CN114704688A - 一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水利工程技术领域，具体公开了一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法，该施工方法为以下步骤：S1、施工准备；S2、始装节吊装；S3、卷扬机安装；S4、管节安装；S5、压力钢管支吊架安装；S6、始装节安装；S7、其余管段安装；S8、拆除临时工卡具、管壁缺陷修补。本发明在斜坡段对压力钢管施工时，可以精确调节管节的高度以及轴线，减少安装偏差，并且确保了每节钢管组装的精确性和牢固性，避免压力钢管组装过程中，中心线和倾斜度误差较大导致施工效率差的问题，且每节钢管的环缝对接管口压缝从上中心向下中心分两个面进行，确保对接的效率性，该方法对每节压力钢管的组装精确度高，提高了压力钢管在斜坡段的施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域，具体是一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法。
背景技术
压力钢管即作水压钢管，为一种用来输送极大水压水流的钢制管路，其中，钢管内属于封闭性的环境，并且水流的强度可以透过水闸门或是栅栏的开关进行控制，最早的压力钢管并非钢管形式，而是长条的渠道形式，因此压力钢管一词最早被称之为压力管道，而本发明就是一种针对大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管的施工方法。
但是传统的斜坡段压力钢管施工是将压力钢管按顺序依次逐节吊装至安装位置进行组拼和焊接，完成整个压力钢管的安装施工工作，但是在安装过程中，每两节压力钢管之间的对接处理不够完善，容易影响压力钢管施工的轴线和中心线精确度，且钢管的高度以及轴线调节过于繁琐，不够精确，导致偏差较大。因此，本领域技术人员提供了一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法，该施工方法为以下步骤：
S1、施工准备：在钢管安装前先完成支墩和镇墩的浇筑，再进行测量及放样；
S2、始装节吊装：使用槽钢和钢筋制作支架，根据已放的支架点位和高程，使用水准仪确定支架端面高程，焊接支架，并与预埋钢筋焊接加固，然后再对始装节弯头进行吊装；
S3、卷扬机安装：安装前根据图纸设计预先铺设轨道，然后将卷扬机安装于上斜段坡顶的上平段，离坡顶转角30m，预留台车装卸空间，卷扬机固定于支墩基础后面，利用支墩支撑卷扬机，同使用地锚加固或焊接钢筋拉杆与后面的支墩相连；
S4、管节安装：通过台车对钢管进行装运至待安装位置，台车输送就位后，进行管节吊装，安装要注意各节管下中心的吻合和管口倾斜，即将其下中心对准首装节钢管的下中心，安装后，对管节进行焊接固定，并对焊缝进行检测；
S5、压力钢管支吊架安装
A、由于分段内压力管道直径较大，采用3根4.2m直径“V”布置，受运输限制，应采用缆索、吊车吊装，人工及小型机具配合；
B、根据设计图纸先确定出固定支架及补偿器的位置，再按管道标高确定支架的标高及位置，在有坡度的管道，应根据两点的距离和坡度大小，算出两点间高差，在两点间拉一直线，按照支架的间距，在镇墩上画出每个支架的位置；
C、临时校正支架、横梁牢固地固定在地面上，顶面应与管子中心线平行，且临时校正架与管子接触部分要良好、紧密；
D、管道分节对接必须及时进行外观检查，严禁有漏焊、欠焊、裂纹、咬肉等缺陷；
S6、始装节安装
始装节作为钢管定位节的安装，在安装时，先进行中心的调整，用千斤顶调整钢管，使钢管口的下中心对准控制样点，然后采用多个千斤顶，均衡地将钢管调整到要求的高程，合格后用榔头在钢管与支墩间隙之间打入锲型铁，撤出千斤顶，重新检测和调整中心、高程、里程，这样反复数次，直到满足安装设计要求后进行加固；
