卧式储罐焊接结构和工艺设计

1、1 产品介绍工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的设备，称压力容器。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。压力容器的用途十分广泛。它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外，还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。目前，世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。为保证压力容器的

2、安全使用，在制造时就必须按照有关标准、规范，对压力容器的原材料和加工制造过程进行严格的质量检验，因此，对投入运行的压力容器也需要进行定期检验。压力容器的检验内容主要有：对材料的化学成分和力学性能的常规理化检验；对焊接接头的各种性能检验；对压力容器各部分存在的各类缺陷的无损检测；用高于操作压力的液体对容器进行耐压试验等。质量检验在压力容器制造过程中占重要的地位。在有些反应堆压力容器的生产周期中，有一半的时间都是用于质量检验。筒体是圆筒形压力容器的主要承压元件，它构成了完成化学反应或储存物所需的最大空间。筒体一般是由钢板卷制或压制成型后组装焊接而成。当筒体直径较小是，可采用无缝钢管制作。对于即轴向

3、尺寸较大的筒体，采用环焊缝将几个筒节拼焊制成。根据筒体的承载要求和钢板厚度，其纵焊缝和环向焊缝可采用开坡口或不坡口的对接接头。对于承受高压的厚壁容器筒体，除了采用单层厚钢板制作外，也可以采用层板包扎、热套、绕带或绕板等工艺制作多层筒体结构。封头即是容器的端盖。根据形状的不同，分为球形封头、椭圆形封头、蝶形封头和平板封头等结构形式。2 结构计算本次设计的容器为卧式压力容器，其容积为。结构设计为筒体和椭圆封头。2.1筒体长度的计算 设筒体直径为D， 筒体长度为H=2D， 选用标准椭圆封头， 则其体积可表示为:由此可求得。由以上尺寸将筒体分为三段式，其中每一段的长度为，筒体为两瓣组焊而成。2.2容器

4、壁厚的计算筒体壁厚计算公式为：式中：为设计压力，根据压力容器设计标准在本试验中其值为 为材料的许用应力本次所用材料为1Cr17其屈服极限为，抗拉强度极限为 QUOTE 在式中选用作为本材料的许用应力。 双面含或相当于双面焊的全焊透对接焊缝100%无损检测 =1.0局部无损检测 =0.85不做无损检测 =0.70单面焊的对接焊缝，沿焊缝根部有紧贴的垫板100%无损检测 =0.9局部无损检测 =0.8单面焊的环向对接焊缝（无垫板）局部无损检测 =0.7不做无损检测 =0.6此容器选择焊接方法为双面全焊透，局部无损检测，因此焊缝系数选择为0.85。 实际厚度公式为:为附加壁厚其值为:为板材厚度偏差取

5、为，为材料腐蚀裕量，本结构为微腐蚀其取值为。因此筒体实际厚度为：2.3封头厚度计算椭圆封头壁厚计算公式为：式中K=1；实际厚度为： QUOTE 2.4标准件的选择2.4.1椭圆封头的选取以内径为公称直径选取封头，由计算得到的封头的设计内径为D=1800，根据JB/T 473795椭圆封头标准选取椭圆封头如下图：封头结构示意图（图1）其参数见下表：直径Di厚度高度h1高度h2质量m18002345050900表（一）2.4.2支座的选择：卧式容器用支座支撑。其中主要有鞍式支座、圈式支座和腿式支座三种。按座的结构和尺寸，除特殊情况需要另设计外，一般可根据设备的工程直径选用标准形式支座，目前常用的鞍

6、式支座标准为JB/T471292。因为卧式贮运罐对于卧式贮运罐，除了考虑容器重量在壳体上引起的弯曲应力，所以，即使选用标准鞍座后，也要对容器进行强度和稳定习性的校核。一般卧式容器最好采用双支座。根据容器的公称直径DN=1800和鞍式支座标准（JB/T 471292）选取支座结构如下图所示：支座结构示意图（图2）其具体数据为：鞍座高度250 底板总长L1:1280 筋板厚度 8包角角度 120 垫板厚度8 底板厚度12垫板弧长2100 腹板厚度10 螺栓间距1120 2.4.3视镜的选择：视镜的标准结构采用带颈和不带颈两种。不带颈视镜结构简单，便于窥视，但缺乏制造经验，容易引起视镜焊后密封面变形

7、，另外在不宜把视镜直接焊在设备上时，也有带颈视镜供选用。本容器上为带颈视镜(HGJ 502-86).其结构简图如下所示：视镜结构示意图(图3)3焊接结构制造工艺3.1材料的进厂入库检验结构材料和焊接材料验收合格后，应按企业标准，分别存放在金属材料库和焊接材料库。金属材料主要存放各种钢材、有色金属和外购铸、锻件等，不允许露天堆放。不锈钢板、钢管和有色金属材料，应分别单独存放并妥善保管。3.1.1 结构材料预处理 钢材进入车间加工之前进行表面预处理是金属结构制造中最重要的首道工序。一搬钢材经过预处理比手工或风动钢丝刷清理钢材耐腐蚀寿命要长5倍多。钢材的预处理有机械除锈和化学除锈方法两种。本容器选用

