施组设计下载简介：

内容预览随机截取了部分，仅供参考，下载文档齐全完整

3400mm大管径钢管焊接施工方案

北京市南水北调配套工程南干渠工程施工第七标段

中铁十三局集团有限公司

JCT 60005-2020标准下载南水北调配套南干渠工程七标项目经理部

工程概况………………………………………………………………第1页

编制原则………………………………………………………………第1页

编制依据………………………………………………………………第2页

施工机械设备及人力需求……………………………………………第2页

12#竖井基坑土方开挖………………………………………………第3页

开挖方案…………………………………………………………第3页

安全监测方案……………………………………………………第4页

基坑开挖注意事项………………………………………………第6页

基地验槽…………………………………………………………第7页

φ3400mm钢管包封施工………………………………………………第7页

钢管安装及焊接施工…………………………………………………第8页

管道焊接要求……………………………………………………第8页

管道安装要求……………………………………………………第9页

管道焊接方法……………………………………………………第11页

管道焊接缺陷产生及预防………………………………………第13页

管道焊接质量控制………………………………………………第20页

焊缝外观质量检查………………………………………………第21页

钢管清理、除锈和涂装…………………………………………第22页

水压试验…………………………………………………………第23页

无损探伤…………………………………………………………第23页

安全保证措施………………………………………………………第23页

应急预案……………………………………………………………第27页

北京市南水北调配套工程南干渠工程施工第七标段

黄村分水口钢制管道施工方案

黄村分水口位于我单位中心桩号8+463.138处，隧洞线路为东西走向，分水口钢管与隧洞垂直相交，呈南北走向，长度为131.59m。主要包括1#排空井、1#检修蝶阀井、2#检修蝶阀井、流量计及调流阀井、地面管理用房及检修间。

分水口钢管制安工作内容主要包括φ3400mm主管道钢管安装，φ1600mm分水钢管安装，以及φ700mm排空钢管安装，以及钢管混凝土包封施工。

在认真研究施工图纸、合同文件及相关规范的各种条款的基础上，结合本承包人的管理、技术水平，积极采用新技术、新工艺、新材料，确保实现业主对质量、工期、安全、环境保护及文明施工的各项要求，并确保施工中技术先进、方案可靠、经济合理。

遵循建筑施工工艺及其技术规律，优化施工程序和方案，采用多种施工方案进行可行性、成本及技术比较，选择最佳的施工方案。

严格遵守国家法律法规的规定，认真贯彻工程建设的各项方针和政策。始终按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案，制定可靠合理的安全措施并将安全措施落实到位，在确保万无一失的前提下组织施工。

采用流水施工方法，合理安排进度，使用现代管理方法，组织有节奏、均衡、连续的施工，搞好工序衔接，实施进度监控，确保实现工期目标。

选派施工经验丰富且有类似工程经历的施工管理人员，投入专业化施工队伍和高效先进的施工设备，提高劳动生产率，努力缩短工期，降低工程成本。

尽可能减少施工设施，合理储存材料物资，减少运输工作量。合理安排生产、生活场地，减少用地。

1、北京市南水北调配套工程南干渠工程施工第七标段施工文件；

2、北京市南水北调配套工程南干渠工程施工第七标段施工技术要求；

3、国家、部及北京市现行工程建设领域的规范、规程、标准以及有关的行业法规和法令等。

四、施工机械设备及人力需求

ZL50D/3.1m3

HBT60Ch/60m3/h

ZX—38/1.5kw

1）特殊工种具有对应的特殊工种上岗证（特殊工种人员资质材料另报）。

具备经验丰富的施工管理人员、各工序所需的熟练劳动工人。

本工程将根据工程各阶段配备劳动力，计划投入焊工5名，其他工种20名，并根据施工情况及时调配相应专业的劳动力。

五、12#竖井基坑土方开挖：

上图中阴影部位为需要进行开挖的土方

分水口基坑采用分层开挖方法，每层开挖高度为0.7m或1.0m，开挖一层，边坡支护一层，支护方式为小导管注浆+锚喷支护方式：

⑴东西两侧边坡坡比为1：0.3，支护形式采取小导管注浆+网喷混凝土方式，小导管垂直边坡打设，长度为3.0m，外径32mm，壁厚3.5mm；布置间距为横向500mm，竖向700mm，梅花形布置；注浆浆液为水泥浆，水灰比位0.9~1.0，注浆终压为0.3MPa；网喷混凝土施工参数：网片由φ6mm光圆钢筋制作，网眼尺寸为10×10cm，喷射C25混凝土，厚度为15cm。

