大口徑PCCP輸水管線水壓施工方法及工藝探討

劉發(fā)民

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅蘭州730030）

寧夏中南部水源工程線路總長74 km，其中隧洞11座，總長36.5 km，管道總長37.5 km，主要管材為PCCP管，管材口徑為DN2000。3#輸水管道輸水距離為3 090.98 m，設(shè)計(jì)流量為3.75 m3/s，管徑為DN2000。本文結(jié)合寧夏中南部水源工程3#管線管道安裝完畢后的水壓試驗(yàn)施工實(shí)例，對水壓試驗(yàn)施工方法及工藝進(jìn)行總結(jié)。

1 PCCP簡介

PCCP的中文全稱為鋼筒型預(yù)應(yīng)力混凝土壓力管（Pre-stressed Concrete Cylinder Pipe，簡稱PCCP）。它是多種材料復(fù)合組成的管道，具有可承受較高的內(nèi)壓和外部荷載、耐腐蝕性能好、管路損失小、使用壽命長的優(yōu)勢，大、中口徑的輸水工程更加適用。

該工程所采用的PCCP管體長度為6 135 mm，有效長度為6 000 mm，內(nèi)徑2 000 mm，各個(gè)管材承受壓力不同，普通單管16 t以上，壓力大的單管重量可達(dá)18.3 t。

2 PCCP安裝特點(diǎn)及施工工藝

履帶吊可對管道進(jìn)行安裝就位，該型號(hào)吊車雖具有轉(zhuǎn)移不便、行駛緩慢等缺點(diǎn)，但與汽車吊相比，地面接觸面積大，對地面的作用力小，可在松軟、泥濘的地面行走及吊裝作業(yè)，爬坡能力強(qiáng)，綜合考慮工程施工場地和各種因素，用80 t履帶吊進(jìn)行安裝作業(yè)。管口對接是管道工程的重要作業(yè)內(nèi)容，選用專用內(nèi)拉設(shè)備（2個(gè)快速倒鏈組裝）。

3 管道水壓試驗(yàn)要求及規(guī)定

水壓試驗(yàn)在管道安裝完畢及回填后進(jìn)行，按照上報(bào)審批的專項(xiàng)方案施工，堵頭壓力須根據(jù)打壓管頭的管道工作壓力計(jì)算，按照壓力進(jìn)行封堵，采用鎮(zhèn)墩、閥井及管道等進(jìn)行打壓試驗(yàn)，以防止打壓過程中造成移位或變形，一般采取盲板焊接。

3.1 試驗(yàn)要求

試驗(yàn)管段應(yīng)充分浸泡且在不大于工作壓力條件下注滿水，然后再進(jìn)行水壓試驗(yàn)。浸泡時(shí)間如表1所示。

表1 壓力管道水壓試驗(yàn)前浸泡時(shí)間

3.2 試驗(yàn)規(guī)定

一是根據(jù)管材種類確定試驗(yàn)壓力。二是開展預(yù)試驗(yàn)。在管道內(nèi)緩緩注水并等壓力升到試驗(yàn)壓力穩(wěn)定30 min，如出現(xiàn)水壓不足現(xiàn)象，可對管道注水補(bǔ)壓，但不得高于試驗(yàn)壓力；試驗(yàn)中出現(xiàn)漏水、管材損壞等現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)查明情況并做出相應(yīng)的調(diào)整。三是管道氣體排出在升壓時(shí)尤為重要，應(yīng)隨時(shí)關(guān)注彈簧壓力計(jì)表的變化狀態(tài)，異常時(shí)及時(shí)排氣后再升高壓力。四是分級(jí)升壓過程每升一級(jí)都要檢查管材的各項(xiàng)指標(biāo)，無異常時(shí)再進(jìn)行下一級(jí)升壓。五是后背頂撐、管道兩端進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)嚴(yán)禁站人。

4 管道壓力試驗(yàn)流程

4.1 水壓試驗(yàn)工作流程

壓力試驗(yàn)工藝流程如圖1所示。

4.2 水壓試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作

4.2.1 資料 鋼管無損檢測全部合格，PCCP管接頭打壓試驗(yàn)全部合格，報(bào)告、記錄完整；所有管材及設(shè)備合格證及出廠檢驗(yàn)報(bào)告齊全、有效；水壓試驗(yàn)所用壓力表及打壓設(shè)備合格證及出廠檢驗(yàn)報(bào)告齊全、有效；有完整的水壓試驗(yàn)技術(shù)方案，并已上報(bào)批準(zhǔn)。

