芦、千斤顶等设备完成钢管安装位置的调整需求,最后用加固的方式保障压力钢管支撑效果。压力钢管加固中需要保障钢管浇筑中不会发生移位与变形问题。管壁、洞壁的处理可以用14号槽钢在8至16个点支撑。必须说明的是结束定位节安装后才可以进入后面的管段施工与安装。

安装完所有定位节后,立刻将上游部位的第二节钢管下放,并使其靠近定位节,随后用千斤顶顶起钢管,用U形支架支撑其管节底部,通过手拉葫芦的方法调节钢管安装尺寸,保障后续工作顺利展开。

环缝对接中必须保障对接工作参数得到满足,随后进入到电焊环节。电焊中需要做好电焊间距与长度控制,间距控制在600毫米至800毫米之间,长度控制在80毫米至100毫米之间。此外还要用角钢支撑管壁与洞口,保障后续的钢管浇筑质量。结束压力钢管安装流程后,整理相关资料,交至监理人员,方便后续的验收工作。

3.2U形支架

压力钢管的安装以及钢支撑方案的落实会受到众多外界因素的影响。为克服外界因素影响与限制,就需要在考虑满足施工要求基础上,在压力钢管底部放置U型支架,并做好压力钢管固定工作。U形支架以型钢、钢板组合焊接的方式制作,有着很好的固定效果。压力钢管施工中需要将两个U形支架放在始装节,随后剩余的所有管节各放一个U形支架。安装中,钢管与U形支架以断开状态呈现。U形支架的摆放不会影响到后续的钢筋网铺设,并且其能够保障钢管的自由伸缩,满足了压力钢管支撑需求。并且U形支架本身有着较大的受力面积,U型支架的使用能够直接把U形支架浇筑至垫板内部,保障压力钢管获取良好伸缩条件,规避了倾倒、偏移问题。除此之外该方法有效解决与处理了二次施工情况的发生,能够应对压裂垫层问题的要求。

3.3浇筑与钢管协调施工

水电站施工中如果地点有着较大的昼夜温差,就会因热胀冷缩原理导致钢管出现变形、位移。所以压力钢管混凝土浇筑应当与钢管安装进度保持同步。假设底部支墩并没有浇筑,那么在压力钢管受到温度影响以后,就会出现结构变形问题。对于工程施工来说,在结束压力钢管的安装后,必须第一时间展开模板安装、混凝土浇筑。在周围气温环境并没有对压力钢管造成影响的时候,用混凝土保障钢管强度,减少环境温度带给钢管安装的不良影响。

结论

水电站有着非常特殊的施工环境,其在风力、昼夜温差、自重、长度等因素的作用下会发生各种变形问题。通过分析不难看出,参照现场实践与工作经验制定的变形控制举措能够妥善处理工程问题,保障工程顺利结束。

参考文献

[1]康晓娟,许战军,谢瑞昌.某水电站压力管道局部变形处理[J].西北水电,2017(06):60-61.

[2]邓勇,张小山.水电站压力钢管安装过程中的钢管变形控制[J].科技创新导报,2017,14(26):58+60.

[3]孙文.水电站压力钢管安装危险辨识及控制[J].劳动保护,2018(01):98-99.