大型洞內(nèi)壓力鋼管自動化工藝

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1、 大型洞 ( 多年的企業(yè)咨詢網(wǎng)問經(jīng)驗. 大型洞內(nèi)壓力鋼管自動化工藝 壹、前言 繼十三陵、二灘等國內(nèi)已建工程和三峽、龍灘在建的重大水電工程之后， 大型電站輸水壓力鋼管和鋼襯（以下簡稱鋼管）的結構等變化十分明顯， 第壹：尺寸巨大，長江三峽大壩的管鋼直徑為 12.4m ,烏江彭水水電站管 鋼最大直徑為14m ,超過了國內(nèi)外已有的大型壓力鋼管尺寸；第二：管壁 鋼板強度等級高，500MPa級應用廣泛，600MPa級調(diào)質(zhì)鋼得到了較大范 圍的推廣。第三：工程數(shù)量大而建設工期短，制造安裝生產(chǎn)強度高。為了 適應這樣的形勢變化，鋼管制造安裝技術在傳統(tǒng)的技術基礎上得到了大的 發(fā)展，自動焊接技術

2、在壓力鋼管制造中得到了較為廣泛的運用，大型專用 施工設備在壩內(nèi)鋼管安裝中發(fā)揮了重要的作用，相對而言，由于施工空間 的限制，大型鋼管在洞內(nèi)埋管方面受到限制，通常的運輸?shù)跹b設備不能發(fā) 揮作用，特別對于地處高山峽谷地帶的大型水電工程，鋼管在工地運輸和 安裝時存在較大困難，目前的施工方法仍過多地依賴于傳統(tǒng)的土法運輸和 手工焊接，這些問題將導致施工工期較長且可能在支洞開挖等方面多花費 數(shù)以百萬計的費用。因此，針對近期即將大規(guī)模開發(fā)建設的水電站（如瀑 布溝、溪洛渡、向家壩、錦屏等）大型洞內(nèi)鋼管工程的共同特點，結合現(xiàn) 代工程的先進技術，研究和之相適應的洞內(nèi)鋼管制造安裝工藝是十分必要 的。 、國內(nèi)外相關行業(yè)

3、發(fā)展狀態(tài) 為提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動強度，國外焊接生產(chǎn)機械化、自動化已達 到很高的程度。工業(yè)發(fā)達國家焊接機械化、自動化程度已達到熔敷金屬量 的 65% 之上。氣體保護焊作為高效優(yōu)質(zhì)節(jié)能節(jié)材的焊接方法在國外已得到 廣泛應用，日本在 1998 年已達到熔敷金屬量的 77.6%. 國外大型造船廠開 始應用的門架式鋼板縱縫拼焊機技術，采用多絲高速埋弧焊工藝，配真空 吸盤平臺或電磁平臺，其最大焊接行程達 12m ，壹次行程可焊板厚最大為 40mm 。壹些高效優(yōu)質(zhì)的焊接方法如電子束焊、激光焊、等離子焊、焊接 機器人工作站、焊接柔性生產(chǎn)系統(tǒng)、窄間隙焊接技術、雙絲高效氣體保護 焊技術等在國

4、內(nèi)已經(jīng)得到運用，但我國焊接自動化率為熔敷金屬量的約 30%-50% ，應用的廣度和水平和工業(yè)發(fā)達國家相比尚有壹定的差距。 目前，國際上技術先進的重型焊接滾輪架最大的承載重量達 1600T ，自動 防竄滾輪架的最大承載重量達 800T ，采用 PLC 和高精度位移傳感器控制， 防竄精度為土 0.5mm.變位機的最大的承載重量達400T ,轉(zhuǎn)矩可達 450KNm. 框架式焊接翻轉(zhuǎn)機和頭尾架翻轉(zhuǎn)機的最大承載重量達 160T. 焊接 回轉(zhuǎn)平臺的最大承載重量達 500T 。 立柱橫梁操作機和門架式的操作機的最 大行程達12m.龍門架操作機的最大規(guī)格為8mx 8m.我國已能生產(chǎn) 6mx 6

