柳洪水电站金属结构制安工程施工组织设计.docx
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柳洪水电站金属结构制安工程施工组织设计
第一章工程概况
1、柳洪水电站位于四川省凉山彝族自治州美姑县境内，为引水式电站。
电站距美姑县城约69km,业主为四川美姑河水电站开发有限公司，设计单位为国家电力公司成都勘测设计院。
2、压力管道从调压井至机组中心全长975.25m,由上、中、下三个平段和上斜段、下斜段及三条岔管组成。
主管长895.62m,管内径3800mm,壁厚24—44mm,重约1882吨;岔管壁厚30—36mm,重约80吨;支管内径2000mm,壁厚22—32mm,重约112吨;岔管肋板厚70mm;加劲环重约311吨。
钢板材质为16Mn（Q345）。
压力钢管安装在隧道内。
3、施工组织设计编制说明
3.1、本施工组织设计是根据我公司现有能够充分利用的施工人员，设备及流动资金，结合本工程的实际情况而编制的，工程将按ERP2000系统管理程序和ISO9002：
2000质量管理体系进行施工管理及质量控制，对整个施工过程的成本及进度都实行动态化管理。
3.2、本施工组织设计编制的主要依据：
3.2.1、工程招标文件。
3.2.2、以往施工过的同类工程系统图及相关施工资料。
3.2.3、压力钢管设计规范及施工规范。
第二章 工程特点
根据对工程投标书的研究和领会，结合以往类似工程的施工经验，我们认为本工程具有以下几个特点：
1、压力管道安装在山区人工隧道内，隧道高约5m,宽约5m。
管道制作厂设置在距安装工地较近且便于运输的地方，施工主要在室外进行。
由于制作厂工作面积有限，钢管制作计划进度应与钢管安装计划相协调，钢管在厂内拼接长度应视运输条件来确定，尤其是岔管的制作尺寸。
2、对施工机具的要求高，由于管道采用了δ=24-44m16Mn钢板，钢管卷制必须采用四辊40×2500的卷板机才能完成。
为保证焊接质量，拟采用熔化极氩弧焊等先进工艺及设备。
另外，由于单节管子的重量较大，对运输、吊装机具的要求也随之提高。
3、焊接难度大。
由于在施工现场制作，洞内安装，即使采用了先进的设备及工艺，施工时仍将面临着因焊后热处理困难而引起的延迟裂纹及洞内焊接时采用气保焊、手工焊及熔化极氩弧焊交替使用带来的诸多困难。
4、钢管运输难度大，钢管自制作场运至安装洞口，还要在洞内运输至组对位置，难度较大。
5、施工周期长。
本工程标书的计划工期为18个月对机械设备的摊销成本加大。
6、交通不便，造成氧气、乙炔、焊材及生活用品的价格及成本加大，工程费用成本难以控制等。
第三章 施工部署
一、施工组织机构
施工组织机构
二、施工质量管理网络图
施工质量管理网络图
三、施工安全管理网络图
施工安全管理网络图
第四章 钢管制作安装施工人员配备及进场计划
一、施工人员配备与进场计划
序号
工种名称
月份进场人数
年
年
年
9-10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
1
项目经理
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
项目副经理
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
项目总工
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
4
技术员
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
5
材料员
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
6
质检员
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
7
安全员
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
8
铆工
10
20
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
15
9
电焊工
20
25
