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1、董家河水库输水涵管钢衬加固施工方案1. 概述董家河水库输水涵管钢衬加固工程，由武汉大学设计研究总院设计，原涵管为现浇砼涵管，内壁砼碳化较严重，局部破损。涵管内直径为95CM100CM，钢衬标准节典型断面尺寸为直径80CM（内壁）。每节钢衬外壁设有加劲肋板，每节钢衬为面板和其加劲肋板构件的焊接结构件，面板所用钢材为Q345C钢板，厚度8mm，加劲肋材料为Q345C，厚度8mm，锚筋为螺纹钢。钢衬及其附件制造安装共计23t（材料重量，不含内支撑）。钢衬运输、吊装、顶进的最大单元尺寸为600CM82CM（单元最大长度最大直径），最大单节单元重量为2.1t。1.1 工作项目及工程量董家河水库输水涵管钢
2、衬结构，共126M，钢衬及其附件制造安装共计约23t（材料重量，不含内支撑）。出口消力池共17M（详见技施图）。1.2 钢衬制安特点及难点本项目钢衬制作安装有如下特点及难点：（1）钢衬制作分节较多，工艺要求高钢衬制作以6米为单元节长度，共计21节（孔身段，不包括进、出口钢衬），制作工艺要求高。（2）运输难度大钢衬外形尺寸大，节数多，对运输设备及运输道路要求高。（3）安装施工难度大。钢衬安装集中在大坝底部、输水涵管出口位，吊装、顶进手段单一，只能采用缆机吊装、牵引，液压设备顶进。单台缆机吊装能力为30t，施工具有较高难度，需采取专项措施，专人进行指挥和操作。（4）影响安装施工序因素多。由于库内水
3、位较高，仅能依靠闸门止水后保持涵管内干燥。涵管洞径小，通风及焊接难度较大。同时本水库兼有安全饮水功能，为保障供水，工期要求紧。施工时必须加强施工协调，合理安排钢衬安装施工程序，以加快安装进度。2. 组织机构设置根据钢衬的安装进度计划，为保证钢衬安装顺利实施，我们将进一步加强、完善钢衬安装的组织机构建设与管理，使各部门之间责任明确、分工协作。3. 施工进度安排3.1 进度计划编制依据（1）业主要求的控制性工期要求。（2）各项技术条款规定的钢衬制造安装技术要求。（3）技施图纸有关要求。（4）现场实际施工条件、钢衬安装的特点与难点、我局的主要施工方案、拟投入的主要施工设备及专用器具的使用。（5）安全
4、饮水供水计划。（6）我公司以往金属结构安装的施工经验、技术水平、管理水平、实际达到的施工强度和指标。（7）现行的有关标准、规范及定额。3.2 钢衬安装施工控制性工期根据业主总进度要求，钢衬制作安装施工工期安排如下：2014年10月16日，开始钢衬制作准备，主要完成材料采购和工艺评定。2014年10月18日，开始钢衬制作，2014年10月23日，全部钢衬制作完成。2014年10月25日，开始钢衬安装，2014年11月14日，全部钢衬安装完成。2014年11月15日，开始出口消力池施工，2014年11月25日，全部工程完成。各孔钢衬制造顺序在满足钢衬安装交货的基础上，综合考虑钢衬加工厂场地堆放情况
5、进行安排。3.3 施工工期进度安排总工期40天。3.4 主要施工程序规划3.4.1 主要施工程序原则根据我公司以往制造、安装的成功经验，采取以节为安装单元的方式进行安装，钢衬安装完成后根据顶进情况进行分节焊接，然后分段进行接触灌浆。3.4.2 输水涵管钢衬安装程序钢衬安装最先进行始装节安装，将始装节定在钢衬中部，然后向下游方向延伸，以便拓展工作面，加速钢衬安装施工；进、出口钢衬及通气孔钢衬分节安装，。各安装单元节由吊车吊装至预定位置，然后采用千斤顶、链条葫芦等工具调整到位，经监理验收后进行现场焊接，焊接完成进行探伤和防腐。3.4.3 钢衬安装进度典型分析根据钢衬安装施工进度安排，最先开始上游闸