5、m之上大型立柱一橫梁埋弧焊或窄間隙埋弧焊操作機， 500T重型滾 輪架及重型、輕型自動防竄滾輪架，防竄精度為± iooTi；5mm!位 機和大、中型翻轉(zhuǎn)機等。批量生產(chǎn) H 型鋼和箱形梁焊接生產(chǎn)線以及各種類 型的按用戶需要定制的專用成套焊接設備，且大量采用交流電機變頻調(diào)整 技術， PLC 控制技術和伺服驅(qū)動及數(shù)控系統(tǒng)，焊接裝備的自動化程度有了 很大的提高，某些操作機仍配備了焊縫自動跟蹤系統(tǒng)和工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)。 近年來，在厚壁管道生產(chǎn)中，窄間隙 MAG 焊、窄間隙熱絲 TIG 焊等工藝 的應用范圍日趨擴大，因此為窄間隙設備發(fā)展提供了有利的條件。從 600MW 鍋爐開始采用了 80

6、00 噸油壓機壓制汽包筒體瓦瓣片和窄間隙埋 弧自動焊工藝焊接筒體縱縫， 實現(xiàn)了厚壁長筒節(jié) （單節(jié)最大長度 7000mm 最大厚度 250mm ） 壓制工藝自動化和焊接工藝高效率化。 新型燃氣加熱器 和電加熱設備得到廣泛的應用，例如，紅外燃氣加熱器，引射式液化氣加 熱器等比傳統(tǒng)的燃氣加熱器提高熱效率 30% 之上，而且更加安全和方便。 自動控制技術在制造業(yè)中的廣泛應用正在徹底改變傳統(tǒng)制造業(yè)的面貌，其 中焊接生產(chǎn)過程的全自動化已成為壹種迫切的需求，它不僅可大大提高焊 接生產(chǎn)率，更重要的是可確保焊接質(zhì)量，改善操作環(huán)境。隨著整個制造業(yè) 水平的提高，企業(yè)的運營理念發(fā)生了很大的變化，高產(chǎn)量

7、已讓位于高質(zhì)量、 勞動密集型已逐步被知識密集型所取代。大量采用自動化焊接專機，生產(chǎn) 線和柔性制造系統(tǒng)已成為壹種不可阻擋的趨勢，這同樣也是水電金屬結構 專業(yè)發(fā)展的大方向。 三、大型鋼管結構及現(xiàn)有工藝分析 大型洞內(nèi)鋼管的結構型式由設計根據(jù)發(fā)電樞紐結構要求及巖土力學條件， 結合施工要求確定，壹般為單管單機布置，基本的結構有四種： 壹、水平管，包括水平或接近水平的直管、錐管（漸變段）。 二、彎管，分上彎管和下彎管。 三、斜井直管。四、豎井直管。實際鋼管結構多為水平管和其它結構的組 合，形成“ N”型、單梯度或多梯度型式布置，也有完全以水平管布置的。 不難理解，對于施工而言采用水平管是

8、最有利的，電站輸水隧洞工程的優(yōu) 化方案多采用此種結構，而多梯度型式的施工較為困難。隧洞結構要求每 個鋼管的內(nèi)徑是漸變的，但主要部分的公稱尺寸相同且變化幅度不大，說 明每個工程的鋼管結構的單壹性，其直徑相對最大有約 30 ％的變化，事實 上每個大型鋼管工程都是由數(shù)百以至上千個結構尺寸相近的瓦片組成。 在現(xiàn)有工藝方面，以龍灘為例，典型的大型洞內(nèi)鋼管的整個制造安裝工藝 流程是： ⑴材料采購； ⑵鋼材運輸； ⑶鋼管下料； ⑷坡口加工； ⑸卷板： 1/3 （或 1/4 圓?。? ⑹鋼管組圓； ⑺縱縫焊接； ⑻矯形； ⑼加勁環(huán)安裝焊接； ⑽內(nèi)支撐安裝； （11）焊接檢驗；

