上海市白龙港城市污水处理厂顶管工程施工方案精选Word格式文档下载.docx

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5.5、顶管施工质量保证措施

5.6、测量工程质量保证措施

5.7、土压平衡顶管施工质量通病及防治措施

六、施工进度计划

七、机械设备及人员配备

7.1、施工机械设备表

7.2、人员配备计划

八、施工组织管理网络

九、安全与文明施工措施

本工程在现有道路DN1000钢管顶管，管内底标高为-8.580M，路面标高为0.000M，长度约为159M。

根据施工图纸要求该段顶管工作井、接收井为SMW工法围护结构井，顶管工作井、接收井的尺寸分别为8.30M×

3.60M（内净尺寸）、4.50M×

3.50M（内净尺寸）。

工作井：

8.30M×

3.60M（内净尺寸），采用SMW工法井施工。

接收井：

4.50M×

3.50M（内净尺寸），采用SMW工法井施工。

2.2.1、工作井结构施工图说明

1、图中所示尺寸除标高以米计外，其余均以毫米计。

2、设计顶管工作井平面内净尺寸为8.30M×

3.60M

3、材料

①、混凝土：

施工阶段围檩、内衬、底板、：

强度等级C30、保护层厚度30。

②、型钢、钢板均采用Q235钢。

4、采用水泥搅拌墙作为基坑开挖的围护结构，并作为顶管施工的工作坑。

①、水泥土搅拌桩

水泥土搅拌桩采用强度等级为32.5号新鲜普通硅酸盐水泥，水泥掺入比为20%，水灰比为1.5~2.0。

深层搅拌桩加固体90d无侧限坑压强度qu90≥1.2MPa，28d无侧限坑压强度qu28≥1.0MPa，渗透系数应小于1*10-7cm/s。

②、H钢

规格700*300*13*24型钢。

H型钢插入水泥土搅拌墙前表面涂减摩剂，与头道钢筋砼围檩间采用牛皮纸隔离，覆土完成后拔出，边拔边注浆充填。

5、基坑工程施工

①.施工顺序：

地面开槽——型钢水泥土搅拌桩施工——浇筑混凝土围檩——设置支撑——开挖——设置各道围檩、支撑——开挖至设计标高——浇筑底板、内衬及后靠——顶管顶出——内衬HDPE管及内部检查井施工——回填拆除各道支撑——拔出型钢。

②.基坑开挖前，应做好坑内排水降水措施，坑内地下水位始终保持开挖面以下0.5~1M。

③.在开挖到地坪以下1100时浇筑顶部砼围檩，待围檩砼强度≥80%方可坑内开挖。

④.基坑开挖到设计标高后，应于4h内浇筑素砼垫层，并在48h内浇筑顶管工作井底板，底板砼强度达到≥70%后浇筑前导墙、后靠背。

⑤.基坑开挖过程中如发现围护结构有渗漏，必须随时封堵。

6、施工监测

为保证临近基坑已有建筑物及地下管线的安全和施工的顺利进行，应对施工全过程进行监测，主要监测内容为围护结构的侧向变形和地下管线的位移。

7、顶管工作井最大允许顶力为：

3500KN。

8、砼浇筑后必须湿养护。

底版设置集水孔。

基坑回填时应四周同时对称进行，回填土不应有腐蚀性，回填土密实不得低于90%。

2.2.2、接收井结构施工图说明

参见工作井结构施工图说明。

工作井实行全封闭隔离，并建筑必要的生产临时设施，要保持施工现场的文明、安全和卫生整洁。

进行井内钢扶梯和护栏是施工中的安全要点，必须按有关安全标准制作。

在施工现场，设置吊车停放场地、管材堆放场地、挖机停放场地，钢筋加工场地，料具间、储泥箱、布置膨润土材料工棚和拌浆，储浆以及注浆设备等，另外，现场放集装箱两只，作工地办公室、休息室和料具间。

定位放样→样槽开挖→搅拌机就位→预搅下沉→喷浆搅拌提升→重复搅拌下沉→重复喷浆搅拌提升至孔口→停机、移位→履带吊挂振动锤就位→自沉或振动插入H型钢（型钢表面涂减摩剂）→停机、移位

