清徐原水直供PCCP 管道靜水壓試驗(yàn)分析

袁向宇

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，山西 太原 030024）

1 試驗(yàn)范圍

本次靜水壓試驗(yàn)的范圍是山西省萬(wàn)家寨引黃入晉工程聯(lián)接段清徐原水直供工程的施工Ⅰ標(biāo)（樁號(hào)1+575.98—樁號(hào)19+075 段） 和施工Ⅱ標(biāo)的部分范圍（樁號(hào)19+075—樁號(hào)22+721.50 段），試驗(yàn)總長(zhǎng)度21 145.52 m，試驗(yàn)的內(nèi)容包含了PCCP 管道及管線沿途的檢修閥、流量計(jì)、排氣閥、排水閥等金屬構(gòu)件。

2 靜水壓試驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)述

2.1 對(duì)管道進(jìn)行充水工作

充水前對(duì)本標(biāo)段管道全線的控制閥、檢修閥、空氣閥、排水閥、泄壓閥、調(diào)流調(diào)壓閥、流量計(jì)、測(cè)壓計(jì)等進(jìn)行調(diào)試檢查，啟閉開(kāi)度精度和穩(wěn)定性等均應(yīng)滿足相關(guān)要求。

2.2 打開(kāi)管線所有排氣閥，充分排除空氣

注水時(shí)為防止出現(xiàn)水錘等現(xiàn)象，通過(guò)控制開(kāi)啟閥門(mén)刻度保證充水以較慢速度進(jìn)行。全線安排專人對(duì)管線進(jìn)行巡檢，尤其加強(qiáng)對(duì)排氣閥、檢修閥、排水閥的巡檢，根據(jù)排氣閥的工況判斷管道的充水情況。當(dāng)最高處排氣閥排出的水流不帶有氣泡，并且水流連續(xù)、勻速流出時(shí)，表明管道內(nèi)空氣已基本排凈，管道處于滿水狀態(tài)，然后關(guān)閉閥門(mén)停止注水，各個(gè)閥井的值守人員及管道沿線的巡查人員檢查是否存在漏水現(xiàn)象，并及時(shí)匯報(bào)。

2.3 管道浸泡

試驗(yàn)段管道充滿水后，本標(biāo)段使用的PCCP 管道內(nèi)徑（DN2000、DN1600）全部大于DN1000 mm，為防止因混凝土吸水而產(chǎn)生壓降，避免出現(xiàn)管道滲漏的假象，試驗(yàn)段管道應(yīng)在自然充水的條件下充分浸泡不少于72 h，促使管道混凝土內(nèi)壁充分吸水后再進(jìn)行加壓試驗(yàn)。

2.4 管道加壓

加壓時(shí)，應(yīng)該以每級(jí)0.1 MPa 逐步緩慢分級(jí)升壓，每次加壓達(dá)到一級(jí)后穩(wěn)壓時(shí)間應(yīng)不少于15 min，對(duì)應(yīng)檢查各閥門(mén)及接口有無(wú)滲水滴水現(xiàn)象，同時(shí)讀取閥門(mén)前、后的壓力表及打壓壓力表，及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、記錄。當(dāng)確定安全監(jiān)測(cè)無(wú)異常、管道構(gòu)件無(wú)異常后才能繼續(xù)以0.1 Mpa 為一級(jí)升壓，并做好升壓后的檢查工作，直到升至試驗(yàn)壓力后，保持恒壓15 min，降壓幅度不得大于0.03 Mpa，試驗(yàn)管道通過(guò)強(qiáng)度試驗(yàn)。如果出現(xiàn)壓降并且是在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，應(yīng)該進(jìn)行補(bǔ)水加壓并記錄穩(wěn)壓時(shí)間、補(bǔ)水量算出管道滲水量，并且要符合規(guī)范要求。

根據(jù)《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268-2008） 的9.2.11-3 條 規(guī) 定，當(dāng) 管 徑DN2000 的PCCP 管道實(shí)測(cè)滲水量應(yīng)小于或等于6.26 L/（min·km）時(shí)，可以判定為合格。當(dāng)管徑DN1600的PCCP 管道實(shí)測(cè)滲水量應(yīng)小于或等于5.6 L/（min·km）時(shí)，可以判定為合格。

2.5 泄壓至工作壓力

加壓到試驗(yàn)壓力并合格后，泄壓至工作壓力保持30 min，工作壓力保持穩(wěn)定，管道靜水壓試驗(yàn)合格。

2.6 靜水壓試驗(yàn)結(jié)束

試驗(yàn)結(jié)束后，為防止產(chǎn)生水錘，要緩慢打開(kāi)泄壓閥進(jìn)行泄壓，閥門(mén)應(yīng)該按照刻度逐步開(kāi)啟，不能全開(kāi)，同時(shí)逐步打開(kāi)空氣閥，保證管道排水過(guò)程中空氣閥能補(bǔ)充氣體正常工作。打開(kāi)3#（樁號(hào)4+348.08 處）排水閥和5#（樁號(hào)16+451.4 處）排水閥排水，控制排水閥的開(kāi)度，避免形成負(fù)壓，泄壓排水并完成試驗(yàn)工作。

