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陈村南涌双向泵站金属流道制作与安装 |
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时间日期：2011-9-15 已被阅读次：[7118] |
佛山市佛利建设工程有限公司 麦耀元
[摘 要] 本文对陈村南涌双向泵站贯流泵金属流道制作与安装进行了介绍。贯流泵流道结
构分为钢结构和钢筋混凝土结构，均需要设计制作异型流道模。本文对流道主要
制作过程进行介绍，为今后类似工程提供参考。
[关键词]贯流泵 流道 制作安装工艺
1．概述
陈村南涌双向泵站位于佛山市顺德区南顺联安围陈村镇新城区的南面，上南涌堤段处，濒临陈村涌。
本工程等别为Ⅲ等，主要建筑物（水闸、泵站）为3级，次要建筑物（护岸、挡墙）为4级，临时性建筑物（围堰等）为5级。
泵站选用两台(1400ZGBS5.5－3.0型)双向竖井式贯流泵机组，设计排涝总流量10m3/s， 配套电机为（TL450－6/850型）(10KV)高压同步电动机，总装机容量900KW。
流道直接影响水泵叶轮进口断面的流速和压力分布，因此，对水泵性能有很大影响。若流道的形状尺寸选择不当，流道内就有可能产生漩涡，严重时会形成涡带。一旦涡带进入水泵，水泵机组就会发生强烈振动。另外，流道和底板浇成整体，形状和尺寸直接影响泵站的工程投资和施工的难易。为此流道的设计与施工应满足以下要求：①流道出口（即水泵叶轮进口）断面的流速和压力分布比较均匀；②在各种工况下，流道内不产生涡带，更不允许涡带进入水泵；③水力损失小；④尽可能减少流道宽度和开挖深度，以减少工程投资；⑤造型简单，便于施工。
南涌双向泵站流道采用钢结构流道和钢筋混凝土结构，均需要在施工现场设工场制作异型模板。其中钢筋混凝土结构采用木模制作流道内壁，分上下两部分，木桁架支撑。本文以金属流道来说明制作与安装过程。
南涌双向泵站金属流道制作，流道分为“Y”型结构和“U”型结构，由于“Y”型结构连接水泵，属于外露部分，不与底板浇筑成整体，通过法兰与U型结构连接，制作方法与U型结构相同，本文以U型流道为例说明，“U”型结构金属流道全长6534mm，流道面板为8mm钢板，10mmx100mm和12mmx120mm的加强架交错布置，加强架间加装8mmx80mm加强肋，间距约为300mm。单个重约为8815kg,两个总重17630kg。流道整体制作、整体吊装。（如下图）
2．制作方法
金属流道模板形状复杂，制作和安装都较困难，故选择在厂内制作准确后，再运到现场安装，能保证施工质量。
4．模型制作
为了确保金属流道内钢板曲线成型，采用正交流道中轴线切断面的方法制作加强架。一般来说加强架间距不应大于30cm，否则容易产生钢板自身变形，影响混凝土质量（钢板自身变形产生的原因很多，与加强架间距、面板厚度等均有关）。本流道共设计13榀加强架，间距约为30cm。
由于每个加强架的直线段及转角圆弧半径均不相同，故每一个加强架根据形状及受力情况均需要单独设计结构。
所有加强架制作完成后再进行整体拼装。
在水平面上预先画好每榀加强架的位置。安装排架时，从进水侧的加强架开始，根据断面的标记上每榀加强架的位置逐榀安装。
5．面板制作拼装
面板制作过程是整体质量控制关键环节，对面板外观及结构均产生直接影响。主要注意事项有如下几点：
①加强架制作过程中严格按照图纸尺寸施工能够有效减少制作误差；
②加强架制作过程中接缝数及接缝宽度应尽可能减小；
③避免最大受力方向上加强架接缝，如果无法避免应该进行错缝处理；
④装订面板同样需要避免通缝，防止产生薄弱部位；
钢板或型钢切断面为待焊边缘时，切断面应无对焊缝质量有不利影响的缺陷，切断面的粗糙度Ra≤50μm,长度方向的直线度公差应不大于边棱长度的0.5/1000,且不大于1.5mm,厚度方向的公差: 当板厚σ≤24mm时， 不大于0.5mm；σ>24m时 不大于1.0mm。 若局部存在少量较深的割痕时 允许采用电焊方法进行焊补 但焊补必须严格遵守本规范有关焊接的规定 焊补后应磨平
模型制作完成后应通过测量校验，对不符合要求的部位可以对面板进行拆除后对加强架进行局部修整，重新拼装面板，使其外形符合设计要求。
6．关键工序控制制作工艺
（1）前期准备工作：
组织技术人员熟悉图纸及有关施工资料，深化设计完成施工图。经业主对施工图纸确认以便生产，以该确认施工图为施工依据；
（2）下料：
加强架用数控切割机下料，在零件表面标记编号。
（3）焊接：
面板对接焊缝要求全焊透，焊缝外表面去飞溅、焊瘤，内表面要求磨平、光顺。面板与加强架焊接要求间断对称焊，表面去飞溅、焊瘤。焊接完成后进行尺寸检验。纵缝错位，小于或等于板厚5％，且不大于2mm；当板厚小于或等于20时为1㎜。环缝错位，小于或等于板厚10％，且不大于3mm；当板厚小于或等于15时为1.5㎜。一、二类焊缝内壁局部凹坑焊补，凡凹坑深度大于板厚10％或大于2mm应焊补并磨光。
（4）分块：
不分块，整体出货、整体吊装。
（5）防腐处理；