9、 ?廠內(nèi)防腐； ?出廠驗收； （14）凹心臺車公路立運（鋼管軸線和汽車軸線平行，高度大于寬度，故名） 運輸； ?交通支洞運輸（臺車平運）； (16)主洞運輸(臺車立運)； ?安裝就位； ?安裝環(huán)縫焊接； (19)安裝檢驗； (20)鋼管碎回填后安裝防腐。 其中，①?②由業(yè)主方直接負責， ③?12由制造承包方在現(xiàn)場鋼管廠完成, 14?20由安裝承包商實施。部分工程(例如三峽、天生橋等)在現(xiàn)場鋼管 廠內(nèi)進行管節(jié)大組和環(huán)縫焊接。 根據(jù)鋼管的施工時間順序和工作狀況能夠整個制造安裝過程分為五個方 面： ( 1 )材料采購供應 通常在正式的施工設計圖具備后，即具備采購條件

10、。鋼板的長度和寬度尺 寸應當由制造安裝工藝確定。能夠計算，鋼管焊縫總長度為管壁的縱縫環(huán) 縫和加勁環(huán)環(huán)縫之和，即 F= mL+ 兀 DL/ B+2 兀 Dn10 m 為鋼管制造分瓦片數(shù)量， L 為鋼管長度， D 為鋼管直徑， B 為鋼管板寬， n為鋼管加勁環(huán)數(shù)量 大型鋼管的瓦片數(shù)量為 2個到5個，鋼板的長度尺寸為 1/3或1/4周長， 這對材料運輸和保證卷板速度更為有利。當鋼管直徑長度加勁環(huán)等結構尺 寸確定后，焊接工作量的大小和板寬成正比。以往，我國工業(yè)基礎較差， 鋼板軋制、卷板等配套設備能力不足，大多采用了 2m左右寬度的鋼板。 當下，不僅我國水電、石化、冶金等行業(yè)均有現(xiàn)代化

11、的數(shù)控卷板機，寬度 均按3-4m 寬度設計，而且市場上能夠采購到國內(nèi)外生產(chǎn)的 3m之上板寬 鋼管用材。在設備條件許可時，鋼管板寬增加自然地形成了施工效率同比 例的增長，若以2m板寬為基準，板寬每增加 10% ,每條鋼管的環(huán)縫數(shù)量 能夠相應減少約10% ,減少比率Q Q= ( B-2 ) /B X 100% 2) 能夠節(jié)省的實際焊縫數(shù)量 W W= LX 兀 DXB-2 ) /B (3) 現(xiàn)有的情況是：我們在采購鋼板時可能少花費 10%的費用，卻增加了 30% 的制造安裝成本及 50%的施工時間。這是目前的壹個盲點，站在社會經(jīng)濟 宏觀價值角度考慮，我們能夠制定相應的行業(yè)技術標準

12、，從壹個方面提高 我國節(jié)能降耗水平。能夠認為，鋼管寬度的確定只是受到了鋼鐵廠生產(chǎn)能 力和陸路運輸?shù)南拗疲ɡ缙嚒⒒疖嚕?，綜合分析，對于大多數(shù)鋼管工 程 2.5m-3.2m 板寬是壹個適合的寬度選擇范圍。 （ 2 ）鋼管制造 最常用的制作程序是：劃線、切割、刨邊、卷板、對圓、縱縫焊接、縱縫 矯正、探傷、調(diào)圓、裝加勁環(huán)、焊加組環(huán)、除銹、涂裝、大節(jié)組裝、環(huán)縫 焊接、出廠檢驗。 鋼管廠規(guī)劃方式的不同形成不同的生產(chǎn)工藝，主要有倆種，壹種是鋼管全 部在現(xiàn)場加工的模式，另壹種為全部瓦片在水工廠卷制的模式。龔嘴、隔 河巖等水電站的實踐證明，將劃線到卷板的程序放在工廠完成，是壹種很 有特點的

