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关键词:水利水电;质量;监控
前言
水利水电工程作为我国建设的百年大计,其质量越来越受到人们的关注。质量是工程建设的生命线,加强实施质量监控管理措施,保证新建工程的质量,是适应我国建筑工程行业现代化发展的需要,也是促进我国水利水电事业稳步发展的强大推动力,因此要不断加强工程的质量监控,以确保我国水利水电事业快速健康的发展。
一、水电工程施工过程质量监控内容分析
1、施工工艺管理。水利水电施工工艺是完成水利水电工程必不可少的一环,在施工阶段确保施工工艺能够满足水利水电的施工规范,对施工工艺进行科学化管理,能够提高施工的质量,保证施工按照施工规范来操作。
2、水利水电工艺路线控制。水利水电施工工艺路线是否合理、科学关系到工程整理的质量,施工工艺路线需要进行反复的论证,并根据实际操作进行适当补充优化,以保证施工工程质量达到预期的效果。对施工工艺路线进行控制,及时发现工程项目存在的缺陷和问题,及时排除隐患解决问题。
3、进行规定程序的监测和验收。对已经完成的水利水电工程需按规定进行监测和验收,监测无问题和验收合格后方可投入使用。对工程的各个部分都要进行检查,尤其是施工结构、材料、施工工艺等进行试验和测试。确保完工后的工程与设计相吻合。工程项目第三方监测验收要根据程序与施工方完成交接验收结果,同时施工方以自检相比较,及时发现工程中存在的纰漏和质量缺陷。
二、水电工程施工过程质量控制标准分析
1、设计图纸标准。水利水电施工要有自身的一套标准,要严格按照设计时的图纸进行施工建设,在没有经过理论论证和相关人员的签字和统一,任何人都不得擅自修改施工设计图纸,若未经同意擅自修改,不仅严重影响工程进度,而且对工程质量也会产生一些不可预知的问题。因此施工过程中,要严格执行领导责任制和会审制度,这样才能保证质量的可持续性和可管理性。
2、项目合同的管理和规范。合同方面也要进行有效管理,尤其是项目中关于工程质量的条款,必须谨慎规范和管理,避免在合同中出现施工质量相关的问题和缺陷,如合同条款中需明确规定施工方需保证工作质量,且要强制依据合同的法律效应保证施工质量符合双方签定合同的标准和规范。
三、水电工程施工质量技术措施控制存在的主要问题分析
1、施工人员水平问题。目前,我国的水利水电工程人员有年轻化的趋势,虽然相关人员年轻化可以为工程建设带来一定的活力和创新,但是年轻人员虽然理论基础较强但是由于经验不足,往往在实际操作中能力较差。除此之外,施工人员往往是文化程度较低,专业技能较粗糙的农民工队伍组成。这些因素都会导致工程施工中出现问题。
2、工程质量监管力度不够。质量监控措施的一项重要措施就是对工程进行监督,良好的监管措施能够起到督促、提高工程的质量。然而目前在我国水利水电建设项目上监管人员配备较少,对建设过程中存在的问题和隐患不容易发现,对施工过程中复杂程序偷工减料等危害工程的行为,施工单位为减少返工,可能刻意隐瞒已经发现的质量问题等不能进行有效的监督和管理,这些存在的问题都导致了建设过程中产生质量问题。
3、施工的质量标准不完善。施工的质量标准不完善,往往会引起施工单位和业主之间没有一个统一的标准,双方存在一定的可收缩的空间,这样在边界问题上往往会带来很大的麻烦,也给监督管理人员带来一定的困扰,增加了监控人员识别的难度,从而引起一些质量问题。
四、水电工程施工过程质量监控措施分析
1、水利水电施工准备阶段质量监控措施。水利水电施工前进行有效的质量监控措施,可以为后续阶段节省非常多的施工时间和质量监控时间。在项目施工前,要掌握熟悉相关质量管理的技术措施,明确建立健全各级安全责任制;学习及会审工程设计图纸,了解图纸设计意图,检查图纸可能出现的纰漏和错误,保证设计图纸的正确性和完善性;对施工材料、场地、环境等进行实地考察确认;对新技术、新工艺进行预试验并进行优化,得出工艺优化报告,报监督单位审批;对原材料、半成品进行复核验证建立质量管理制度和质量保证系统,完善质量检验手段;最后开工前对现场施工管理人员以书面形式进行技术交底。
