钢衬安装施工组织设计.docx

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钢衬安装施工组织设计

溪洛渡电站深孔钢衬安装方案

1.概述

金沙江溪洛渡水电站大坝土建及金属结构安装工程（0888）闸门及启闭机设备安装、拆除及深孔钢衬制造与安装，大坝设有导流底孔、深孔、表孔等泄水导流孔洞，其中深孔共8孔，每孔孔道内设一期钢衬，由顶衬、侧衬和底衬组成。

深孔钢衬标准节典型断面尺寸为10.5mx5.2m（内壁）。

每条钢衬外壁设有加劲肋板，每块钢衬为面板和其加劲肋板构件的焊接结构件，面板所用钢材为不锈钢复合钢板（以下简称复合钢板），基层厚度20mm，复层厚度4mm。

基层材质为Q345C钢板，复层材质为双相不锈钢002253N（2205）钢板，加劲肋材料为Q345C，厚度20，锚筋为螺纹钢。

钢衬及其附件制造安装共计4852t（材料重量，不含内支撑），其中钢衬面板3539t，加劲肋板1312.7t。

钢衬运输、吊装的最大吊装单元尺寸为12.5mx5.6mx2.5（单元最大高度x最大宽度x最大长度），最大单节单元重量为26.9t。

1.1工作项目及工程量

溪洛渡电站大坝泄洪深孔内壁采取钢衬结构，共8孔，钢衬及其附件制造安装共计4852（材料重量，不含内支撑），其中钢衬面板3539t，加劲肋板1312.7t。

1.2钢衬制安特点及难点

本项目钢衬制作安装有如下特点及难点：

（1）钢衬制作分节较多，工艺要求高

钢衬制作以2.5米为单元节长度，单孔约22节，8孔共计174节（孔身段，不包括进口钢衬），每孔都设计有渐变段、弯段等，制作工艺要求高。

（2）运输难度大

钢衬外形尺寸大，倒式运输时面积约12.5mx5.6m（长x宽），运输重心

高约为2.5m，对运输设备及运输道路要求高。

（3）安装施工难度大。

钢衬安装集中在大坝中央部位，吊装手段单一，只能采用缆机吊装。

单台缆机吊装能力为30t，部分管节可能在左岸^610m缆机卸料平台两节组装成一大节，需采用用两台缆机抬吊，缆机抬吊施工具有较高难度，需采取专项措施，专人进行指挥和操作。

