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1、1锦屏一级电站锦屏一级电站 压力钢管安装施工方案压力钢管安装施工方案 1 1 工程概述工程概述1.11.1 工程概况工程概况本合同设有 6 条压力管道，管道平行布置。压力钢管布置在压力管道的上平段、上弯段、斜井段、下弯段、下平段、渐变段和连接段，由直管、弯管、锥管、连接段及其部件组成，连接段出口与蜗壳相接。上平洞和 60斜井的钢管内径 9.0m，渐变管段长 14m，钢管内径由9.0m 变为 7.0m。本标 6 条压力钢管总制作安装工程量约 17619.4t，钢管内径有 D=9m 和 D=7m，材质有 16MnR 和 600MPa 高强钢，壁厚=2462mm，其中 16MnR 低合金钢壁厚 =2
2、436mm，600MPa 高强钢壁厚 =3662mm。附件主要包括阻水环、加劲环。根据现场的运输条件，拟定：上平段和斜井段压力钢管单节制造长度为 3.0m，单节出厂，最大体形尺寸为 96483000mm，最大起吊运输重量为 30t；下平段制造长度为 3.0m 单节出厂，最大体形尺寸为95963000mm，最大起吊运输重量约为 36t。6 条引水洞压力钢管设计制作安装总重量为 17619.4t（比投标文件工程量 17163t 增加 456.4t），6 条压力钢管轴线总长度为 1732.146m。1.21.2 编制依据编制依据本措施主要编制依据为相关设计图纸、相应的施工规范和验收规范，主要编制依据
3、如下：1、水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范（DL/T 5017-2007）2、四川省锦屏一级水电站压力钢管制造及安装技术要求设计通知（总 640 号）3、引水发电系统土建及金属结构安装工程招标文件（C401）及投标文件。4、压力管道钢衬段管节图（1/4）【CD66-SG-435-21(17,21,25,29,33,37)】5、压力管道钢衬段管节图（2/4）【CD66-SG-435-1(18,22,26,30,34,38)】6、压力管道钢衬段管节图（3/4）【CD66-SG-435-1(19,23,27,31,35,39)】7、压力管道钢衬段管节图（4/4）【CD66-SG-435-1(2
4、0,24,28,32,36,40)】2 2 钢管运输钢管运输2.12.1 钢管运输路线钢管运输路线下平段钢管运输路线：从右岸大坪营地北沟（钢管 1#拼装厂）出发3#公路5#公路的 1#隧洞1#公路的 1#隧洞进厂交通洞地下厂房安装间各引水支洞钢管安装位置；下弯段、斜井段、上弯段、上平段钢管运输路线：从进水口 1777 平台（钢管 2#拼装厂）出发1#施工支洞钢管翻身场3#引水洞1#-1 施工支洞与的 3#引水洞交叉（钢管吊转）处1#-1 施工支洞与各引水支洞处的钢管吊转处各引水洞钢管安装位置。由于 2钢管厂的钢管运输过程中，9路延长线与 1施工支洞交叉处的转弯半径较小，钢管运输过程中在此部位无
5、法直接转进 1施工支洞。2钢管厂出厂的管节，在通过 9路延长线时，拖板车采用倒车的方式将钢管运输到交叉处，车尾向 1路方向调头后，拖板车正向将钢管运输到钢管翻身场。压力钢管成品管节在平板拖车上采用平放管口向下的方式运输，采用 4 个 5t 手拉葫芦进行钢管的加固，加固应牢固可靠。参见下图（成品钢管运输立面图、俯视图）。3成品钢管运输立面图、俯视图成品钢管运输立面图、俯视图 2.22.2 瓦块运输瓦块运输右岸大坪营里北沟的 1#拼装厂（钢管瓦片制作场）卷制电站所有引水洞的压力钢管瓦块，下弯段、斜直段、上弯段、上平段的钢管瓦块的拼装场地在 2#拼装厂（进水口 1777 平台）。瓦块运输路线为：从
