淺談NLK水電站PCCP管道水壓試驗(yàn)方法研究

□高紅濤（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院）

1 工程概況

NLK水電站工程位于KS河段。倒虹吸進(jìn)口布置在渠道位于樁號(hào)21+343.106m～樁號(hào)21+541.865m段，全長(zhǎng)198.76m，起點(diǎn)高程1223.52m。設(shè)計(jì)引水流量138.80m3/s，正常水位為1228.70m，最低水位1225.40m（對(duì)應(yīng)流量15.60m3/s）。PCCP管單管全長(zhǎng)為1266.29m（管線長(zhǎng)5×1266.29m），最大溝深46.00m。

水壓試驗(yàn)是NLK倒虹吸管道竣工驗(yàn)收之前的最后一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，驗(yàn)證管道及各附屬建筑物是否滿足設(shè)計(jì)工況。NLK倒虹吸管道水壓試驗(yàn)一般包括：接頭水壓試驗(yàn)、分段水壓試驗(yàn)及全線水壓試驗(yàn)。

2 規(guī)程規(guī)范對(duì)PCCP管道水壓試驗(yàn)要求

《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268-2012）中要求：對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土管道、鋼管、鑄鐵管道，當(dāng)管道工作壓力≥0.10MPa時(shí)，應(yīng)進(jìn)行壓力管道強(qiáng)度及嚴(yán)密性試驗(yàn)，工作壓力<0.10MPa時(shí)，進(jìn)行無(wú)壓力管道嚴(yán)密性試驗(yàn)。管道強(qiáng)度及嚴(yán)密性試驗(yàn)應(yīng)采用水壓試驗(yàn)法試驗(yàn)，管道水壓試驗(yàn)的分段長(zhǎng)度≤1.00km。該規(guī)范中明確了靜水壓試驗(yàn)分段長(zhǎng)度、試驗(yàn)壓力，但未明確分段水壓試驗(yàn)與接頭水壓試驗(yàn)的關(guān)系。

《電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》(SDJ9150.9—2012)中要求：管道安裝后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行接頭試驗(yàn)。當(dāng)管子、管線安裝技術(shù)檢查資料完整，并經(jīng)逐個(gè)接頭水壓試驗(yàn)合格后，可不再進(jìn)行全線或分段水壓試驗(yàn)。該規(guī)范明確了分段靜水壓試驗(yàn)與接頭試驗(yàn)的關(guān)系。

《混凝土壓力管》AWWAM9(美國(guó)供水協(xié)會(huì))中要求：“為證明管網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性，業(yè)主一般要求在最終移交壓力管線之前進(jìn)行靜水壓測(cè)試。對(duì)于特別長(zhǎng)的管線，有時(shí)對(duì)已竣工的較短管線進(jìn)行靜水壓測(cè)試比較方便，而不必等到完全竣工后才對(duì)整條管線進(jìn)行測(cè)試，嚴(yán)禁對(duì)管線進(jìn)行空氣壓力測(cè)試。”

3 PCCP管道水壓試驗(yàn)改進(jìn)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(dá)到6.00m?？紤]到電站運(yùn)行安全的重要性，決定對(duì)本工程PCCP管道進(jìn)行分段或全線水壓試驗(yàn)。

4 PCCP管道水壓試驗(yàn)方法

4.1 PCCP管道水壓試驗(yàn)分段與管材壓力分段

4.1.1 PCCP管道壓力分段

根據(jù)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(jìn)行水壓試驗(yàn)，詳見(jiàn)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(yàn)壓力分析

4.1.2.1 PCCP管道計(jì)算試驗(yàn)壓力

尼勒克倒虹吸PCCP管道各樁號(hào)正常工作內(nèi)壓P及《給排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268-97)規(guī)定的試驗(yàn)要求：當(dāng)工作內(nèi)壓<0.40MPa時(shí)，應(yīng)為工作內(nèi)壓的1.50倍；當(dāng)工作內(nèi)壓>0.40MPa時(shí)，應(yīng)為工作內(nèi)壓加0.25MPa。

4.1.2.2 PCCP管道分段試驗(yàn)壓力要求

各分段水壓試驗(yàn)壓力應(yīng)滿足：該試驗(yàn)段內(nèi)管道最大實(shí)際工作壓力對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)壓力；同時(shí)不大于該段最不利點(diǎn)管材(設(shè)計(jì)分段管道)對(duì)應(yīng)試驗(yàn)壓力；不小于任一點(diǎn)管道實(shí)際工作壓力(正常運(yùn)行最高壓力)。該布置分段較少，各試驗(yàn)段試驗(yàn)壓力滿足相關(guān)要求(100%達(dá)到了計(jì)算管道試驗(yàn)壓力)。該方案技術(shù)合理、施工簡(jiǎn)單、投資小、工期短。

