楊建紅

（山西省禹門口水利工程管理局 山西太原 030002）

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（簡稱PCCP）是大中型長距離引調(diào)水工程中廣泛應(yīng)用的一種非金屬—金屬復(fù)合有壓管材，美國、加拿大、利比亞等國和國內(nèi)南水北調(diào)、山西萬家寨引黃、遼寧大伙房調(diào)水等許多工程中都得到應(yīng)用，鋪設(shè)總量達(dá)30多萬km。其結(jié)構(gòu)形式為：混凝土管芯內(nèi)嵌入鋼筒，外面纏繞預(yù)應(yīng)力高強鋼絲，表層再噴射高強度水泥砂漿；有防腐要求的地段（主要為對管道有腐蝕性的土壤和地下水），在標(biāo)準(zhǔn)PCCP砂漿保護(hù)層外表面采用瀝青涂層防腐。PCCP管道與普通預(yù)應(yīng)力混凝土管和鋼管相比，具有抗?jié)B性能好、安裝快捷方便、適應(yīng)地形能力強、運行維護(hù)費用低等優(yōu)點。禹門口東擴(kuò)輸水主管線2號檢修閥與木贊分水口段位于輸水管線施工二標(biāo)，PCCP管道內(nèi)徑2000mm，單節(jié)長度6m，全長11.63km。施工合同文件要求PCCP管線安裝完成后，承包人應(yīng)按施工圖紙要求和監(jiān)理人指示，在業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計的共同監(jiān)督和見證下，分段或全線進(jìn)行管道靜水壓試驗。

1 靜水壓試驗依據(jù)

依據(jù)為《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268-2008、《水利水電建設(shè)工程驗收規(guī)程》SL223-2008以及施工合同文件和設(shè)計要求。GB50268-2008規(guī)范規(guī)定：壓力管道水壓試驗分為預(yù)試驗和主試驗兩個階段，單口水壓試驗合格的大口徑PCCP可免去預(yù)試驗階段，而直接進(jìn)行主試驗階段。試驗合格的判定依據(jù)分為允許壓力降值和允許滲水量值，按設(shè)計要求確定。設(shè)計無要求時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，選取一項或兩項作為試驗合格的最終判定依據(jù)。管道的允許壓力降及允許滲水量見表1。

2 靜水壓試驗?zāi)康?/h2>

靜水壓試驗是在工程驗收之前必須進(jìn)行的一個試驗項目，以全面檢查PCCP管道制作和安裝質(zhì)量，包括管道接口、管道材質(zhì)及管道安裝的質(zhì)量。其主要目的是保證輸水管線在規(guī)定的內(nèi)水壓力作用下的安全可靠性和水密性，同時可檢驗與管線配套的限制性接頭系統(tǒng)、止推系統(tǒng)以及相關(guān)的管道配件（如排水閥、流量計、排氣閥等裝置）的性能。

表1 PCCP管道允許壓力降和允許滲水量

3 靜水壓試驗原則

1）管道的試驗壓力應(yīng)依據(jù)現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范和設(shè)計要求確定，GB50268-2008針對PCCP管道的要求為：工作壓力0.6 MPa以下（包括0.6 MPa），試驗壓力為工作壓力的1.5倍；工作壓力0.6 MPa以上，試驗壓力為工作壓力增加0.3 MPa。

2）管道水壓試驗的管段長度不宜大于1.0 km（除規(guī)范規(guī)定和設(shè)計另有要求外）。

3）水壓試驗管道內(nèi)徑大于或等于600 mm時，試驗管段端部的第一個接口應(yīng)采用柔性接口，或采用特制的柔性接口堵板。

4）水泵、壓力表應(yīng)安裝在試驗段的兩端部與管道軸線相垂直的支管上。

5）允許滲水量

式中：Q——允許滲水量，L/min.km；

D——管道內(nèi)徑，mm，本工程為2 000 mm。

4 靜水壓試驗位置確定

選取2號檢修閥至U型渠道為試驗段，樁號G12+430—G13+388.4，長度 958.397 m。

主要理由為：

1）本試驗段地形高程在403.06～401.92 m之間，安裝管道型式及長度：工壓0.8 MPa、覆土厚度2 m的PCCP，長300 m，其余地段均為工壓0.8 MPa、覆土厚度4 m的PCCP。本段地形高差不大，管型基本相同。

2）附近U型渠道可以提供試驗用水水源，灌水0.5～1.5 m3/s流量，0.5 m3/s的流量可滿足灌水，也可排水至U型渠。

3）樁號SG13+388.4為閉合點及木贊灌區(qū)分水口，便于堵頭安裝及拆除。

4）可借用2號檢修閥在上游安裝堵頭。

5）利用木贊灌區(qū)分水口安裝壓力表及加壓泵補水口。

由以上可以看出，擬選水壓試驗段長度適當(dāng)、PCCP管型基本相同、充水水源排水區(qū)可靠、堵頭位置合理，儀表安裝有位。

5 靜水壓試驗準(zhǔn)備

1）試驗段管道完成接口三次打壓（安裝每節(jié)管道打壓、每安裝三節(jié)管道打壓及已安裝管道段回填后打壓）、采用水泥砂漿等材料勾縫、管道內(nèi)缺陷處理、雜物清除干凈等，并通過驗收。

2）排水、排氣、檢修、調(diào)流調(diào)壓等所有閥件均安裝完畢并通過初步驗收，除排氣閥以外的所有閥門均處于全開狀態(tài)。

3）沿線建筑物（包括鎮(zhèn)墩）混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的100%，鎮(zhèn)墩及建筑物周圍應(yīng)回填至設(shè)計地面高程。