2、水利水电施工实施阶段质量监控措施。水利水电工程施工阶段是控制工程质量的关键阶段,施工单位必须严格合同和设计图纸进行施工。一是施工测量质量控制。工程测量质量控制是保证质量的一项重要因素。将设计图纸转化为实际施工的第一步就是工程测量放线,测量的准确性直接关系后续工序和相关计量的准确性。二是施工工序质量控制。质量是工程建设的生命。施工过程中绝对不能为了赶工期,而忽视质量问题。施工工程中各程序的交接必须严格实行工序交接检查签证制度,在上一道工序没有达到预定标准前不得转入下一道工序。每道工序都要进行严格验收,完成初检、复检和终检,三检都合格的工序才算完成。三是现场试验质量管理。施工工地必须配备工地试验室。试验室按照标准建造,能够及时检查工程的质量,检测人员必须符合一定资质,持证上岗。施工产品经检测后,试验室提高数据资料,若不符合相关质量标准,及时返工,确保各项施工产品合格。四是单元工程质量验收控制。单元工程指按设计分缝(块、层),或同期施工作业区、段、层、块,或质量检验区段划分,通过若干作业工序完成的工程项目,是工程质量检验、工程进展统计和合同支付审核的基本工程单位。单元工程的验收控制可发现已完成的工程是否是按照合同和图纸设计进行施工的,验收是在三建合格的基础上实施的,完成之后签发“单元工程质量评定等级表”。五是其他质量监控管理。水利水电工程的隐蔽部分、关键部位的质量问题应给与更多的重视,因为其隐蔽性,不像一般的工程有外在的表现,问问往往不容易发现,需在施工时就杜绝问题的产生,因此需在三检合格的基础上再进行多单位联合进行检查,检查合格后方可发放联检合格资料。
3、水利水电施工后期阶段质量监控措施。水利水电施工后期阶段的质量监控措施主要是对竣工档案进行整编,工程完成后对施工过程中的各种资料进行收集、汇总、编目、整理建档。为后期查阅做准备。整理验收过程中需保证资料的原始性、真实性和完整性,资料不全的部分需及时补充,更正。对工程整体质量进行验收,严格按照国家相关标准对分部工程、单位工程竣工验收与质量评定。工程完成之后,按相关标准签订工程质量保修书,施工单位对业主提供必要的保修服务。
五、结语
随着社会经济建设的发展,水利水电工程项目将变得越来越多,水利水电作为我国发展的百年大计,质量问题不容忽视,因此必须保证水利水电工程的质量。在水利水电施工建设过程中需要对项目进行全方位的质量监控管理,切实抓好水利水电工程建设现场质量管理,确保工程质量万无一失。
参考文献
关键词:水利水电;安全生产;管理措施
1水利水电工程安全生产管理的实际意义
水利水电项目施工一般在比较恶劣的环境中实施,施工环境比较复杂,且有着较多的安全隐患,这增加了项目管理的难度,同时也不同程度地影响着工程建设的质量和安全管理效果。加强安全生产运行对于水利水电工程有着重要的作用和意义。首先,做好安全生产运行的管理能够提高工程安全系数,提高管理水平。可以建设标准化安全生产,通过管理和规范施工中的各个环节和项目来提高工程的管理水平。在建设安全生产标准化中,可以结合国家政策以及地方法律法规,分析项目施工的特点,分析存在的安全隐患并且做好风险控制。需要注意的是,在水利水电工程项目生产运行中应当严格控制施工工艺。可以改善施工流程,建立相关的管理体系,提高安全管理的效果和水平。其次,应当充分保障施工管理人员的权益。在实施安全生产管理中,应当不但要注意保证企业的经济效益,同时要重点关注生产运行的安全性。所以,水利水电工程建设中一项重点工作内容就是保障施工人员的权益。只有保障了施工人员和管理人员等相关者的权益,才能够提升施工人员工作的热情,激发工作责任心,进而保障水利水电工程建设的质量以及安全。
2水利水电工程安全管理问题
2.1用电安全管理问题