13、做法，特別是在現(xiàn)有技術和市場條件下更據(jù)優(yōu)勢，原因在于： 壹、瓦片制作工藝簡單，質(zhì)量易于保證，為提高鋼管的拼裝質(zhì)量和自動焊 接工藝提供有利條件； 二、在工廠易于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，大型的卷板機、數(shù)控切割機和刨邊機等 設備利用率能夠大大增加，工效高成本低，壹臺大型的數(shù)控卷板機年產(chǎn)量 能夠達到 20000 噸左右，而目前壹般只有 20% 的利用率； 三、氧氣乙炔等主要消耗性材料可就近采購； 四、臨建工程量投入減少，施工人員減少，工程建設期征地相應減少。有 利于鋼管生產(chǎn)的節(jié)能降耗和施工環(huán)保，對所有在高山峽谷地區(qū)電站的施工 規(guī)劃有重要的借鑒意義。 鋼管的對圓傳統(tǒng)上采用了平組（管口向上）的

14、方式，其投入小，可同時多 位焊接、矯形、安裝加勁環(huán)內(nèi)支撐容易等，其適應尺寸范圍大，應用非常 普遍。但我們也不應忽略實現(xiàn)鋼管立組（軸線水平）后可能帶來的優(yōu)點， 管壁的縱縫和環(huán)縫均為平焊，在立組狀態(tài)下可容易地實現(xiàn)更高效的自動焊 接，鋼管在對圓中逐步用縱向操作的全自動焊機完成縱縫焊接以及矯正， 且完成加勁環(huán)的安裝和焊接，能夠在鋼管制造階段形成機械化，所有的縱 縫和環(huán)縫實現(xiàn)自動化焊接，能夠有效地減小翻身等吊裝工作。它的另壹個 優(yōu)點是占地面積小，以直徑 10m 的鋼管為例，立組時每個平臺的面積為 120m2 ，而平組只需要 50m2 ，即使在隧洞狹小的作業(yè)空間內(nèi)也能夠方便 地組裝鋼管，

15、這為大型洞內(nèi)鋼管工藝改進提供了必要的條件。當然，實現(xiàn) 鋼管立組的關鍵在于設計制造壹種大型專業(yè)的立式回轉(zhuǎn)平臺，要求其結構 穩(wěn)定，操作方便，外形尺寸緊湊，具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構，設備自身運輸安裝 拆卸方便，配備專用的活動內(nèi)支撐、裝夾工具和多臺自動焊接設備后，具 備完成鋼管對圓、縱縫焊接、縱縫矯正、探傷、調(diào)圓、安裝加勁環(huán)焊接的 工作條件。 無論如何，高效的自動焊接設備是優(yōu)先的選擇，因大多數(shù)鋼管的壁厚設計 在 20-50mm 之間，將多絲高速埋弧焊工藝應用到水電站鋼管的焊接中是 非常必要的，這和水電金屬結構業(yè)目前流行的全自動氬弧焊工藝比較在效 率和成本上存在較大的優(yōu)勢，而加勁環(huán)的焊接采用 CO

16、 2 氣體保護自動焊則 是既高效又經(jīng)濟的工藝。 （ 3 ）鋼管運輸 運輸工作包括材料運輸、管節(jié)公路運輸和洞內(nèi)運輸，運輸工具為汽車、火 車或輪船，其中汽車運輸是必不可少的，材料運輸能夠使用通用的運輸工 具完成，國內(nèi)水電工程較多地采用了火車和汽車運輸方式，部分水運條件 較好的采用輪船遠程運輸后，汽車或火車倒運到現(xiàn)場，管節(jié)運輸除個別工 程外， 都采用特制汽車拖車運輸。 運輸?shù)淖詈箅A段是由平板臺車完成的 （垂 直管例外），平板臺車由卷揚機進行牽引。 實際上，鋼管在現(xiàn)場的運輸是工程規(guī)劃和施工的壹個關鍵點。絕大部分水 電工程施工道路設計為二級公路， 根據(jù)國家公路技術標準，其寬度在7m?

