水电站压力钢管安装施工方案.docx

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水电站压力钢管安装施工方案

锦屏一级电站

压力钢管安装施工方案

1 工程概述

1.1 工程概况

本合同设有 6 条压力管道，管道平行布置。

压力钢管布置在压力

管道的上平段、上弯段、斜井段、下弯段、下平段、渐变段和连接段，由

直管、弯管、锥管、连接段及其部件组成，连接段出口与蜗壳相接。

上

平洞和 60°斜井的钢管内径 φ9.0m，渐变管段长 14m，钢管内径由

φ9.0m 变为 φ7.0m。

本标 6 条压力钢管总制作安装工程量约 17619.4t，

钢管内径有 D=9m 和 D=7m，材质有 16MnR 和 600MPa 高强钢，壁厚

δ=24～62mm，其中 16MnR 低合金钢壁厚 δ=24～36mm，600MPa 高强

钢壁厚 δ=36～62mm。

附件主要包括阻水环、加劲环。

根据现场的运输条件，拟定：

上平段和斜井段压力钢管单节制造长

度为 3.0m，单节出厂，最大体形尺寸为 φ9648×3000mm，最大起吊运输

重量为 30t；下平段制造长度为 3.0m 单节出厂，最大体形尺寸为

φ9596×3000mm，最大起吊运输重量约为 36t。

6 条引水洞压力钢管设计制作安装总重量为 17619.4t（比投标文件

工程量 17163t 增加 456.4t），6 条压力钢管轴线总长度为 1732.146m。

1.2 编制依据

本措施主要编制依据为相关设计图纸、相应的施工规范和验收规

范，主要编制依据如下：

1、《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》（DL/T5017-

2007）

2、《四川省锦屏一级水电站压力钢管制造及安装技术要求》设计

通知（总 640 号）

3、《引水发电系统土建及金属结构安装工程招标文件（C401）》及

投标文件。

4、《压力管道钢衬段管节图（1/4）》【CD66-SG-435-

1（17,21,25,29,33,37）】

1

5、《压力管道钢衬段管节图（2/4）》【CD66-SG-435-

1（18,22,26,30,34,38）】

6、《压力管道钢衬段管节图（3/4）》【CD66-SG-435-

1（19,23,27,31,35,39）】

7、《压力管道钢衬段管节图（4/4）》【CD66-SG-435-

1（20,24,28,32,36,40）】

2 钢管运输

2.1 钢管运输路线

下平段钢管运输路线：

从右岸大坪营地北沟（钢管 1#拼装厂）出发→3#公路→5#公路的 1#

隧洞→1#公路的 1#隧洞→进厂交通洞→地下厂房安装间→各引水支洞

→钢管安装位置；

下弯段、斜井段、上弯段、上平段钢管运输路线：

从进水口 1777 平台（钢管 2#拼装厂）出发→1#施工支洞→钢管翻

身场→3#引水洞→1#-1 施工支洞与的 3#引水洞交叉（钢管吊转）处

→1#-1 施工支洞与各引水支洞处的钢管吊转处→各引水洞→钢管安装

位置。

由于 2＃钢管厂的钢管运输过程中，9＃路延长线与 1＃施工支洞

交叉处的转弯半径较小，钢管运输过程中在此部位无法直接转进 1＃

施工支洞。

2＃钢管厂出厂的管节，在通过 9＃路延长线时，拖板车采

用倒车的方式将钢管运输到交叉处，车尾向 1＃路方向调头后，拖板车

正向将钢管运输到钢管翻身场。

压力钢管成品管节在平板拖车上采用平放管口向下的方式运输，

采用 4 个 5t 手拉葫芦进行钢管的加固，加固应牢固可靠。

参见下图（成

品钢管运输立面图、俯视图）。

2

成品钢管运输立面图、俯视图

2.2 瓦块运输

右岸大坪营里北沟的 1#拼装厂（钢管瓦片制作场）卷制电站所有引

水洞的压力钢管瓦块，下弯段、斜直段、上弯段、上平段的钢管瓦块的

拼装场地在 2#拼装厂（进水口 1777 平台）。

瓦块运输路线为：

从 1#拼装厂出发→3#公路→5#路 3#、4#、5#隧道→9#公路（隧道）

→2#拼装厂。

为防止瓦块在运输中产生变形，利用托架、槽钢、螺栓、螺帽、链