水利水电工程项目生产运行中会应用到多种大型的机械设备,同时需要用到大量的线路线缆和电力,而电力本身就是一项十分危险的存在,因此在水利水电工程建设中,相关专业人员应当做好施工现场的布置,加大对各个线路和设备的检查,对于比较危险的区域做出明确的标志,严禁非工作人员进入。同时应当制定好事故应急预案,从而在发生触电、火灾等情况时能够及时采取有效的应对措施,避免对施工人员以及工程项目造成严重的损害。
2.2人员缺乏必要的安全意识
当前在水利水电工程建设中所采用的施工队伍多为农民工,无论是在安全意识上还是在工作责任心上都有待提高。加上有的企业更加重视的是经济效益和施工进度,忽略了安全管理工作,导致很多水利水电生产运行中都难以达到规定的标准,现场常常会出现违规作业,造成了极大的安全隐患,甚至出现安全事故。
3加强水利水电施工安全生产管理的措施
在对水利水电工程进行管理中,应当采取科学的管理办法,循序渐进,制定管理计划和制度,有步骤地开展工程管理工作。从而提升安全生产管理的水平。
3.1建立健全的安全管理体制
在监理安全管理体制中可以主要从三方面入手。第一,应当坚持安全第一的理念。水利水电工程施工现场比较复杂,有着较多的安全隐患,在建立安全管理体制中应当加强责任人、领导者、管理班组长之间的交流沟通,同时应当考虑工程建设的实际情况,制定切实可行的安全管理体制,做好奖惩规定,在安全生产运行中充分落实安全管理体制,切忌制定的制度脱离实际,要保证管理体制能够帮助完成工程建设安全目标。第二,应当加强现场的监督巡查。可以配备专门的巡检人员,一旦发现违规操作要及时制止,发现安全隐患要及时解决,将安全事故扼杀在摇篮中。第三,加大安全管理资金的投入。应当为施工人员配备充足的安全保障设施,佩戴齐全后方可进入到施工现场,如果发生了安全防护用具丢失的情况要及时到相关部门登记领取。此外,水利水电安全生产管理中还要做好相应的奖惩规定,对于违规操作要进行一定的精神或者物质上的惩罚,对于表现良好的人员予以一定的鼓励,从而逐渐形成一个安全生产的氛围。
3.2加强施工安全培训
水利水电工程相比较其他建筑工程,其危险性有所提高,这就要求相关施工人员上岗前必须进行安全教育培训,从根本上消除违规作业、危险施工的行为,另外我们安全教育时应该注意,不能一概而论,要有针对性,针对不同工序、不同工种进行针对性的施工安全培训,让相关施工人员能够切实使用安全保护工具,同时还要注重安全教育成效跟踪,对于受教育人员在施工中是否落实安全施工措施进行安全巡查,对于存在的安全隐患及时排除,加以控制。
3.3消防安全管理
定期组织人员进行消防安全训练,使施工人员掌握基本的安全消防技能;施工现场要配备足够的防火材料和消防器材,按照规定安装照明装置,禁止使用不合格电线;施工现场划分防火区域,禁止将易燃易爆品带入施工现场,尤其在焊接、切割金属等作业时,清除周围易燃物品;制定防火制度,对仓库定期进行防火检查;组建消防队伍,经常检查消防设备器材是否处于良好的待命状态。
3.4规范施工工艺
在水利水电施工过程中,施工工艺是否规范对施工安全也起着十分重要的作用,所以应该采取动态管理方法,对施工现场进行不定时巡查,对于有安全隐患的施工工艺马上进行整改,切实地把施工人员的人身安全放到首位。
4结束语
安全是任何工程项目管理的重要工作内容,在水利水电工程建设中同样需要重视安全生产。本文在分析安全管理重要性的基础上分析了施工现场用电安全和人员方面存在的安全问题,并且从管理体制、消防、人员培训、施工工艺等方面提出了做好安全管理的建议。希望本文能够具有一定的参考价值。
作者:赵玉莲 单位:吉林省水利水电勘测设计研究院
参考文献:
[1]甄守奎.水利水电施工项目质量安全管理策略研究[J].科技资讯,2015(1):121
.[2]向湧涛.水利水电工程安全生产标准化建设问题探讨[J].水利规划与设计,2015(4):14~15+74.