在做防腐处理前，对金属流道委托第三方依据《接触式超声脉冲回波法测厚》检测钢板厚度，焊缝探伤检测，联合验收等工作，按《压力钢管制造安装及验收规范》DL5017－93规定，焊缝无损探伤长度占焊缝全长的百分比应不少于下表中的规定，但如图样和设计文件另有规定，则按图样和设计文件规定执行。
7．制作质量控制点
（1）材料：
每块钢板进厂时必须有材质证明书；
（2）喷涂：
1）油漆外观：平整、均匀、漆膜无气泡、裂纹、无流挂、脱落、漏涂；
2）喷铝厚度：0.15mm；
（3）流道内表面平缓度控制：
为保证圆弧边线上倒角处平滑，倒角部分要先用油压机整体压出R200倒角，再过火，压弯。
8．金属流道安装
（1）安装准备
工程测量是保证设备安装质量和保证工艺生产线达到安全运行，功能达到设计及规范要求目标的关键工作之一，根据建立测量控制网→设置纵横中心线→设置标高基准点→设置沉降观测点→安装过程测量控制→实测记录等流程进行工程安装过程管理，涉及设计、土建、安装、厂家等单位协调。
金属流道安装前先把设置在底板垫层上的制点引设到底板上层钢筋面上，用来作为金属流道安装的支承点，支承点用一定厚度300×300的钢板制作，并进行斜撑强度加固，用水准仪精确控制钢板面标高，从同一个基准点为出发点，各点采用该点进行控制。设置好流道支承控制点后，进行纵横中心轴线通线，检查验收合格后，方可进入下一步工作，现场起重吊装。
（2）起重吊装
针对工程金属流道的重量与吊装距离的远近，依据金属流道的设计图纸及有关参数、技术要求；施工现场条件，包括场地、道路、障碍物等；机具情况、工人技术状况和施工习惯等过程分析与计算，选用合理的施工方案，同时制定安全技术措施及预案，保证吊装方案满足安全、有序、快捷、经济的原则，通过技术可行性论证，安全性分析等。最后工程金属流道选用了一台120T汽车起重机，从基坑东岸边的空地上开始吊装。
由于单个重约为8815kg,要求平衡吊装，又要求金属流道吊装过程中不变形，采用了三套钢绞线从底部穿过，套住流道的各个出口，通过活动扣锁住，然后挂钩起吊，先吊装比较远的一个，再吊装近距离的，吊装过程中，未受到风力影响，即将接近时，采用慢车进行，通过线条和金属流道中心刻度进行调整，保证了安装顺利完成。
吊装完毕后进行调整加固，支撑，再通过控制标高与中心点位置，用千斤顶进行微调。
为了防止金属流道在混凝土浇筑过程中，受到浮力和机械振动的影响，在吊装完成加固后，在金属流道底部中央开设一连串圆形排气小孔，同时可以通过小孔对混凝土浇筑质量起到有效的检查。倾斜面层模板底部混凝土应振捣充分，防止脱空。在流道两侧设置三道拉筋，采用花篮螺栓紧固在下层混凝土预埋锚筋上，以防止金属流道偏移及上浮。
9．混凝土浇筑
流道有防渗、防漏、防裂和防错位等要求，金属流道是块整体，施工时采取有效的技术措施。选择低水化热、收缩性小的水泥，不宜使用粉煤灰水泥和火山灰质水泥，亦不宜在水泥中掺用粉煤灰等活性材料，提高混凝土质量，防止各种混凝土缺陷的产生。
为了避免混凝土浇筑时对制作安装好的金属流道产生不利影响应该注意如下几点：
①避免直接用振动器接触金属流道；
②混凝土浇筑时上升速度尽可能慢，避免产生大的浮力；
③混凝土浇筑时两侧上升速度应保持一致，防止受力不均而产生位移。
④应作好浇筑混凝土的施工计划安排，明确分工责任制，配足设备和工具，确保工程质量
混凝土浇筑应从低处开始，按顺序逐层进行，仓内混凝土应大致平衡上升。
⑤仓内应布设足够数量的溜筒，确保混凝土输送到位，不得采用振动器长距离赶料平仓。
⑥浇筑混凝土时应采取综合措施、控制施工温度缝的发生。泵房流道结构形体复杂，周围刚性连接的结构物体积大小不一，方向各异，约束复杂，当混凝土发生收缩后，流道混凝土容易产生裂缝，应该从多方面采取措施，如改善混凝土配合比，合理选择水泥品种，限制水泥用量，正确选择施工工艺，控制混凝土浇筑温度，改善养护湿润混凝土的条件等，防止裂缝产生。
混凝土浇筑完毕应做好顶面收浆抹面工作，加强洒水养护，混凝土表面应经常保持湿润状态。做好养护记录，定时观测室内外温度变化，防止温差过大出现混凝土裂缝。
10．结语
该金属流道制作与安装方法解决了南涌双向泵站复杂流道制作的难题，加快了施工进度，取得了较好的经济效果。可以对今后施工过程中出现类似问题提供一些借鉴和指导。同时也存在一些不足之处，比如金属表面容易生锈脱落；结构吊装要求高，费用高等，日后考虑把金属流道分成上下两半进行制作，减少运输及吊装难度；还有就是金属外观表面的光滑度及流水曲线准确性不高等，尚待更多工程实际经验加以改进。
参考文献：
1、《泵站》，丘传忻编著，中国水利水电出版社；
2、《最新起重机械、输送机械产品样本与专用零部件(机索具)选配计算、构造图集及起重吊装工艺、施工方案编制实务手册》，高岩主编，北方工业出版社；
3、《泵站施工规范》SL234－1999中华人民共和国行业标准；
4、《水工混凝土施工规范》SDJ207－82，中国水利电力部；
5、《泵站验收规范》SL307－2004中华人民共和国水利部
6、《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》DL_T5018－94
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