金属结构及启闭机安装方案.docx
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金属结构及启闭机安装方案
建始县木桥河水库工程第一标段
（木桥河大坝工程）
金属结构安装施工工法
湖北大禹水利水电建设有限责任公司
建始木桥河水库工程一标项目部
金属结构制作与安装工程
1.1概述
导流洞的钢管制作与安装以及临时工程的闸门制作与安装。
其中钢管制作与安装工程包括洞内取水钢管、取水闸阀连接钢管、钢管内衬、竖井排水钢管、取水闸阀、放空闸阀等；临时工程包括进口封堵闸门2.2*3.0及埋件。
1.2钢管制作与安装
1.2.1钢管制作
（1）钢管制作工艺流程如下图：
（2）钢管制作方法
①下料及附件制作
A．材料到货后，配合业主做好材料的复检，合格后方能进行下料工序。
B．将钢板吊至下料平台，钢板规格尺寸核对无误后，根据钢管节序图的钢管直径、管长及部件或异形管瓦块展开图划线，并预留1～3mm割缝余量。
划线尺寸按表1-1的规定：
表1-1划线尺寸允许偏差
序号
项目
极限偏差（mm）
1
宽度和长度
±1
2
对角线相对差
2
3
对应边相对差
1
4
矢高（曲线部分）
±0.5
划线且尺寸复核合格后，用油漆在瓦块中间位置标出管节编号、中心线、水流方向、材质、板厚等字样。
采用数控切割机或半自动切割机进行下料及坡口加工，成形后用风动角向砂轮机对坡口及每侧100毫米范围内进行打磨、修整。
坡口加工完成并检查合格后，将坡口涂刷不影响焊接施工质量的坡口漆。
C．完成后，进行检测并填写质检记录。
D．将下料后的瓦块成品按材质、规格顺序堆放。
堆放时必须垫实牢固、堆放整齐，并且堆放高度不宜过高，以防止钢板由于堆放不当造成变形。
E．灌浆孔补强板及堵头的加工在加工车间进行，补强板及堵头加工完成并检查合格后，将补强板及堵头螺纹处涂油保护以防锈蚀。
②瓦块钢板压头、卷制
A．对每一瓦块钢板尺寸进行复检，并根据节序图管节的卷制尺寸制作检测样板。
B．钢板压头质量是钢管形位尺寸控制中的重要一环。
对本工程钢管的压头加工采用上辊可调试卷板机进行压头加工，将瓦块钢板两端分别喂入卷板机找正后进行滚压，滚压中随时用样板跟踪检测。
多次滚压后，将卷板机上辊升起脱离钢板，在瓦块端部自由的状态下用检测样板进行瓦块端部弧度的检测，直至端部弧度达到样板尺寸要求。
C．压头操作时，应注意一次不能将下压量进给过大，且应尽量滚压至钢板边缘，以防弧度尺寸过小及端部直边过大，从而给组圆及校正带来困难。
D．每一组相同尺寸的瓦块钢板压头施工完成后，将卷板机上辊调至中心位置，并将已压好头的瓦块钢板吊入卷板机进行瓦块的卷制。
E．直管瓦块的卷制采用圆柱管卷制法进行。
F．卷制过程采用多次进给下压量的方法，使瓦块滚压均匀，以防止卷制尺寸过小后校正困难。
卷制过程中随时用样板检查曲率半径。
检测样板弦长为1500mm。
G．渐变管的卷制采用分区卷制法。
钢管卷制前将管节瓦块按素线进行分区，调整卷板机上锟与下辊倾斜度，然后将瓦块钢板吊入卷板机中，按每个分区进行卷制。
卷制过程中，随时用上、下端半径尺寸的检测样板及时的检测卷制弧度。
H．卷制完成后将瓦块以自由状态立于工作平台上，对瓦块进行检测并填写检测记录。
I．卷制过程中必须遵循下列规定：
卷制方向应和钢板压延方向一致；卷制时严禁锤击钢板，防止在钢板上出现任何痕迹；卷制过程中应及时清扫瓦片内壁在卷制过程中出现的氧化、污物等杂质；用弦长1500mm的检测样板检查瓦片弧度偏差时，样板与瓦片的极限间隙不应大于2.0mm。
③单节组装
A．按管节的编号，将管节瓦片吊至组对平台。
B．粗调外形尺寸及管口不平度，其管口不平度≤3mm。
