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整體卷制工藝中，鋼板卷制前的準備工作（主要是鋼板檢驗及表面預處理、鋼板排料劃線、鋼板切割、加工坡口等和鋼管整體卷制后的收尾工作（主要是加裝支撐裝置、裝焊加勁環(huán)、吊耳等附件等與常規(guī)瓦片組圓的工藝相同，不同點主要在將瓦片卷制從分節(jié)瓦片分別卷制轉(zhuǎn)變?yōu)閱喂?jié)瓦片整體卷制[1]，將瓦片的自由狀態(tài)豎向組圓轉(zhuǎn)變?yōu)閼铱照w水平組圓，將組圓時縱縫的焊接由多條豎直作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)閱螚l水平作業(yè)?，F(xiàn)將整體卷制工藝的核心內(nèi)容闡述如下：1鋼板組對及焊接。對組成一節(jié)鋼管的多張鋼板，采用專門平臺進行鋼板對接及橫縫焊接。鋼板組對后首先進行對接縱縫的正面焊接，之后將鋼板180°整體翻轉(zhuǎn)進行對接縱縫的反面焊接，最后用預彎模對鋼板兩端進行預彎。作業(yè)時，采用埋弧自動焊焊接方法進行縱縫焊接，采用無損探測的方法進行焊縫質(zhì)量檢測。2鋼管整體卷制。采用專用吊具將拼焊完成的整張鋼板吊起，按一定速率輸送到卷板機進行卷制，壓延后的鋼板在輔助支撐裝置下沿曲線路徑行進，在卷板機上合攏對縫，合攏縱縫焊接后再利用卷板機完成鋼管校圓。作業(yè)時，采用弧度樣板檢測卷板弧度，采用埋弧自動焊焊接方法進行縱縫焊接。3鋼管抓取、平置。采用專用吊具和抓取裝置，將卷制好的鋼管從卷板機及輔助支撐裝置中取出并卸至指定地點，并對卷板機上焊接完成的合攏縱縫進行無損探傷檢查。之后依次進行加裝支撐裝置、調(diào)圓、裝焊附件等后續(xù)作業(yè)。1工藝技術(shù)方面?！巴咂M圓”程序較為繁瑣，瓦片轉(zhuǎn)運頻繁，生產(chǎn)效率較低；“整體卷制”程序較為簡單，制作過程僅進行2次瓦片端頭預彎和1次瓦片卷制，且鋼管縱縫均采用平焊工位的埋弧自動焊焊接方式，生產(chǎn)效率較高，尤其是采用成套鋼板組對、焊接、輸送、卷制流水線作業(yè)時，鋼管制作效率將大幅提高。2質(zhì)量保證方面?！巴咂M圓”須采用立焊工位完成鋼管縱縫焊接，焊接質(zhì)量較難保證，一般須采用對人體危害風險較大的富氬焊焊接方式以提高縱縫焊接質(zhì)量；“整體卷制”減少了鋼板預彎端頭數(shù)量，鋼管縱縫采用焊接質(zhì)量好的埋弧自動焊焊接方式，因此焊接質(zhì)量易于保證，但由于鋼管是由單節(jié)長鋼板卷制成型，受鋼板輸送方式、輔助支撐方式、卷板機卷輥間距等多因素的影響，鋼管合攏縫的組對精度較難控制[2]。3工程應用方面。“瓦片組圓”作為一種成熟技術(shù)，在國內(nèi)外水利水電工程項目已有廣泛應用；“整體卷制”受配套專用設(shè)備研發(fā)、制造的限制，推廣較為緩慢，且整體卷制成套設(shè)備空間要求大，大直徑鋼管卷制時無法實現(xiàn)室內(nèi)作業(yè)，因此對項目地點的環(huán)境要求較高，目前主要應用于中國水利水電第四工程局有限公司承建的、當?shù)馗稍锷儆甑乃姽こ添椖恐?，如青海李家峽水電站、山西萬家寨水利樞紐、青海積石峽水電站。

