淺談NLK水電站PCCP管道水壓試驗方法研究

□高紅濤（新疆水利水電勘測設計研究院）

1 工程概況

NLK水電站工程位于KS河段。倒虹吸進口布置在渠道位于樁號21+343.106m～樁號21+541.865m段，全長198.76m，起點高程1223.52m。設計引水流量138.80m3/s，正常水位為1228.70m，最低水位1225.40m（對應流量15.60m3/s）。PCCP管單管全長為1266.29m（管線長5×1266.29m），最大溝深46.00m。

水壓試驗是NLK倒虹吸管道竣工驗收之前的最后一個試驗項目，驗證管道及各附屬建筑物是否滿足設計工況。NLK倒虹吸管道水壓試驗一般包括：接頭水壓試驗、分段水壓試驗及全線水壓試驗。

2 規程規范對PCCP管道水壓試驗要求

《給水排水管道工程施工及驗收規范》（GB50268-2012）中要求：對于預應力混凝土管道、鋼管、鑄鐵管道，當管道工作壓力≥0.10MPa時，應進行壓力管道強度及嚴密性試驗，工作壓力<0.10MPa時，進行無壓力管道嚴密性試驗。管道強度及嚴密性試驗應采用水壓試驗法試驗，管道水壓試驗的分段長度≤1.00km。該規范中明確了靜水壓試驗分段長度、試驗壓力，但未明確分段水壓試驗與接頭水壓試驗的關系。

《電力建設施工及驗收技術規范》(SDJ9150.9—2012)中要求：管道安裝后應及時進行接頭試驗。當管子、管線安裝技術檢查資料完整，并經逐個接頭水壓試驗合格后，可不再進行全線或分段水壓試驗。該規范明確了分段靜水壓試驗與接頭試驗的關系。

《混凝土壓力管》AWWAM9(美國供水協會)中要求：“為證明管網系統的可靠性，業主一般要求在最終移交壓力管線之前進行靜水壓測試。對于特別長的管線，有時對已竣工的較短管線進行靜水壓測試比較方便，而不必等到完全竣工后才對整條管線進行測試，嚴禁對管線進行空氣壓力測試。”

3 PCCP管道水壓試驗改進可行性分析

本工程PCCP管道直徑3.60m，管道最大壓力0.85MPa，管頂覆土厚度最大達到6.00m。考慮到電站運行安全的重要性，決定對本工程PCCP管道進行分段或全線水壓試驗。

4 PCCP管道水壓試驗方法

4.1 PCCP管道水壓試驗分段與管材壓力分段

4.1.1 PCCP管道壓力分段

根據NLK溝地形兩邊高、中間低以及倒虹吸管的布置、上覆土厚度、水壓力等情況，將本工程的管道分四段進行水壓試驗，詳見表1。

表1 尼勒克倒虹吸PCCP管道壓力分段表

4.1.2 分段水壓試驗壓力分析

4.1.2.1 PCCP管道計算試驗壓力

尼勒克倒虹吸PCCP管道各樁號正常工作內壓P及《給排水管道工程施工及驗收規范》（GB50268-97)規定的試驗要求：當工作內壓<0.40MPa時，應為工作內壓的1.50倍；當工作內壓>0.40MPa時，應為工作內壓加0.25MPa。

4.1.2.2 PCCP管道分段試驗壓力要求

各分段水壓試驗壓力應滿足：該試驗段內管道最大實際工作壓力對應的試驗壓力；同時不大于該段最不利點管材(設計分段管道)對應試驗壓力；不小于任一點管道實際工作壓力(正常運行最高壓力)。該布置分段較少，各試驗段試驗壓力滿足相關要求(100%達到了計算管道試驗壓力)。該方案技術合理、施工簡單、投資小、工期短。

4.1.3 水壓試驗分段與工程分標相適應

經分析，試驗共分為4段，長度135～557m不等。該布置既結合倒虹吸管的技術指標，又兼顧水壓試驗方便施工，根據現場水壓試驗驗證各試驗段試驗壓力滿足相關要求，技術合理、責任明確、施工簡單、投資較小、工期較短，水壓試驗方案經濟合理。

4.2 尼勒克倒虹吸PCCP水壓試驗方案

4.2.1 PCCP管道水壓實驗的方案布置要求

實現全線和分段水壓試驗，結合鎮墩、閥件情況共分4段進行，長度135～557m不等。先進行分段水壓實驗，待水壓實驗合格后全線水壓實驗。對管道施工質量認為有可能出現問題的地方，應增加水壓實驗檢驗次數，盡可能減少安全隱患的存在。水壓試驗壓力取值采用《混凝土壓力管》AWWAM9規定。并且充分結合我國預應力鋼筒混凝土管行業規范，結合電站工程重要性，本工程水壓力實驗值為設計壓力的1.50倍。

4.2.2 PCCP管道水壓實驗步驟的檢測要求

PCCP管及鋼制配件管在制作過程必須嚴格按照《預應力鋼筒混凝土管設計規范》(GB/T19685-2005)進行相關出廠檢測實驗，出具鋼筒各項實驗報告以及配件管的檢測實驗報告；各種進排氣閥和波紋管必須滿足相應的行業或國家規范要求，出具各項實驗檢測報告和質量報告書。在PCCP鋪設、安裝過程中必須同時滿足《給水排水管道工程施工及驗收規范》(GB50268-2012)和《輸水和其它液體用預應力鋼筒混凝土管壓力管》（ANSI/AWWAC301-2001）相關規定。

4.2.3 PCCP管道水壓實驗注意事項

進行水壓實驗前，還要注意土建單位的施工質量，需要土建單位出具施工質量合格報告單（參建各方簽字;水壓實驗進行前必須做好管道檢測段端頭的固定，其次檢查該段管道的密閉性，尤其是接頭部位必須重復多次地進行打壓實驗，保證該檢測段端頭穩定，打壓過程壓力要逐級遞增，逐漸遞減，避免造成壓力增幅或降幅過大，造成安全事故；水壓實驗分段長度可根據現場實際情況，針對不同管道的施工質量，調整水壓實驗的分段長度）。針對可能問題比較多的地方，不排除重復多次水壓實驗。接頭部位也是水壓實驗要重點注意的地方。

5 結語

本工程PCCP管道水壓試驗工序及檢測程序、標準是必要的；PCCP管道出廠前必須嚴格執行規范要求的檢測實驗；運輸安裝過程注意管道自身的破壞；管道堆放要選擇施工方便，選擇利于管道安全防止破壞；管道安裝過程做好相關質量檢測，做好質量認可報告。做好上述工作才是PCCP管道水壓實驗的前提；長距離PCCP管道工程管道壓力分段、鎮墩及檢修設施布置中應綜合考慮水壓試驗分段要求、管道的施工質量、管道的布置和水壓實驗施工方便、投資小和減少資源浪費等因素，做到工程質量安全可靠，施工管理方便，節省投資。