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水下焊接主要工艺及水下焊接技术施工方案
文章来源江苏锦峰水下技术工程有限公司 编辑者：陶晓斌
水下焊接一般从所处的特殊环境大体上分为三类：湿法水下焊接工程厂家、干法水下
焊接施工单位和局部干法水下焊接施工公司。
1、不采取特殊的排水措施，焊件的接缝在水湿状态下进行焊接的方法成为湿发水下焊接。例如水下焊条电弧焊是典型的湿法水下焊接，江苏锦峰水下技术工程有限公司这种方法的基本原理是：当焊条与焊件接触时，电阻热将接触点处周围的水汽化，形成一个气相区。当焊条稍一离开焊件，电弧便在气相区里引燃，继而由电弧热将周围的水大量汽化，加上焊条药皮产生的气体，在电弧周围形成一个一定大小的“气袋”，称为电弧空腔，把电弧和在焊件上形成的溶池与水隔开。由此可见，电弧在水中燃烧与在大气中燃烧大体相同，都是气体放电，只是电弧周围气体成分和压力不同而已。电弧热使水蒸气发出或电离出气体，使电弧空腔不断长大，但长大到一定程度开始破裂，一部分气体以气泡形式逸出，电弧空腔变小。接着电弧热产生的气体又使空腔变大，就这样周而复始，电弧空腔处于亚稳定状态，电弧在亚稳定状态的电弧空腔中燃烧，完成焊接过程。
2、干法水下焊接，用气体将焊接部位周围的水排除，而潜水焊工处于完全干燥或者半干燥的条件下进行焊接的方法。进行干法水下焊接时，需要设计和制造复杂的压力仓或工作室。、局部干法水下焊接，潜水焊工和工件直接处在水中，采用特殊构造的排水罩罩在待焊部位，用空气或保护气体将罩内的水排除，形成一个局部气相空间而进行焊接的方法。 水下焊接的安全及防护安全电流，我国常用水下直接通过人体的安全电流阀值，工频交流时为9mA,直流时为36mA。)
2、安全电压，我国常用水下直接接触人体的安全电压，工频交流为12V,直流为36V、距带电体的安全距离， 水下焊接时因电焊条等的泄漏电流造成的海水电位梯度及流入人体内的电流是非常微弱的，不存在安全问题，一般对距带电体的安全距离不作规定
4、地线位置， 潜水焊工应面向接地点，把工作点至于自己和接地点之间防触电措施水下焊接应使用直流电，禁止使用交流电与潜水焊工直接接触的控制电器必须使用隔离变压器，并有过载保护。并不超过安全电压定期检查水下所用设备、焊钳及电缆等的绝缘性能及防水性能潜水焊工进行操作时，必须穿戴专用防护服及专用手套
5、开始操作前或在操作过程中需要更换焊条或剪断焊丝时，必须通知陆上人员断开电路 6、引弧、续弧过程中，应避免双手接触工件、地线之间
7、注意接地线位置，不要使自己处于工作点和地线之间在带电结构（有外加电流保护的结构）上进行水下焊接时，应先切断结构上的电流)
劳动保护潜水焊工除了遵守潜水条例和有关潜水劳动卫生保护的规定外，还应注意水下焊接时的保护，特别是视力保护和灼伤的防护, 1、视力保护，佩戴适当的护目镜
2、灼伤防护，严禁触摸处于高温的焊缝、焊条等，并应注意潜水装具及气管等不要处于高温物质喷落的区域。
随着海洋工程的发展与深海资源的进一步开发，水下焊接技术施工厂家的重要性愈显突出。特别是近年来，江苏锦峰水下技术工程有限公司随着水下焊接工程技术的不断完善，其在核电、港口、桥梁等其他“涉水”行业也逐渐成为不可或缺的技术，为我国在能源领域长期稳定