6、门进口第一节钢衬安装，最后完成出口钢衬安装。钢衬共分21节。在安装时进行首先完成原涵管管壁清洗除障，钢支架基础埋件安装，预埋约需1天时间。管壁清洗除障约需1天时间。测量放样1天，完成整管钢衬安装的孔中心线（轴线方向）及沿中心放样测量点高程。支承钢架安装1天，支承钢架安装从上游端开始，支承钢架安装完成后，钢衬始装节就位、安装。钢衬拼缝、固定时间5天。始装节就位时间较长，约1天时间，其余节拼缝、固定每5节计划1天时间。全部拼装完毕即可开始环缝焊接工作，约需4天时间。每4条环缝焊接按1天施工时间计算，20条环缝，共计焊接时间5天。无损检测探伤利用锚筋焊接时间内进行 (焊工投入每班4人，每天2个班，每
7、班8小时工作日)。钢衬安装全部完成后，接触灌浆按3天时间计算。由下游向上游方向，分段灌浆。出口消力池施工，计划10天时间完成。验收、消缺时间3天。管壁清洗除障完毕，正式交面进行钢衬安装工作，计划安装工期20天。整体进度安排钢衬预留安装时间可满足钢衬安装要求。在此种施工强度下，人员及设备的配套投入情况为：1）钢衬制造安装设备配置：根据钢衬安装施工进度安排所要求达到的制作、安装强度及本工程施工特点，配备设备见表。 安 装 设 备 表序号设备名称型号规格主要技术性能数量购置日期生产厂家备注130t缆机30t牵引力30t1租赁2汽车式起重机16t起重量16t12009.10徐州起重机厂3液压千斤顶60
8、 t顶进力60 t1租赁4平板运输车60t1租赁5载重汽车8t12013.08中国一汽6卷扬机10t12013.08上海卷扬设备厂7逆变焊机ZX7-400S可手工焊、氩弧焊32012.08时代集团8碳弧气刨装置ZX7-63012012.08时代集团9焊条干燥箱FN202-422014.0810红外线加热器10kw22014.1011磁座钻J3C-0312010.1112电子水准仪精度0.01mm12014.07托普康13水准仪S3常规12013.0814经纬仪J2常规12012.0615超声波探伤仪EPOCHIII（2300）微电脑处理12014.1016磁粉探伤仪CDX-4型12013.10
9、17全站仪8801 0.0212012.10苏州一光18风机FCX-15功率15kw42014.102）钢衬安装人员配置：根据钢衬安装施工进度安排所要求达到的安装强度及本工程施工特点，人员配备见表。 安 装 人 员 表 序号工种名称数量备注1电工12电焊工43钳工44金属结构安装工45起重工16防腐作业人员27汽车驾驶员38技术、质量人员19安全员110其他管理人员111辅助人员4合 计184. 施工遵循标准及规范溪洛渡大坝工程钢衬制造安装施工过程中将遵循以下规范、标准要求。（1）GB 11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级；（2）GB986-1988埋弧焊焊缝坡口的基本形式与
