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(guò)程中，水壓力作用會(huì)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(jiàn)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(guò)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(guò)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(mén)井處承受，故可以利用試壓過(guò)程中檢修閥門(mén)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(jiǎn)單，工期短。對(duì)于內(nèi)外接口均通過(guò)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(zhǎng)度直管段自重，在符合打壓靠背要求的基礎(chǔ)上展開(kāi)壓水試驗(yàn)。若試壓管段為PCCP 長(zhǎng)直段，則可以考慮增設(shè)一定長(zhǎng)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(duì)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(kù)調(diào)蓄水工程位于泗河流域，水庫(kù)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(jí)泵站位于泗濱橡膠壩上游1 km處，泗河水經(jīng)一級(jí)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(jí)泵站并加壓后沿小沂河河道至尼山水庫(kù)大壩溢洪閘處匯入尼山水庫(kù)。新建尼山水庫(kù)調(diào)蓄水工程等別為Ⅲ等，工程規(guī)模為中型。泗濱一級(jí)泵站穿堤涵洞，建筑物級(jí)別為2 級(jí)，泗濱一、二級(jí)泵站、輸水管道工程，主要建筑物建筑級(jí)別為3級(jí)；小沂河上3處橡膠壩建筑物級(jí)別為4級(jí)，臨時(shí)建筑物為次要建筑物，級(jí)別為5級(jí)。

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(kù)調(diào)蓄水工程借助管線中檢修閥門(mén)井前后鋼管和鎮(zhèn)墩展開(kāi)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(mén)的狀態(tài)下試壓，閥門(mén)用封板代替，并以閥門(mén)前后鋼管段為推力承受段，展開(kāi)壓力試驗(yàn)，試壓結(jié)束后拆除封板并安裝檢修閥。對(duì)于端部設(shè)置有較大彎頭及鎮(zhèn)墩的管段，應(yīng)通過(guò)后背支撐法加固鎮(zhèn)墩或延長(zhǎng)鋼管長(zhǎng)度后展開(kāi)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(jí)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(jí)泵站～尼山水庫(kù)）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(kù)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(mén)、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(zhǎng)度控制在約1 km，而其中樁號(hào)36+000～38+140 段及38+141～40+050 段因標(biāo)段原因，試壓長(zhǎng)度分別為2.14 km 和1.90 km，該水庫(kù)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(kù)調(diào)蓄水工程鋼管與PCCP 混合管道試壓過(guò)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(guò)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(tái)上對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)帶絲扣打壓預(yù)留孔，便于對(duì)接頭實(shí)施嚴(yán)密性水壓試驗(yàn)。在進(jìn)行管道安裝的過(guò)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(guò)絲堵封堵。考慮到承插口環(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(kāi)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(duì)接頭外縫灌漿，接頭內(nèi)縫則通過(guò)聚硫雙組份密封膏密封處理。打壓器由1 臺(tái)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(zhǎng)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(guò)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(wú)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(jiàn)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(duì)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(guò)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(guò)專業(yè)檢測(cè)部門(mén)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(mén)、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(kāi)管道高處的DN150 的排氣閥并注水。試壓現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)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(duì)管道造成損壞。充水過(guò)程中空氣經(jīng)由排氣閥排除；充水結(jié)束后，改用多級(jí)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(kāi)水壓試驗(yàn)。升壓過(guò)程通過(guò)電動(dòng)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(wú)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(wú)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(guò)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(kù)調(diào)蓄水工程鋼管與PCCP混合管道試壓過(guò)程中必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行試壓分段，對(duì)于個(gè)別超長(zhǎng)段應(yīng)視為獨(dú)立驗(yàn)收段，無(wú)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。