8、GYX-3M钢材预处理装置。利用抛丸机械除锈的先进大型设备，钢材经此处理，并经喷保护底漆，烘干处理等工序后，既可保护钢材在生产和使用过程中不再生锈，又不影响机械加工和焊接质量。矫正是利用材料的塑性变形能力，在力的作用下，使工件得到正确形状的过程。钢材的的矫正分手工、机械、火焰等三种矫正方法。本容器结构所选用钢板厚度为23mm，属于厚板。选用矫正方法为机械矫正，选用矫正机型号为：CDW43S（25x2500）；其具体参数见下表：最大矫平厚度最大矫平宽度最小矫平厚度板材屈服点工作辊辊距工作辊直径工作辊辊数矫平速度主电动机功率25250063602502309790CDW43S板材矫平机数据（表二）

9、3.2 放样、划线与号料放样、划线与号料是决定焊接坯料形状与尺寸公差的重要工艺，亦是焊接结构过程主要质量控制点之一。放样是在制造金属结构之前，按照设计图样，在放样平台上用1：1的比例尺寸，划出结构或者零件的图形和平面展开尺寸。号料和划线采用划针或者磨尖的石笔、粉线作线。3.2.1 筒节下料 筒节的划线是在钢板上划出展开图。筒节的展开计算比较简单，即以筒节的平均直径为基准。由于钢板在卷板机上弯卷是受辊子的碾压，厚度会减薄，长度会伸长。因此，下料尺寸应比计算出来的尺寸短一些。筒节展开长按下式计算：式中 筒节展开式， 筒节平均直径， 筒节内径， 板厚， 钢板伸长量，通常所以将数据带入公式可得： QU

10、OTE 由于单个筒节是由两个半圆筒焊接而成的，因此筒节下料单个钢板的长度为： 其实具体尺寸为（长x宽x高）: 筒节钢板的下料选择机械剪切下料。常用的机械剪切下料多采用圆板剪和龙门剪板机，而以龙门剪板机的应用最为广泛，通常只能做直线剪切。 本次选择的剪板机的型号为：Q1150 x3200型。其具体参数见下表：最大板厚最大板宽板料强度喉口深度剪切角度可剪次数行程次数飞轮转速刀片长度50320049070054/min8/min82r4080Q11-50 x3200型剪板机（表三）3.2.2 封头的下料封头的展开较筒节复杂，有些封头如椭圆封头、球形封头和折边锥形封头，属于不可展开的零件，它们从坯料制

11、成零件后中性层尺寸发生变化，因此这类零件的坯料计算较为复杂。本结构选择的封头为椭圆形标准封头，其毛坯展开尺寸计算公式为：式中封头冲压成形拉伸系数，通常取0.75； QUOTE 封头由于其尺寸较大，且其形状为圆形，不能使用龙门剪板机。所以对封头的切割选择火焰切割。气割机型号为：FG-4000 切割最大厚度切割最大直径切割速度升降速度升降最大距离进给速度回转速度回转角1004000507802800150050780120045封头气割机参数（表四）3.3 成形和弯曲加工大多数焊接结构，如锅炉、压力容器、船舶、车辆、桥梁及起重机的许多构件，为了达到产品设计图样形状的要求，在焊接之前都经过成形加工。

12、成形工艺包括冲压、卷制、弯曲和旋压等。3.3.1 筒体的卷制成形圆筒形和圆锥形构件，都是采用不同厚度的钢板卷制而成。卷制成形通常在三辊筒或四辊筒卷板机上进行的，实际上是一种弯曲工艺。卷筒可以分为热卷和冷卷。通常对厚度小于60mm的钢板可采用冷卷；本次设计的容器筒体钢板厚度为23mm，因此选择冷卷。卷板机型号为：CDW11-(数控制上调式)25x4000。其具体参数为：最大卷板宽度最大卷板厚度最小卷筒直径电机功率外形尺寸400025275459x1.6x1.79对称式三辊卷板机参数（表五） 钢板在卷板机上卷制时，钢板的两端总有一段长为a的直边无法卷制，其长度取决与两下辊的中心距。为消除此剩余直边

13、，在钢板卷圆钱应作板边预弯曲。通常采用水压机在专用模具上预弯。3.3.2 封头的冲压成形封头成型法主要有冲压成型法、旋压成型、爆炸成型等三种方法。冲压成型就是用水压机或油压机借助冲模把毛坯冲压成所需形状。其成型质量好，生产效率高适用于批量生产。由于冲压过程毛坯塑性变形较大，对于壁厚较大或冲压深度较大的封头，为了提高材料变形能力，保证封头成型质量，一般都采用热冲压成型。由于本次所选用的封头壁厚为23mm，壁厚较大，因此封头的冲压成形选用热冲压一次冲压成形。选用液压机型号为：125T油压机。其具体参数为：工作行程垂直速度空程速度回程速度工作台尺寸使用介质20010801203000 x290020