利用水泥土搅拌机械，用水泥作为固化剂与地基土进行原位的强制粉碎拌和，插入H型钢后待固化形成不同形状的桩，墙体或块体等，用于深坑开挖侧向挡土防水支护结构。

其主要工作原理是依靠H型钢承受挡土结构的弯矩和剪力，依靠水泥土搅拌桩止水以及增加墙体的复合刚度，从而使位移减少到尽可能的小。

4.1.3.1、技术要求

SMW工法井,即深层搅拌桩内插H型钢。

本工程水泥土搅拌桩采用三轴直径Ф8500MM，H型钢型号为HM700*300*13*24。

桩与桩之间的中心间距为500mm，搭接为250mm。

成桩垂直偏差：

不应超过1%（L-桩长），桩位布置偏差不得大于0.5M。

H型钢平面度平行基坑方向±

2CM，垂直于基坑方向2CM，H型钢形心转角φ≤3度。

4.1.3.2、施工方法

1、采用SJB型水泥土搅拌机施工水泥土搅拌桩。

2、采用35T汽吊挂DZ-30型振动锤利用振动方式进行H型钢插入施工。

水泥土搅拌桩单桩施工结束，必须连续进行H型钢的插入施工。

4.1.3.3、机械设备配置

SMW工法井施工的机械设备的配备见下表（注：

以下为单个井所需设备）：

名称

型号

功率

数量

水泥土搅拌机

SJB-1

60KW

1台

灰浆泵

HB6-3

4KW

灰浆搅拌机

2*200升

汽吊

35T

振动锤

DZ-30

30KW

电焊机

10KW

电气控制柜

1套

4.1.3.4、施工主要工序技术要求与质保措施

4.1.3.4.1、水泥土搅拌桩部分

1、确保工程质量的技术措施

1）严格按照图纸定出搅拌桩的内外边线，并将内外线引到两端固定的建筑物上，或地面钉桩固定，并经常反复校正。

2）搅拌桩的内外边线经监理验收合格后方可进行搅拌桩施工。

2、确保桩位措施

1）施工前，于沟槽施工范围内间隔50CM插一根小木桩，按设计图布置好孔位，并于沟槽边拉一根带刻度的测绳，为桩机移位定孔复核。

2）桩机移位，间距50CM，需专人复测孔位，确保桩间搭接20CM，不得多移。

3、确保桩顶、桩底标高措施

施工前应对桩架进行检查，搅拌头叶片直径为0.85M，误差不超过1CM，二传力轴间距为50CM，误差不超过2CM。

1）桩顶标高：

根据设计图纸将桩顶标高引测到沟槽两侧的地面上，用水泥钉与红漆作好标记，并将标高引测到周围固定建筑物上，作为复测校正用；

桩机在平整地面上施工时，只要将标高引测到机台木上即可，推算出机台木距桩顶的距离，即可控制桩顶标高。

2）桩底标高控制：

量出搅拌机搅拌轴长度，桩长加上桩顶距机台木顶面的距离，用红漆在搅拌轴上作好标志，每次施工控制好搅拌轴段的长度，即可控制桩长与桩底标高；

施工时经常复测机台木顶面标高，若有变化，随时调整。

3）在施工中遇到特殊情况及时向甲方和设计单位反映，以利施工正常进行。

4、保证桩体垂直度措施

1）在铺设道轨枕木处要整平整实，使导轨枕木在同一水平线上；

2）在开孔之前用水平尺对机械架进行校对，以确保桩体的垂直度达到要求；

3）用两台经纬仪对搅拌轴纵横向同时校正，以确保搅拌轴垂直，从而达到对桩体垂直度的控制；

4）施工过程中随时对机座四周标高进行复测，确保机械处于水平状态施工，同时用经纬仪经常对搅拌轴进行垂直度复测，这样通过对机械的控制达到对桩体垂直度的控制。

5、保证加固体强度均匀措施

1）压浆阶段不允许发生断浆和输浆管道堵塞现象。

严格按设计确定的数据，控制喷浆和搅拌提升速度，误差不得大于±

10CM/Min。

控制重复搅拌时的下沉和提升速度，要保证加固范围内的每深度得到充分搅拌。

若发生断桩，则再向下钻进50cm再喷浆提升。

2）设备运转正常后，搅拌轴沿导向架搅拌切土下沉，搅拌头的下沉速度不应大于1.0M/min。

3）本工程施工过程中采用“二喷三搅”施工工艺，第一次喷浆量控制在60%，第二次喷浆量控制在40%，且两次喷浆提升速度控制在0.5m/min，以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌。

