長距離輸水預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管道的功能性試驗(yàn)探討

□周玉濤 耿運(yùn)生 魯虎成

長距離輸水預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管道的功能性試驗(yàn)探討

□周玉濤 耿運(yùn)生 魯虎成

對長距離PCCP輸水管道，整體水壓試驗(yàn)是對工程質(zhì)量檢驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)。在工程實(shí)施過程中，現(xiàn)行規(guī)范中有些規(guī)定實(shí)現(xiàn)難度較大或者意義不大，有些規(guī)定偏于寬松。通過對工程實(shí)踐和試驗(yàn)成果進(jìn)行分析，認(rèn)為可以加大水壓試驗(yàn)段的長度，試驗(yàn)時(shí)可利用雙向密封的檢修閥門作為堵板，建議根據(jù)不同的壓力等級、管徑合理確定水壓試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)。

長距離輸水；管道；水壓試驗(yàn)；PCCP

河北省南水北調(diào)配套工程中輸水線路全長1300km，據(jù)統(tǒng)計(jì)，PCCP管道總長度近1000km，采用的PCCP最大管徑2.6m，最小管徑1.4m。對于長距離輸水管道，整體水壓試驗(yàn)是對工程質(zhì)量檢驗(yàn)的最重要環(huán)節(jié)。目前PCCP管道工程整體水壓試驗(yàn)一般執(zhí)行《給水排水管道工程及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268-2008）和 《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管道技術(shù)規(guī)范》（SL702—2015）中有關(guān)水壓試驗(yàn)的相關(guān)規(guī)定和要求。本次針對PCCP管道在實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)的各種問題，進(jìn)行了總結(jié)，供相關(guān)人員參考。

1.水壓試驗(yàn)準(zhǔn)備

GB50268規(guī)定，壓力管道水壓試驗(yàn)的管段長度不宜大于1.0km，這是主要考慮便于試驗(yàn)操作而進(jìn)行的原則性規(guī)定。事實(shí)上，長距離輸水管道若執(zhí)行此規(guī)定，分段數(shù)量巨大，靠背和堵頭的制作及安裝、管道合攏的工作量也很大，尤其在大口徑管道中，會(huì)因?yàn)樗畨涸囼?yàn)引起工期大幅延長和費(fèi)用的增加。

在河北省南水北調(diào)配套工程保滄干渠，PCCP管道直徑在 1.8～2.4m，管道縱坡1/2000，管線沿程6km左右設(shè)置一座檢修閥門井。水壓試驗(yàn)時(shí)，考慮到管道縱坡較緩，檢修閥門井設(shè)計(jì)時(shí)考慮了水壓試驗(yàn)壓力下的抗滑問題，因此試驗(yàn)分段結(jié)合檢修井，以上下游檢修蝶閥為堵板，依靠檢修井為靠背，分段長度6km左右。按此設(shè)置，大大加快了試驗(yàn)進(jìn)度，減少了合攏管數(shù)量，降低了工程投資。

2.水壓試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)問題

GB50268中規(guī)定了壓力管道水壓試驗(yàn)合格的判定依據(jù)分為允許壓力降值或允許滲水量值兩種方式，可能存在某種驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)合格而另一種驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不合格的情況。

對保滄干渠部分管段的水壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見表1。

表1 保滄干渠PCCP水壓試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

保滄干渠PCCP整體水壓試驗(yàn)完全一次性合格。以水壓試驗(yàn)值和合格標(biāo)準(zhǔn)的比值進(jìn)行分析，大部分比值在0.3左右，也就是說管道滲水量和壓力降很容易滿足合格標(biāo)準(zhǔn)。分析原因是PCCP目前的制作工藝大幅提高，加之施工安裝時(shí)進(jìn)行了嚴(yán)格控制。同時(shí)根據(jù)分析，認(rèn)為以容許滲水量進(jìn)行控制，標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格。綜合以上，筆者認(rèn)為GB50268中要求的合格標(biāo)準(zhǔn)對于目前的輸水管道工程偏于保守，建議修訂標(biāo)準(zhǔn)。