10、尺寸；（3）DL/T5141-2001水电站压力钢管设计规范；（4）SL105-95水工金属结构防腐蚀规范；（5）DL5017-93压力钢管制造安装及验收规范；5. 钢衬安装5.1 安装程序钢衬安装程序见图。钢衬尺寸复查装车运输钢衬吊装、就位样点放置安装现场清理工器具准备钢衬拼装、点焊、加固钢衬定位调整钢衬焊接安装控制尺寸复查钢衬焊缝检查钢衬灌浆处理钢衬竣工验收支墩安装测量、放样浇筑混凝土内支撑拆除及防腐钢衬验收灌浆孔封堵轨道安装 钢衬安装工艺流程图5.1.1 主要安装技术方案（1）分节钢衬安装方式的选用分节安装方式的选用，其优点主要体现在如下几个方面：1）集中安装吊装工作，减少施工干扰。2）
11、减少现场拼装、焊接工作量。3）最大程度减少设备占用时间。4）分节钢衬安装质量易于控制。（2）钢衬固定方式在钢衬下部设置支承钢架进行支承，在侧衬两侧根据混凝土浇筑层布置拉锚筋，其内部安设内支撑防止钢衬变形。（3）吊装方式钢衬分节单元运至输水管出口处平台后，采用吊车将其吊装至安装轨道上，采用缆机牵引、液压千斤顶顶进，对钢衬进行安装就位。（4）安装顺序钢衬始装节定在闸门进水口，从上游向下游方向进行安装。（5）安装误差的消除因钢衬分节后现场焊接存在焊缝收缩现象，为保证最后节焊接时与深孔弧形工作门埋件接口准确，进行每孔最后节钢衬制造时，将其长度方向放长50mm以消除安装误差。待其安装完成后，根据测量放点
12、修去多余部分。5.1.2 工地运输钢衬制造完成后，由钢衬制造厂运输至施工现场运输路线：钢衬制造厂宜城市刘猴镇木林包村董家河水库大坝坝脚。长途运输距离约300 KM、短途运输距离约18KM。钢衬最大运输件重量约2.1t，考虑外形尺寸大，运输重心较高的原因，长途运输采用60T平板车进行运输，短途运输采用8T载重汽车进行运输，其装车采用金属结构加工厂内16T汽车吊，卸车与吊运为16T汽车吊。5.1.3 安装准备支承钢架是实现钢衬调整、定位安装的基础，故底座必须牢固、可靠，分别在底座下相应部位预埋钢板以进行支承钢架固定。进行底座安装时，根据钢衬分节位置将底座与预埋钢板焊接，且各底座间采用型钢进行连接。
13、为加快安装进度及便于质量控制，在各底座上分别标识出安装基准线（如孔中心线、高程线等）。为便于钢衬调整、移动，底座上安装I20工字钢作移动轨道，其安装高度按照工字钢顶部低于钢衬底部布置。5.1.4 钢衬安装就位、调整支承钢架（一段）焊接完成后，开始各分节钢衬安装。钢衬安装时，利用30T缆机将其吊装至安装孔位置工字钢轨道上。根据设于底座上的安装基准线、金属结构加工厂内标识的钢衬标记线、安装定位块，以支承钢架为依托，采用千斤顶、手拉葫芦对钢衬进行精确定位。定位后须用全站仪复核各钢衬里程、高程以及孔口中心线，对于钢衬起点、终点以及弯段起点、终点部位均应作为检测控制的重点。钢衬就位时，因底座上轨道稍低于
14、钢衬理论安装高程，则待其调整就位后在支承钢架上另行焊接板条作支承件支承钢衬。（1）安装基准控制点、线的测放为了保证钢衬安装的准确性，在每节管口下部中心点的投影点位置设置控制样点，用以控制钢衬的安装几何位置。另外还设立高程水准控制点来控制钢衬的高程。根据设计图纸，采用全站仪放置钢衬安装时用的里程、中心、高程等控制样点，并经监理人检查认可（2）始装节安装根据钢衬结构布置情况，可将始装节设在涵管进水口，钢衬安装由始装节开始向下游延伸，逐节进行安装。始装节安装的要点是控制管口中心、高程和环缝间隙。安装时，先进行中心的调整，用千斤顶调整钢衬，用吊线锤进行监控，使钢衬的下中心点的投影点对准预埋的控制点，并