4）影响安装施工程序因素多

由于深孔钢衬安装均占直线工期，对大坝混凝土均匀上升有很大影响，同时钢衬只能采用缆机进行吊装，与混凝土浇筑存在干扰。

施工时必须加强施工协调，合理安排钢衬安装施工程序，以加快安装进度。

2.组织机构设置

根据钢衬的安装进度计划，为保证钢衬安装顺利实施，我们将进一步加强、完善钢衬安装的组织机构建设与管理，使各部门之间责任明确、分工协作。

组织机构框图详见附件《溪洛渡大坝金结项目组织机构》图。

3.施工进度安排

3.1进度计划编制依据

（1）招标文件要求的控制性工期要求。

（2）招标文件技术条款规定的钢衬制造安装技术要求。

（3）招标图纸有关要求。

（4）大坝混凝土浇筑进度及形象。

（5）现场实际施工条件、钢衬安装的特点与难点、我局的主要施工方案、拟投入的主要施工设备及专用器具的使用。

（6）大坝工程下闸蓄水计划。

（7）我局以往金属结构安装的施工经验、技术水平、管理水平、实际达到的施工强度和指标。

（8）现行的有关标准、规范及定额。

3.2进度计划编制原则

（1）严格遵守招标书规定的控制性工期要求和大坝混凝土施工的总进度要求。

（2）统筹兼顾，综合平衡。

合理安排施工工序，综合考虑施工进度与场地、设备使用的相互影响，实行流水作业，均衡施工。

（3）工期安排留有余地，以确保计划的稳妥、可靠。

（4）充分考虑与大坝各施工工序相互协调、相互影响因素，合理进行安装工序的安排。

3.3钢衬安装施工控制性工期

根据大坝施工总进度要求，钢衬制作安装施工工期安排如下：

2008年6月开始钢衬及金属结构加工厂建设，2009年4月建设完成，因为此场地与钢结构构件制造和闸门、启闭机拼装堆放场共用，故提前投入建设。

2011年2月10日，开始钢衬制作准备，主要完成材料采购和工艺评定。

2011年5月2日，开始钢衬制作，2011年9月30日，全部钢衬制作完成。

2011年9月7日，开始钢衬安装，2012年1月7日，全部钢衬安装完成。

各孔钢衬制造顺序在满足钢衬安装交货的基础上，综合考虑钢衬加工厂场地堆放情况进行安排。

3.4施工进度安排

钢衬制作安装施工进度见附图《施工进度横道图》。

3.5主要施工程序规划

3.5.1主要施工程序原则

根据我局四川二滩、湖北三峡等水电站制造、安装的成功经验，采取以节为安装单元的方式进行安装，钢衬安装完成后分层浇筑混凝土，锚筋焊接根据混凝土分层浇筑情况进行分层焊接。

3.5.2大坝深孔钢衬安装程序

大坝深孔位于12〜19坝段，根据我局在四川二滩、湖北三峡等水电站钢衬安装的成功经验，钢衬以节为安装单元进行安装，安装完成后分层浇筑混凝土（中心线高差太大的孔位采取分段验收、分层浇筑的施工方式进行施工）。

在混凝土分别浇筑至接近钢衬时开始底座安装（具体高程在保证钢衬安装空间的条件下以混凝土浇筑分层情况确定），紧接着进行钢衬安装。

钢衬安装最先进行始装节安装，将始装节定在钢衬中部，然后向上、下游方向延伸，以便拓展工作面，加速钢衬安装施工；进、出口钢衬及通气孔钢衬配合土建上升而分层安装，不占直线工期

各安装单元节由缆机吊装至预定位置，然后采用千斤顶、链条葫芦等工具调整到位，经监理验收后进行现场焊接，焊接完成进行探伤和防腐。

3.5.3钢衬安装进度典型分析

根据钢衬安装施工进度安排和大坝混凝土浇筑进度安排，最先开始4#深孔

钢衬安装，最后完成1#深孔钢衬安装。

根据溪洛渡水电站钢衬的结构形式及外形尺寸特点，结合以往的安装施工经验，1#、2#、7#、8#孔一次性安装完成；对于3#、4#、5#、6#孔下游上挑段钢衬，因其最大上挑高度达9m，决定分两次对其进行安装，其水平段在第一层混凝土浇筑间隙期内安装完成，其上挑段待混凝土浇筑一层（或二层）后开始安装，不占用第一层混凝土浇筑的间隙期。

