C21+279处闭合节施工方案详解.docx

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C21+279处闭合节施工方案详解

C21+279.071处闭合节施工措施计划

1工程概况

根据业主征地计划和施工任务安排，我标段2013年开了三个工作面，其中A工作面为C19+659～C20+923段，B工作面为C20+923～C23+082段，C工作面为C48+603～C50+580段。

因为我标段4月28日进场时，业主仅提供了C20+500～C20+700段的施工用地，并要求我方立即组织施工。

后来因为C20+760处高压线没有拆迁及征地不连续等原因，A、B工作面无法连续进行，造成两个工作面之间必须增加一处闭合。

为此，我部于2013年7月3日，上报了《关于C21+276.571～C21+281.571（PQ3-28空气阀井）处增加闭合节的报告》（水十一[2013]报告15号），根据《给水排水管道工程施工及验收规范》（编号GB50268-2008），第5.7.4款第2条“合拢位置宜选择在设有人孔或设备安装孔的配件附近”，提出利用C21+276～C21+281配件管（PQ3-28空气阀井）做成合拢管，进行现场闭合施工。

2编制依据

1）《某某某供水工程（三段）管道建安工程二标招投标文件》；

2）业主已提供的有关设计文件、图纸及其它资料；

3）《2014年施工进度计划》；

4）《关于C21+276.571～C21+281.571（PQ3-28空气阀井）处增加闭合节的报告》的批复（批复号：

山西黄河-水十一[2013]批复34号）；

5）《给水排水管道工程施工及验收规范》（编号GB50268-2008）；

6）现场实际情况。

3施工规划

由于前期征地计划、国土资源局阻工、C20+536～C20+736段风化岩层软基换填、三次设备转场等原因，致使第一工作面进度严重滞后。

根据2013年施工情况及2014年施工计划安排，PQ3-28排气三通闭合管施工计划于3月下旬展开。

因为目前我标段钢管焊接工艺试验成果没有出来，为了保证施工质量，我部计划将该处闭合管焊接施工委托给采购一标管厂，由采购一标管厂委派焊工到施工现场进行PQ3-28排气三通闭合管焊接施工。

目前，安装面有一台320t履带吊和80t三跨龙门吊进行管道安装，标准管安装完成后，320t履带吊和80t龙门吊转移至C23+297处安装PCCP管道。

闭合管施工另外安排一台100t汽车吊进行吊装。

闭合管焊接完成后，从采购一标管厂购买钢丝网片和内外衬混凝土干料，在现场焊接网片及根据管厂提供的配合比进行工地补口施工。

3.1PQ3-28空气阀井合拢管设计图

依据《给水排水管道工程施工及验收规范》（编号GB50268-2008）中5.3.9：

钢管对口时纵、环向焊缝的位置的规定，PQ3-28空气阀井合拢管三线选择均由3段钢配件焊接而成，钢配件钢板的厚度为18㎜，其中A块钢板长：

1.432m，B块钢板长:

