钢衬制作与安装施工程序及施工方法探讨

钢衬制作与安装施工程序及施工方法

1施工程序

施工程序见图12-3。

2钢衬的制造工艺方法

（1）钢材

①钢材性能

用于制造和安装钢衬的金属材料必须符合施工设计图样的规定和相应国家标准或部颁标准的要求，并应具有出厂合格证，钢板机械性能和化学成份必须符合现行的国家标准和部颁标准。每批钢材入库验收时，应向监理人提交产品质量证明书，并接受监理人的检查，没有产品合格证件的钢材不得使用。

b.钢板应按钢种、厚度分类堆放，垫离地面，并注意灰尘、油脂及酸性有机物等的污染；户外堆放时，应架设防雨棚，防止腐蚀、污染和变形。

（2）钢板的下料和坡口制备

钢板划线的允许偏差符合招标文件技术条款第5.3.1.1条之表5-1的规定。钢板划线后，应用钢印、油漆分别标出钢衬管的分段、分节、分块编号、水流方向、水平和垂直中心线、灌浆孔的位置、坡口角度及切割线等符号，符合DL5019-93第4.1.2条和4.1.3条的规定。

（3）钢板切割与机加工

①采用半自动切割机切割下料，局部需要采用手工火焰切割的，应得到监理人的许可。切割面的熔渣、毛刺和由于切割造成的缺口及淬硬层用砂轮磨去。

②焊缝坡口主要采用铣边机加工。切割后坡口尺寸偏差符合招标文件技术条款第5.3.1.1条之表5-1的规定。坡口加工完毕立即涂刷无毒且不影响焊接性能的涂料。

（4）瓦片成型

①钢衬面板的圆弧模压方向应与钢板的压延方向一致，压轧成形时中不得损坏钢板表面。圆弧段在工厂分片采用卷板机冷弯成形，用样板检查间隙不得大于2.5mm。

（5）钢衬节组装与焊接

①钢衬节组焊符合招标文件之技术条款第5.3.1.3条的有关规定。

②管节和大节管段（由相临单管节组焊而成）组装在专用钢平台上进行，制造精度要求符合DL5017的规定。

③钢衬上加焊和拆除卡具、吊耳等附加物时，注意不伤及母材，焊接部位应保证起吊钢衬不受损伤和产生过大的部应力。若对后续工序无不良影响，经监理人同意，附加物可以不予拆除。

④钢衬的防腐处理应符合招标文件之技术条款第5.7条的要求。

⑤管节出厂验收前，应按要求装配好内支撑，并采取可靠固定措施。

⑥出厂前，必须按要求做好安装标记，并醒目标识。待安装的管节或大节单元堆放水平放置（管口朝上），应使用支垫均匀支撑，以防变形。

（6）附件的制造

①加劲环、止水环的制造与加工符合技术条款的有关规定。

②加劲环、止水环的对接缝与钢衬纵缝错开100mm以上，其内圈与管壁组装间隙不大于2.5mm。组装极限偏差及焊接技术要求符合招标文件和DL5017-93规范的有关规定。

③灌浆孔、进料孔及其补强板

在钢衬制造前，按施工图纸的规定预留灌浆孔，并按图中所示，进行补强板和堵头的加工与装焊，出厂前，对螺纹抹油防锈，加旋塞予以保护。

根据施工需要钢衬底板中部设一排混凝土进行料及振捣孔，出厂前按要求制孔并装焊补强板，见附图XW/C4-A（L）-12-10。

补强板焊接完成后，逐块作磁粉进行探伤检查。

（7）钢衬内支撑的制作

底孔钢衬内支撑结构主要采用型钢制作，内支撑布置间距约1.5m。

（8）管节防腐处理应符合招标文件之技术条款第5.7节的要求。施工工艺方法详见本章第12.6节。

3钢衬安装的主要施工方法与措施

（1）钢衬管现场安装时，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。

（2）以上游的管节为始装单元，然后分别向下游方向推进进行安装。始装单元的安装加固验收合格并经监理人签证认可后，方可进行其余管节的安装施工。

（3）钢衬管安装时，采用足够刚度的钢结构支撑架予以固定，保证钢衬管在混凝土浇筑过程中不发生位移和变形。

（4）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。

（5）钢衬底板设计布置有灌浆孔和混凝土进料及振捣孔，混凝土浇筑后，先封堵进料孔及振捣孔，全面检查并对与混凝土不密实或混凝土收缩产生的空隙，进行接触灌浆，灌浆完毕后，对灌浆孔进行焊堵并磨平，采用磁粉探伤检查。

