蜗壳施工方案
丰满水电站全面治理（重建）工程
机电设备安装工程
蜗壳施工方案
中国水利水电第六工程局有限公司
丰满水电站机电安装工程项目部
二〇一五年十二月十四日
批准：校核：编制：
目录
1概述 (1)
2编制依据 (1)
3蜗壳安装工艺流程 (1)
4施工准备 (3)
5蜗壳施工工艺 (3)
5.1蜗壳拼装 (3)
5.2蜗壳挂装 (4)
6蜗壳焊接工艺 (6)
6.1一般工艺要求 (6)
6.2蜗壳拼装焊缝焊接 (7)
6.3蜗壳挂装焊缝焊接 (7)
7质量保证措施及控制要点 (10)
7.1质量保证措施 (10)
7.2质量控制要点 (11)
8施工资源投入 (12)
8.1人力资源配置 (12)
8.2施工设备配置 (13)
9施工安全保证措施 (14)
蜗壳施工方案
1概述
丰满水电站全面治理（重建）工程蜗壳部分共26 节，其中 24 节为“ C”型壳板，进口
第1、2 节为“〇”型壳板，每节分两个瓦片到货，蜗壳需在工地现场拼装成整节后进行挂装。蜗壳拼装成整节后的最大直径为 8800mm，蜗壳总重量约 399.5 吨。蜗壳材质为低合金热轧钢板 Q345R，板厚为 36~50mm，蜗壳各节的对接缝为“ X”型坡口。
2编制依据
（1）中水东北勘测设计研究有限责任公司图纸：蜗壳单线图（1/1 ）
（2）哈尔滨电机厂有限责任公司图纸：蜗壳单线图 L1a002931
蜗壳装配图 Z1a005709
蜗壳装配单级明细表Z1a005709M
上部基础 Z1a005707
上部基础单级明细表Z1a005707M （3）丰满水电站全面治理（重建）工程机电设备安装工程招标文件第三册技术规范（通用）
（4）丰满水电站全面治理（重建）工程机电设备安装工程招标文件第四册技术规范（专用）
（5）丰满水电站全面治理（重建）工程机电设备安装工程施工组织设计
（6）《水轮发电机组安装技术规范》GB/T8564-2003
3蜗壳安装工艺流程
蜗壳安装工艺流程图见图1-1
1
施工准备
↓
蜗壳的拼装→蜗壳定位节的挂装
↓
蜗壳其余节的挂装
↓
蜗壳环缝的焊接
↓
蜗壳凑合节的安装
↓
蜗壳凑合节纵缝的焊接
↓
测量管路的安装、实验←蜗壳凑合节环缝的焊接
↓座环导流板的装焊←蜗壳与座环过渡板环缝的焊接
↓
蜗壳与座环舌板焊缝的焊接
↓
蜗壳焊缝的探伤
↓
蜗壳支撑的安装
↓
蜗壳弹性层安装
↓
蜗壳混凝土浇筑
图 1-1工艺流程图
2
4施工准备
（1）施工前，对施工人员进行技术交底、安全生产措施交底、文明施工教育，组织
施工人员认真学习、熟悉厂家图纸、设备安装说明书、国家标准、安全文明施工等。
（2）设备安装前进行全面清点、检查，并复核蜗壳到货尺寸，如有缺陷或损坏及时
上报监理、厂家。
（3）准备拼装及挂装用的工器具、焊接设备、焊接材料等。
（4）根据上部基础设计图纸，在混凝土施工过程中埋设相应的基础板、锚钩等。
5蜗壳施工工艺
5.1 蜗壳拼装
（1）蜗壳拼装从定位节第 5 节、第 14 节开始，在安装间临建区的拼装平台上，按图纸要求放出相应蜗壳断面圆的尺寸。
（2）拼装前用角向磨光机对蜗壳瓦片焊口及焊口两侧50mm范围内的铁锈、油污、水
分及保护性油漆等杂物清理干净，直至露出金属光泽。
（3）用 90t 汽车吊将蜗壳瓦片吊至平台就位，内壁根据放样线以挡板定位，外侧用
楔子板、千斤顶调整纵缝错牙，对接缝件留3mm的间隙。在蜗壳开口处设置 2 个调整套，用来调整蜗壳的开口尺寸，开口尺寸、管口周长、焊缝错牙、平面度等拼装数据调整符合
要求后，按照设计图纸安装蜗壳内部支撑。
表 5-1蜗壳拼装允许偏差表单位： mm 序号项目允许偏差说明
1G+2～ +6
2K1-K 2± 10
3e1-e 2±0.002e
4L± 0.001L ，最大不超过± 9
5D±0.002D
（4）蜗壳内部支撑安装完成后进行蜗壳纵缝焊接，焊接完成24小时之后对焊缝进行TOFD及 MT（磁粉）检测（拟在机坑同环缝一块进行）。
3
5.2 蜗壳挂装
5.2.1定位节安装
蜗壳挂装从定位节第 5 节、第 14 节、第 27 节（第 27 节已同座环在厂内装配）开始，
整个挂装遵循对称挂装的原则，从定位节开始分别进行相邻的普通节的挂装，直至凑合节。蜗壳的挂装分为三个工作面进行，具体安装顺序见图5-2 蜗壳装配示意图。
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图 5-2蜗壳装配示意图
蜗壳定位节测量放线：在蜗壳定位节外侧焊接一线架，在座环上环板及线架上测量放
出定位节断面的平行线的测点，平行线与断面线的测量距离预留为100mm。
蜗壳吊装前在蜗壳管节开口外部焊接两块临时挡板，用 200t 履带吊吊装蜗壳定位节第
14节挂在相应蝶形边，用千斤顶、导链调整最远点高程、管口倾斜度、管口与基准线偏差
及最远点半径，调整符合规范要求后，用连扳连接蜗壳与蝶形边，蜗壳与蝶形边之间留 3mm 间隙。利用蜗壳下部千斤顶（点焊固定）、拉紧器及增加外部支撑对蜗壳定位节进行加固。
同样方法安装定位节第 5 节。之后安装普通节时出现环缝错牙、间隙过大时，严禁割断定位
节内支撑。
表 4蜗壳安装允许偏差表单位：mm 序号项目名称允许偏差
4
1
到机组 Y线的距离0． 003D 直管段中心
高程5
2最远点高程15（ 10）
3定位节管口倾斜值5
4定位节管口与基准线偏差5
5最远点半径0.004R
5.2.2普通节安装
定位节安装完成后分别对相邻普通节的安装，为保证座环水平在蜗壳的挂装过程中保
持不变，蜗壳挂装时应注意座环的受力平衡、尽量采用中心对称挂装蜗壳，安装顺序见图
5-2 蜗壳装配示意图。在蜗壳挂装过程中及时安装相应的千斤顶及拉紧器，将蜗壳的重量
尽量转移到蜗壳支撑上，同时，在蜗壳的挂装、调整过程中应监视座环的水平，如有必要
应调整挂装顺序，。
用200t 履带吊将蜗壳普通节吊装就位，用千斤顶及拉紧器调整最远点高程和最远点半径，用压码进行压缝，因蜗壳板厚不一致，以过流面接头平滑连接为基准进行压缝，将钢板
间错牙位置留在外侧。对接缝处留 2~3mm间隙，过流面错牙不超过 2mm。
调整蜗壳直管段中心线与机组 Y 线的距离偏差不大于± 5mm，高程偏差不大于± 5mm。若压力钢管先安装完成，则蜗壳直管段应平顺过渡至压力钢管。
调整蜗壳各节对接环缝处内表面的错牙量不大于 2mm，坡口间隙 2~5mm应均匀，否则进行长焊处理。
单节蜗壳挂装完成后应进行必要的支撑和加固，完成后开始焊接或进行下一节的挂装。蜗壳连续挂装 3 节后，必须进行焊接。
5.2.3凑合节安装
普通节全部安装完成后进行凑合节的安装，凑合节共两节（不包含蜗壳与压力钢管之
间的凑合节），凑合节两侧留有50mm的配割余量，为方便凑合节挂装，先安装配割腰线以
下的瓦片。用履带吊吊起就位，尽量靠近两侧划线，划线后放至地面，测量凑合节部位相
邻两节之间的实际距离，测点间间距为100mm，测出对应点之间的距离，核对凑合节上的尺寸划线，校核后割去两侧余量挂装，凑合节配割时应开出坡口，坡口尺寸见图5-3 。
5
图 5-3凑合节坡口配割示例
5.2.4其他安装工作
蜗壳焊接经无损探伤合格后，复测蜗壳的方位及座环的水平度、圆度应符合座环安装
要求，如有超差应进行处理。
蜗壳安装完成后应将外部蜗壳中心线以上的焊接用搭板、吊耳等清除干净、磨光，将
千斤顶、拉紧器等附件按图纸要求进行焊接固定。
按图纸要求装焊测压头及管路、蜗壳排水阀、蜗壳弹性层排水槽及管路等。
6蜗壳焊接工艺
为提高焊接工艺，丰满电站蜗壳焊接采用手工焊和二氧化碳气体保护焊相结合的方式
进行焊接，手工焊工艺采用厂家评定的工艺执行，二氧化碳气体保护焊将重新进行工艺评定，评定合格后按照相关参数执行。