子葫芦等进行加固，并在瓦块间的空隙处加垫木板，在托架上焊制挂

链子葫芦的专用吊耳。

每车可运输 4 个瓦块。

参见下图（瓦块运输示意

图）。

瓦块运输示意图

2.3 钢管的卸车和翻身

1、下弯段以上（含下弯段或定位节）钢管的卸车和翻身

3

为满足下弯段以上（含下弯段或定位节）钢管管节洞内卸车、翻身

和洞内运输的要求，在 1#施工支洞与 3#引水支洞交叉处设置翻身场，

共 1 个翻身场；每条引水支洞与 1#-1 施工支洞交叉处设置一个钢管吊

转场，共有六个吊转场。

在 1#施工支洞上游侧的 3#引水洞内布置 1 台 5t、1 台 12t 卷扬机，

用这两台卷扬机做动力，配合 2 组 40t 天锚和 2 套 50t （4 门）滑轮组实

现钢管的卸车和翻身。

翻身场和吊点的平面布置如下图翻身场立面图

和翻身场平面图所示。

翻身场立面图（沿 3#钢管道纵轴线剖视）

4

翻身场平面图

为保证钢管能顺利卸车和翻身，翻身场空间要足够大，特别是要

能保证高度要求，高度应不少于 15m。

为保证钢管在 1#施工支洞和 1#-1 施工支洞之间的运输，在 1#-1

施工支洞两端端头开挖一卷扬机布置场，开挖尺寸为：

长×宽×高

＝15m×4.5m×4.5m。

具体尺寸参见附图一《安装设备布置示意图》。

2、下平段钢管的卸车和翻身

在安装间利用厂房 80t 小桥机起吊并吊运到各引水支洞后进行翻

身。

2.4 洞内钢管的运输

1、下弯段以上（含下弯段或定位节）钢管的洞内运输

将钢管用 40t 平板拖车直接运输至 1#施工支洞与 3#引水支洞交叉

处，利用设置在 3#引水洞内的 5t 和 12t 卷扬机（布置在 1#施工支洞上

游侧）配合布置在翻身场的二组 40t 吊点进行卸车和翻身，之后将引水

洞内的运输台车拖至已翻身的钢管底部，按管段的上、下游方向摆放

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在运输平台车上，因管径较大，摆放和加固时要注意使管段和台车的

重心保持一致。

采用 4 个 5t 手拉葫芦、钢丝绳加固在钢管运输台车上，

利用布置在 1#施工支洞上游侧 3#引水洞内的 12t 卷扬机，将钢管牵引

下放到位于 1#-1 施工支洞与 3#引水洞交叉处的钢管吊转场。

在经过

空间圆弧段时，布置一转向滑车（在圆弧段的合适位置预埋锚杆来固定

滑车）进行钢管的转向。

钢管经 3#引水洞运达钢管吊转场后，利用布置在吊转场的天锚、

挂装两个 20t 手拉葫芦实现钢管的提升和更换钢管运输台车。

钢管运输台车更换后，分别用布置在 1#-1 施工支洞两端的 1 台 5t

和 1 台 12t 卷扬机实现钢管在 1#-1 支洞内的运输，将钢管牵引到相应

位置。

其运输状态参见下图。

1#-1 施工支洞内的钢管运输状态图

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根据管节编号将钢管运达各引水洞与 1#-1 施工支洞交叉位置的

钢管吊转场后，利用 2 个 20 t 手拉葫芦进行再次吊转并加固后，利用

各引水支洞内布置的 20t 卷扬机进行钢管的下放，经过、上平段、上弯

段、斜坡段、下弯段到达各管节的安装位置。

引水支洞内的钢管运输状态如下图所示。

引水支洞内钢管的运输状态图

由于引水洞的设计断面为 φ10.6m 的圆形断面，按轨距 3m 在设计

断面上布置轨道后，钢管的运输高程超过钢管设计的安装高程，严重

影响钢管的安装进度，同时还造成巨大的安全隐患。

经与业主单位、监

理单位协商，一致同意将引水洞底部进行扩挖以满足钢管安装的需要

（参见引水洞内钢管运输状态图）。

斜直段角度为 60°，拖运、溜放时应平稳而缓慢，应随时观察钢管

的加固情况。

由于管节重量较大，在距离上弯段起弯点约 10m 的各引

水支洞上平段的顶拱上布置 1 组

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40t 的天锚配合 32t 单门滑轮和 20t 卷扬机对经过上弯段、斜直段、下