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
26
15
10
气焊工
6
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
6
11
起重工
2
6
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
5
5
5
3
12
防腐工
2
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
3
3
3
3
13
天车工
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
2
14
探伤工
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
2
2
15
电工
2
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
16
钳工
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
17
测量工
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
18
钻工
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
19
司机
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
3
20
炊事员
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
21
普工
10
14
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
10
二、施工机具设备配备
序号
机具设备名称
型号规格
单位
数量
备注
1
半自动切割机
G1-100
台
10
2
埋弧自动焊机
MZ1-1000
台
2
3
CO2气保焊机
KRⅡ-500
台
10
4
熔化及氩弧焊机
NBA1-500
台
2
5
直流焊机
ZX-500
台
10
6
交流焊机
BX1-500
台
8
7
焊条烘干箱
80×80×100
台
2
8
焊条保温桶
φ150
台
16
9
角向磨光机
φ125
台
6
10
磁力钻
φ22
台
1
11
摇臂钻
Z35
台
1
12
油压机
800t
台
1
13
四辊卷板机
40×2500
台
1
14
千斤顶
25t
台
4
15
千斤顶
50t
台
2
16
手拉葫芦（倒链）
5t
个
3
17
手拉葫芦（倒链）
10t
台
6
18
手拉葫芦（倒链）
3t
台
5
19
龙门吊
10t
台
2
20
汽车吊
50t
台
1
21
汽车吊
25t
台
1
22
货车
10t×9m
台
1
23
拖车
40t
台
1
序号
机具设备名称
型号规格
单位
数量
备注
24
客货车
1.5t
台
2
25
慢动卷扬机
10t
台
2
26
电葫芦
10t
台
2
27
平板轨道车
10t
台
2
28
平板轨道车
8t
台
2
29
移动式空压机
2V-0.6/7
2
30
空压机
6m3/min.0.8MPa
台
2
31
喷砂装置
套
2
32
X探伤机
XX-2505
台
1
33
超声波探伤仪
CT5-22
台
1
34
超声波测厚仪
台
1
35
履带式加热器
套
3
36
表面测温计
WREU
支
3
37
水准仪
S3、N3
台
1
38
全站仪
SET2B
台
1
39
电动试压泵
SY-350
台
1
40
压力表
块
2
41
轴流风机
03-11N0.3
台
2
42
喷漆装置
套
2
43
漆膜测厚仪
台
1
44
台式砂轮机
φ300
台
1
45
钢卷尺
30m
盘
2
46
对讲机
部
5
第五章钢管制安施工进度计划网络图（后附）
第六章 压力钢管制作施工方案
一、压力钢管制作的主要依据
1、招标文件；
2、施工合同；
3、施工图；
4、设计变更；
5、DL5017—93《压力钢管制造安装及验收规范》；
6、SL36-92《水工金属结构焊接通用技术条件》；
7、SL25-92《水工金属结构焊工考试规则》；
