潘雪松

（遼寧省朝陽水文局,遼寧朝陽122000）

雙面加勁平板密封打壓管檢材的研發(fā)與應用

潘雪松

（遼寧省朝陽水文局,遼寧朝陽122000）

水壓試驗是檢驗PCCP管材生產質量和安裝質量的重要環(huán)節(jié)。文中通過對傳統(tǒng)打壓方式的技術革新，研發(fā)并應用了一種新型的雙面加勁平板密封打壓管道結構型式，有效地消除了傳統(tǒng)打壓方式存在的質量、安全隱患，避免了投資高，施工組織不靈活，解決了影響總工期等關鍵問題。

PCCP管道；雙面加勁平板密封；打壓管；研發(fā)與應用

1 傳統(tǒng)打壓型式與原理

PCCP管道工程施工完成后，為了檢驗輸水管道在規(guī)定的內水壓作業(yè)下的安全可靠性和嚴密性，檢驗PCCP管材的生產質量及與主管線配套的支管線、閥門及其他配套設施等性能是否滿足設計要求，在管道連續(xù)安裝完成后，應進行水壓試驗。傳統(tǒng)方式的水壓試驗多采用后靠背式分段打壓的方式，即施工一段輸水管道后需要對管道進行封堵，封堵采用帶堵板的鋼配件管道，封堵后進行注水試驗。試驗時還需要在封堵管道的堵板外側澆筑大體積的混凝土，做為臨時止推墩，通過止推鎮(zhèn)墩與基礎面之間的摩擦力，來平衡管道水壓實驗時水對打壓封堵板產生的內水壓力。

水壓試驗完成后，需要將臨時止推墩拆除，在另一側PCCP管道進行水壓試驗時，需再次進行打壓管道安裝和止推鎮(zhèn)墩澆筑。該方法在小型管道工程或短距離管道輸水工程中較為適合，但若在大型長距離PCCP輸水管道工程中則對工程施工影響較大，并會產生以下問題：

1）需要單獨生產并安裝打壓堵板管道，并且每次打壓試驗時均需要設置止推鎮(zhèn)墩，水壓試驗完成后，止推墩混凝土不能用于工程，須拆除掉，造成很大浪費。

2）在兩個打壓段之間，都會形成斷點，兩段打壓段間需要在止推鎮(zhèn)墩拆除后進行管道合攏，需要增加一處合攏管，不但增加了合攏管費用，并且合攏管道不具備打壓條件，無法驗證其安全可靠性和嚴密性。

3）水壓試驗、止推鎮(zhèn)墩澆筑、拆除、合攏管的安裝均占用關鍵線路時間，工程總工期受到水壓試驗的影響。

4）由于靠止推墩與基礎之間的摩擦力來平衡內水壓力，每個止推墩的斷面尺寸都不一樣，施工比較復雜。

因此傳統(tǒng)水壓試驗打壓方式和結構型式既影響工程施工效率，增加工程投資，又容易形成管道安全質量隱患。

2 新型打壓管結構型式與原理

針對PCCP管道傳統(tǒng)水壓試驗方式存在的諸多問題，該工程研發(fā)了PCCP管道雙面加勁平板密封堵頭打壓管道結構型式，由研發(fā)的新型打壓管替代止推鎮(zhèn)墩和帶堵板的管配件，通過管道與其周圍回填土的摩擦力來滿足水壓平衡。打壓管作為管道的一部分，不需拆除。

新型管道兩側端部采用與PCCP管道一樣的承插口設計形式，管內中間部位設置雙向封堵板，堵板兩側各設置一個支管。在進行分段水壓試驗時將打壓段側支管采用法蘭封堵，法蘭封堵板連接有輸水加壓及壓力檢測裝置。打壓管道安裝時按照常規(guī)PCCP管道安裝工藝，進行承插口對接安裝，打壓管道上下游承插口均可進行接口打壓試驗，以驗證打壓段的施工質量。

打壓管道主管連接兩個支管的結構型式，有利于管道進行水壓試驗。打壓側的支管安裝注水加壓裝置和壓力監(jiān)測裝置，進行管道注水加壓，并且在試驗時進行管道內水壓力和滲水量的監(jiān)測。在另一側不進行打壓的支管，可以安裝位移監(jiān)測裝置，監(jiān)測管道水壓試驗時管道產生的位移。

