劉同兵 劉俊

摘?要：目前水電站建設(shè)周期不斷縮小，而深孔鋼襯的安裝時(shí)間往往制約大壩的持續(xù)性上升，是影響整個(gè)工期進(jìn)度的關(guān)鍵性工作，如何高強(qiáng)度、快速安裝復(fù)合鋼板深孔鋼襯具有極其重要的意義。本文通過(guò)對(duì)復(fù)合鋼板的工藝流程、操作要點(diǎn)的介紹，從各工序研究了復(fù)合鋼板深孔鋼襯高強(qiáng)度、快速安裝技術(shù)工藝。

關(guān)鍵詞：上升;關(guān)鍵;高強(qiáng)度;快速;復(fù)合鋼板

1?引言

隨著我國(guó)綜合國(guó)力及設(shè)計(jì)施工手段的不斷上升，深孔鋼襯由一般的Q345C低合金鋼板材料優(yōu)化為不銹鋼+低合金鋼板的復(fù)合材料，再設(shè)計(jì)上設(shè)置增加了漸變段、彎段等結(jié)構(gòu)，工藝要求高，安裝難度大;同時(shí)鋼襯在現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中占大壩澆筑直線工期，在保證混凝土間歇期的基礎(chǔ)上，必須從鋼襯安裝工期縮短，達(dá)到高強(qiáng)度、快速安裝技術(shù)施工要求。

2?施工工藝流程

深孔鋼襯安裝程序見(jiàn)下圖：

3?操作要點(diǎn)

深孔鋼襯在大壩倉(cāng)面兩兩組拼后，以一大節(jié)為安裝單元進(jìn)行吊裝、就位，安裝完成后分層澆筑混凝土（中心線高差太大的孔位采取分段驗(yàn)收、分層澆筑的施工方式進(jìn)行施工）。在混凝土分別澆筑至接近鋼襯時(shí)開(kāi)始鋼襯安裝軌道安裝（具體高程在保證鋼襯安裝空間的條件下以混凝土澆筑分層情況確定），緊接著進(jìn)行鋼襯本體安裝，錨筋焊接根據(jù)混凝土分層澆筑情況進(jìn)行分層焊接。

3.1?深孔鋼襯大壩卸料平臺(tái)組裝

在大壩卸料平臺(tái)預(yù)搭設(shè)一模擬倉(cāng)面的組裝平臺(tái)，組裝平臺(tái)底部為自制千斤頂，可依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，根據(jù)各孔鋼襯各部位不同傾斜度以及高度進(jìn)行調(diào)整。在組裝過(guò)程中，模擬倉(cāng)面安裝，利用300t汽車(chē)吊以及自制千斤頂對(duì)鋼襯的高度以及環(huán)縫的間隙進(jìn)行初步調(diào)整，再利用2個(gè)50t的千斤頂及若干個(gè)5t鏈條葫蘆等工具進(jìn)行精調(diào)。組裝鋼襯時(shí)，應(yīng)從1～16的分節(jié)順序按水流方向組裝，這樣可以減少纜機(jī)吊裝時(shí)的倒運(yùn)量，保證吊裝時(shí)使用對(duì)應(yīng)孔口的纜機(jī)。組裝采用相鄰管節(jié)（即1節(jié)和2節(jié)組裝;3節(jié)和4節(jié)組裝的方式進(jìn)行）兩兩組拼、焊接，組拼節(jié)與節(jié)預(yù)留800mm的間距，保證組裝、焊接時(shí)人員道路通暢。為保證管口（進(jìn)水口）垂直于地面，必須根據(jù)鋼襯底部的傾斜度，通過(guò)楔鐵進(jìn)行調(diào)整高差。組裝時(shí)應(yīng)調(diào)整環(huán)縫間隙≤3mm，環(huán)縫對(duì)口錯(cuò)邊量≤2mm，并保證管口平面度≤3mm。因鋼襯立式組裝高度超高，為避免鋼襯在組裝過(guò)程中出現(xiàn)晃動(dòng)，所以鋼襯兩側(cè)布置規(guī)格為[10槽鋼側(cè)向拉筋與邊坡預(yù)埋鋼筋連接，將鋼襯固定。