17、 9m 之間， 當鋼管外形尺寸在 9m 以內(nèi)時， 公路具備鋼管平運條件， 但必須 在鋼管節(jié)運輸時對所經(jīng)過的路段實施交通管制，由專用運輸車通過，特殊 情況下，能夠采用凹心臺車的方式拖運，但由于運輸時鋼管重心高，鋼性 差，裝車難，運輸速度低，近年較少采用。若管徑大于 9m 時，可能為此 提高公路的設計等級，當然施工交通洞的等級也要相應地提高，鋼管運輸 所經(jīng)過的公路和隧洞將產(chǎn)生大量的土石擴挖和砼回填工程量，產(chǎn)生的直接 費用是以百萬計算的。和此相對應，最大程度地減小汽車運輸尺寸可能產(chǎn) 生的數(shù)以百萬計的經(jīng)濟價值，同時能夠減少交通干擾、節(jié)省施工時間，且 且有利于環(huán)境保護，無疑對工程建設是

18、十分有利的。 （ 4 ）鋼管安裝 大量的工程實踐表明，鋼管安裝質(zhì)量和進度的關鍵控制點的是其焊縫的焊 接，這壹點在大中型鋼管中更為明顯。我國在云峰電站建設中首次將埋弧 自動和焊滾焊臺車結合應用于鋼管環(huán)縫焊接，能夠?qū)z節(jié)鋼管組成大節(jié)后 運輸，有效地減少了安裝焊縫，較好地提高了環(huán)縫焊接效率和質(zhì)量，被廣 泛地用于在工地鋼管廠鋼管制造，可是由于運輸尺寸和重量的限制，四十 多年來滾焊臺車和埋弧自動焊的工藝設備技術在水電行業(yè)中沒有得到大的 發(fā)展，和國內(nèi)外相關行業(yè)技術發(fā)展水平形成了巨大的差異，同時也表明， 在鋼管安裝技術上存在巨大的開發(fā)潛力。我們完全能夠設想，直接將大型 的滾焊臺車安裝施工

19、部位，比如輸水隧洞的主洞內(nèi)，這樣，能夠進行倆節(jié) 或倆節(jié)之上的大節(jié)組裝， 70 ％之上的環(huán)縫能夠?qū)崿F(xiàn)自動化焊接，鋼管安裝 環(huán)縫減到更少，和此同時，鋼管主洞以外的運輸?shù)某叽缒軌蚶^續(xù)減小，鋼 管主洞內(nèi)的運輸?shù)某叽绶炊軌蛟龃?，事實上，尺寸越大的鋼管越有這種 必要，主洞以外的運輸工具通常用汽車，尺寸越小其穩(wěn)定性更好，速度能 夠相應提高，對施工交通的干擾減少，而鋼管主洞內(nèi)的運輸由于洞挖結構 的限制只能立運，在鋼管大節(jié)組裝之后其寬高比成倍增加，無論在平洞仍 是斜洞段運輸?shù)姆€(wěn)定性變得更好了，有利于整個的施工安全。更壹步地設 想，若在滾焊臺車上設置行走驅(qū)動機構，代替以往結構功能簡單的運輸臺 車，鋼

