曾 嶸，徐愛琴，王志榮

(1.水利部農(nóng)村電氣化研究所，浙江 杭州 310012；2.水利部農(nóng)村水電工程技術(shù)研究中心，浙江 杭州 310012；3.莘畈水庫管理處，浙江 金華 321000；4.中達(dá)電通股份有限公司杭州分公司，浙江 杭州 310000)

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GRP管在安哥拉吉格拉水電站中的應(yīng)用

曾 嶸1,2，徐愛琴3，王志榮4

(1.水利部農(nóng)村電氣化研究所，浙江 杭州 310012；2.水利部農(nóng)村水電工程技術(shù)研究中心，浙江 杭州 310012；3.莘畈水庫管理處，浙江 金華 321000；4.中達(dá)電通股份有限公司杭州分公司，浙江 杭州 310000)

1 工程概述

吉格拉水庫位于非洲安哥拉南部Huila省的Chibia City Councils境內(nèi)，距離省府Lubango市約40 km，距離Chibia市約9 km。電站裝機(jī)2臺(tái)，大小機(jī)配置，大機(jī)800 kW，小機(jī)400 kW。水庫大壩始建于1964年，因戰(zhàn)亂等原因，大壩經(jīng)過1984年和1989年的2次續(xù)建仍未完成。2005年該壩又開始續(xù)建，2007年完成了全部續(xù)建工作并投入使用。

電站發(fā)電進(jìn)水口通過手鑿方式在壩體上開1個(gè)長寬各2 m的方孔，GRP管道接入壩體內(nèi)并澆筑混凝土。根據(jù)管道地形條件，玻璃鋼管在平面上成直線布置，傾角為2.65°，玻璃鋼管主管總長為124.23 m；考慮運(yùn)輸需要，前半段內(nèi)徑1 650 mm，后半段內(nèi)徑1 506 mm，每根管長10 m。玻璃鋼管道采用承插式聯(lián)接，采用埋藏式，管頂覆蓋土厚度0.5 m左右，并進(jìn)行綠化。岔管和支管采用鋼管。在漸變管和岔管處設(shè)混凝土鎮(zhèn)墩(見圖1)。

圖1 水庫大壩布置示意

電站的引水壓力管選用福建某公司生產(chǎn)的水電站專用纖維增強(qiáng)雙平壁襯塑復(fù)合新型管材(簡稱GRP管)，采用了PVC空心結(jié)構(gòu)壁片材卷制成管作為預(yù)制模管。在這種預(yù)制模管的外表面采用樹脂制作內(nèi)襯層，然后在其表面進(jìn)行純玻璃鋼結(jié)構(gòu)層制作；其中1 506 mm的管材設(shè)計(jì)壓力已達(dá)0.8 MPa，1 650 mm的管材的公稱壓力達(dá)0.78 MPa。水電站額定水頭23 m，最大毛水頭26.90 m，管道設(shè)計(jì)壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其額定水頭壓力。

2 水壓試驗(yàn)

根據(jù)《埋地給水排水玻璃增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂管管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》(CECS 129)和《水利工程壓力鋼管制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范》(SL 432)及《水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL 5141)這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求及額定壓力，現(xiàn)場水壓試驗(yàn)壓力0.45 MPa，保壓時(shí)間30 min。因漏水導(dǎo)致壓力下降，前后進(jìn)行了多達(dá)8次水壓試驗(yàn)，現(xiàn)場修補(bǔ)點(diǎn)達(dá)50多處，最后在多方人員的見證下保壓成功順利通過水壓試驗(yàn)?，F(xiàn)電站已經(jīng)投入運(yùn)行，水壓試驗(yàn)中出現(xiàn)了以下幾個(gè)問題：

(1)現(xiàn)場泄漏點(diǎn)多。每根管道都有泄漏點(diǎn)，而且修補(bǔ)完成后，再次打壓，新的泄漏點(diǎn)又出現(xiàn)。每次打壓都會(huì)有新增泄漏點(diǎn)。其中有一節(jié)管道一次性漏點(diǎn)多達(dá)9處(見圖2)。