C．将纵缝调整夹具装在纵缝区位置，利用夹具上的调整螺栓调整纵缝错边及对口间隙在规定允许范围内。
D．调整完后，用钢尺及样板检测钢管上、下管口周长、对口错牙量、钢管圆度及纵缝区弧度尺寸。
钢管实测周长与设计周长允许偏差±20mm，且相邻管节周长差小于10mm，钢管纵缝对口错牙量控制在1mm以内，钢管管口圆度实测直径差≤20mm，弦长1500mm样板检测纵缝弧度间隙≤3mm。
E．调整合格后，按点固焊工艺要求进行纵缝的定位焊，定位焊焊接位置为内纵缝，间距400mm，焊长50mm，且末端的定位焊缝距管口50mm。
F．外纵缝封底焊接完成并检查合格后，将调圆架吊入管节内，对管节进行调圆操作。
调整完成后，对管节进行检测，并将调圆架吊出。
G．将管节翻转后吊至滚焊台车上，对内纵缝进行清根，检测合格后用埋弧自动对内纵缝进行焊接。
H．每条焊缝应一次性施焊完成，不得无故中断。
当由于特殊原因中断焊接时，应采取保温防裂措施。
在重新焊接前，应将表面清理干净，确认无裂纹后，方可按原工艺继续施焊。
多层焊接时，每层的层间接头应错开。
I．质检部门对焊缝进行各项外观及无损探伤检测，合格后方能进行安装节组装工序。
对单节管检测的同时，将管节上、下口周长及组装标记用油漆标注在相应的管口上。
④安装节组装工艺
A．按施工节序图及管节编号，将需要进行单元组装的相邻管节吊至环缝组装台上，用卧式组对法进行环缝的组对工作，环缝的调整用装设有千斤顶的顶杆进行。
B．相邻管节吊装就位进行环缝组装时，应对齐管节上标出的相对应中心，同时根据管口的周长尺寸先进均匀地调整，并确保错牙尺寸及对口间隙在规范允许的范围内。
C．环缝组装调整时，采用调整好一段，就点焊固定一段的工艺方法。
点焊间距300mm，对局部区域可根据需要缩短定位焊间距，以确保组装环缝的对缝质量。
D．定位焊焊接按工艺指导书的相应轨道执行。
F．安装节的组装尺寸及相邻管节的纵缝位置严格按图纸技术要求及规范进行。
G．安装节环缝组装合格后，进行环缝外侧坡口的手工封底焊接。
H．对封底焊后的焊缝进行清根，并用风动砂轮机对环缝清根部位进行打磨。
经检验合格后，将其吊至滚焊台车上，用埋弧自动焊按焊接工艺指导书的要求进行内环缝的焊接。
I．按照施工图纸所示开制灌浆孔，装设灌浆孔补强板并进行预热后焊接。
补强板的预热、焊接遵照焊接工艺指导书的要求进行，补强板焊接后进行磁粉探伤检查。
J．焊接内部缺陷的处理，用碳弧气刨或风动角向磨光机将缺陷清除，并用角向磨光机修磨成便于焊接的凹槽，焊补前进行预热，按焊接工艺指导书的要求进行焊接。
返修后报请质检部门进行复检。
K．同一部位的返修次数不得超过两次。
若超过两次，必须找出原因并制定出详细的、切实可行的返修技术方案报请监理工程师同意后方能实施。
L．对钢管内外表面及焊缝进行全面的修整。
制作施工中的附件的拆除，可用碳弧气刨或氧乙炔火焰割除，但切割时预留出3～5mm余量，然后用风动角向磨光机打磨至与管壁齐平。
M．检测安装节各项形位尺寸并填写质检单。
O．在灌浆孔补强板内螺纹上涂油并旋入孔塞以保护螺纹，然后将管节吊至防腐工区，进行喷砂除锈工作，合格后喷涂涂料及管外苛性钠水泥浆。
P．由于本工程钢管的壁厚较薄，钢管端部设置有活动调节丝杆（端头用夹布硬橡胶包裹）的米字型内支撑。
在每节钢管两端距离管口200mm的位置装设米字型内支撑，调节螺杆顶紧后，用连接杆将两榀支撑进行螺栓联接形成一个具有稳定性整体框架，以保证钢管在运输、吊运、存放及安装过程中不发生变形。
完成防腐施工的钢管在吊运时，应采用专用索具吊装，以防吊运时擦伤到防腐层。
夹布橡胶螺纹套管支承杆件螺杆。
Q．对安装节全面检查（终检），然后吊至存放区。
⑤钢管的防腐施工