搅拌头提升至距地面2M时，喷浆压力宜低于0.3Mpa；

在整个施工过程中严禁桩顶漏喷现象发生，确保桩顶水泥土的强度。

4）应保证加固体的连续性，每一施工段应连续施工，相邻桩的施工间隔时间不能超过10小时，否则喷浆时要适当多喷一些水泥浆，以保证桩间搭接强度。

5）预搅时，软土应安全搅拌切碎，以利于与水泥浆的均匀搅拌。

6）水泥浆要严格按设计水灰比进行配料，水泥浆拌好后，在倒入集料斗之前，要用筛网清除水泥中的结块和杂物，为使水泥浆不发生离析，水泥浆要严格按设计的配合比配置。

建议水泥浆应在搅拌机中不断搅动，待压浆前才缓缓倒入集料斗中。

7）水泥浆配制时，水泥及掺剂应进行严格称量。

8）水泥必须具备质保单及安定性实验合格后方可使用。

9）按要求做好水泥土试块，并进行养护，送检测定其强度，确保桩体水泥土强度达到设计要求。

10）施工过程中，做好每根桩的原始记录及相关资料。

11）每根桩的水泥掺量必须符合设计要求，如遇特殊情况掺量发生变化必须向甲方及设计单位反映，经许可后方可进行施工。

4.1.3.4.2、H型钢的插入施工部分

见附图：

《SMW工法井H型钢定位图》

1、H型钢的检查、运输及堆放

因H型钢需多次重复利用，所以每次使用前，必须重视检查工作，使用过的H型钢，在拔出、运输、堆放过程中，容易受外界因素影响而变形，如不整理，不利于插入。

检查时，发现缺陷随时调整，整理后，在运输和堆放时要尽量不使其弯曲变形，避免碰撞。

堆放场地应平整坚实，不产生大的沉陷。

2、H型钢插入前表面的处理措施

为减少插入、拔出时周围水泥土体与H型钢表面间的摩擦阻力，在H型钢插入前，必须在其表面均匀刷涂减摩剂，并经严格检查后方可用于插入施工。

且搅拌桩顶制作围檩前，事先用牛皮纸将H型钢包裹好进行隔离，以利拔桩。

3、插入位置的确定

根据图纸要求，在搅拌桩上定出每根H型钢的中心位置，并用小木桩做好标记。

4、H型钢的插放和固定

在水泥土充分搅拌后，开始初凝硬化之前采用大型吊装机械将定尺的H型钢吊起，插入指定位置，依靠H型钢的自重及振动锤下插到设计规定深度。

型钢起吊前在型钢顶端150MM处开一中心圆孔，孔径约100MM，装好吊具和固定钩，根据甲方提供的高程控制点及现场定位型钢标高选择合理的吊筋长度及焊接点，控制型钢顶标高误差小于50mm。