20、管水平運輸?shù)男视型麖母旧系玫教岣?，能夠達到壹舉多得的效 果，這對以水平結構為主的鋼管工程無疑是理想的施工設備。 (5)防腐 當下水電站鋼管絕大部分防腐工作是分倆個階段進行：大面積的工廠防腐 和鋼管安裝后防腐。目前我國的防腐技術標準和國外是基本壹致的，國外 類似工程的防腐使用壽命能夠達到 20?30年，而我國普遍為 3-5年，差 別巨大。在巖灘等工程中，鋼管防腐在安裝和澆筑混凝土后壹次完成，質(zhì) 量明顯較好，這和國外成功經(jīng)驗相同的。由于安裝過程和混凝土回填施工 中不可避免要傷害到工廠防腐的部位，這些部位和安裝焊縫區(qū)域的防腐壹 樣成為鋼管內(nèi)壁防腐的薄弱環(huán)節(jié)。用“圍桶理論”的觀點分析，

21、提高安裝 階段的防腐質(zhì)量是提高其使用壽命的關鍵板。當下，越來越多的工程技術 專家達成壹致，應當在安裝后壹次性地完成防腐涂裝工作，為了進壹步提 高我國鋼管施工水平，我們不僅應當在鋼管工程設計和施工規(guī)范中加以明 確，而且借簽國內(nèi)外石油、化工等相關行業(yè)的先進技術工藝以及設備應用 經(jīng)驗，能夠研制高效、清潔的自動噴砂和自動噴涂設備，解決長期以來鋼 管防腐用簡易的設備進行大量的手工操作產(chǎn)生的高污染、低效率局面，滿 足防腐質(zhì)量要求和工程的進度要求。 四、現(xiàn)代大型鋼管工程的基本要求 1 、滿足工程設計工期和質(zhì)量的要求 針對目前鋼管制造安裝量在和質(zhì)量要求高的趨勢，應當盡可能選用技術成 熟、自動化程度高

22、的工藝和設備。無論是在材料采購，仍是在鋼管制造、 安裝、焊接、防腐及相應的檢測過程都應當體現(xiàn)。 在我國大規(guī)模開發(fā)大中型水電站的背景下，為符合鋼管工程結構的單壹性、 高強度和質(zhì)量要求，研制大型鋼管制造的自動化焊接單機十分必要，借鑒 國內(nèi)外的先進焊機技術，采用多絲高速埋弧焊工藝，完全能夠從根本上解 決大型鋼管工程的焊接效率和質(zhì)量控制難題。 2 、降低工程總造價 根據(jù)洞內(nèi)鋼管工程的特點，其成本包括材料采購和制造安裝等直接費用， 同時應計算為此工程產(chǎn)生的臨時工程投入的大小，且盡可能減少后期運行 管理成本。 3、生產(chǎn)系統(tǒng)具有柔性，能夠適應結構和尺寸相近的鋼管需要 由具有自適應焊縫跟蹤系統(tǒng)功能的

23、單臺或多臺焊接操作機和工件裝夾，機 械組合而成的加工中心適用于產(chǎn)品規(guī)格多變的小批量生產(chǎn)。大型自動化焊 接裝備或生產(chǎn)線的壹次投資額相對較高，在設計這種焊接裝備時必須考慮 柔性化，形成柔性制造系統(tǒng)，以充分發(fā)揮裝備的效能，滿足同壹工程或類 似工程不同的生產(chǎn)需要。 4、減少交叉作業(yè)，避免施工互相干擾： 這壹點在洞內(nèi)施工時尤為關鍵，不合理的工藝線路設計不僅影響到鋼管的 安裝安全和質(zhì)量，而且極可能影響到整個隧洞工程的施工進度。 5、實現(xiàn)均衡生產(chǎn)，避免勞動力、施工設備等資源使用出現(xiàn)大的波動，工程 施工易于實現(xiàn)過程控制，能夠有效地降低施工管理難度。 6、創(chuàng)造有利的施工環(huán)境，這既符合國家相關法律（《勞動