的发展奠定了牢固的技术基础。但是与欧美等发达国家相比，我国对水下焊接的研究工作起步较晚，仍有许多问题亟待解决。从焊接方法、焊接材料及焊接设备三个方面介绍了 水下焊接技术在国内外的发展现状，并指出研制新型焊接材料和发展智能化的焊接设备是水下焊接技术发展的关键。设计了一套基于激光器的视觉系统，该系统利用激光器作为辅助光源，同时利用复合滤光片进行滤光，由CCD采集图像。设计了一种基于最大灰度平均值及其改变量的二维输入、一维输出模糊处理器，能自动获取每个3×3列区域的局部阈值，二值化后单独求取焊缝图像中每个光斑的平均高度，提出基于贝叶斯最小概率模式识别对V形焊缝的左右边进行分类，通过准确分类获得V形焊缝左右边的平均高度，以此高度为基准，结合焊缝深度的特征可以在空域上最大限度去除强光斑形成的干扰数据,最后用分类获得的数据对焊缝的左右边采用最小二乘法进行拟合，可以准确获取焊缝中心位置的坐标。 在水中进行的焊接。这种焊接最初应用于海难救捞和舰船水线以下部位的应急抢修。20世纪60年代以后，由于海洋石油开采，需要兴建海底油库、敷设输油管道，组装采油平台等，水下焊接技术得到发展。水下焊可分为湿法焊、干法焊和局部干法焊3类。
湿法焊 直接在水中进行焊接。主要采用手工电弧焊。水下焊焊条药皮外表涂防水层，在熔化过程中放出大量气体排开焊接电弧周围的水使焊接过程稳定。水下电弧气氛中含氢量高，水对焊接接头的冷却作用剧烈，接头容易产生硬脆现象和氢裂。在一般情况下接头强度和塑性分别约为陆上焊接时的80％和50％，只适用于水中非受力金属结构件的安装、维修和应急修补。
干法焊 把焊接部位和焊工密封在一个排除水的压力舱内，在气相环境中进行焊接。干法焊接分为高压干法焊接和大气压干法焊接。主要使用手工电弧焊、钨极惰性气体保护电弧焊。接头性能可与陆地焊接接头性能相等。水下干法焊因设备复杂、造价昂贵、并受工件形状和尺寸限制，一般只限于高质量构件的焊接。
局部干法焊 主要采用气体保护半自动焊，在焊接部位进行排水，造成一个局部气相区，使焊接过程稳定。局部干法焊接的接头质量优于湿法焊接，且不需要大型设施，适应性也较强。
第一节 施工总体部署 1.1.1 工程特点
（一）、本标段施工范围内世纪大道贯穿南北，另有若干已建道路，故场外道路基本通畅。进场后，我方将立即修筑施工便道和排水沟渠，以保证施工机械设备材料的顺利进场，确保
工作面的迅速展开，这是施工组织中需解决的首要问题。
（二）、根据本标段工程的工期、工程量和工程分布情况，整个工程如何以跨线桥为中心，合理安排各节点的施工顺序，分区、分段组织工序平行作业，确保工程质量和进度，是本工程中需解决的问题之二。
（三）、本工程施工范围广，桩基数量多、工作强度大，合理选择钻机型号、数量和平面布置，充分考虑施工工艺，确保基础桩工程的施工进度和质量，为加快桥梁上部结构的施工争取更有利的形势，是本工程需解决的问题之三。
（四）、本工程跨线主桥的上部结构采用多孔箱梁，计划采用门式支架搭设满堂支架，跨线部分采用组合型钢支架，须对支架地基用塘渣填筑和砼浇筑地坪后方可实施，确保其稳定性和沉降量满足规范和施工要求，是本工程中需解决的问题之四。
（五）、先张法预应力空心梁板数量大，计672 片，预制及架设工作量大、时间紧，是本工程中需解决的问题之五。
（六）、在拟建立交东侧约K9+600 附近有一条近南北向的军用光缆，且本工程的拟建管线数量众多、施工范围狭窄，合理布置作业面、线，安排施工进度，保护好既有交叉管线，是本工程中需解决的问题之六。 （七）、本工程施工范围两侧多为居民区、农田及河流水系，协调好施工与当地居民的关系，以及施工期间对周边环境、既有水系采取必要的保护措施，是本工程中需解决的问题之七。 （八）、根据招标文件要求，本工程业主要求工期为330 日历天，施工中对桥梁施工必须进行合理周密安排，确保全部施工项目在规定施工期内优质完成。针对该工程建设特点，我方计划投入足够的机械设备和人力、物力及技术力量，精心组织、合理安排，严格按照施工工艺要求，环环相扣，尽量多地组织平行作业、交叉作业和流水作业，圆满完成施工任务，为甬城建设再添新功。
1.2.1 工程目标设计
（一）、质量目标
工程质量是施工企业的生命所在，是提高企业经济效益的首要条件，我方确定本工程的质量目标是：
确保本标段工程质量满足国家施工验收规范一次性合格标准的规定和要求，一次合格率100%，优良率达95％以上，争创“甬江杯”优质工程。 （二）、工期目标