2.480m，C块钢板长1.231m。

如下图所示：

图3.1合拢管设计图

合拢管在焊缝两侧20cm范围内，为了闭合时焊接施工，未进行钢丝网敷设和砂浆防腐。

3.2合拢管现场施工布置

在焊接合拢前，首先利用长臂挖机在沟槽的左右两侧各设置一个集水坑，配备4台5.5kw的水泵，2台降水，2台备用，负责合拢管施工时的基坑降水。

开挖至设计高程时，采用人工配合小型挖掘机在合拢管底部施焊部位开挖80cm×100cm的工作坑，工作坑两侧采用砂袋支护，以防两侧塌方。

三排管道工作坑全部贯通，并于基坑降水的集水井连接，确保工作坑内水流能进入集水坑统一排出。

焊接作业时，必须确保工作坑内无积水，以保证焊工作业安全，工作坑布置详见图3.2。

图3.2合拢管施工布置图

4施工方法

4.1闭合前的准备工作

1）闭合管施工前，先进行闭合管施工技术交底。

2）闭合前及时对上下游两侧管道高程、轴线进行复测，减少闭合管拼接误差，确保闭合质量；

3）测量管道安装桩号累计误差，计算闭合节B块尺寸，以便闭合时调整长度。

4）按照闭合节设计位置开挖作业坑。

5）检查闭合管施工特种工作人员是否持证上岗，人员和设备数量是否满足施工需求。

4.2合拢管拼接

1承插口管件安装

承口管件（A块）长1.433m，插口管件（C块）长1.231m，管件长度短，管径大，采用兜底吊装易倾覆，现场施工时，先根据钢带位置和管件中心找好吊点焊接吊耳，或者采取捆绑吊。

承插口管件有米字支撑，初步对接后采用手拉葫芦进行对接安装，安装时将承插口管缝拉到最小处（5㎜～10㎜），安装完后将承插口管件固定牢固。

2闭合管件安装

闭合短节在安装之前，重新对安装完毕的承口端及插口端进行测量，并对两端及闭合短节进行椭圆度测量，找到合适的对口环向位置，然后调节排气口的位置至设计部位，将B块闭合短节插入空缺内对接拼装，拼装的同时对短节预留的富余量进行打磨，直至满足错边量且完全与插口端及承口端对齐。