S7、其余管段安装
在始装节安装完毕，将第二节钢管慢慢(吊放)拖放并靠近始装节，用手拉葫芦配合调整待安装管节的各项安装尺寸，符合要求后，即可进行环缝对接，然后按照安装顺序运输安装其余的管节，且其余管段的安装通过支撑环和支座进行固定；
S8、拆除临时工卡具、管壁缺陷修补
拆除钢管上的工卡具时，严禁使用锤击法，用碳弧气刨或手割炬在其离管壁约3mm左右处切除，注意不伤及母材，切除后对残留痕迹再用砂轮磨平，做好各项记录后，对钢管安装质量进行检查和验收。
作为本发明进一步的方案：所述S2中始装节弯头吊装步骤：
B1、使用25t吊机吊装弯头，一条钢丝绳用一个5t手拉葫芦连接弯头下管口吊耳，另一条直接连接弯头上管口吊耳，吊起弯头，利用葫芦调整弯头角度，调整至接近设计斜度即可；
B2、将弯头缓缓吊至支架上，利用事先放好的弯头管口点调整定位弯头，根据已放好的中心线对应钢管中心点样冲眼，调整弯头中轴线及角度；
B3、复测管口高程，达到规范要求后，用型钢等材料加固管节。
作为本发明再进一步的方案：所述S3中轨道铺设步骤为：轨道采用118工字钢，根据钢管安装轨道支腿及钢管加固支撑点位置埋设插筋，钢管安装前根据所放控制点线敷设支撑轨道，支撑轨道安装高程应根据钢管支腿高度计算确定，实际安装时，保证轴线偏差，应避免轨道项面高程高出理论计算高程，且轨道支撑件应有足够的强度及稳定性。
作为本发明再进一步的方案：所述S4中焊缝的检测操作：在钢管焊縫焊接完成后，进行超声波检测，按要求对焊缝评定等级和确定缺陷，若焊缝内部或表面发现有裂纹时，应进行分析，找出原因，制订措施后，方可焊补，且焊缝内部缺陷应用碳弧气刨或砂轮将缺陷修磨成便于焊接的凹槽，焊补前要认真检查。
作为本发明再进一步的方案：所述S7中支撑环和支座的注意事项：
Q1、在安装钢管前检查支座预埋符合设计要求，支撑环底座用预埋螺栓连接紧固与预埋连接紧固；
Q2、安装前清洁支座支承面，清扫周围的杂物及灰尘；
Q3、支座安装后，能灵活动作，无任何卡阻现象，各接触面接触良好，局部间隙不超过图纸设计的允许值。
作为本发明再进一步的方案：所述S6中检测加固的具体操作为：通过全站仪监测钢管的安装中心、桩号及高程，利用千斤顶及手拉葫芦调整钢管安装位置，其安装偏差符合设计图纸和规范要求后，即可进行钢管的外支撑加固。
作为本发明再进一步的方案：所述S7中环缝对接操作为：通过环缝对接管口压缝采用压码和楔子板压缝，压缝从上中心向下中心分两个面进行，压缝同时注意钢板错边和环缝间隙。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计的一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法，在斜坡段对压力钢管施工时，可以精确调节管节的高度以及轴线，减少安装偏差，并且该方法在安装时，进一步确保了每节钢管组装的精确性和牢固性，避免压力钢管组装过程中，中心线和倾斜度误差较大，导致施工效率差的问题，且每节钢管的环缝对接管口压缝从上中心向下中心分两个面进行，确保对接的效率性，该施工方法分工明确、对每节压力钢管的组装精确度高，进一步提高了压力钢管在斜坡段的施工效率。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法，该施工方法为以下步骤：
S1、施工准备
在钢管安装前先完成支墩和镇墩的浇筑，再进行测量及放样；
其中镇墩基础浇筑时，基础成台阶形式，镇墩混凝土分两期浇筑，且镇墩混凝土强度等级为C30，外包混凝土厚1m，一期先浇筑成上下阶梯基础，基础浇筑时预留弯头安装的作业空间，并在弯头底部和两侧的位置预埋多组A20“L”形钢筋；
