芒牙河一级水电站埋藏式压力钢管结构分析

水电站压力钢管现场焊接工艺及相关思考摘要：压力钢管是水电站的主要组成部分，它连接着电站进水口和水轮机导水机构、蜗壳及主阀，起着将水由坝前进水口引向蜗壳，进而推动水轮机转动的作用。

现阶段，我国水电站压力钢管现场焊接工艺较以往有了很大提升，但与西方国家相比，仍存在较大的差距。

本文主要就水电站压力钢管现场焊接工艺和技术提出了几点思考，以期达到抛砖引玉之效。

关键词：水电站；压力钢管；焊接压力钢管多用于大、中型水电站，需承受较大的内水压力，且在不稳定的水流条件下工作，一旦出现焊接质量事故会造成严重后果，故对钢管及其焊缝的强度和塑、韧性都有较高要求。

因此，压力钢管通常是根据其承受内水压的特点和所在地的气温条件，选用相应的优质钢板和焊接材料焊接而成。

水电站建设需要使用钢材可达数百吨乃至数千吨，大多时候都是根据实际情况分节到货，在施工现场完成纵、环缝焊接等工序。

水电站压力钢管现场焊接工程量非常大，为此，施工单位必须对压力钢管的安装及现场焊接工艺进行全过程优化与控制，才能解决质量、安全和工期的矛盾，保证建设工期目标的实现。

1压力钢管焊接的特点在水利水电工程建设中，随着高参数、大容量机组的普遍使用，压力钢管的压力等级在升级，结构尺寸变得庞大，使用钢材可达数百吨乃至数千吨。

大型水利水电工程的压力钢管因为制造工程量非常巨大，因而工厂不可能制造成品，通常在工厂分节制造，然后再运输到施工现场，在施工现场完成吊装、纵、环缝焊接等各方面工序。

钢管纵、环缝焊接采用手工电弧焊或全自动气体保护焊完成，必要时也可设置专门的纵缝滚焊台车，在水平状态下完成纵缝焊接。

然后将做好的管节吊装到位，固定在基础支墩上，接着进行环缝焊接。

从这些复杂而又精细的工序中可以看出，水利水电工程压力钢管的焊接特点与制造厂内的焊接生产是有区别的。

此外，由于压力钢管是在现场焊接，所以焊接质量不可避免的就会受到施工环境差，焊接位置复杂多变，作业条件恶劣，对口质量参差等诸多因素的影响。

水电站压力钢管制作安装技术分析水电站的运行将直接影响下游群众财产与生命的安全，尤其是建筑物居住的安全，只由合理使用水库调度的工作方式，才能令电站的效益性目标得以实现。

水电站在投产与发电之后，经受了较长时间水利的调度运行。

其基本已经明确了水库工作方式，也基本稳定各项特性的指标，当前水电站有良好的运行状况，本文针对压力钢管的制作、安装等技术展开分析。

标签：水电站；压力钢管；制作；安装技术；分析水电站的压力钢管的制作与安装技术，其具体施工工艺主要是运用三峡工程在施工中的成功经验，且严格执行了国家标准，运用相关技术的创新、制度管理等，确保水电站的压力钢管有较好的制作与安装质量以及进度。

由于水电站的压力钢管有较大的直径，较高的材质强度，故在制作和安装以及焊接之中工艺具有一定复杂性，在施工方面也存在较大的难度，进而决定了施工技术的复杂性。

一、水电站压力钢管的制作（一）划线编号划线之时要运用粉笔将管节所要切割的线和坡口的度以及基准线等划出，运用尤其将水流的方向标出，对分槽或分段与分节以及分块等进行编号，在加强环上标出其厚度和内、外的弧度等参数值，针对较高强度的钢板要严谨使用凿子或是锯予以标记，并在钢管的外部作冲眼。

（二）钢板切割钢板在进行切割之时要选用中性的火焰，同时正确的控制好切割的氧压力和气割的速度以及预热火焰的能率。

其割嘴要离钢板的表面约4mm，但要注意在切割之时务必要掌控好尺度，最大化确保所切割的钢板在尺度上能与规定的标准相符，否则会影响后期制作。

（三）破口制备传统制作的方式主要是利用机械敲打或是升高火焰的温度去对切口进行矫正，但是针对水电站中具有较高性能的钢板等材质而言，该制作方式已然不适用，其对角比较易产生变形，其机械敲打或是升高火焰的温度能令钢板在性能上产生变化。

因此，当前使用的方法就是运用砂轮去抛光与磨平，而后予以无缝式焊接。

（四）对破口进行打磨以及防锈等处理其破口在被切割之时，其板材的表面会因火焰在切割之时的温度升高而形成氧化膜，故具有较高的淬硬性，若不去除却直接予以焊接，就会提升在焊缝所填充的金属自身机械性能实际硬度，而却降低了韧性，同时埋下了质量的隐患。