关键词:水利工程;试验检测;材料;
中图分类号:TV文献标识码: A
试验检测工作是工程质量控制的前题,其既是对工程质量进行评定和验收的基础,也是对各种技术规范和规程修订的主要依据。它是依据规程、规范对水电工程施工质量检验项目中的性能进行量测、检查、试验,将结果与技术标准以及合同约定的质量标准进行比较以确定每项性能是否合格并依据检验结果对水电工程质量进行评分并确定其等级,在评定的基础上与参与建设活动的有关单位共同以书面形式对工程质量达到合格与否做出确认而进行验收,同时根据水电建设技术的发展(新技术、新材料、新工艺的应用)及实际应用效果对各种技术规范和规程适时进行修订。从中可以看出试验检测工作在施工质量控制的全过程中起着重要作用。笔者根据多年实践,对水电工程建设试验检测工作做了以下思考。
一、水利工程材料试验检测的重要性
1、水利工程现场材料实验检测有利于确保施工安全进行
水利工程现场试验检测是水利工程建设管理的重要组成部分。在水利工程建设施工过程中,对施工质量的控制和管理是保证整个项目顺利进行的必要条件,而现场施工质量控制就在于加强现场实验检测,可以及时发现问题并准确顺利的提出解决方案。现场实验检测可以对水利工程施工情况进行随机抽查,尤其对施工材料和设备进行监督,对施工材料以及工艺的质量进行严格把关和检测,从根本上保证工程施工的安全运行。
2、水利工程竣工阶段现场实验检测有利于确保施工项目质量安全
水利工程竣工阶段要进行整体的现场实验检测,目的是科学的评价工程建设各项指标,按照国家的相关规定来确保工程质量的合格性,也保证了水利工程项目在实际应用中的安全运行,实现此工程经济效益和社会效益的最大化。由此看来,水利工程竣工验收阶段的试验检测有着不可小觑的地位,对确保工程项目质量安全起着决定性的影响。
3、水利工程现场实验检测为工程顺利进行提供数据依据
现场实验检测是保证工程质量的重要工作内容,通过检测可以得到整个工程质量的评估值,可与国家相关规定进行比较和参考,为其质量控制提供数据。现场质量检测可以检测工程原材料是否符合规定,同时也可以判断工程每道工序是否正常。通过对现场器械等的全面检测,可以促使承包商使用合格器械和建筑材料,实验检测的各项数据都是避免发生工程质量事故发生的依据。
二、影响水利水电工程试验检测的因素
1、人的因素
首先由于考虑成本因素,小型水利工程施工单位常常一人兼多职,既是施工队长,又是测量员、试验员、资料员,但大多不可能门门精通,很多是没有经过试验培训,没有取得取样员证书或试验员上岗证;其次监理单位或业主见证人员没有经过培训并取得见证员证书;最后检测单位人员没有相应类别的上岗证,或者不按规程操作;人员因素是造成检测结果偏差的主要因素。
2、材料的因素
材料的因素是影响工程试验质量的基础因素。材料指的是试验施工过程中投入到工程建设的原材料、配件和各种成品水电设备,这些物品作为工程施工的物质基础,是保证工程整体质量的前提条件。为保证材料可以过关,严格注意以下几个事项。首先是选择质量过关、信誉呼声高的生产厂商和供货商;其次是加强对材料检查验收,严把进场关;还有就是重视材料的使用认证,特别应该优先选择通过国家认证机构认证的材料和厂家,落实建设行政管理部门推行的建设工业产品准用证制度。最重要的是对材料质量进行全面跟踪,避免造成更大的浪费和损失。
3、器械的因素
施工机械和施工机具是影响工程质量不可疏忽的因素。施工器械主要包括土方机械,砼施工机械,运输机械等。塔吊一般作为砼施工机械,用于起吊混凝土吊罐或者模板、金属结构等。施工机械设备的型号、机械设备的主要性能参数,以及施工机械设备的使用方法、操作技术,是质量控制应该考虑的必要条件。
4、环境的因素
环境的因素是影响工程质量的客观因素,环境因素对工程质量的影响,具有复杂多变的特点,在水利水电试验施工中必须结合工程特点和具体条件,估计环境可能对工程质量影响的多种因素,实行积极主动的控制,做好及时应对各种情况的准备。
三、提高水利水电工程试验检测的措施
1、首要任务是加强相关从业人员的培训,严格执行上岗证制度。
对施工、监理、业主三方的相关人员均要进行岗位培训并获得岗位证书;加强人员的职业道德教育,检测工作中不得。有见证需要时,监理必须对样品的制作、保管、运输、送检进行全过程的见证,并承担相应责任;检测单位对有见证检测的项目应向见证员进行核实;质量监督单位应加强对见证的监督指导。