另外，还应保证型钢在起吊过程中不变形。

采用型钢定位装置固定插入型钢的平面位置，将H型钢底部中心对准桩位中心，然后徐徐垂直插入水泥土搅拌桩内，使用经纬仪或线锤控制型钢插入垂直度。

型钢插入过程中应随时调整型钢的水平误差和垂直误差。

若型钢插放达不到设计标高，可以慢慢提升型钢到适当高度，重复下插至设计标高，下插过程中始终使用经纬仪或线锤控制H型钢垂直度。

5、保证H型钢垂直度措施

1）设立导向装置，以保证插入的垂直度达到要求。

2）插入过程中，必须吊直H型钢；

当H型钢倾斜时，必须及时调整、校对，使其垂直度符合要求时，方可进行插入施工。

6、H型钢的拔除方法

1）先采用液压千斤顶将H型钢上顶，使其松动；

2）然后采用振动锤利用振动方式或者采用卷扬机强力起拔将H型钢拔出。

型钢起拔时要垂直用力，不允许出现倾斜起拔或侧向撞击型钢。

3）采取边拔H型钢边跟踪注浆充填空隙的方法进行施工。

4.1.3.4.3、开挖和结构施工部分

基坑挖土采用人机相结合的办法，采用的机械有1M3挖掘机及汽吊。

在开挖到第一道围檩中心线以下300MM前浇筑顶部围檩，待围檩砼强度达到100%后方可继续开挖。

在开挖到第二道围檩中心线以下300MM前架设第二道钢围檩及支撑，待钢围檩架设完成后方可继续开挖直至基坑底标高。

在开挖过程中应根据现场实际情况采取措施以免上部下坍。

基坑开挖到设计标高后，应于4小时内浇注素砼垫层，并在48小时内浇注顶管工作坑或顶管接收坑底板，底板并设滤水孔，底板进行湿治养护，底板砼强度达到100%后，浇注顶管工作坑钢筋砼前导墙、后靠背。

基坑开挖过程中如发现围护结构有渗漏，必须随时封堵。

基坑必须在降水干燥情况下浇筑底板。

《SMW工法井封底预埋集水井孔平剖面图》。

4.1.3.4.4、围护结构渗漏，封堵措施：

1、基坑开挖过程中，发现局部搅拌桩喷浆不匀，水泥土联结不牢的情况下，发生渗漏，可用双快水泥浆压堵。

2、若发现局部桩与桩联结不牢，发生渗漏，可压双快水泥浆（快凝水泥浆）或堵漏王进行封堵。

3、发现桩体局部有断桩现象，可于围护结构外围进行压密注浆，并掺早凝剂，进行快速封堵，并补充增强该处围护结构强度。

4.1.3.4.5、围护结构渗漏，预防措施：

1、搅拌桩严格按设计图纸施工，不得出现无计量施工，以及桩体搭接尺寸不够，桩体少喷浆，喷浆不均匀，漏喷浆等情况的发生。

2、搅拌桩必须达到养护强度后方可开挖施工，以免其强度未达到，就顶管施工，导致后靠背桩体开裂，发生渗漏。

3、严格控制好支撑预应力，不得强行加压支撑，以免桩体受力开裂发生渗漏现象。

4、做好洞口密封措施，确保洞口周围不得有渗漏现象的发生。

5、施工现场准备好堵漏设备及压浆设备，确保顶管顺利施工。

4.1.3.5、施工监测

本工程施工监测主要是对围护结构的监测，及时预报施工中出现的问题，以指导施工。

监测内容如下：

围护桩桩顶水平位移监测；

围护桩桩体深层位移监测。

4.1.3.6、其他注意事项

1、为了保证临近基坑已有建筑物及地下管线的安全和施工的顺利进行，应对施工全过程进行监测，主要监测内容为围护结构的侧向变形和地下管线的位移。

2、搅拌桩施工应有连续性，不得出现24小时施工冷缝。

如因特殊原因出现施工冷缝，则接桩水泥掺量为15%，在接缝外补桩及作出明显标记，开挖前再需注浆补强；

3、搅拌桩钻进时如有困难时不得冲水，必须用水泥浆液补入湿润液体，帮助钻头下沉。

本工程共包括一座工作井，两座接收井。

工作井作双向顶进，一段80m，一段79m。

工作井平面尺寸为8.0m*3.6m，接收井平面尺寸为4.5m*3.5m。

顶管采用Φ1000钢管。

4.2.2.1、顶管机选型

选择好顶管掘进机对顶管施工是至关重要的。

为此我公司根据本工程顶管口径、当地特有的施工条件和土质情况，加上本公司掌握的类似条件下的施工经验，决定采用Ф1000泥水平衡顶管机。

具体详见下述：

根据本工程Ф1000管道小口径顶管出泥量小，且给施工人员在管道内施工不方便的缺点，结合当地特有的施工条件和土质情况，加上本公司掌握的类似条件下的施工经验，决定对Ф1000管道采用MEP泥水平衡式顶管掘进机进行顶进施工，由于该机具有双重平衡功能，即其全断面的大刀盘能自动平衡顶进正面土体的土压力，同时，通过对泥水室进行泥水加压，又能平衡地下水压力，这种具有双重平衡功能的顶管掘进机除了施工过程中安全可靠外，对地表隆沉控制精度比较高，一般地表隆沉值控制在1CM以内。

