河南省南水北調(diào)供水工程PCCP管道靜水壓試驗(yàn)探討

□白建峰 □馮青松 □杜曉曉 □陳文權(quán)（河南省水利水電工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)監(jiān)督站 河南華水工程管理有限公司河南省水利第一工程局）

河南省南水北調(diào)供水工程PCCP管道靜水壓試驗(yàn)探討

□白建峰1□馮青松2□杜曉曉1□陳文權(quán)3（1河南省水利水電工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)監(jiān)督站 2河南華水工程管理有限公司3河南省水利第一工程局）

河南省南水北調(diào)受水區(qū)供水工程輸水管道靜水壓試驗(yàn)是完工驗(yàn)收之前的一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，旨在檢驗(yàn)管道安裝的嚴(yán)密性，以便及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。當(dāng)前河南省南水北調(diào)受水區(qū)供水工程已進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)期，管道工程進(jìn)入收尾階段，靜水壓試驗(yàn)將全面展開(kāi)?；诖?，文章就靜水壓試驗(yàn)實(shí)施的時(shí)機(jī)、條件、方法及注意事項(xiàng)進(jìn)行探討，以便為下一步靜水壓試驗(yàn)提供有益借鑒。

南水北調(diào)；PCCP管道；供水工程；靜水壓試驗(yàn)

河南省南水北調(diào)受水區(qū)供水配套工程輸水管道靜水壓試驗(yàn)是完工驗(yàn)收之前的一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)靜水壓試驗(yàn)可檢驗(yàn)與管線(xiàn)配套的限制性接頭系統(tǒng)、止推系統(tǒng)以及相關(guān)的管道配件（如：閥門(mén)及組合空氣閥等裝置），并對(duì)相關(guān)的設(shè)計(jì)、施工、安裝進(jìn)行綜合驗(yàn)證及評(píng)估，發(fā)現(xiàn)并解決存在的問(wèn)題，以保證輸水管線(xiàn)在規(guī)定的內(nèi)水壓作用下的安全可靠性和管線(xiàn)的水密性，確保工程質(zhì)量合格安全投入運(yùn)行。

1 靜水壓試驗(yàn)實(shí)施時(shí)機(jī)及條件

根據(jù)當(dāng)前工程建設(shè)情況，以及干線(xiàn)工程即將通水的實(shí)際，從便于操作、節(jié)約用水、保護(hù)環(huán)境的角度考慮，靜水壓試驗(yàn)宜在整條輸水管線(xiàn)基本完工具備條件后，統(tǒng)一組織，利用干渠水源自上而下，全線(xiàn)進(jìn)行分段試壓；對(duì)于較長(zhǎng)的管線(xiàn)，也可根據(jù)工程進(jìn)展情況，對(duì)具備靜水壓試驗(yàn)條件的管線(xiàn)先期進(jìn)行試驗(yàn)。但無(wú)論是分段還是先期試點(diǎn)靜水壓試驗(yàn)，為安全考慮嚴(yán)禁用氣體介質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)。

2 靜水壓試驗(yàn)范圍分段，堵頭選擇，水源及排水

管道靜水壓試驗(yàn)原則上以檢修閥作為分段的節(jié)點(diǎn)，并結(jié)合管線(xiàn)控制閥、放空閥設(shè)置及管材壓力等級(jí)、水源和排水條件等因素確定；閥門(mén)可作為靜水壓試驗(yàn)的堵頭，但應(yīng)復(fù)核受力條件，確保安全，必要時(shí)設(shè)置特制堵頭止水；水源宜首先選擇干渠水源，也可采用無(wú)污染的地表水、農(nóng)田灌溉井水、城市供水系統(tǒng)等，或打井取水；試驗(yàn)用水宜循環(huán)使用。

3 試驗(yàn)壓力選取及確定

試驗(yàn)壓力選取及確定，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的靜水壓力計(jì)算表對(duì)應(yīng)試驗(yàn)段終止樁號(hào)后第一個(gè)樁號(hào)選取相應(yīng)試驗(yàn)壓力值，其間如包含試驗(yàn)壓力值大于終止樁號(hào)試驗(yàn)壓力值，應(yīng)取最大值。有關(guān)數(shù)據(jù)可參照相關(guān)規(guī)范，也可采取計(jì)算或依據(jù)試驗(yàn)取得。目前黃河以北地區(qū)管道靜水壓試驗(yàn)壓力按照工作壓力的1.2倍來(lái)確定。

4 判定依據(jù)

試驗(yàn)合格的判定依據(jù)宜根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定，通常工程設(shè)計(jì)文件都對(duì)管道試驗(yàn)作出具體規(guī)定；設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，選用允許壓力降值和允許滲水量值中一項(xiàng)值或同時(shí)采用兩項(xiàng)值作為試驗(yàn)合格的最終判定依據(jù)。壓力管道水壓試驗(yàn)的允許壓力降值原則上鋼管為0MPa，球墨鑄鐵和預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管≤0.03MPa。壓力管道水壓試驗(yàn)的允許滲水量值應(yīng)按相關(guān)公式計(jì)算取得，實(shí)測(cè)滲水量應(yīng)≤計(jì)算值。

