高層建筑塑料給水管道水壓的非常規(guī)無損檢測技術(shù)綜述

徐維臣

（山東科技職業(yè)學(xué)院建設(shè)規(guī)劃處，山東省濰坊市 261054）

近年來，隨著我國經(jīng)濟的進一步發(fā)展，建筑業(yè)發(fā)展得越來越快，在進行建筑室內(nèi)裝修時，室內(nèi)的冷水管線、熱水管線也日漸增多［1］。在目前使用的塑料給水管道中，主要包括聚乙烯及聚丙烯類，同時還包括這兩種材料的改性材料及復(fù)合材料［2］。塑料給水管道最大的優(yōu)點是施工非常方便，質(zhì)量較輕，具有良好的水力性能，同時塑料管道內(nèi)壁比較光滑，且不易腐蝕和結(jié)垢，使用壽命較長［3］。塑料給水管道的缺點是抗機械損傷和抗沖擊性能較差，同時其自身具有一定的脆性。目前，室內(nèi)使用的給水管道通常為無規(guī)共聚聚丙烯（PPR）管。在安裝好給水管道后，隨著投入使用時間的延長，管材會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在管道接頭處特別明顯，因而，造成管道出現(xiàn)漏水現(xiàn)象［4］。隨著我國高層住宅建筑越來越高檔化，管道敷設(shè)大部分為隱蔽暗裝方式，給水管道通常敷設(shè)在墻槽內(nèi)和地面下，在進行房屋裝修施工時，極易被損壞，因此，一次性完成塑料給水管道的水壓實驗比較困難。

管道的水壓實驗對于防止其漏水比較有效［5］，目前，對于高層建筑的給水管道壓力實驗方法研究較少。翁美農(nóng)［6］對工業(yè)用塑料管道進行了水壓實驗，分析了給水管道水壓實驗方法，并根據(jù)規(guī)范，對高層建筑的給水和排水管道的施工作業(yè)工程予以驗收，提出改進水壓實驗方法和標準，以將管道實際嚴密性正確反映出來；李海［7］使用不同材質(zhì)的給水管道進行水壓實驗，研究表明，玻璃鋼管與鋼管組合的給水管道能減少水壓實驗的分段數(shù)量，加快水壓實驗進度，節(jié)約成本。給水管道是建筑命脈，而影響建筑安裝企業(yè)的是給水管道的滴、冒、滲、漏等［8-10］?；诖?，本工作對高層建筑塑料給水管道水壓的非常規(guī)無損檢測技術(shù)進行了綜述。

1 影響水壓實驗的因素及解決方法

1.1 水壓實驗的方法

GB 50242—2016對于建筑室內(nèi)給水管道水壓實驗的檢驗方法進行了規(guī)定，具體的要求是：在進行實驗時，在實驗壓力下進行1 h的穩(wěn)壓，且滿足壓力降小于等于0.05 MPa，并在工作壓力1.16倍的狀態(tài)下進行2 h的穩(wěn)壓，且滿足壓力降小于等于0.03 MPa，同時對各連接處進行檢查，不能出現(xiàn)滲漏。

1.2 影響水壓實驗的因素

在符合標準規(guī)范要求的管道水壓實驗中，導(dǎo)致塑料管道水壓實驗結(jié)果出現(xiàn)誤差的主要因素有：各連接處密封較差，會引起實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)失真現(xiàn)象；在實驗過程中，溫度會出現(xiàn)較大變化。家庭裝修時，使用較多的是PPR管，PPR的熱膨脹系數(shù)為0.16 mm/（m·℃），實質(zhì)上就是水溫在1 m PPR管內(nèi)升高或降低1 ℃，管材就會有0.16 mm的收縮或膨脹，實驗時，水溫的降低或升高，會導(dǎo)致水壓實驗結(jié)果出現(xiàn)較大的波動。

1.3 解決方法

塑料管道進行水壓實驗時，事先需要進行管道預(yù)壓處理，由于水壓會對管道產(chǎn)生相應(yīng)的沖擊力，因而導(dǎo)致其產(chǎn)生一定的形變，也就是會有膨脹發(fā)生，這會引起管道內(nèi)水壓下降。為避免管道膨脹影響實驗結(jié)果，在進行給水管道水壓實驗時，應(yīng)及時卸掉角閥、水龍頭等連接器具，采用悶頭封堵，這樣可確保各連接處不會有滲漏發(fā)生。在預(yù)實驗階段和主實驗階段，管道預(yù)壓在預(yù)實驗階段進行，逐漸升高管道內(nèi)的水壓，在達到實驗壓力時進行32 min的穩(wěn)定壓力，一旦出現(xiàn)壓力下降趨勢，則需要另外注水，從而使壓力維持平衡，并且應(yīng)檢測管道內(nèi)部各連接零件，一旦出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，則停止試壓，采取措施后再進行試壓。為避免溫度變化造成的實驗數(shù)據(jù)失真，應(yīng)保證塑料水管周圍環(huán)境溫度基本維持恒定。