2、应开展对工程所用的原材料、中间产品生产质量检测,现场施工过程各工序质量检测、项目及应满足合同要求。抽检应体现均衡和随机的原则,特殊情况要加密抽检(工程的主要部位、局部地质条件较差部位、施工较困难部位、施工质量有疑问部位),重要工程应进行生产性试验和施工工艺试验,以验证设计参数,确定施工参数,完善施工工艺,使施工中的质量控制难点、技术操作要点在工程施工之前通过各项试验得到有效解决;工程验收前应进行验收试验,通过验收试验使工程质量得到进一步验证。
3、加强检查、督促和考核工作
对施工单位的试验检测机构的资质、人员和仪器设备配置、认证和运行情况、试验检测计划方案等进行审查和监督。要求施工单位按合同规定及时向监理机构上报各种报告、信息文件并及时审查。单元工程质量等级评定资料做为工程竣工验收的档案资料也是评定工程质量的依据,要求施工单位应全面、完整、准确、及时收集、归档,监理要定期对施工单位试验检测机构的资质、人员和仪器设备配置、认证和运行隋况、试验检测计划方案等试验检测工作进行审查、监督、考核。对检测项目、频次、试验检测结果不满足相关标准和设计要求的闭合处理结果进行检查。
四、试验过程控制及成本控制
1、目的
为了确保检测结果的准确性,有效性,必须对检测过程质量进行控制。
2、实施检测
1)试验室接到所有试验样品、检测任务单时都要对样品进行复验,按标准要求的环境条件妥善保存。2)检测人员(必须2人以上)根据有关标准,规程,规范要求制备样品,进行检测,检测方法根据有关国家标准、规程、规范进行,使每项试验都做到及时全面规范准确。
3、检测报告的签发
检测报告是检测试验部门质量优劣的集中反映,必须保证其内在和外观的质量,报告格式填写文字简洁、数据准确、结论明确,由技术负责人审核、签发、发放。
关键词:高强度钢 组焊生产线 焊接应力
Abstract: with the requirements of the hydropower construction level rise ceaselessly, in order to fully control the quality of construction of the construction enterprise construction technology is also continuing to set new subject, construction enterprises to improve the construction technology requirements and constant innovation. Especially the application of new material and new technique, the application of computer simulation technology in, vibration aging technology in pressure and large steel development and application of the compound equipment and other new technology has been used in the construction of actual construction, improve the enterprise efficiency, reduce construction investment, more important is effective guarantee the construction quality.
Keywords: high strength steel welding stress compound production line
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
水工机械包括水工金属结构产品、水机、桥机、以及其它水工钢结构。水工金属结构产品包括压力钢管、闸门、拦污栅、启闭机、清污机等,本行业在早在1980就由国家质量监督检验检疫总局成立了专业质量生产和安装管理机构,并制定了相应的行业规范及标准,目前我国执行最新水工金属结构行业标准为 《水利工程压力钢管制造安装及验收规范》SL432-2008、《水利水电工程启闭机制造安装及验收规范》SL381-2007、《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》GB/T14173-2008、《水工金属结构防腐蚀规范》SL105-2007等。以上规范为水工金属结构产品最新标准,并已和实施。从新规范的内容可以看出我国对水利金属结构产品的要求在不断提高,不仅增加了新的内容也进行了细化,对施工企业施工设备、人员、技术管理等方面都要求建立健全并提高内部质量体系运行机制,目标是为了全面控制施工质量。