6.1 一般工艺要求
（1）焊接材料的贮存库应保持干燥，相对湿度不得大于60%。
（2）焊条必须按照焊条说明书上要求的温度和时间进行烘干、保温。焊条烘干后放
入120℃焊条保温箱内，随用随取，焊工领焊条时，需将焊条放入焊条保温筒。焊条的
烘干数量与每天使用的数量近可能相同，避免焊条多次重复烘干，焊条重复烘干的次数不
得超过 3次。
（3）焊前预热：所有板厚部件预热温度均不小于 50℃，使用履带式加热板对待焊区域及其附近 100mm范围内按要求进行预热，并在整个焊接过程中不低于预热温度。
（4）焊接层间温度： Tmax≤ 260℃（ J507 焊条）。
（5）焊接前将焊接坡口及其周围 50mm范围内的锈蚀、水渍、油污和油漆等可能影响
6
焊接质量的杂质清除干净。
（6）焊接前应对各焊缝进行适当的定位焊，定位焊长度为100mm~150mm，间隔为
500mm~1000mm，焊缝深度为 10mm~15mm。
（7）焊接工艺规范：见表6-1 。
表6-1 J507焊条（ GB 5015-G AWS E7015）
电压平、横焊电流立焊仰焊焊接速度焊条直径
（ V）（ A）（A）（ A）（ mm/min）Φ3.2mm21～ 2490～ 14080～12090～ 13060～ 200
Φ4.0mm22～ 25140～ 200120～170130～ 18560～ 200
6.2 蜗壳拼装焊缝焊接
（1）单节蜗壳焊前清理、焊接材料、预热要求、焊接工艺规范、定位焊等应符合焊
接工艺一般要求。
（2）焊接大坡口侧焊缝至1/2 ，背面清根、打磨，内外侧坡口交替施焊。要求焊接
采用分段多层多道退步焊接方法，每300mm~400mm分一段，层间焊接接头至少错开50mm，纵缝焊接顺序见图6-1 。
5
3
1
2
4
图 6-1拼装纵缝焊接顺序
6.3 蜗壳挂装焊缝焊接
（1）根据焊接工艺一般要求对蜗壳焊缝进行焊前清理、焊接材料选择、焊前预热等。
（2）焊接顺序：先焊管节间的环缝，最后焊接蜗壳与过渡板焊缝；环缝焊接顺见图
6-2 、整体焊接顺序见图6-3 。
（3）蜗壳各节对接环缝的的焊接顺序按图 6-3 蜗壳整体焊接顺序进行焊接，由 4~8 名焊
工（蜗壳小头焊缝长度较短由 4 名焊工焊接，其他较长部分焊缝由 8 名焊工焊接）在
7
蜗壳内外表面分段施焊。在焊接过程中除第一层和最后一层焊道外，其余各层焊道应进行充分锤击。
图 6-2环缝焊接顺序
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图 6-3蜗壳整体焊接顺序
8
（4）焊接时采用分段多层多道退步焊，在大坡口侧焊满坡口深度1/2 后，背面清根打磨，进行背缝焊接，完成后进行正缝剩余部分的焊接。
（5）装焊凑合节。根据实际尺寸，分块配割、装配凑合节并搭焊固定。首先施焊凑
合节的纵缝，再焊凑合节与其相邻进水口侧蜗壳节间的环缝，最后焊凑合节与其相邻出水
口侧蜗壳节间的环缝。
（6）环缝焊缝的焊接必须连续进行，不得间断。凑合节的最后一条环缝焊接后立即
加热升温到 250℃，保温 2 小时，并缓慢冷却至常温，冷却速度控制在30~50℃ / 小时之内。凑合节的焊接过程中除第一层和最后一层焊道外，其余各层焊道必须进行充分锤击。
（7）蜗壳与上、下过渡段的焊缝需8~16 名焊工，分上下两层按图6-3 顺序沿圆周方向对称施焊。
（8）蜗壳与压力钢管焊缝焊接前，蜗壳凑合节纵缝和与蜗壳一侧的环缝已经焊接完
成，检查蜗壳与压力钢管焊缝的间隙和错牙，对于间隙超过3mm和错边大于 2mm（以过流面对齐为准）的位置要求进行长焊和打磨处理。
（9）焊缝焊接时，由 8 名焊工在圆周方向对称分段退步焊，焊接示意图见图6-4 ，
要求对称部位的焊工焊接参数基本一致。焊接过程中遇到挂装过程中的定位焊焊缝，需将
其清除后再继续施焊。
图 6-4蜗壳进口段焊接示意图
（10）焊接顺序：先在大面坡口焊接2/3 ，然后进行背面清根，打磨去除1mm~2mm 渗
9
碳层，进行背面焊缝焊接，完成后将剩余正缝焊接完成。
（11）焊接采用多层、多道、分段退步焊，每段500mm长，采用小规范施焊，严格控
制预热温度和层间温度。环缝焊接先用Φ 3.2mm焊条进行打底焊，焊10mm（2 层）深后，
改用Φ4.0mm焊条填充焊，盖面焊用Φ3.2mm焊条焊接，除第一层和最后一层外要求逐层进
行锤击以消除焊接应力。
（12）焊后立即进行200℃ ~250℃ *2h 的保温处理。
（13）焊接完成 24 小时后，按图纸要求对所有纵向焊缝、 T 型接头及座环与蜗壳连接焊
缝进行100%TOFT探伤，所有环向焊缝进行100%UT检查，所有焊缝表面进行100%MT检查。7蜗壳加热方案
蜗壳焊缝加热采用履带式加热板进行加热，配备自动温控箱，实现加热自动控制。
加热板选型及温控箱选型由专业厂家进行设计并制作，详见专项施工方案。
8质量保证措施及控制要点
8.1 质量保证措施
（1）开工前和施工过程中，定期不定期对施工人员进行质量责任教育和质量管理意
识教育。
（2）施工前组织施工人员，对施工人员进行技术交底工作，对手工焊标准化工艺进
行宣贯。
（3）对焊工等特种作业入场前进行考核，考核通过后方可进行施工，特种操作人员
必须持证上岗。
（4）施工过程中，严格执行项目质量三级自检制度，发现质量问题及时督促施工人员
进行纠正，缺陷未处理完善前不得移交下道检验，质检人员对施工过程应做到严格把关。
（5）每道焊缝焊接完成后，焊工应逐层进行自检，发现缺陷或焊缝尺寸不符合要求
要及时进行处理。焊接过程中技术人员建立蜗壳施焊台账，详细记录焊接人员的焊接位置，
对焊条烘干、焊条领用、施焊前焊缝加热等进行详细记录并建立台账，以便于缺陷追溯。
（6）蜗壳安装、焊接及浇筑混凝土时，使用电子水准仪及百分表对座环变形进行检
测，并按实际情况随时调整相关施工的顺序。
（7）混凝土浇筑上升速度不超过300mm/h，每层浇高一般不超过1m~2m，浇筑应对称
10
分层分块。液态混凝土的高度一般控制在0.6m 左右。
（8）强化工程质量岗位责任制，明确技术质量负责人。
8.2 质量控制要点
蜗壳安装质量评定标准
评定等级
项次检查项目检验方法
合格优良
△ 1直管段中心与 Y轴线距离偏差± 0.003D± 0.002D
挂钢琴线用钢卷
尺检查
用水准仪、钢板△ 2直管段中心高程偏差± 5± 4
尺检查
用水准仪、钢板3最远点高程偏差± 15± 12
尺检查
挂钢琴线，用钢4定位节管口与基准线偏差± 5± 4
板尺检查
挂线用钢板尺检5定位节管口倾斜度54
查6最远点半径偏差± 0.004R± 0.003R钢卷尺检查
Ⅲ级一次合
环缝Ⅲ级格率 90%以
焊缝
上
△ 7TOFT探
用 TOFT仪器检
查
Ⅱ级一次合
伤
格率 90%以
纵缝与蝶形边Ⅱ级
上
Ⅱ级一次合焊缝超环缝Ⅱ级格率 95%以
△ 8
用超声波探伤仪声波探上
检查伤Ⅰ级一次合
纵缝与蝶形边Ⅰ级
格率 95%以
11
上
裂纹无用渗透检查
表面夹渣无用渗透检查
深度不超过 0.5 ，连续长度
咬边不超过 100，两侧咬边累计
长度不大于 8%全长焊缝
未焊满不允许
焊缝外
9表面气孔不允许
观
焊缝余12＜δ≤ 25，△ h=0~2.5 ；
手工焊
高△ h25＜δ ≤ 80，△ h=0~5
对接焊盖过每边坡口宽度2~4，且
手工焊
缝宽度平滑过渡
飞溅清除干净
目测检查
焊瘤不允许
各节间、蜗壳与座环连接的对接焊缝间隙一般为2mm~4mm，过流面错牙不应超过板厚的10%，但纵缝最大错牙不应大于 2mm，环缝最大错牙不应大于 3mm；
坡口局部间隙超过 5mm处，其长度不超过焊缝长度 10%，允许在坡口处作堆焊处理。9施工资源投入