14、号机油油压机参数（表六）3.4 坡口加工焊接接头坡口形状和几何尺寸的设计，应遵循以下原则: （1）保证焊接质量 （2）坡口加工简易 （3）便于焊接加工 （4）节省焊接材料 3.4.1 筒体纵焊缝坡口加工筒体是由钢板卷制而成，其边缘部分由于变形和冷作硬化作用其性能已发生变化，不能满足设计要求，应此需将此区域除去。筒节卷制成形后，按图样规定的筒体名义直径测量筒节的实际周长，并划二次线，割去余量后按焊接工艺要求加工坡口。筒体的纵缝的焊接采用双面埋弧焊，根据埋弧焊坡口加工要求其坡口形式为双面V形坡口，即X形坡口。具体尺寸如下：纵缝对接坡口（图4）根据具体尺寸，可选用HP-10系列坡口加工机。3.4.2

15、 筒体环焊缝坡口压力容器筒身环焊缝坡口形式，取决于其壁厚及所选用的焊接工艺方法。对于薄壁容器，壳体环焊缝多采用V形坡口；而对于厚壁容器壳体环焊缝，为了减少焊缝的横截面，通常采用U形坡口。对于此次所设计的容器，属于厚壁型。其环焊缝包括筒节对接焊缝和筒体与封头的对接焊缝，都采用相同的坡口形式。如下图：环焊缝坡口示意图（图5）该类型坡口可采用半自动切割机加工，生产经验表明，如果坡口的加工尺寸不符合图样的要求，且严重超差，则必将导致各种焊接缺陷的形成。4装配与焊接在各类焊接结构生产中，装配焊接是决定产品最终质量的关键性工序，是质量保证体系中重要的质量控制点。为此，生产企业必须为每一部件编制装配工艺卡，

16、为每一中接头编制焊接工艺规程。4.1部件焊接筒体压力容器结构复杂，拥有较多的部件，为了达到设计的要求必须采用合理的部件焊接顺序和总装顺序。根据具体要求，本次设计的焊接顺序为：首先是单个筒节的焊接，其次是筒节间的对接，然后是筒体与封头的连接，最后是接管、支座等相关构件的焊接。4.1.1 筒节的装配与焊接筒节纵缝的焊接工艺方法需根据壁厚和材料本身的性能选定的。壁厚50mm以下的筒节纵缝，通常采用单丝或多丝埋弧焊。本次焊接材料为1Cr17,属于铁素体不锈钢，其具体成分为：CSiMnSPCrNi0.120.751.000.030.03516180.61Cr17化学成分（表七）筒节钢板的壁厚为23mm，

17、属于较厚板材，为了确保焊接质量和提高焊接效率，选择埋弧焊作为筒节纵焊缝的焊接方法。埋弧焊具有以下优点： 1 焊接效率高 2 焊缝质量优异； 3接头坡口制备简易； 4 改善焊接环境；焊接材料和参数的选择影响埋弧焊焊接质量的主要参数有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、电流种类及其极性等。根据板厚和所开坡口形式，埋弧焊的焊接工艺参数为：焊接电流680A ， 电弧电压39V, 焊接速度25m/h, 电流种类为 直流电，极性为直流反接； 在焊缝的两端需添加引弧板和收弧板，以获得相同质量的焊缝。根据母材成分，和焊缝等强原则，埋弧焊所选用的焊丝牌号为：H1Cr17 焊剂牌号为：HJ260 焊丝直径为5毫米。焊

18、机的选择为MZ-1000型埋弧焊机。它是根据电弧电压反馈调节原理设计的变速送丝式焊机，有交流和直流两种，适合与焊接水平位置会与水平面倾斜不大于15度的开坡口和不开坡口的平板对接、角接和搭接的焊缝，借助于轮胎或滚轮架等辅助设备也可以焊接圆筒件的内、外焊缝。焊件的装配不仅要求组件的尺寸与配合符合设计图样的要求，而且要保证接头的装配及定位焊缝的质量符合工艺规范的要求。对于筒节的焊接，可将卷制好的板材放置在滚轮架上，并与其他夹具相配合以保证结构的精度。4.2 筒体环焊缝的焊接环焊缝包括筒节的对接和筒体与封头的焊接。由于筒体和封头的壁厚材料都相同，可采用相同的焊接工艺进行焊接。 薄壁容器筒体环缝，可以采

19、用焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、钨极氩弧焊机等离子弧焊等。壁厚大于20mm的筒体环缝，通常采用埋弧焊，可以达到较高的焊接效率。厚壁容器筒体环缝的焊接，基本上都是采用单丝或双丝埋弧焊。 根据筒体材料1Cr17和壁厚23mm，焊缝坡口如图5所示。坡口类型为单侧U形坡口，其正面采用埋弧焊，反面采用手工电弧焊。焊机可和纵缝一样选择MZ1000型埋弧焊机， 埋弧焊丝型号为H1Cr17 焊剂牌号为HJ260焊丝直径为4mm；手工电弧焊焊条型号为 E 34715 牌号为 A137；焊接参数选择为：焊接电流500A ，电弧电压34V，焊接速度40m/h，焊接电源为直流电，采用直流反接。4.3容器壳体接管的焊接