A．进厂的涂装材料应按我公司的质量体系文件进行检验，其质量应符合标书和有关的国家标准，采用国内一流企业的产品。
B．钢管制作完成并检测合格后，将其吊运至防腐车间的喷丸防腐区，检查钢管内外表面受污情况。
C．喷射处理之前，先进行脱脂净化处理，再采用喷射方法进行表面处理，为增强涂膜的附着力，要求采用棱角状钢丸。
D．用喷丸机对钢管内外壁进行喷丸除锈施工。
表面清洁度等级应不底于Sa21/2级，表面粗糙度Rz应在60-100um范围内，钢管外壁表面除锈等级应达到Sa1级。
对每一工件应按施工记录表作好记录。
E．钢管表面预处理喷射用的压缩空气设备应设置油水分离器，以保证喷射用的铁砂干燥、洁净、无尘。
当钢材表面温度低于露点以上3℃、环境相对湿度高于85％，严禁进行表面预处理。
F．钢管表面预处理合格后，使用钢刷和真空吸尘器清除残留砂粒等杂物，然后复测其清洁度和粗糙度，合格后在上、下管口200mm表面处理（喷丸处理）检查、清洗检查清扫喷涂范围内涂刷一道不影响焊接性能的车间底漆。
G．用挡板将不需要喷涂油漆的部位盖住，然后开始进行钢管的涂漆施工。
H．涂漆施工用高压无气喷涂机进行，涂料的配制、喷涂层数、层厚、层间喷涂时间间隔应按涂料的使用说明书进行施工。
I．表面预处理、喷漆施工时严格在规范规定的环境条件下施工。
J．每层涂装前应对上一层涂层进行外观进行检查。
涂装后进行外观检查，表面应光滑、颜色一致、无流挂、皱皮、针孔、裂纹、鼓泡等缺陷。
涂层厚度、致密性、粘附力应用专门仪器进行检测。
K．涂层缺陷部位的补涂应将原表面打毛且周边打磨成45°斜面、清理干净后按正常喷涂工艺进行补涂施工。
L．钢管内壁喷涂施工完成后，采用水泥浆喷涂器进行钢管外壁苛性钠水泥浆的喷涂，水泥浆的喷涂应力求稠度适中，厚度均匀，干膜不起粉状。
1.2.2钢管运输
钢管由金属结构加工厂新沟分厂至安装现场的运输，由载重汽车运输至水库主坝右侧坝顶，采用汽车吊卸车。
进口段的渐变段钢管利用右坝肩上游的山体斜坡放至输水隧洞进口处，采用进口处的起吊架调整钢管的方向，并提升至钢轨滑道上，然后利用卷扬机牵引进洞安装；其余的钢管利用下游坝坡山体斜坡放至输水隧洞出口处，采用出口处的起吊架调整钢管的方向，并提升至钢轨滑道上，然后利用卷扬机牵引进洞安装。
1.2.3钢管安装
（1）安装前根据图纸尺寸将钢轨滑道安装轴线、钢管中心线及桩号线可靠地设置在隧洞洞壁表面。
（2）在输水隧洞隧洞内的钢轨滑道安装轴线两侧打设地锚，锚杆采用Ф20砂浆锚杆，锚固深度采用30cm。
待锚杆砂浆充分凝固厚，铺设钢轨滑道，并将钢轨滑道与地锚焊接牢固。
（3）在隧洞进口和出口安装起吊架，其主要用于钢管的调整并将钢管吊入遂洞内的轨道钢轨滑道上。
钢管放至钢轨滑道上后，采用卷扬机拖运制洞内。
（4）首先进行首装节的安装，根据输水隧洞进口土建施工进度要求，确定首装节为渐变管。
（5）按节序图编号依次进行钢管的安装。
施工过程中，由施工技术人员及质检人员对施工过程进行监控，发现问题极时处理。
（6）每一安装节组装完成后，用型钢可靠地支撑在洞壁上，以防止下一安装节组对时，管口的位移。
（7）安装环缝的焊接应严格按照制定的《焊接工艺规程》执行，焊接过程中设专人对焊接参数及程序进行严密的监控，发现问题及时调整和处理。
（8）每一安装环缝焊接完成后，应对焊缝及电弧擦伤处进行打磨、清理，并用钢丝砂轮及砂磨片将环缝区重新清理干净，然后涂刷防腐漆。
1.2.4钢管焊接
（1）根据设计施工技术要求，正式生产前编制压力钢管焊接工艺指导书，以便于正确地指导钢管的焊接施工。
（2）制作时的焊接采用埋弧自动焊加手工电弧焊的焊接方法，安装焊缝全部采用手工电弧焊。
（3）制作对接焊缝均采用60°X型坡口，安装对接焊缝采用26°V型带垫板坡口。