前言第一章总则第二章布置第三章材料第四章水力计算第五章结构分析第六章岔管（包括附录（四）的说明)第七章构造要求第八章水压试验第九章原型观测和检查维修附录(一）明管结构分析方法附录(二）地下埋管结构分析方法附录(三) 坝内埋管结构分析方法附录（五) 钢管防腐蚀措施主要参考资料打印刷新水电站压力钢管设计规范（试行）SD144-85编写说明前言受水利电力部规划设计院的委托,《水电站压力钢管设计规范》由水电部昆明勘测设计院任主编单位，原水电部安康设计院(现并入水电部西北勘测设计院和北京勘测设计院）和水电部华东勘测设计院任副主编单位，参加协编的单位有:华东水利学院、浙江大学、同济大学、清华大学、三河闸管理处、水电部第十四工程局安装处和长江流域规划办公室等。

在各兄弟单位的共同努力下，于1985年3月完成了该规范的报批稿。

规范编写工作共分四个阶段进行。

1980年10月编写单位在昆明召开了协调分工会议。

这次会议主要研究了规范编写的原则、指导思想、编写提纲，并明确各单位的分工计划等。

具体分工如下：编写内容单位主要编写人员通用部分、明管、地下埋管水电部昆明勘测设计院诸葛睿鉴、金章瑄、及汇编全文黄伟、冯元凯、严云祥坝内埋管水电部西北勘测设计院袁培义水电部北京勘测设计院潘玉华、邱彬如三梁岔、球岔从汇编水电部华东勘测设汁院巫必灵、曾阜南、吕谷生、刘蕴琪岔管部分月牙岔、无梁岔浙江大学力学系洪嘉智、钟秉章贴边岔及明管振动同济大学数学力学系徐次达、张相庭、方平强度理论及抗外华东水利学院河川系刘启钊、刘焕兴压稳定分析清华大学水利系谷兆琪、彭天玫水力计算和地下埋管结构分析构造要求水电部第十四工程局安装处张树森防腐蚀措施江苏省三河闸管理处王宁强伸缩节结构分析长江流域规划办公室刘奕光建国以来，我国尚无《水电站压力钢管设计规范》,一般都是沿用苏联规范.因此，在编制过程中,本规范编写小组收集和总结了三十多年水电站压力钢管设计、施工、安装、科研和运行等方面的建设经验，并参考了国内外有关规范和资料,在广泛征求意见的基础上,于1982年12月编写成第一稿。

漫湾水电站压力钢管弹性垫层的设计与实践
黄光明;王忠勇
【期刊名称】《水力发电》
【年(卷),期】1997(000)001
【摘要】漫湾水电站发电压力钢管ＨＤ值达９５７．６ｍ＾２，而下弯段及平段的混凝土覆盖厚度及２．９５ｍ，因此决定设置弹性垫层来解决结构问题。

通过大量的有限元计算确定了垫层的厚度、弹模，控制管内水压力的外传比例。

通过试验选择ＥＰＳ泡沫板作为垫层材料。

投产运行３年来，压力钢管运行正常，管顶混凝土未发现裂缝，说明设计是成功的，对类似工程有一定的参考价值。

【总页数】3页(P25-27)
【作者】黄光明;王忠勇
【作者单位】昆明勘测设计研究院;昆明勘测设计研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TV732.41
【相关文献】
1.某电站压力钢管垫层弹性模量计算 [J], 曾静;訾进甲
2.基于三维非线性有限元法的压力钢管弹性垫层模量优选研究 [J], 邸多民;文斌;吴震宇;张权;刘侠
3.周边设置弹性垫层的坝内压力钢管的试验 [J], 张义林
4.漫湾水电站二期工程引水压力钢管运输及安装技术 [J], 王戈非;钱建波
5.漫湾发电压力钢管设置弹性垫层的计算 [J], 王忠勇;李立年
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沉井技术在水电站埋藏式压力管道工程施工中的应用作者：王葵华来源：《科技创新导报》 2012年第20期王葵华（中国葛洲坝集团项目管理有限公司湖北宜昌 443000）摘要：本文介绍西里水电站埋藏式压力管道施工过程中，采取沉井施工技术进行施工，确保了工程安全和施工安全。

关键词：沉井水电站埋藏式压力管道中图分类号:TV7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(b)-0000-001 前言西里水电站位于四川省阿坝州黑水县境内，是黑水河左岸一级支流毛尔盖河水电梯级规划的最末一级电站。

电站为引水式开发，电站闸址位于俄多沟与毛尔盖河汇口下游，厂址位于西里村毛尔盖河右岸，电站装机容量为3×26MW，多年平均年发电量3.634亿kW·h。

电站由首部枢纽、引水系统和地面发电厂房等组成。

电站从闸址右岸侧向取水，引水隧洞沿毛尔盖河右岸布置，全长12556.52m。

隧洞断面型式平底马蹄型。

厂址为三叠系上统侏倭组(T3zh)深灰～灰色变质砂岩夹砂质板岩及炭质片岩，岩体结构类型为层状，岩层产状N10～30?E/SE∠40～60，为外倾坡，岩层走向与河流流向呈小～中等角度相交，倾向左岸偏下游。