20、由于化工工艺流程或工作介质循环的需要，在压力容器壳体上，总需要设置各种不同直径的接管。本次设计的卧式储罐上附件主要有：人孔与法兰、进料口、出料口、视镜、液面计等。这些接管的焊缝质量往往是决定容器运行特性和使用寿命的重要因素之一。因此必须重视接管焊接及相关工序的加工。 接管焊接工艺方案有两种：第一种是每个筒节焊接和无损检测合格后，或者若干筒节相接并无损检测合格后，进行划线、钻孔、割孔，再装焊接管；第二种是容器壳体总装焊接并无损检测合格后，整体划线、钻孔、割孔再装焊接管。接管组装方案的选择，取决于接管的数量规格、布置方式，以及壳体本身的总长和重量；同时也取决于容器生产单位的厂房设施、工艺装备和加工

21、能力等。为装焊接管，在筒体或封头上必须按图样所标位置和尺寸划线、开孔。开孔可采用钻削、扩孔、气割、镗孔等方法加工。通常直径在100mm以下的管孔，可采用钻、扩加工；而直径在100mm以上的则采用手工或自动切割； 接管焊缝的接头和坡口形式，取决于容器的工作参数。本容器为中压容器允许才用局部焊透的坡口形式。 根据以上原则，筒体上的接管中直径大于100mm的只有人孔与法兰的接管，其公称直径为500mm，接管壁厚为15mm；其余接管直径都小于100mm； 应此对大直径的人孔接管采用马鞍形管自动切割机进行开孔，根据材料和壁厚其坡口形式如下图所示：人孔接管坡口示意图（图6）由于接管直径较大为了提高生产效率

22、和保证焊接质量焊接采用埋弧焊；对于其他直径小于100mm的接管，由于其直径较小，可以采用局部焊透。焊接方法也应选择手工电弧焊，以适应在小范围内的焊接。4.4支座组焊本课设卧式设备采用鞍式支座。在底板上划好线，焊上腹板和纵向立肋，组焊时需保证各零件与底板垂直。然后将弯制好的托板与腹板和纵向立肋组焊，最后 ，将支座组合件焊在筒体预先划好的支座位置线上。5焊后热处理 1Cr17为典型的普通纯度高铬铁素体不锈钢，其焊接特点就是在焊接过程中可能导致焊接接头的塑性、韧性降低即发生脆化的问题，如果在950度以上停留时间果长，会引起热影响区晶粒急剧长大，导致焊接接头的塑性和韧性下降，当接头的刚度足够大时，在室

23、温的条件下可能出现脆裂。所以要控制高温停留时间，来选用焊接参数。在焊接工艺上应采用以下措施：焊前预热 100200C 左右。焊后热处理 750800C退火处理。采用小的热输入。6 焊件的质量检查6.1焊接接头的无损检测焊接接头无损检测的作用，是探测目视检查不能发现的的各种缺陷。例如：焊缝表层的微裂纹，夹渣，以及各种内部缺陷。焊接接头的无损检测方法有:磁粉检测、渗透检测、涡流检测、超声波检测和射线检测等。X射线检测是一种波长短，能量大，穿透能力强的电磁波，由胶片观察缺陷的位置、形状、大小及分布情况；可发现的缺陷为：气孔、夹杂物、未焊透、未熔合等。超声波探伤检测利用声波通过对有缺陷的金属时会有不同

24、的渗透性。根据讯号指示可测定缺陷的位置、大小和分布情况；可发现任何部位的气孔、夹杂、裂缝等缺陷。6.2致密性检验储存液体或气体的焊接容器，其焊缝的不致密缺陷，如贯穿性的裂纹、气孔、夹渣、未焊透等，可用致密性实验来发现。致密性实验法有:水压试验、气压试验和煤油试验。 6.2.1水压试验 水压试验常被用来检查管子、油箱、水箱以及各种容器，目的是测定这些容器的水密性的构件在承受一定压力下的致密性。具体方法： （1）用水把容器灌满，并堵塞好容器的一切孔和眼，用水泵把容器内的水压提高到技术要求规定的数值，在此压力下保持一段时间，然后把压力降低到工作压力，用圆头小锤在距焊缝15-20处沿着焊缝轻轻敲打；

25、（2）用水将容器灌满，不加压力，检测是否漏水； （3）在焊缝的一侧用高压水流喷射，而在焊缝的另一侧观察是否漏水。 若在焊接接头上发现有水滴或细水纹，则表面焊接接头不致密。 6.2.2 气压试验 （1）将压缩空气通入密闭的容器内，在焊接接头表面涂抹上肥皂水； （2）较小的容器可全部进入水中； （3）用压缩空气对着焊缝的一面猛吹，焊缝的另一面涂上肥皂水。当焊缝有穿透性的缺陷时，容器内的气体就会从这些缺陷中逸出，使焊接接头处的肥皂水起泡或浸在水中的容器冒水泡，表面焊接接头不致密。 6.2.3 产品焊接试板的力学性能检验按相应的标准或产品技术条件的要求，截取拉力、弯曲、冲击试样。截取的最好方法采用铣、

26、锯等机械加工方法。试样的加工和试验，应严格按相应的国家标准来执行。 7 焊接结构的涂装和发运 焊接结构的涂装是成品出厂前的最后一道工序。它是在运输、安装和使用过程中，防止大气腐蚀和意外碰撞而受损的重要措施。产品涂装不仅决定产品的表面质量，而且也可以反映生产单位的企业形象。因此，应从涂层选料、颜色、涂刷工艺、以及包装设计各方面采取必要的措施，确保涂装的质量。最后由专职检查员验收入库。 8参考文献【1】中国机械工程学会焊接学会编。焊接手册 机械工业出版社 【2】压力容器制造和修理。压力容器实用技术丛书编写委员会【3】熔焊方法及设备。沈阳工业大学 王宗杰 主编附录资料：不需要的可以自行删除地下连续墙

