长距离大口径输水管道水压试验的思考

长距离大口径输水管道水压试验的思考

发表时间：2018-01-15T14:04:02.653Z 来源：《防护工程》2017年第24期作者：张晓川陈云

[导读] 近年来引水方面的民生基础设施建设项目较多，为了解决安全饮水的问题，通过长距离输水管道输水成为普遍的做法。

四川二滩国际工程咨询有限责任公司成都 611130

摘要：近年来引水方面的民生基础设施建设项目较多，为了解决安全饮水的问题，通过长距离输水管道输水成为普遍的做法，宁夏中南部水源工程就是为了解决该地区严重缺水问题而批准开工建设的，该工程的特点是：输水线路长、输水管道口径大、工期短；为了保证输水管道的运行安全，结合现行规范分段进行水压试验检查其质量是否满足要求，通过分段试验设计、现场施工到最终通水一次成功证明施工质量合格、检测方法得当。本文通过对其技术进行分析总结，供其它类似引水工程借鉴。

关键词：输水管道水压试验试验方法质量控制

一、工程情况概述

宁夏中南部水源工程输水管道及隧洞全长74km，其中管道全长37km，管道采用钢管及PCCP管交替连接而成，管道内径2000mm。

二、水压试验段长的划分和确定

根据《给水排水管道施工及验收规范》(GB50268-2008)要求，压力管道水压试验的管段长度不宜大于1.0km，照此规定各承包人提交了管道注水功能性试验的进度计划及试验费用，其进度计划远远不能满足政府要求的整体通水目标，其费用大大超出预期。

1、由于受规范对段长的划分限制，受地形条件限制且靠近村镇学校医院的原因，参建各方对此报谨慎态度不敢突破，在段落划分后，寻找试验所需水成为较大的难题，从十多公里外拉水，费用成本较高、进度缓慢。

2、由于分段较多，每个堵头根据压力不同需单独设计制作加工，后背混凝土浇筑需要等强，后期需要拆除，进度较慢、费用成本较高。

3、多段同时进行试验人员、设备、材料投入大，费用高，点多面广施工技术人员水平参差不齐，容易出错。

针对上述问题为了完成既定的供水目标，降低试验费用成本，邀请了国内类似工程的专家进行了论证，最后形成意见：施工质量合格的情况下可以突破规范要求的1.0km，选择有代表性段落进行试验。

根据专家会精神最终选择了段长2262m的段落进行了试验，该段范围避开村镇学校医院等，水源可采用附近河道直接从该段的中间（最低点）注水，两端位于爬坡最高点，选择钢管施工段镇墩旁边便于堵头安设。

三、打压试验设计

1、试验压力的确定：本段过河过沟及过路采用DN2000钢管，平直段及爬坡段采用PCCP管，采用转换接头连接，根据压力情况管道设计压力0.8--2.0MPa，实际工作压力0.25-1.24 MPa，按照设计要求确定试验压力为0.49-1.52MPa。

一端K9+250处管道安装高程为1885.00m，工作压力0.33Mpa，另一端K6+988处管道安装高程为1892.92m，工作压力0.25Mpa，两处压力差为-0.08Mpa，当K9+250.84处加压至0.65MPa时，K6+988.17处试压压力达到0.57MPa，满足设计试验压力不小于0.49MPa的要求。

2、打压设备的选择：50KW发电机一台、50m扬程水泵2台、压力表6只、水箱一个、阀门6个。

3、注水及排水排气的设计：注水从该试验段的最低处开孔注水，当水位高出水泵扬程时可在一个较低端头注水，直至将管道注满，在注水口安装阀门。排水孔设在该段管道最低处或利于排水的段落并安装阀门。

排气孔设置在试验段两个端头并在管道最高处，安装阀门。

4、堵头及靠背的设计和选择：

堵头设计及加工：根据首尾端的试验压力计算并加工堵头，选择采用钢板堵头封堵，堵头采用与管道同样材质的钢板制作，板厚

18mm，直径2200mm，在堵头背加工肋板增加其强度，肋板横纵向各20cm，采用18#工字钢做肋，堵头板与管道端头焊接密封后，在管道上对称部位设置4个焊点与堵板连接。