⑵南侧1：1边坡采取锚喷支护方式，锚杆采用Ф20螺纹钢制作，长度为2m，垂直边坡打设；布置间距为1.0×1.0m，梅花型布置，网喷混凝土施工参数：网片由φ6mm钢筋制作，网眼尺寸为10×10cm，喷射C25混凝土，厚度为15cm。

⑶第一次开挖时南侧存在1：1临时边坡，支护方式采用网喷支护，即网片由φ6mm钢筋制作，网眼尺寸为10×10cm，喷射C25混凝土，厚度为15cm，挂网锚筋由Ф20螺纹钢制作，长度为1.0m，间距1.0×1.0m。

开挖方向由北向南，分左右两次开挖（见上图）。挖掘机及自卸汽车进入基坑内挖运土方。随着开挖面的降低，挖掘机及自卸汽车等撤出基坑。

基坑施工的工艺流程见下图。

1、监测项目：地表沉降。

根据该工程性质、地质条件、施工特点及周边环境等综合因素确定。

为能及时掌握隧道和围岩稳定性的变化规律，及时布点进行监测，所有观测点埋设必须稳固，初始值在确认点位已稳定才能采用。在地质条件差、断面变化大的地方增设观测点。地面沉降点的布设应考虑到以下几点：

（1）点位位置能反映监测对象的变化特征；

（2）避开由于地面车流量大，不利于观测和给人身带来安全威胁的地方；

（3）点位布设在有利于保护和不易受破坏的地方；

3、监测内容及测点布置

地表沉降点按标准方法埋设（如下图），在基坑边线1.5米范围内，每边中点处布设一枚，共计四枚。

竖井开挖期间：竖井开挖完成后：

H≤5m时，1次/3天；1～7天：1次/天；

5m＜H≤10m时，1次/2天；7～15天：1次/2天

10m＜H≤15m时，1次/天；15～30天：1次/3天

基坑开挖完成，经数据分析确认达到基本稳定后，1次／月；

出现情况异常时，增大监测频率。

本工程地表沉降标准为：最大允许值小于20mm，最大速率小于3mm/d。

监测点是一切测试工作的基础，因此特别加强对各监测点的保护工作。

在每个监测点埋设完成后，立即检查埋设质量，发现问题及时整改；

对于所有埋设监测点的实地位置做好记录，露出地坪的应做出醒目标志，并设保护装置；

加强和施工现场的联系，做好双方的配合工作。

监控量测小组成员：刘全国、娄红岩、孙明波

6、监控量测管理体系的保证措施

⑴监测组与监理工程师密切配合工作，及时报告情况和问题，并提供可靠的数据记录；

⑵制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划中；

⑶量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性；量测仪器采用专人使用和保养、专人检校的管理；量测设备、元器件等在使用前均应经过检校，合格后方可使用。

leicaTCR802

（三）基坑开挖注意事项

为确保地下结构工程施工期间基坑边坡稳定，及周围临时建筑物、设施的安全，基坑开挖的全过程中加强监测工作；

整个基坑开挖过程中，严格遵循施工组织设计中有关规定，并加强监督管理工作；

开挖过程中，基坑周边严禁超堆荷载，在挖方上侧弃土时，确保挖方边坡的稳定；

基坑土方开挖从上到下分层分段依此进行，随时做成一定坡势，以利泄水，并不得在影响边坡稳定的范围内积水；

开挖过程中，必须保护有关监测观测点；

边坡部分层段开挖完成后，及时做好边坡护面结构，避免大面积坡面长时间暴露；

基坑开挖至设计标高后，及时加固基底，做好基底垫层。

基坑排水包括施工场地地面水系改道及排除，以及从基坑开挖到基坑回填时涌水、积水的排除。施工场地内排水系统与周围市政永久排水系统结合，基坑内排水设置积水井和排水沟相结合，通过水泵抽排至地表排水系统。根据水量增减积水坑及水泵数量，确保基坑内无积水。