2 給水管道水壓實驗的準備工作

2.1 水壓實驗中管道長度的確定

按GB 50242—2016進行管道水壓實驗時，管道要具有適宜的分段長度，不能過長。在確定管道分段長度時，根據(jù)工程實際預(yù)留三通，靈活設(shè)置其位置，使實驗長度能達到要求。

2.2 管端后背的設(shè)計

在進行壓力管道水壓實驗過程中，由于水壓的作用，在管端后背將有一定的推力產(chǎn)生，該推力全部作用于此。管端后背不堅固時會出現(xiàn)縱向位移，導(dǎo)致接口拔出。由水壓實驗可知，當管徑小于400 mm時，管道選擇剛性接口，處理管端后背后，發(fā)生縱向位移的概率會減小；當管徑大于400 mm時，管道端部第一個接口選擇柔性接口，這樣有位移在后背產(chǎn)生時，微小位移量可被吸收，通過監(jiān)測試壓時的柔性接口位移，并及時采取措施，防止發(fā)生漏水。水壓后背抗力可根據(jù)被動土壓力理論進行計算，見式（1）。

式中：K為安全系數(shù)，取值為1.5～2.0。B為后背墻的寬度，m。R為管道蓋堵水壓力傳遞給后背的總計算，其中，D為蓋堵內(nèi)徑，mm；p為實驗壓力，MPa。Ep為每米寬度的被動土壓力，kN/m，按計算，其中，Ψ為后背土體內(nèi)摩擦角，°；r為混凝土的重力密度，kN/m3；H為后背墻高度，m；h為土壤高度，m。對于沿后背墻受力的土層而言，其厚度應(yīng)大于7.05 m。在后背墻縱向中心線上，有R的作用點存在，處于后背墻水平軸線下，通常情況下，其高度是墻高的1/5～1/3。

2.3 預(yù)升壓實驗及管道內(nèi)氣體的排除

在正式水壓實驗前需進行多次預(yù)升壓實驗，這樣可排凈管道內(nèi)的空氣［11］。若在水壓實驗時未將氣體排除，則滲水量的測定會與實際情況存在一定誤差。在管道內(nèi)，氣體滯留會形成氣囊，影響測試效果，因管內(nèi)氣體受到壓縮，嚴重時會使管道脹裂。在進行預(yù)升壓實驗時，管道內(nèi)氣體未排除干凈通常會出現(xiàn)三種情況：一是向塑料管道內(nèi)部大量注水，使其壓力不斷上升，但上升速度較為緩慢；二是向管道壓力泵處注水，而后使用手壓泵的方式?jīng)_水，雖然壓力上升速度有所提高，但壓力的讀數(shù)波動較大，指針難以穩(wěn)定；三是當水泵壓力讀數(shù)達到實驗壓力的4/5時，停止升壓并將放水閥門打開，此時水柱中有氣泡噴出。要排除管道內(nèi)空氣，減少預(yù)升壓次數(shù)，灌水時從下游處向管道內(nèi)部沖水，在管道的上段設(shè)置排氣閥，從而將實驗管道內(nèi)存在氣體全部排除；灌水時注意水速要適宜，使管道排氣量與管道水量匹配。

2.4 恒壓方法的確定

實驗時，在水壓達到實驗壓力后，使壓力保持恒定，檢查管身、接口有無漏水現(xiàn)象。由于管道滲水，當達到實驗壓力后，在12 min內(nèi)壓力會降低，無法保持恒定。在特殊的情況下，管道強度實驗是對處于安全運行狀態(tài)的管道進行檢驗的一種方法，在實驗中要求壓力不低于檢驗壓力，這樣管道就能正常使用。在實際操作中，當水壓略高于實驗壓力0.02～0.03 MPa后，停止升壓，這樣管道內(nèi)的壓力在12 min內(nèi)始終大于實驗壓力，確保管道能達到設(shè)計強度要求。

2.5 水壓實驗滲水量的測定

在進行管道水壓強度實驗時，在水壓達到實驗壓力后，恒壓12 min，接口與管身無破損、漏水現(xiàn)象且對于實際所測的滲水量要等于或小于規(guī)范的允許值，此時才能視為合格。管道內(nèi)徑等于或小于400 mm，且長度等于或小于1 000 m，在實驗壓力下，12 min壓力降低于0.05 MPa時，可認為水壓實驗達到要求。

