金瑞芳

（青島西海岸新區(qū)水務(wù)發(fā)展中心，山東 青島 266500）

1 管道試壓方法概述

管道水壓試驗(yàn)過程中，水壓力作用會在管道內(nèi)產(chǎn)生巨大推力，為此管段兩端必須增設(shè)止推裝置，根據(jù)止推形式的不同，水壓試驗(yàn)有不同方法。當(dāng)前常見的鋼管與PCCP 混合管道水壓試驗(yàn)止推方式包括后背支撐、利用管道內(nèi)鋼管試壓等。①后背支撐技術(shù)：該技術(shù)主要在試壓管段端頭設(shè)置不同形式的后背支撐以承受試壓過程中產(chǎn)生的推力。根據(jù)管道布設(shè)情況及工程實(shí)際，后背支撐可以采用在直管段新建支墩，可以利用過山管段山體，也可以利用管道原鎮(zhèn)墩。②鋼管試壓技術(shù)：管道內(nèi)關(guān)閥壓力主要由閥門井處承受，故可以利用試壓過程中檢修閥門井前后鋼管段所承受的試壓推力達(dá)到止推的目的。該技術(shù)適用于單線或雙線同時(shí)打壓的情況，施工簡單，工期短。對于內(nèi)外接口均通過砂漿剛性連接的PCCP直管段，部分壓力可沿管線方向傳遞，此時(shí)便可借助一定長度直管段自重，在符合打壓靠背要求的基礎(chǔ)上展開壓水試驗(yàn)。若試壓管段為PCCP 長直段，則可以考慮增設(shè)一定長度鋼管，借助鋼管自身承受試驗(yàn)壓力使所產(chǎn)生的推力達(dá)到止推的目的，但該方法對于柔性承插接口形式并不適用。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

尼山世界文明論壇配套提升工程尼山水庫調(diào)蓄水工程位于泗河流域，水庫工程由2 座泵站工程、輸水管道工程、3 座橡膠壩工程以及配套管理設(shè)施等組成。泗濱一級泵站位于泗濱橡膠壩上游1 km處，泗河水經(jīng)一級泵站加壓后進(jìn)入管道輸水，穿京滬高鐵后二次穿越沿京滬高鐵后繼續(xù)南下，直至小沂河邊并沿小沂河右岸向東前行，至西余村西南角所設(shè)二級泵站并加壓后沿小沂河河道至尼山水庫大壩溢洪閘處匯入尼山水庫。新建尼山水庫調(diào)蓄水工程等別為Ⅲ等，工程規(guī)模為中型。泗濱一級泵站穿堤涵洞，建筑物級別為2 級，泗濱一、二級泵站、輸水管道工程，主要建筑物建筑級別為3級；小沂河上3處橡膠壩建筑物級別為4級，臨時(shí)建筑物為次要建筑物，級別為5級。

2.2 試壓方案

2.2.1 試壓方式

結(jié)合工程實(shí)際，尼山水庫調(diào)蓄水工程借助管線中檢修閥門井前后鋼管和鎮(zhèn)墩展開壓水試驗(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)在完成管道和鎮(zhèn)墩安裝澆筑后在暫不安裝閥門的狀態(tài)下試壓，閥門用封板代替，并以閥門前后鋼管段為推力承受段，展開壓力試驗(yàn)，試壓結(jié)束后拆除封板并安裝檢修閥。對于端部設(shè)置有較大彎頭及鎮(zhèn)墩的管段，應(yīng)通過后背支撐法加固鎮(zhèn)墩或延長鋼管長度后展開水壓試驗(yàn)。

管道水壓試驗(yàn)前，除接口外，管道兩側(cè)及管頂回填并分層夯實(shí)至管頂以上不小于0.50 m的鎮(zhèn)墩與錨固結(jié)構(gòu)等達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能進(jìn)行水壓試驗(yàn)，以防止管線的位移和變形。

2.2.2 試壓參數(shù)

根據(jù)規(guī)范管道運(yùn)行設(shè)計(jì)壓力及管材是決定輸水管道水壓試驗(yàn)壓力及允許壓力降的關(guān)鍵參數(shù)，此工程第1 管段（泗濱泵站～二級泵站壓力前池）輸水管道設(shè)計(jì)工作壓力0.60 MPa，第2管段（二級泵站～尼山水庫）輸水管道設(shè)計(jì)工作壓力0.50 MPa。試驗(yàn)壓力、允許壓力降及試驗(yàn)方案具體內(nèi)容等如下：鋼管試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)工作壓力+0.50 MPa，并應(yīng)≥0.90 MPa；PCCP 管試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)工作壓力+0.30 MPa。管道水壓試驗(yàn)包括預(yù)試驗(yàn)和主試驗(yàn)兩個(gè)階段，兩個(gè)階段均應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行，并滿足鋼管/PCCP允許壓力降要求。

考慮到該水庫調(diào)蓄水工程管徑大、壓力高，為確保試壓安全，必須單管試壓。結(jié)合管線中檢修閥門、轉(zhuǎn)彎點(diǎn)、試壓水源、施工標(biāo)段劃分、試壓要求等情況，將試壓分段長度控制在約1 km，而其中樁號36+000～38+140 段及38+141～40+050 段因標(biāo)段原因，試壓長度分別為2.14 km 和1.90 km，該水庫調(diào)蓄水工程共劃分為40段試壓。

2.2.3 封板設(shè)計(jì)

