樂亭新區(qū)供水工程DN1400混凝土管道后背推力計(jì)算及試壓方法

董文濤

摘 要：在混凝土管道試壓過程中，管道后背制作及后背數(shù)據(jù)計(jì)算尤其重要，若考慮不周則會(huì)給工程帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本工程結(jié)合多年的管道施工經(jīng)驗(yàn)，通過對后背受力、后背墻受力寬度及后背土層長度的計(jì)算，結(jié)合必要的物資準(zhǔn)備，一次完成了2.6km管道試壓。

關(guān)鍵詞：打壓后背；混凝土管道；試壓 受力

中圖分類號：TV672.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20150935016

1 工程概況

唐山樂亭新區(qū)供水工程是唐山市的一項(xiàng)重點(diǎn)水利工程，輸水管線總長約58km，總投資概算12.5億元。本工程為管線第四標(biāo)段，樁號為：10+044～12+690，全場2646m，主管線為雙排DN1400mm雙排混凝土管道，進(jìn)排氣井室2座，閥門井1座，工程投資為443萬元。

工程于2012年5月開工至2013年1月主體工程完工，在打壓試驗(yàn)這個(gè)分部工程中遇到了困難。本段管線全部位于農(nóng)田耕地中，若按以往試壓方法，1km左右要?jiǎng)澐殖梢粋€(gè)打壓段，則該工程需要?jiǎng)澐?個(gè)以上試壓段，單依據(jù)長度劃分，管道所處的部位試壓取水地點(diǎn)、排水地點(diǎn)都是十分困難的，綜合考慮以上因素，依據(jù)多年的管道施工經(jīng)驗(yàn)，通過周密的數(shù)據(jù)計(jì)算及充足的物資準(zhǔn)備工作，決定對2.6km管道進(jìn)行一次性試壓。

2 試壓后背安全系數(shù)計(jì)算及準(zhǔn)備工作

管道在進(jìn)行水壓試驗(yàn)中，管道末端堵板及后背制作尤其重要，需要進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算并有充足安全保障，否則后背不堅(jiān)固，管道將產(chǎn)生很大的縱向位移，損壞法蘭和固定螺栓，甚至膠圈被擠出， 極易引起安全事故，使整體打壓失敗。本工程試壓數(shù)據(jù)計(jì)算分為后背土墻的允許抗力、作用于后背的力、后背墻受力寬度、后背土層長度這幾個(gè)方面，計(jì)算過程如下：

2.1 后背土墻的允許抗力

后背土層長度選擇十分重要，過短會(huì)造成后背滑動(dòng)，若不堅(jiān)固則會(huì)造成管端接口上膠圈滑出的危險(xiǎn)，本段工程選擇為不受擾動(dòng)的原狀土層，并且預(yù)留原狀土25m，為工程提供充足的安全保障。

3 管道注水試驗(yàn)

3.1 準(zhǔn)備工作

a.壓力表： 彈簧壓力表的精度不能低于1.5級，即壓力表最大允許誤差不超過最高刻度的1.5%。b.注水壓力泵： 采用2臺(tái)160米揚(yáng)程多級離心泵，充分保障注水壓力要求。c.頂鎬：在后背與堵板之間采用5臺(tái)50t頂鎬均勻支撐，可以減少后背不均勻受力，提供足夠的安全保障。d.水源解決：確定在管線南端樁號12+690處做為注水升壓段最合適，該部位取水有農(nóng)田機(jī)井，可以有充足的水源保障，附近有明渠可以將大量棄水排走，滿足本工程的需要。

3.2 管道注水升壓

試驗(yàn)管段滿水浸泡時(shí)間為不少于72h。水壓試驗(yàn)前，應(yīng)多次進(jìn)行初步升壓試驗(yàn)方可將管道內(nèi)的氣體排盡，當(dāng)確定管道內(nèi)的氣體排盡后，才能進(jìn)行水壓試驗(yàn)。升壓時(shí)要分級升壓，每次以0.2Mpa為一級，升至0.4Mpa保壓48h，要沿途巡視一遍，特別要檢查后背、管身及接口，當(dāng)確定無異常后才能繼續(xù)升壓。

異常情況排除：a.當(dāng)閘閥、法裝蘭盤漏水，應(yīng)檢查橡膠墊是否墊好，螺絲是否堅(jiān)固到位。b.若試壓過程中出現(xiàn)壓力表不穩(wěn)或長時(shí)間不能升壓則可能是有大量氣體未排凈，或出現(xiàn)有膠圈部位漏水事故，要即時(shí)檢查。

管道強(qiáng)度試驗(yàn)：經(jīng)過分級升壓，直到水壓升至試驗(yàn)壓力0.8Mpa后，保持恒壓10min，檢查接口、管身無破損及漏水現(xiàn)象，及壓力表降壓不大于0.03Mpa時(shí)，管道強(qiáng)度試驗(yàn)為合格。

管道嚴(yán)密性試驗(yàn)：W=qTL=5*60*2*2.6=1560L；W為規(guī)范充許補(bǔ)水量；q規(guī)范允許滲水量5L/min.km；T時(shí)間為2h，L管線長度2.6km。本段工程2h后補(bǔ)水量為400L，小于規(guī)范充許補(bǔ)水量，管道嚴(yán)密性試驗(yàn)合格。

4 結(jié)語

水利工程施工一般都涉及地質(zhì)條件復(fù)雜，施工期短的問題，施工質(zhì)量要求是十分嚴(yán)格的。規(guī)范中規(guī)定管線試壓不宜超過1km，該工程中管線部位特殊，涉及取水、排水十分困難，并且工期時(shí)間緊迫。依據(jù)多年的管道施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合細(xì)心、周密的計(jì)算及充足的物資準(zhǔn)備，本段工程順利完成打壓試驗(yàn)，并且保證了工程按期完工，此方法的成功可以為類似地質(zhì)條件的管道工程得以借鑒。

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