長距離輸水預應力鋼筒混凝土管道的水壓試驗探討

【摘要】對長距離PCCP輸水管道，整體水壓試驗是對工程質量檢驗的重要環節。在工程實施過程中，現行規范中有些規定實現難度較大或者意義不大，有些規定偏于寬松。通過對工程實踐和試驗成果進行分析，認為可以加大水壓試驗段的長度，試驗時可利用雙向密封的檢修閥門作為堵板，建議根據不同的壓力等級、管徑合理確定水壓試驗合格標準。

【關鍵詞】長距離；輸水管道；水壓試驗

引言

長距離、大口徑輸水管道輸水流量較大，壓力較高，若出現輸水安全事故則會對管道沿線居民和環境造成較大影響。運行前進行管道試壓能夠對輸水管道的接口、管材、施工質量等進行全面檢查，是對管道安裝及鋪設后進行最后質量鑒定的必要手段，是檢驗輸水管道及相關設備是否滿足設計工況的關鍵措施，為確保系統能夠安全正常啟動、保證運行安全，對輸水管道工程必須進行水壓試驗。

1、試壓準備工作

第一步要進行的工作是管道的端頭需要用封嘴封住，然后檢查進行試壓工作的井內裝置是否有漏裝的情況。第二步工作是將試驗需要用的裝置進行連接，并且檢查連接是否完好，重新需要檢查是否有漏裝等情況。最后一步是檢查，檢查試壓進內的排氣閥和排泥閥是否打開，如果沒有打開，將排氣閥和排泥閥打開。

2、輸水管道水壓試驗方式

由于管道管徑大，因此水壓試驗壓力對分段處封堵設施會產生較大荷載，使封堵設施布置型式復雜、投資大。根據工程管道縱斷面布置和管道壓力由起點至終點逐漸降低的特性，管道水壓試驗采用了全管段整體充水、分段靜態升壓的方式。該方式通過分段處封堵設施所承受的下游靜水頭，大大降低上游管段水壓試驗時封堵設施所承受的荷載，從而簡化了封堵設施布置型式，有效降低了管道水壓試驗費用，并可多次進行試驗，便于工程的運行管理。

3、壓力試驗

3.1試壓管段的后背設計

（1）后背應設置在原狀土或人工后背上；土質松軟時，應采取加固措施； （2）后背墻面應平整，并且應與管道軸線垂直。

3.2輸水管道充水

當長距離壓力管道為空管狀態時，主水泵出口閥門打開，會造成主水泵由零流量向大流量迅速變化，極易使主水泵進入不穩定運行狀態，危及運行安全，因此主水泵初次啟動或停泵重新啟動時，對壓力管道進行充水是非常必要的。另外，在工程運行過程中管道檢修或更換都是不可避免的，因此管道充水和水壓試驗不僅需要在工程建設期間進行，而且需在工程運行過程中多次進行。選擇簡單、可靠的管道充水及水壓試驗方案是長距離大口徑輸水管道安全、穩定運行的有效保障。長距離輸水管道沿線大都為山區地段，地表水源的水質、水量較難保證。該工程采用蓄水前池充水方式，利用蓄水前池水位與輸水管道高程差進行自流充水。輸水管道充水時，除管道末端封堵設施連通閥門2處于關閉狀態外，其余連通閥門全部打開。

3.3升壓

當注水結束后，管道內的水壓達到平衡時我們開始的工作就是進行增壓。第一步升壓的時候將注水時打開的排氣閥將其關閉。第二步計算管線中注入水的流量，并且準確的測量，使用流量計來進行測量。第三步控制升壓使的壓力，不能太快，應該均勻的升壓，當控制壓力控制在60%以內時，控制速率必須在0.2MPa/min以內，當控制壓力控制在80%往后時，控制速率必須在0.02MPa/min以下；第四步當壓力控制的壓力達到標準試壓的一半時應該保持壓力20分鐘。然后觀察壓力管道是否有壓力下降，和壓力管道是否有泄露等情況，如果壓力管道沒有下降的壓力，我們將繼續進行的工作就是升壓。第六步如果空氣含量在升壓的過程中，壓力管道的空氣含量超標，就需要采取合理的措施來解決問題，采取措施的方法是，先對管線進行減壓，減壓后將排氣閥門打開，反復重復這個環節并觀察排氣口出現的一些情況，如果管線內空氣滿足要求，則繼續進行升壓。

3.4壓力降與滲水量

試驗管段灌滿水后浸泡時間不應少于24h，當試驗水頭達到規定水頭時開始計時，應該觀測管道的透入水量，直至觀測結束時，應不斷地向試驗管段內補水，保證水壓的穩定，滲水量的觀測時間不得低于于40min.實測滲水量應按下式計算：實測滲水量=W補水量/（T實測滲水量觀測時間×L試驗管段的長度）。

3.5試壓數據記錄

水壓試驗過程中，應認真做好各類試驗數據和突發情況的記錄，包括工程名稱、試驗時間、樁號及地段、管道內徑、管材類型、接口種類、試驗段長度，詳細記錄升壓開始/結束時間、穩壓開始/結束時間、試驗壓力穩定時間、工作壓力穩定時間、穩壓時間內補水量、實測滲水量等，穩壓結束卸壓開始時記錄開始/結束時間、卸壓速率。試驗過程中的所有突發情況應詳細記錄，作為今后核查時的有力證據和依據，最后，相關人員簽字。

4、水壓試驗的安全措施

1）水壓試驗前應制定切實可行的安全措施，由項目負責人或指派業務水平較高的管理人員擔任總指揮，堅持統一組織，統一領導，所有參與人員服從調度，積極配合，及時匯報試驗情況。2）試驗人員應具備專業技能。所有參與人員應明確分工，明確各自崗位的職責要求，責任落實到每一位參與人員身上。試驗前進行安全技術交底，落實到各個環節，不留死角。3）對管道沿線有架空供電線路的區域，試壓時必須做好安全防護設施，防止因管道爆管而引起觸電和損毀電力設施的安全事故。4）后背頂撐、管道連接段及加壓泵周圍嚴禁站人；水壓試驗時，嚴禁修補缺陷，有滲漏點時應做好標記，卸壓后再修補。5）管道試壓排出的水應及時排放至指定地點，不得影響周圍環境或造成積水，并應采取措施確保人員、交通和附近設施的安全。

結語：

經過實際工程論證，在大口徑管道試壓施工任務，通過各方的努力基本完成。本文簡述的長距離輸水管道山地如何試壓施工程序，已經成功應用于多個長輸管道工程，沒有發生任何質量安全事故。

參考文獻：

[1]楊進新，付邦磊，李萬智，等.長距離大口徑PCCP管道水壓試驗方法改進研究[J].水利水電技術，2009，40（12）：63-65

[2]閆志峰.淺談長距離輸水管道壓力試驗[J].山西建筑，2010（14）：173-174.