中国葛洲坝集团机械船舶有限公司湖北宜昌443007
摘要：水利水电工程是民生问题。水利水电的工程安装中，引水压力钢管的安装质量更是至关重要。
关键词：水利水电；引水压力；钢管安装
1.前言
引水压力钢管是水利水电工程中最为常见的材料，在进行钢管的安装过程中，必须要采取有效的措施进而保证工程质量。
2.同类技术研究现状及趋势
目前，国内外类似洞形压力钢管运输，主要采用大型吊装及运输设备，通过引水隧洞上平段转运至安装部位；压力钢管安装工程多采用典型压力钢管安装方法，即设置1个始装节，最多同时开展2个工作面，减少压力钢管凑合节，减少洞内焊接量，确保压力钢管安装质量；压力钢管焊缝质量检测多采用超声波探伤（UT）和射线探伤（RT），虽然对焊缝缺陷检出率高，但对人身安全产生巨大威胁，如何在保证人身安全的前提下，高效、快捷地完成焊缝内部质量检测一直是研究的重要课题。近年来，随着国内外水电工程的发展，工程经验不断的积累，水电工程管理模式日益多样化、科学化、国际化，在确保满足功能和质量要求的前提下，高效、快捷、安全地完成压力钢管安装，必然是未来水利水电工程压力钢管安装技术研究的重要方向。
3.大中型电站大型压力钢管建筑物级别的比较分析
3.1大（1）型工程（一）
一个项目压力钢管Hð值按压力钢管设计水头（150.0mH2O），直径（6.50米）计算为975，一项目压力钢管规模属大型。同时，按水库总库容确定工程规模为大（1）型，工程等别为Ⅰ等；按电站装机容量（540MW）对应的工程等别为Ⅱ等，相应的压力钢管建筑物级别为2级。
3.2大（1）型工程（二）
乙项目压力钢管Hð值按压力钢管设计水头（130.0mH2O），直径（11.0米）计算为1430，B项目压力钢管规模属大型。但是，按水库总库容确定工程规模为大（1）型，工程等别为Ⅰ等；按发电装机容量（240MW）对应的工程等别为Ⅲ等，相应的压力钢管建筑物级别为3级。
3.3中型工程（三）
项目压力钢管Hð值按压力钢管设计水头（300.0mH2O），直径（4.30米）计算为1290；（三）项目压力钢管规模属大型。但是，按发电装机容量（130MW）确定工程规模为中型，工程等别为Ⅲ等，相应的压力钢管建筑物级别为3级。比较上述大，中型工程，可以看出，压力钢管规模均大型，且（二）项目，（三）项目的压力钢管规模大于一项目；但是，（二）项目，（三）项目的压力钢管建筑物级别却低于（一）项目。究其原因，大中型电站压力钢管的建筑物级别是按照现有行业标准中的水电站分等指标（即装机容量规模）确定引水发电系统工程等别及其对应的建筑物级别，未结合压力钢管规模的因素全面考虑。
4.压力钢管的安装
4.1洞内运输研究
通常压力钢管下弯段以上钢管均采用厂内制作，通过洞外大型吊装设备经由引水隧洞上平段运输至部位进行安装，而本工程因受高边坡、窄马道等地形限制，洞外使用大型吊装设备（100t汽车式起重机）辅助压力钢管垂直运输，存在较大安全风险，且钢管运输工期会相应加长。经分析，采用常规方法进行压力钢管运输工期将达40d左右，会对进水口和引水隧洞土建施工造成影响，并且吊装安全风险较大。为保证引水压力钢管运输进度，减少与土建施工干扰，克服现场施工环境限制，通过对压力钢管运输工期、运输设备等进行了研究讨论，对运输方案进行了完善和优化，并最终确定了压力钢管洞内运输方案。在引水隧洞上弯段顶部基岩上布置一定数量天锚，在天锚上安装电动葫芦及其轨道，利用电动葫芦作为压力钢管洞内垂直运输装置；在引水洞下平段铺设轨道，以卷扬机、导向滑轮和自制钢管运输台车作为洞内水平运输装置；利用主厂房既有吊装设备（如桥式起重机），将压力钢管运输至支洞钢管台车上，利用水平和垂直运输装置运输至引水隧洞平段临时存放点。通过设置洞内简易吊装和运输装置，克服了因地形限制而无法使用大型洞外吊装设备，并且明显节省了运输成本。
