長距離輸水管線試通水操作措施

□劉蘇亞賈會民宋利劉長垠

（1許昌市潁汝灌溉管理局；2河南方正水利工程咨詢有限公司；3河南省水利宣傳中心）

長距離輸水管線試通水操作措施

□劉蘇亞1賈會民1宋利2劉長垠3

（1許昌市潁汝灌溉管理局；2河南方正水利工程咨詢有限公司；3河南省水利宣傳中心）

長距離輸水管線施工結束后，首次試通水的操作過程直接影響到輸水管道運行安全的問題。往往因管道內排氣不暢，引起管道的漏水，產生水錘甚至爆管的安全事故。究其原因除因設計施工的影響因素，還有首次操作的問題。為保證水流的安全性，應采取正確的操作措施。文章重點討論供水管線首次試通水的操作措施，希冀對類似工程的建設與管理有所裨益。

長距離輸水；試通水；運行安全；操作措施

0 引言

自20世紀50年代初以來，世界上許多國家先后建立大量長距離輸水供水工程。改革開放后，我國經濟的快速發展，城市建設框架的不斷擴大為解決水資源區域優化配置的問題，長距離輸水工程在許多城市地區興建，積累了大量的寶貴經驗。同時也有一定的問題，往往由于操作不當，管線內排氣不暢而出現安全事故。因此必須采取正確的操作措施。

1 要確定適當的輸水流量

長距離輸水工程具有管道長、管徑大、沿地形起伏不平的特點。雖然在設計和施工過程中加設排氣閥，但氣體還會在管道上壁聚集是造成氣堵，誘發水錘，甚至爆管的重要原因。

因此在首次灌水過程中，最重要是確定灌水流量。流量過大，管道內會因積氣產生大量氣泡、氣堵，水利條件發生較大變化，誘發水錘、爆管，造成輸水線路破壞的安全事故。流量太小，灌水時間會很長，甚至幾個月，影響工程效益的發揮。因此要根據輸水管道的氣體受力，采用理論分析方法，確定合適的灌水流量。

2 分階段分步驟進行

將長距離輸水的試通水分為三個階段；灌水階段、充水階段、通水階段。在對應階段有相應的目的，每階段目的完成就可以保證管道建設沒有大的積氣團，不會誘發水錘、爆管。

2.1 灌水階段

因管線沿地形鋪設，高低不平，特別是穿越工程，因此可將輸水管線可看成多個U形管串聯的管線。灌水的目的就是把每個U形管都灌滿，排除峰點高程管道內的積氣，以防止產生氣團和產生較強的的水力過度狀態，威脅管道安全。灌水階段的成果可根據管線中的檢查井查驗。

2.2 充水階段

充水階段的目的是讓U形管線中的空氣完全排出。使管線中沒有氣團。為了使輸水管線不產生大的水力過度工況，逐漸加大流量，然后關小管線末端閥門，增大阻力，提升水壓線，使管線中的空氣排出。當輸水管線進口流量加大，初始因管道水流沒有完全連通，出口流量稱為灌水流量。當關小管線末端閥門時，出水流量減少，進出水流量不一致。因此輸水管線的水壓線從末端向進水口抬高，U形管逐步連通。最終管道的空氣從峰點排氣閥完全排出。充水階段水流狀態為水滿流到全部全部管線滿流。

2.3 通水階段

通水階段目的是增大輸水管線的輸水量，逐步提升流量最終達到設計流量，提升流量也要逐漸增大。不產生較大水力工況過渡，并沖洗輸水管線，排出管內污物。當輸水流量達到設計流量時通水階段結束。通水階段是充水階段結束后開始，其初始水力狀態為恒流。逐步加大輸水管進水流量，并逐步開大出水口閥門的開度。每次通水流量與出水流量一致，再開大進水、出水閥門直到通水流量達到設計流量。

3 試通水前準備工作

3.1 組織到位

成立通水指揮部，落實崗位責任，明確工作程序。組織施工單位和管理人員清理管道，保證管內無雜物、無堵塞。檢查管線排氣閥出口是否暢通，并在附近設立標志，檢查沿線通水調試各種儀表是否正常工作。

3.2 培訓操作人員，編制應急預案

針對設備、儀器按設備廠家誰明書加以細化后編制操作規程細則，對操作人員進行崗前培訓。應急預案主要針對漏水，側重于防止水錘，甚至爆管安全事故的發生，并按預案配備搶險物資設備和搶險人員。

4 工程應用

4.1 工程概況

許昌市引黃入長濟許調蓄工程是許昌市委、市政府2016年謀劃實施的重點工程。工程分二期，由取水泵站、輸水管線（一期）及長葛增福廟水庫擴容（二期）組成。取水泵站位于鄢陵縣鶴鳴湖西北側，設計流量2 m3/s，管線長48.30 km，SP管, DN1600。一期投3.62億元，于2015年11月完工。經過分段閉水試驗后，于2016年3月份進行首次試通水。

4.2 確定最小流量

4.2.1 加壓泵組參數

加壓泵組參數選用：單級汲取離心泵；泵流量2 448～4 896 m3/h；揚程84～105 m，功率1 400 kW。

4.2.2 加壓泵站監控

按工程2 m3/s的供水并求各水位值監控要求如下：正常設計水位；引水前池水位低于該水位時不得啟動水泵機組；引水前池水位低于該水位時需關停所有水泵機組。

4.2.3 聯動與閉鎖

每臺加壓泵后輸水管線上安裝1臺電動液控止回偏心半球閥。泵、閥運行的聯動和閉鎖關系為：水泵機組分部調完成后，在初次供水時，在止閘閥關閉狀態下啟動任一臺加壓泵，另一臺暫不啟動。等泵前達到平壓狀態下維持0.60 m3/s的溢流流量緩慢向管線溢水。

4.3 灌水、充水階段

工程穿越河渠坑塘8處、京廣鐵路、京廣高鐵、高速及一般道路12次。為確保管線在灌水、充水階段管線內的積氣充分排出，具體做法是以各標段為單位，安排專職技術人員沿管線進行巡檢。巡檢的內容：一是查明管線有無明漏或地面嚴重塌陷；二是查看各類閥門及設施等有無損壞、被埋壓的情況；三是查看鶴棲湖水口水位情況；四是查看管線周圍的地理環境有無明顯變化、違規建造的建筑物及構筑物、開溝挖渠、挖坑取土、堆壓重物、頂進作業、打樁、爆破等活動；五是對管線附屬設施，如排氣閥、水泄放閥等檢查是否完好，特別是排氣閥的微排氣口防止堵塞。

4.4 通水階段

在管線積氣通過排氣閥完全排出后，逐步提升流量直至設計流量，同時加大進水，出水閥門直至設計流量2 m3/s。

5 結語

長距離輸水管線工程施工結束后，首次通水非常主要。引黃入長濟許工工程按照上述方法進行試通水過程中，沒有因操作不適當而引起積氣，產生氣堵、水錘、漏水現象。試通水過程中把管道內的空氣全部排除，才能保證輸水管線運行時，不至于因管道內積氣誘發安全事故，保障輸水管線的輸水安全。

［1］王維，姜乃昌，汪共華.停泵水錘及其防護（第二版）［M］.北京：中國建筑出版社，2014：13-15.

［2］陳涌城，張洪巖.長距離輸水工程有關技術問題的探討［J］.給水排水，2002，28（12）：1-4.

編輯：楊惠淑

TU991.33

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：1673-8853（2017）08-0045-02

2017-05-26