土方开挖至基底时，预留20cm人工清除，基坑开挖至标高后应立即进行基底检查，并在坑内做排水沟和集水井，以便排除地下水及雨水，然后按设计要求浇注垫层、封闭基底。

六、φ3400mm钢管包封施工：

黄村分水口φ3400mm钢管包封长度为15.860m（沿隧洞方向），宽度为19.0m（垂直隧洞方向），高8.0m，为钢筋混凝土结构，钢筋型号：主筋为Ф22螺纹钢筋，分布筋为Ф14螺纹钢筋，混凝土强度为C25W6F150。考虑到包封混凝土高度较高，一次浇注难度大，以及为了方便钢管安装、焊接等因素，拟采取分层浇注方案，底部分三次浇注至φ3400mm钢管以下0.35m位置，高程为▽34.236m，然后进行钢管安装工作，待钢管安装、焊接完毕后，浇注剩余4.25m高度。

为方便钢管安装，钢管底部包封混凝土浇注时预留出北侧φ700mm排空钢管安装空间，以及南侧φ1600mm分水钢管安装空间（见下图）。

分层浇注施工缝处理标准：

包封混凝土分层浇注时会产生的平施工缝，缝面一般有水泥浮浆所形成的乳皮，影响层间结合，因此需要对缝面进行凿毛处理，处理标准为：“去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙”。为此，在混凝土终凝后，首先进行人工凿毛，并下一层混凝土浇注前，清扫缝面上的污物和灰尘并排出积水。

12#竖井基坑内的钢管直径主要有三种：Ф3400mm、Ф1600mm和Ф700mm，目前钢管已卷设完毕，并经过验收。下一步焊接工作主要为钢管间的对接焊接和管道安装工作，钢管间的对接焊接采取手工焊焊接方法，具体要求如下：

1、管道切口质量应符合下列规定：

切口表面应平整、无裂纹、重皮、毛刺、凹凸、缩口、熔渣、铁屑等；

切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的１％，且不得超过３mm；

有坡口加工要求的，坡口加工形式按焊接方案规定进行。

2、管道预制时应按单线图规定的数量、规格、材质等选配管道组成件，并按单线图标明管道的系统号和按预制顺序标明各组成件的顺序号。

3、管道预制时，自由管段和封闭管段的选择应合理，封闭段必须按现场实测尺寸加工，预制完毕应检查内部洁净度，封闭管口，并按顺序合理堆放。

4、管道对接焊缝位置应符合下列规定：

管道位置距离弯管的弯曲起点不得小于管子外径或不小于100mm；

管子两个对接焊缝间的距离不大于5mm.

支吊架管部位置不得与管子对接焊缝重合，焊缝距离支吊架边缘不得小于50mm；

1、管道安装前应具备下列条件：

⑴与管道有关工程经检验合格，满足安装要求；

⑵管子、管件、管道附件等已检验合格，具有相关证件；

⑶管道组成件及预制件已按设计核对无误，内部已清理干净无杂物。

2、管道安装应按单线图所示，按管道系统号和预制顺序号安装。安装组合件时，组合件应具备足够刚性，吊装后不应产生永久变形，临时固定应牢固可靠。

3、管道水平段的坡度方向以便于疏放水和排放空气为原则确定。

4、管道连接时，不得用强力对口，加热管子，加偏垫或多层垫等方法来消除接口端面的空隙、偏斜、错口或不同心等缺陷。

6、管道对口一般应做到内壁齐平，如有错口时，对接单面焊的局部错口值不应超过壁厚的10％，且不大于1mm，对接双面焊的局部错口值不应超过焊件厚度的10%，且不大于３ｍｍ。对口符合要求后，应垫置牢固，避免焊接过程中管子移动。

