劉 潔

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 試驗(yàn)段概況

張峰水庫(kù)輸水XI標(biāo)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管道（PCCP）安裝工程采用內(nèi)襯式PCCP管道輸水，管道直徑分為DN1600和DN1400兩種，全長(zhǎng)12.318km。為檢驗(yàn)PCCP管道強(qiáng)度及嚴(yán)密性，特進(jìn)行PCCP管道靜水壓試驗(yàn)。由于本標(biāo)段PCCP管道線路較長(zhǎng)且全線靜水壓試驗(yàn)注水量太大，故采取分段靜水壓試驗(yàn)方法，試驗(yàn)段為T11+379.75～T12+239.7（859.95m），包括12號(hào)檢查井、2號(hào)檢修閥室及三個(gè)水平鎮(zhèn)墩，具體布置見(jiàn)圖1PCCP管靜水壓試驗(yàn)布置圖。

圖1 PCCP管靜水壓試驗(yàn)布置圖

2 試驗(yàn)段選取原則

1）此段管線土方回填已達(dá)到管頂50cm并經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格。

2）此段管道單個(gè)接頭3次打壓試驗(yàn)及管道接縫砂漿強(qiáng)度均驗(yàn)收合格。

3）此段可利用2號(hào)檢修閥室排氣鋼配件排氣裝置，且此段上下游已驗(yàn)收合格的混凝土鎮(zhèn)墩可作為后背。

4）此段中所有閥井機(jī)電設(shè)備全部安裝調(diào)試完成并驗(yàn)收合格。

3 試驗(yàn)步驟

3.1 試驗(yàn)程序

試壓準(zhǔn)備→管道充水、靜水→管道升壓，強(qiáng)度及嚴(yán)密性試驗(yàn)→管道排水、恢復(fù)。

3.2 試壓準(zhǔn)備

1）清掃管道內(nèi)部及管道接口。

2）制作堵頭并與管道焊接。

依據(jù)《火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL/T5054-1996）堵頭壁厚計(jì)算如下：

式中：Sc—堵頭壁厚，mm；

Di—管道內(nèi)徑，1400mm；

P—設(shè)計(jì)壓力，0.9MPa；

[σ]t—許用應(yīng)力，[σ]t=300N/mm2；

φ′—與堵頭結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，1.05；

故堵頭制作為帶加強(qiáng)筋的兩塊半徑為0.725mm、厚32mm的圓形16MnR容器鋼板，一塊焊接于T11+379.75處46號(hào)水平鎮(zhèn)墩鋼配件內(nèi)，一塊焊接于T12+239.7處2號(hào)檢修閥室第一個(gè)排氣鋼配件內(nèi)。

3）試驗(yàn)器具安裝

上游堵頭底部安裝1個(gè)DN100排水閥用于放水。下游堵頭預(yù)留孔處焊接支管，從2號(hào)檢修閥室下游排氣閥引出，端口接打壓泵，支管上安裝2個(gè)壓力表，確保壓力值準(zhǔn)確。

4）在12號(hào)檢查井附近開挖水井，提供地下水源，安裝2臺(tái)水泵（備用1臺(tái)），準(zhǔn)備注水。

5）成立專門組織機(jī)構(gòu)，安排操作、監(jiān)視、巡視、記錄人員并備齊通訊設(shè)備。

3.3 管道充水、靜水

試壓準(zhǔn)備就緒，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)且業(yè)主到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，采用0.5m3/s水泵抽水，從12號(hào)檢查井口緩慢注水，注水流量不大于0.5m3/s，以利于排盡空氣確保試壓準(zhǔn)確且減少水錘壓力，待水注滿后，關(guān)閉12號(hào)檢查井閥門。根據(jù)《給水排水管道施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268-97）要求，當(dāng)管道工作壓力大于等于0.1MPa,試驗(yàn)管道不超過(guò)1km，管徑大于1000mm時(shí)，管線在充滿水不大于工作壓力條件下，充分浸泡72h，使混凝土管芯吸水至全飽和，避免管線加壓試驗(yàn)時(shí)，因管壁仍在吸水，產(chǎn)生壓降造成管線滲漏的假象，同時(shí)也可為正確確定裂縫位置提供足夠的時(shí)間。

3.4 管道升壓，強(qiáng)度及嚴(yán)密性試驗(yàn)

根據(jù)《給水排水管道施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50268-97）要求，當(dāng)管道工作壓力小于等于0.6MPa時(shí)試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.5倍。即本試驗(yàn)段工作壓力為0.6MPa，試驗(yàn)壓力為0.9mPa。

