伍玉龍

（廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 511340）

1 工程概況

工程B3標段采用1條輸水干管，長11.36 km，設計輸水流量60 m3/s，輸水管內(nèi)徑6.40 m。包括輸水隧洞及線路上的工作井等主要建筑物。鋼管制造安裝工程包括5座工作井內(nèi)鋼岔管及GS05#→GS06#段95 m內(nèi)襯鋼管。井內(nèi)鋼管主管內(nèi)徑6.40 m，板厚40 mm，材質(zhì)Q355C，其上安裝通風、進人和檢修吸水等管；GS04#和GS08#為三通式調(diào)頭岔管，由U/腰梁、錐管段、支直管段和橢圓悶頭組成；所有支管的壁厚均為40 mm，主管上安裝支管處均需補強，補強板厚20 mm,寬400-500 mm。GS05#→GS06#段內(nèi)襯鋼管長約95 m，內(nèi)徑6.40 m，壁厚32 mm，加勁環(huán)厚40 mm，高200 mm。

水壓試驗技術(shù)參數(shù)與要求：各工作井井內(nèi)鋼管設計內(nèi)水壓力1.30 MPa，試驗壓力為工作壓力的1.25倍，即1.625 MPa。①水壓試驗前按設計圖紙及相關(guān)規(guī)范進行焊縫無損探傷檢測，并驗收合格。水壓試驗前后焊縫殘余應力測試；水壓試驗中應力、應變監(jiān)測。②水壓試驗必須緩慢充水，防止充水過程產(chǎn)生氣爆，且確保氣體全部排出；水壓試驗完成并卸壓后，再確認排氣孔閥門打開后，方可進行鋼岔管內(nèi)水的排放作業(yè)。排水必須緩慢，防止排水過程出現(xiàn)負壓導致鋼管失穩(wěn)。③水壓試驗應分級加載，緩慢增壓；分級卸載，緩慢減壓。各級穩(wěn)壓時間及最大實驗壓力下的保壓時間，不應短于30 min。加、減壓速度宜不大于0.05 MPa/min。④岔管水壓試驗需進行兩個完整的壓力循環(huán)過程。第一次打壓試驗結(jié)束后，將壓力全部卸掉，待鋼岔管本體結(jié)構(gòu)恢復初始狀態(tài)，才能進行第二次水壓試驗。第二次水壓試驗在升壓前需重新進行排氣，確保岔管內(nèi)無空氣。加載打壓過程中，隨時檢查各監(jiān)測點位置的應力，如果任何一個測量應力達到其上限應力，停止升壓；整個試驗過程中應無滲漏和其他異常情況，升壓中如有漏水、局部有害變形、裂紋、異常聲響等問題，立即停止升壓試驗。泄壓過程中發(fā)現(xiàn)任何漏水、局部有害變形、裂紋、異常聲響等問題應立即停止試驗；⑤水壓試驗完成后需對焊縫進行無損探傷，所有焊縫的外觀檢查和無損探傷應滿足設計圖紙及《水利工程壓力鋼管制造安裝及驗收規(guī)范》要求；水壓試驗完成后，需檢查管壁表面，防腐脫落的部位需鏟除一定范圍，并除銹后，再涂刷防腐涂料。⑥注意事項：水壓試驗時環(huán)境溫度≥10℃，水溫≥5℃；鋼岔管內(nèi)水溫與管殼相近時方能升壓，且不能大于5°C。不得在試驗壓力下靠近鋼岔管檢查，待壓力降至試驗壓力的80%時再靠近鋼岔管檢查。⑦做好管壁內(nèi)外防腐并驗收合格；⑧編制水壓試驗技術(shù)方案，確定臨時悶頭形式和試驗場地等條件。

2 水壓試驗施工流程

水壓試驗主要工序流程見圖2。

圖2 水壓試驗施工流程示意圖

3 水壓試驗過程分析

3.1 水壓試驗前的檢查

①排氣管口焊接、高壓閥門、三通及壓力表安裝符合試驗安全規(guī)則。試驗區(qū)域設置安全達標。②水壓試驗前，將水壓試驗人員、人員全部落實到位。確定照明設施工作正常。再次確認對講機調(diào)試正常，百分表、水壓表和手電等數(shù)量備齊。③充水前檢查管道，各類焊縫、閥門及其附件等檢測合格。④確認卸壓和泄水的排放水通道沿途無障礙物，保持正常暢通排放。⑤所有參與承受水壓的管路和器具附件其壓力值不得低于2.00 MPa。水壓試驗前技術(shù)安全交底。

