手拉葫芦在输水隧道洞压力钢管液压反铲安装施工中的应用

为了有效解决大直径缓坡段输水隧洞压力钢管安装施工诸多难题,应用挖掘机液压反铲机械改造、专用支架制作、压力钢管变形控制等施工方法,并采取 U 形垫块式支架配合手拉葫芦、设置钢管内支撑等措施,采用 合理的焊接工艺避免焊接应力集中现象,完成了输水隧洞压力钢管运输、调整及安装。

大直径缓坡段输水隧洞压力钢管液压反铲安装施 工技术通过对挖掘机液压反铲进行适当的改造,用于隧洞内钢管的运输和安装调整,涉及机械改造、支架制作、变形控制等多项关键技术。首先拆卸反铲小臂,根据钢管直径制作一个简易支架安装在反铲大臂端头, 反铲把简易支架从钢管内部托在钢管顶部。压力钢管往往相对较长、较重,导致安装钢管时,压力钢管的长度越长,出现变形的概率越大。压力钢管的底部放置U形垫块焊接于支架顶部,U形垫块本身受力面积相对较大,更好地将压力钢管固定。支架上焊接固定锚环,支架两边各悬挂2个5t手拉葫芦拉于钢管中腰处,用于固定和调整钢管,防止钢管变形及钢管前后倾倒。在挖掘机液压反铲尾部制作一配重平台,根据反铲工况及管节重量,适当增加少许配重,以达到反铲在缓坡行走的平衡稳定。压力钢管安装后承受水压力较大、受力复杂,为有效避免钢管变形,瓦块纵缝与环缝交接处采用圆弧段焊缝过渡,减少焊应力集中。此外,为加强瓦块整体受力,保留压力钢管加劲环设计,安装时将瓦块加劲环与钢管加劲环对接焊接。瓦块制作时采用合理的加工流程和加固措施,确保瓦块卷制弧度,控制加劲环安装间隙,防止瓦块的运输变形。

瓦块安装焊缝采用不对称X形坡口,坡口外小内大,背面焊缝坡口比例为2 / 5, 正面焊缝(过流面)坡口比例为3 / 5,在保证厚板焊接质量的同时减少了外部狭小空间内焊接停留时间。通过选择合理的焊接顺序和焊接方法,尽量减少在刚性约束条件下的焊接应力集中现象,防止焊缝产生冷裂纹。

该技术适用于大直径隧洞内缓坡段的短管节钢管安装,隧洞和钢管直径在3-12m,洞内坡度为0°-8°,钢管管节长度在3m以下。