3 試驗(yàn)段的劃分

工程Ⅰ標(biāo)段內(nèi)有部分管道線路與地面城市交通主道路形成上下重疊、交叉或處于汾河景區(qū)內(nèi)，工程全線已完成回填工作，經(jīng)過(guò)核對(duì)管線閥門(mén)工況、參數(shù)和管線的設(shè)計(jì)壓力，在保證閥門(mén)前后兩側(cè)都處于滿水狀態(tài)情況下，采用檢修閥代替盲板分段進(jìn)行靜水壓試驗(yàn)。

根據(jù)Ⅰ標(biāo)段的實(shí)際工程內(nèi)容，確定試驗(yàn)段劃分原則：一是自上游開(kāi)始向下游分段進(jìn)行試驗(yàn)；二是采用管線自身的“檢修閥～檢修閥”分段進(jìn)行試驗(yàn)，也可根據(jù)實(shí)際情況含多個(gè)檢修閥，涉及到下游標(biāo)段時(shí)，下游標(biāo)段應(yīng)配合上游試驗(yàn)標(biāo)完成試驗(yàn)工作；三是本標(biāo)段采用兩種管徑的PCCP 管道，應(yīng)根據(jù)《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268-2008）規(guī)定的9.1.8 條，劃分為兩個(gè)試驗(yàn)段進(jìn)行試驗(yàn)。

第一段：管徑DN2000 段。1#檢修閥室（樁號(hào)1+575.98 處）至3# 檢修閥室（樁號(hào)11+447 處），長(zhǎng)9 871.02 m，注水量約30 995 m3。擬計(jì)劃于10#（樁號(hào)8+800 處）排氣閥作為補(bǔ)水口進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

第二段：管徑DN1600 段。3#檢修閥室（樁號(hào)11+447 處） 至5# 檢修閥室（樁號(hào)22+721.50 處），長(zhǎng)11 274.5 m，注水量約22 657.24 m3。擬計(jì)劃于16#（樁號(hào)13+600 處）排氣閥作為補(bǔ)水口進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

4 確定試驗(yàn)壓力

依據(jù)《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268-2008）的第9.2.10-1 條規(guī)定，當(dāng)工作壓力P不大于0.6 MPa 時(shí)，試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.5 倍。因此，本次靜水壓實(shí)驗(yàn)兩個(gè)分段的試驗(yàn)壓力都為1.5 倍的工作壓力。具體參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)壓力參數(shù)表

5 試驗(yàn)成果及結(jié)論

工程Ⅰ標(biāo)采用注水法進(jìn)行靜水壓試驗(yàn)。管道充水采用西干渠自流水源，試驗(yàn)打壓用水由兩輛10 m3水車循環(huán)供水?，F(xiàn)場(chǎng)使用設(shè)備有試驗(yàn)壓力表量程為0.6 MPa，刻度為0.02 MPa；試驗(yàn)水泵為流量6 m3/h 的7.5 kW 自平衡多級(jí)離心泵；使用50KW 柴油發(fā)電機(jī)供電。靜水壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 靜水壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

5.1 第一段（管徑DN2000 試驗(yàn)段）

2019 年11 月18 日晚00:34，試驗(yàn)壓力達(dá)到0.33 MPa 時(shí)，管身壓力表0.35 MPa，閥前上游管身壓力表0.02 MPa，15 min 后（00:50）各項(xiàng)數(shù)據(jù)保持不變。穩(wěn)壓2 h（03:00）后測(cè)試數(shù)據(jù)保持不變，不需要注水穩(wěn)壓。凌晨（03:59） 試驗(yàn)壓力表泄壓至工作壓力0.22 MPa，管身壓力表0.250 MPa，0.5 h 后（04:30）試驗(yàn)壓力表讀數(shù)數(shù)據(jù)不變。

因穩(wěn)壓期間注水量為0 m3，所以實(shí)測(cè)滲水量為0（L/min·km）。實(shí)測(cè)滲水量應(yīng)小于6.26 L/（min·km），試驗(yàn)結(jié)果合格。

5.2 第二段（管徑DN1600 試驗(yàn)段）

2019 年11 月22 日試驗(yàn)當(dāng)晚22:55，試驗(yàn)壓力達(dá)到0.33 MPa 時(shí)，管身壓力表0.35 MPa，閥前上游管身壓力表0.042 MPa，15 min 后（23:10）各項(xiàng)數(shù)據(jù)保持不變。穩(wěn)壓2 h（01:33）后測(cè)試數(shù)據(jù)保持不變，不需要注水穩(wěn)壓。次日凌晨（04:17）試驗(yàn)壓力表泄壓至工作壓力0.22 MPa，管身壓力表0.245 MPa，0.5 h 后（04:53）試驗(yàn)壓力表讀數(shù)數(shù)據(jù)不變。

因穩(wěn)壓期間注水量為0 m3，所以實(shí)測(cè)滲水量為0（L/min·km）。實(shí)測(cè)滲水量應(yīng)小于5.6 L/（min·km）驗(yàn)結(jié)果合格。

6 結(jié)語(yǔ)

工程Ⅰ標(biāo)段全段完成靜水壓試驗(yàn)后，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算分析，再結(jié)合施工期間回填工序中，對(duì)回填土的分區(qū)、分層及壓實(shí)度的檢測(cè)、管道安裝中對(duì)承插口雙道橡膠密封圈的打壓檢測(cè)、金屬構(gòu)件、管道閉合節(jié)的焊縫檢測(cè)等質(zhì)量控制手段，可知工程Ⅰ標(biāo)段的PCCP 管道安裝質(zhì)量及管道金屬構(gòu)件的焊接質(zhì)量合格，完全滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的結(jié)論。