3 塑料給水管道水壓實驗方法

3.1 室內(nèi)給水管道隱蔽前的水壓實驗

室內(nèi)給水管道安裝完畢后，在塑料給水管道接口黏結(jié)24 h后，可進行水壓實驗，檢查其嚴密性，管道是否出現(xiàn)堵塞，管材是否有損壞，合格后進行隱蔽。在各末端開口處，通過管帽進行封堵，不安裝任何水表，并用顏色標識出管道位置，防止其他施工破壞管道。

3.2 室內(nèi)裝飾施工前管道水壓復(fù)驗

在室內(nèi)裝飾開始前，對室內(nèi)給水管道進行分層水壓復(fù)驗。檢驗管道，清理找平，避免其他施工將管道損壞［12］。復(fù)驗時實驗壓力為0.62 MPa，若有破損滲漏應(yīng)及時修補。完成實驗后，管道內(nèi)壓力恢復(fù)到工作壓力，管道為帶水保壓狀態(tài)，在室內(nèi)裝飾完工前不拆除壓力表，這樣便于時常查看壓力情況。

3.3 分系統(tǒng)及供水立管水壓實驗

通過分層和分戶進行兩次管道水壓實驗，檢查管道接口是否有損壞情況，將質(zhì)量隱患基本消除，使隱蔽管路無泄漏和破損。對各層在供水系統(tǒng)范圍內(nèi)進行分系統(tǒng)及供水立管的水壓實驗，此實驗在全部用戶完成室內(nèi)裝飾后進行，實驗壓力為工作壓力，帶水保壓維持1～2 h，檢查壓力表變化情況。供水立管指水泵出水到各層控制閥的輸水管及水泵到屋面水池的輸水管，供水立管具有不同的輸水工作壓力，需要單獨進行水壓實驗。

3.4 系統(tǒng)沖洗及全系統(tǒng)通水水壓實驗

在各項實驗全部都達到要求后，就具備了供水條件，在完成各用戶末端配水器具安裝后，進行全系統(tǒng)通水水壓實驗。對供水系統(tǒng)的供水壓力和供水能力進行檢驗，并對配水器具接口嚴密性進行檢驗。通水正常后，檢查水量、水壓情況，直到全部實驗完畢。

4 工程實例

以沈陽某高層房間為例，該房間的廁所屋頂出現(xiàn)漏水，因此分別對樓上房間內(nèi)的熱水管道、冷水管道進行水壓實驗，其工作壓力和實驗壓力分別為0.62，0.82 MPa，本工作水壓測試使用的壓力傳感器精度是0.001 MPa。初始壓力為0.82 MPa時，冷水管道持續(xù)保壓1 h，壓力降為0.01 MPa；在壓力為0.62 MPa的條件下保壓2 h，壓力降為0.01 MPa，符合國家標準規(guī)定，從而判斷該節(jié)管道并未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。當初始壓力為0.82 MPa時，熱水管道持續(xù)保壓1 h，壓力降為0.48 MPa；在壓力為0.62 MPa的條件下保壓2 h，壓力降為0.57 MPa，不符合國家標準規(guī)定。在實際檢測中發(fā)現(xiàn)熱水管道已破損，存在滲漏點，壓力降很快超出GB 50242—2016要求的0.05 MPa。

5 塑料給水管道水壓實驗應(yīng)注意的問題

管道末端最低點的壓力就是實驗壓力，最高點的壓力大于1.05 MPa，對管道進行分段試壓。黏結(jié)管道在安裝完24 h后開始實施水壓實驗，這樣可避免固化時間不夠造成接口脫開問題。向試壓管段注水將管內(nèi)空氣排除，逐步對各配水點進行封堵。對類似于交聯(lián)聚乙烯類的柔性管材，如果加壓過高、過快會產(chǎn)生微量膨脹，使水壓實驗出現(xiàn)偏差。因此，采用手壓泵進行加壓，升壓時間大于等于12 min，穩(wěn)壓時間為1 h，這樣可消除管道膨脹的干擾。在穩(wěn)壓1 h后，如果無滲漏，則再進行補壓，使其達到規(guī)定壓力，壓力降在12 min內(nèi)小于等于0.05 MPa時，視為達到要求。

6 結(jié)語

開始水壓實驗之前，必須進行管道的預(yù)壓處理，這樣可將管道變形所產(chǎn)生的影響消除。高層建筑塑料給水管道在進行水壓實驗檢測時，需要對連接處密封較差，溫度變化等因素進行消除，最大程度保證實驗結(jié)果沒有較大誤差。工程實例表明，熱水管道質(zhì)量狀況出現(xiàn)異常，有滲漏點存在，管道在實際檢測中已破損，壓力降很快超出GB 50242—2016要求的0.05 MPa。