现以2#孔钢衬安装进行施工工期分析（因

进、出口钢衬及通气孔钢衬安装不占用直线工期，因此仅以孔身段钢衬安装来作工期分析），每孔钢衬孔身段共分22小节。

3.5.3.1安装工期为35天的典型分析

在混凝土浇筑时进行钢支架基础埋件安装，单孔钢衬预埋约需1天时间，不

占用施工直线工期。

混凝土浇筑完毕，需初凝及冲毛约1天时间。

测量放样1天，占用直线工期1天，完成整孔钢衬安装的孔中心线（垂直方向）及沿中心放样测量点高程。

支承钢架安装6天，占用直线工期2天，支承钢架安装从上游端开始，安装1天时间后约可安装9m长支承钢架，此时开始钢衬始装节就位、安装。

钢衬拼缝、固定时间26天，占用直线工期4天。

始装节就位时间较长，约3天时间，其余节拼缝、固定每节计划1天时间。

在开始2节拼装完毕即可开始环缝焊接工作，约需4天时间，后续拼接不占用直线工期时间。

每条环缝焊接按1天施工时间计算，21条环缝，共计焊接时间21天，占用直线工期21天。

无损检测探伤利用锚筋焊接时间内进行，占用直线工期2天（焊工投入每班24人，焊接气刨工6人，每天2个班，每班12小时工作日）。

单节钢衬锚筋焊接时间2天，首节占用直线工期2天（锚筋焊接在相应节环缝焊接完毕进行）。

验收、消缺时间3天，占用直线工期3天

混凝土初凝及冲毛完毕，正式交面进行钢衬安装工作（期间没有考虑土建在混凝土浇筑完后仓面的撤退时间），计划直线安装工期35天。

整体进度安排钢衬预留安装时间可满足钢衬安装要求。

在此种施工强度下，人员及设备的配套投入情况为：

1）钢衬制造安装设备配置：

根据钢衬安装施工进度安排所要求达到的制作、安装强度及本工程施工特点，配备设备见表。

安装设备表

序

号

设备名称

型号规格

主要技术性能

数量

购置

日期

生产厂家

备注

1

30t缆机

30t

起重量30t

2

2

汽车式起重机

50t

起重量50t

2

1999.10

徐州起重机厂

3

汽车式起重机

25t

起重量25t

2

1998.10

浦沅起重机械厂

4

平板运输车

100t

1

租赁

5

平板运输车

60t

1

租赁

6

载重汽车

30t

1

2000.04

重庆红岩

7

载重汽车

18t

1

1998.08

中国二汽

8

载重汽车

8t

1

2003.08

中国一汽

9

卷扬机

10t

15

2003.08

上海卷扬设备厂

10

卷扬机

1~5t

10

1999.10

上海卷扬设备厂

11

逆变焊机

7-400S

可手工焊、氩弧

焊

120

2002.08

时代集团

12

碳弧气刨装置

7-630

6

2002.08

时代集团

13

焊条干燥箱

202-4

6

2004.08

14

红外线加热器

10

若干

2004.10

15

磁座钻

3C03

4

2006.11

16

电子水准仪

精度0.01

1

2004.07

托普康

17

水准仪

S3

常规

3

2003.08

18

经纬仪

J2

常规

2

2002.06

19

超声波探伤仪

（2300）

微电脑处理

3

2004.10

20

磁粉探伤仪

4型

1

2003.10

序

号

设备名称

型号规格

主要技术性能

数量

购置

日期

生产厂家

备注

21

全站仪

8801

0.02'