8、SL105-95《水工金属结构心腐蚀规范》。
二、压力钢管制作通用技术规程
（一）钢管制作总体主要工艺流程
1、直管制作
技术准备材料采购抽检划线、号料下料坡口加工拼接料管节卷圆组对、点焊焊接整形焊缝检查除锈涂装标记发运
2、弯管制作
技术准备材料采购抽检放样划线、号料、下料坡口加工拼接料管节卷圆组对、点焊焊接管节拼接整形焊缝检查除锈涂装标记发运
3、岔管制作
技术准备材料采购抽检放样划线、号料、下料坡口加工成型齐边、坡口开设组装焊接整形焊缝检查水压试验除锈涂装标记发运
（二）钢管制作材料要求
1、钢管制作所需钢材、焊材、防腐材料、标准件等必须具有出厂材质证书，并且是正规名牌产品。
2、钢板表面不应有气泡、结疤、抗裂、裂纹、折叠、夹杂和压入的氧化皮，且钢板边缘不应有分层。
3、钢材表面的划痕深度不得大于钢板负偏差的一半。
4、购入的每批钢板应抽样检查，数量为2%，且不小于2张，抽检项目为表面、化学成分、力学性能。
5、材料的改代必须征得设计部门的同意。
6、钢材必须按材料预算规定的规格尺寸供料。
（三）零件放样、划线、号料、下料、坡口加工
1、直管按展开尺寸直接划线、号料；弯管、岔管、加劲环及加劲助板需按1：
1比例放大样、作样板，依据样板划线、号料。
放样和划线时应计入切割余量、焊接收缩余量和工艺齐边量，同时还要考虑对接焊缝的布置。
2、同一管节上相邻纵缝间距不小于500mm，相邻管节纵缝间距应大于5倍的板厚，且于不小100mm；直管环缝间距不应小于500mm。
3、放样和样板允许偏差应符合下表规定：
项目
允许偏差（mm）
平行线距离和分段尺寸
+0.5
对角线差
1.0
长度、宽度
+0.5
样板角度
+20`
4、划线允许偏差应符合下表规定：
项目
允许偏差（mm
宽度和长度
+1
对角线相对差
2.0
对应边相对差
1
矢高（曲线部分）
+0.5
5、划线时应划出切割线、中心线、检查线，并打上样冲眼、写上编号。
6、钢板切割和坡口开设均采用半自动切割机来完成；钢管对接接头开设x型坡口，坡口尺寸符合GB985-88、G986-88中的规定。
（四）钢管成型
1、直管节（含弯管段的虾米腰）在卷板机上直接卷曲。
2、岔管瓦瓣在油压机上冲压成型。
（五）组装
1、直钢管和岔管均在钢板平台上组装，并借助组装胎具。
2、组装前，零件和部件应经检查合格，连接接触面和沿焊缝边缘每侧50mm范围内的毛刺、铁锈、污垢、氧化皮、泥土等杂物应清理干净。
3、同厚度焊件对接组对允许错边量应符合下表规定：
焊缝类别
允许偏差（mm）
一类焊缝
10%板厚，且≤2.0
二类焊缝
15%板厚，且≤3.0
三类焊缝
20%板厚，且≤4.0
4、不同厚度的钢板对接组装，当其厚度差大于4mm时，应作削斜处理，对口错边量按薄板计算。
5、当采用夹具组装时，拆除夹具后不得损伤母材，对残留的焊疤应修磨平整。
点焊的夹具材料的材质应与母材相同。
6、零部件组装应在自由状态下进行，避免强行组装，防止焊缝因应力过大而产生裂纹。
（六）焊接
焊接是钢管制作的质量控制重点
1、焊缝类别的划分
焊缝按重要性分为三类
1.1、一类焊缝
1.1.1、钢管管壁的纵缝，厂内明管（指不埋于砼内钢管，下同）环缝、凑合节合拢环缝。
1.1.2、岔管管壁纵、环缝，岔管分岔加强板的对接焊缝，加强板与管壁相接处的对接和角接的组合焊缝。
1.1.3、闷头与管壁的连接焊缝。
1.2、二类焊缝
1.2.1、钢管管壁环缝，人孔颈管与顶盖和管壁的连接焊缝。
1.2.2、支承环对接焊缝和主要受力角缝。
1.3、三类焊缝
不属于一、二类的其他焊缝。
2、焊工资格
2.1、从事钢管一、二类焊缝焊接的焊工必须持有锅炉、压力容器焊工考试合格证书，或能源部、水利部颁发的水利水电工程压力钢管制造安装焊工考试合格证书。
2.2、焊工在钢管上的焊接钢材种类，焊接方法和焊位均应与合格证项目相符。
3、、焊材选用、使用和保管
3.1、本工程中的钢管材质为16Mn，手工焊焊条选用E5015及E5016型，规格为φ3.2、φ4；埋弧自动焊焊丝选用H08MnA型，焊剂选用HJ431牌号，规格为φ4、φ5；CO2气保焊焊丝选用H08Mn2SiA型，规格为φ1.2。
3.2、E5015和E5016型焊条使用前需在烘干箱内烘烤，烘烤温度350℃~400℃，保温时间1.5~2小时，使用时存放保温筒内，随用随取。