水壓試驗后將打壓管道中間堵板進行切割拆除，堵板與主管鋼板環(huán)向角焊縫位置采用與打壓管相同的襯砌防腐形式進行防腐，并且最終形成的過水斷面與兩側相同，形成永久管道的一部分。

新型打壓管道封堵裝置包括設置于打壓管道內部的封堵鋼板和設置于封堵鋼板兩側的加勁鋼板，封堵鋼板的邊緣與打壓管道的內壁通過焊接密封連接，由封堵鋼板將打壓管道的內部分隔為互不連通的兩個腔體。

對于管徑較大的管線打壓管道若采用圓形平蓋封頭板，則需厚度很大鋼板，厚鋼板焊接工藝要求較高，很難保證焊接質量。因此該工程使用在封堵鋼板的兩側設置加勁鋼板的結構型式，封堵鋼板兩側的加勁鋼板垂直于封堵鋼板，包括多行平行設置和垂直設置的加勁鋼板，兩個方向加勁鋼板垂直交叉，任意兩個相互平行且相鄰的加勁鋼板間的間距相等。加勁鋼板平行等間距設置及垂直交叉的結構，使得封堵鋼板與其兩側的加勁鋼板組成了強度均勻的整體，既保證了結構的穩(wěn)固性，同時也是最節(jié)省材料、最節(jié)省體積的設置結構。能夠在增加封堵鋼板剛度的同時有效降低其厚度，有利于保證封堵板的焊接質量，減少原材料的浪費，提高生產效率，保證打壓試驗的一次成功率，并且結構簡單方便加工。

打壓管道自身通過內部的密封雙面加勁平板堵頭裝置和打壓過程中管線外壁與回填土之間的摩擦力，形成推力來滿足水壓段管線的水壓平衡，以此來檢驗輸水管道在規(guī)定的內水壓作業(yè)下的安全可靠性和嚴密性。

打壓管防腐形式采用鋼板內外壁均進行掛鋼絲網(wǎng)襯砌水泥砂漿的型式。鋼板內外側進行點焊掛鋼絲網(wǎng)，鋼絲網(wǎng)與鋼板間有10 mm左右間距，通過襯砌砂漿對鋼絲的握裹力，提高砂漿與鋼板的結合強度。鋼絲網(wǎng)采用截面直徑為4 mm的鋼絲，鋼絲網(wǎng)格規(guī)格為50 mm×100 mm，沿管道環(huán)向間距為50 mm，沿管道軸向間距為100 mm。襯砌混凝土厚度為30 mm。鋼板采用壁厚為24 mm的Q 345C鋼板。

3 新型打壓管道的應用效果

1）新型打壓管道的結構型式，不僅可以作為水壓試驗段端部堵板，并且可以作為今后運行使用管道的一部分，能夠使一節(jié)打壓管道作為兩側管線打壓管使用，不必進行拆卸和合攏，試驗段后續(xù)的管道安裝施工不受水壓試驗的影響，提高了PCCP管道施工組織的靈活性。因此不會對總工期造成影響，并有效地解決了傳統(tǒng)打壓管道僅能作為打壓堵板管道，打壓后需要將打壓管拆除、重新生產、安裝合攏管道的局限性。

2）在止推環(huán)節(jié)中，新型打壓管道采用與打壓管道連接的非水壓試驗段，管道的周圍回填土間摩擦力平衡內水壓力的方式，以雙面加勁平板密封堵頭形式的打壓管道，替代傳統(tǒng)的止推鎮(zhèn)墩。不需增加合攏管，并且在分段水壓試驗工程中，可以直接驗證打壓管的可靠性和嚴密性，消除了質量、安全隱患。

3）在施工工序環(huán)節(jié)中，傳統(tǒng)打壓管道安裝回填后，需在水壓試驗時二次開挖基坑進行止推鎮(zhèn)墩施工，而新型打壓管道安裝后即可回填，水壓試驗時無需二次開挖，極大的方便了工程施工。

4）新型打壓管道結構簡單，生產簡便、快捷，有效的解決了管道水壓試驗打壓管堵頭裝置質量不易保證，材料浪費問題，提高打壓試驗成功率。

4 結語

PCCP管道雙面加勁平板密封堵頭形式打壓管道研發(fā)與應用，有效地解決了傳統(tǒng)打壓管存在的諸多問題，該成果已經在遼寧某重點工程中得到了應用和推廣。此成果的應用，消除了PCCP管道安裝的質量、安全隱患，節(jié)省了工程投資，提高了PCCP管道施工組織的靈活性，縮短了施工工期。

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2016-06-21