1

2003.10

瑞士公司

2）钢衬安装人员配置：

根据钢衬安装施工进度安排所要求达到的安装强度及本工程施工特点，人员配备见表。

安装人员表

序号

工种名称

数量

备注

1

电工

8

2

电焊工

220

3

钳工

4

4

金属结构安装工

52

5

起重工

12

6

防腐作业人员

12

7

汽车驾驶员

8

8

技术、质量人员

6

9

安全员

8

10

其他管理人员

5

11

辅助人员

50

12

气刨工

6

合计

391

在此种施工强度下，单孔钢衬安装使用缆机频次情况为：

钢衬孔身段缆机使用频次表（不含进、出口及通气孔钢衬吊装）

序号

吊装部件名称

吊数

备注

1

孔身段钢衬

22

估计3小时一吊

2

钢衬支撑等件附

15

估计1小时一吊

3

工具房、电焊机等

8

估计1小时一吊

合计

45

3.532安装工期为30天的典型分析

要单孔钢衬安装工期为30天，必须想办法缩短钢衬在孔口的安装焊接时间，

否则难以将单孔钢衬安装时间控制在30天。

为此考虑在左岸610缆机卸料平台搭设一个临时钢衬组拼平台，将钢衬尾部的第13~14节、15~16节…21~22节

两两组装成一大节（两两组装后的重量在两缆机的抬吊能力范围内），并将组装

环缝在平台上焊接完成，然后用两台缆机抬吊到孔口就位。

这样就为钢衬在孔口的安装减少了5条安装缝的焊接工作，也减少了5次管节的就位工作，从而缩短整过单孔钢衬的安装周期5天。

在混凝土浇筑时进行钢支架基础埋件安装，单孔钢衬预埋约需1天时间，不占用施工直线工期。

混凝土浇筑完毕，需初凝及冲毛约1天时间。

测量放样1天，占用直线工期1天，完成整孔钢衬安装的孔中心线（垂直方向）及沿中心放样测量点高程。

支承钢架安装6天，占用直线工期2天，支承钢架安装从上游端开始，安

装1天时间后约可安装9m长支承钢架，此时开始钢衬始装节就位、安装。

钢衬拼缝、固定时间21天，占用直线工期4天。

始装节就位时间较长，约

3天时间，其余节拼缝、固定每节计划1天时间。

在开始2节拼装完毕即可开始环缝焊接工作，约需4天时间，后续拼接不占用直线工期时间。

每条环缝焊接按1天施工时间计算，16条环缝，共计焊接时间16天，占用直线工期16天。

无损检测探伤利用锚筋焊接时间内进行，占用直线工期2天（焊工投入每班32人，焊接气刨工8人，每天2个班，每班12小时工作日）。

单节钢衬锚筋焊接时间2天，首节占用直线工期2天（锚筋焊接在相应节环缝焊接完毕进行）。

验收、消缺时间3天，占用直线工期3天。

混凝土初凝及冲毛完毕，正式交面进行钢衬安装工作（期间没有考虑土建在混凝土浇筑完后的撤退时间），计划直线安装工期30天。

整体进度安排钢衬预留安装时间可满足钢衬安装要求。

在此种施工强度下，人员及设备的配套投入情况为：

1）钢衬制造安装设备配置：

根据钢衬安装施工进度安排所要求达到的制作、安装强度及本工程施工特点，配备设备见表。

安装设备表

序

号

设备名称

型号规格

主要技术性能

数量

购置

日期

生产厂家

备注

1

30t缆机

30t

起重量30t

2

2

汽车式起重机

50t

起重量50t

3

1999.10

徐州起重机厂

序

号

设备名称

型号规格

主要技术性能

数量

购置

日期

生产厂家

备注

3

汽车式起重机

25t

起重量25t

2

1998.10

浦沅起重机械厂

4

平板运输车

100t

1

租赁

5

平板运输车

60t

1

租赁

6

载重汽车

30t

1

2000.04

重庆红岩

7

载重汽车

18t

1

1998.08

中国二汽

8

载重汽车

8t

1

2003.08

中国一汽

9

卷扬机

10t

15

2003.08

上海卷扬设备厂

10

卷扬机

1~5t

10

1999.10

上海卷扬设备厂

11

逆变焊机

7-400S

可手工焊、氩弧

焊

128

2002.08

时代集团

12

碳弧气刨装置

7-630

7

2002.08

时代集团

13

焊条干燥箱

202-4

7

2004.08

14

红外线加热器

10

若干

2004.10

15

磁座钻

3C03

4

2006.11

16

电子水准仪

精度0.01

1

2004.07

托普康

17

水准仪

S3

常规

4

2003.08

18

经纬仪

J2

常规

2

2002.06

19

超声波探伤仪

（2300）

微电脑处理

3

2004.10

20

磁粉探伤仪

4型

1

2003.10

21

全站仪

8801

0.02'