27、施工工艺标准1、范围本工艺适用于工业与民用建筑地下连续墙基坑工程。地下连续墙是在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁，作为截水、防渗、承重、挡水结构。本法特点是：施工振动小，墙体刚度大，整体性好，施工速度快，可省土石方，可用于密集建筑群中建造深基坑支护及进行逆作法施工，可用于各种地质条件下，包括砂性土层、粒径50mm以下的砂砾层中施工等。适用于建造建筑物的地下室、地下商场、停车场、地下油库、挡土墙、高层建筑的深基础、逆作法施

28、工围护结构，工业建筑的深池、坑；竖井等。2、施工准备2.1材料要求2.1.1水泥用32.5号或42.5号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，要求新鲜无结块。2.1.2砂宜用粒度良好的中、粗砂，含泥量小于5%。2.1.3石子宜采用卵石，如使用碎石，应适当增加水泥用量及砂率，以保证坍落度及和易性的要求。其最大粒径不应大于导管内径的16和钢筋最小间距的14，且不大于40mm。含泥量小于2%。2.1.4外加剂可根据需要掺加减水剂、缓凝剂等外加剂，掺入量应通过试验确定。2.1.5钢筋按设计要求选用，应有出厂质量证明书或试验报告单，并应取试样作机械性能试验，合格后方可使用。2.1.6泥浆材料泥浆系由土料、水和

29、掺合物组成。拌制泥浆使用膨润土，细度应为200250目，膨润率510倍，使用前应取样进行泥浆配合比试验。如采取粘土制浆时，应进行物理、化学分析和矿物鉴定，其粘粒含量应大于50%，塑性指数大于20，含砂量小于5%，二氧化硅与三氧化铝含量的比值宜为34。掺合物有分散剂、增粘剂(CMC)等。外加剂的选择和配方需经试验确定，制备泥浆用水应不含杂质，pH值为79。2.2主要机具设备2.2.1成槽设备有多头钻成槽机、抓斗式成槽机、冲击钻、砂泵或空气吸泥机(包括空压机)、轨道转盘等2.2.2混凝土浇灌机具有混凝土搅拌机、浇灌架(包括储料斗、吊车或卷扬机)、金属导管和运输设备等。2.2.3制浆机具有泥浆搅拌机

30、、泥浆泵、空压机、水泵、软轴搅拌器、旋流器、振动筛、泥浆比重秤、漏斗粘度计、秒表、量筒或量杯、失水量仪、静切力计、含砂量测定器、pH试纸等。2.2.4槽段接头设备有金属接头管、履带或轮胎式起重机、顶升架(包括支承架、大行程千斤顶和油泵等)或振动拔管机等。2.2.5其他机具设备有钢筋对焊机，弯曲机，切断机，交、直流电焊机，大、小平锹，各种扳手等。2.3作业条件、2.3.1在工程范围内钻探，查明地质、地层、土质以及水文情况，为选择挖槽机具、泥浆循环工艺、槽段长度等提供可靠的技术数据.。同时进行钻探，摸清地下连续墙部位的地下障碍物情况。2.3.2按设计地面标高进行场地平整，拆迁施工区域内的房屋、通讯

31、、电力设施以及上下水管道等障碍物，挖除工程部位地面以下m内的地下障碍物。施工场地周围设置排水系统。2.3.3根据工程结构、地质情况及施工条件制定施工方案，选定并准备机具设备，进行施工部署、平面规划、劳动配备及划分槽段；确定泥浆配合比、配制及处理方法，编制材料、施工机具需用量计划及技术培训计划，提出保证质量、安全及节约等的技术措施。2.3.4按平面及工艺要求设置临时设施，修筑道路，在施工区域设置导墙；安装挖槽、泥浆制配、处理、钢筋加工机具设备；安装水电线路；进行试通水、通电、试运转、试挖槽、混凝土试浇灌。3、操作工艺3.1工艺流程(图3.1)图3.1多头钻施工及泥浆循环工艺3.2导墙设置3.2.

32、1在槽段开挖前，沿连续墙纵向轴线位置构筑导墙，采用现浇混凝土或钢筋混凝土浇3.2.2导墙深度一般为12m，其顶面略高于地面50100mm，以防止地表水流入导沟。导墙的厚度一般为100200mm，内墙面应垂直，内壁净距应为连续墙设计厚度加施工余量(一般为4060mm)。墙面与纵轴线距离的允许偏差为10mm，内外导墙间距允许偏盖5mm，导墙顶面应保持水平。3.2.3导墙宜筑于密实的粘性土地基上。墙背宜以土壁代模，以防止槽外地表水渗入槽内。如果墙背侧需回填土时，应用粘性土分层夯实，以免漏浆。每个槽段内的导墙应设一溢浆孔。3.2.4导墙顶面应高出地下水位1m以上，以保证槽内泥浆液面高于地下水位0.5m