（4）焊材采用与主材相匹配的电焊条、焊剂、焊丝。
（5）焊材的保管、干燥、发放，实行一、二级库管理制度。
焊接材料的发放实行工作票制度，焊材一次领用量不得超过3Kg，焊材的干燥严格按照焊材生产厂家的规定执行。
（6）全部一、二类焊缝的焊接过程，由专职人员用仪器对各项参数进行监测，以确保焊缝的各项性能指标。
1.3闸门制作及安装
1.3.1闸门制作
本项目闸门外形尺寸均较小，重量不大，考虑制作、运输、安装等因素，拟定在公司金结加工厂内整体制作组装、防腐后运至工地安装。
闸门制造工艺见图1-1：
（1）门叶制作
①将门叶细分为多个部件，分部件进行单独制作，如吊耳、主梁、边梁、纵梁、底梁等。
各部件严格按施工图纸和DL/T5018-94规范进行制作、加工和检验。
各部件必须经检验合格后才能进入下道工序进行整体拼装。
②单个构件制作：
门叶边梁底端与定轮轴孔放加工余量，单独拼焊、调校。
焊后对组合焊处进行超声波无损探伤。
吊耳单独制作，并加工好吊耳孔；滚轮轴孔板镗制；其余构件按图下料并调平调直。
③门叶组拼、施焊
门叶整体拼装时，利用车间现有平台在按门叶面板面朝下（但此时并不铺面板）1:
1比例放样。
再将制作好的部件按大样位置整体装，形成骨架再施焊。
施焊按施工图样和DL/T5018-94规定执行，顺序大致为：
先中间后外侧，对称交叉施焊，在第一道焊完后停下，检测门叶变形，如有变动及时调整施焊顺序，施焊完毕，复测门叶几何尺寸，并测定门叶跨度中心线，作为承压止水部件安装基准，并作好标记。
待骨架施焊完毕后进行翻面，利用水准仪校平骨架铺面板面，将面板点焊固定在骨架上。
再将门体翻面、校平，将面板与主梁所有连接焊缝施焊。
之后找正各面，修割面板。
再将水封垫板焊好，吊耳待静平衡试验后确定吊耳位置后施焊。
④门叶结构加工
将门叶平放于平台上，此时面板朝上。
再以顶、底止水座板面为基本平面，取其它相关尺寸画底端加工线、定滚轮中心线、止水橡皮螺孔中心线等；钳工钳钻各螺孔。
（2）门体组装：
门叶制作完后，进行门体整体组装，并严格按施工制造详图和DL/T5018-94规范进行检测。
按图纸要求分别装配各滚轮、侧轮装置，之后再与门叶装配；
在门体上按图装配各止水橡皮及压板等。
（3）门体拆分：
拆除各装配件、入库装箱、编号。
（4）质量保证措施
闸门制作主要是保证闸门的外观尺寸，止水座面，焊缝质量，闸门相应强度、刚度，确保闸门安全运行。
如何确保闸门强度、刚度、尺寸精度，使闸门安全运行，必须从闸门的结构审查、分析其结构特点，考虑焊接缝对其变形的性质，我公司采取以下措施对其控制：
①制定质量保证体系，编制工艺流程、工艺卡片；焊接工艺卡、焊接工艺评定试验；
②搭设平台，保证整体尺寸及门体平整度（采用20×15m平台）；
③拼装过程中，对构件统一编号分类，堆放稳固，防止变形；
④为防止焊接变形，在施焊前，对焊工进行统一安排，严格按岗位及技术等级分类焊接，并进行焊前学习，明确焊缝分类等级，做好焊接工艺评定试验及详细的焊接工艺流程；复测各几何体尺寸、门叶扭曲，拼装焊缝形式及尺寸是否与图纸及工艺文件相符，合格后方可加固，加固要求为：
10mm/50mm;焊高4mm，重复以上检测过程直至合格。
焊接程序大致如下：
先中间后两边，对称交叉施焊，间隔焊，
分段施焊，并进行变形检查，合格后进入下道工序。
⑤若遇温度过低、天气等因素时，焊条、焊丝、焊剂必须加热保温方可使用，天气下雨时，本公司有活动厂房10×20m可以保证质量及工期。
图1-1闸门制造工艺流程图
1.3.2闸门埋件制作
本项目平面闸门埋件主要由主轨、反轨、底坎、门楣等组成，均为钢结构组焊件，结构简单。
根据埋件长度进行分节制作再预组装。
其生产工艺如下：
（1）按工艺图下料并调平、调直、并放加工余量；