5 靜水壓力試驗(yàn)步驟和工作流程

5.1 試驗(yàn)基本步驟

試驗(yàn)前準(zhǔn)備→注水→浸泡→水壓試驗(yàn)→結(jié)果判定→泄壓排水。

5.2 試驗(yàn)工作流程

試驗(yàn)工作流程如圖1所示。

6 靜水壓力試驗(yàn)實(shí)施

6.1 準(zhǔn)備工作

準(zhǔn)備工作一般可分為組織準(zhǔn)備、方案準(zhǔn)備、物資準(zhǔn)備、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備等。

6.1.1 組織準(zhǔn)備

圖1 試驗(yàn)工作流程圖

一是成立指揮協(xié)調(diào)組。河南省南水北調(diào)辦應(yīng)成立指揮協(xié)調(diào)組，負(fù)責(zé)組織全省各地市輸水工程管道靜水壓試驗(yàn)的組織工作，尤其是要協(xié)調(diào)好跨市線(xiàn)路試驗(yàn)工作；各地市南水北調(diào)辦也應(yīng)成立指揮協(xié)調(diào)組，由建管局、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、設(shè)備廠家等單位人員組成，負(fù)責(zé)試驗(yàn)的組織、實(shí)施、技術(shù)指導(dǎo)、突發(fā)事件處理、試驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)等工作。二是成立現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施組。由各施工標(biāo)段監(jiān)理、施工等單位人員組成，主要負(fù)責(zé)準(zhǔn)備工作檢查，各試驗(yàn)段的人員配置、注水、試驗(yàn)記錄、突發(fā)事件應(yīng)急處理、修補(bǔ)、排水、試驗(yàn)資料整理等各項(xiàng)工作。三是成立應(yīng)急處理組。負(fù)責(zé)統(tǒng)一指揮、調(diào)配各項(xiàng)目部應(yīng)急小組進(jìn)行搶險(xiǎn)處置工作。

6.1.2 技術(shù)準(zhǔn)備

管道水壓試驗(yàn)前，應(yīng)由設(shè)計(jì)、設(shè)備廠家等專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行試驗(yàn)前技術(shù)培訓(xùn)。同時(shí)編制試驗(yàn)組織設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括后背及堵板的設(shè)計(jì)；進(jìn)水管路、排氣孔及排水孔的設(shè)計(jì)；排水疏導(dǎo)措施；升壓分級(jí)的計(jì)劃及觀測(cè)制度的規(guī)定；試驗(yàn)管道和穩(wěn)管措施確定等工作。在此基礎(chǔ)上編制靜水壓試驗(yàn)方案、應(yīng)急預(yù)案、質(zhì)量保證方案、安全保證方案等，并組織方案學(xué)習(xí)、推演和演練。

6.1.3 物資準(zhǔn)備

根據(jù)試驗(yàn)確定使用設(shè)備儀器的種類(lèi)、數(shù)量，主要有試壓泵、潛水泵、壓力表、單向閥、流量計(jì)、注水壓力連接管、發(fā)電機(jī)、截止閥、配電盤(pán)、對(duì)講機(jī)、堵頭、千斤頂?shù)龋Y(jié)合具體情況進(jìn)行全面準(zhǔn)備并留有備用。

6.1.4 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

主要是試驗(yàn)段管道清理、加固措施到位，試壓設(shè)備的安裝、調(diào)試等。

6.2 注水

注水前要結(jié)合試驗(yàn)方案對(duì)準(zhǔn)備工作進(jìn)行檢查，主要檢查各個(gè)拐點(diǎn)、接口以及其它附屬構(gòu)筑物的外觀，對(duì)未設(shè)支墩及錨固設(shè)施的管件，相應(yīng)地采取加固措施。檢查進(jìn)排水源、試壓設(shè)備、放水設(shè)備及量測(cè)設(shè)備是否準(zhǔn)備妥當(dāng)和齊全，工作狀態(tài)是否良好，以保證試壓系統(tǒng)的嚴(yán)密性及其功能的可靠性。只有準(zhǔn)備工作全部按要求完成后方可進(jìn)行管道充水工作。

6.3 浸泡

試驗(yàn)管段注滿(mǎn)水后，宜在不大于工作壓力條件下充分浸泡后再進(jìn)行水壓試驗(yàn)，有水泥砂漿襯里的球墨鑄鐵管和鋼管的浸泡時(shí)間≥24h,預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管結(jié)合配套工程管道使用情況，浸泡時(shí)間一般≥72h。

6.4 水壓試驗(yàn)

開(kāi)始水壓試驗(yàn)時(shí)，先進(jìn)行預(yù)試壓，逐步緩慢分級(jí)升壓，將管道內(nèi)水壓緩緩地升至試驗(yàn)壓力，每次升壓以≤0.2MPa為宜；在加壓泵處安裝兩個(gè)壓力表，以便復(fù)核壓力讀數(shù)，避免錯(cuò)誤；每升一級(jí)后穩(wěn)壓≥15min，分級(jí)升壓過(guò)程中，每升一級(jí)應(yīng)檢查閘閥、管身及接口，無(wú)異?，F(xiàn)象時(shí)再繼續(xù)升壓；如有漏水、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。