3.2?深孔鋼襯測(cè)量放樣及安裝軌道搭設(shè)

在混凝土澆筑至各鋼襯安裝高程時(shí)，需對(duì)深孔鋼襯軸線的控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量放樣，由于鋼襯安裝軌道是實(shí)現(xiàn)鋼襯調(diào)整、定位安裝的基礎(chǔ)，故底座必須牢固、可靠，分別在底座下相應(yīng)部位預(yù)埋鋼板以進(jìn)行支承鋼架固定，做好搭設(shè)鋼襯安裝軌道的準(zhǔn)備，待大壩倉(cāng)面清理干凈后，對(duì)深孔鋼襯軸線控制點(diǎn)進(jìn)行精確放樣，利用樣沖在預(yù)埋鋼板上精確標(biāo)記出鋼襯安裝軸線控制點(diǎn)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)保存。在進(jìn)行底座安裝時(shí)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)和標(biāo)記的樣點(diǎn)搭設(shè)鋼襯安裝軌道，根據(jù)鋼襯分節(jié)位置將底座與預(yù)埋鋼板焊接，且各底座間采用型鋼進(jìn)行連接。為加快安裝進(jìn)度及便于質(zhì)量控制，在各底座上分別標(biāo)識(shí)出安裝基準(zhǔn)線（如孔中心線、高程線等）。

3.3?深孔鋼襯始裝節(jié)定位安裝

根據(jù)鋼襯安裝的形式，分段安裝的鋼襯始裝節(jié)設(shè)在鋼襯中部，鋼襯安裝由始裝節(jié)開(kāi)始向兩端延伸，逐節(jié)進(jìn)行安裝;如一次性安裝，上挑段鋼襯不便安裝、固定，始裝節(jié)設(shè)在鋼襯上游第一節(jié)，鋼襯安裝由始裝節(jié)開(kāi)始向下游方向進(jìn)行。

始裝節(jié)安裝時(shí)，組拼后的鋼襯重量超過(guò)30t，所以利用兩臺(tái)30t纜機(jī)進(jìn)行抬吊，將鋼襯吊運(yùn)至鋼襯安裝軌道上，根據(jù)吊裝前已安裝好的定位塊以及鋼襯安裝軸線，將鋼襯定位。安裝時(shí)，先進(jìn)行中心的調(diào)整，用千斤頂調(diào)整鋼襯，用吊線錘進(jìn)行監(jiān)控，使鋼襯的下中心點(diǎn)的投影點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)預(yù)埋的控制點(diǎn)，并將鋼襯調(diào)整到要求的高程。合格后在鋼襯與支墩間隙之間打入楔型鐵，重新檢測(cè)和調(diào)整中心、高程、里程，這樣反復(fù)數(shù)次，直到滿(mǎn)足安裝設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行加固。加固完后再次進(jìn)行中心、高程、里程的檢測(cè)，并作好記錄。鋼襯始裝節(jié)的安裝質(zhì)量的控制好壞，直接影響到其余管節(jié)安裝的質(zhì)量，必須嚴(yán)格控制安裝位置。

始裝節(jié)就位后須用全站儀復(fù)核其里程、高程以及孔口中心線。

3.4?深孔鋼襯其他管節(jié)安裝

3.4.1 孔身段其余管節(jié)安裝

始裝節(jié)安裝加固合格后，進(jìn)行第二節(jié)的安裝，采用千斤頂調(diào)整管節(jié)，使管節(jié)的上、下游管口中心、里程、高程符合安裝設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行壓縫，并注意控制鋼襯錯(cuò)邊和環(huán)縫間隙應(yīng)小于等于3mm。

當(dāng)鋼襯調(diào)整完成后，檢查鋼襯的焊縫錯(cuò)邊情況、軸線偏差、管口的中心偏差和里程偏差。對(duì)于鋼襯起點(diǎn)、終點(diǎn)以及彎段起點(diǎn)、終點(diǎn)部位均應(yīng)作為檢測(cè)控制的重點(diǎn)。始裝節(jié)的里程偏差不超過(guò)±5mm，彎管起點(diǎn)里程偏差不大于±10mm，相鄰管節(jié)軸線中心偏差不大于3mm。