封板在水庫調(diào)蓄水工程鋼管與PCCP 混合管道試壓過程中發(fā)揮著重要作用，該工程管道壓水試驗(yàn)封板設(shè)計(jì)厚度30 mm，封板上肋板采用高度300 mm、厚度30 mm的Q235B鋼板，在整個(gè)板面橫縱各加設(shè)9道封板。

2.3 試壓過程

2.3.1 PCCP管接頭打壓

為增強(qiáng)密封性能，PCCP管材通常采用雙膠圈柔性承插接口，其中鋼制插口環(huán)一般由雙膠圈型材制作，并在插口環(huán)膠圈間擋膠臺上對稱設(shè)置兩個(gè)帶絲扣打壓預(yù)留孔，便于對接頭實(shí)施嚴(yán)密性水壓試驗(yàn)。在進(jìn)行管道安裝的過程中，預(yù)留的打壓預(yù)留孔應(yīng)分別處于管道上下部，作為排氣孔和進(jìn)水孔使用，并在管道安裝時(shí)通過絲堵封堵?？紤]到承插口環(huán)工作面間隙均不足1 mm，兩條密封圈間的圓環(huán)空腔寬度僅16 mm，所以試壓所需水量較小。

調(diào)蓄水工程施工期間，在兩節(jié)相鄰管道安裝的間隙必須展開接頭水密性試驗(yàn)。采用與管道外保護(hù)層相同的普通硅酸鹽水泥砂漿對接頭外縫灌漿，接頭內(nèi)縫則通過聚硫雙組份密封膏密封處理。打壓器由1 臺便攜式手壓泵、1 個(gè)連接打壓預(yù)留孔的專用接頭、1根長度約為2 m的高壓膠管組成，試壓前將以上部分組裝連接，并在手壓泵箱內(nèi)加水至高出吸水口4～5 cm，在通過人工水壓泵加壓至工作壓力，穩(wěn)壓10-20 min后檢查外觀，如果管道接頭處等部位無漏水現(xiàn)象，且壓力穩(wěn)定，則表明管道接頭處于較好的密封狀態(tài)，試壓合格。具體見圖1。

圖1 PCCP管接頭打壓處理圖

調(diào)蓄水工程施工結(jié)束后分段壓水試驗(yàn)前，還應(yīng)再次對接口實(shí)施打壓試驗(yàn)，以檢驗(yàn)管道密封情況。

2.3.2 試壓流程

在管道接口均驗(yàn)收合格且管頂回填土厚度≥30 cm以上、止推設(shè)施強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行管體試壓，試壓過程中必須封閉管段全部敞口。將試壓段管道內(nèi)雜物徹底清理干凈，安裝好加壓設(shè)備，水源、壓力計(jì)均已落實(shí)；管道試壓設(shè)備必須為經(jīng)過專業(yè)檢測部門標(biāo)定的專用設(shè)備，并增設(shè)單流閥；水壓應(yīng)穩(wěn)定。

2.3.2.1 連接及注水

連接試壓設(shè)備和管道系統(tǒng)，將各類試壓用閥門、壓力表等均安裝在試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)，并在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)分別安裝放氣閥和泄水閥，關(guān)閉泄水閥后打開管道高處的DN150 的排氣閥并注水。試壓現(xiàn)場通過DN100 供水管線向管內(nèi)緩慢勻速充水，以避免發(fā)生管道水錘現(xiàn)象，對管道造成損壞。充水過程中空氣經(jīng)由排氣閥排除；充水結(jié)束后，改用多級泵向管內(nèi)注水。

2.3.2.2 升壓及持壓

管道系統(tǒng)充水后不得急于升壓，必須再次檢查系統(tǒng)是否存在滲水，應(yīng)將試驗(yàn)管段注滿水后在工作壓力內(nèi)浸泡至少72 h，再展開水壓試驗(yàn)。升壓過程通過電動試壓泵進(jìn)行，并應(yīng)保證升壓緩慢平穩(wěn)，將管段系統(tǒng)內(nèi)壓力升高至試驗(yàn)壓力的1/2后暫停升壓，全面檢查管道系統(tǒng)，無誤后繼續(xù)升壓，并待升壓至試驗(yàn)壓力的3/4后再進(jìn)行一遍全面檢查，無異常后升壓至試驗(yàn)壓力。

在預(yù)試驗(yàn)階段，待管道系統(tǒng)中壓力升高至試驗(yàn)壓力后穩(wěn)壓30 min，穩(wěn)壓過程中如壓力下降，則應(yīng)注水補(bǔ)壓至試驗(yàn)壓力，同時(shí)檢查管道接口、配件等處是否存在漏水及損壞，若存在，必須及時(shí)停止試壓，查明原因并修復(fù)后重新試壓；在主試壓階段，待水壓升高至試驗(yàn)壓力后便停止注水補(bǔ)壓，穩(wěn)壓15 min且允許壓降不超出0.30 MPa 時(shí)將試驗(yàn)壓力降至工作壓力，繼續(xù)穩(wěn)壓30 min，若不存在滲漏即為合格。

3 結(jié)論

綜上所述，尼山水庫調(diào)蓄水工程鋼管與PCCP混合管道試壓過程中必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行試壓分段，對于個(gè)別超長段應(yīng)視為獨(dú)立驗(yàn)收段，無需斷管分段而增大試驗(yàn)難度；混合管段試驗(yàn)壓力根據(jù)規(guī)范要求應(yīng)按照較高壓力管材控制，而此工程試壓結(jié)果表明，按照較低壓力管材控制也能確保管線密閉性，且運(yùn)行實(shí)踐也證明輸水正常，所以混合管段壓水試驗(yàn)壓力可根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行選擇，只要符合調(diào)蓄水工程運(yùn)行壓力即可。