(2)水壓試驗(yàn)時(shí)無法檢查管道底部，只能通過肉眼檢查表面泄漏點(diǎn)，管道底部因打壓需要覆蓋沙土固定管道防止管道擺動(dòng)。這是個(gè)矛盾，現(xiàn)場希望能觀察到整個(gè)管道的情況但是打壓時(shí)又需要支撐物來固定管道。

(3)管道內(nèi)壁打孔平壓，增加了管道泄漏的可能性。在管道內(nèi)壁試壓過程中發(fā)現(xiàn)空心結(jié)構(gòu)壁片材內(nèi)空氣不易排除，試壓時(shí)壓力易產(chǎn)生波動(dòng)，需較長時(shí)間才能慢慢平穩(wěn)下來。故現(xiàn)場在需試壓的管道PVC內(nèi)襯管內(nèi)壁上鉆出一定數(shù)量的小孔以達(dá)到排除積氣的目的(見圖3)。

圖2 漏水點(diǎn)

圖3 整根管道大面積修補(bǔ)

3 原因分析

(1)溫差對管道的影響。從管道運(yùn)輸?shù)焦さ匕惭b試壓完成持續(xù)了5個(gè)月時(shí)間，一直暴露在戶外，白天太陽直曬下達(dá)50 ℃，管道有明顯的伸長；夜晚溫度低到15 ℃，晝夜溫差大導(dǎo)致管道收縮嚴(yán)重，裂痕不斷出現(xiàn)。每次打壓泄漏點(diǎn)都不同，打壓時(shí)管道上半部暴露在太陽下，下半部覆土固定，局部溫差大也加劇了管道的伸縮。

(2)管道主要由內(nèi)襯、結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)和外保護(hù)4層組成，內(nèi)襯應(yīng)具有耐腐蝕、防滲效果，但此管道內(nèi)襯層采用PVC空心結(jié)構(gòu)壁片材卷制成管作為預(yù)制模并在其上配置了平壓孔，未有防滲效果；這也是導(dǎo)致管道漏點(diǎn)多的主要原因之一。

(3)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸且漂洋過海的過程中，頻繁的裝卸，可能的擠壓、碰撞導(dǎo)致管道的裂痕，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)多處明顯受外力導(dǎo)致的裂痕。

(4)產(chǎn)品質(zhì)量存在缺陷，有部分泄漏點(diǎn)是因?yàn)樵谏a(chǎn)加工過程中殘留氣泡導(dǎo)致的沙眼漏水。

4 建 議

(1)在GRP管道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充考慮到設(shè)備的長距離運(yùn)輸、裝卸，根據(jù)管道的特性建議管道內(nèi)襯層配置防滲層以增加管道的密封性。

(2)所有管道逐一進(jìn)行嚴(yán)格的出廠檢查，并根據(jù)設(shè)計(jì)壓力來進(jìn)行水壓試驗(yàn)。出廠前每根管道必須進(jìn)行水壓試驗(yàn)，而不是采用抽檢的方式。

(3)管道安裝時(shí)應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行防護(hù)，如果長時(shí)間放置在戶外需要做遮掩處理，避免長期在太陽下暴曬。

(4)管道在長途運(yùn)輸過程應(yīng)通過固定架對其進(jìn)行固定，以防止在運(yùn)輸過程中與其他物體發(fā)生碰撞，并在其表面應(yīng)設(shè)置覆蓋物，需結(jié)實(shí)可靠，不易滑落、撕裂。

(5)管道運(yùn)輸、裝卸需嚴(yán)格按照廠家指導(dǎo)進(jìn)行，避免野蠻裝卸，應(yīng)在管道本體標(biāo)識吊點(diǎn)位置并配置吊裝工具等方便裝卸。

責(zé)任編輯 吳 昊

2016-08-19

曾 嶸(1980-)，男，工程師，主要從事小水電站設(shè)備成套項(xiàng)目的管理工作。 E_mail:rzeng@hrcshp.org