水電站大彎頭施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景水電站壓力管道系統(tǒng)作為連接大壩與水輪機(jī)的關(guān)鍵樞紐，其安全穩(wěn)定性直接影響電站整體運(yùn)行效率。本工程涉及的大彎頭位于壓力管道下游段，設(shè)計(jì)內(nèi)徑3.8m，曲率半徑7.6m，采用Q345R低合金鋼材質(zhì)，單節(jié)重量約28t。該彎頭安裝位置距地面垂直高度42m，處于山體邊坡區(qū)域，地質(zhì)條件為中風(fēng)化花崗巖，地下水位埋深15m。1.2主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)項(xiàng)具體指標(biāo)設(shè)計(jì)壓力6.4MPa設(shè)計(jì)溫度5~25℃介質(zhì)清水焊接質(zhì)量等級GB/T12469-2019Ⅱ級無損檢測比例100%射線檢測+20%超聲檢測安裝軸線偏差≤3mm/m二、施工總體部署2.1施工分區(qū)將作業(yè)面劃分為三個功能區(qū)域：材料加工區(qū)：位于山腳平臺，配置20t龍門吊、數(shù)控切割設(shè)備及焊接工作站運(yùn)輸通道：沿山體開挖3.5m寬施工便道，設(shè)置3處會車平臺，最大坡度控制在15°以內(nèi)安裝作業(yè)區(qū)：在彎頭安裝位置搭設(shè)6m×8m鋼結(jié)構(gòu)操作平臺，配置2臺50t汽車吊2.2施工流程材料進(jìn)場驗(yàn)收→2.彎頭工廠預(yù)制→3.運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場→4.基礎(chǔ)處理及支架安裝→5.彎頭吊裝就位→6.焊接施工→7.無損檢測→8.水壓試驗(yàn)→9.防腐處理→10.竣工驗(yàn)收2.3資源配置人力資源：項(xiàng)目經(jīng)理1人、技術(shù)負(fù)責(zé)人1人、安全員2人、起重工4人、焊工8人（持GTAW/FCAW雙證）、檢測人員3人主要設(shè)備：起重設(shè)備：50t汽車吊2臺、20t龍門吊1臺、10t手拉葫蘆4臺焊接設(shè)備：數(shù)字化焊機(jī)6臺、熱處理設(shè)備2套檢測設(shè)備：X射線探傷機(jī)2臺、超聲波檢測儀1臺、磁粉檢測儀1臺測量設(shè)備：全站儀1臺、水準(zhǔn)儀1臺、激光投線儀2臺三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1彎頭預(yù)制加工3.1.1板材預(yù)處理采用噴砂除銹達(dá)到Sa2.5級標(biāo)準(zhǔn)，表面粗糙度50~80μm進(jìn)行-40℃低溫沖擊韌性試驗(yàn)，確保沖擊功≥34J在下料前進(jìn)行板材矯平，平面度誤差≤2mm/m3.1.2成型工藝采用數(shù)控切割下料，單節(jié)弧長誤差控制在±2mm。使用大型液壓彎管機(jī)進(jìn)行冷彎成型，分三段壓制：預(yù)彎段：控制變形率≤5%主彎段：采用漸進(jìn)式壓彎，每次進(jìn)給量30mm精整段：通過局部加熱（≤600℃）進(jìn)行應(yīng)力釋放3.2吊裝施工方案3.2.1吊裝計(jì)算吊點(diǎn)設(shè)置：在彎頭兩端1/4處設(shè)置4個吊耳，每個吊耳焊接厚度30mm加強(qiáng)板鋼絲繩選型：選用6×37+FC-Φ28mm鋼絲繩，安全系數(shù)K=8.5吊裝穩(wěn)定性驗(yàn)算：最大吊裝角度52°，吊索水平分力23.6kN，設(shè)置2臺50t吊車抬吊，主吊承擔(dān)70%荷載3.2.2吊裝程序吊裝前檢查：吊具探傷、吊車支腿地基承載力檢測（≥180kPa）試吊：將彎頭吊離地面300mm，靜置10分鐘檢查吊裝系統(tǒng)穩(wěn)定性正式吊裝：主吊緩慢起吊至2m高度，輔助吊配合調(diào)整角度回轉(zhuǎn)半徑控制在12m內(nèi)，起吊速度≤0.5m/min就位精度控制：采用全站儀實(shí)時監(jiān)測，三維坐標(biāo)偏差≤5mm3.3焊接施工工藝3.3.1焊接準(zhǔn)備坡口形式：采用不對稱X型坡口，鈍邊2mm，間隙3mm，角度60°±5°預(yù)熱處理：采用電加熱片進(jìn)行整體預(yù)熱，預(yù)熱溫度120~150℃，保溫時間≥1h保護(hù)措施：設(shè)置焊接防風(fēng)棚，環(huán)境風(fēng)速控制在≤8m/s3.3.2焊接參數(shù)焊接層次焊接方法焊絲型號電流(A)電壓(V)速度(cm/min)保護(hù)氣體打底焊GTAWER50-6Φ2.4120-14018-208-10Ar(99.99%)填充焊FCAWE71T-8Φ1.2240-26028-3015-18CO?