向家壩水電站位于云南省水富縣和四川省宜賓縣的金沙江干流上。工程樞紐由混凝土重力壩、右岸地下廠房及左岸壩后廠房、通航建筑物和兩岸灌溉取水口組成，其中右岸引水隧洞采用“一洞一機”布置型式，引水隧洞均由上平段、上彎段、斜直段、空間下彎段和下平段組成。4條壓力鋼管的長度分別為56，36，36，36m，鋼管管徑為準14.4~準11.4m，鋼管材質(zhì)為07MnCrMoVR高強鋼，管壁規(guī)劃設(shè)計厚度分40，42，48mm等3種規(guī)格。壓力鋼管共88節(jié)，單節(jié)最大吊裝重量為46t，總工程量2796t。該項目施工時，結(jié)合鋼管運輸方案，采用了“廠內(nèi)制作、現(xiàn)場組圓”的分階段鋼管制作方案，在現(xiàn)場興建了負責鋼管瓦片的制作、防腐的金結(jié)廠，同時在鋼管進水口設(shè)置了配備可移動鋼結(jié)構(gòu)棚的鋼管組焊平臺。金結(jié)廠占地面積約20000m2，生產(chǎn)車間由兩個單跨輕鋼結(jié)構(gòu)廠房交叉組成，總面積為6600m2，其中靠下游側(cè)部分廠房尺寸為59m×26m×15m(長×寬×高)，主要進行鋼管的下料和坡口的加工；另一側(cè)廠房尺寸為180m×28m×15m(長×寬×高)，主要進行鋼管瓦片的卷制、焊接。生產(chǎn)車間配有PHOENLXDP-5數(shù)控切割機、EZW11S-140×4000程控水平下調(diào)三輥卷板機、12m刨邊機、60t龍門起重機、50t龍門起重機、20t龍門起重機、16t龍門起重機等設(shè)備。金結(jié)廠月設(shè)計制造能力約1500t。該項目單節(jié)壓力鋼管由4片瓦片拼接而成，制作的工藝流程是：鋼板備料→瓦片卷制→半圓瓦片拼裝（由2片瓦片拼接為1片半圓形瓦片→加裝加勁環(huán)等附件→半圓瓦片防腐→半圓瓦片運輸（從金結(jié)廠到地下廠房安裝間→鋼管組圓焊接。施工時，鋼管縱縫全部采用富氬焊進行焊接，加勁環(huán)焊接采用二氧化碳氣體保護焊。積石峽水電站位于青海省循化縣與民和縣交界處的黃河干流上。工程樞紐由面板堆石壩、左岸引水發(fā)電系統(tǒng)、左岸泄洪系統(tǒng)組成，其中引水壓力管道采用“一機一管”的布置方式，鋼管直接敷設(shè)在地基上，為壩后明敷鋼襯鋼筋混凝土聯(lián)合受力的管道，由上平段、上彎段、斜坡段、下彎段、下平段、錐管段組成。3條鋼管的長度分別為252.90，250.01，248.23m，鋼管管徑為準9.818~準11.5m，采用Q345C和WDB620兩種鋼材制造（蝸殼進水口前的7個管節(jié)采用Q235C和WDB620鋼材，管壁厚度為30mm；其余管節(jié)均采用Q235C鋼材，管壁厚度為24～30mm；全部Q345C鋼管內(nèi)徑為準11.5m，外包2m厚混凝土。鋼管總長751.14m，2m一節(jié)，共397節(jié)，總工程量約6537t。該項目施工時，為提高壓力鋼管的制作強度，研發(fā)了一整套大直徑壓力鋼管整體卷制成套設(shè)備（主要有：超長鋼板組合翻板、輸送系統(tǒng)，壓力鋼管整體卷制的活動支撐裝置，液壓系統(tǒng)，鋼管抓梁等，實現(xiàn)了壓力鋼管“整體卷制”技術(shù)的流水化作業(yè)。現(xiàn)場鋼管廠占地面積約12800m2，其中結(jié)構(gòu)廠房寬22.5、長72m，占地面積約1620m2；組圓焊接廠房為自驅(qū)活動廠房，寬15m、長15m，覆蓋施工場地面積約900m2。另外配有WII—40×4000卷板機、BODA5000×16000數(shù)控切割機、B81120A刨邊機、30t門機、10t龍門式起重機、鋼管整卷生產(chǎn)線配套設(shè)等設(shè)備。鋼管廠月實際制造能力500~600t，月高峰強度達800t。該項目單節(jié)壓力鋼管由3片瓦片拼接而成，制作的工藝流程是：鋼板備料→鋼板組對、焊接→鋼管整體卷制→鋼管合攏、校圓→鋼管脫架、平置→加裝加勁環(huán)等附件、調(diào)圓→鋼管防腐（由防腐廠完成。施工時，從鋼板組對、翻轉(zhuǎn)、平移、卷制、校圓等工序，在成套輔助設(shè)備支持下，全過程不需起吊設(shè)備配合，實現(xiàn)了機械流水化施工；鋼管縱縫全部采用埋弧自動焊進行焊接，加勁環(huán)焊接采用二氧化碳氣體保護焊。

壓力鋼管作為水利水電工程輸水建筑物的重要組成部分，其制作質(zhì)量對工程整體質(zhì)量影響巨大。目前，“瓦片組圓”技術(shù)已獲得工程界的廣泛認可，其操作工藝成熟，實施工藝靈活（組圓工藝可根據(jù)運輸需要安排在施工現(xiàn)場進行，筆者認為其仍會是今后很長一段時期內(nèi)鋼管制作的首選和主流。同時，“整體卷制”技術(shù)作為壓力鋼管制作的新思路，免除了傳統(tǒng)工藝中鋼管縱縫處的直邊處理，更易于質(zhì)量控制，特別是隨著積石峽水電站成套卷制設(shè)備的研制成功，實現(xiàn)了壓力鋼管制作的機械流水化施工，相信在今后大規(guī)模、高強度壓力鋼管制作項目中將獲得越來越多的應用。

本文作者：張偉薛偉偉工作單位：黃河上游水電開發(fā)有限責任公司