靠背的设计：根据设计提出的技术要求，打压试验不得采用镇墩、阀井及管道等作为背支撑，以防止在打压过程中造成移位或变形。但是在进行分段试验前该部位的镇墩已经浇筑完成，通过理论计算堵头按照要求施工后是可以直接进行打压的，为了防止意外便对其进行一定的支撑加固，即在镇墩上设置钢板采用千斤顶与堵板支撑。

四、试验过程

4.1试验前的工作准备

1）施工资料检查

检查所有管材及设备合格证及出厂检验报告齐全、有效、钢管无损检测全部合格，PCCP管接头打压试验全部合格，记录完整；有完整的水压试验技术方案，并已上报批准。

2）设备打压设备工机具

试压所需的机械、设备是否配备齐全，人员是否到位，技术交底是否落实。试验用压力表已经校验，且在有效检定（校准）期内，精度不低于1.6级。

3）管道检查和设备安装检查

进行试验前必须派专人进行监督检查，清理管道内的所有杂物；对管件逐一进行检查，特别是排水阀井、排气阀井检查其完整性，启闭灵活性，有无破损现象，并是否处于关闭状态，不合格的及时更换；对试压设备、压力表、排气阀门等检测器具进行功能检查，并进行试用，保证检测器具的功能满足试验要求。

4.2试验管段注水

管道注水时，打开排气阀门和进人口处的法兰。管道注水时水流速度不可太快，应使管道的进水量与排气量相匹配，如进水量大，而

排气少，管道内气体就会滞留在管道内，形成的气囊会影响水压试验效果。具体注水与排气的步骤如下：（1）注水时将管道试压段的进排气阀全部打开，以便排放管内空气；

（2）注水过程中，随时注意观察各排气阀的排气状态，并时刻注意观察各阀件、接口、管缝是否有渗漏水情况发生，如有渗漏水情况发生则停止注水，进行排水检修；

（3）注水完成后，静止72小时，让管线中的水与其周围水的温度达到平衡，并观察水位下降情况。

4.3管道注水升压

（1）管线注水完成后开始用试压泵对管线进行升压；关闭相关的排气阀；注水量要通过流量计进行准确计量。

（2）升压时，压力缓慢上升，在管线压力达到75%以前，升压速率不大于0.1MPa/min，在管线压力达到95%以后，升压速率小于0.01MPa/min。

（3）分级升压，当压力升至试验压力的50%时，稳压15分钟，观察管线有无泄漏，压力有无明显下降；严格观测制度，专人进行观测，对注入管线中水的体积、时间、水温度、环境温度和相应的压力进行全过程记录。

（4）根据记录数据绘制出压力—时间、压力—容积的曲线。当管中压力达到试验压力的75%时，若升压曲线基本成一条直线，则说明管线当中的空气含量很少，满足要求。

4.4、管道稳压

（1）当管线的压力升至试验压力后，关停试压泵，并静止30分钟。

（2）管线内的压力平衡并稳定后，管线要在试验压力下稳压15分钟；稳压过程中，管线的压力变化情况要用压力记录仪、压力显示器进行记录。

（3）管线要在试验压力下稳压15分钟，压力下降不超过规范允许压力将数值时，降压至工作压力并保持30分钟，检测管道外观有无渗漏水现象，若无渗水则水压试验合格。

4.5、卸压

（1）试压完成后，打开泄水口进行缓慢降压；

（2）管线的卸压要缓慢进行；卸压速率不大于0.1MPa/min；

（3）试压完成后，及时提交试压报告给各方会签。

五、试通水及通水对其质量的检验

根据试验段的成功打压结果，全线按照地形特点、管道分部情况、打压水源供应等方面综合考虑，详细划分了管道打压段落。

分段打压全部合格后，对其进行联通后的分段试通水，通水从水源水库至第一条隧洞进口处，其模拟运行工作压力并充分浸泡，实践证明其质量满足设计及规范要求。

全部联通试运行2个月及后期运行1年的实践表明其施工质量可靠、满足设计及规范要求。

六、经验与总结

根据对管道打压试验段的过程记录和监测数据，分析总结了大口径管道水压试验的改进之处，一方面试验段落长度的确定根据实际情况可以适当调整，并不拘泥与规范要求的不大于1km的规定；另一方面对于堵头的设计施工根据理论计算后尽量简化，并且将两端头尽量设置在地形较高的位置；其次打压注水的速率根据实际情况进行调整。