33、以上，且不低于导墙顶面0.3m。3.2.5导墙混凝土强度应达到70%以上方可拆模。拆模后，应立即将导墙间加木支撑至槽段开挖拆除。严禁重型机械通过、停置或作业，以防导墙开裂或变形。3.3泥浆制备和使用3.3.1泥浆的性能和技术指标，应根据成槽方法和地质情况而定，一般可按表3.3.1采用。泥浆性能指标表3.3.1项目性能指标检查方法一般地层软弱土层密度粘度胶体率稳定性失水量pH值泥皮厚度静切力(1min)含砂量1.041.25kgL1822s95%0.05gcm330mL30min101.53.0mm30min1020mgcm298%0.02gcm320mL30min891.01.5mm30min

34、2050mgcm24%泥浆密度秤500700mL漏斗法100mL量杯法500mL量筒或稳定计失水量仪pH试纸失水量仪静切力计含砂量测定器注：1.密度：表中上限为新制泥浆，下限为循环泥浆。一般采用膨润土泥浆时，新浆密度控制在1.041.05；循环程中的泥浆控制在1.251.30；对于松散易坍地层，密度可适当加大。浇灌混凝土前槽内泥浆控制在1.151.25，视土质情况而定；2.成槽时，泥浆主要起护壁作用，在一般情况下可只考虑密度、粘度、胶体率三项指标；3.当存在易塌方土层(如砂层或地下水位下的粉砂层等)或采用产生冲击、冲刷的掘削机械时，应适当考虑，泥浆粘度，宜用2530s。3.3.2在施工过程中应

35、加强检查和控制泥浆的性能，定时对泥浆性能进行测试，随时调泥浆配合比，做好泥浆质量检测记录。一般作法是：在新浆拌制后静止24h，测一次全项(含砂量除外)；在成槽过程中，一般每进尺15m或每4h测定一次泥浆密度和粘度。在槽结束前测一次密度、粘度；浇灌混凝土前测一次密度。两次取样位置均应在槽底以上200mm处。失水量和pH值，应在每槽孔的中部和底部各测一次。含砂量可根据实际情况测定。稳定性和胶体率一般在循环泥浆中不测定。3.3.3泥浆必须经过充分搅拌，常用方法有：低速卧式搅拌机搅拌；螺旋桨式搅拌机搅拌；压缩空气搅拌；离心泵重复循环。泥浆搅拌后应在储浆池内静置24h以上，或加分散剂膨润土或粘土充分水化

36、后方可使用。3.3.4通过沟槽循环或混凝土换置排出的泥浆，如重复使用，必须进行净化再生处理。一般采用重力沉降处理，它是利用泥浆和土渣的密度差，使土渣沉淀，沉淀后的泥浆进入贮浆池，贮浆池的容积一般为一个单元槽段挖掘量及泥浆槽总体积的2倍以上。沉淀池和贮浆池设在地上或地下均可，但要视现场条件和工艺要求合理配置。如采用原土造浆循环时，应将高压水通过导管从钻头孔射出，不得将水直接注入槽孔中。3.3.5在容易产生泥浆渗漏的土层施工时，应适当提高泥浆粘度和增加储备量，并备堵漏材料。如发生泥浆渗漏，应及时补浆和堵漏，使槽内泥浆保持正常。3.4槽段开挖3.4.1挖槽施工前应预先将连续墙划分为若干个单元槽段，其

37、长度一般为47m。每个单元槽段由若干个开挖段组成。在导墙顶面划好槽段的控制标记，如有封闭槽段时，必须采用两段式成槽，以免导致最后一个槽段无法钻进。3.4.2成槽前对钻机进行一次全面检查，各部件必须连接可靠，特别是钻头连接螺栓不得有松脱现象。3.4.3为保证机械运行和工作平稳，轨道铺设应牢固可靠，道碴应铺填密实。轨道宽度允许误差为5mm，轨道标高允许误差10mm。连续墙钻机就位后应使机架平稳，并使悬挂中心点和槽段中心一致。钻机调好后，应用夹轨器固定牢靠。3.4.4挖槽过程中，应保持槽内始终充满泥浆，以保持槽壁稳定。成槽时，依排渣和泥浆循环方式分为正循环和反循环。当采用砂泵排渣时，依砂泵是否潜入泥

38、浆中，又分为泵举式和泵吸式。一般采用泵举式反循环方式排渣，操作简便，排泥效率高，但开始钻进须先用正循环方式，待潜水砂泵电机潜入泥浆中后，再改用反循环排泥。3.4.5当遇到坚硬地层或遇到局部岩层无法钻进时，可辅以采用冲击钻将其破碎，用空气吸泥机或砂泵将土渣吸出地面。3.4.6成槽时要随时掌握槽孔的垂直精度，应利用钻机的测斜装置经常观测偏斜情况，不断调整钻机操作，并利用纠偏装置来调整下钻偏斜。3.4.7挖槽时应加强观测，如槽壁发生较严重的局部坍落时，应及时回填并妥善处理。槽段开挖结束后，应检查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度等项目，合格后方可进行清槽换浆。在挖槽过程中应作好施工记录。3.5清槽3.5.