15、将钢衬调整到要求的高程。合格后在钢衬与支墩间隙之间打入楔型铁，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。加固完后再次进行中心、高程、里程的检测，并作好记录。钢衬始装节的安装质量的控制好坏，直接影响到其余管节安装的质量，必须严格控制安装位置。始装节就位后须用全站仪复核其里程、高程以及孔口中心线。（3）其余管节安装始装节安装加固合格后，进行第二节的安装，采用千斤顶调整管节，使管节的上、下游管口中心、里程、高程符合安装设计要求后，进行压缝，并注意控制钢衬错边和环缝间隙。当钢衬调整完成后，检查钢衬的焊缝错边情况、轴线偏差、管口的中心偏差和里程偏差。对于钢衬起点、终点
16、以及弯段起点、终点部位均应作为检测控制的重点。始装节的里程偏差不超过5mm，弯管起点里程偏差不大于10mm，始装节两管口垂直度偏差不大于3mm。沿环缝两侧管口，相邻两内表面之间的最大错位不应超过规定的要求。其余项目的偏差不超过设计图纸要求和规范中的有关规定。当所有项目均满足要求后进行环缝的焊接。（4）与门槽相接处处理方法与门槽相接处先预留一定余量，以便误差调整和与门槽相连。5.1.5 钢衬拼缝、固定钢衬就位并经检测合格后进行拼缝、固定。钢衬拼缝时先对钢衬底衬、侧衬、顶衬的中线进行对位、焊接固定焊，然后以此4点为起点，朝同一方向进行拼缝。钢衬固定分为底座支承固定、钢衬内部支撑、外部拉锚槽钢斜拉固
17、定。支承钢架与侧向拉槽钢则与钢衬一道永久埋于混凝土内。5.1.6 安装焊缝焊接钢衬焊接在其拼装完成，并检测合格后进行。（1）焊接设备及焊接材料选用钢衬安装焊缝焊接采用手工电弧焊焊接，其焊接设备采用ZX7-400S型逆变式直流焊机。根据以往施工经验以及钢衬母材特性选择焊接材料（焊条的选用与制造时的选用相符）。（2）焊接一般程序安装现场焊缝焊接的焊前清理、定位焊焊接、装配校正与间隙保证、焊接以及焊缝检验等程序均参照钢衬制作工艺执行。焊接环缝时在定位焊完毕，检测合后格后立即施工，且单条焊缝连续完成。（3）节间面板对接焊缝焊接钢衬面板采用双面不对称“X”形坡口形式，坡口不留钝边2毫米。坡口熔深与宽度比
18、取1.51.8，便于焊接质量控制。对侧衬面板先焊外侧，主要便于内侧进行焊接固定焊和焊缝清根。对底衬和顶衬面板先焊下面侧，以便减少仰焊工作量。焊接时面板间间隙取12mm，焊完一侧后采用碳弧气刨清根焊接背面焊缝（焊接过程中可根据焊接变形趋势进行调整）。焊接时为保证焊接结构刚性，内支撑不拆除。每条钢衬对接焊缝安排68名焊工对称施焊，并尽量采用相同焊接规范施工。（4）锚筋焊接钢衬外布置有锚筋，锚筋按图纸规定焊接在加强筋板上，搭接长度按设计图纸和有关规范确定。（5）检验、缺陷处理焊接后，经检查发现有焊缝缺陷，均报监理人，其处理除符合规范外，还应符合监理人的有关要求。焊缝内部或表面发现有裂纹时，进行分析，