待管線充水浸泡72h后，打開注水口進(jìn)行補(bǔ)水，注滿后安裝好注水口閥門進(jìn)行充壓。充壓時(shí)每0.2MPa為一級(jí)進(jìn)行加壓，加壓后保持恒壓10min，巡視人員檢查管道接口及管身有無(wú)破損及漏水現(xiàn)象。經(jīng)檢查每升一級(jí)加壓后，壓力表讀數(shù)無(wú)擺動(dòng)、不穩(wěn)及升壓較慢現(xiàn)象，管身也無(wú)漏水現(xiàn)象。加壓至試驗(yàn)壓力0.9mPa后，恒壓10min，檢查管道強(qiáng)度。本試驗(yàn)在檢驗(yàn)管道強(qiáng)度時(shí)，實(shí)際加壓至0.91MPa，因?yàn)橐话闱闆r下管道有滲水，當(dāng)水壓升到試驗(yàn)壓力后在10min內(nèi)壓力恒定，管道的強(qiáng)度試驗(yàn)是為保證管道在特殊情況下（如水錘）仍處于安全運(yùn)行狀態(tài)而采取的一種檢驗(yàn)方法，因此試驗(yàn)過(guò)程中，只要壓力始終不低于所要求的試驗(yàn)壓力，就能保證管道的正常使用。所以在實(shí)際操作時(shí)，將水壓增加0.01MPa，使它始終大于或等于試驗(yàn)壓力，從而保證管道達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。0.9MPa恒壓10min檢驗(yàn)管道強(qiáng)度后，繼續(xù)保持壓力達(dá)到2h，檢驗(yàn)管道的嚴(yán)密性。本試驗(yàn)采取注水法進(jìn)行，即在2h內(nèi)，壓力表讀數(shù)下降時(shí)，對(duì)管道內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)水，補(bǔ)水人員用10L量筒灌水后緩慢注水，記錄每次注水量Qi。2h后，統(tǒng)計(jì)總滲水量根據(jù)《混凝土壓力管道手冊(cè)》標(biāo)準(zhǔn)，水壓試驗(yàn)允許補(bǔ)水量為1L/mm/km/24h(升/毫米內(nèi)徑/千米/24小時(shí))。本試驗(yàn)允許補(bǔ)水量為Q允=1×1400×859.95/1000×2/24=100.33L。

3.5 管道排水、恢復(fù)

試壓工作全部完成后，打壓泵開始卸壓，待壓力表指示沒(méi)有壓力后可開始排水。排水人員從11號(hào)檢查井孔進(jìn)入到達(dá)46號(hào)水平鎮(zhèn)墩堵頭處，打開底部DN100排水閥后迅速原路返回撤離到地面，然后打開13號(hào)排水閥井閥門，把水抽排出地面。管內(nèi)充水全部放完后，拆除堵頭，對(duì)管道進(jìn)行通水沖洗，試驗(yàn)人員取樣化驗(yàn)出水口處水濁度、色度達(dá)到與進(jìn)水口處沖洗水的濁度、色度相同。

4 試驗(yàn)結(jié)論

1）試驗(yàn)壓力0.9MPa下，恒壓10min內(nèi)管線接口、管身無(wú)破損及漏水現(xiàn)象，本標(biāo)段管道強(qiáng)度試驗(yàn)合格。

2）試驗(yàn)壓力0.9MPa下，恒壓2h內(nèi)補(bǔ)水3次，補(bǔ)水總量42L，小于允許補(bǔ)水量100.33L，管道嚴(yán)密性試驗(yàn)合格。

5 結(jié)束語(yǔ)

壓力管道水壓試驗(yàn)分為接頭水壓試驗(yàn)、分段水壓試驗(yàn)及全線水壓試驗(yàn)。接頭水壓試驗(yàn)只檢驗(yàn)管道的嚴(yán)密性，而分段水壓試驗(yàn)和全線水壓試驗(yàn)還能檢驗(yàn)管道強(qiáng)度。分段水壓試驗(yàn)和全線水壓試驗(yàn)用水量較大，對(duì)后背承載能力要求高，并且需制作堵頭、加固后背，同時(shí)需要對(duì)管道注水并配備復(fù)雜的充水設(shè)備，這給工程驗(yàn)收造成不便且費(fèi)用較高，特別是在缺少水源的地方，水壓試驗(yàn)更是不便。再者分段水壓試驗(yàn)也有局限性和特殊性，1km以內(nèi)管道性能不能完全代表全線管道性能。因此，筆者認(rèn)為加強(qiáng)并改進(jìn)PCCP管廠家強(qiáng)度生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和安裝后嚴(yán)格進(jìn)行管件單個(gè)接頭3次打壓試驗(yàn)，可較好解決一般管道驗(yàn)收中水壓試驗(yàn)存在的問(wèn)題，使試驗(yàn)變得可靠而簡(jiǎn)單易行，并且費(fèi)用低廉。