7、管道安装应根据现场实际条件进行组织，原则为先大管后小管，安装工作有间断时，应及时封闭管口，管道安装的允许偏差为：

ＤＮ≤100　　1/1000且≤20

ＤＮ＞1001.5/1000≤20

≤2/1000且≤15

11、法兰及紧固件安装

⑴法兰安装前，应对法兰密封面及密封垫片进行外观检查，不得有影响密封性能的缺陷。

⑵法兰连接时应保持法兰间的平行，其偏差不应大于法兰外径的1.5/1000，且不得大于2ｍｍ，不得用强紧螺栓的方法消除歪斜。

⑶法兰平面应与管子轴线相垂直，平焊法兰内侧角焊缝不得漏焊，焊后应清除氧化物等杂质。

⑷垫片的内径应比法兰内径大２～３ｍｍ。垫片应为整圆。

⑸连接用的紧固件的材质、规格、形式应符合设计规定。

⑹法兰应使用同一规格，螺栓安装方向一致，紧固螺栓应对称均匀，松紧适度。螺栓应露出螺母２～３个螺距。

1、盲板厚度符合设计要求，材质与原管材质相同。

2、盲板的添加位置应正确无误，并按要求进行加强。

⑴支架安装工作应和管道安装同步进行，支架的位置、形式尽可能符合设计规定。

⑵支架安装前应清理基础，和基础固定好，安装时及时进行支架的固定和调整工作，支架安装应平整、牢固、与管子接触良好。

⑶滑动支架的滑动面应洁净平整，以保证管道能自由膨胀。滑动支架的滑动部分应裸露，不应被水泥及保温层敷盖。

⑷支架间的间距按设计正确安装，安装过程中使用的临时支架应有明显标志，并不得与正式支架位置冲突，管道安装完毕后及时拆除。

⑸管道安装完毕后，应按设计文件逐个核对支架的形式、材质和位置，以免错装、漏装。

14、管道安装完毕自检合格后，进行“三查四定”收尾工作，进行吹扫，清洗。

１、焊条、焊丝应根据母材的化学成分、机械性能合理选用在使用前必需检查其质量合格证明书和产品是否相符。

２、焊条、焊丝焊条存放地点应符合焊材对温度、湿度的要求，按时填写保存环境记录。如果焊条受潮，焊材使用前应按其使用说明进行烘干。

3、焊接人员必须有上岗证，而且在规定的范围内。

4、管道焊接前用气焊打坡口，打完坡后对管口处出现的焊渣等物应用绞磨机进行清理。

5、此次管道坡口全部采用V型坡口坡口角度为55～65，钝边为0～3mm，管道间隙为1～3mm。

6、引弧及起焊：在图所示A点坡口面上引弧至间隙内，使焊条在两钝边作微小横向摆动，当钝边熔化铁液与焊条熔滴连在一起时，焊条上送，此时焊条端部到达坡口底边，整个电弧的2/3将在管内燃烧，并形成第一个溶孔。在仰焊至斜仰焊位置运条时，必须保证半打穿状态；至斜立焊及平焊位置，可运用顶弧焊接。其运条角度变化过程及位置如图所示。

对于重要管道或使用低氢型焊条焊接时，可用錾、锉等手工加工方式修理接头处，把仰焊接头处修理为缓坡形，然后再施焊。

8、与定位焊缝接头：当运条至定位焊点时，将焊条向下压一下，如听到“噗噗”声后，快速向前施焊，到定位焊缝另一端时，焊条在接头处稍停，将焊条向下压一下，若听到“噗噗”声后，表明根部已熔透，恢复原来的操作手法。