而测量以及放样的操作为：用全站仪分别在上下阶梯面上放出两组钢管中心点，并测量钉头高程，放出弯头拐点位置，并测量钉头高程，将高程数据反馈至压力钢管设计图，使用CAD绘制上下两组钢管支架简图，确定钢管支架和弯头管口的里程及高程，并在镇墩基础上放点；
S2、始装节吊装
使用槽钢和钢筋制作支架，根据已放的支架点位和高程，使用水准仪确定支架端面高程，焊接支架，并与预埋钢筋焊接加固，然后再对始装节弯头进行吊装；
其中始装节弯头吊装步骤：
B1、使用25t吊机吊装弯头，一条钢丝绳用一个5t手拉葫芦连接弯头下管口吊耳，另一条直接连接弯头上管口吊耳，吊起弯头，利用葫芦调整弯头角度，调整至接近设计斜度即可；
B2、将弯头缓缓吊至支架上，利用事先放好的弯头管口点调整定位弯头，根据已放好的中心线对应钢管中心点样冲眼，调整弯头中轴线及角度；
B3、复测管口高程，达到规范要求后，用型钢等材料加固管节；
进一步的，需要注意的是：始装节必须加固牢靠，防止混凝土浇筑时或后续管节压縫时产生位移，经检查固定牢固后，将第二节管段运至安装位置，以弯头为基准调整第二节钢管的中心和高程，同时用千斤顶和拉紧器调整相邻两管口的间隙，管口压缝采用压马和楔子板，压缝一般从上中心向下分两个工作面进行，同时，要注意钢板错边和环缝间隙，将两节钢管组成大节后，应重新复核中心线偏差和倾斜度，将始装节上、下游管口的几何中心误差调整至5mm以内，运用中垂线原理，采用水平仪、吊线球钢卷尺，用型钢将钢管固定于预埋的错筋上，加固完，再复测中心线、高程、里程和倾斜，做好记录，为保证管道不发生位移，先对该段的焊接进行检测，合格后再进行继续浇筑二期镇墩混凝土；
S3、卷扬机安装
安装前根据图纸设计预先铺设轨道，然后将卷扬机安装于上斜段坡顶的上平段，离坡顶转角30m，预留台车装卸空间，卷扬机固定于支墩基础后面，利用支墩支撑卷扬机，同使用地锚加固或焊接钢筋拉杆与后面的支墩相连；
其中，轨道铺设步骤为：轨道采用118工字钢，根据钢管安装轨道支腿及钢管加固支撑点位置埋设插筋，钢管安装前根据所放控制点线敷设支撑轨道，支撑轨道安装高程应根据钢管支腿高度计算确定，实际安装时，保证轴线偏差，应避免轨道项面高程高出理论计算高程，且轨道支撑件应有足够的强度及稳定性；
S4、管节安装
通过台车对钢管进行装运至待安装位置，台车输送就位后，进行管节吊装，安装要注意各节管下中心的吻合和管口倾斜，即将其下中心对准首装节钢管的下中心，安装后，对管节进行焊接固定，并对焊缝进行检测；
其中焊缝的检测操作：在钢管焊縫焊接完成后，进行超声波检测，按要求对焊缝评定等级和确定缺陷，若焊缝内部或表面发现有裂纹时，应进行分析，找出原因，制订措施后，方可焊补，且焊缝内部缺陷应用碳弧气刨或砂轮将缺陷修磨成便于焊接的凹槽，焊补前要认真检查；
进一步的，若是在安装时有偏移，可调整台车的多个手拉葫芦、配合点焊法兰螺栓进行管口对中，管口压缝采用压马和楔子板，压缝一般从上中心向下分两个工作面进行，同时，要注意钢板错边和环缝间隙，待管口中心及高程等调整合格并加固后，方可进行环缝组装，安装扁差应符合规范规定；
上述的环缝组装步骤为：采用传统压码方法压缝，环缝组装质量应符合有关设计和规范要求，斜坡管节安装2～3节后，必须检查调整，以免误差积累处理困难；
S5、压力钢管支吊架安装
A、由于分段内压力管道直径较大，采用3根4.2m直径“V”布置，受运输限制，应采用缆索、吊车吊装，人工及小型机具配合；
B、根据设计图纸先确定出固定支架及补偿器的位置，再按管道标高确定支架的标高及位置，在有坡度的管道，应根据两点的距离和坡度大小，算出两点间高差，在两点间拉一直线，按照支架的间距，在镇墩上画出每个支架的位置；
C、临时校正支架、横梁牢固地固定在地面上，顶面应与管子中心线平行，且临时校正架与管子接触部分要良好、紧密；
D、管道分节对接必须及时进行外观检查，严禁有漏焊、欠焊、裂纹、咬肉等缺陷；