当天取出烘干箱未使用完的焊条次日再使用时需重新烘烤，同一焊条的烘烤次数不宜起过两次。
3.3、H431牌号的焊剂，使用前需烘烤250℃，且不得使用结块的焊剂。
3.4、焊条、焊丝和焊剂应存在通风干燥处，严禁使用焊芯生锈的焊条和焊丝。
焊丝表面不得粘污油类物质，否则应予以清理，然后方可使用。
4、焊接工艺技术准备
根据已“评定”过的焊接工艺评定报告，结合施工图纸，编制详细的焊接工艺卡，以此来指导焊接实际操作。
5、钢管的焊接
5.1、钢管定位焊的工艺应与正式焊接的工艺相同。
5.1.2、对需要预热焊的钢板，定位焊时，应对焊接接头焊缝两侧150mm范围内进行预热，预热温度应高出正式焊接预热温度20~30℃。
5.3、定位焊位置应距焊缝端部30mm，定位焊缝长度不小于50mm，间距200~400mm，厚度不大于正式焊缝厚度的1/2，且小于8mm。
5.4、正式焊前应检查定位焊的质量，如有裂纹、气孔、夹渣等缺陷应清除掉，然后方可正式施焊。
5.5、对接和T型接焊缝端部应加高引弧和引出板，其材质应与母材相同。
引弧和引出板的长度：
手动焊和CO2气保焊应大于30mm，埋弧焊应大于50mm。
5.6、16Mn钢板厚符合下列条件时，焊前应预热，预热温应符合下表规定：
板厚（mm）
预热温度（℃）
备注
＞25~30
当气温低于0℃时，应预热100℃
＞30~38
100~150
当气温低于5℃时，预热温度增加50℃
＞38~50
100~150
当气温低于5℃时，预热温度增加50℃
5.7、一类和二类焊缝采用CO2气体焊打底，背面用碳弧气刨清根；在制作厂焊接的钢板对接缝和管节纵缝采用埋弧自动焊填充盖面；岔管的对接焊缝仍采用CO2气保焊打底，填充可用CO2气保焊和手工焊焊接，盖面用手工焊焊接。
5.8、需预热焊接的钢管接头，可采带式电加热器或氧乙炔火焰加热，加热温度用表面测温计测量。
多层焊接时，层间温度不低于预热温度。
5.9、在雨雪天和风力大于5级，以及环境温度低于-10℃，相对温度大于90%条件下焊接时，焊接处应有可靠的防护屏障和保温措施，否则禁止施焊。
5.10、焊接引弧和熄弧应在焊道内进行，不得在焊道以外的母材上进行；起弧点应熔人在焊道内，熄弧时不得有未填满的熔池存在。
5.11、多层道焊接时，各层道的引弧点和熄弧点应相互错开30mm以上距离。
每条焊缝应一次连续焊完，因故中断焊接时，应采用防裂措施，重新焊接时应仔细检查焊缝表面,确认无裂纹后再继续施焊。
5.12、岔管接缝及直管环缝应采用对称分段焊，以防止产生焊接变形。
5.13、厚度大于38mm的16Mn钢应作后热消氢处理，后热温度为250~350℃,保温时间为1小时。
6、焊缝缺陷处理
6.1、焊缝经质量检查，发现有超标缺陷存在时，现场主管工程师应组织质量检查员和焊工，分析原因，制订出缺陷的处理方案，报请项目经理批准后进行返修理。
6.2、焊缝同一部位的返修次数不应超过两次。
若超过两次，应找出根本原因，制订可靠的技术措施，报送监理工程师批准后实施。
（七）钢材和焊件的矫正
对于局部变形超标的钢材、零件、部件（焊件），在矫正时应该注意以下几点：
1、16Mn钢在温度低于-12℃时，不得进行冷矫正。
2、16Mn钢在加热矫正时，加热温度不得起过900℃，且加热矫正后应缓慢冷却。
3、矫正后的钢材表面，不应有明显的凹面或损伤，刻划深度不得大于0.5mm。
（八）、尺寸检测
1、钢管制作和检测所用的钢卷尺、900角尺、钢板尺、水准仪等量具必须经过计量签定，并且是合格产品。
2、号料时要计入施工环境温度对钢材线性尺寸的影响，使不同时间所量取的线性尺寸在零部件组装时保持统一。
（九）涂装、编号、发运
1、钢管及附件的除锈和涂装应在制作质量检查合格后进行。
2、钢管及附件的表面除锈质量应符合施工图的规定。
若钢管内壁和明管外壁采用涂料涂装时，除锈等级应达到GB8923-89规定的Sa21/2级;埋管外壁采用水泥浆喷涂时，除锈等级应达到Sa1级。
3、除锈后的钢管表面在潮湿环境下，涂装应在4小时内完成；在晴天和正常天气条件下，涂装应在12小时内完成。
4、钢管涂装后，避免在4小时内被雨水浇淋。
5、钢管涂装后，将编号标注在管子内外表面各一处，并按编号顺序装车发运。
三、钢管制作质量检查标准