9.1 人力资源配置
表 8-1蜗壳安装人力资源配置表
技术人水轮机
工种起重测量司机质检焊工电工员工
人数226222201合计37
12
9.2 施工设备配置
表 7-2蜗壳安装施工设备配置表
序号名称规格型号数量备注
1.载重汽车40t1台
2.汽车吊90t1台
3.履带吊200t1台暂定
4.轻型货车3t1台
5.叉车5t1台
6.电焊机ZX6-400B16台普通交流
7.二氧化碳气体保护焊机4台
8.电焊机1000A2台直流焊机
9.气泵
3
4台3m
10.焊条烘干箱2台
11.焊条保温桶20个
12.螺旋千斤顶32t4台
13.螺旋千斤顶16t4台
14.螺旋千斤顶10t4台
15.手拉葫芦5t2台
16.手拉葫芦3t2台
17.角向磨光机Φ 1504台
18.气割工具2套
19.16套用于锤击消除应力及层间
风铲
清理
20.全站仪1台
21.水准仪1台
22.超声波探伤仪1台
23.磁粉探伤仪1台
24.红外线测温枪2把
13
25.履带式加热片50片
26.钢琴线0.3mm100米
27.大锤20磅2把
28.角钢∠ 50*50*518米线架使用
29.马道板4000*200*50200块
30.成品脚手架1套用于蜗壳外围搭设
10施工安全保证措施
（1）施工人员进场前需对施工人员进行安全培训及安全考试，施工前需对施工人员
进行安全技术交底，特种作业人员必须持证上岗。
（2）在施工前操作人员必须认真检查施工现场，检查操作架、工具和设备等安全状况，确认安全后方可操作。
（3）施工用的工具及作业用的仪器、设备在上岗作业前，必须进行检查，发现缺陷
应停止使用。
（4）施工现场风、水、电、氧气、乙炔等按要求布置，现场必须有相应的通风措施
及必要的劳保防护措施。
（5）进入施工现场的人员要穿着整齐，正确佩戴安全防护用品。
（6）蜗壳拼装场及基坑内设置足够数量灭火器材，施工人员应做好防火工作。
（7）施工用电严格按照相关规定及要求，现场用电必须专业维护电工操作。
（8）电动工具应严格按照操作规程进行操作，且应定期进行维护保养，电焊机要具
备良好接地，电源线接头绝缘良好。
（9）吊装作业时注意施工人员是否处于安全位置，由专人指挥，确保指挥信号畅通。
（10）高空作业必须系好安全带，做好防坠措施，使用工具必须用工具袋传递，不准上下抛掷。
（11）平台搭设必须按要求装设护栏，马道板铺设两端用铁线绑扎牢固，且马道板探头尽量在 200mm左右。
（12）生产过程中，各岗位、工种的人员要严格地按本岗位、工种的安全操作规程进行操作，并应有专职的安全技术人员员进行现场监督。
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11蜗壳安装工期控制计划
（1）蜗壳拼装： 26 天
（2）蜗壳挂装： 32 天（包含凑合节配割）
（3）蜗壳焊接：环缝焊接27 天（ 2 天 /1 条环缝）
上、下过渡板焊接 5 天
（4）蜗壳探伤及座环水平复测：10 天
（5）蜗壳附件安装： 9 天
（6）尾工处理及验收： 7 天
15
官地蜗壳拼装及安装方案
164蜗壳拼装及安装 蜗壳为瓦片供货，在临建场地2设置蜗壳拼装焊接工位，利用厂内40t龙门吊拼装，焊接成C型节后用50t半拖挂车运至安装间，利用厂房内桥机进行卸车和翻身、吊装。蜗壳安装前在座环上下环板布置封闭钢平台，用于放置蜗壳安装焊接设备和工具间，并配置相应的人行爬梯、通风换气设备等。 蜗壳总重约650.2t，采用钢板焊接结构，材料为B610CF钢板，最大板厚约64mm 蜗壳管节共分35节（含延伸段），设置3段凑合节，每节分1~4块不等，除凑合节外，在电站厂房外由本标承包人完成蜗壳单节拼装。水轮机制造承包人提出蜗壳工地焊接措施，并指导蜗壳的工地焊接，水轮机制造承包人提供蜗壳工地焊接所要求的全部焊条、焊丝等。焊前应预热，焊后应保温处理。蜗壳焊接后应进行水压试验并保温保压浇注混凝土，水压试验压力值为 2.55MPa保压试验压力值 为0.98MPa,水温应高于室温但最低不低于10C,具体温度打压时可调整。水轮机制造承包人提供两套用于蜗壳现场水压试验封堵蜗壳进口用的试验钢闷头及座环密封环（2台机共用一套），在保压浇注混凝土完成后，闷头将被逐次切割，由本标承包人完成蜗壳进口与压力钢管的焊接。 水轮机承包人只提供瓦块或部分分节蜗壳运输支撑，本标承包人提供蜗壳组节、焊接、打压和保压浇混凝土时的内外支撑及其它支撑。在蜗壳拼焊及打压浇混凝 土过程中具备内、外支撑拆除条件后，按监理人的指令及时拆除蜗壳内、外支撑。运输支撑的拆除应尽可能减少切割和分段，以满足水轮机承包人重复利用的要求，拆除运输支撑由承包人负责装车，按发包人工地指定的地点运卸，由承包人提供的支撑的装卸自行负责。水压试验的闷头及密封环的吊装、就位、联接、拆除及运出均由本标承包人完成。蜗壳安装的探伤要求参见水轮机制造承包人的图纸。在浇注蜗壳混凝土时：蜗壳中心线以下混凝土浇注上升速度控制在300mm/h以下, 蜗壳中心线以上混凝土浇注上升速度控制在500mm/h以下。最大液态混凝土高度不超过1.5m。 （1）蜗壳拼装安装施工准备 A、熟悉理解蜗壳拼装、安装施工图纸和相关技术要求，编制并上报蜗壳施工技 术措施和安全措施，经监理工程师审批后下发至施工技术人员和班组，进行施工 前的技术交底。 B、根据蜗壳管节尺寸，在拼装场设置蜗壳瓦片组装平台2个、蜗壳焊接工位2 个，根据蜗壳管节拼装、焊接和安装调整需要，完成所需设备、工器具、加. 固设施和吊索具、施工平台、爬梯的搭设等准备工作。 C、检查校核砼浇筑后座环中心及高程，并清扫打磨座环上下环板、过渡板等位置的杂物等。 D根据蜗壳定位节设置情况，测放各定位节安装边缘位置点和方位线等。 E、座环基础二期砼强度满足要求，发电机层至蜗壳层安全通道已形成。在座环上下环板内搭设施工平台、布置相应的施工设备及安全设施。
风机蜗壳设计
0 引言 蜗壳的作用是将离开叶轮的气体导向蜗壳出口，并将部分动压转变为静压。蜗壳的结构是复杂的空间曲面体，理论上，蜗壳的型线是螺旋线，但是由于螺旋线结构较复杂，难于手工绘制。因此，在生产中通常用简化的模型来近似。由于蜗壳是离心通风机的关键部件，蜗壳型线的绘制不仅直接关系到蜗壳内的流动损失，还对叶轮的气动性能有很大影响，它直接影响风机的效率及输出流量、压力等性能参数，当工况变化时，需要重新计算并设计 , 使得产品设计周期延长。本文应用三维建模工具CATIA，对蜗壳型线进行精确参数化建模，实现蜗壳的快速设计。 1 蜗壳的型线及结构参数 1. 1 蜗壳的对数螺线型线及结构 蜗壳的型线见图1。图中R为蜗壳处半径，R 2 为叶道出口半径。对于每一个角度φ值都可以得到一个R值，把各点连接起来就是蜗壳的型线。其中：截面a-a 称为终了截面，A称为终了截面的张开度。蜗壳的尺寸与张开度A有关，任意角度φ处的张开度Aφ为
理论上，为了便于分析和计算，假定气流在蜗壳中为定常流动，忽略气体的粘性,气体沿着整个叶轮出口均匀地流出[1]。 图2表示在蜗壳型线起始段气体在蜗壳内的流动。图中：R2为叶轮半径（即叶道出口半径），c为距离轮心R处的气流速度，a为气流角，c u、c m分别为R处的周向速度和径向速度。c′2为叶道出口速度，c′2u、c′2m、a′2分别为叶道出口后的周向速度、径向速度及气流角(叶道出口后速度——刚出口时气流未充满截面，很快即互相混合，混合后的速度也即蜗壳的进口速度)。 蜗壳整个截面充满有效气流，由于忽略空气黏性，蜗壳内的流动满足动量守恒定律，当蜗壳宽度B为常数时，得任意截面处R与φ的函数关系式[1]为
蜗壳及尾水管的水力计算