9、换焊条时接头：有热接头和冷接头两种方法。

热接：在收狐处尚保持红热状态，立即从熔池前面引弧，迅速把电弧拉到收狐处，见右图所示。

冷接：即熔池已经凝固冷却，必须将收弧处打磨成斜坡，并在其附近引弧，再拉到打磨处稍作停顿，待先焊焊缝充分熔化，方可向前正常焊接。

（四）管道焊接缺陷产生及预防

根据工程施工过程中的具体情况，结合多年施工管理经验，如何防止焊接缺陷的产生，以便为提高管道焊接工程质量，焊接施工时，焊条、焊丝的选择、使用方法、焊接条件和施工管理等任何一个方面的失误，都可导致“焊接缺陷”的产生。而一项不当的焊接工艺及不适当的焊接参数的选择更是造成焊接缺陷的主要原因。焊接缺陷大致可分为内部缺陷和外部缺陷两类。内部缺陷主要指气孔、未焊透，裂缝，未熔合及夹渣等。外部缺陷是指表面裂纹，表面气孔，凹坑，焊瘤和咬边等形状缺陷，以及热变形，错边或角焊缝的焊脚尺寸不足等缺陷。

夹渣分单个的与条状的两类。有的外形不规则，也有的呈球状。他们都是焊缝金属中残留的外来固体物质。用药芯焊丝焊接时会产生一层溶渣覆盖于焊缝表面，当溶渣在熔融的焊缝金属中来不及浮出表面而停留在金属内时，就形成夹渣。这些夹渣削弱了焊缝，并且可能成为一种裂纹源。他们可由下列因素造成：

前层的焊道清渣不干净；

不适当的焊丝角度，使熔渣流到电弧前面；

运条速度太慢，使熔池处在电弧前面；

采用下面措施可以避免：

仔细清理前一焊道的熔渣，特别是沿焊道的两侧；

增加焊炬的倾斜角，避免熔渣流到电弧前面；

提高运条速度，以便使电弧位于熔池的前面；

气孔是在焊缝金属中的一种充满气体（H2，N2，CO）的空穴。气孔一般呈圆形或椭圆形，内壁洁净光滑。他们可以密集的分布在焊缝的某一部位，也可以沿着焊缝的全长分布。气孔减小了焊缝横截面，使其受到削弱。气孔可以在焊缝内部，也可以穿透到焊缝表面，或者两种都有。也有的表现为焊缝表面的凹坑或长条状气沟。当从凹坑部分释放出来的气体，受到半熔融熔渣的抑制，被封闭与熔渣与熔融金属间，造成熔融金属的下凹，当金属凝固时，即成气沟。如图气孔可由下列一个或多个因素造成：

用于保护电弧及熔池的保护气体流量不够；

保护气体流量过大,将空气卷入,或风速大造成保护气体的覆盖偏转,导致保护不良;

保护气体混有杂质或受潮;

焊接电流过大,或电弧电压过太高;

过快的运条速度,导致气体还没逸出之前,焊接熔池以凝固;

母材或焊丝表面有锈,油脂,湿气或脏物;

母材中的杂质,如钢中的S含量过高,

根据上列原因,可采用下列相应措施,以消除气孔的产生.

采取防风措施,防止穿堂风.在室外焊接,气体保护焊时当风速超过2m/s时,要设置防风措施；

增加去除气体中湿气的装置，及保证气体纯度；

调整至合适的焊接电流或电弧电压,或调整送丝速度;

缩短干身长度或调整焊炬角度,清理喷嘴内附着的飞溅物,改善气体保护;

对焊接接头质量影响最大的是裂纹,裂纹的产生可以由不适当的焊接工艺、焊工技术或材料所致。按照裂纹发生的时间可划分为冷裂纹与热裂纹两种，这些裂纹可以垂直或平行于焊缝。横向裂纹垂直于焊缝轴线，是纵向收缩应力作用所引起的；纵向裂纹常常发生于高的接头拘束及高的冷却速度条件下，预热往往可以减少这些裂纹的发生。

热裂纹又称“结晶裂纹”，当焊缝金属凝固时，如果在枝晶间存在富集杂质元素的低熔点相薄膜，在焊接应力的作用下就会产生热裂纹。硫和磷是最易形成低熔点相的元素，它们的作用也会因含炭量的增加而提高。