24、法〉〉《環(huán)境保護 法》等），又是現(xiàn)代企業(yè)以人為本的文化價值觀的直接體現(xiàn)。 五、大型洞內(nèi)鋼管新型自動化工藝及其特點 在之上的工藝分析的基礎上，結合現(xiàn)代技術的原則，我們能夠確定這樣壹 個新的大型洞內(nèi)鋼管的自動化工藝，它分為三個階段： 1、鋼板加工卷制 ㈠ 鋼管下料、切割刨邊：鋼板寬度在 3m 左右較為合理； ㈡ 鋼管卷板（根據(jù)情況制作成 1/2 、 1/3 或 1/4 圓?。? ㈢ 加勁環(huán)制造：能夠數(shù)控切割； ㈣ 圓弧鋼板運輸，包括長途運輸?shù)绞┕ざ磧?nèi)，或倉儲后二次運輸?shù)绞┕ざ? 內(nèi)。 2 、鋼管組圓焊接及安裝 ㈠ 洞內(nèi)組圓及縱縫焊接：組圓采用大型的立式組圓回轉(zhuǎn)平臺，焊接方法為

25、全自動埋弧焊接或氣體保護焊接； ㈡ 鋼管矯圓，采用可移動的半自動液壓校形機； ㈢ 安裝鋼管活動內(nèi)支撐； ㈣ 倆個或多個管節(jié)組圓及環(huán)縫焊接：在大型滾焊臺車上進行全自動埋弧焊 接或氣體保護焊接； ㈤ 鋼管加勁環(huán)安裝及焊接； ㈥ 臺車運輸?shù)桨惭b部位，調(diào)正，焊接，檢驗。 〔這是新工藝最關鍵的部分，采用了洞內(nèi)立組的方法，結合立式回轉(zhuǎn)平臺、 大型或超大型滾焊臺車和高效的自動焊接設備，將形成壹套移動的鋼管拼 裝焊接生產(chǎn)線，代替現(xiàn)有工地鋼管廠的功能，同時調(diào)整現(xiàn)有的安裝工藝， 拼裝和焊接的自動化程度大大地提高了，大量復雜的鋼管大件運輸?shù)跹b以 及翻身換位工作沒有了，起重、安裝、焊接及其探傷的勞動強

26、度降低了， 施工安全和質(zhì)量可靠性增加，鋼管制造安裝的強度易于提高。此項工藝突 破了現(xiàn)有技術的限制，將促使水電站壓力鋼管制造安裝實現(xiàn)量變到質(zhì)變的 飛躍發(fā)展，更能體現(xiàn)我國大型水電站建設規(guī)劃中高技術高質(zhì)量高效率低投 入少（施工）人員的現(xiàn)代設計理念。〕 3 、鋼管防腐：回填管壁外混凝土及灌漿后，內(nèi)壁防腐，采用高效、清潔的 自動噴砂、噴涂設備。 新型鋼管工藝的特點是： 1. 鋼管初步加工可由設備完善的機械廠或鋼結構制造廠完成，將切割劃線、 下料、刨邊、卷板形成流水線作業(yè)。大型鋼管專用的弧形鋼板形成集中工 廠加工的方式，促進鋼管制造向標準化、專業(yè)化和規(guī)?；较虬l(fā)展?？赡? 形成壹個工廠

27、對多個中小工程或多個工廠對壹個大工程的市場網(wǎng)格狀態(tài)的 分布，實現(xiàn)市場資源的合理配制。 2. 現(xiàn)場的鋼管制造和安裝由專業(yè)化的機械設備進行組圓， 焊接和防腐工作自 動化程度大大提高，既能保證施工質(zhì)量，又能夠加快總體施工進度。 3. 施工安全性提高， 鋼管運輸只在主洞內(nèi)進行， 大件的運輸和吊裝工作量大 為減少，運輸效率易于提高，完全避免了現(xiàn)有工程中通常存在的大型鋼管 運輸造成施工交通受阻的現(xiàn)象。 4. 節(jié)省了現(xiàn)場鋼管廠的建造， 和此相關的公路、 施工支洞等能夠按普通標準 設計施工等級降低，此方面能夠節(jié)省大量前期投入。不僅如此，仍將節(jié)省 了工地鋼管廠的建設費用和數(shù)控切割機、刨邊機、數(shù)