此外，MEP泥水平衡式顶管掘进机还装有主顶速度检测仪、倾斜仪等可对顶进速度、机头旋转、水平倾角自动进行测量，因此MEP泥水平衡式顶管掘进机非常适应在本工程土层中的Ф1000管道顶进施工。

本工程MEP泥水平衡式顶管掘进机具体技术参数如下表：

参数

规格

机型

MEP-1000

公称直径（内径）MM

1000

顶管机全长MM

2562

刀

盘

系

统

电源电压（V）

200/220V

功率（KW）

3.7*4p*2台

旋转转矩（kg.m）

1800

纠偏

千斤顶推力*台数

30*4

纠偏角度

上向1º

，下向1º

，左向1.8º

，右向1.8º

重量（kg）

3570

4.2.2.2、泥水平衡顶管机的施工原理及主要特点

①、施工原理

当掘进机正常工作时，阀门1和2均打开，而阀门3则关闭。

泥水从进泥管经过阀门1而进入掘进机的泥水仓里。

而泥水仓里的泥水则通过阀门2由排泥管道排出，只要调节好进、排泥水的流量，就可以使掘进机的泥水仓中建立一定的压力。

具体可参见《泥水平衡基本原理图》。

②、特点

MEP泥水平衡式顶管掘进机除了具有二种平衡机理、自动化程度高、质量易控制等特点外，还有以下特点：

A、可以控制切土口的大小，并且本机型掘进机的刀盘是处于浮动状态，当前方土压力变小时刀盘可自动伸出，相应的切土口会变小，始终保持一定的力，平衡正面的土压力，从而达到避免前方土体塌陷而造成地面沉降。

B、当通过含砂量比较大的土层时可适当增加泥浆浓度，在刀盘与前方土体之间形成一层泥膜，可达到稳定前方土体的效果可使顶进面始终处于平衡的最佳状态，有效地控制地表沉降。

