句容抽水蓄能电站压力钢管安装技术在建筑工程中的集成优化和应用分析

引言

在电力系统建设的背景下，抽水蓄能电站工程规模与技术难度逐渐提升，对核心结构的压力钢管制作与安装技术提出了十分严格的要求。江苏句容抽水蓄能电站作为国家一等大型工程，本身具备华东电网调峰填谷、应急备用的重要功能，可是该工程面临多重技术挑战，安全风险高度集中。因此，本文结合句容抽水蓄能电站工程实践，论述了压力钢管安装技术的集成优化路径，进而推动建筑工程领域超危大压力钢管项目的标准化、高效化建设。

1、工程概况

江苏句容抽水蓄能电站坐落于江苏省句容市境内，地理位置具有显著优势，距南京市仅65km、镇江市36km、句容市26km，这一区位条件为工程建设期间的物资运输、设备调配以及后期运营维护提供了极为便利的交通基础，有效降低了工程全生命周期的综合成本。从工程结构设计来看，电站引水系统采用平洞+竖井的复合布置形式，这种布置方式能够有效适应复杂的地形地貌条件，同时优化水流路径，减少水头损失，提升发电效率。整个引水系统共布置3 条引水隧洞，在下平段通过 3 个岔管巧妙地分成6 条引水支管，形成了一洞多支的高效输水格局，确保水能能够均匀、稳定地输送至每台机组。单条引水隧洞高压管道钢管的轴线长度介于 885.55～918.11m 之间，超长的管道长度对钢管的制作精度、安装工艺以及整体结构稳定性提出了极高要求[1]。

依据安装部位的功能差异与受力特点，引水高压管道压力钢管被科学划分为三大类，分别是下平洞与支管钢管、竖井钢管、上平洞钢管。在材料选用上，工程充分考虑了不同部位的受力强度需求，实现了差异化与经济性的平衡。其中，压力钢管在距竖井管上端39m 处往下游方向至下平段钢管末端，以及支管近厂段 20.887m 长渐变段钢管，由于需承受更高的水压力与结构应力，全部采用600MPa 级高强钢板。其余受力相对较小的区段，则统一选用Q345R 钢板，这种材料配置方案既保证了关键部位的结构安全，又有效控制了工程总造价。

2、压力钢管核心参数与施工流程的深度优化

2.1 压力钢管关键参数

引水隧洞压力钢管作为工程的核心承重结构，其设计参数充分考虑了不同部位的受力特点与功能需求，从直径、壁厚到附加构件，均实现了精准定制：

（2）附加构件设计。为增强钢管结构的稳定性、抗推力能力与阻水性能，工程设置了加劲环、止推环和阻水环三类附加构件。其中，加劲环高150mm，环厚 18～32mm ，环间距为 750～1500mm ，通过合理的间距与厚度设计，有效提高了钢管的抗外压稳定性，防止钢管在外部混凝土压力作用下发生变形；引水支管压力钢管进厂末端设置三道止推环，环高250mm，环厚32mm，能够有效抵御水流对钢管的轴向推力，避免钢管因水流冲击发生位移；引水压力钢管上平段首部管节设置三道阻水环，环高300mm，环厚 18mm，通过增大水流阻力，有效防止水流从钢管与混凝土之间的缝隙渗漏[2]。