28、控卷板機等大型設備 的壹次性投入。目前壹個中等規(guī)模的工地鋼管廠的臨時建設費用在 300 萬 之上，相應的設備投入約 1000 萬，占地總面積在 10000m2 之上。 5. 專用設備投入增加， 需要設計制造大型鋼管立式旋轉(zhuǎn)組裝平臺， 選擇適合 大型鋼管的滾焊臺車，且開發(fā)鋼管內(nèi)壁防腐專用的自動化設備，但這些在 技術上沒有大的難題，而且相關設備費用可由多個工程分攤，總體設備投 入和現(xiàn)有工藝相當或適當降低。 6. 工作環(huán)境改善， 勞動強度降低， 現(xiàn)場施工人員減少， 主要表現(xiàn)為焊接和起 重技術工人數(shù)量減少，通常壹個中型規(guī)模的工地鋼管廠需要 200 人左右， 而按照此工藝只需要 50-

29、60 人左右，施工人員勞動生產(chǎn)率將提高 2-4 倍， 管理工作量相應減少。 7. 和此相關的土建工程開挖量和臨時建筑減少， 相應地減少了對施工區(qū)域自 然環(huán)境的影響。 8. 隨著整個施工過程機械化自動化程度的提高， 特別是手工焊條電弧焊只在 少量環(huán)縫和加勁環(huán)接頭等局部使用，焊接自動化程度將達到熔敷金屬量的 70% 之上，生產(chǎn)能耗相對降低，使鋼管制造安裝工藝技術得到大的提升， 達到甚至超過發(fā)達國家的先進水平。 9. 既適用于交通運輸或場地條件有限的水電站大型鋼管工程， 也非常適用于 鋼管直徑大數(shù)量不多的水電站中小型鋼管工程。 六、結束語 水電站鋼管工程是壹個系統(tǒng)的工程，涉及到水電

30、站建設的規(guī)劃、設計和施 工等多個環(huán)節(jié)，其發(fā)展和現(xiàn)代冶金、機械制造、交通運輸以及水電建筑等 基礎工業(yè)的發(fā)展密切相關，鋼管的新型自動化工藝是壹個既符合我國大規(guī) 模水電站開發(fā)建設的高質(zhì)量快速施工原則，又能大幅提升鋼管制造安裝水 平的現(xiàn)代化施工工藝，它能夠綜合鋼板機械加工、數(shù)控卷板和全自動焊接 等多項國內(nèi)外成熟的工程技術，能夠應用先進的大型數(shù)控卷板機、大型鋼 管滾焊臺車、多絲高速埋弧焊焊接工藝及設備等，同時提出了大型鋼管立 式組圓回轉(zhuǎn)平臺、大型鋼管內(nèi)壁自動噴砂、自動噴涂設備研發(fā)的新課題。 水電站洞內(nèi)鋼管的新工藝十分適應我國目前日益發(fā)展的工業(yè)化水平和市場 經(jīng)濟要求，符合改革開放條件下的中國現(xiàn)代水電建設管理思想，通過進壹 步的技術開發(fā)利用，不僅能夠為水電建設的優(yōu)化方案提供技術支持，有利 于節(jié)約電站投資，有利于改善施工環(huán)境，有利于提高工效，有利于工程質(zhì) 量控制，有利于提高施工管理效率，而且，在大規(guī)模推廣應用之后，能充 分利用市場資源，提高能源利用效率，展示我國水電站建設現(xiàn)代化水平， 使我國水電站鋼管制造安裝的技術達到國際領先水平。