大直徑輸水工程壓力管道水壓試驗

馬從茗，鞏 娜，曲玉增

（山東百盛建設工程有限公司，山東 臨沂 276034）

臨沂市30萬t輸水工程自岸堤水庫至臨沂水廠，流經蒙陰、沂南、蘭山3縣（區），總長45 km。該工程進口設計水位165.0 m，出口設計水位129.0 m，設計供水保證率95%，采用自流輸水方式供臨沂市居民生活用水。該輸水管道采用雙根直徑1 600 mm預應力鋼筋混凝土管，每5.0 m或6.0 m一節，壁厚150 mm，保護層厚度20 mm，最高設計內水壓力0.6 MPa。

該工程自2009年9月1日開工，于2010年6月20日竣工，目前運行情況良好，完全達到了設計要求。為了給今后輸水管道施工提供借鑒，現將本工程的壓力管道分段水壓試驗闡述如下：

1 編制水壓試驗方案

1.1 試驗壓力值的確定

壓力管道水壓試驗的試驗壓力根據GB50268—2008《給水排水管道工程施工及驗收規范》表9.2.10-1規定及SD144《水電站壓力鋼管設計規范》（試行）的第8.0.3條規定，按照設計要求，壓力管道水壓試驗的試驗壓力值確定為0.9 MPa。

1.2 試驗準備

1.2.1 后背及堵板設計

1）后背設在原狀土或人工后背上，根據靠背土質的不同選取不同的土體長度。為防止管端的堵頭在打壓過程中產生位移變形，支撐體采用C25混凝土澆筑，沿管線方向澆筑長度不小于2.5 m，高出管頂以上0.7 m，混凝土達到設計強度后方可進行壓水試驗。2）堵板一般選用厚度16 mm的鋼板，焊接在管端的轉換件上。3）后背墻面應平整并與管道軸線垂直。

1.2.2 進水管路、排氣孔及排水孔設計

打壓試驗前，試驗管段管線上的排氣閥、泄水閥等附屬管件要安裝完畢，錨固、密封要達到設計要求。在管端堵板的上部兩端分別焊接直徑為80 mm的閘閥作為進水孔和排水孔，在管端的高處設置排氣孔并結合全線的高壓排氣閥進行排氣。

1.2.3 加壓設備、壓力計的選擇及安裝

注水設備采用離心水泵2臺（流量不小于50m3/h）,加壓設備采用電動加壓柱塞泵，使用鋼板焊接的進水口作為注水口及加壓口。

壓力計采用彈簧壓力計，精度不低于1.5級，最大量程宜為試驗壓力的1.3～1.5倍，本次選用量程1.6 MPa，最小刻度0.05 MPa的壓力計2只。表盤的直徑不宜小于150 mm，使用前經校正并具有符合規定的檢定證書；水泵、壓力計應安裝在試驗管道的兩端，且與管道軸線相垂直的支管上。

1.2.4 試驗水源及排水疏導措施

水壓試驗用水就近采用天然河道或水庫、塘壩的蓄水。水壓試驗完畢，用離心泵將水排入河道或者排入農用水渠中。

2 水壓試驗過程

2.1 成立水壓試驗小組

為了嚴格按設計要求和施工規范進行水壓試驗，本次試壓專門成立了水壓試驗小組，并進行人員分工，各負其責。并邀請法人、設計、監理單位派員參加，現場檢查、指導。

2.2 管堵的支撐與加固

將焊接好的鋼板堵頭的承插口轉換件安裝在試驗管道的兩端，堵頭鋼板與靠背鋼板之間使用12根槽鋼（22×9 mm）均勻分布焊接支撐，并使用千斤頂進行支撐調節。起支撐作用的槽鋼及千斤頂的分布要均勻，要與堵頭鋼板平面垂直，使靠背鋼板能夠均勻受力。

2.3 注水與排氣

采用柴油離心泵抽取就近距離的自然河水或水庫、塘壩的蓄水，自堵頭鋼板上部的進水口向試驗管道內注水。使用2臺離心泵，雙管同時注水。注水的同時，打開沿線的排氣閥及管端的排氣閥進行排氣。雙管注滿水后，按照規范要求，應充分浸泡72 h后方可進行加壓試驗。