6、1#拼装厂出发3#公路5#路 3#、4#、5#隧道9#公路（隧道）2#拼装厂。为防止瓦块在运输中产生变形，利用托架、槽钢、螺栓、螺帽、链子葫芦等进行加固，并在瓦块间的空隙处加垫木板，在托架上焊制挂链子葫芦的专用吊耳。每车可运输 4 个瓦块。参见下图（瓦块运输示意图）。瓦块运输示意图瓦块运输示意图 2.32.3 钢管的卸车和翻身钢管的卸车和翻身1、下弯段以上（含下弯段或定位节）钢管的卸车和翻身4为满足下弯段以上（含下弯段或定位节）钢管管节洞内卸车、翻身和洞内运输的要求，在 1#施工支洞与 3#引水支洞交叉处设置翻身场，共 1 个翻身场；每条引水支洞与 1#-1 施工支洞交叉处设置一个钢管吊转场，
7、共有六个吊转场。在 1#施工支洞上游侧的 3#引水洞内布置 1 台 5t、1 台 12t 卷扬机，用这两台卷扬机做动力，配合 2 组 40t 天锚和 2 套 50t （4 门）滑轮组实现钢管的卸车和翻身。翻身场和吊点的平面布置如下图翻身场立面图和翻身场平面图所示。翻身场立面图（沿翻身场立面图（沿 3#钢管道纵轴线剖视）钢管道纵轴线剖视）翻身场平面图翻身场平面图 为保证钢管能顺利卸车和翻身，翻身场空间要足够大，特别是要能保证高度要求，高度应不少于 15m。为保证钢管在 1#施工支洞和 1#-1 施工支洞之间的运输，在 1#-1施工支洞两端端头开挖一卷扬机布置场，开挖尺寸为：长宽高15m4.5m4
8、.5m。具体尺寸参见附图一安装设备布置示意图。2、下平段钢管的卸车和翻身在安装间利用厂房 80t 小桥机起吊并吊运到各引水支洞后进行翻身。52.42.4 洞内钢管的运输洞内钢管的运输1、下弯段以上（含下弯段或定位节）钢管的洞内运输将钢管用 40t 平板拖车直接运输至 1#施工支洞与 3#引水支洞交叉处，利用设置在 3#引水洞内的 5t 和 12t 卷扬机（布置在 1#施工支洞上游侧）配合布置在翻身场的二组 40t 吊点进行卸车和翻身，之后将引水洞内的运输台车拖至已翻身的钢管底部，按管段的上、下游方向摆放6在运输平台车上，因管径较大，摆放和加固时要注意使管段和台车的重心保持一致。采用 4 个 5
9、t 手拉葫芦、钢丝绳加固在钢管运输台车上，利用布置在 1#施工支洞上游侧 3#引水洞内的 12t 卷扬机，将钢管牵引下放到位于 1#-1 施工支洞与 3#引水洞交叉处的钢管吊转场。在经过空间圆弧段时，布置一转向滑车（在圆弧段的合适位置预埋锚杆来固定滑车）进行钢管的转向。钢管经 3#引水洞运达钢管吊转场后，利用布置在吊转场的天锚、挂装两个 20t 手拉葫芦实现钢管的提升和更换钢管运输台车。钢管运输台车更换后，分别用布置在 1#-1 施工支洞两端的 1 台 5t和 1 台 12t 卷扬机实现钢管在 1#-1 支洞内的运输，将钢管牵引到相应位置。其运输状态参见下图。71#-1 施工支洞内的钢管运输状
10、态图 根据管节编号将钢管运达各引水洞与 1#-1 施工支洞交叉位置的钢管吊转场后，利用 2 个 20 t 手拉葫芦进行再次吊转并加固后，利用各引水支洞内布置的 20t 卷扬机进行钢管的下放，经过、上平段、上弯段、斜坡段、下弯段到达各管节的安装位置。引水支洞内的钢管运输状态如下图所示。引水支洞内钢管的运输状态图引水支洞内钢管的运输状态图 由于引水洞的设计断面为 10.6m 的圆形断面，按轨距 3m 在设计断面上布置轨道后，钢管的运输高程超过钢管设计的安装高程，严重影响钢管的安装进度，同时还造成巨大的安全隐患。经与业主单位、监理单位协商，一致同意将引水洞底部进行扩挖以满足钢管安装的需要（参见引水洞
11、内钢管运输状态图）。斜直段角度为 60，拖运、溜放时应平稳而缓慢，应随时观察钢管的加固情况。由于管节重量较大，8在距离上弯段起弯点约 10m 的各引水支洞上平段的顶拱上布置 1 组40t 的天锚配合 32t 单门滑轮和 20t 卷扬机对经过上弯段、斜直段、下弯段的钢管进行溜放。在上弯段和下弯段处进行指挥的人员，必须用对讲机和哨子进行联络，确保运输的安全。为保证钢管在过上弯段时的稳定而不致发生倾翻，在钢管的+y 方向挂一个 10t 的手拉葫芦，用于调整钢管的重心位置，在转弯过程中由短到长逐步调整 10t 手拉葫芦的长度以保持钢管的平稳转弯。钢管运输经过上弯段以后，为避免钢丝绳与地面之间产生摩擦而