4）管頂以上回填高度不小于0.5 m。

5）堵嚴(yán)試驗管段所有敞口，不得有漏水現(xiàn)象。

6）一般要求不得采用閘閥做堵板，確保管道的試壓堵板和止推墩后背等采取可靠的加固措施。本工程采購的檢修閥要求雙向都能滿足承受1.5倍的工作壓力，所以檢修閥可以作為堵頭使用。

7）管道的試驗堵頭由承插口的短管和鋼板焊接而成，加工方法同壓力管道一樣制作。

8）試驗設(shè)備安裝前，應(yīng)進(jìn)行專門的止推墩設(shè)計，先布置并做好鋼筋混凝土后背墻（受力墩），澆筑好后背墻，后背墻高度、寬度必須滿足受力要求，表面應(yīng)平整，并與管道軸線垂直，在其后澆筑止推墩。

9）試驗前在試驗管端的兩頭，分別將有堵頭的承口短管和有插口短管按照挖溝槽PCCP管與鋼管管道的安裝方法安裝到試驗段的兩頭。

10）壓力試驗專用設(shè)備，已經(jīng)專業(yè)檢測部門率定，已設(shè)置單向閥，以保證閉水時水壓的穩(wěn)定。

11）對試驗系統(tǒng)所涉及的各種設(shè)備（壓力表精度1.5倍，刻度上限為試驗壓力的1.3倍）、各種管件、所有部位進(jìn)行詳細(xì)檢查，確保系統(tǒng)的嚴(yán)密性。

12）成立試驗領(lǐng)導(dǎo)組，由參建各方有關(guān)負(fù)責(zé)人參加。

13）做好通訊工作。

14）配備專人負(fù)責(zé)安全，并準(zhǔn)備好預(yù)案，以防萬一。

6 靜水壓試驗具體操作

一般分充水、測試和質(zhì)量檢查。

1）充水：承包人在試驗條件準(zhǔn)備就緒，經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)后，方可進(jìn)行管道充水工作。

充水水源設(shè)在管線附近U型渠，水質(zhì)為Ⅲ類汾河水。充水流量不大于0.5 m3/s，采用6英寸離心泵抽水灌入，以較慢速度緩慢進(jìn)行，以減少余留空氣量及水錘壓力。使管線保持充滿水狀態(tài)至少72 h，以對鋼筒混凝土管芯充水浸泡吸水至全部飽和。

2）測試:（1）試驗必須有質(zhì)量監(jiān)管部門參加，進(jìn)行檢查。（2）試驗壓力按P+0.3（P為工作壓力，MPa）控制。（3）試壓所采用的加壓泵須安裝兩個壓力表，確保讀數(shù)準(zhǔn)確。（4）試驗順序：①預(yù)試驗階段：將管道內(nèi)水壓逐步緩慢分級升至試驗壓力（最高控制值），每級0.2 MPa，并穩(wěn)壓30 min，如有壓力下降可注水補壓。檢查管道接口、配件有無漏水、損壞現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)情況應(yīng)立即停止試壓，對發(fā)現(xiàn)問題及時處理后重新試壓。②主試驗階段：停止注水補壓，穩(wěn)壓15 min；壓力下降不超過0.03 MPa時，將試驗壓力降至工作壓力并保持恒壓30 min，進(jìn)行外觀檢查若無漏水現(xiàn)象，則水壓試驗合格。若采用允許滲水量作為判定合格依據(jù)時，實測滲水量應(yīng)不超過6.0 L/min。實測滲水量應(yīng)按GB50268-2008附錄C（q=W/T·L×1000其中 q、W、T、L分別為實測滲水量、恒壓時間內(nèi)補入管道的水量、從開始計時至保持恒壓結(jié)束的時間、試驗管段的長度）公式計算。

（5）管道升壓時，管道內(nèi)的氣體應(yīng)排除。升壓過程中，發(fā)現(xiàn)壓力表異常時，應(yīng)重新排氣后再升壓。

（6）水壓試驗過程中，后背支撐、管道兩端嚴(yán)禁站人。分級升壓時，每升一級應(yīng)檢查后背、支墩、管身及接口，當(dāng)無異常時，再繼續(xù)升壓。

（7）水壓試驗時，嚴(yán)禁修補缺陷。遇有缺陷時，應(yīng)做出標(biāo)記，卸壓后修補。

（8）整個試驗過程中，應(yīng)設(shè)計詳細(xì)的記錄表格，做好數(shù)據(jù)填寫并進(jìn)行分析。

3）質(zhì)量檢查:（1）管道水壓試驗后，發(fā)包人、設(shè)計、監(jiān)理、承包人應(yīng)共同檢查，嚴(yán)密性試驗不合格時，要查找滲漏原因，重做水壓試驗。（2）不管滲漏量有多大，承包人均需對管道的可視滲點進(jìn)行處理。

7 管道內(nèi)試壓用水的循環(huán)利用

管道水壓試驗合格后，將處在下游管道堵頭上的排水閥打開，向下游的另一試驗段注水，盡量排空試壓合格的管段，這樣下游試驗段僅需補充所缺水量試壓用水即可完成試驗。

8 靜水壓試驗時間

在完成2號檢修閥（樁號G12+430）和U型渠西閉合點（樁號SG2 0+920）段施工任務(wù)和所有準(zhǔn)備工作后便可進(jìn)行本管線段的靜水壓試驗，同時應(yīng)考慮整個輸水管線及分段試驗的整體安排。

總之，在禹門口東擴(kuò)輸水主管線2號檢修閥與木贊灌區(qū)分水口PCCP管道段進(jìn)行靜水壓試驗有諸多有利條件，方案是可行的。