大直徑輸水工程壓力管道水壓試驗(yàn)

馬從茗，鞏 娜，曲玉增

（山東百盛建設(shè)工程有限公司，山東 臨沂 276034）

臨沂市30萬(wàn)t輸水工程自岸堤水庫(kù)至臨沂水廠，流經(jīng)蒙陰、沂南、蘭山3縣（區(qū)），總長(zhǎng)45 km。該工程進(jìn)口設(shè)計(jì)水位165.0 m，出口設(shè)計(jì)水位129.0 m，設(shè)計(jì)供水保證率95%，采用自流輸水方式供臨沂市居民生活用水。該輸水管道采用雙根直徑1 600 mm預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管，每5.0 m或6.0 m一節(jié)，壁厚150 mm，保護(hù)層厚度20 mm，最高設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力0.6 MPa。

該工程自2009年9月1日開(kāi)工，于2010年6月20日竣工，目前運(yùn)行情況良好，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。為了給今后輸水管道施工提供借鑒，現(xiàn)將本工程的壓力管道分段水壓試驗(yàn)闡述如下：

1 編制水壓試驗(yàn)方案

1.1 試驗(yàn)壓力值的確定

壓力管道水壓試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力根據(jù)GB50268—2008《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》表9.2.10-1規(guī)定及SD144《水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范》（試行）的第8.0.3條規(guī)定，按照設(shè)計(jì)要求，壓力管道水壓試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力值確定為0.9 MPa。

1.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

1.2.1 后背及堵板設(shè)計(jì)

1）后背設(shè)在原狀土或人工后背上，根據(jù)靠背土質(zhì)的不同選取不同的土體長(zhǎng)度。為防止管端的堵頭在打壓過(guò)程中產(chǎn)生位移變形，支撐體采用C25混凝土澆筑，沿管線方向澆筑長(zhǎng)度不小于2.5 m，高出管頂以上0.7 m，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行壓水試驗(yàn)。2）堵板一般選用厚度16 mm的鋼板，焊接在管端的轉(zhuǎn)換件上。3）后背墻面應(yīng)平整并與管道軸線垂直。

1.2.2 進(jìn)水管路、排氣孔及排水孔設(shè)計(jì)

打壓試驗(yàn)前，試驗(yàn)管段管線上的排氣閥、泄水閥等附屬管件要安裝完畢，錨固、密封要達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在管端堵板的上部?jī)啥朔謩e焊接直徑為80 mm的閘閥作為進(jìn)水孔和排水孔，在管端的高處設(shè)置排氣孔并結(jié)合全線的高壓排氣閥進(jìn)行排氣。

1.2.3 加壓設(shè)備、壓力計(jì)的選擇及安裝

注水設(shè)備采用離心水泵2臺(tái)（流量不小于50m3/h）,加壓設(shè)備采用電動(dòng)加壓柱塞泵，使用鋼板焊接的進(jìn)水口作為注水口及加壓口。

壓力計(jì)采用彈簧壓力計(jì)，精度不低于1.5級(jí)，最大量程宜為試驗(yàn)壓力的1.3～1.5倍，本次選用量程1.6 MPa，最小刻度0.05 MPa的壓力計(jì)2只。表盤(pán)的直徑不宜小于150 mm，使用前經(jīng)校正并具有符合規(guī)定的檢定證書(shū)；水泵、壓力計(jì)應(yīng)安裝在試驗(yàn)管道的兩端，且與管道軸線相垂直的支管上。

1.2.4 試驗(yàn)水源及排水疏導(dǎo)措施

水壓試驗(yàn)用水就近采用天然河道或水庫(kù)、塘壩的蓄水。水壓試驗(yàn)完畢，用離心泵將水排入河道或者排入農(nóng)用水渠中。

2 水壓試驗(yàn)過(guò)程

2.1 成立水壓試驗(yàn)小組

為了嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范進(jìn)行水壓試驗(yàn)，本次試壓專(zhuān)門(mén)成立了水壓試驗(yàn)小組，并進(jìn)行人員分工，各負(fù)其責(zé)。并邀請(qǐng)法人、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位派員參加，現(xiàn)場(chǎng)檢查、指導(dǎo)。

2.2 管堵的支撐與加固

將焊接好的鋼板堵頭的承插口轉(zhuǎn)換件安裝在試驗(yàn)管道的兩端，堵頭鋼板與靠背鋼板之間使用12根槽鋼（22×9 mm）均勻分布焊接支撐，并使用千斤頂進(jìn)行支撐調(diào)節(jié)。起支撐作用的槽鋼及千斤頂?shù)姆植家鶆颍c堵頭鋼板平面垂直，使靠背鋼板能夠均勻受力。

2.3 注水與排氣

采用柴油離心泵抽取就近距離的自然河水或水庫(kù)、塘壩的蓄水，自堵頭鋼板上部的進(jìn)水口向試驗(yàn)管道內(nèi)注水。使用2臺(tái)離心泵，雙管同時(shí)注水。注水的同時(shí)，打開(kāi)沿線的排氣閥及管端的排氣閥進(jìn)行排氣。雙管注滿水后，按照規(guī)范要求，應(yīng)充分浸泡72 h后方可進(jìn)行加壓試驗(yàn)。

2.4 升壓分級(jí)的劃分及觀測(cè)制度的規(guī)定

1）升壓分級(jí)：管道注水浸泡后，自注水口使用電動(dòng)加壓泵向管道內(nèi)注水加壓。按照規(guī)范要求該混凝土管道的最高工作壓力為0.6 MPa，試驗(yàn)壓力為0.9 MPa。升壓階段采用分級(jí)升壓，每0.3 MPa為一個(gè)壓力級(jí)，壓力每上升0.3 MPa時(shí)停止加壓，檢查靠背、支墩、管身及接口有無(wú)異?，F(xiàn)象，一切正常再繼續(xù)升壓，直至升到試驗(yàn)壓力。