按热裂纹的形态，可分为“纵向裂纹”、“横向裂纹”、“弧坑裂纹”，“热影响区（HAZ）液化裂纹”等。

热裂纹发生在凝固温度至Ar3以上温度，其微观特征为沿晶界分布。这类裂纹常常因为母材中含S、P含量过高，也可能因为不适当的收弧方法所致。热裂纹也常常发生在熔深较深的焊缝中（即焊道的深宽比超过1.2），这在“梨形”焊缝中多有发现。热裂纹可由下列措施加以避免或减少到最少程度。

采取预热，以降低收缩应力；

使用清洁的或未被污染的保护气体；

调节焊接规范，更改焊道的外形轮廓，即控制焊道的深宽比不超过1.2；

采用杂质元素含量很低的母材；

使用含Mn量高的焊丝，提高焊丝的Mn/S之比。

弧坑裂纹是深度很浅的热裂纹，他们往往是因不适当的收弧方法所引起。为了避免弧坑裂纹，可以采取返回移动焊丝，或在断弧前停止运条，将电弧间断停止几次，使弧坑填满。

冷裂纹形成于Ar3温度以下，通常在马氏体转变温度区间（约200～300℃以下）有的焊后立即出现，有的经几小时乃至几天后才出现，故亦称延迟裂纹。其微观特征是穿晶断裂，继续延伸。促成冷裂纹的主要因素有三个方面，即钢种的淬硬倾向、氢的作用和焊接接头的拘束应力。焊前预热，使用干燥的、高纯的保护气体及适当的清理工序都有助于防止这类缺陷的产生。使用药芯焊丝通常比实芯焊丝产生冷裂纹要少，这是因为药芯焊丝气保护焊的线能量高，提供了更多的预热效应，也有助于减少因过快的冷却速度而产生淬硬组织等。冷裂纹可产生在焊缝、热影响区，也可能扩展到母材之中。

焊缝中的冷裂纹可以由下述一个或多个因素造成：

相比于母材的厚度，焊道的横截面太小；

不良的装配，如间隙过大，错边等；

避免焊缝中冷裂纹的最好方法是：

要选用合适的焊接线能量，增加焊道的横截面尺寸；

预热，必要时可采用后热或缓冷措施，以降低冷却速度；

选用扩散氢含量少的焊丝及按焊条说明书要求烘干焊条；

药芯焊丝的熔深比实芯焊丝稍浅，且焊丝熔融量大，熔融金属容易流淌到电弧前面，因此，当操作不当时，药芯焊丝容易形成未熔合或未焊透缺陷。当采用摆动焊接工艺时，若两侧停留时间不足，容易产生未熔合。在多层焊时，也常常容易出现未熔合，尤其是当上一道焊道过分突起时。因此，如果上一道焊道过分突起，则必须用砂轮打磨或在突起外减慢焊速，适当增加在焊道两侧的停留时间，以便充分熔化。

产生未熔合的原因，可能有下面几种：

焊接规范不合适，电流太小或电弧电压太高，使电弧吹力过小，熔深不够。

运条速度不当，过快则易使熔融金属跟不上，过慢则易使熔融金属往前淌，减小熔深；

焊炬角度不合适，焊丝未对准，不能保证充分熔透；

坡口宽GB／T 39906-2021 品牌管理要求.pdf，摆动弧度过大，两侧停留时间不够；

坡口角度狭小，不能充分熔透；

坡口内焊道突起过高，尤其是坡口底部的焊道。

选择合适的电流、电压及焊接速度，以保证有足够的熔深；

焊炬要尽量垂直坡口面，焊丝要对准前层焊道的缝边；

不要摆动过宽，在两侧要充分停留；

4.、调整坡口角度，钝边大小、根部间隙；

DB12／T 934-2020 公路工程资料管理技术规程5、用砂轮等工具打磨掉焊道过高凸起部分。

当焊接条件选择不当，或操作手法不合适，就可能造成咬边或焊瘤。一般讲，焊接速度过快，容易产生咬边。当焊接速度过慢，容易产生焊瘤。见右图