4.2.2 打壓設(shè)備工機(jī)具 確定水壓試驗(yàn)所需儀器是否齊全，是否有專業(yè)人員測試。試驗(yàn)用壓力表已經(jīng)校驗(yàn)，且精度不低于1.6級(jí)。

4.2.3 管道清理 試驗(yàn)前必須派專人進(jìn)行監(jiān)督檢查，清理管道內(nèi)的所有雜物。

4.2.4 管道檢查和設(shè)備安裝檢查 認(rèn)真檢查管道接口、節(jié)點(diǎn)等外觀；逐一檢查管件，氣密性要求高的配件要嚴(yán)格檢查，如有不合格的產(chǎn)品及時(shí)更換；某些特殊配件安裝時(shí)提前進(jìn)行合格檢測與試用，保證其安全可靠；檢測水質(zhì)是否滿足試驗(yàn)要求，水源的供給和排水路線是否設(shè)計(jì)好。

水壓試驗(yàn)要聽從統(tǒng)一指揮，每個(gè)工作人員明確工作任務(wù)，每個(gè)部件設(shè)置專業(yè)人員檢查，確定發(fā)現(xiàn)問題的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，及時(shí)處理問題。

5 管道壓力試驗(yàn)

5.1 注水

試壓前，從試壓段最高點(diǎn)的人孔或排氣閥井井口注水，管道注水時(shí)，打開排氣閥門和進(jìn)人口處的法蘭。水源采用2#胭脂川隧道出口施工用水，進(jìn)入管道的水流速度不能過快，同時(shí)考慮進(jìn)水量與排氣量的關(guān)系，避免試驗(yàn)形成氣囊影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。管道注水時(shí)要求仔細(xì)查看每一個(gè)管道接口及接縫等特殊部位是否存在漏水情況，如有應(yīng)停止注水，查明情況，做相應(yīng)的檢修。注水完成后，靜止72 h，讓管線中的水與其周圍水的溫度達(dá)到平衡，并觀察水位下降情況。

5.2 升壓

注水完成后，將內(nèi)外水溫平衡，對管線升壓。升壓前關(guān)閉相關(guān)的排氣閥，注入管線水的流量通過試壓泵準(zhǔn)確計(jì)量，管道施加壓力要均勻而緩慢。分級(jí)升壓時(shí)壓力在試驗(yàn)壓力的50%時(shí)，穩(wěn)壓15 min，查看管道是否存在水泄露的情況，如沒有，則可以繼續(xù)升壓。按照實(shí)測數(shù)據(jù)繪制出壓力—時(shí)間、壓力—容積曲線。當(dāng)空氣含量在管線中較高時(shí)，計(jì)算管中空氣容量，其數(shù)值最好在總?cè)萘康?.2%。

5.3 穩(wěn)壓

管線壓力加至試驗(yàn)預(yù)定壓力后，關(guān)閉升壓系統(tǒng)，靜止30 min，實(shí)測滲水量應(yīng)小于或等于按下列公式計(jì)算的允許滲水量。

5.4 卸壓

試壓完成后，打開泄水口進(jìn)行緩慢降壓；卸壓速率不大于0.1 MPa/min；試壓完成后，及時(shí)提交試壓報(bào)告給各方會(huì)簽。

5.5 排水

將水排入原有水渠中。

5.6 異常情況處理

試驗(yàn)嚴(yán)格按照步驟開展，過程中出現(xiàn)異常情況按照試驗(yàn)方法查找原因，根據(jù)實(shí)際情況搶修處理，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。一是檢查管道中橡膠墊是否安裝到位，接口處有無漏水狀況，螺絲松緊程度等是否滿足要求。二是檢查兩管道接口處的橡膠圈是否對接準(zhǔn)確，是否存在錯(cuò)位及沒有安放的情況。

6 結(jié)語

在寧夏中南部水源工程3#管線施工中，水壓試驗(yàn)是PCCP管道安裝完畢后整個(gè)管線工程項(xiàng)目的重中之重，其施工與檢測方法要求嚴(yán)格，PCCP管道水壓試驗(yàn)施工過程應(yīng)嚴(yán)格按照管線施工圖紙、PCCP管安裝手冊等施工。