1

2003.10

瑞士公司

22

I25a

工字钢

10吨

搭临时平台用

23

610平台施工脚

手架

5吨

临时平台施工防护用

2）钢衬安装人员配置：

根据钢衬安装施工进度安排所要求达到的安装强度及本工程施工特点，人员配备见表。

安装人员表

序号

工种名称

数量

备注

1

电工

10

2

电焊工

236

3

钳工

4

4

金属结构安装工

56

5

起重工

12

6

防腐作业人员

12

7

汽车驾驶员

8

8

技术、质量人员

6

9

安全员

8

10

其他管理人员

5

11

辅助人员

60

12

气刨工

6

合计

423

在此种施工强度下，单孔钢衬安装使用缆机频次情况为：

钢衬孔身段缆机使用频次表（不含进、出口及通气孔钢衬吊装）

序号

吊装部件名称

吊数

备注

1

孔身段钢衬

22

估计3小时一吊

2

钢衬支撑等件附

15

估计1小时一吊

3

工具房、电焊机等

8

估计1小时一吊

4

孔身段钢衬抬吊

5*2

估计3小时一吊

合计

55

3.5.4施工强度分析

钢衬安装于2011年9月7日开始，于2012年1月7日完成，安装工期4个月，平均月安装强度1213t，最高月安装强度1400t。

钢衬安装时，每孔钢衬设一个工作点4个施工班组：

工装安装1个班组、拼装1个班组、环缝焊接1个班组、锚筋焊接1个班组。

根据深孔布置情况，将出现同时有3个、4个、5

个、6个工作面同时进行施工情况。

可以满足最大月安装强度1400t施工要求。

钢衬安装月强度柱状图

I（■

4.施工遵循标准及规范

溪洛渡大坝工程钢衬制造安装施工过程中将遵循以下规范、标准要求。

（1）11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》；

（2）8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》；

（3）6654-96《压力容器用钢板》；

（4）5313-85《厚度方向性能钢板》；

（5）3323-2005《金属熔化焊焊接接头射线照相》；

（6）986-1988《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》；

（7）985-1988《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本型式与尺寸》；

（8）700-88《碳素结构钢》；

（9）1591-1994《低合金高强度结构钢》；

（10）5141-2001《水电站压力钢管设计规范》；

（11）105-95《水工金属结构防腐蚀规范》；

（12）5017-93《压力钢管制造安装及验收规范》；

（13）5069-1996《电力建设施工及验收技术规范钢制承压管道对接焊接接头射线检验篇》；

（14）4730-94《压力容器无损检测》及第一号修改单；

（15）3965-85《钢制压力容器磁粉探伤》。

以上所列规范、标准，在合同执行过程中如有新的版本时，则按新颁发的版

本执行。

5•钢衬安装

5.1安装特性

大坝深孔泄洪系统由8孔组成，分布在1219#8个坝段，安装控制点高程分别为：

502.8m（1#、8#深孔）、499.3（2#、7#深孔）、495.7（3#、6#深孔）、490.7（4#、5#深孔）。

泄洪深孔每孔孔道内设一期钢衬，由顶衬、侧衬和底衬组成。

孔身段钢衬上游与深孔事故门槽二期埋件连接，下游与弧形工作门二期埋

件钢衬连接。

孔身段钢衬由水平直段、弯段、斜段等部分组成。

深孔钢衬共有8条孔计4852t，其水平段典型断面尺寸为12.5mX5.6m，出口断面6.7mX5.2m。

每条钢衬外壁设有加强肋板。

钢衬运输、吊装的最大吊装单元尺寸为12..5mX5.6mX2.5（单元最大高度X最大宽度X最大长度），最大吊装单元重量为约32to

5.2安装程序

钢衬安装程序见图

钢衬拼装、点焊、加固

钢衬安装工艺流程图

5.2.1主要安装技术方案

（1）分节钢衬安装方式的选用分节安装方式的选用，其优点主要体现在如下几个方面：

1）集中安装吊装工作，减少施工干扰。

单节钢衬分块吊装时需吊装8次，而且四次不能连续进行，这样安装施工吊装的干扰大。

2）减少现场拼装、焊接工作量。

如采取分块安装方案，一节钢衬需先进行底衬定位，然后进行侧衬定位，最后进行顶衬定位，现场拼装程序复杂；采用分节安装不仅定位工作量减少，还可减少8条角面板对拼角焊及相应肋板对拼焊缝。