S6、始装节安装
始装节作为钢管定位节的安装，在安装时，先进行中心的调整，用千斤顶调整钢管，使钢管口的下中心对准控制样点，然后采用多个千斤顶，均衡地将钢管调整到要求的高程，合格后用榔头在钢管与支墩间隙之间打入锲型铁，撤出千斤顶，重新检测和调整中心、高程、里程，这样反复数次，直到满足安装设计要求后进行加固；
其中，检测加固的具体操作为：通过全站仪监测钢管的安装中心、桩号及高程，利用千斤顶及手拉葫芦调整钢管安装位置，其安装偏差符合设计图纸和规范要求后，即可进行钢管的外支撑加固；
S7、其余管段安装
在始装节安装完毕，将第二节钢管慢慢(吊放)拖放并靠近始装节，用手拉葫芦配合调整待安装管节的各项安装尺寸，符合要求后，即可进行环缝对接，然后按照安装顺序运输安装其余的管节，且其余管段的安装通过支撑环和支座进行固定，且支撑环采用下支撑式，支座采聚四氟乙烯滑动支座；
其中支撑环和支座的注意事项：
Q1、在安装钢管前检查支座预埋符合设计要求，支撑环底座用预埋螺栓连接紧固与预埋连接紧固；
Q2、安装前清洁支座支承面，清扫周围的杂物及灰尘；
Q3、支座安装后，能灵活动作，无任何卡阻现象，各接触面接触良好，局部间隙不超过图纸设计的允许值；
进一步的环缝对接操作为：通过环缝对接管口压缝采用压码和楔子板压缝，压缝从上中心向下中心分两个面进行，压缝同时注意钢板错边和环缝间隙；
S8、拆除临时工卡具、管壁缺陷修补
拆除钢管上的工卡具时，严禁使用锤击法，用碳弧气刨或手割炬在其离管壁约3mm左右处切除，注意不伤及母材，切除后对残留痕迹再用砂轮磨平，做好各项记录后，对钢管安装质量进行检查和验收。
本设计的压力钢管施焊前，对钢管主要尺寸(高程、里程、周长、椭圆度等)再次进行检查，有偏差时应及时校正，还应检查定位焊间距、厚度、长度等，检查焊接质量，如有裂纹、气孔、夹渣等缺陷应清除，所有距离焊缝50mm内的钢板及坡口表面的氧化皮、铁锈、油污或其它杂务均应清理干净，每一焊道焊完后及时清理，检查合格后再焊；
并且所有焊缝的外观检查均按照DL/T5017—93中有关规定进行，重点检查咬边、表面气孔、微裂纹等，同时进行无损探伤，包括超声波探伤和射线探伤，焊缝内部发现有裂纹、夹渣等缺陷时，应进行分析，找出原因，制定措施，方可进行返修，焊缝无损探伤遵守DL/T5017—93中有关规定。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法，其特征在于，该施工方法为以下步骤：
S1、施工准备：在钢管安装前先完成支墩和镇墩的浇筑，再进行测量及放样；
S2、始装节吊装：使用槽钢和钢筋制作支架，根据已放的支架点位和高程，使用水准仪确定支架端面高程，焊接支架，并与预埋钢筋焊接加固，然后再对始装节弯头进行吊装；
S3、卷扬机安装：安装前根据图纸设计预先铺设轨道，然后将卷扬机安装于上斜段坡顶的上平段，离坡顶转角30m，预留台车装卸空间，卷扬机固定于支墩基础后面，利用支墩支撑卷扬机，同使用地锚加固或焊接钢筋拉杆与后面的支墩相连；
S4、管节安装：通过台车对钢管进行装运至待安装位置，台车输送就位后，进行管节吊装，安装要注意各节管下中心的吻合和管口倾斜，即将其下中心对准首装节钢管的下中心，安装后，对管节进行焊接固定，并对焊缝进行检测；
S5、压力钢管支吊架安装
A、由于分段内压力管道直径较大，采用3根4.2m直径“V”布置，受运输限制，应采用缆索、吊车吊装，人工及小型机具配合；
B、根据设计图纸先确定出固定支架及补偿器的位置，再按管道标高确定支架的标高及位置，在有坡度的管道，应根据两点的距离和坡度大小，算出两点间高差，在两点间拉一直线，按照支架的间距，在镇墩上画出每个支架的位置；
C、临时校正支架、横梁牢固地固定在地面上，顶面应与管子中心线平行，且临时校正架与管子接触部分要良好、紧密；