（一）钢管卷制质量标准
1、卷圆检查样板与管壁弧板间隙应符合下表规定：
钢管内径D（mm）
样板弦长（mm）
样板与弧板间隙（mm）
D≤2000
0.5D,且≮500
1.5
2000＜D≤5000
1000
2.0
2、钢管组对圆圈后，管口平面度应符合下表规定：
钢管内径D（mm）
允许偏差（mm）
D≤2000
2
D＞5000
3
3、钢管管节组对（拼装）后，周长差应符合下表规定：
项目
板厚δ（mm）
允许偏差（mm）
实测周长与设计周长差
+3D/1000，且≯+24
相邻管节周长差
δ≥10
8
4、钢管焊接后，检查样板在纵缝处与管壁的间隙应符合下表规定：
钢管内径D（mm）
样板长度（mm）
样板与纵缝间允许偏差（mm）
D≤5000
500
4
5000＜D≤8000
D/10
4
（二）岔管组焊后的各项尺寸允许偏差应符合下表规定：
序
号
项目名称
尺寸和板厚
（mm）
允许偏差
（mm）
简图
1
管长L1L2
+5
2
主支管圆度（D为主、支管内径）
3D/1000，且≯30
3
主、支管口实测周长与设计周长差
+3D/1000
且≯+24，相邻管节周长差≤10
4
支管中心距离S1
+5
5
主、支管中心高差
D≤2000
+4
2000＜D≤5000
+6
6
主、支管口垂直度
D≤5000
2
7
纵缝对口错边量
任意厚度
10%δ，且≯2
8
环缝错边量
δ≤30
15%δ，且≯3
δ＞30
10%δ
δ≥60
≤6
（三）焊接检查质量标准
1、钢管制作焊缝外观质量应符合下表规定：
序
号
项目
焊缝类别
一
二
三
允许缺陷尺寸（mm）
1
裂纹
不允许
2
表面夹渣
不允许
深≯0.1δ,长≯0.3δ，
且≯10
3
咬边
深≯0.5,连续长度≯100，两侧累计长度≯10%全长焊缝
深≯1，长不限
4
未焊满
不允许
≯0.2+0.02δ，且≯1，
每100米焊缝内缺陷
总长≯25
5
表面气孔
不允许
第50米焊缝内允许
直径为0.3δ,
且≯2的气孔2个，
孔间距≮6倍孔径
6
焊缝余高△h
手工焊
12＜δ＜25△h=0~2.5
25＜δ≤50△h=0~3
埋弧焊
0~4
7
对接接头焊缝宽度
手工焊
盖过坡口宽度2~4，且平缓过渡
埋弧焊
盖过坡口宽度2~7，且平缓过渡
8
飞溅
清除干净
9
焊瘤
不允许
10
角焊缝厚度不足
不允许
≯0.3+0.05δ，且≯1，每100米焊缝内缺陷总长≯25
≯0.2+0.05δ，且≯2，每100米焊缝内缺陷总长≯25
11
角焊缝
焊脚K
手工焊
K＜12+3K＞12+4
埋弧焊
K＜12+4K＞12+5
2、钢管制作焊缝内部缺陷用射线或超声波探伤检查，探检查长度应符合设计文件的规定，若设计文件无规定，则应按下表规规定执行：
钢种
板厚（mm）
射线探伤（%）
超声波探伤（%）
一类
二类
一类
二类
低合金钢
δ＜32
20
10
50
30
δ≥32
25
10
100
50
3、射线或超声波探伤检查检评标准
3.1执行标准：
a、射线为GB3323—87
b、超声波为GB11345—89
3.2检评级别：
a、射线探伤：
一类焊缝Ⅱ级合格
二类焊缝Ⅲ级合格
b、超声波探伤一类焊缝BⅠ级合格
二类焊缝BⅡ级合格
四、钢管制作的工艺方法和技术措施
（一）制作厂布置（平面布置图见附件二）
1、钢管制作厂设置在距安装工地约1.5km的地方,并紧靠公路,主要为露天作业场。
生产场地面积约3000m2。
2、生产场地划分为钢材堆放区、下料区、卷板区、板材拼接与组装区焊接区、整形区、检查区、半成品堆放区、喷砂区、涂装区、成品堆放区。
其中前八个区设在10t×17m龙门吊主垮区内，后三个区域设在10t×12m龙门吊副跨内。
（二）直钢管制作
1、钢板供应：
根据施工图示意的钢管直径规格，计算出不同直径的钢管的展开尺寸，要求供应商按所需规格尺寸供应钢板，尽可能减少钢板的拼接焊缝，使每节管节只有一条纵向接缝，以便提高工效。
2、下料开坡口：
钢板切割和坡口开设由4台半自动切割机完成，切割边和坡口表面的熔渣用角向磨光机清理。
对接焊缝坡口为X型。
3、卷板：
钢管采用冷卷法直接在40×2500的四辊卷板机上卷曲
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