第二章 蜗壳及尾水管的水力计算 第1节 蜗壳水力计算 一.蜗壳尺寸确定 水轮机的引水室是水流进入水轮机的第一个部件，是反击式水轮机的重要组成部分。引水室的作用是将水流顺畅且轴对称的引向导水机构。引水室有开敞式、罐式和蜗壳式三种。蜗壳式是反击式水轮机中应用最普遍的一种引水室。它是用钢筋混凝土或者金属制造的封闭式布置，可以适应各种水头和流量的要求。水轮机的蜗壳可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳两种。 1.蜗壳形式 蜗壳自鼻端到进口断面所包围的角度称为蜗壳的包角，水头大于40m 时一般采用混凝土蜗壳，包角 ；当水头较高时需要在混凝土中布置大量的钢筋，造价可能 比混凝土蜗壳还要高，同时钢筋布置过密会造成施工困难，因此多采用金属蜗壳，包角 。本电站最高水头为174m ，故采用金属蜗壳。 2.座环参数 根据水轮机转轮直径D 1查[1].P 128页表2—16得： 座环出口直径: ()()mm D b 27252600180019001800 20002600 2850=+---= 座环进口直径: ()()mm D a 32503100180019001800 20003100 3400=+---= 蜗壳常数K =100（mm ）、r =200（mm ） 3.蝶形边锥角ɑ 取 4.蝶形边座环半径 ()m k D r a D 725.11.02 25 .32=+=+= 5.蝶形边高度h ()m k b h 29.055tan 1.02 76.0tan 20=+=+= ? 6.蜗壳圆形断面和椭圆形断面界定值s ()m h s 51.055 cos 29 .055cos == 7.座环蝶形边斜线L ()m h L 354.055sin == 8.座环蝶形边锥角顶点至水轮机轴线的距离
蜗壳的型式及主要尺寸的确定
蜗壳的型式及主要尺寸的确定 根据设计资料提供，水轮机型号为 HL160—LJ —410及水电站工作水头H=118.5m>40m ，故采用金属蜗壳。金属蜗壳只承受内水压力，而机墩传下的荷载和水轮机层的荷载是由金属蜗壳外围的混凝土承受。为使金属蜗壳与其外围混凝土分开，受力互不传递，我国通常是在金属蜗壳上半部表面铺设沥青、麻刀、锯末或软木沥青、塑料软垫3——5cm 厚的软垫层，靠近座环处不铺。使外压不传到金属蜗壳，内水压力不传到蜗壳外的混凝土上。 蜗壳主要参数的选择 ① 设计资料提供，每台机组的最大引用流量，则蜗壳进口处的 流量s m Q Q 300 max 00 088.117123360 345360=?==? ②、蜗壳进口断面平均流速《水力机械》第二版P99图4—30(b)曲线得s m V c 9= ③、座环内、外径选择 由水轮机的型号 HL160—LJ —410，查到cm D 4101=的座环尺寸， 当H=118.5m<170m 时，其座环内径mm D b 5450=, 115m i a i r R ρ2+= 蜗壳断面计算表 0 0 0 0 3.23 15 5.13 0.57 0.43 4.08 30 10.25 1.14 0.60 4.43 45 15.38 1.71 0.74 4.70 60 20.50 2.28 0.85 4.93 75 25.63 2.85 0.95 5.13 90 30.75 3.42 1.04 5.31 105 35.88 3.99 1.13 5.48 120 41.00 4.56 1.20 5.63 135 46.13 5.13 1.28 5.78 150 51.25 5.69 1.35 5.92 165 56.38 6.26 1.41 6.05 180 61.50 6.83 1.48 6.18 195 66.63 7.40 1.54 6.30 210 71.75 7.97 1.59 6.41 225 76.88 8.54 1.65 6.52 240 82.00 9.11 1.70 6.63 255 87.13 9.68 1.76 6.74 270 92.25 10.25 1.81 6.84 285 97.38 10.82 1.86 6.94 300 102.50 11.39 1.90 7.03 315 107.63 11.96 1.95 7.13 330 112.75 12.53 2.00 7.22 345 117.88 13.10 2.04 7.31 第8章幕墙工程施工方案 8.1施工部署 本工程建筑物外表面为一个三维空间多面体，分为大剧场、多功能剧场两个建筑体，多功能剧场有38个大面和54条转角、26个角部，大剧场有63个大面和100条转角、43个角部，屋面分块多为规则的相似或相等的三角形，交接位置多，安装工艺复杂，施工难度较大，外帷幕面积达3万多平方米，其中石材幕墙24123.1平方米，玻璃幕墙4675.98平方米，工程规模大、质量要求及施工技术要求高且施工工序复杂。主要工程量如下： 8.2区域及作业面划分 本工程施工时拟将整个工程划分为组织相对独立的两个区域：大剧场施工区、多功能剧场施工区。两施工区内采用平行作业，同时结合流水作业，屋面防水及结构施工由上向下进行，石材安装由上往下施工。 因两个施工区都是屋面及墙面分块多，多功能剧场共38个大面，大剧场共63个大面，施工过程中以均分工程量为原则，将两施工区各分为A、B共4个施工部进行平行施工（分区示意图见附件二）；各施工部内再根据连续性及类型基本相同原则，划分为3个施工段进行流水作业。 以多功能剧场为例说明施工分部划分及施工段划分，多功能剧场以中间为分界分为东、西（即A、B分区）两个施工区，东区（A区）共20个面，包括面 470 施工组织设计M1～18、M21、M22，西区（B区）共18个面，包括面M19、M20、M23～38。A区内分为三个流水段，第一流水段为屋面流水段，包括面M14～18、M21、M22七个大面，第二流水段为墙面流水段，包括面M1～7七个大面，第三流水段为墙面流水段，包括面8～13六个大面。各流水段同时施工，在项目部的指导下，互相协作。使工程得以实施全面开工，从而加快施工进度，保证工期。 大剧场也以相同原则划分为两个施工部和6个流水段。 471 1. 吊装方案的总体思路 结构的划分 本工程游泳馆钢结构部分主要由主钢架+单层网壳两部分组成。游泳馆场内由纵向主钢架和横向联系杆件体系组成。主钢架一共有10榀，由钢柱和钢梁形成的钢制框架组成；横向联系杆件体系由主钢架之间的横向联系杆件和外围椭圆周联系杆件组成。 游泳馆外围网壳结构由36个菱形网壳以及支撑构件组成，网壳根据拼装构件单元可以细分为主桁架、尾桁架和折面桁架三种。 游泳馆结构轴测图如下所示： 根据施工现场的实际情况，场内主钢架的钢柱已经吊装完成，场内吊装工作包括主钢架的钢梁以及横向联系杆件体系。外围的吊装工作包括主桁架、尾桁架和折面桁架的吊装，每种桁架36榀，共108榀。 根据工程实际，场内钢梁吊装可先在地面进行拼接，方式采用卧拼的方法，将四段材料拼接成一整榀箱型梁，之后整榀吊装。可以缩短工期，并且游泳馆场内不需设立临时支撑架；外围网壳的主桁架，在其下弦杆铸钢节点后设置相应临时支撑架，共36个，同时尾桁架下部相应设置临时支撑架，共36个。 游泳馆的施工临时支撑布置平面图如下所示： 构件的分段与起吊 本工程游泳馆管桁架结构分段情况：每榀主钢梁分成4段，采用散件出场，可采取现场拼装成整榀钢梁后进行吊装。主钢架之间的横向联系杆件散件出场，在现场进行散装，形成横向联系杆件体系。单层网架结构采用散件出厂，现场拼装成块后进行整榀吊装。 主钢梁分段单元吊点设置 游泳馆每根轴线主钢梁由4段构件组成，其尺寸、重量情况如下： 可以先在地面进行拼接，形成整榀箱型梁，再进行吊装。地面拼接可采取水平卧拼的方式，其胎架平面布置示意图如下： 最大吊装单元为32吨、50米的钢梁。