4.1.3 水壓試驗(yàn)分段與工程分標(biāo)相適應(yīng)

經(jīng)分析，試驗(yàn)共分為4段，長(zhǎng)度135～557m不等。該布置既結(jié)合倒虹吸管的技術(shù)指標(biāo)，又兼顧水壓試驗(yàn)方便施工，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水壓試驗(yàn)驗(yàn)證各試驗(yàn)段試驗(yàn)壓力滿足相關(guān)要求，技術(shù)合理、責(zé)任明確、施工簡(jiǎn)單、投資較小、工期較短，水壓試驗(yàn)方案經(jīng)濟(jì)合理。

4.2 尼勒克倒虹吸PCCP水壓試驗(yàn)方案

4.2.1 PCCP管道水壓實(shí)驗(yàn)的方案布置要求

實(shí)現(xiàn)全線和分段水壓試驗(yàn)，結(jié)合鎮(zhèn)墩、閥件情況共分4段進(jìn)行，長(zhǎng)度135～557m不等。先進(jìn)行分段水壓實(shí)驗(yàn)，待水壓實(shí)驗(yàn)合格后全線水壓實(shí)驗(yàn)。對(duì)管道施工質(zhì)量認(rèn)為有可能出現(xiàn)問(wèn)題的地方，應(yīng)增加水壓實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)次數(shù)，盡可能減少安全隱患的存在。水壓試驗(yàn)壓力取值采用《混凝土壓力管》AWWAM9規(guī)定。并且充分結(jié)合我國(guó)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管行業(yè)規(guī)范，結(jié)合電站工程重要性，本工程水壓力實(shí)驗(yàn)值為設(shè)計(jì)壓力的1.50倍。

4.2.2 PCCP管道水壓實(shí)驗(yàn)步驟的檢測(cè)要求

PCCP管及鋼制配件管在制作過(guò)程必須嚴(yán)格按照《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T19685-2005)進(jìn)行相關(guān)出廠檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，出具鋼筒各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及配件管的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告；各種進(jìn)排氣閥和波紋管必須滿足相應(yīng)的行業(yè)或國(guó)家規(guī)范要求，出具各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告和質(zhì)量報(bào)告書。在PCCP鋪設(shè)、安裝過(guò)程中必須同時(shí)滿足《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50268-2012)和《輸水和其它液體用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管壓力管》（ANSI/AWWAC301-2001）相關(guān)規(guī)定。

4.2.3 PCCP管道水壓實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)前，還要注意土建單位的施工質(zhì)量，需要土建單位出具施工質(zhì)量合格報(bào)告單（參建各方簽字;水壓實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前必須做好管道檢測(cè)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(fù)多次地進(jìn)行打壓實(shí)驗(yàn)，保證該檢測(cè)段端頭穩(wěn)定，打壓過(guò)程壓力要逐級(jí)遞增，逐漸遞減，避免造成壓力增幅或降幅過(guò)大，造成安全事故；水壓實(shí)驗(yàn)分段長(zhǎng)度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，針對(duì)不同管道的施工質(zhì)量，調(diào)整水壓實(shí)驗(yàn)的分段長(zhǎng)度）。針對(duì)可能問(wèn)題比較多的地方，不排除重復(fù)多次水壓實(shí)驗(yàn)。接頭部位也是水壓實(shí)驗(yàn)要重點(diǎn)注意的地方。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程PCCP管道水壓試驗(yàn)工序及檢測(cè)程序、標(biāo)準(zhǔn)是必要的；PCCP管道出廠前必須嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范要求的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)；運(yùn)輸安裝過(guò)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(guò)程做好相關(guān)質(zhì)量檢測(cè)，做好質(zhì)量認(rèn)可報(bào)告。做好上述工作才是PCCP管道水壓實(shí)驗(yàn)的前提；長(zhǎng)距離PCCP管道工程管道壓力分段、鎮(zhèn)墩及檢修設(shè)施布置中應(yīng)綜合考慮水壓試驗(yàn)分段要求、管道的施工質(zhì)量、管道的布置和水壓實(shí)驗(yàn)施工方便、投資小和減少資源浪費(fèi)等因素，做到工程質(zhì)量安全可靠，施工管理方便，節(jié)省投資。