19、找出原因，制定措施并报监理人批准，方可以进行返修。焊缝内部缺陷须采用碳弧气刨或砂轮将缺陷清除干净并用砂轮修磨成型，补焊前严格检查确认缺陷消除，方可以进行返修。焊缝返修按照规定的焊接工艺进行，返修的焊缝用UT复验，同一部位的返修次数一般不超过2次。超过2次应制订可靠的技术措施，经监理人批准，方可返修，并作记录。管壁表面凹坑深度大于2mm时，补焊前应用碳弧气刨或砂轮机将凹坑修磨成型，再进行补焊。在母材上严禁有电弧擦伤，如有擦伤应作打磨处理，并认真检查有无裂纹。5.1.7 拆除、清理拆除钢衬上的工卡具、吊耳等其他临时构件时，严禁使用锤击法，将采用碳弧气刨或氧-乙炔火焰切除，严禁损伤母材。切除后钢衬壁
20、上残留的痕迹和焊疤再用砂轮磨平，并认真检查有无微裂纹。必要时采用探伤检查。5.1.8 安装现场防腐防腐内容包括：（1）安装施工过程中钢衬表面涂装损坏的部位。（2）钢衬面板表面现场安装焊缝两侧的钢材表面。施工时按施工图纸执行，严格控制各道工序质量。5.1.9 灌浆孔处理灌浆施工完毕对灌浆孔进行封堵。先取下保护圈，清除灌浆孔中杂物，旋上螺塞（带防渗垫），然后烘烤干密封焊坡口、封焊，最后对焊缝进行磨平处理。密封焊缝采取超声波和渗透探伤检测，不得出现裂纹。5.1.10 钢衬安装质量主要控制标准钢衬安装完成后，须满足下表所示的质量标准要求。 深孔钢衬安装主要质量标准序号控 制 项 目 名 称标准要求备注
21、1轴线平行度偏差0.2%2纵、横向中心线5mm始装节3顶、底衬偏差2mm4边墙偏差4mm5对角线偏差4mm6始装节里程偏差5mm7弯管起点里程偏差10mm8始装节管口垂直度偏差3mm垂直端端口9与闸门门框相接处端部水平偏差2510与闸门门框相接处端部垂直偏差2511钢衬面板不平度2mm且倾斜度1/50每米不多于2处，且间距大于400mm6. 质量安全保证措施6.1 质量保证措施6.1.1 质量保证措施本项目主要的质量控制关键点有技术分析、组装、安装、焊接等，我公司将分别采取措施对其加以控制。（1）在合同签订后尽快及时联系设计、监理单位召开设计联络会，明确设计要求，及时将有关文件资料送发包人、监
22、理单位审查。在生产前进行技术交底，使每个员工在进行生产时都胸有成竹。（2）对未经工艺评定的钢材和焊材进行焊接工艺评定。（3）编制专门的焊接工艺指导书，并在焊接前组织进行技术交底。严格焊条烘烤使用管理制度，要求焊工随身携带已通电的保温筒；严格按焊缝级别进行焊接质量检查，并根据检查结果分析焊接工艺的可行性和调整焊接工艺。（4）内部质量检查严格实行“三检制”，即作业班组自检，作业队质检组复检，质检部门终检制度。（5）钢衬安装质量工艺控制措施：1）拼装时先对缝底衬、侧衬和顶衬的中心，并以定位焊接焊接固定，防止拼装时单起点拼装出现拼装误差积累。2）焊接时对称施焊，减少焊接变形。3）采取内支撑加固，增加钢
23、衬刚性，防止钢衬吊装、运输和混凝土浇筑过程变形。4）采取支承钢架做安装固定底座，采用槽钢做斜拉筋，便于安装定位，防止混凝土浇筑时钢衬跑位。5）中心线（水平投影）放样一次完成，避免分段放样误差。6.2 安全保证措施6.2.1 钢衬安装施工安全控制（1）执行安全法规坚持“安全第一，预防为主”的方针，坚定不移地贯彻执行国家及上级主管部门颁发的有关安全生产的法规和规定。经常教育职工文明施工，把安全生产放在首位，牢牢树立“安全第一，预防为主”的指导思想，遵守各项安全操作规程。坚持全员、全过程、全方位、全天侯的“四全”动态管理，及时消除事故隐患，努力实现安全生产 “零”事故。（2）实行安全责任制项目经理是