目前国内水电站水工金属结构产品不断采用新的材料,提出了新的施工课题,在溪洛渡水电站应用很多新的材料,如三层钢板的应用在降低了工程造价的同时对施工企业提出了新的焊接工艺措施课题。浙江仙居抽水蓄能电站压力钢管大量采用了800Mpa的高强钢,对钢管的焊接及焊缝的检测方法都提出了新的课题和要求。所以新工艺及新技术的应用也成为了水工金属结构施工的新课题、新项目。
为了更好地实施行业标准及规范,控制工程质量,按ISO9001质量体系的程序文件进行生产和施工,对施工进行过程控制,并不断得到提高和发展。对机电安装和水工金属结构施工工程进行规范,机电安装和水工金属结构的整个施工过程见文后的附表1和附表2。
在水工金结施工过程中,根据招标文件、行业标准规范结合施工方案及施工进度,合理按排,对重点施工过程进行有效的监控,特别是原材料、附材、施工人员的资质(焊工、起重工、探伤工)应符合本行业的要求。对重点工序进行过程控制,如闸门的在制作过程中,应制定焊接工艺措施及焊接顺序,控制焊接应力变形,采取对称焊接和分段焊接相结合的方法,特别是焊接顺序直接造成门叶的变形,在组焊闸门时先焊接翼板进行连接固定焊接,再焊接腹板的连接焊缝,焊背水面的框格时,框格之间采用反变形的顺序进行焊接,最后焊接与面板的组合焊缝,这样就能有效的防止焊后的应力变形,从而保证了闸门的平面度和扭曲度。对于精度要求高的闸门直接进行机加工,可以提高闸门的制作精度。钢管的焊接是压力钢管的重点工序,根据母材选择相应的焊接材料,现阶段我国压力钢管根据地区温度、水头和水流量多采用Q345C、Q345CR和600Mpa、800Mpa的高强度调质钢,对于Q345C、Q345CR的低合金板,焊接时焊缝采用E507、E506焊条,焊接前应加热焊条,并放在保温桶内,随焊隋取,在选用焊条时用酸性焊条,可以降低焊接熔合区内氢的含量,防止焊缝的缺陷。
目前焊接的方法采用的多为埋弧自动焊、气保焊、安装多用手工焊接,在现场操作时受风力的影响较小,而气保焊的焊接效率较高,焊后变形小。目前对于大型压力钢管因为焊接工程量大,对于高强钢焊接时为减小焊接应力变形又要进行焊前预热和焊后保温措施,施工的难度大,焊技术要求高,操作环境差、劳动强度大,为了提高工效,减小劳动强度和焊工技能水平,采用钢管组焊生产线来进行自动焊接,这样可以把制作好的瓦片进行组对和焊接,焊接用埋弧自动焊,加劲环的角焊缝也能进行焊接,对于大型压力钢管可以用自动生产线进行现场的组焊、组段。这项焊接技术设备有我国自行研究开发,现已应用于大型压力钢管的现场制作和安装。如图1所示:
图1 大型钢管的组焊截图图2 岔管计算机仿真截图
目前我国把将计算机仿真技术成功用于高等级钢材特大型岔管的制造安装,并在高强钢岔管上采用振动时效消除焊接应力,通过新工艺的运用,大幅提高了岔管的施工质量,及运行安全性,取代了大型岔管难以实现的岔管的预组装和水压试验,节省了大量工程资金及施工工期,其施工技术特点有以下几点:
1、采用计算机仿真技术对钢岔管管壁钢板进行划分,经多方案优化,将岔管管壁划分成数块瓦片组合,月牙肋划分成数块瓦片组合的方案。钢材综合损耗率为36.67%,在国内属于领先水平。
2、通过计算机仿真技术,找到岔管两管节相贯线交的连续变化规律,对相贯线坡口进行了坡口渐变设计,很好的解决了大型岔管坡口设计的技术难题。
3、利用计算机虚拟实境(VR-Virtual Reality)预组装技术,全过程模拟了岔管的安装,验证了岔管相邻管节是否吻合,取代了岔管的实际预组装,开创了特大型岔管施工的新工艺。
4、通过岔管焊接工艺、工序上的仿真优化,使岔管整体的焊后残余应力较低,分布较为合理,极大提高了岔管的运行安全性。
5、并对大型钢岔管实现了振动时效消除岔管焊接残余应力。
随着我国水电建设的发展,在超大型压力钢管上采用钢岔管的设计将会逐步增加采用。随着我国及进口高等级钢材在水电站项目上应用的推广,岔管的设计也将逐步采用较高等级的钢材,传统工艺在岔管施工中已显落后,充分发挥计算机的深化运用,在国内运用计算机仿真技术解决了岔管施工中的技术瓶颈,使岔管制造安装质量取得飞跃的提高,新技术取代的工艺与试验为工程节省了大量投资。
消除钢岔管的焊后残余应力的方法主要有自然时效、热时效及振动时效处理,对于大型钢岔管难于实施整体的热时效,采用振动时效可替代传统的自然时效和热时效,被广泛应用于冶金、机械行业焊接等金属构件的时效处理,它具有高效节能、无污染、设备投资少、操作简单、不受生产场地限制等显著特点。