注意事项：

对口前首管先对内进行清理，清除管内的泥土、铁锈和其它杂物。

对口时采用100t汽车吊进行，吊管采用尼龙吊带，吊带满足安全要求。

管道拼接时对口间隙、坡口形式符合焊接工艺规程的要求，同时管口组装需满足表4.1的要求：

表4.1钢管道组装检查项目及组装规定

序号

检查项目

组装规定

1

管口清理和修口

管口完成完好无损，无铁锈、油污、油漆、毛刺

2

管端焊缝余高打磨

端部150㎜范围内焊缝余高打磨掉，并平滑过渡

3

错边量

沿周长均匀分布，且不大于4.0㎜

4

管子对接

不允许割斜口

4.2合拢管焊接

1钢筒焊接总方案

PQ3-28排气三通闭合管钢筒壁厚18㎜，闭合对接焊缝采用焊条电弧焊，V型坡口，单边坡口角度30°±2.5°，钝边2㎜。

焊接时采用双面焊接，管道底部组焊由操作工人在工作坑中焊接，钢筒焊接坡口形式及焊缝焊接顺序详见图4.1。

图4.1坡口及焊接顺序简图

2主要焊接工艺参数

根据现行国家标准《碳钢焊条》、《低合金焊条》规定，焊条型号选用E5015型，焊条牌号及规格选用CHE507Φ4～Φ5。

选用直流焊机，焊接电流范围80～200A，电弧电压18～24V。

3操作技术要求

1）焊接前先打磨接头处钢筒，进行除油除锈，确保焊接质量。

2）钢筒组对时，在坡口背面点焊固定，然后按照焊接顺序进行接缝焊接。

先焊坡口侧，焊至剩下盖面层时，对坡口背面采用碳弧气刨清根，再分层焊接坡口背面，直至封面，再返回坡口侧进行盖面层施焊。

3）清根方式，采用ф10㎜碳棒进行碳弧气刨，清根后用手砂轮打磨渗碳层至出露金属光泽。

4）焊接完毕后清除焊缝表面的焊渣与飞溅。

5）焊接完成后，逐口进行超声波探伤检测，不合格的焊缝铲除重焊，重焊次数不超过三次。

4焊接方法

为了满足手工电弧焊工艺要求，焊接时采用一定的防风措施进行施工。

焊接前，配备自制焊工操作架。

起弧时为防止电火花击伤母材，有专用地线卡与管道连接。

层间用砂轮机及钢丝刷清除熔渣和飞溅物。

外观检查合格后进行下层焊接，修磨时不伤及钢管外表面的坡口形状。

5焊接操作要点

在施工现场，采用双面坡口对接焊，焊接方法采用两半法焊接。

1）施焊程序：

仰焊→立焊→平焊，此法能保证铁水和熔渣很好地分离，透度比较容易控制。

2）首先对正点焊焊口，在仰焊缝的坡口边上引弧至焊缝间隙内，用长弧烤热起焊处（时间3～5s）。

预热以后，迅速压短电弧熔穿根部间隙施焊，在仰焊至斜仰焊位置运条时，保证半打穿状态；至斜立焊及平焊位置，运用顶弧焊接。

3）为了便于仰焊及平焊接头，焊接前一半时，在仰焊位置的起焊点及平焊部位的终焊点都超过管子的半周（超中心线约5～10mm）。

4）为了使根部透度均匀，焊条的仰焊及斜仰位置时，尽可能不作或少作横向摆动，而在立焊及立焊位置时，作幅度不大的反半月形横向摆动。

5）当焊条至点焊缝接头处，减慢焊条的前移速度，以便熔穿接头处的根部间隙，使接头部部分能充分熔透。

当运条至平焊部位时，填满深池后才熄弧。

6）在焊接环形焊缝的最后一半时，运条方法基本与前一半相同，但运条至仰焊及平焊拉接头处时，多加注意。

6焊接检验

管口焊接完成后及时进行外观检查，检查前，清除接头表面的熔渣、飞溅物及其它污物，每道焊缝均要做超声波探伤检测，探伤检验应全部合格。

7合拢部焊接通风措施

考虑到该处合拢利用PQ3-28（空气阀井）直接闭合，在钢筒内部焊接作业时，需在空气阀井井口配备通风措施后方能焊接。

风源从空气阀井井口进入，通风设备采用2.2kW轴流风机（风量5000～9000m³/h），风管采用DN800塑胶钢丝骨架通风管，风口位于焊接作业面处。

在通风措施启动后，方可进行钢筒内部焊接作业，作业时需保证通风系统的持续运行，焊接作业完毕后需将管道内有害气体排净方可关闭风机。

焊接作业点配备便携式干粉灭火器，委派专职安全员现场看护。

6合拢管安装、焊接质量标准

1安装对口质量标准：

1）纵缝轴向错边量、径向错边量不得大于2mm；

2）环缝错边量不得大于3mm；

3）对口环缝间隙不得大于3mm，当大于4mm时允许堆焊法堆焊减小间隙，严禁夹带帮条进行焊接，也可以采用去除法减小间隙，堆焊后其表面应用角向磨光机磨平整理光滑并打磨出坡口；