（6）钢衬管安装允许偏差符合招标文件之技术条款第5.6.2条的要求。

（7）钢衬管安装允许偏差符合下列要求：

①钢衬的直线段、渐变段与设计轴线的平行度误差应不大于0.2%。

②钢衬安装中心的偏差应遵守DL5017的规定；钢衬顶底偏差不超过2mm，边墙偏差不超过3mm，其对角线偏差不超过4mm。

③钢衬始装节的里程偏差不应超过±5mm，弯管起点的里程偏差不应超过±10mm。始装节两端管口垂直度偏差不应超过±3mm。

④与闸门门框相连的钢衬端部的极限偏差在水平和垂直方向均应在＋5mm及-2mm范围内。

⑤严禁将支座固定在钢衬上，再浇筑支墩二期混凝土。

4钢衬焊接工艺

（1）钢衬焊接坡口形式

钢衬管壁纵、环焊缝坡口为对称X形坡口，安装环缝选用不对称X型坡口（具体以工艺评定为准），正交焊缝为组合焊缝，均采用铣边机加工成形。

（3）焊接工艺方法

①管节制作焊缝焊接：

钢衬纵缝焊接采用埋弧自动焊焊接工艺，加劲环焊接主要采用CO2气体保护、半自动焊接工艺。

②安装环焊缝的焊接主要采用气体保护半自动焊接技术，并辅之以手工电弧焊。

（4）焊接性试验及焊接工艺评定

在工地设立焊接试验室，完成钢衬管的相关焊接试验。工地焊接前选用斜Y，窗形拘束方式对钢材进行焊接性复核试验，在焊接性试验基础上，依据JB4708《钢制压力容焊接工艺评定》标准完成工艺评定。

（5）焊接设备及焊接材料的管理

①焊接设备

所有设备必须具有参数稳定，调节灵活和安全可靠的性能，并定期进行维护，确保工作正常。设备上所有仪表及规范参数调节装置应计量准确，定期检定。

②焊接材料应严格按JB/T3223-96《焊接材料质量管理规程》的要求进行采购、存放、记录、烘烤、领用及回收，并符合招标文件《技术条款》的有关规定。

（6）焊接的一般工艺原则

①焊工资质：凡参加钢衬焊接的焊工须按DL5017第6.2节的规定进行培训、考试合格、取得相应合格证，且从事与其资质相当的焊接工作。

②焊接环境：加强对施工现场环境监测，当出现环境温度低于-5℃、相对湿度大于90%，气体保护焊时风速＞2m/s以及露天施工时下雨或雪等情况时，应采取有效防护措施后方可施焊。采取其它焊接方法时，风速不得大于8m/s，否则亦应采取防护措施。

③正式施焊前，应根据已批准的焊接工艺评定报告，制定钢衬的焊接工艺指导书和焊接工艺设计文件，报监理人批准后方可实施。

④正式焊接的焊接规范应严格按焊接工艺评定的规范执行，其中至少包括焊接电源特性、线能量要求、焊接电流、电压及焊接速度等内容。

⑤加劲环和钢衬对接焊缝的焊接尽量同时对称施焊，减少钢衬管的变形。钢管环缝焊接均匀对称布置焊工工位，尽量同时对称施焊，减小焊接变形和应力。

⑥安装环焊缝须逐条焊接，不得跳跃，且要求定位焊后，尽快焊接安装环缝，每条焊缝须连续完成，不得中断；进行平焊部位的焊接，清根后，再进行仰焊部位的焊接。

（8）焊缝的质量检验

所有焊缝均应进行外观检查，外观质量符合DL5019-93第6.4.1的规定，焊缝外部质量检验合格后，方可进行内部质量检验。焊缝分类及其检验方法、质量标准符合招标文件《技术条款》之5.4.5.3条的规定。

（9）焊缝缺陷的处理

①根据检验确定的焊缝缺陷，提出缺陷返修的部位和返修措施，经监理人同意后进行返修。返修后的焊缝仍应按相关规定进行复检。

②焊缝缺陷的返修严格按DL5019-93中有关条文的规定进行。焊缝内部缺陷采用碳弧气刨或砂轮将缺陷清除并用砂轮修磨成便于焊接的凹槽，焊补前要认真检查。如缺陷为裂纹，则应用磁粉或渗透探伤，确认裂纹已经消除，方可焊补。对焊缝的返修处理要作好记录，并应得到监理人的认可。

③同一部位的返修次数不应超过两次。若超过两次，制订可靠的技术措施，经施工单位技术负责人批准，并报送监理人批准后实施。

（10）钢衬安装后的防腐处理应符合招标文件之技术条款第5.7.3条的要求。