預應力鋼筒混凝土管改進型水壓試驗結果分析

【摘要】預應力鋼筒混凝土管改進型水壓試驗具有操作便捷、解約用水的優點。本文結合改進型水壓試驗方法分析了影響其結果的因素，并得出了結論。

【關鍵詞】預應力鋼筒混凝土管；水壓試驗；結果

預應力鋼筒混凝土管（簡稱PCCP）是目前廣泛使用的大口徑優質管材，它是由卷圓鋼板、預應力鋼絲和內外混凝土層構成的復合管材，它充分發揮了鋼材的抗拉、密封性能及混凝土的抗壓和耐腐蝕性能。PCCP內水壓力檢驗方法是工程驗收的重要依據，決定著管道施工質量的合格與否，是所有給、排水工程輸水管道鋪設完畢工驗收的必不可少的關鍵步驟。傳統的內水壓力試驗方法主要是滿管注水，具有試驗耗時長、用水多、操作復雜的難題。而改進型內水壓力試驗方法很好的解決了這些難題。改進型水壓試驗采取的理論是鋼筒已經在生產過程中進行了耐水壓試驗，這確保了管體的不滲漏，而只需檢驗承、插口和兩個橡膠圈形成的空間的密封性能。這一性能代表著PCCP在施工后水壓試驗結果。也就是說進行改進型水壓試驗穩壓后壓力保持不變，并且未在觀察點發現水珠流淌或者濕片，基本確定該PCCP水壓試驗合格。但影響試驗結果的因素是值得研究的。

1、PCCP改進型水壓試驗方法

PCCP管的生產工藝相當先進，其在制作時要將鋼制承、插口環與薄鋼板制作的鋼管焊接成一體的鋼筒，然后還需要將每一個成品鋼筒進行水壓試驗，再將合格的鋼筒投入管芯混凝土灌注，確定鋼筒在允許拉應力作用下不會出現滲漏現象，這樣能夠實現管材的抗滲漏功能。此外，加上PCCP的特殊構造，其內外側都比較迷失，而且管芯和管筒中都加入了混凝土，這就使管壁的強度和剛度大大增加，然后對PCCP管材進行壓力檢測，通過檢測采取相應的措施來保證管材的不開裂，使管材的可靠性和實用性不斷增強。因為PCCP管材的抗滲漏性能和強度都有可靠的保證，因此只需要對管材接頭的嚴密性進行檢驗即可，目前我國已經開始推廣應用此種檢驗方法。

為了試驗方便，在插口端預先加工了兩個絲孔，一個是注水孔，另一個是排氣孔。兩個絲孔均配套堵絲。PCCP改進型水壓試驗設備很少，僅需要一臺手壓泵、1個與PCCP插口打壓預留絲孔連接的專用接頭、1根2米長的高壓膠管組成打壓器。在試驗開始之前把打壓器的接頭和管道下注水孔進行連接，打開管道上的排氣孔，接著用手壓泵往受壓腔體內沖水，該腔體主要是由承插口工作面及兩個橡膠圈形成的，如果管道上排氣孔出現連續流水，迅速用配套堵絲封堵上排氣孔，隨后按照檢測壓力用打壓器加壓。按照檢驗要求保持恒壓后，內水壓力是否保持穩定；并且觀察承插口內壁和外壁連接區域是否有水珠流淌或者是否有潮片出現來判斷水壓試驗合格與否。

2、影響PCCP改進型水壓試驗結果的因素

2.1 接頭安裝對水壓試驗結果的影響。接頭安裝的優劣直接決定著水壓試驗的結果。接口連接前需用食用植物油潤滑膠圈，膠圈放入插口槽內后，用大號一字改錐沿管道插口周邊移動2～3圈來調整膠圈松緊。連接時由專人觀察承、插口對接情況，觀察承插口的縫隙是否均勻，如縫隙均勻，說明承、插口對正，緩慢使插口進入承口。在進入過程中，管內打壓人員仔細觀察膠圈滑入情況，并用限位塊及時檢查環向間隙是否均勻，隨時進行調整。水壓試驗不合格的原因之一是未按照此操作方法操作，導致膠圈脫槽或擠壞失去了原有的密封性能。另外，環向間隙不均勻會導致橡膠圈受力不均勻，進行水壓試驗時發生滲漏現象。

2.2 注水時間及排氣方式對水壓試驗結果的影響。PCCP承插口接口間隙比較小（2mm左右），這一特性決定著注水時水流通道會受到影響。按照注水后排氣口持續流淌2～3min的操作方法，受壓腔體很難完全排空氣體。以公稱內徑800mm的PCCP受壓腔體完全排空氣體而言，如果試驗出流中完全看不到氣泡的時間一般需要15min左右。所以在進行水壓試驗時要適當加長均勻出流的時間，并且注意注水時水流要緩慢及防止異物進入腔體阻塞水流通道。

2.3 恒壓時間對試驗結果的影響。水壓試驗要保持恒壓10min后進行檢查。根據試驗得出的結論，恒壓時間并不是越長越好。由于水壓試驗前并沒有對受壓腔體進行浸泡作業，試驗時接觸面混凝土會吸附較多試驗水，再加上間隙小、溫度變化敏感，從而影響著試驗結果。

2.4 試驗壓力對試驗結果的影響。水壓試驗用壓力表應檢驗合格后使用，采用彈簧壓力計時精度不應低于1.5級，最大量程宜為試驗壓力的1.3～1.5倍，表殼的公稱直徑不應小于150mm。試驗最優壓力應按照工作壓力來確定。水壓試驗采取的壓力過大過小都會直接影響著試驗結果。水壓過小不能真實的反應受壓腔體的密封情況；水壓過大不僅不能真實反應受壓腔體的密封情況，同時可能會會對承、插接口密封帶來損壞。結合實際，確定比較適宜的試驗壓力：對于管道工作壓力（PN）為1.0MPa以下的其管道試驗壓力為PN+0.5MPa，且不小于0.9MPa；對于管道工作壓力（PN）為1.0MPa及1.0以上的管道試驗壓力為1.5PN。

3、結論

預應力鋼筒混凝土管改進型水壓試驗是比較便捷的接口密封性試驗。綜合分析影響水壓試驗結果的因素，要想獲得比較可靠的水壓試驗結果，需要在水壓試驗時要嚴格按照操作步驟，同時要增加排氣口出流時間至少15min，參照標準是出流中未出現氣泡；按照工作壓力分段確定試驗壓力；恒壓10min后觀察試驗得出結論。

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