③、与其他型式顶管方法相比泥水式顶管具有以下优点：

a.适用的地质范围较广，如遇到地下水位较高以及地质变化范围大的土质条件，它都能适用。

b.可保持挖掘面的相对稳定，对周围土层的影响较小，施工后地面沉降也相对较小。

c.泥水顶管的推力较小。

d.工作坑内作业环境较好，由于采用泥水输送弃土，没有吊土、搬运土方等较易发生危险的作业。

可以在大气常压下作业。

如挖掘面稳定，不会造成地面沉降而影响交通及各种公用管线的安全。

e.由于可以连续出土，因此大大提高了推进速度。

由于采用了方向诱导装，使得该机型常规顶速可达到20-40M/天，并且施工精度极高，方向误差可控制在10MM以内。

4.2.3.1地面准备工作

1、顶管顶进施工前，按常规进行施工用电、用水、排水及照明等设备的安装；

2、可满足顶管顶进施工的地面基础设施搭建完成；

3、顶管顶进所需要施工材料、设备及机具必须备齐、备足

4、整个泥水平衡系统安装并单机调试完成；

5、井上、井下建立测量控制网，并经复核、认可。

4.2.3.2、顶管工作井现场布置

A、工作井地面布置

顶管采用吊机用于工作井起重作业。

在工作井实行全封闭隔离，并建筑必要的生产临时设施。

要保持施工现场的文明、安全和卫生整洁。

泥水平衡顶管施工时在施工围护范围内设置两只储泥箱，逐级过滤，另外施工围护范围内还搭设料具间、材料仓库、配电间；

布置膨润土材料工棚和拌浆，储浆以及注浆设备等。

B、顶管工作井内布置

工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵车等。

具体参见《顶管工作井井内布置图》

1、止水装置安装

顶管施工过程中对洞口止水装置的密封性能要求较高。

施工中应严格按设计要求进行止水装置安装。

2、导轨安装

顶管导轨的定位准确与否，将直接关系到今后顶管的顶进轴线，故顶管导轨位置需按设计轴线进行准确放样，避免顶管出洞出现的“磕头”现象。

①、本工程导轨选用钢质材料制成。

在安装导轨时，应时刻检查两导轨是否顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；

②、导轨安装的允许偏差：

轴线位置：

3MM；

顶面高程：

0~+3MM

两轨内距：

±

2MM

③、安装后的导轨应牢固，严禁在使用中产生位移，并应经常检查校核。

3、主顶油缸安装

主顶进系统是根据工作井所能承受的最大顶力及总推力确定的，施工时主顶油缸组装在油缸架内，安装后的油缸中心位置必须与设计图一致，以使顶进受力点和后座受力都保持良好状态。

安装后的油缸中心误差应小于10MM。

具体安装要求如下：

①、千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；

②、千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。

4、油泵安装和运转

主顶液压动力机组（即油泵）由二台大流量斜轴式轴向柱塞泵供油，采用大通径的电磁阀和系统管路，减小系统阻力，油缸可以单动，亦可联动。

主顶系统由PLC可编程序计算机控制，并采用变频调速器实现流量的无级调速。

主顶系统操作台设在地面控制室内。

油管布置时应顺直、转角少。

除此之外还应注意以下几点：

①、油泵在选择时应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；

油泵安装完毕，应进行试运转；

②、顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位磨合后，再按正常顶进速度顶进；

③、顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进；

④、千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。

5、顶铁的选择、安装和使用

本工程在顶管施工时，将采用U型顶铁及环形顶铁。

A、顶铁的安装和使用

①、安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；

②、更换顶铁时，使用的顶铁长度应符合施工要求；

顶铁拼装后应锁定；

③、顶铁的允许联接长度，应根据顶铁的截面尺寸确定。

当采用截面为20cmx30cm顶铁时，单行顺向使用的长度不得大于1.5m；

双行使用的长度不得大于2.5m，且应在中间加横向顶铁相联；

④、顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加U形或环形顶铁；

⑤、顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。

B、顶铁的质量要求

①、顶铁应有足够的刚度：

②、顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型；

当采用焊接成型时，焊缝不得高出表面，且不得脱焊；

③、顶铁的相邻面应互相垂直；

④、同种规格的顶铁尺寸应相同；

⑤、顶铁上应有锁定装置；

⑥、顶铁单块放置时应能保持稳定。

4.2.3.3、顶管机吊装就位、调试验收

在顶管机吊下井后，为保证顶管出洞段的轴线控制，需要对顶管机进行精确定位，尽量使顶管机中轴线与设计轴线相符。

在顶管机准确定位后，必须进行反复调试，只有在确定顶管机运转正常后，方具备顶管出洞条件，以保证顶管出洞和今后的顶进顺利。

4.2.3.4、技术交底、岗位培训

在顶管施工前，对参加施工的全体人员按阶段进行详细的技术交底，使施工人员全面了解施工中可能出现的各个工程难点，并努力提高施工人员的质量和安全意识。

4.2.4.1、管道组对

1、管道组装前，用坡口机将管端切割成30°

坡口，并用砂纸，锉刀，棉丝等用具将V型坡口两侧50MM范围内的浮锈，泥土，油污，水渍清理干净。

2、管道对接焊口的组对应做到内壁齐平，内壁错边量不宜超过壁厚的10%，且不大于2MM。

3、管道组对时不得用锤击强力校正错口。

4、坡口、钝边应严格按规范或设计指定的要求执行。

4.2.4.2、钢管焊接

1、焊接前应进行焊接工艺试验。

2、焊接前清理管内垃圾、杂物，保持管内清洁，畅通。

3、管道焊接采用手工电弧焊。

I、II级以及内壁清洁度要求严格的单面焊接宜采用氩弧焊打底。

打底后的焊缝应及时进行填充焊。

焊材采用设计指定或E4316（J426）焊条。

焊条必