當(dāng)所有項(xiàng)目均滿(mǎn)足要求后進(jìn)行環(huán)縫的焊接。

3.4.2 進(jìn)口段安裝

進(jìn)口段鋼襯安裝按照混凝土澆筑高程進(jìn)行，分上部鋼襯和下部鋼襯，下部鋼襯呈U型，上部為平行且左右對(duì)稱(chēng)的瓦塊。

首先安裝下部鋼襯，安裝的要點(diǎn)是控制管口中心、高程及垂直方向的傾斜度。安裝時(shí)，先進(jìn)行中心的調(diào)整，用千斤頂調(diào)整鋼襯，用吊線錘進(jìn)行監(jiān)控，使鋼襯的下中心點(diǎn)的投影點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)預(yù)埋的控制點(diǎn)，并將鋼襯調(diào)整到要求的高程。合格后在鋼襯與支墩間隙之間打入楔型鐵，重新檢測(cè)和調(diào)整中心、高程、里程，這樣反復(fù)數(shù)次，直到滿(mǎn)足安裝設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行加固。加固完后再次進(jìn)行中心、高程、里程的檢測(cè)，并作好記錄。進(jìn)口段下部鋼襯的安裝質(zhì)量的控制好壞，直接影響到上部管節(jié)安裝的質(zhì)量，必須嚴(yán)格控制安裝位置。

其次安裝上部鋼襯。先在現(xiàn)場(chǎng)將左右對(duì)稱(chēng)的瓦塊，根據(jù)開(kāi)檔尺寸，利用2個(gè)平衡梁固定。拼裝平衡梁時(shí)應(yīng)控制鋼板上、下、左、右方向的錯(cuò)位及開(kāi)檔距離，要求偏差小于等于2mm范圍內(nèi)，并在內(nèi)部設(shè)置6層內(nèi)支撐防止變形。安裝時(shí)通過(guò)30t纜機(jī)吊裝平衡梁進(jìn)行就位，用千斤頂調(diào)整鋼襯尺寸，用吊線錘進(jìn)行監(jiān)控，使上部鋼襯中心點(diǎn)與下部鋼襯中心點(diǎn)重合。合格后進(jìn)行壓縫，并注意控制鋼襯錯(cuò)邊和對(duì)接縫間隙應(yīng)小于等于3mm。

當(dāng)鋼襯調(diào)整完成后，檢查鋼襯的焊縫錯(cuò)邊情況、軸線中心偏差、同側(cè)鋼襯的垂直度和高程及里程偏差。對(duì)于進(jìn)口鋼襯起點(diǎn)、終點(diǎn)部位均應(yīng)作為檢測(cè)控制的重點(diǎn)。底部鋼襯裝節(jié)的里程偏差不超過(guò)±5mm，高程偏差不大于±10mm。

鋼襯就位后須用全站儀復(fù)核其里程、高程以及孔口中心線。

3.4.3 出口段安裝

出口段鋼襯安裝按照混凝土澆筑高程進(jìn)行，從底部到頂部的順序進(jìn)行安裝。

由于出口段分節(jié)為平行且呈左右對(duì)稱(chēng)的瓦塊，所以根據(jù)平行瓦塊的開(kāi)檔尺寸制作2個(gè)平衡梁將其連接、固定。拼裝平衡梁時(shí)應(yīng)控制鋼板上、下、左、右方向的錯(cuò)位及開(kāi)檔距離，要求偏差小于等于2mm范圍內(nèi)，并在每一層內(nèi)部設(shè)置2層內(nèi)支撐防止變形。安裝時(shí)通過(guò)30t纜機(jī)吊裝平衡梁進(jìn)行就位，用千斤頂調(diào)整鋼襯尺寸，用吊線錘進(jìn)行監(jiān)控，使鋼襯的下中心點(diǎn)的投影點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)預(yù)埋的控制點(diǎn)，并將鋼襯調(diào)整到要求的高程。調(diào)整完成以后，轉(zhuǎn)土建澆筑混凝土，交面后進(jìn)行上一層安裝，安裝方式與上述相同，但要壓縫時(shí)應(yīng)注意控制鋼襯錯(cuò)邊和對(duì)接縫間隙應(yīng)小于等于3mm。焊接完成后，轉(zhuǎn)土建澆筑，交面后進(jìn)行上一層的安裝，直到安裝全部完成。