4.2始装节设置研究
通常压力钢管安装的始装节设置一般有两种，即与进水蝶阀连接的第一节压力钢管设置为始装节和（或）与下弯段连接的第一节下平段直管设置为始装节。五嘎冲水库工程引水发电压力钢管和灌溉取水压力钢管“双管合一”，压力管道由主管、岔管、支管和灌溉支管构成，主管和灌溉支管又分别由平段、弯段、竖井段和斜井段构成，结构及其复杂，开挖断面小不利于钢管安装，存在土建、金结各专业交叉施工干扰大等特点；为保证压力钢管安装工期，通过对引水隧洞和压力钢管的特点分析，确定了设置多个始装节的钢管安装方案，增加压力钢管安装工作面。压力钢管始装节的设置为：①与引水发电压力钢管下弯段相接的下平段直管，设置为始装节。②2#引水发电支管穿墙段钢管，设置为始装节。③3#引水发电支管穿墙段钢管，设置为始装节。④与引水发电钢管相接的灌溉取水钢管直管设置为始装节。通过合理设置多个始装节，最多可同时开展4个工作面进行钢管安装，解决了压力钢管安装工期紧迫的难题，并且2#、3#支管穿墙钢管设置为始装节有利于与厂房蝶阀设备安装精度的控制，克服了技术要求高的难点，保证了引水发电钢管和厂房发电设备的质量，有利于引水发电钢管和厂房发电设备的使用寿命。
4.3钢管安装顺序研究
通过合理设置多个始装节，最多可保证4个工作面同时开展压力钢管安装，即引水发电压力钢管下平段和下弯段、2#支管、3#支管和灌溉支管4个工作面，多工作面同时进行钢管安装，合理的安装顺序对确保钢管安装质量和工期的保证尤为重要，尤其是岔管的安装质量。
4.4无损检测方法的研究
水电站压力钢管的焊接质量直接影响电站的经济效益和使用寿命，是压力钢管研究的重点课题，尤其是岔管的焊接质量控制，焊缝内部质量主要靠无损检测设备进行检查，通常采用超声波（UT）和射线（RT）探伤；压力钢管岔管主要采用100%超声波探伤和2%射线探伤，超声波探伤对焊缝内部缺陷的检出率不足，射线探伤对人体健康危害极大。水库工程采用压力钢管内部质量检测和超声波衍射时差法（简称“TOFD”），该探伤方法操作简便、快捷，对环境要求低，对人体无伤害，检出率高，检测成果易于保存，具有极强的可追溯性。
5.水电站大型压力钢管建筑物级别确定的建议
电站主楼压力钢管的高频特征值标志着压力钢管的规模及其技术难度。水利水电工程建筑水平反映了建筑物的不同技术要求和安全要求，这取决于项目的等效性及其在项目中的作用和重要性。水利水电工程水利建筑的水平，根据具体情况，经过论证作适当的调整。
6.结束语
目前，大中型电站压力钢管的建筑等级通常根据水电站分类指标（即装机容量规模）现有行业标准确定，以确定引水系统工程等相应和相应的建筑水平、要素综合考虑。对于大中型电厂主楼大型压力钢管施工水平应与压力管道综合考虑因素大小结合起来，经过分析论证可提高一级水平。对于中型电厂主楼大型压力钢管施工，建议项目参与人，项目法人，设计单位，施工单位和监理单位进行管理的钢管项目按照大型电站工程规模的相关要求。
参考文献：
[1]成自飞，岩滩水电站超大直径压力钢管立式运输技术浅谈[J].四川水利，2016（3）：62.
[2]郑斌，周丽芳.压力管道安装监督检验若干问题探讨[J].石油工业技术监督，2017（1）：31.
[3]鲁珩.压力管道安装安全质量如何保障[J].石油石化物资采购，2016（3）：192.