39、1当挖槽达到设计深度后，应停止钻进，仅使钻头空转而不进尺，将槽底残留的土打成小颗粒，然后开启砂泵，利用反循环抽浆，持续吸渣1015min，将槽底钻渣清除干净。也可用空气吸泥机进行清槽。3.5.2当采用正循环清槽时，将钻头提高槽底100200mm，空转并保持泥浆正常循环，以中速压入泥浆，把槽孔内的浮渣置换出来。3.5.3对采用原土造浆的槽孔，成槽后可使钻头空转不进尺，同时射水，待排出泥浆密度降到1.1左右，即认为清槽合格。但当清槽后至浇灌混凝土间隔时间较长时，为防止泥浆沉淀和保证槽壁稳定，应用符合要求的新泥浆将槽孔的泥浆全部置换出来。3.5.4清理槽底和置换泥浆结束1h后，槽底沉渣厚度不得大于2

40、00mm；浇混凝土前槽底沉渣厚度不得大于300mm，槽内泥浆密度为1.11.25、粘度为1822s、含砂量应小于8%。3.6钢筋笼制作及安放3.6.1钢筋笼的加工制作，要求主筋净保护层为7080mm。为防止在插入钢筋笼时擦伤槽面，并确保钢筋保护层厚度，宜在钢筋笼上设置定位钢筋环、混凝土垫块。纵向钢筋底端距槽底的距离应有100200mm，当采用接头管时，水平钢筋的端部至接头管或混凝土及接头面应留有100150mm间隙。纵向钢筋应布置在水平钢筋的内侧。为便于插入槽内，利钢筋底端宜稍向内弯折。钢筋笼的内空尺寸，应比导管连接处的外径大100mm以上。3.6.2为了保证钢筋笼的几何尺寸和相对位置准确，钢

41、筋笼宜在制作平台上成型。钢筋笼每棱边(横向及竖向)钢筋的交点处应全部点焊，其余交点处采用交错点焊。对成型时临时扎结的铁丝，宜将线头弯向钢筋笼内侧。为保证钢筋笼在安装过程中具有足够的刚度，除结构受力要求外，尚应考虑增设斜拉补强钢筋，将纵向钢筋形成骨架并加适当附加钢筋。斜拉筋与附加钢筋必须与设计主筋焊牢固。钢筋笼的接头当采用搭接时，为使接头能够承受吊入时的下段钢筋自重，部分接头应焊牢固。3.6.3钢筋笼制作允许偏差值为：主筋间距l0mm；箍筋间距20mm；钢筋笼厚度和宽目l0mm；钢筋笼总长度50mm。3.6.4钢筋笼吊放应使用起吊架，采用双索或四索起吊，以防起吊时因钢索的收紧力而目起钢筋笼变形。

42、同时要注意在起吊时不得拖拉钢筋笼，以免造成弯曲变形。为避免钢筋吊起后在空中摆动，应在钢筋笼下端系上溜绳，用人力加以控制。3.6.5钢筋笼需要分段吊入接长时，应注意不得使钢筋笼产生变形。下段钢筋笼入槽后.临时穿钢管搁置在导墙上，再焊接接长上段钢筋笼。钢筋笼吊入槽内时，吊点中心必须对准槽段中心，竖直缓慢放至设计标高，再用吊筋穿管搁置在导墙上。如果钢筋笼不能顺利地摄入槽内，应重新吊出，查明原因，采取相应措施加以解决，不得强行插入。3.6.6所有用于内部结构连续的预埋件、预埋钢筋等，应与钢筋笼焊牢固。3.7浇注水下混凝土。3.7.1混凝土配合比应符合下列要求：混凝土的实际配制强度等级应比设计强度等级高

43、一级；水泥用量不宜少于370kgm3；水灰比不应大于0.6；坍落度宜为1820cm，并应有一定的流动度保持率；坍落度降低至15cm的时间，一般不宜小于lh；扩散度宜为3438cm；凝土拌合物的含砂率不小于45%；混凝土的初凝时间，应能满足混凝土浇灌和接头施工工艺要求，一般不宜低于34h。3.7.2接头管和钢筋就位后，应检查沉渣厚度并在4h以内浇灌混凝土。浇灌混凝土必使用导管，其内径一般选用250mm，每节长度一般为2.02.5m。导管要求连接牢靠，接头用橡胶圈密封，防止漏水。导管接头若用法兰连接，应设锥形法兰罩，以防拔管时挂住钢筋。导管在使用前要注意认真检查和清理，使用后要立即将粘附在导管上的

44、混凝土清除干净。3.7.3在单元槽段较长时，应使用多根导管浇灌，导管内径与导管间距的关系一般是：导管内径为150mm，200mm，250mm时，其间距分别为2m、3m、34m，且距槽段端部均不得超过1.5m。为防止泥浆卷入导管内，导管在混凝土内必须保持适宜的埋置深度，一般应控制在24m为宜。在任何情况下，不得小于1.5m或大于6m。，3.7.4导管下口与槽底的间距，以能放出隔水栓和混凝土为度，一般比栓长100200mm。隔水栓应放在泥浆液面上。为防止粗骨料卡住隔水栓，在浇注混凝土前宜先灌入适量的水泥砂浆。隔水栓用铁丝吊住，待导管上口贮斗内混凝土的存量满足首次浇筑，导管底端能埋入混凝土中0.81