3）最大程度减少缆机占用时间。

选用分节钢衬安装方式时钢衬吊装单元数量远远少于分块安装方式，则相应缆机占用时间最少。

4）分节钢衬安装质量易于控制。

通过底座、安装轨道、内支撑等安装设施的布置，由缆机初步定位后，分节钢衬可顺利实现对位、固定、焊接等作业。

且由于钢衬吊装单元数量最少，便于安装误差及焊接质量控制。

（2）钢衬固定方式

在钢衬下部设置支承钢架进行支承，在侧衬两侧根据混凝土浇筑层布置拉锚筋，其内部安设内支撑防止钢衬变形。

（3）吊装方式

钢衬分节单元运至缆机供料平台后，采用缆机将其吊装至安装轨道上，直接采用缆机对钢衬进行吊装就位，对于超出单台缆机吊装能力的钢衬单元则采用抬吊平衡梁由两台缆机抬吊。

为减少缆机的吊装次数及钢衬在孔口安装焊接工作量，考虑在左岸缆机平台搭设一个钢衬临时组拼平台，将外形尺寸较小的钢衬两节组拼在一起，并将组焊缝在平台上焊接好，然后用两台缆机将组拼好的两节钢衬抬吊到孔口就位，以减轻钢衬在孔口部位的安装压力，从而缩短整过钢衬安装的工期。

（4）安装顺序单孔钢衬始装节定在平段中部，从中部向上、下游两个方向进行安装，8孔钢衬安装顺序由土建混凝土浇筑顺序决定。

（5）安装误差的消除

因钢衬分节后现场焊接存在焊缝收缩现象，为保证最后节焊接时与深孔弧形工作门埋件接口准确，进行每孔最后节钢衬制造时，将其长度方向放长50以消除安装误差。

待其安装完成后，根据测量放点修去多余部分。

5.2.2工地运输

钢衬制造完成后，由钢衬制造厂运输至缆机吊装平台运输路线：

钢衬制造厂

—永久大桥—3#路—301#—左岸供料线。

运输距离约&

钢衬最大运输件重量约26.7t，考虑外形尺寸大，运输重心较的原因，采用

60T平板车进行运输，其装车采用金属结构加工厂内50、25T汽车吊，卸车与

吊运为发包方提供的30T缆机（超过单台缆机吊装能力的采用两台缆机抬吊吊装）。

5.2.3安装准备

钢衬安装准备主要为大坝混凝土浇筑接近钢衬底衬高程（钢衬安装时混凝土

高程：

对1#、8#孔取500m，对2#、7#孔取497m，对3#、6#孔取494m，对4#、

5#孔取488m）后，进行钢衬底座安装。

对1#、2#、7#、8#孔一次性安装完成，对于3#、4#、5#、6#孔下游上挑段钢衬，待混凝土浇筑一层（二层）后开始安装。

支承钢架是实现钢衬调整、定位安装的基础，故底座必须牢固、可靠，在混凝土浇筑至各钢衬安装高程时，分别在底座下相应部位预埋钢板以进行支承钢架固定。

进行底座安装时，根据钢衬分节位置将底座与预埋钢板焊接，且各底座间

采用型钢进行连接。

为加快安装进度及便于质量控制，在各底座上分别标识出安装基准线（如孔中心线、高程线等）。

为便于钢衬调整、移动，底座上安装120工字钢作移动轨道，其安装高度

按照工字钢顶部低于钢衬底部理论安装高程80布置。

钢衬安装固定形式见附图《深孔钢衬安装支撑及固定示意图》。

5.2.4钢衬安装就位、调整

支承钢架（一段）焊接完成后，开始各分节钢衬安装。

钢衬安装时，利用30T缆机将其吊装至安装孔位置工字钢轨道上。

根据设于底座上的安装基准线、金属结构加工厂内标识的钢衬标记线、安装定位块，以支承钢架为依托，采用千斤顶、手拉葫芦对钢衬进行精确定位。

调整时，按照沿轨道