弯段的钢管进行溜放。

在上弯段和下弯段处进行指挥的人员，必须用

对讲机和哨子进行联络，确保运输的安全。

为保证钢管在过上弯段时的稳定而不致发生倾翻，在钢管的+y 方

向挂一个 10t 的手拉葫芦，用于调整钢管的重心位置，在转弯过程中由

短到长逐步调整 10t 手拉葫芦的长度以保持钢管的平稳转弯。

钢管运输经过上弯段以后，为避免钢丝绳与地面之间产生摩擦而

损坏钢丝绳，在上弯段转弯的位置设置托轮装置，钢丝绳从托轮上通

过，使钢丝绳在下放钢管过程中不产生过度磨损。

上弯段托轮布置如

图上弯段托轮布置图所示。

由于管径较大，在引水洞内，特别在斜坡段下放钢管时，要注意将

钢管牢靠加固在运输台车上，并将运输台车与卷扬机钢丝绳可靠连接，

在运输过程中，派专人巡查，发现问题及时用对讲机联络，并采取相应

措施。

2、下平段钢管的运输

钢管用 40t 平板拖车直接运输至地下厂房安装间，将钢管用 80t 小

桥机进行卸车和翻身并吊运到各引水支洞与厂房相交处，同时将施工

支洞内的运输台车拖至已翻身的钢管底部，按管段的上、下游方向摆

放在运输平台车上，用链子葫芦等可靠加固后，利用卷扬机将钢管拖

运至各引水洞安装位置。

2.5 吊点布置及预埋

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上平段：

在翻身场的洞室顶拱处预埋两组承重荷载为 40t 的锚钩，

在各钢管吊转点埋设 2 组承重荷载为 30t 的锚钩，在每条引水洞距离

上弯段上部转弯点上游 10m 的顶拱上打设 1 组 40t 的天锚。

 6 条引水

洞共预埋 8 组 40t、12 组 30t 的天锚作为钢管卸车、翻转和吊转的吊点。

吊点的吊耳板和连接板采用材质为 16MnR、厚度为 28mm 的钢板

根据锚杆的埋设的实际情况进行制作和安装。

吊耳板与连接板的焊缝

要求为不小于 30°的双面坡口组合焊缝。

焊缝焊完后应做超声波探伤

检查。

连接板与锚杆的焊缝为角焊缝，焊脚高应不小于 18mm，且不应

有咬边现象。

吊点的预埋及结构型式如图 40t 吊点预埋示意图所示。

40t 吊点布置示意图

管节运输时，将钢管放置在加垫木梁上，以保护管节及其坡口免

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遭损坏。

采用钢索捆扎吊运钢管时，在钢索与钢管间加设软垫。

2.6 强度计算和主要吊装设备选用

1、锚杆强度计算

参数一（30t 天锚）：

锚杆为螺纹钢筋，直径 φ32mm，插入深度

8.5m，外露 0.5m，间距 0.5m，每组 6 根，共 12 组。

钢管最大吊重 30t；

查螺纹钢筋抗拉强度 σb=49kg/mm2，倾斜角度为 15°；

每根锚杆抗拉强度：

P1= cos15°πR2σb= cos15°

×16×16×3.1416×49=38065.427（kg）

每组锚杆的抗拉强度：

P2=38065.427×6=228392.562（kg）

锚杆的安全吊装载荷系数：

K1= P2÷30 t =228392.562÷30000=7.61

锚杆在吊装 30 t 重物时，安全系数为 7.61，满足吊装要求。

参数二（40t 天锚）：

锚杆为螺纹钢筋，直径 φ36mm，插入深度

8.5m，外露 0.5m，间距 0.5m，每组 6 根，共 8 组。

设备最大吊重 36t；查

螺纹钢筋抗拉强度 σb=49kg/mm2，斜拉角度为 15°；

每根锚杆抗拉强度：

P3=cos15°πR2σb = cos15°

×18×18×3.1416×49=48176.56（kg）

每组锚杆的抗拉强度：

P4=48176.56×6=289059.36（kg）

锚杆的安全吊装载荷系数：

K2= P2÷36 t =289059.36÷36000=8.03

锚杆在吊装 36 t 重物时，安全系数为 8.03，满足吊装要求。

2、钢管翻身、吊转起吊设备选用

最大吊重 36t，