目前常用的残余应力测试方法主要有3种,盲孔法、X射线衍射法和磁弹性法。盲孔法需在工件表面测量部位钻1.5~2mm深2mm的小孔(粘贴专用应变花),通过测读释放应变确定残余应力的大小,所测应力为孔深范围内的平均应力,同一测点无法重复测量比较。
X射线应力测定方法是利用X射线衍射测定试样中晶格应变求出工件表面应力的方法,比较适合用于测定具有较大残余应力的工件,如焊接件、淬火件等。X射线衍射法可以做到无损测试,但由于X射线衍射仪设备携带不便,工作强度大,在施工现场测试条件难以满足。
采用盲孔法和X射线衍射法检测残余应力,施工强度大,测量精度难以保证;尤其盲孔法不能对同一位置进行重复性测量,测量数据的符合性差。
磁弹性法是在我国近几年发展较快,应用比较成熟的一种残余应力测试方法,具有携带方便、无损、快速、准确的特点。采用与被测钢构件相同的材料和焊接工艺加工标定试样,在实验室用悬臂梁进行逐级加载(应变片法),得出MP值与应力值的对应关系,即标定曲线,然后在实际的钢构件焊缝上测试MP值,与标定曲线对比即可得到实际构件的焊接残余应力。
随着我国水电建设事业的发展,新的水工金属结构施工技术应用越来越广泛,水工机械的制作、运输、安装、焊接施工方案中的一些创新与技巧,也将得以推广和应用。
附表1机电设备安装施工程序图
【关键词】直螺纹钢筋连接技术钢筋接头连接锦屏一级水电站引水发电系统
中图分类号: TG85 文献标识码: A 文章编号:
1 工程概况
锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州盐源县和木里县境内的雅砻江干流上,是雅砻江干流下游河段的控制性水库梯级电站。电站由挡水、泄洪及消能、引水发电等建筑物组成,共装机6台600MW水轮发电机组,总装机容量为3600MW。锦屏一级水电站引水发电系统及泄洪洞工程钢筋用量大, 设计钢筋制安59904t,采用传统的钢筋连接方式不但费时费工, 而且原材料浪费严重, 露天部位受气候影响较大, 地下工程又破坏现场施工环境。为提高施工工艺水平和施工质量, 增强新工艺水平在水电工程中的运用, 同时改善施工环境与文明施工程度。在综合考虑施工进度、安全及成本的因素后,计划对钢筋直径d≧25mm部位钢筋接头采用直螺纹套筒连接技术。
2 钢筋连接方式的选择
闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、机械连接是目前施工行业广泛采用的钢筋连接技术, 其应用特点各有不同。
1)闪光对焊必须在加工场内通过闪光对焊机完成。其特点是加工效率高, 质量可靠, 但必须有稳定的电压,不能用于现场连接。
2)电弧焊既可在加工场连接钢筋, 也能在现场操作, 适用面广, 但是锦屏一级水电站引水发电系统大部分工作面在洞内,采用电弧焊的施工工艺,会产生洞内焊接施工诸多缺点。如多把焊枪电压不稳、用电用气不安全、环境破坏等。还会产生耗时长,浪费材料,工期长等缺点,地下洞室焊接施工对该作业面所有施工人员身体健康产生较大影响。
3)电渣压力焊只能对竖向钢筋进行焊接, 其焊好的钢筋不能用于水平筋使用。而本工程大部分钢筋接头在水平和弧段位置, 所以电渣压力焊在本工程不适用。
4)机械接头方法具有较好的现场施工性能,其中以滚压直螺纹接头在质量、工效、可操作性和费用等方面具有更好的应用价值。剥肋滚压直螺纹接头在加工场套丝, 采用工厂批量生产的标准套筒连接件在现场连接, 使用专用的力矩扳手操作,质量控制可靠, 操作方便,适用各种不同的施工部位。
根据以往工程施工中的经验,对钢筋接头现场施工中较为普遍使用的电弧搭接焊施工工艺与钢筋套筒连接技术,进行施工工艺、施工成本对比。结合本工程实际情况,本工程结构钢筋直径均≥25mm,分析对比表1、表2、表3、表4。
表1 焊接施工工艺分析表
表2 套筒连接工艺分析表
表3 焊接施工工艺成本分析表
表4套筒连接工艺成本分析表
在经过钢筋接头在采用焊接施工工艺和钢筋直螺纹套筒两种工艺对比,采用直螺纹套筒连接钢提高了钢筋母材利用率,钢筋工程的整体费用大幅下降, 减少了辅材和人工消耗量,加快了流水施工速度, 缩短钢筋制安工序时间, 提高了施工效益。直螺纹套丝等主要加工步骤在加工场批量完成, 使连接质量可靠, 受气候变化和人为因素影响降低。故选择直螺纹套筒连接技术作为锦屏一级水电站引水发电系统钢筋接头连接的主要方式。
3 直螺纹套筒连接技术特点