4）坡口面不得有沟槽、凹坑，发现沟槽、凹坑必须焊补后打磨平整光滑；

5）坡口面不得有铁锈、油污、水胶及异物等，发现后必须清洁干净。

7合拢管焊接外观质量标准

1）合拢管焊接外观质量标准如表3.3.4

表3.3.4焊缝外观质量标准

序号

项目

焊缝类别

一

二

三

允许缺欠尺寸（㎜）

1

裂纹

不允许

2

表面夹渣

不允许

深度不大于0.1δ，长度不大于0.3δ且不大于10

3

咬边

深度小于等于0.5

深度不大于1

4

未焊满

不允许

深度不大于0.2+0.2δ且不大于1，每100㎜焊缝内总缺欠总长不大于25

5

表面气孔

不允许

每米范围内允许直径小于1.5的气孔5个，间距小于20

6

焊瘤

不允许

—

7

飞溅

不允许

—

8

焊缝余高△h

手工焊

δ≤25，△h=0～2.5

25＜δ≤50，△h=0～3

δ＞50，△h=0～4

—

自动焊

0～4

—

9

对接接头

焊缝宽度

手工焊

盖过每边坡口宽度1～2.5，且平缓过渡

自动焊

盖过每边坡口宽度2～7，且平缓过渡

10

角焊缝焊脚K

K≤12时，K+2；K＞12时，K+3

注1：

δ为板厚。

注2：

手工焊是指焊条电弧焊、半自动CO2焊、半自动药芯焊和手工TIG焊等。

自动焊是指埋弧焊、MAG自动焊和MIG自动焊等。

2）合拢管的无损探伤应在所有焊缝完成静停24小时并经外观质量检测合格后进行，合拢管的焊缝应进行100%超声波探伤，超声波探伤合格后需进行X射线探伤复检，一类焊缝复检率为25%，二类焊缝复检率为10%。