2）觀測(cè)制度：升壓時(shí)應(yīng)有專(zhuān)人觀測(cè)并做好記錄。管道升壓時(shí)，管道的氣體應(yīng)排除；升壓過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)彈簧壓力表擺動(dòng)、不穩(wěn)，且升壓較慢時(shí)，應(yīng)重新排氣后再升壓。

2.5 試驗(yàn)管段的穩(wěn)定和安全措施

水壓試驗(yàn)過(guò)程中，后背支撐、管道兩端嚴(yán)禁站人；試驗(yàn)時(shí)，嚴(yán)禁修補(bǔ)缺陷，遇有缺陷時(shí)，應(yīng)做出標(biāo)記，卸壓后修補(bǔ)。

2.6 試驗(yàn)前附屬設(shè)備的安裝及對(duì)管道回填土的要求

非隱蔽管道的固定設(shè)施已按設(shè)計(jì)要求安裝合格；管道附屬設(shè)備按要求緊固、錨固合格；管件的支墩、錨固設(shè)施的管件，應(yīng)采取加固措施并檢查合格。

管道安裝檢查合格后，壓力管道水壓試驗(yàn)前，除接口外，管道兩側(cè)及管頂以上回填高度不應(yīng)小于0.5 m；水壓試驗(yàn)合格后，應(yīng)及時(shí)回填溝槽的其余部分；管道頂部回填土宜留出接口位置以便檢查滲漏。

2.7 水壓試驗(yàn)前的準(zhǔn)備及預(yù)試驗(yàn)

試驗(yàn)管段所有敞口應(yīng)封閉，不得有漏水現(xiàn)象，不得用閘閥做堵板，不得含有消火栓、水錘消除器、安全閥等附件；水壓試驗(yàn)前應(yīng)清除管道內(nèi)的雜物。

試驗(yàn)時(shí)，將管道內(nèi)水壓緩緩升至試驗(yàn)壓力并穩(wěn)壓30 min，期間如有壓力下降可注水補(bǔ)壓，但不得高于試驗(yàn)壓力；檢查管道接口、配件等有無(wú)漏水、損壞現(xiàn)象；有漏水、損壞現(xiàn)象時(shí)應(yīng)及時(shí)停止試壓，查明原因并采取相應(yīng)措施后重新試壓。

2.8 主試驗(yàn)

停止注水補(bǔ)壓，穩(wěn)定15 min；當(dāng)15 min后壓力下降不超過(guò)規(guī)范中所允許壓力降數(shù)值時(shí)，將試驗(yàn)壓力降至工作壓力并保持恒壓30 min，進(jìn)行外觀檢查若無(wú)漏水現(xiàn)象，則水壓試驗(yàn)合格。

2.9 允許滲水量的判定

壓力管道采用允許滲水量進(jìn)行最終合格判定依據(jù)時(shí)，實(shí)測(cè)滲水量應(yīng)小于或等于規(guī)范中的規(guī)定及公式規(guī)定的允許滲水量。

1）壓力升至試驗(yàn)壓力后開(kāi)始計(jì)時(shí)，每當(dāng)壓力下降，應(yīng)及時(shí)向管道內(nèi)補(bǔ)水，但最大壓降不得大于0.03 MPa，保持管道試驗(yàn)壓力恒定，恒壓延續(xù)時(shí)間不得少于2 h，并計(jì)量恒壓時(shí)間內(nèi)補(bǔ)入試驗(yàn)管段內(nèi)的水量。

2）實(shí)測(cè)滲水量應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：q為實(shí)測(cè)滲水量 （L/min·km）；W為恒壓時(shí)間內(nèi)補(bǔ)入管道的水量 （L）；T為從開(kāi)始計(jì)時(shí)至保持恒壓結(jié)束的時(shí)間（min）；L為試驗(yàn)管段的長(zhǎng)度（m）。

3 試驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題

1）正式充水前要做好初始記錄（包括氣候條件、鋼管及鎮(zhèn)墩的應(yīng)變和移位情況等）。2）開(kāi)啟上封頭處頂部的排氣閥進(jìn)行充分排氣，直到排氣閥開(kāi)始溢水，關(guān)閉排氣閥。一般應(yīng)停留足夠時(shí)間，記錄所有檢測(cè)數(shù)據(jù)，包括是否有射水、漏水或滲水等異?，F(xiàn)象（如有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)消除）。3）用高壓泵進(jìn)行加壓試驗(yàn)。一般應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)壓力事先確定詳細(xì)的分級(jí)加壓步驟 （包括分級(jí)數(shù)、分級(jí)壓力值、每級(jí)停留時(shí)間、測(cè)量項(xiàng)目以及出現(xiàn)異常時(shí)采取的緊急對(duì)策等）。4）試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)等管內(nèi)水排盡后才能割除試驗(yàn)用封頭 （設(shè)計(jì)要求保壓狀態(tài)下澆筑混凝土?xí)r，封頭可以最后割除），對(duì)全部觀測(cè)資料加以整理、分析，寫(xiě)出報(bào)告存檔。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)水壓試驗(yàn)，本次壓力管道水壓試驗(yàn)的壓力值均在0.9 MPa以上（試驗(yàn)記錄略），證明本工程管道安裝標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定，等級(jí)評(píng)定為合格。