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刘智

【摘要】安康电厂水轮发电机经过长期运行后，尾水管上方的基础环，尾水锥管进水口气势锈蚀比较严重，需要更换尾水管上方的基础环和尾水锥管，希望为以后电厂检修相似工作提供施工经验。

【关键词】拼装；焊接；浇筑；灌浆

1 、工作简介

安康电厂水轮发电机经过长期运行后尾水锥管及上方的基础环气蚀严重，尾水锥管混凝土有掏空现象，此次修复是将发电机水轮机全部拆除，割除基础环和尾水锥管钢衬，凿除尾水锥管浇筑的部分混凝土，拼装焊接新的尾水锥管和基础环。

2、 施工步骤

水轮发电机组拆除→转轮吊出机坑→尾水锥管和基础环钢衬割除→混凝土凿除→补充钢筋制安→尾水锥管和基础环钢衬拼装→焊接→探伤检测→混凝土浇筑等强→焊缝打磨。

3、 尾水锥管和基础环钢衬割除

3.1 搭设平台：打开尾水进人门，在尾水锥管内搭设检修平台。检修平台分为两层，下面一层用电厂成品尾水检修平台，先搭设两根主梁，在主梁上面铺设副梁，按照装配顺序铺设地板。在四周用细钢绳固定在副梁的吊点上挂在锥管壁吊点上，以保证平台平稳安全。上面一层用14号槽钢焊接成框架结构，再在槽钢上铺满木板，此平台承重平台作为施工作业面。

3.2 尾水锥管割除：平台搭设完毕经验收合格后，开始用碳弧气刨或者火焰切割将尾水锥管上半部分割除（上管口住下1.4m），为方便搬运运输，割除时要分多个小块进行分解。

4、 混凝土凿除补充制安钢筋

4.1锥管外围混凝土凿除开挖：钢衬割除完毕后，凿除混凝土直径方向向外扩挖500mm，轴线方向高度不小于1.4米的混凝土。混凝土拆除主要用风镐配合膨胀剂拆除，即先用风镐将需要拆除部分圆周凿出宽100左右的槽，深度400mm左右，再在要拆除区域内钻孔深度400mm并灌入膨胀剂，待400mm深混凝土拆除完毕，后100mm深混凝土用风镐手动拆除。拆下的混凝土弃渣用推车通过尾水锥管进人孔通道从吊物孔吊出厂房运至渣场。

4.2钢筋布置：立筋和环筋钢筋规格和布置方式按照原图纸补充，规格Φ25螺纹钢，钢筋间距200mm，插筋入孔深度200mm，外露200mm，安装插筋钻孔直径40mm，安装插筋时用锚固剂锚固。

5 、基础环和尾水锥管拼装

5.1基础环拼装

1、在基础环安装底部位置焊接8个临时支撑板，基础环为四瓣组圆，每瓣基础环下部均匀分布俩个支撑，支撑焊接时调整其上平面高度统一偏差≤0.10mm。

2、支撑焊接完毕后，按照出厂编号分瓣吊装基础环下环板置于支撑上，调整基础环的组合缝及错牙和基础环组圆进行临时点焊。

3、在机坑中心挂钢琴线，以座环镗口中心调整钢琴线的中心，钢琴线中心调整合格后，以钢琴线中心调整基础环中心，最后复测基础环的高程、水平、中心合格后分八个对称方向进行点焊，保证基础环在后续施工过程中不会因碰撞发生位移。

5.2尾水锥管拼装：

基础环安装完毕后开始拼装锥管，以锥管进人门侧瓦片为定位节基准，锥管的进水口对准备基础环下边沿，锥管下扣对齐旧尾水管管口，将到货8瓣锥管按照设备出厂编号进行拼装配割，调整其圆度、高程、中心以及各组合缝间隙、错牙等，组合缝间隙应符合设计要求并临时加固：组合缝间隙小于4mm，表面错牙≤2mm。尾水锥管全部拼装完毕后，拆下有进人孔的4瓣尾水锥管，未拆除的4瓣锥管从两侧进入安装焊接锚钩，待4块钢衬锚钩安装完毕后，再回装4瓣有进人孔的锥管钢衬，通过进人孔进入焊接锚钩，最后安装焊接进人孔。