4.2钢丝网敷设施工

该处合拢利用PQ3-28（空气阀井）直接闭合，原排气三通钢筒内外各布置有一层钢丝网片，因此在合拢管焊接检验完全合格后，进行断开钢丝网的敷设施工。

钢丝网片从采购一标（管厂）采购，指标与闭合节原网片相同。

内层钢丝网片截成40cm宽，,1132cm长的长条，外层钢丝网片截成40cm宽，1166cm长的长条，网片搭接长度为10cm。

网片全部接头均进行点焊连接。

4.3合拢管砂浆衬砌施工

钢丝网敷设施工完成后，应立即进行合拢管的内、外砂浆衬砌施工，以防止钢丝网片因长期暴露而锈蚀受损。

合拢管在内、外砂浆衬砌前应对合拢管上新老砂浆的结合面进行凿毛处理。

内、外衬砌砂浆的灰砂比为：

不小于1份的水泥比3份细骨料（质量比）。

衬砌砂浆从采购一标（管厂）采购，指标与闭合节原衬砌砂浆相同，施工采用直接使用手工曼刀涂抹的方法进行。

由底部开始往两侧同时施工，避免砂浆接头处由于暴露时间过长而初凝，致使衬砌砂浆产生冷缝。

涂抹厚度与闭合节原衬砌厚度相同（不小于3cm），衬砌砂浆施工完成后，采用塑料薄膜进行覆盖，以达到混凝土养护的目的。

5质量保证措施

5.1焊前的质量预防措施：

1施工焊工严格按作业指导书和技术交底进行施工，在现场对照技术交底，认真执行工艺参数。

2施工中使用的焊接材料符合国家标准，具有出厂合格证明，不合格的坚决退货，严把焊材进货关。

3焊接作业时，如果遇有雨、风、雪，焊前要搭设防雨（雪）、风棚，必须经质检部门认可方可使用。

5.2施工中间过程控制：

1施焊期间，技术质量部进行技术指导和监督焊接工艺的执行情况，核对技术参数，对不符合要求责令立即停工整顿，并给予经济处罚。

2焊工引弧时，只能在坡口内引弧，严禁在被焊工件表面引弧、试电流或随意焊接临时支撑物，高合金钢材表面不得焊接对口用卡具。

3焊件点固焊时，焊接材料、焊接工艺、焊工和预热温度等都与正式施焊一样，点固焊后检查每个焊点的质量，如有缺陷应立即清除，重新进行点焊。

大口径焊口采用填加物方法点固，去除临时点固物时，不损伤母材，并将残留焊疤清除干净、打磨修整。

4焊工工器具齐全，施焊过程中，无论焊口或是焊缝，必须逐层清理，有缺陷或粘焊条（丝），必须设法清除。

5焊工使用的电焊线要完整，严禁裸露，在移动施工位置时，要注意焊钳切勿接触焊件和设备。

6焊工在焊口或焊缝焊完后，要对每一道焊口或焊缝进行自检，发现气孔、夹渣、咬边、裂纹等表面缺陷，应立即剔除并修补，使表面质量达到优良。

7对于需要热处理的焊口，要求焊前预热、焊后及时进行高温回火处理。

热处理过程中，严格按照技术交底的工艺参数进行，控制温度和时间。

8不得对焊接接头进行加热校正，加强现场监督对违反者进行考核。

5.3焊后的跟踪检验、反馈保证：

1焊口焊完，及时委托金相实验室进行无损检验。

若焊缝无损检验不合格，及时返修，返修重焊不超过三次。

2分析总结检验结果，对出现的问题及时找出原因，拿出对策，解决问题和指导以后的工作，避免出现类似的问题。

6主要工程量

PQ3-28（空气阀井）闭合管现场闭合工程量主要有钢筒焊接，钢丝网片焊接及内外补口等，具体详见表6.1。

表6.1主要工程量表

序号

项目名称

单位

数量

备注

1

钢筒焊接

项

1

每个排气三通2条环缝，三个排气三通

2

钢丝网焊接

项

1

每个排气三通2个接头，每个接头内外两侧网片焊接，三个排气三通。

3

内衬混凝土

㎡

45

4

外衬混凝土

㎡

50

5

工作坑开挖

m³

人工开挖

6

沙袋

个

包括装沙袋，运至现场堆砌等

7

降排水

项

1

预计管道合拢施工周期为20天，抽排水时间取30天。

8

防风棚

项

1

30m×8m×2.5m，采用钢管骨架，覆盖单层彩条布。

7资源配置

7.1机械设备配置

表7.1主要机械设备配置表

序号

名称

型号

单位

数量

备注

1

汽车吊

100t

台

1

逆变电焊机

ZX7-400

台

5

2

发电机

50kw

台

3

3

交流电焊机

BX1－500

台

2

气刨清根

4

焊条烘箱

个

2

5

保温桶

个

2

6

履带吊

320t

台

1

7

轴流风机

2.2kW

台

1

8

通风管

DN800塑胶钢丝

m

10

9

龙门吊

17.1m，80t

台

1

10

打磨工具

套

2

11

测量仪器

套

1

12

运管车

辆

1

13

工具车

辆

1

7.2人力资源配置

表7.2主要人力资源配置表

序号

工种

数量（人）

职责

1

管理人员

2

1人全面管理，1人负责施工技术指导

3

质检员

1

负责工序转序验收

4

安全员

1

负责现场施工安全管理

5

测量员

4

负责合拢安装的测量工作

6

电工

1

负责接电及电力维护

7

履带吊司机

1

负责履带吊操作

8

司机

2

负责管道运输车

9

安装工

10

负责合拢管安装施工

10

水电工

4

负责降排水施工

11

电焊工

5

负责焊缝焊接施工

12

钢筋工

6

负责钢丝网敷设施工

13

混凝土工

6

负责衬砌混凝土施工

合计

8安全保证措施

1建立健全安全质量保证体系和机构，树立“安全第一”的责任意识。

2现场施工人员按照有关规定穿带好各种劳保用品。

高空作业用平台必须搭设牢固，并设防护栏杆，跳板绑扎可靠，作业人员必须系好安全带和安全绳。

3进行焊接、切割及安装作业时严格按《气焊、电焊操作规程》进行，防止火花、构件、工器具坠落伤人和设备。

4做好作业面的防触电、漏电措施，所有供电设施安排专人值班，持证上岗。

5参加起吊、起重机械操作人员，必须持有主管部门颁发的技能操作证书和安全操作证书才能上岗操作。

6凡参加吊装的人员，要明确责任，掌握本工种的应知应会及操作规定，吊装工作应指派有经验人员指挥，严禁多头指挥，指挥作业中信号应清晰、醒目、明确。

7遇六级以上大风，不准进行吊装安装作业。

8现场内的各种材料如乙炔瓶、氧气瓶等存放场地和乙炔集中站都要符合安全要求。

9合拢管焊接时，配备专职安全员进行现场跟踪。

10合拢管焊接使用的焊接设备用电必须接点。

11焊接作业及其周围场地应清理干净，不得有柴草、塑料、油料等易燃物。