主钢梁采用四点吊装法进行吊装，且设置手拉葫芦进行调节。 分块网壳分段单元吊点设置 游泳馆外围网壳拼装单元根据深化设计有三种类型，分别为主桁架、尾桁架和折面桁架，每种36榀，共108榀。在地面拼装完成后再进行单元吊装。 游泳馆网壳结构采用分块吊装，分块最重为7吨，分块形状呈不规则状态，采用四点吊装法进行吊装，吊点设置如下图所示： 海南红岭水利枢纽工程机电设备安装 肘管、锥管、蜗壳拼装焊接 施 工 方 案 葛洲坝集团二公司海南红岭机电设备安装项目部二0一一年十二月一十五日 编制：审核：批准： 海南红岭水利枢纽工程机电设备安装 肘管、锥管、蜗壳拼装焊接 一、项目概述 红岭水利枢纽工程水电站为渠首和坝后两座电站，坝后电站两台大机组（2×30MW）组成两机一变扩大单元接线，经一台S -75000/110主变压器升压至 11 110kV；坝后电站小机组（3.2MW）与渠首电站两台机组（2×6.3MW）组成三机一变单母线接线，经一台S -20000/110 主变压器升压至110kV。其蜗壳为金属蜗 11 壳，尾水肘管及锥管均为金属构件，鉴于肘管、锥管和蜗壳安装时厂房桥机可能未形成，拟定起吊、安装采用25t汽车吊进行。 二、施工及验收的技术标准和规范 本项目必须严格遵照下列现行规程、规范及技术标准进行安装施工(但不限于下列规程、规范和规定) （1）水轮机金属蜗壳安装焊接工艺导则 DL/T5070 （2）水轮机基本技术条件 GB/T15468 （4）水轮机通流部件技术条件 GB/T10969 （5）起重机械安全规程 GB6067 （6）焊接质量要求 GB/T124687.1~12467.4 （7）《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》 GB/T11345-1989 （8）《无损检测焊缝磁粉检测》 JB/T6061-2007 三、编制依据 3.1 编制依据 （1）业主提供的图纸和技术文件； （2）业主审批的施工组织设计； （3）与本工程有关的法律、法规； （4）与本工程安装施工有关的规程、规范和技术标准； （5）我公司在以往及在建同类水电站安装的经验。 3.2 编制原则 （1）保证机电设备安装工程质量的原则； 第三节：反击式水轮机的引水室 一、简介 一般混流式水轮机的引水室和压力水管联接部分还装有阀门，小型水轮机为闸阀或球阀，大型多为碟阀。阀的作用式在停机时止水，机组检修时或机组紧急事故时导叶又不能关闭时使用，绝不能用来调节流量 水轮机引水室的作用： 1.保证导水机构周围的进水量均匀，水流呈轴对称，使转轮四周受水流的作用力均匀，以便提高运行的稳定性。 2.水流进入导水机构签应具有一定的旋转（环量），以保证在水轮机的主要工况下导叶处在不大的冲角下被绕流。 二、引水室 引水室的应用范围 1.开敞式引水室 2.罐式引水室 3.蜗壳式引水室 混凝土蜗壳一般用于水头在40M以下的机组。由于混凝土结构不能承受过大水压力，故在40M以上采用金属蜗壳或金属钢板与混凝土联合作用的蜗壳 蜗壳自鼻端至入口断面所包围的角度称为蜗壳的包角蜗壳包角图 金属蜗壳的包角340度到350度 三、金属蜗壳和混凝土蜗壳的形状及参数 1.蜗壳的型式 水轮机蜗壳可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳 当水头小于40M时采用钢筋混凝土浇制的蜗壳，简称混凝土蜗壳；一般用于大、中型低水头水电站。 当水头大于40M时，由于混凝土不能承受过大的内水压力，常采用钢板焊接或铸钢蜗壳，统称为金属蜗壳。 蜗壳应力分布图 椭圆断面应力分析图 金属蜗壳按制造方法有焊接铸焊和铸造三种。 ， 尺寸较大的中、低水头混流一般采用钢板焊接，其中铸造和铸焊适用于尺寸不大的高水头混流水轮机 2.蜗壳的断面形状 金属蜗壳的断面常作成圆形，以改善其受力条件，当蜗壳尾部用圆断面不能和座环蝶形边相接时，采用椭圆断面。 金属蜗壳与有蝶形边座环的连接图 金属蜗壳的断面形状图 金属蜗壳的水力计算 在选定包角?0及进口断面平均流速v 0后，根据设计流量Q r ，即可求出进口断面面积F 0。由于要求水流沿圆周均匀地进入导水机构，蜗壳任一断面?i 通过的流量Q ?应为 Q Q i r ??=360 （7—6） 于是，蜗壳进口断面的流量为 Q Q r 00 360 = ? （7—7） 进口断面的面积为 F Q v Q v r 00000 360= =? （7—8） 圆形断面蜗壳的进口断面半径为 ρπ ?πmax = = F Q v r 00 360 （7—9） 采用等速度矩方法计算蜗壳内其它断面的参数。取蜗壳中的任一断面，其包角为?i ，如图7—15所示，通过该断面的流量为 Q v bdr u r R a i ?= ? （7—10） 因v r K u =，则v K r u =/，代入式（7—10）得： Q K b r dr r R a i ?=? （7—11） 式中：r a ──座环固定导叶的外切圆 半径； R i ──蜗壳断面外缘到水轮机轴线半径； r ──任一断面上微小面积到水轮机轴线的半径： b ──任一断面上微小面积的高度。 一、圆形断面蜗壳的主要参数计算 对圆形断面的蜗壳，断面参数b 从图7—15中的几何关系可得 b r a i i =--222ρ() （7—12） 式中：ρi ──蜗壳任一断面的半径； a i ──任一断面中心到水轮机轴线距离。 图7—15 金属蜗壳的平面图和断面图 水轮机 轴 r a a i r R i d r ρi b v u v r v i ? 将式（7—12）代入式（7—11），并进行积分得： Q K a a i i i ?πρ=--222() （7—13） 由式（7—6）与式（6-13）得 ?πρi r i i i K Q a a = --72022 () （7—14） 令C K Q r =720 π，称为蜗壳系数，则有 ?ρi i i i C a a =--()22 （7—15） 或 ρ??i i i i a C C =-?? ? ? ?22 （7—16） 以上两式中的蜗壳系数C 可由进口断面作为边界条件求得。两式表明了蜗壳任一圆形断面半径ρi 与其包角?i 之间的关系。当知道式中a i 的变化规律后，每给出一个包角?i 值，即可计算出该断面的半径ρi 值。各断面的a i 值取决于蜗壳与座环的连接方式。蜗壳与座环的连接方式一般有：金属蜗壳与座环蝶形边相接；钢板焊接蜗壳与无蝶形边座环相接；铸造蜗壳与座环以圆弧相切。现以常见的蜗壳与座环蝶形边相接的方式为例，如图7—16（a ）所示。若A 点是座环蝶形边与蜗壳的焊接点，则由图示的几何关系得：a r h i i =+-022ρ （7—17） (K D r a +=2/0、 )10~5(2/sin 2/0mm tg r b h ++=αα) 将式（7—17）代入式（7—15），并令x h i i =-ρ22得 ?i i i C r x r r x h =+-+-002022 （7—18） 由上式可解出 x C r C h i i i = +-??20 2 （7—19） 上式得到了x i 与?i 的关系，式中r 0、C 、h 均已知，这样每给定一个?i 值，可求出x i ，并由图7—16（a ）的几何关系得到相应断面的ρi 、a i 和R i 等参数： a r x x h R a i i i i i i i =+=+=+? ??? ? ??022ρρ （7—20） 上述计算中与座环连接部位的几何尺寸，由座环设计给定。 