2.4 升壓分級的劃分及觀測制度的規定

1）升壓分級：管道注水浸泡后，自注水口使用電動加壓泵向管道內注水加壓。按照規范要求該混凝土管道的最高工作壓力為0.6 MPa，試驗壓力為0.9 MPa。升壓階段采用分級升壓，每0.3 MPa為一個壓力級，壓力每上升0.3 MPa時停止加壓，檢查靠背、支墩、管身及接口有無異?，F象，一切正常再繼續升壓，直至升到試驗壓力。

2）觀測制度：升壓時應有專人觀測并做好記錄。管道升壓時，管道的氣體應排除；升壓過程中，發現彈簧壓力表擺動、不穩，且升壓較慢時，應重新排氣后再升壓。

2.5 試驗管段的穩定和安全措施

水壓試驗過程中，后背支撐、管道兩端嚴禁站人；試驗時，嚴禁修補缺陷，遇有缺陷時，應做出標記，卸壓后修補。

2.6 試驗前附屬設備的安裝及對管道回填土的要求

非隱蔽管道的固定設施已按設計要求安裝合格；管道附屬設備按要求緊固、錨固合格；管件的支墩、錨固設施的管件，應采取加固措施并檢查合格。

管道安裝檢查合格后，壓力管道水壓試驗前，除接口外，管道兩側及管頂以上回填高度不應小于0.5 m；水壓試驗合格后，應及時回填溝槽的其余部分；管道頂部回填土宜留出接口位置以便檢查滲漏。

2.7 水壓試驗前的準備及預試驗

試驗管段所有敞口應封閉，不得有漏水現象，不得用閘閥做堵板，不得含有消火栓、水錘消除器、安全閥等附件；水壓試驗前應清除管道內的雜物。

試驗時，將管道內水壓緩緩升至試驗壓力并穩壓30 min，期間如有壓力下降可注水補壓，但不得高于試驗壓力；檢查管道接口、配件等有無漏水、損壞現象；有漏水、損壞現象時應及時停止試壓，查明原因并采取相應措施后重新試壓。

2.8 主試驗

停止注水補壓，穩定15 min；當15 min后壓力下降不超過規范中所允許壓力降數值時，將試驗壓力降至工作壓力并保持恒壓30 min，進行外觀檢查若無漏水現象，則水壓試驗合格。

2.9 允許滲水量的判定

壓力管道采用允許滲水量進行最終合格判定依據時，實測滲水量應小于或等于規范中的規定及公式規定的允許滲水量。

1）壓力升至試驗壓力后開始計時，每當壓力下降，應及時向管道內補水，但最大壓降不得大于0.03 MPa，保持管道試驗壓力恒定，恒壓延續時間不得少于2 h，并計量恒壓時間內補入試驗管段內的水量。

2）實測滲水量應按下式計算：

式中：q為實測滲水量 （L/min·km）；W為恒壓時間內補入管道的水量 （L）；T為從開始計時至保持恒壓結束的時間（min）；L為試驗管段的長度（m）。

3 試驗中應注意的問題

1）正式充水前要做好初始記錄（包括氣候條件、鋼管及鎮墩的應變和移位情況等）。2）開啟上封頭處頂部的排氣閥進行充分排氣，直到排氣閥開始溢水，關閉排氣閥。一般應停留足夠時間，記錄所有檢測數據，包括是否有射水、漏水或滲水等異?，F象（如有問題應及時消除）。3）用高壓泵進行加壓試驗。一般應根據試驗壓力事先確定詳細的分級加壓步驟 （包括分級數、分級壓力值、每級停留時間、測量項目以及出現異常時采取的緊急對策等）。4）試驗結束后，應等管內水排盡后才能割除試驗用封頭 （設計要求保壓狀態下澆筑混凝土時，封頭可以最后割除），對全部觀測資料加以整理、分析，寫出報告存檔。

4 結語

經過水壓試驗，本次壓力管道水壓試驗的壓力值均在0.9 MPa以上（試驗記錄略），證明本工程管道安裝標準質量達到了設計要求和規范規定，等級評定為合格。