6、 尾水锥管焊接

6.1焊缝简介： 新安装的尾水锥管进水口Φ=5862mm，出水口Φ=6486.5mm，锥管钢衬δ=30㎜不锈钢材质，组合焊接均600V型坡口；基础环下环板内经Φ=5862mm，外径Φ=6200mm，δ=50㎜不锈钢材质，组合焊接均为600V型坡口。焊缝总计15條，施焊长度总计约70.5米，尾水锥管结构示意图如下俯视图和剖视图。

6.2焊接材料：焊材为设备制造厂供货的E309Mo-16不锈钢Φ3.2mm和Φ4.0mm两种规格焊条，焊条使用量约690kg。

6.3焊接电流控制：为控制焊接变形焊接裂纹，Φ3.2mm焊条焊接电流为95A-110A，Φ4.0mm焊条焊接电流120A-140A，焊条用烘箱加热到350度保持1小时，焊条用焊条保温桶装运到焊接作业现场。

6.4焊接顺序

（1）焊缝编号如下图所示，共为15条焊缝，焊接作业人为8人，4人一组分为两班，白班夜班交替作业。

（2）将焊缝1、3、5、7为第一组，2、6，4、8为第二组，9、11、10、12为第三组，环缝13、14、15按照+Y、+X、-Y、-X平均分四个对称区域，施焊开始每组四人同时对称焊接。

（3）焊接顺序：首先焊接第一组焊缝→第二组焊缝→第三组焊缝→四人同时对称焊接13号焊缝→四人同时焊接14号焊缝→四人同时焊接15号焊缝。

（4）焊接方式：第一步段焊用Φ3.2焊条焊接80㎜长度，间隔400毫米再进行段焊，统一焊接完15条焊缝为一个循环，第二步段焊一个循环完毕后进行打底焊接，打底焊接完一个循环后用Φ4.0焊条进行堆积焊接，Φ3.2焊条段焊和打底焊接熔覆层控制3㎜，Φ4.0焊条每次循环堆积焊接熔覆层4㎜，纵缝焊接时从中间向两段延伸焊接。

（5）每焊接完一条焊缝用风铲凿除药皮，同时释放焊接熔覆层应力。

（6）每位施焊人员焊接前在焊缝附近用记号笔标注施焊人员姓名施焊时间。

（7）焊接变形监测；在基础换班上架设8块百分表，百分表数据调整到统一数据，监测在焊接过程中基础环下环板的焊接变形，如果变形较大更改焊接顺序。

（8）锥管里衬和基础环下环板焊接完毕后进行混凝土浇筑，浇筑等强后测量基础环下环板高程、中心、水平等数据，如果不符合标准进行修磨处理。

（9）焊接完毕后经过超声波和PT对焊缝进行检测，如有缺陷用碳弧气刨处理补焊。

7.浇筑灌浆

（1）焊接完毕后用预留浇筑孔（直径300mm），内部钢筋网较密，无法保证振捣密实度，根据施工经验，对于钢筋密布，空间比较小的浇筑仓，选用C25二级配自密实混凝土，自密实混凝土具有流动性强、粒径小、浇筑过程中无需振捣强等优点。

（2）用罐车将混凝土运输至安装间，用桥机吊运料斗的方式将混凝土吊运至检修平台上方，通过溜槽将混凝土引入料仓，浇筑完毕经过28天等强期后再进行锥管脱空检查，灌浆密实。

（3）灌浆：检查脱空的地方用磁力钻在锥管钢衬上打孔，每个脱空区域高、底各打一个空，打孔直径20mm，采用1：1或0.5：1的浆液灌浆，灌浆压力0.2～0.3MPa，从底部孔灌浆，直到上部的孔浆液溢出，每个脱空的区域以同样的方式进行灌浆处理，本次尾水锥管灌浆脱空面积14.8㎡；灌浆孔11个，注浆量32公斤，经现场联合验收合格，达到规范要求。灌浆结束后尾水锥管安装浇筑全部完毕。

8.结论

随着水力发电厂机组的运行，安康电厂其它发电机组以及相似运行时间较长电站的机组同样存在类似问题，为了机组长期安全运行，鉴于此，笔者总结了安康电厂3号机组基础环尾水锥管更换施工方案，希望为以后类似的工作提供施工经验。