第四系松散堆积层主要分布于河床、阶地和谷坡及坡脚，为冲积、冲洪积、崩坡积及冰水堆积层，谷坡上部及坡顶还分布有残积土。

厂址覆盖层厚度44.9～57.6m。

厂址区位于占提克至工段倒转向斜东南翼，区内无区域性断裂通过，次级小断层随机分布。

据现场调查，物理地质现象主要表现为较强烈的风化卸荷，推测强卸荷水平深度15～25m，弱卸荷水平深度35～55m。

压力管道为地下埋藏式，采用一条主管，经二个卜形岔管分为两条支管分别向厂房内两台机组供水的联合供水布置方式。

压力管道内径4.5m，总长375.96m。

压力管道与厂房连接段覆盖层埋深为16m。

2 沉井施工技术介绍沉井是修筑深基础和地下构筑物的一种新型施工工艺。

施工时先在地面或基坑内制作开口的钢筋混凝土井身，待其达到规定强度后，在井身内部分层挖土运出，随着挖土和土面的降低，沉井井身靠其自重或在其他工程措施协助下克服与土壁间的摩阻力和刃脚反力，不断下沉，直至设计标高就位，然后进行封底。

目录第一章工程概况 (1)一、流域概况 (1)二、水文与气象 (1)（一）气象概况 (1)（二）水文特性 (2)三、压力前池基本地质条件与评价 (5)（一）基本地质条件 (5)（二）前池工程地质评价 (6)四、地震 (6)五、工程总体布置 (6)第二章压力钢管设计 (8)一、工程的级别确定 (8)二、压力管道的经济直径 (8)三、压力钢管的布置 (8)四、管壁厚度的确定 (9)五、镇墩的稳定分析 (12)（一）计算条件 (13)（二）运行条件下作用在镇墩上的基本荷载 (15)（三）检修条件下的基本荷载 (17)（四）校核条件下（水压试验情况）作用在镇墩上的基本荷载 (19)（五）运行条件下荷载组合后的水平、垂直分力 (20)（六）检修条件下荷载组合后的水平、垂直分力 (22)（七）校核条件下荷载组合后的水平、垂直分力 (24)（八）镇墩尺寸的拟定 (25)六、支墩的稳定分析 (31)（一）计算条件 (31)（二）荷载计算 (31)（三）、抗滑、抗倾覆稳定与地基承载能力校核 (32)七、管身应力分析 (34)（一）抗外压稳定核算 (34)（二）钢管受力计算 (35)（三）轴向力计算 (35)（四）管壁应力计算 (36)八、管道附件 (50)九、管道工程量 (50)一、钢材工程量 (50)二、土石方工程量计算 (52)参考文献 (53)致谢 ....................................................................................... 错误!未定义书签。

第一章工程概况一、流域概况隔界河为怒江右岸支流，流域位于东经98°42′～98°51′50″、北纬26°19′14″～26°24′之间。

行政区划属云南省怒江州沪水县称杆乡。

电站取水口以上径流面积为64.02km2，多年平均流量2.51m3/s。

设备管理与维修2018翼11（上）瑞丽江水电站压力钢管综述高淑颖（北京中唐电工程咨询有限公司，北京100040）摘要：压力钢管应按照成熟的技术、规范的工艺、可靠的检测等来总体考虑，是确保压力钢管安全运行的关键。

通过归纳总结瑞丽江水电站压力钢管设计、制造及安装情况，说明压力钢管总体质量满足规范要求可确保安全运行。

关键词：压力钢管；无损检测；接触灌浆；瑞丽江水电站中图分类号：TM623.3文献标识码：B DOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2018.11.261工程概述瑞丽江一级水电站，位于缅甸北部掸邦境内紧邻中缅边界的瑞丽江干流上，为引水式开发工程项目，工程以发电为主。

电站采用2管6机的布置方式，由2根主管分为3支，连接6台100MW 水轮发电机引水发电。

压力钢管由主管、主岔管、主支管、次岔管和次支管组成。

压力钢管道主管内径5.2m ，相应平均流速5.395皂/s ，由上平段、上斜井（倾角60毅）、中平段、下斜井（倾角60毅）及下平段组成。

主管回填悦20混凝土，厚60cm 。

主管后接主岔管，由主岔管分成主支管和次支管，直径分别为4.2皂和3皂。

主支管接支岔管，支岔管接2条支管，直径2.8皂，支管后接锥管分别进入主厂房。

支管直径在厂房上游墙侧渐变为1.8m 后接球阀。

使用钢板厚度（18耀100）mm ，材料品种有16MnR ，WDB620，结构形式和生产组织较为复杂。

2条压力钢管道，每条1200m ，2条管道钢管工程量共约7672t 。

2钢管制作与安装瑞丽江水电站工程根据实际情况，压力钢管及岔管的钢板下料、瓦片卷制、加劲环分块制作，在昆明进行。

钢管瓦块通过汽车运输到工地，工地现场设置钢管拼装场，承担瓦片组圆、纵缝焊接、探伤、大段组对、环缝焊接、环缝探伤、内支撑和加劲环装焊、去锈防腐等，并设置成品钢管临时堆放场地。

2.1钢管瓦块制作、运输（1）划线及数控放样切割。

淤下料排版图。