综上所述，可将圆形断面蜗壳的水力计算步骤小结如下： 蜗壳的型式及主要参数选择 一、蜗壳的作用及型式 (一) 作用 保证把来自压力水管的水流以较小的水流损失，均匀、轴对称地引入导水机构，使转轮四周所受的水流作用力均匀；使水流产生一定的旋转量（环量），以满足转轮的需要。 (二) 型式 1. 混凝土蜗壳 适用于低水头大流量的水轮机。H≦40m, 钢筋混凝土浇筑，“T”形断面。当 H>40m时，可用钢板衬砌防渗(H 达80m) 2. 金属蜗壳 ●当H>40m时采用金属蜗壳。其断面为圆形，适用于中高水头的水轮机。 ●钢板焊接：H=40~200m，钢板拼装焊接。 ●铸钢蜗壳：H>200m时，钢板太厚，不易焊接，与座环一起铸造而成的铸钢 蜗壳，其运输困难。 ●二、蜗壳的主要参数 ● 1.断面型式与断面参数。 ●金属蜗壳：圆形结构参数：座环外径、内径、导叶高度、蜗壳断面半径、蜗壳 外缘半径 ●混凝土蜗壳：“T”形。 (1) m=n时：称为对称型式 (2) m>n：下伸式 (3) m 蜗壳顶点、底角点的变化规律按直线或抛物线确定。 2.蜗壳包角 蜗壳末端(鼻端)到蜗壳进口断面之间的中心角φ0 (1)金属蜗壳：φ0=340°~350°,常取345° (2) 混凝土蜗壳：φ0=180°~270°,一般取180°，一大部分水流直接进入导叶，为非对称入流，对转轮不利） (2) 混凝土蜗壳：φ0=180°~270°,一般取180°，一大部分水流直接进入导叶，为非对称入流，对转轮不利） 尾水管的作用、型式及其主要尺寸确定 一、尾水管的作用 (1) 汇集转轮出口水流，排往下游。 (2) 当H s>0时，利用静力真空。 (3) 利用动力真空H d。 二、尾水管型式及其主要尺寸 ●尾水管的作用是排水、回收能量。其型式、尺寸影响、厂房基础开挖、下部块 体混凝土尺寸。 ●尾水管尺寸越大，η越高，工程量及投资增大。 ●型式： 直锥形——用于小型水轮机 弯锥形——用于卧轴水轮机 弯肘形——（大中型电站） 弯肘型尾水管 云南澜沧江小湾水电站水轮发电机组及其附属设备 --蜗壳及其附件制造 施工工艺 批准： 审核： 编制：许毓成 机电安装工程总公司小湾电站项目部技术科二00六年六月三十日 目录 1、工程概况 (1) 2、施工方法 (2) 2.1蜗壳制造流程 (2) 2.2制造方法 (3) 2.2.1 施工前准备工作 (3) 2.2.2钢板进厂、材质检验 (3) 2.2.3钢板平板、数控下料、坡口加工 (3) 2.2.4瓦块压头、卷制 (5) 2.2.5蜗壳单节放样组装 (7) 2.2.6纵缝预热和焊接方法 (7) 2.2.7 附件加工 (7) 2.2.8 焊缝检验 (8) 2.2.9喷砂、去锈、涂料涂装 (8) 2.2.10编号、出厂 (9) 2.2.11竣工资料 (10) 3、制造工艺要求 (10) 4、蜗壳制造安全措施 (11) 根据第一次质量巡视要求，现统一梨园水电站质量目标正确、全面的表述为：科学管理，精益求精，建设绿色、和谐、精品工程；确保工程建设一次达标投产，争创“鲁班奖”，力争获得国家优质工程奖，成为华电集团在金沙江中游水电建设的窗口工程。 1、工程概况 制造工程内容：6台套蜗壳、蜗壳延伸段及其附件（含蜗壳进人门、基础埋件、必要的运输和安装支撑件，不含尾部三节、舌板和排水阀）。单套蜗壳制造工程量为351.84672t，6台套总制造工程量为2111.08032t。 蜗壳结构型式为钢板焊接结构，材质为ADB-610D型高强钢，钢板厚度有30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm和70mm九种。蜗壳制造内容还包括水轮机轴线+X、+Y以上10m长的进口延伸段。蜗壳与蜗壳进口延伸段相接处的内径为6.5m。蜗壳共有29个管节、76个瓦块(其中尾部三节由东电公司负责制造)，在金结制造厂负责制造26个蜗壳管节、72个瓦块(已包含延伸段的4个管节)，每节“C”型管由三个瓦块组成。 按设计图纸，蜗壳凑合节有三节，第一节（项4、5和6）、第二节（项25、26和27）、第三节（项46、47和48），在管节的出口端各有100mm的工地配割余量。由此可确定蜗壳的安装定位节为：第一节（项7、8和9）、第二节（项28、29和30）、第三节（项49、50和51），制造顺序应和安装的先后顺序一致，制造时先从定位节开始，并分别按俯视、顺时针方向确定蜗壳管节的制造和交货顺序。 φ600蜗壳进人门设置在项51上，在此管节（项49、50和51组成）的-Y偏-X55°的方向上。在制造厂内将进人门焊接成形，在安装现场与蜗壳装配组焊。 蜗壳工程量如表一所示。表一 17．1 进气蜗壳类型 按通道数目划分，向心涡轮进气蜗壳可分为单通道和多通道两种。 图17-3 双通道串列进气蜗壳 在图17-5中示出向心涡轮进气蜗壳常见的截面形状。为今后叙述方便，每一种都取一个象形的名称。 图17-5 进气蜗壳常见截面形状 17．2 蜗壳流动 流动假定：不可压缩流体，稳定，等熵，等环量流动。蜗壳进口处气流马赫数很低，可合理地假定为不可压缩流体。在蜗壳出口处气流马赫数己很高，特别是无叶喷嘴环向心涡轮蜗壳出口，不可压缩流体必然导致较大误差。内燃机出口气流是脉动的，稳定流动假定并不合理。因非稳定流动的求解非常复杂，此假定是不得己而为之。等熵流动假定意昧着计算中不考虑损失系数修正。由于蜗壳中流体遵守动量距守恒规律，故等环量流动是比较符合实际的合理假定。 图17-1 单通道进气蜗壳 图17-2双通道并列进气蜗壳图 17-2 图17-4 双通道串列进气蜗壳周向布置 图17-6 进气蜗壳流动示意图 进口流动：图17-6为进气蜗壳流动示意图。在蜗壳进口处（O-O 截面）有， ?=RC RE i Ui dR b C G ρ0 (1) 式中，0G 蜗壳进气流量。ρ流体密度，不可压缩，故为常数。i U C ,微流管周向分速。i b 微流管宽度。按气流流动是等环量分布的假定，Γ=i i U R C ,，可将上式改写成， ? Γ=RC RE i i dR R b G ρ0 ……………………………………….(2) 令 ?= RC RE i dR b A 0，即蜗壳进口截面面积。若设 = 0R A 0S dR R b RC RE i i =?，则 00S G Γ=ρ=0 R A Γ ρ ……………………………………….(3) 式中，0R 是进口截面当量平均半径，由下式计算， ? = RC RH i i dR R b A R 0 0 ………………………………………. (4) 出口流动：蜗壳出口截面是宽度为b ，半径为h R 的圆柱面。假定蜗壳出口气流沿周向 江西财经大学 江西财经大学 江西财经大学 发电厂房蜗壳二期混凝土施工专项方案 一、 编制依据 1．《新疆吉勒布拉克水电站发电厂房建筑及金属结构安装工程》（[招标/合同编号： XJXH-JLBLK-TJ03-ZB201009-01-040]）。 2．业主提供的设计文件、图纸及工程量。 二、工程概况 主厂房长64.69m,宽27.85m,内布置4台机组，其中1#、2#（均为30MW ）机组中 心间距19.45m ，3#、4#（均为50MW ）机组中心间距21.684m 。机组采用金属蜗壳，外 包弹性垫层，蜗壳外布置了Φ25和Φ20的单层钢筋网，蜗壳混凝土浇筑仓面为 756.873m 2。 三、蜗壳二期混凝土施工工序 根据吉勒布拉克水电站地下厂房混凝土施工的相关技术要求，主厂房蜗壳混凝土 浇筑施工工艺流程为：仓面清理→测量放线→弹性垫层制安→钢筋绑扎→模板及预埋 件安装→冲仓→校模→仓位验收→浇筑混凝土→表面整平→养护→缝面处理。 四、蜗壳二期混凝土专项措施 4.1 施工难度分析 吉勒布拉克水电站机组蜗壳为金属蜗壳，外包弹性垫层，弹性垫层外布置单层钢筋网，根据现场施工环境存在以下问题： ①钢筋安装困难。