24、安全生产第一负责人，由项目经理聘任专职安全员，根据工程的具体情况，制定项目安全管理制度，发给全体职工，督促作业层执行。（3）制定施工安全技术措施组织工程技术人员对安装施工作出策划，策划安全施工技术方案时，安全员参加，所有的施工组织设计和技术措施文件，必须有明确的安全技术措施。（4）加强安全教育对全体职工进行经常性的安全教育和技术培训，提高职工的安全素质和自我保护能力。安全员每天巡视各施工面，检查施工现场的安全情况及是否有违章作业情况，一旦发现及时制止，班前交待注意事项，班后讲评安全，把事故消灭在萌芽状态。（5）加强安全检查加强安全检查，坚持每小时一次安全生产检查制度，做到时间、人员、内容、效果
25、四落实。（6）洪水安全措施重视水情和气象预报，一旦发现有可能危及工程安全和人身财产安全的洪水或气象灾害的预兆时，采取有效措施以确保人身财产安全，减少工程损失，并保证工程按计划施工。（7）消防安全和环境保护生产和生活应当着重注意防火；施工和生活垃圾应丢到指定的垃圾堆放处。严格遵守国家的消防安全法及环境保护法。为确保安全文明生产和环境保护满足合同规定的要求，我局特制定如下目标：建立健全以“预防为主”的安全文明生产体系，确保正常的生产、生活秩序；有效控制不安全因素，保证人员的安全与健康，保证财产设备安全；施工区和生活营地布置合理，环境整洁、优美，道路和通道畅通，尘、毒、噪声等环境指标满足环保要求。（
26、8）施工现场主要安全措施1）在施工过程中，严格遵守国家的有关安全法律、法规及各项规章制度。2）各作业班组在施工前进行安全技术交底。3）吊装、起重工作由专业人员指挥，吊装用的钢丝绳、吊具等必须认真挂装，且仔细检查。4）下班前要认真检查焊机、电源、钢瓶是否关闭及是否有火灾隐患。5）施工现场配备适量灭火器，且放置于醒目位置。6）工作现场施工电源、氧气、乙炔、焊机等按规定摆放与接线，坚持文明生产，做到人走场地清等。7）设置畅通的安全通道。施工通道及钢衬内设置充足的照明，照明电源采用36V安全电压。8）搭设钢衬脚手架必须牢靠，马道板必须绑扎，且安装用的临时平台及楼梯必须设防护栏杆和安全网。9）进入施工现
27、场人员必须正确戴好安全帽，高空作业人员必须正确佩带安全带及正确系好安全绳。6.2.2 运输安全措施（1）各类车辆必须处于完好状态，制动有效，严禁人料混载。（2）车辆运输超宽、超高的产品时必须有引路车，运输路线必须进行事先勘察。运输的物品必须用钢丝绳或其他物品绑扎牢固。（3）装卸时将车辆停稳并制动。（4）所有运输车辆文明行驶，不抢道、不违章，不超速。6.2.3 供电与电气设备安全措施（1）施工现场用电设备定期进行检查，防雷保护、接地保护、变压器等每季度测定一次绝缘强度，移动式电动机，潮湿环境下电气设备使用前检查绝缘电阻，对不合格的线路设备及时维修或更换，严禁带故障运行。（4）检修、搬迁电气设备（包括电缆和设备）时，先切断电源，并悬挂“有人工作，不准送电”的警告牌。（5）非专职电气值班员，不得操作电气设备。（6）操作高压电气设备主回路时，必须戴绝缘手套，穿电工绝缘靴并站在绝缘板上。（7）手持式电气设备的操作手柄和工作中接触部分，有良好绝缘，使用前进行绝缘检查。（8）低压电气设备加装触电检查。（9）36V以上的电气设备和由于绝缘损坏可能带有危险电压的金属外壳、构架等，必须有保护接地。（10）电气设备的保护接地，每班均由当班人员进行一次外表检查。（11）电气设备的检查、维修和调整工作，必须由专职的电气维修工进行。 15