12、损坏钢丝绳，在上弯段转弯的位置设置托轮装置，钢丝绳从托轮上通过，使钢丝绳在下放钢管过程中不产生过度磨损。上弯段托轮布置如图上弯段托轮布置图所示。由于管径较大，在引水洞内，特别在斜坡段下放钢管时，要注意将钢管牢靠加固在运输台车上，并将运输台车与卷扬机钢丝绳可靠连接，在运输过程中，派专人巡查，发现问题及时用对讲机联络，并采取相应措施。2、下平段钢管的运输钢管用 40t 平板拖车直接运输至地下厂房安装间，将钢管用 80t 小桥机进行卸车和翻身并吊运到各引水支洞与厂房相交处，同时将施工支洞内的运输台车拖至已翻身的钢管底部，按管段的上、下游方向摆放在运输平台车上，用链子葫芦等可靠加固后，利用卷扬机将钢管
13、拖9运至各引水洞安装位置。2.52.5 吊点布置及预埋吊点布置及预埋上平段：在翻身场的洞室顶拱处预埋两组承重荷载为 40t 的锚钩，在各钢管吊转点埋设 2 组承重荷载为 30t 的锚钩，在每条引水洞距离上弯段上部转弯点上游 10m 的顶拱上打设 1 组 40t 的天锚。 6 条引水洞共预埋 8 组 40t、12 组 30t 的天锚作为钢管卸车、翻转和吊转的吊点。吊点的吊耳板和连接板采用材质为 16MnR、厚度为 28mm 的钢板根据锚杆的埋设的实际情况进行制作和安装。吊耳板与连接板的焊缝要求为不小于 30的双面坡口组合焊缝。焊缝焊完后应做超声波探伤检查。连接板与锚杆的焊缝为角焊缝，焊脚高应不小
14、于 18mm，且不应有咬边现象。吊点的预埋及结构型式如图 40t 吊点预埋示意图所示。1040t 吊点布置示意图吊点布置示意图 管节运输时，将钢管放置在加垫木梁上，以保护管节及其坡口免遭损坏。采用钢索捆扎吊运钢管时，在钢索与钢管间加设软垫。2.62.6 强度计算和主要吊装设备选用强度计算和主要吊装设备选用1、锚杆强度计算参数一（30t 天锚）：锚杆为螺纹钢筋，直径 32mm，插入深度8.5m，外露 0.5m，间距 0.5m，每组 6 根，共 12 组。钢管最大吊重 30t；查螺纹钢筋抗拉强度 b=49kg/mm2，倾斜角度为 15；每根锚杆抗拉强度：P1= cos15R2b= cos15161
15、63.141649=38065.427（kg）每组锚杆的抗拉强度：P2=38065.4276=228392.562（kg）锚杆的安全吊装载荷系数：K1= P230 t =228392.56230000=7.61锚杆在吊装 30 t 重物时，安全系数为 7.61，满足吊装要求。参数二（40t 天锚）：锚杆为螺纹钢筋，直径 36mm，插入深度8.5m，外露 0.5m，间距 0.5m，每组 6 根，共 8 组。设备最大吊重 36t；查螺纹钢筋抗拉强度 b=49kg/mm2，斜拉角度为 15；每根锚杆抗拉强度：P3=cos15R2b = cos1518183.141649=48176.56（kg）每组
16、锚杆的抗拉强度：P4=48176.566=289059.36（kg）锚杆的安全吊装载荷系数：K2= P236 t =289059.3636000=8.03锚杆在吊装 36 t 重物时，安全系数为 8.03，满足吊装要求。2、钢管翻身、吊转起吊设备选用最大吊重 36t，选用 50t 滑轮组（3 门）进行吊装。两组滑轮组装配后最小距离约 2m，每组滑轮缠绕 9 根钢丝绳吊装；按最大吊重计算，平均单根钢丝绳拉力为 4000kg。根据计算，选用 5t 卷扬机作为起吊动力设备。钢管翻身捆绑绳计算：钢管吊耳布置及绑绳示见下图。绳长取2.4m，共 4 根，吊点距离 2.4m，计算得起吊夹角约为 60 度。11钢管翻身吊耳布置及捆绑绳示意图钢管翻身吊耳布置及捆绑绳示意图 取安全系数 K=5，单根钢绳破断拉力P=360004Kcos30=51961.52，捆绑绳采用 6371 钢绳，直径