D、管道分节对接必须及时进行外观检查，严禁有漏焊、欠焊、裂纹、咬肉等缺陷；
S6、始装节安装
始装节作为钢管定位节的安装，在安装时，先进行中心的调整，用千斤顶调整钢管，使钢管口的下中心对准控制样点，然后采用多个千斤顶，均衡地将钢管调整到要求的高程，合格后用榔头在钢管与支墩间隙之间打入锲型铁，撤出千斤顶，重新检测和调整中心、高程、里程，这样反复数次，直到满足安装设计要求后进行加固；
S7、其余管段安装
在始装节安装完毕，将第二节钢管慢慢(吊放)拖放并靠近始装节，用手拉葫芦配合调整待安装管节的各项安装尺寸，符合要求后，即可进行环缝对接，然后按照安装顺序运输安装其余的管节，且其余管段的安装通过支撑环和支座进行固定；
S8、拆除临时工卡具、管壁缺陷修补
拆除钢管上的工卡具时，严禁使用锤击法，用碳弧气刨或手割炬在其离管壁约3mm左右处切除，注意不伤及母材，切除后对残留痕迹再用砂轮磨平，做好各项记录后，对钢管安装质量进行检查和验收。
2.根据权利要求1所述的一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法，其特征在于，所述S2中始装节弯头吊装步骤：
B1、使用25t吊机吊装弯头，一条钢丝绳用一个5t手拉葫芦连接弯头下管口吊耳，另一条直接连接弯头上管口吊耳，吊起弯头，利用葫芦调整弯头角度，调整至接近设计斜度即可；
B2、将弯头缓缓吊至支架上，利用事先放好的弯头管口点调整定位弯头，根据已放好的中心线对应钢管中心点样冲眼，调整弯头中轴线及角度；
B3、复测管口高程，达到规范要求后，用型钢等材料加固管节。
3.根据权利要求1所述的一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法，其特征在于，所述S3中轨道铺设步骤为：轨道采用118工字钢，根据钢管安装轨道支腿及钢管加固支撑点位置埋设插筋，钢管安装前根据所放控制点线敷设支撑轨道，支撑轨道安装高程应根据钢管支腿高度计算确定，实际安装时，保证轴线偏差，应避免轨道项面高程高出理论计算高程，且轨道支撑件应有足够的强度及稳定性。
4.根据权利要求1所述的一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法，其特征在于，所述S4中焊缝的检测操作：在钢管焊縫焊接完成后，进行超声波检测，按要求对焊缝评定等级和确定缺陷，若焊缝内部或表面发现有裂纹时，应进行分析，找出原因，制订措施后，方可焊补，且焊缝内部缺陷应用碳弧气刨或砂轮将缺陷修磨成便于焊接的凹槽，焊补前要认真检查。
5.根据权利要求1所述的一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法，其特征在于，所述S7中支撑环和支座的注意事项：
Q1、在安装钢管前检查支座预埋符合设计要求，支撑环底座用预埋螺栓连接紧固与预埋连接紧固；
Q2、安装前清洁支座支承面，清扫周围的杂物及灰尘；
Q3、支座安装后，能灵活动作，无任何卡阻现象，各接触面接触良好，局部间隙不超过图纸设计的允许值。
6.根据权利要求1所述的一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法，其特征在于，所述S6中检测加固的具体操作为：通过全站仪监测钢管的安装中心、桩号及高程，利用千斤顶及手拉葫芦调整钢管安装位置，其安装偏差符合设计图纸和规范要求后，即可进行钢管的外支撑加固。
7.根据权利要求1所述的一种大跨度倒虹吸斜坡段压力钢管施工方法，其特征在于，所述S7中环缝对接操作为：通过环缝对接管口压缝采用压码和楔子板压缝，压缝从上中心向下中心分两个面进行，压缝同时注意钢板错边和环缝间隙。
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