3.4.4 通氣孔鋼襯安裝

通氣孔鋼襯安裝前通過(guò)全站儀對(duì)通氣孔的中心軸線以及四個(gè)角點(diǎn)進(jìn)行放樣，根據(jù)放樣數(shù)據(jù)做通氣孔安裝地樣，根據(jù)地樣利用30t纜機(jī)對(duì)通氣孔進(jìn)行吊裝就位，用吊線錘進(jìn)行監(jiān)控，使通氣孔頂部中心點(diǎn)的投影點(diǎn)與底部中心軸線的偏差控制在10mm以?xún)?nèi)，并根據(jù)放樣的數(shù)據(jù)控制通氣孔的里程以及傾斜度，在調(diào)整過(guò)程中注意控制通氣孔與孔身段鋼襯頂部開(kāi)孔部位的焊縫間隙，間隙應(yīng)小于等于3mm 。調(diào)整完成，將通氣孔加固穩(wěn)當(dāng)后進(jìn)行復(fù)查，通過(guò)全站儀對(duì)通氣孔進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收，檢測(cè)若不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，重新對(duì)鋼襯進(jìn)行調(diào)整，直至調(diào)整驗(yàn)收合格后，轉(zhuǎn)土建澆筑。

3.4.5 支撐大梁鋼襯安裝

支撐大梁鋼襯安裝前需先安裝支撐大梁模板支撐系統(tǒng)，在支撐大梁模板支撐系統(tǒng)安裝完成后，進(jìn)行支撐大梁鋼襯的安裝，鋼襯安裝時(shí)，通過(guò)30t纜機(jī)將鋼襯吊裝至支撐大梁模板支撐系統(tǒng)的胎膜上，通過(guò)樣點(diǎn)對(duì)支撐大梁鋼襯進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整時(shí)采用手拉葫蘆、千斤頂?shù)裙ぞ邔?duì)鋼襯進(jìn)行定位，調(diào)整按照胎膜調(diào)整鋼襯角焊縫處里程，然后對(duì)鋼襯中心軸線左右岸偏差（包括鋼襯頂部的中心）進(jìn)行調(diào)整，最后對(duì)鋼襯的高程以及鋼襯的傾斜度進(jìn)行調(diào)整。

支撐大梁鋼襯調(diào)整完成后，及時(shí)對(duì)鋼襯進(jìn)行加固，利用型鋼將鋼襯的各個(gè)方向加固，與支撐大梁模板支撐系統(tǒng)相連接，加固穩(wěn)當(dāng)，其加固材料待整個(gè)支撐大梁完成之后再拆除，以保證支撐大梁鋼襯在支撐大梁混凝土澆筑過(guò)程中不發(fā)生變形。

鋼襯加固完成后需對(duì)鋼襯進(jìn)行安裝尺寸進(jìn)行復(fù)查，檢查鋼襯在加固過(guò)程中有沒(méi)有發(fā)生位移，保證支撐大梁鋼襯安裝質(zhì)量。

鋼襯加固妥當(dāng)后通過(guò)全站儀對(duì)鋼襯的各個(gè)控制點(diǎn)、里程、高程以及左右偏差（中心軸線偏差）進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收，檢測(cè)不合格的部位及時(shí)安排人員對(duì)其進(jìn)行校正，并加固穩(wěn)當(dāng)后，再對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收，直至每個(gè)控制點(diǎn)驗(yàn)收合格為止。

3.5?深孔鋼襯焊接

鋼襯焊接在其拼裝完成，并檢測(cè)合格后進(jìn)行。

3.5.1 鋼襯安裝焊縫焊接采用手工電弧焊焊接，其焊接設(shè)備采用ZX7-400S型逆變式直流焊機(jī)。根據(jù)鋼襯母材的特性，加勁筋與鋼襯面板焊接采用E2209-16 φ3.2或者 φ4.0的焊條，鋼襯面板之間焊接采用E2209-16 ?φ3.2或者 φ4.0的焊條。