根据工程的结构特点，以及我方在类似工程施工中所积累的成熟经验和投入本标段的人员、设备计划，我方确定本工程的工期目标是：
投标工期330 日历天。本工程开工时间暂定为2005 年7 月1 日，具体开工时间以开工令为准。
（三）、安全目标
在本工程的实施和缺陷修复期中，确定本工程的安全目标为： “一杜绝一控制一创建”。
“一杜绝”即“杜绝施工安全事故”；“一控制”即“年负伤率控制在5‰以下”； “一创建”即“创建安全、文明标准化工地”。 （四）、文明目标：
做整洁、有序工地，创双标化工地，建绿色工程。 （五）、施工环境保护目标：
项目实施时遵循“预防为主，保护优先，建设和防护并重”的原则，严格按照环保及水土保持部门有关规定进行施工，控制水污染，减少粉尘及空气、噪声等污染，防止水土流失，创造良好的生态环境。在施工过程和工后采取有效措施恢复环境，全面达到环保标准。
1.3.1 总体施工部署
（一）、施工部署规划
根据业主招标文件规定，本工程要求在330 个日历天（11 个月）内完工。为了确保按期完工，我们将抽调精兵强将，配备足够性能良好的设备，合理安排各道工序，精心组织、精心施工，确保工程按期保质完成施工任务。为了确保按期完工，有效地利用时间，根据本工程的结构特点，在施工过程中尽可能的采用平行作业、流水作业和交叉作业相结合的施工方法，使工程施工按照制定的目标进行。 我方对本工程的总体组织思路是：
以主线桥为主、匝道桥为辅，齐头并进，按流水作业，分区、分面进行组织施工； 地下管线及道路工程穿插进行。
施工准备工作组织：主要管理人员、技术人员进驻施工现场，在业主的协助下进行临时用地的租用，签订用水、用电和商品砼协议，马上组织三通一平工作，进行前期临时设施的建设。一旦条件符合，施工队伍马上进入现场，对工程全线进行控制点复核，建立施工控制网、按桩放样，对临时工程和桩基施工全面展开。 临时工程的组织：先组织人员以现状河道为出水口开挖排水沟，东侧和西侧各修建一条南北向的排水主沟，各作业点开沟支沟通过主沟汇集，借以降低区域内地表含水量。以塘渣填筑一条贯通东西并能到达各作业面的环状施工通道，在现状河道修筑围堰挡水，便道从加固处理的围堰上方过河，并与世纪大道相接，借以打开工作面。
同时，搭建临时房屋、组建项目部，布置临时水电线路并接至各个施工作业点和生活区。 由于本工程路线长、范围广、综合管线复杂、工程量大、工期紧，且主线桥跨越世纪大道，对本工程的施工干扰很大，故进场后必须积极主动地配合业主首先做好前期工作，并修好临时道路，进行交叉路段改道和围护，组织好各相交路段的过往行人、车辆的交通组织。 主线桥及匝道桥的施工组织：
跨线主桥划分为3 个主要工作面（K10～K17 连续箱梁及两侧主线桥）；匝道桥总体上按东、西两个主工区、根据各匝道桥的总体工程量，安排4 个主要作业面（NW-ES、WS-NE、EN-WN、SW-SE）；对应每个工作面投入合理数量的钻机同时开工，逐跨推进成桩作业。下部结构承台（台身）和墩柱、盖梁的施工交替进行，对应每一工作面配备合理数量的模型和支撑材料，以流水节拍进行施工。
在现浇箱梁（板梁）每联下部结构完成后，及时对梁体下投影地面进行地基处理施工，以保证增强现浇箱梁（板梁）满堂支架搭设的地基承载力要求。
本工程主线桥先张法预应力钢筋砼板梁共计672 片（包括已施工桥梁），普通钢筋砼板梁30 块，数量大，加工任务繁重，故计划委托宁波市内具备资质的大型加工厂预制，并报请业主考察、审核同意。待两侧主线桥下部结构完成1 联以上，分阶段采用汽车吊机吊装板梁就位。
桥面工程施工，防撞墙模板、伸缩缝、泄水管材料等及时准备、只要有工作面及时组织施工。 世纪大道、辅道、匝道接坡路段等道路工程项目，以及给排水和综合管线施工总体上穿插进行。
（二）、总体施工技术方案