+Ar(80%+20%)蓋面焊FCAWE71T-8Φ1.2220-24026-2812-15CO?+Ar(80%+20%)3.3.3焊接質(zhì)量控制層間溫度控制在80~250℃，每層焊后進(jìn)行100%外觀檢查采用分段退焊法，每段長度≤500mm，相鄰焊道接頭錯開≥100mm焊后立即進(jìn)行后熱消氫處理：350℃×2h，冷卻速度≤150℃/h四、質(zhì)量安全控制措施4.1質(zhì)量控制要點(diǎn)原材料控制：每批鋼材進(jìn)行化學(xué)成分分析和力學(xué)性能試驗(yàn)，出具材質(zhì)證明書焊接質(zhì)量：設(shè)立焊接試樣區(qū)，每天開工前進(jìn)行焊接工藝驗(yàn)證焊口一次合格率目標(biāo)≥98%，不合格焊口需制定返修方案并重新檢測幾何尺寸控制：橢圓度≤3mm端口平面垂直度≤1.5mm軸線偏移≤5mm4.2安全防護(hù)措施高空作業(yè)：設(shè)置雙層防護(hù)欄桿（高度1.2m+0.6m），滿掛密目安全網(wǎng)作業(yè)人員配備雙鉤安全帶，使用防墜器平臺腳手板采用50mm厚木板，鋪設(shè)間隙≤20mm吊裝作業(yè)：設(shè)置警戒區(qū)，半徑15m，配備4名信號指揮員風(fēng)速≥10.8m/s（6級風(fēng)）時停止吊裝作業(yè)吊裝區(qū)域安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時傳輸至指揮中心焊接作業(yè)：配備移動式焊接煙塵凈化器氧氣、乙炔瓶間距≥5m，距明火點(diǎn)≥10m接地電阻≤4Ω，防止電擊事故五、施工進(jìn)度計(jì)劃5.1里程碑節(jié)點(diǎn)工作內(nèi)容計(jì)劃工期開始時間完成時間材料采購20天第1天第20天彎頭預(yù)制30天第11天第40天現(xiàn)場準(zhǔn)備15天第26天第40天吊裝安裝5天第41天第45天焊接施工12天第46天第57天檢測試驗(yàn)8天第58天第65天防腐驗(yàn)收7天第66天第72天5.2進(jìn)度保障措施采用BIM技術(shù)進(jìn)行4D進(jìn)度模擬，每周召開進(jìn)度協(xié)調(diào)會關(guān)鍵材料儲備量滿足15天施工需求配置備用焊接設(shè)備（2臺）及應(yīng)急電源（200kW發(fā)電機(jī)）制定雨季施工預(yù)案，準(zhǔn)備防雨棚（15m×8m）及排水系統(tǒng)六、試驗(yàn)與驗(yàn)收6.1無損檢測射線檢測：采用γ源Ir-192，焦距600mm，曝光時間8min，底片黑度2.0-4.0超聲檢測：使用2.5MHz斜探頭，靈敏度校準(zhǔn)采用CSK-ⅢA試塊磁粉檢測：采用連續(xù)法，磁懸液濃度10-20g/L，磁化電流300-500A6.2水壓試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)：清潔水（氯離子含量≤25mg/L）試驗(yàn)壓力：9.6MPa（1.5倍設(shè)計(jì)壓力）升壓程序：緩慢升壓至3.2MPa（穩(wěn)壓15min）繼續(xù)升壓至6.4MPa（穩(wěn)壓30min）升至試驗(yàn)壓力9.6MPa（穩(wěn)壓60min）降壓至6.4MPa（保壓進(jìn)行檢查）合格標(biāo)準(zhǔn)：30min內(nèi)壓降≤0.05MPa，無滲漏、無可見變形6.3防腐驗(yàn)收涂層系統(tǒng)：環(huán)氧富鋅底漆（80μm）+環(huán)氧云鐵中間漆（120μm）+聚氨酯面漆（80μm）檢測項(xiàng)目：附著力測試：劃格法≥5MPa厚度檢測：每2m2測1點(diǎn)，90%測點(diǎn)≥設(shè)計(jì)厚度，最小厚度≥85%設(shè)計(jì)值電火花檢測：3000V無擊穿現(xiàn)象七、應(yīng)急預(yù)案7.1突發(fā)事件處置吊裝失穩(wěn)：立即啟動應(yīng)急電源，使用手拉葫蘆固定啟用備用吊車（25t）進(jìn)行卸載邊坡設(shè)置5道鋼絲繩纜風(fēng)繩加固焊接火災(zāi)：配置4臺推車式干粉滅火器（8kg）作業(yè)面下方設(shè)置防火毯（10m×8m）與nearest醫(yī)院建立綠色通道，車程≤20分鐘7.2環(huán)境管理措施施工廢水經(jīng)三級沉淀池（10m3）處理后排放焊接煙塵收集率≥90%，排放濃度≤8mg/m3噪聲控制：晝間≤70dB，夜間≤55dB，設(shè)置隔聲屏