3.2 試驗過程壓力分級

①設計壓力1.30 MPa，試驗壓力為1.25 倍設計壓力，即1.625 MPa。②水壓試驗三個階段：第一階段打壓到P1=0.65 MPa，穩(wěn)壓并檢查各部位是否有漏水現(xiàn)象，水壓試驗支撐是否有明顯變形，同時注意壓力表是否有泄壓現(xiàn)象。第二階段打壓到P2=1.3 MPa，穩(wěn)壓并檢查與第一階段操作相同。第三階段打壓到額定壓力P3=1.625 MPa，穩(wěn)壓并檢查與第一階段操作相同。

3.3 水壓試驗步驟

3.3.1 充水階段

①水壓試驗用水采用已經(jīng)敷設至安裝現(xiàn)場附近的自來水管網(wǎng)，從自來水管網(wǎng)引出一根水管，設置閥門后使用PVC管或消防軟管接至岔管進水管。②據(jù)自來水在水管中的流速1～3 m/s，一般取2 m/s，使用2 組DN80 的進水管同時充水，則充水速率為：π×0.035×0.035×60×60×2×2=55.40 m3/h。③首先打開排氣管閥門，然后開啟自來水閥門，向鋼管內(nèi)充水，充水過程中對岔管各部位的變形、漏水情況查看，并做好記錄。為防止充水過程產(chǎn)生氣爆，水壓試驗必須緩慢充水，當發(fā)現(xiàn)排氣管排氣出現(xiàn)尖嘯時，調(diào)整閥門降低流速。④當水從排氣管溢出1～2 min后，停止充水，靜置約2 min后，再次開啟自來水閥門，并將閥門至最小進行二次充水，直至水從排氣管溢出1～2 min后，關(guān)閉進水管閥門，再關(guān)閉排氣管閥門。⑤充水結(jié)束后，打壓之前對主岔管、支岔管肋板等重要部位進行一次有無滲漏水檢查，同時檢查水壓試驗各部位的支撐有無變形，并做好記錄。充水結(jié)束約10 min，待岔管內(nèi)水平穩(wěn)后開始升壓階段。

3.3.2 升壓階段

①用加壓泵向鋼管內(nèi)加壓，升壓次序為：0.65 MPa（穩(wěn)壓30 min）→1.3 MPa（30 min），關(guān)閉加壓泵的進水閥門，穩(wěn)壓30 min，并對岔管等進行檢查，無異常情況，繼續(xù)升壓。②用加壓泵向鋼管內(nèi)繼續(xù)加壓，升壓到額定壓力1.625 MPa后，關(guān)閉加壓泵的進水閥門，穩(wěn)壓不少于30 min（倒車岔部分穩(wěn)壓不少于60 min），并對岔管等進行檢查，觀察壓力表指針是否顫動，讀數(shù)否有變化，檢查焊縫情況，并對檢查過程進行記錄。

3.3.3 卸壓階段

①升壓到1.625 MPa，并穩(wěn)壓30 min，壓力表讀數(shù)穩(wěn)定，各項檢查均無異常后，進行泄壓。②卸壓速度不宜大于0.05 MPa/min。泄壓程序與升壓程序相同，降至工作壓力（1.30 MPa）后穩(wěn)壓30 min，無異常后繼續(xù)降壓，當排氣管上壓力表指針指示為0 MPa時，即顯示泄壓完成。其記錄表為水壓試驗升壓過程情況記錄表反向記錄。

3.3.4 放水卸壓階段

泄壓完成后（監(jiān)控壓力表顯示為0 MPa），首先打開排氣管閥門，同時打開排水閥排水，出水管接消防水帶或PVC管排至現(xiàn)場排水溝。直至鋼管內(nèi)無水排出后，再進行下一步工作。

3.4 水壓試驗過程監(jiān)控及記錄

①儀器布置。鋼管、加強梁應力應變——碳纖維復合基應變感測光纜；封頭應力應變——碳纖維復合基應變感測光纜；鋼管變形——碳纖維復合基應變感測光纜、激光掃描儀。②基準值及觀測頻次要求。③儀器安裝埋設要求。④線纜敷設。敷設要求，尾纜保護注意事項。⑤水壓試驗資料整編。⑥監(jiān)測設備主要技術(shù)指標。監(jiān)測設備主要技術(shù)指標表（略）。

3.5 試驗場地地面變形監(jiān)控措施

水壓試驗設備布置全部完成后，在鋼管支撐結(jié)構(gòu)上布置一鋼板尺，在距離10 m 外的位置設置一水平儀對準鋼板尺并記錄此時鋼板尺刻度。打壓過程中注意刻度值變化并做好記錄，當刻度差過大時，停止試驗，確認安全后方可繼續(xù)試驗。

4 結(jié)語

綜上所述，全面認識工程概況，了解水壓試驗施工流程；同時就水壓試驗前檢查、試驗過程壓力分級、水壓試驗步驟、水壓試驗過程監(jiān)控及記錄和試驗場地地面變形監(jiān)控措施等方面實施工作井鋼岔管水壓試驗過程分析。