由于蜗壳钢筋直径大，间距及层间距小，且为弧形异形钢筋，在分层处预留的钢筋头在浇筑时被撞击变形，导致下仓钢筋安装困难，进而影响钢筋的安装质量。 ②模板安装难度大。由于蜗壳二期混凝土浇筑处于检修交通廊道及检修排水交通廊道层，该部分的模板只能进行拼装，而且不易固定，为保证模板之间接缝严密，必须加大支撑材料。同时也直接导致模板拆除困难。 4.2 施工机械的投入 根据本工程的特点，在二期混凝土施工中配置两台混凝土输送泵、一辆臂架式泵车、6根50软轴插入式振捣器、6根70软轴插入式振捣器。 4.3 模板施工及支撑体系 蜗壳层两条1.8m*10.5m检修交通廊道、一条检修排水交通廊道模板均采用φ48钢管脚手架和拱架支撑，拱架间距为0.50m；蜗壳层两条1.8m*10.5m交通廊道排架间距为0.75m，排距为0.75m；检修排水交通廊道排架间距为0.50m，排距为0.50m；主厂房蜗壳层板梁采用φ48钢管搭设满堂脚手架进行浇筑，其中板下部脚手架间排步距分别为：0.75m、0.75m、1.2m；梁下部脚手架间排步距分别为：0.5m、0.5m、1.2m；在模板安装之前，需在模板外侧各布置一排Φ28@1.0m，L=70cm（外露20cm），以便拉筋固定，防止廊道模板在混凝土浇筑过程中发生偏移。蜗壳层外围混凝土模板支撑主要以拉筋为主，辅助φ48钢管斜向支撑，模板背楞采用5×8cm方木，背管采用φ48钢管。模板拉筋（φ16钢筋）间排距为0.6m×0.6m，拉筋固定于边墙锚杆或下层混凝土预埋插筋的根部。 4.4 预埋件施工 土建预埋件按照设计图纸中指定位置与结构钢筋一同进行安装，机电预埋件根据立模及钢筋安装进度及时通知机电安装单位埋设，各类埋件需固定牢固，严禁错埋和漏埋，并在混凝土浇筑工程中和浇筑完成后对预埋件进行保护。接地网由安装公司严格按照设计图纸要求进行安装，其材料采用设计图纸指定的镀锌扁钢进行敷设，安装位置和焊接长度须满足设计要求，并与结构钢筋焊接成网格。混凝土中的各种监测仪器在混凝土浇筑前按照设计图纸要求进行安装，仪器安装后应妥善保护，并及时量测记录，混凝土浇筑过程中，注意对各种埋件进行观察、保护，混凝土下料和振捣时，应避开仪器埋件，防止碰撞埋件变形。 金华市中国婺剧院屋盖钢结构网架工程吊装专项方案 专家论证报告 2010年月日，由浙江九天空间钢结构有限公司组织，对承建的金华市中国婺剧院屋盖钢结构网架工程所编制的钢结构吊装专项方案进行专家论证。与会专家经编制人员介绍及现场考察，讨论形成意见如下： 专家组意见： 与会专家签名： 日期： 金华市中国婺剧院钢结构工程 屋面网壳结构 吊 装 专 项 方 案 编制： ******* 审批： ******* 日期：二〇一二年五月十七日 浙江九天空间钢结构有限公司 目录 第一章：编制依据 第二章：工程概况 1、工程简况 2、屋面网壳结构布局及工程难度 第三章：吊装机械选用、布置及塔吊起重参数第四章：机具、劳动力配备及施工进度计划表第五章：屋面网壳结构吊装工艺 1、安装工艺 2、测量控制 3、现场焊接质量控制 第六章：结构承重支撑及安装操作脚手示意图第七章：安全保证措施 第八章：质量保证措施 第九章：工期保证措施 第十章：特殊季节施工措施 第十一章：应急预案 第一章：编制依据 1、工程简况 本工程为管网架单层网壳结构，结构造型独特、设计美观，结构面积约为8000m2，钢结构总吨位约800吨，钢结构最大跨度72米，长度113米，两端矢高分别为23.243m、36.294m，两端悬挑分别为30m、40m。网壳杆件及支撑柱均采用无缝或电焊直缝钢管。网壳主要由南北方向27榀拱架、31根立柱、支撑、系杆组成，其中10榀拱架支撑在下部混凝土梁柱上，拱架与混凝土柱墩为铰接连接，支座形式采用固定球形铰支座。网壳壳体与支撑柱连接为铰接连接，连接形式采用活动万向铰连接节点。支撑柱与混凝土梁柱连接为铰接连接，支座形式亦采用固定球形铰支座。 2、屋面网壳结构布局 本工程主结构安装在+5m标高层钢筋混凝土楼层面上，由27榀拱架、18榀桁架、31根立柱、134根支撑、572根系杆组成。 A 、27榀管拱架： 1) 3榀管拱架（G3、G11、G19）直径为D800×18-24-30； 2)、7榀管拱架（G1、G2、G4、G10、G12、G15、G20）直径为D500×12； 3)、17榀管拱架(G5、G6、G7、G8、G9、G13、G14、G16、G17、G18、G17、G21、G22、G23、G24、G25、G26、G27)直径为D299×10-12-14。10榀管拱架支撑在下部混凝土梁柱上，拱架与混凝土梁柱为铰接连 基础环、座环与蜗壳安装施工组织设计 -----------------------作者： -----------------------日期： 第一节概述 根据3#、4#机目前土建施工进度，3#机座环、蜗壳支墩将于99年12月20日具备VGS厂商的基础环安装条件，4#机座环、蜗壳支墩将于2000年1月20日完成，具备GANP厂商的基础环安装条件，另根据基础环、座环及蜗壳的供货情况（4#基础环、座环、蜗壳到达工地时间分别为1999.12.1、1999.11.15、1999.12.1，3#机基础环、座环、蜗壳到达工地时间分别为2000.3.15、2000.4.15、2000.3.15）。为此，4#机基础环安装开工日期定为2000年1月20日，3#机基础环安装开工日期定为2000年3月20日，先后错开2个月。虽然3#机、4#机分别由两个不同的厂商供货，但安装程序和各部件安装工期基本一致，即基础环安装（20天）座环安装（55天）蜗壳安装（包括挂装、焊接、打压共165天）。单台机安装总工期为8个月，两台机安装实际总工期为10个月。 第二节施工总体布置 2.1施工组织机构 为确保基础环、座环及蜗壳安装的顺利进行以及安装质量，成立完善的施工组织机构，其方框图见图（1）。 2.2设备堆放场布置 2.2.1分水岛 主要露天堆放各类施工用材料。 2.2.2配管车间 存放各种到货的管材及零星设备，另作为有关管件等的制作。 图（1）施工组织机构 2.2.3前方堆放场 前方设备堆放场根据设备重量分两处，重量超过30T的设备堆放在安Ⅰ或安Ⅱ；重量小于30T的设备堆放在厂房下游▽40平台。 2.3设备的运输与吊装 所有设备由设备物资科根据前方施工进度领取，大型设备领取后根据其重量采用相应的汽车吊或履带吊装车，通过相应的平板车直接运输至前方▽40平台或安Ⅰ和安Ⅱ，卸车采用土建施工门机。 对于堆放在安Ⅰ或安Ⅱ的设备，采用▽82栈桥上MQ6000型门机吊装；对于堆放在厂房下游▽40平台的设备，则采用▽30平台处MQ2000型门机进行吊装。 设备运输通道、堆放场地、吊装设备的使用等具体由生产调度科与联总协调解决，尤其是使用MQ6000型门机吊装的协调工作。3#机、4#机基础环、座环及蜗壳安装均采用分块吊装，其中需利用MQ6000型门机吊装的设备见表（1）： 需利用MQ6000型门机吊装的设备 蜗壳的水力计算 蜗壳水力计算的目的是要确定在中间不同包角i ?时蜗壳断面的形状和尺寸。 计算是在给定的水轮机设计水头r H 、最大引流量max Q 、导叶高度0b 、座环尺寸(外径a D 、内径b D 等)和选择的蜗壳断面形式、包角0?、进口平均流速c V 的情祝下进行的． 水流在进入蜗壳后，其流速可分解为园周速度u V 和径向速度r V ，在进入导叶时，按照均匀轴对称的入流要求，则r V 应为—常数；其值为 r V = max a Q D b π 对于圆周速度u V 的变化规律，计算时有不同的假定，一般常用的有下列两种假定： （一）速度矩u V r=C(C 为一常数) 假定蜗壳中的水流是一种轴对称的有势流动，并忽略其内摩擦力，这样就可以近似的认为水流除了绕轴的旋转外，没有任何外力作用在水流上并使其能量发生变化，即 () u d mV r dt =0 则 u mV r = C u V r = C 上式说明蜗壳中距水轮机轴线半径r 相同的各点上，其水流的园周速度是相同的，u V 随着半径r 的增大而减小。 （二）圆周速度u V =C 此假定即认为蜗壳各断面的圆周速度u V 不变，且等于蜗壳进口断面的平均流速c V 。这样使得在蜗壳尾部的流速较以u V r=C 所得出的流速为小，得出的断面尺寸较大，从而减小了水力损失并便于加工制造．按照这种假定计算蜗壳的尺寸，方法简单，所得出的结果与前一种假定的结果也很近似。 以下仅介绍按照假定u V =c V =C 的计算方法，对于按照假定u V r=C 的计算可参考其他有关书籍。 1．金属蜗壳的水力计算 1）对于进口断面 断面的面积 0F = 0c Q V = max 0 360c Q V ?? 断面的半径 max ρ = 从轴中心线到蜗壳边缘的半径 max R =a r +2max ρ 2）对中间任一断面 i Q = max 360i Q ?? i ρ i R =a r +2i ρ 式中 a r ——座环外半径； i ?——从蜗壳鼻端起算至计算断面的角度； i Q 、i ρ、i R ——分别为计算断面i ?处的流量、断面半径及边缘半径。 由此便可绘制出蜗壳断面和平面的单线图。 2．混凝土蜗壳的水力计算 混凝土蜗壳的水力计算采用半图解法极为方便，如下图所示，现将其计算方法及步骤分述如下： 1）按下式计算蜗壳进口断面的面积 c F = max 0 360c Q V ?? 2）根据水电站的具体情况选择断面形式，并规划进口断面的尺寸使其包括的面积符合c F 的要求，然后将进口断面画在图的右上方； 3）选择顶角和底角的变化规律(图中选择的是直线变化规律)，以虚线表示，并画出若干个中间断面(如图上1、2、3、……断面)； 4）计算各断面的面积，并在断面图的下面对应地绘制出F=f(R)的关系曲线； 5）按下列关系式在左下方并列绘制出F=f(?)的直线，网壳结构大剧院-幕墙工程施工方案
钢结构吊装专项施工方案
水轮机组肘管、蜗壳拼装焊接安装方案
蜗壳断面设计公式及说明
金属蜗壳水力计算和尾水管设计
蜗壳 尾水管设计
蜗壳工艺
蜗壳设计
蜗壳施工方案
丰满水电站全面治理（重建）工程 机电设备安装工程
蜗壳施工方案
中国水利水电第六工程局有限公司 丰满水电站机电安装工程项目部 二〇一五年十二月十四日
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批准： 校核： 编制：
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目录
1 概述 ............................................................................................................... 1 2 编制依据....................................................................................................... 1 3 蜗壳安装工艺流程....................................................................................... 1 4 施工准备....................................................................................................... 3 5 蜗壳施工工艺............................................................................................... 3
5.1 蜗壳拼装 ..................................................................................................................3 5.2 蜗壳挂装 ..................................................................................................................4
6 蜗壳焊接工艺............................................................................................... 7
6.1 一般工艺要求 ..........................................................................................................7 6.2 蜗壳拼装焊缝焊接 ..................................................................................................8 6.3 蜗壳挂装焊缝焊接 ..................................................................................................9
7 质量保证措施及控制要点......................................................................... 12
7.1 质量保证措施 ........................................................................................................12 7.2 质量控制要点 ........................................................................................................13
8 施工资源投入............................................................................................. 14
8.1 人力资源配置 ........................................................................................................14 8.2 施工设备配置 ........................................................................................................15
9 施工安全保证措施..................................................................................... 16
页脚内容蜗壳施工方案
网壳结构吊装专项方案
基础环、座环与蜗壳安装工程施工设计方案
蜗壳的水力计算