3.5.2 焊接電流控制

3.5.3 焊接一般程序?yàn)椋汉盖扒謇怼ㄎ缓负附印b配校正與間隙保證→焊接→焊縫檢驗(yàn)

為避免焊接缺陷（如氣孔等）的產(chǎn)生，擬焊面及坡口兩側(cè)各50～100mm范圍內(nèi)的氧化皮、鐵銹、油污及其它雜物應(yīng)清除干凈，每一道焊完后也應(yīng)及時(shí)清理。

定位焊長(zhǎng)度一般取100mm，間距約400mm，厚度為6mm，裝配校正與間隙保證。裝配中的錯(cuò)邊采用卡具校正，禁用錘擊或其它損壞鋼板的器具校正。當(dāng)規(guī)定焊接根部間隙時(shí)，焊件邊緣應(yīng)予固定，以保證焊接時(shí)間隙保持在允許公差內(nèi)

3.5.4 焊接前，由技術(shù)部門(mén)制定嚴(yán)密的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。焊接操作人員為持有勞動(dòng)部門(mén)頒發(fā)的鍋爐壓力容器及不銹鋼焊工合格證（有效期之內(nèi)）。鋼襯正式焊接前對(duì)焊工進(jìn)行技術(shù)交底，并進(jìn)行上崗培訓(xùn)。焊條在使用前必須在300℃～400℃烘烤2小時(shí)或者按照焊條說(shuō)明書(shū)上指定的溫度烘烤1～2小時(shí)。烘干后的焊條應(yīng)保存在100℃～150℃的恒溫箱內(nèi)，隨取隨用，焊工應(yīng)備有焊條保溫桶，焊條烘烤和管理有專(zhuān)人負(fù)責(zé)，對(duì)每箱焊條的烘焙時(shí)間和溫度作出記錄，未經(jīng)烘烤的焊條嚴(yán)禁使用。焊絲使用前必須清除表面的油污和銹斑。

3.5.5 鋼襯焊接要求

鋼襯環(huán)縫在大壩現(xiàn)場(chǎng)焊接，采用手工電弧焊。鋼襯面板采用雙面不對(duì)稱(chēng)“X”形坡口形式，坡口留鈍邊2毫米。坡口熔深與寬度比取1.5～1.8，便于焊接質(zhì)量控制。鋼襯拼裝完成驗(yàn)收合格后進(jìn)行整體加固，加固在背縫側(cè)，采用J507焊條，加固2層，100mm長(zhǎng)，間隔400mm。加固后復(fù)測(cè)鋼襯的各項(xiàng)尺寸滿(mǎn)足技術(shù)要求后開(kāi)始正式焊接，主縫在管外，采用J507焊條，要求分段退步焊接，多層多道焊接，主縫完成70%-80%后進(jìn)行背縫清根，打磨后用MT或PT檢查合格后開(kāi)始焊接背縫，采用E2209-16焊條，然后主背縫依次完成焊接。焊接坡口示意圖如下：

3.5.6 錨筋焊接

鋼襯外布置有錨筋，錨筋按圖紙規(guī)定焊接在加強(qiáng)筋板上，搭接長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)圖紙和有關(guān)規(guī)范確定。

4?結(jié)語(yǔ)

該工法已成功地應(yīng)用于溪洛渡水電站深孔鋼襯安裝施工中，實(shí)踐證明，該工法安裝工期短、焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良，焊接效率明顯提高，有效的節(jié)約了施工人員和設(shè)備，縮短了施工工期，保證了工程質(zhì)量和施工進(jìn)度，為大壩混凝土的穩(wěn)步上升作好了鋪墊。

作者簡(jiǎn)介：劉同兵（1979-），男，本科，主要從事水電站鋼結(jié)構(gòu)及橋梁鋼結(jié)構(gòu)制造與安裝技術(shù)管理工作。