3.閥門參與水壓試驗(yàn)問題

GB50268-2008規(guī)定，試驗(yàn)管段不得將閘門和閥門作為堵板。此要求能夠驗(yàn)證管道本身的工程質(zhì)量，但實(shí)際運(yùn)行過程中，往往管道與閥門的連接處容易出現(xiàn)問題，而按GB50268規(guī)定，則很難在試驗(yàn)中得到檢驗(yàn)。

以保滄干渠為例，在管道中間每隔6km左右設(shè)置檢修蝶閥，檢修閥門選用雙向密封閥門。閥門井設(shè)計(jì)時(shí)，閥門前后連接的鋼管與閥門井形成整體的抗滑結(jié)構(gòu)，水壓試驗(yàn)時(shí)利用閥門井自重及其周邊土的被動(dòng)抗力作為止推結(jié)構(gòu)，降低水壓試驗(yàn)止推結(jié)構(gòu)的工程費(fèi)用。

實(shí)施表明，此種水壓試驗(yàn)方式可行，加快了試驗(yàn)進(jìn)度，真正地模擬了工程運(yùn)行后閥門的可能工作狀態(tài)。

4.PCCP接口打壓試驗(yàn)壓力問題

大口徑PCCP的管道接口連接完畢后需進(jìn)行單口水壓試驗(yàn)，GB50268規(guī)定，試驗(yàn)壓力為管道設(shè)計(jì)壓力的2倍，且不得小于0.2MPa。SL702—2015規(guī)定，試驗(yàn)壓力宜采用管道工作壓力，且不小于0.2MPa。

以保滄干渠主干線為例，工程主管材選用PCCP，口徑為 2.2~2.0m，管道設(shè)計(jì)壓力為0.6~0.8MPa，管道的工作壓力為0.2~0.6MPa，整體水壓試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力為0.3~0.9MPa。如按GB50268，接口打壓試驗(yàn)應(yīng)為1.2~1.6MPa，遠(yuǎn)高于整體水壓試驗(yàn)壓力。由于PCCP為雙膠圈接頭，接口打壓時(shí)，內(nèi)側(cè)的膠圈受力方向與工程實(shí)際運(yùn)行時(shí)的受力方向相反，筆者認(rèn)為接頭打壓采用過大的壓力對驗(yàn)證接頭的密閉性無實(shí)際意義，相反，可能造成接頭處試驗(yàn)性破壞。

綜合分析，筆者認(rèn)為PCCP接口水壓試驗(yàn)壓力應(yīng)遵循 SL702—2015規(guī)定。

5.結(jié)語

針對執(zhí)行GB50268中有關(guān)水壓試驗(yàn)的相關(guān)規(guī)定和要求，同時(shí)結(jié)合工程實(shí)踐，有以下建議：一是根據(jù)管道的管材、管徑等因素，合理選擇管道水壓試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)，建議合格標(biāo)準(zhǔn)較現(xiàn)行GB50268嚴(yán)格；二是條件允許時(shí)，將檢修閥門參與整體性打壓試驗(yàn)，既可以現(xiàn)場進(jìn)行閥門的密封性試驗(yàn)，也可以檢驗(yàn)閥門擋水側(cè)的法蘭連接質(zhì)量，同時(shí)，盡量配備限位伸縮節(jié)以解決試驗(yàn)管段端部第一個(gè)接口為柔性接口問題；三是建議PCCP接口水壓試驗(yàn)壓力采用GB702—2015的規(guī)定，避免發(fā)生破壞性試驗(yàn)。

2017-02-06

周玉濤，女，漢族，河北省水利水電第二勘測設(shè)計(jì)研究院，高級工程師。

耿運(yùn)生，男，漢族，河北省水利水電第二勘測設(shè)計(jì)研究院，正高級工程師。

魯虎成，男，漢族，河北省水利水電第二勘測設(shè)計(jì)研究院，高級工程師。