整个引水高压管道压力钢管安装总量约1.53 万吨，管节数量达1017 节，庞大的工程量与复杂的构件参数，对施工组织与质量控制提出了极高要求。

2.2 施工流程优化

（一）上弯段-竖井-下弯段钢管安装。安全优先的分段流水作业竖井段作为工程安全风险最高的区域，其施工流程严格遵循“安全第一、质量优先”的原则，采用分段流水作业模式，每一步骤均设置严格的质量与安全控制节点；（二）定位节安装与混凝土施工。定位节作为后续钢管安装的基准，选择与下弯段钢管相接的4 节下平洞直管，安装完成后需进行严格的加固处理，确保其位置精准且稳定。随后进行定位节外包混凝土施工，待混凝土强度达到设计强度的75％后，方可进行相邻管节的安装，这一要求有效避免了因混凝土强度不足导致定位节移位，影响后续安装精度；（三）分段安装与混凝土交替进行。下弯段先安装8 节钢管并加固，随后进行下弯段混凝土施工，待混凝土抗压强度达到5MPa 以上，再继续安装剩余下弯段、竖井及上弯段钢管，原则上一次浇筑长度为 18m。这种“安装-浇筑-再安装”的交替模式，确保了钢管与混凝土之间的紧密结合，同时避免了因一次性安装过长导致的结构不稳定风险；（四）仓号工序控制。每一个仓号的施工严格遵循“钢管运输→钢管调整加固→钢管焊接→焊缝无损检测→防腐施工→混凝土施工→下一个施工单元的钢管运输”的流程，且明确规定钢管的运输、调整加固、焊接不得交叉作业，焊缝未完成无损检测不得进行混凝土施工；这一严格的工序逻辑，从根本上杜绝了因工序混乱导致的质量隐患与安全风险（五）收尾阶段。待所有钢管安装与混凝土施工完成后，拆除竖井顶部桥机，完成竖井段全部施工任务。

2.3 平段钢管安装

首先，前期准备与定位节施工。首先完成卷扬系统布置，包括设备、轨道、锚点等设施的安装与调试，随后进行定位节安装及加固，并完成定位节外包混凝土施工，流程与竖井段基本一致，但在设备选型上根据平段运输需求进行了调整，如在 3#施工支洞与引水下平洞交叉部位洞顶布置2 组 Φ 32 全长砂浆锚杆，4 根/组，长6.0m，入岩5.65m，配合32t 滑轮组与5t 卷扬机，满足下平段钢管洞内卸车及翻身吊装需求；其次，多节连续安装与集中浇筑。为加快施工进度，平段钢管安装允许一次安装10-12 节钢管后，再分仓进行混凝土浇筑施工，一次浇筑长度不超过 24m。这种方式大幅减少了工序转换次数，避免了因频繁切换“安装-浇筑”工序导致的时间浪费，同时提高了机械与人员的利用效率。例如，在引水上平洞施工中，通过将1#、2#施工支洞与上平洞交叉部位洞顶局部扩挖至10.5m，满足钢管洞内卸车及翻身吊装需求，并利用 20t 滑轮组配合5t 卷扬机实现钢管运输，进一步提升了安装效率；最后，特殊管节处理与收尾。针对凑合节及与其相邻的上、下游侧各 1 节钢管无法在常规扩挖部位卸车与翻身的问题，工程将扩挖区沿施工支洞轴线向出洞口方向延伸10m，并在交叉部位吊装一侧施工支洞洞顶额外布置2 组天锚，专门用于这3 节钢管的吊装，确保所有管节均能顺利安装[3]。最后完成凑合节钢管安装与施工支洞封堵，标志着平段钢管安装全部完成。

3、结语

综上，句容抽水蓄能电站压力钢管安装工程的实践表明，面对超大规模、高风险、多工序交叉的复杂建筑工程，单一技术环节的优化已无法满足 过多维度、全流程的技术集成与管理协同，才能实现工程“安全、质量、效率”的统一目标。 . 技的不断进步和 程建设要求的不断提高，压力钢管安装技术将继续朝着更加智能化、绿色化和高效化的方向发展，为我国能源建设和经济发展做出更大的贡献。

参考文献：

[1]申梁,陈立强,黄勇.句容抽水蓄能电站隐伏岩溶控制因素与发育规律[J].科技通报, 2024(002):040.

[2]黄维,雷显阳,陆雪妮,等.沥青混凝土面板与土工膜防渗连接方式研究—以江苏句容抽水蓄能电站为例[J].人民长江, 2024, 55(11):67-73.

[3]毛勇.句容抽水蓄能电站斜井压力钢管安装方案设计[J].技术与市场, 2024, 31(9):96-100.