升壓過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)彈簧壓力計(jì)表針擺動(dòng)、不穩(wěn)，且升壓較慢時(shí)，應(yīng)重新排氣后再升壓；升至水壓試驗(yàn)壓力值后穩(wěn)壓2h。期間如有壓力下降可注水補(bǔ)壓，但不得高于試驗(yàn)壓力。停止注水補(bǔ)壓后穩(wěn)定30min，期間壓力下降≤允許壓力降值,進(jìn)行外觀檢查若無(wú)漏水現(xiàn)象，則水壓試驗(yàn)合格；注水補(bǔ)壓到試驗(yàn)壓力時(shí)穩(wěn)壓2h，當(dāng)實(shí)際滲水量<允許滲漏值時(shí)判定合格。填寫(xiě)試壓記錄，經(jīng)有關(guān)人員簽字后歸檔。

6.5 排水

排水應(yīng)控制水流速度，防止管道內(nèi)外壓力瞬間變化過(guò)大，損壞管道。

南水北調(diào)受水區(qū)供水工程主要用于規(guī)劃水廠供水，由于考慮到規(guī)劃水廠實(shí)際建設(shè)情況及管道空管運(yùn)行帶來(lái)的不利影響，可以考慮管內(nèi)存水，但應(yīng)有具體的實(shí)施方案。

7 相關(guān)措施及注意事項(xiàng)

一是管道靜水壓試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作應(yīng)通過(guò)地市現(xiàn)場(chǎng)指揮協(xié)調(diào)組驗(yàn)收，主要內(nèi)容包括：管道內(nèi)部應(yīng)全部清理干凈，沿線(xiàn)所有排氣閥、排水閥、檢修井等安裝調(diào)試完成，通訊設(shè)備準(zhǔn)備就緒，連接段工程已具備靜水壓試驗(yàn)條件。通過(guò)驗(yàn)收后方可進(jìn)行靜水壓試驗(yàn)。

二是充水前必須打開(kāi)試驗(yàn)段管道內(nèi)排氣閥、檢修閥，控制注水流量，以較慢速度進(jìn)行，通常注水流速在0.3m/s之內(nèi)為宜；充滿(mǎn)水后，用試壓泵向管內(nèi)注水，盡量減少管內(nèi)殘留空氣和波涌壓力，以免試驗(yàn)時(shí)積存空氣較多使試驗(yàn)壓力讀數(shù)不正確，造成壓降假象，同時(shí)控制水流量也是為了防止水錘壓力過(guò)大損壞管道。

三是管線(xiàn)必須按規(guī)定時(shí)間保持有壓狀態(tài)，以使管芯混凝土完全吸水飽和，避免管線(xiàn)加壓試驗(yàn)時(shí)，因管壁仍在吸水，產(chǎn)生壓降造成管線(xiàn)滲漏的假象。

四是試驗(yàn)設(shè)備儀器要進(jìn)行檢查和率定。試驗(yàn)中的儀器是采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)的主要來(lái)源，直接關(guān)系到數(shù)據(jù)的可靠性和試驗(yàn)結(jié)果判定的準(zhǔn)確性。因此對(duì)試壓設(shè)備、壓力表等精密儀器要進(jìn)行率定，對(duì)連接管、排氣管、進(jìn)水管及管件安裝情況要詳細(xì)檢查，確保安裝正確，系統(tǒng)嚴(yán)密。

五是嚴(yán)禁出現(xiàn)可見(jiàn)滲水點(diǎn)。管道滲漏量主要由實(shí)驗(yàn)過(guò)程的溫度變化、管內(nèi)殘留少量空氣和混凝土管芯少量的吸水確定，但無(wú)論所測(cè)滲漏量為多少，所有可見(jiàn)滲水點(diǎn)及接頭均視為不合格，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

六是把好安全的每一道關(guān)口。水壓試驗(yàn)過(guò)程中，要確保每個(gè)閥井處安排專(zhuān)人把守，負(fù)責(zé)巡視，一切無(wú)關(guān)人員一率不得靠近作業(yè)面；后背頂撐、管道兩端嚴(yán)禁站人。水壓試驗(yàn)時(shí)嚴(yán)禁對(duì)管身、接口敲打或修補(bǔ)缺陷，遇有缺陷，作出標(biāo)記，卸壓后修補(bǔ)。

七是全面做好應(yīng)急準(zhǔn)備。靜水壓試驗(yàn)突出事件主要集中在爆管和閥門(mén)漏水的可能性上。因此巡線(xiàn)人員一旦發(fā)現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題，應(yīng)第一時(shí)間報(bào)告，采取停止加壓、排水等措施，釋放管內(nèi)壓力，分析事故原因，制定處理措施，開(kāi)展問(wèn)題處理。

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1673-8853(2014)18-0057-03

2014-07-14

左英勇）