1)种类及构造
直螺纹套筒连接接头由内壁带螺纹的套管与钢筋端部丝头组成。锦屏一级水电站引水发电系统主要由南京宁强机械设备有限公司提供优质可靠的直螺纹套筒,套筒类型为同径接头。
表5南京宁强直螺纹套筒技术指标
2)套筒的生产及检验
连接套筒由生产厂家在工厂内加工生产,再运至施工现场。生产流程为:棒钢下料、钻孔并倒角、套筒外壁对中车光、内壁车丝、质量检查、装袋。
直螺纹套筒的检验先进行外观检查,外观无裂纹或肉眼可见缺陷,外形及外形尺寸符合设计要求。再采用螺纹塞规检测,通端规能顺利旋入连接套筒两端并达到旋和长度,而止端螺纹塞规不能通过连接套筒内螺纹,但允许从套筒两端部分旋和,旋入量不超过3P(P 为螺距)为合格。
3)钢筋丝头加工及检验
其流程为:钢筋修整滚丝机剥肋滚丝机滚丝质量抽查戴保护帽堆放运输现场连接。
滚压直螺纹是在钢筋端头上采用剥肋冷压滚丝的方法加工制造的。首先钢筋端头放在砂轮切割机上切平,使其端头保持圆形断面,然后在专用滚丝机上剥肋,再将剥肋的钢筋端头滚压出螺纹。为确保钢筋断面面积,通常预留2~3丝牙长度不剥肋(即6~9mm)。需连接的两根钢筋的螺纹为一正一反,加工完成后统一在正丝端头用红油漆做上记号,方便现场安装。用套筒通过螺纹连接形成钢筋机械接头,即通过金属材料塑性变形后的冷作硬化增强金属材料强度,使接头与母材等强。
加工出的钢筋丝牙牙型饱满、牙顶宽超过0.6mm,秃牙部分不超过一个螺纹周长,螺丝扣长度满足相应生产厂家连接套筒的技术指标为合格。螺纹中径及小径通过螺纹环规检测,通端螺纹环规能顺利旋入螺纹并达到旋合长度,止端螺纹环规与端部螺纹部分旋合,旋入量不超过3P(P为螺距)为合格。
4 施工中运用实例
锦屏一级水电站引水发电系统工程中,钢筋接头大量采用直螺纹套筒,取得了较好的成绩。下面就以电站进水塔和引水压力管道为例进行分析阐述。
1)电站进水塔
进水塔自2008年6月正式开工以来,受到各种施工的干扰。塔基浇筑至EL1777m高程后进行相应的塔基固结灌浆等一系列工作,前后影响工期3个月,严重制约进水塔直线工期。为加快施工进度,进水塔采用4m高组合大钢模,同时在克服了进水塔仓面狭窄、结构复杂、上下高差大等一系列的难题后,努力加快进水塔混凝土施工进度。为适应进水塔混凝土的快速施工,必须在有效合理的范围内,缩短钢筋制安作业时间。直螺纹套筒连接具有速度快、适应性强等特点, 尤其对大直径钢筋连接, 不但工作量少, 而且可取得很好的经济效益。进水塔1#~6#塔体于2012年3月全面封顶,2013年1月拦污栅混凝土浇筑全部完成,宣告锦屏一级水电站进水口工程主体结构混凝土施工圆满结束。进水塔累计完成钢筋16634吨,钢筋直螺纹套筒接头使用量多达195810个,其中Φ25套筒使用67823个,Φ28套筒使用104711个,Φ32套筒使用23276个。在该施工区钢筋制安项目中大大节约施工成本,钢筋接头产生直接经济效益达109.21万元。
2)引水压力管道
引水压力管道开挖直径11m,衬砌段采用1m厚C25微纤维钢筋混凝土衬砌。台车每9m 段行走一次,每个月浇筑8 段左右。台车混凝土衬砌速度快慢关键取决于钢筋制作安装。采用直螺纹套筒,钢筋可提前制作,接头可制成正反牙,在洞内安装只需扳手,可同时多人安装,速度快,每仓可提前1d~1.5d,工期明显缩短。施工连接时不用电,不用气,无明火作业,无空气污染,洞内施工不受气候限制。引水压力管道钢筋制安量达4375吨,钢筋直螺纹套筒使用量达88429 个,其中Φ25套筒使用2509个,Φ28套筒使用78696个,Φ32套筒使用7224个。钢筋接头产生直接经济效益达67.25万元。
在上述施工区域钢筋直螺纹套筒的运用,不仅在经济、工期及环境职业健康等方面取得了显著地效果。同时在使用过程中,连接套筒的质量全部符合钢筋接头屈服和抗拉承载力相关规范要求。在施工过程中,根据送检接头与现场抽样试件反复张拉试验,其接头接头屈服和抗拉承载力标准值均大于母材1.2倍,符合规范要求大于1.1倍标准值规定,极限张拉后母材均在套筒距大于100mm处呈延性断裂,钢筋接头满足强度要求,合格率达到99%以上。
5 结束语
直螺纹套筒技术是变形钢筋全挤压与锥螺纹连接技术的深化,它使现场钢筋连接工艺简单化,钢筋连接可实现工厂流水作业。此技术在锦屏水一级水电站引水发电系统工程施工中的运用提高了工效、降低了劳动强度,确保了施工作业人员职业安全健康,推进了现场文明施工标准化,保证了钢筋接头的连接质量,加快了钢筋作业进度,将施工安全、施工质量、施工进度控制中最不易控制的人为因素降到最低点。