45、.2m时，才能剪断铁丝，继续浇筑。3.7.5混凝土浇灌应连续进行，槽内混凝土面上升速度一般不宜小于2mh，中途不得间歇。当混凝土不能畅通时，应将导管上下提动，慢提快放，但不宜超过300mm。导管不能作横向移动。提升导管应避免碰挂钢筋笼。3.7.6随着混凝土的上升，要适时提升和拆卸导管，导管底端埋入混凝土面以下一般保持24m。不宜大于6m，并不小于1m，严禁把导管底端提出混凝土上面。3.7.7在一个槽段内同时使用两根导管灌注混凝土时，其间距不应大于3.0m，导管距槽段端头不宜大于1.5m，混凝土应均匀上升，各导管处的混凝土表面的高差不宜大于0.3m，混凝土浇筑完毕，终浇混凝土面高程应高于设计要求

46、0.30.5m，此部分浮浆层以后凿去。3.7.8在浇灌过程中应随时掌握混凝土浇灌量，应有专人每30min测量一次导管埋深和管外混凝土标高。测定应取三个以上测点，用平均值确定混凝土上升状况，以决定导管的提拔长度。3.8接头施工3.8.1连续墙各单元槽段间的接头型式，一般常用的为半圆形接头型式。方法是在未开挖一侧的槽段端部先放置接头管，后放入钢筋笼，浇灌混凝土，根据混凝土的凝结硬化速度，徐徐将接头管拔出，最后在浇灌段的端面形成半圆形的接合面，在浇筑下段混凝土前，应用特制的钢丝刷子沿接头处上下往复移动数次，刷去接头处的残留泥浆，以利新旧混凝土的结合。3.8.2接头管一般用10mm厚钢板卷成。槽孔较深

47、时，做成分节拼装式组合管，各单节长度为6m、4m、2m不等，便于根据槽深接成合适的长度。外径比槽孔宽度小1020mm，直径误差在3mm以内。接头管表面要求平整光滑，连接紧密可靠，一般采用承插式销接。各单节组装好后，要求上下垂直。3.8.3接头管一般用起重机组装、吊放。吊放时要紧贴单元槽段的端部和对准槽段中心，保持接头管垂直并缓慢地插入槽内。下端放至槽底，上端固定在导墙或顶升架上。3.8.4提拔接头管宜使用顶升架(或较大吨位吊车)，顶升架上安装有大行程(12m)、起重量较大(50100t)的液压千斤顶两台，配有专用高压油泵。3.8.5提拔接头管必须掌握好混凝土的浇灌时间、浇灌高度、混凝土的凝固硬

48、化速度，不失时机地提动和拔出，不能过早、过快和过迟、过缓。如过早、过快，则会造成混凝土壁塌落；过迟、过缓，则由于混凝土强度增长，摩阻力增大，造成提拔不动和埋管事故。一般宜在混凝土开始浇灌后23h即开始提动接头管，然后使管子回落。以后每隔1520min提动一次，每次提起100200mm，使管子在自重下回落，说明混凝土尚处于塑性状态。如管子不回落，管内又没有涌浆等异常现象，宜每隔2030mm拔出0.51.0m，如此重复。在混凝土浇灌结束后58h内将接头管全部拔出。4、质量标准4.1地下连续墙均应设置导墙，导墙形式有预制及现浇两种，现浇导墙形状有“L”型或倒“L”型，可根据不同土质选用。4.2地下墙

49、施工前宜先试成槽，以检验泥浆的配比、成槽机的选型并可复核地质资料。4.3作为永久结构的地下连续墙，其抗渗质量标准可按现行国家标准地下防水工程施工质量验收规范GB50208执行。4.4地下墙槽段间的连接接头形式，应根据地下墙的使用要求选用，且应考虑施工单位的经验，无论选用何种接头，在浇注混凝土前，接头处必须刷洗干净，不留任何泥砂或污物。4.5地下墙与地下室结构顶板、楼板、底板及梁之间连接可预埋钢筋或接驳器(锥螺纹或直螺纹)，对接驳器也应按原材料检验要求，抽样复验。数量每500套为一个检验批，每批应抽查3件，复验内容为外观、尺寸、抗拉试验等。4.6施工前应检验进场的钢材、电焊条。己完工的导墙应检查其净空尺寸，墙面平整度与垂直度。检查泥浆用的仪器、泥浆循环系统应完好。地下连续墙应用商品混凝土。4.7施工中应检查成槽的垂直度、槽底的淤积物厚度、泥浆比重、钢筋笼尺寸、浇注导管位置、混凝土上升速度、浇注面标高、地下墙连接面的清洗程度、商品混凝土的坍落度、锁口管或接头箱的拔出时间及速度等。4.8成槽结束后应对成槽的宽度、深度及倾斜度进行检验，重要结构每段槽段都应检查，一般结构可抽查总槽段数的20%，每槽段应抽查1个段面。4.9永久性结构的地下墙，在钢筋笼沉放后，应做二次清孔，沉渣厚度应符合要求。4.10每50m3地下墙应做1组试件，每幅槽段不得少