（2）构件组合点焊加固，并采取对称分布焊控制变形；
（3）焊接成形后进行整形调平、调直；
（4）端面铣平，各分节处端板连接螺栓孔须配钻；
（5）单节制作完后整体组节，检查；
（6）制作完毕，分类编号并用油漆作好标记。
1.3.3埋件安装
埋件主要包括底槛、主轨、反轨及门楣等，埋件运至工地且土建具备安装条件后即可进行埋件安装工序。
将埋件由现场仓库运至安装地后，卸至输水箱涵进口处，进行复测，接着进行一期砼深凿毛，用高压水将碎屑、浮尘清理干净，调整预埋插筋或基础螺栓，清理门槽内渣土、积水，设置孔口中心，门槽中心及高程控制点等基准线。
之后，逐节将配套埋件转至门槽内，再在门槽顶部搭设脚手架，设置安全围栏、埋件安装样架及一着力点，起吊埋件进行安装。
为避免误工，确保安装质量。
安装过程中应注意以下几点：
①埋件安装前应对一期砼预留槽尺寸进行检测，对一期插筋位置进行检查。
②门槽构件和安装单元的连接，应按照施工详图进行，采用现场焊接，焊接前应制定稳妥的焊接工艺措施。
③用水准仪、经纬仪、吊线锤等配套检测工具设置各控制点严格控制安装精度。
④分节埋件及接合处焊后应磨平并进行防腐处理。
⑤二期砼浇筑过程中应对门槽构件工作面进行必要的保护，避免碰伤和污物吸附。
⑥严格遵照施工详图及DL/T5018-94规范进行安装、检测。
1.3.4闸门安装
本工程闸门尺寸及重量均不大，闸门安装位置位于临时工程进水口，拟定根据闸门安装位置采用吊车和卷扬机相结合的方法进行闸门吊装安装工作。
具体方法为：
闸门运至工地安装地后用8T汽车吊将闸门卸至闸门槽侧，用卷扬机拖拉至门槽处，然后在启闭机启闭吊孔处穿挂吊点将闸门整体吊装入槽就位。
1.4蝶阀安装
（一）方向和位置
水平管道上，阀杆方向可按下列顺序确定：
垂直向上、水平、向上倾斜45°；不允许垂直向下。
（二）施工作业
1、安装施工必须小心，切忌撞击蝶阀。
2、安装前，应将阀门作一检查，核对规格型号，鉴定有无损坏，尤其对于阀杆，还要转动几下，看是否歪斜。
还要清除阀内的杂物
3、阀门起吊时，绳子不要系在手轮或阀杆上，以免损坏这些部件，应该系在法兰上。
4、对于阀门所连接的管路，一定要清扫干净。
可用压缩空气吹去氧化铁屑、泥砂、焊渣和其他杂物。
5、安装法兰阀门时，要注意对称均匀地把紧螺栓。
阀门法兰与管子法兰必须平行，间隙合理，以免阀门产生过大压力，甚至开裂
6、须与管子焊接的蝶阀，应先点焊，再将关闭件全开，然后焊死。
注意：
蝶阀装上后不允许再焊接法兰，以免烫伤橡胶件和防腐覆层。
（三）注意事项
1、 管道对夹法兰标准必须与蝶阀法兰标准相符；使用对焊法兰，蝶阀专用法兰或整体法兰；不得使用平焊法兰（套合式）。
2、 使用安装前应检查使用条件是否与本蝶阀性能相通。
3、 安装前应先清理阀门内腔与密封面，不许有污物杂物附着；同时除清管道内的焊渣和其它杂物。
4、 安装时蝶板必须处于关闭位置，确保蝶板不与管道法兰等碰撞。
5、 阀座两端突出阀体端面作为法兰密封垫，蝶阀安装时无需再加密封垫。
6、 本蝶阀可任意位置安装（垂直、水平、倾斜），操作机构重的规格注意设置支撑架。
7、 本蝶阀在运输、储存过程中要保证蝶阀避免撞击，否则会导致蝶阀密封性能下降，蝶板不得与硬物磕碰，并应打开在4°- 5°的开启位置，以保持密封面在此期间不受损伤。
8、 确认法兰焊接无误，蝶阀装上后不允许再焊接法兰，以免烫伤橡胶件和防腐覆层。
9、蝶阀在订货合同中无特殊说明者只允许竖直这能装在室内使用。
10、蝶阀如遇启闭失常，应查明原因，排除故障，不得利用敲、砸、撬和手柄接杆加长力臂等方法强行启闭。
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