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1、鄂北工程试验段 PCCP 管道水压试验研究分析 戴敏 田祥勇 陈华贵 鄂北地区水资源配置工程建设与管理局(筹) 摘 要： 鄂北地区水资源配置工程在老河口孟楼镇和枣阳七方镇岗地之间有 72 km 低凹地段, 该段为倒虹吸工程, 采用了 3 根 PCCP 同槽埋设。PCCP 倒虹吸工程在湖北省首次应用, 为确保工程质量和安全, 先期在襄州黄集镇太山村开展了 5 km试验段水压试验, 并对试验结果进行了分析。通过试验, 验证了管道的密封性, 为后续主体工程 PCCP 管道安装提供了宝贵的技术数据。关键词： 鄂北地区水资源配置工程; 倒虹吸; PCCP; 水压试验; 作者简介：戴敏, 工程师。收稿日期
2、：2017-10-11Hydrostatic test for PCCP in experiment section of Water Resources Allocation Scheme in North Hubei ProvinceDai Min Tian Xiangyong Chen Huagui Abstract： Water Allocation Scheme in North Hubei Province has a 72 km low-lying areas between Menglou Township in Laohekou City and Qifang Townshi
3、p in Zaoyang City. In this section, an inverted siphon is planned with PCCP3 slot buried. It is the first time for PCCP inverted siphon applied in Hubei Province. In order to ensure project quality and safety, hydrostatic test for 5 km experiment section had been conducted in Taishan Village in the
4、early stage and the result of experiment had been evaluated. It demonstrates that the leakproofness of the pipeline is good, which provides valuable technical data to the later installation of PCCP of main works.Keyword： Water Resources Allocation Scheme in North Hubei Province; inverted siphon; Pre
5、stressed Concrete Cylinder Pipe; hydrostatic test; Received： 2017-10-11鄂北地区水资源配置工程试验段项目位于襄州区黄集镇太山村, 项目总长 5.0 km, 项目设计流量为 38.0m/s, 采用 3 根 DN3 800 mm 的 PCCP 并排同槽布置, 管道工作压力为 0.4MPa, 设计压力为 0.6 MPa。通过对管道进行水压试验, 检验其密封性, 确保管网系统整体安全可靠, 从而保障输水工程的质量。鄂北工程孟楼七方倒虹吸工程为亚洲连续最长的倒虹吸工程。一、试验目的及任务依据给水排水管道工程施工及验收规范 (GB 50
6、2682008) 要求, 给水管道安装完成后应进行管道水压试验。通过单管 1 km 分段及 5 km 全线水压试验, 检验管道的密封性。二、管道试验压力及压力表读数计算1. 管道试验压力计算试验采用 DN3 800 mm PCCP, 其工作压力为 0.4 MPa, 依据给水排水管道工程施工及验收规范相关要求, 管道试验压力为 0.6 MPa。2. 水压试验压力表读数计算由于管道高低起伏, 所以在水压试验过程中管道最低点必须达到试验压力。依据压力计算 1 MPa=100 m 水柱, 即 1 m=0.01 MPa。工作压力时压力表读数=工作压力-0.01 MPa/ (m压力表与最低点管中心高程差)
7、 试验压力时压力表读数=试验压力-0.01 MPa/ (m压力表与最低点管中心高程差) 水压试验压力表布置及读数计算见表 1 和表 2。三、判定标准项目试验时采用压力降及渗水量两种标准进行同时判定。压力降:当压力升至试验压力值时, 立即停止升压, 并稳压 15 min 后, 如果压力下降没有超过 0.03 MPa, 继续降压至 0.04 MPa, 稳定压力 30 min 后, 对管道进行外部检测, 如果未出现漏水破损现象, 则水压试验合格。渗水量:渗水量试验时间不低于 2 小时, 按规范要求 PCCP 管道允许渗水量应不大于 8.63 L/ (minkm) 。表 1 1 km 水压试验表布置及
8、读数计算表 下载原表 表 2 5 km 水压试验表布置及读数计算表 下载原表 四、水压试验PCCP 安装好后, 为保障管网的整体可靠性, 依据管线长度进行分段和全线两种水压试验。管道水压试验前, 将试验段管道两侧至管顶以上 500 mm 进行土方回填分层夯实, 管线的镇墩等达到规范要求的强度后开始水压试验, 其中试验的压力及方法都依据给水排水管道工程施工及验收规范进行。水压试验流程如图 1。1. 管端封堵装置及后背设计水压试验段管道工作压力为 0.4MPa, 依照给水排水管道工程施工及验收规范, 水压试验的压力为 0.6 MPa。试验段安装完毕, 接头试验合格后, 在其两端安装长 0.7 m、
9、直径 3.8 m 的承插口封堵装置。封堵装置由平盖封头、短管和承插口钢件 3 部分组成。平盖封头由钢板制作, 短管由钢板卷制而成, 短管一端焊接在平盖封头上, 另一端焊接在 PCCP 管承插口钢件上。封堵装置设计如图 2。采用开挖后的原状土作为后背墙, 在墙前加混凝土支墩, 使推力方向与混凝土支墩宽度中心线基本重合。2. 水源选择针对管线的实际情况, 水源从襄阳市樊庄水库抽取。樊庄水库设计总库容 1 868 万 m, 兴利库容 1 382 万 m, 水源来自港沟河和引丹干渠六支渠, 水质较好, 现水库蓄水 1 000 万 m 以上, 水质和水量满足水压试验要求。3. 注水升压注水分两阶段进行,
10、 第一阶段注水采用 DN150mm 钢管, 注水时, 当注水口相应水位上升至排气三通顶位置 (水面不溢出) , 立即停止注水, 而后加盖盲法兰, 随后进入第二阶段注水;第二阶段注水采用 DN50mm 钢管, 当注满水后停止注水, 而后采用逆止阀和球阀进行封闭加压注水, 最后对管道进行排气检查。4. 试验方法(1) 允许压降值法管道水压试验采用强度与严密性两种试验方法, 两种方法同时进行, 通过严密性试验来检测管道强度, 其中严密性试验分为预试验和主试验两个阶段。第一阶段 (预试验) :向管道注满水, 经过 72 小时浸泡后进行, 试验采用分级升压, 每级 0.2 MPa, 每升一级后稳压不少于
11、 10 min, 将管道内水压慢慢升至试验压力并稳定压力 30min。在这期间如果出现压力下降时进行注水补压, 但管道压力不能高于试验压力, 并对管道各处进行检查, 如果出现漏水破损等情况时立即停止试压, 并采取相应措施后重新试压。第二阶段 (主试验) :在第一阶段结束停止注水补压后, 稳定压力 15min, 当压力下降不超过 0.03 MPa 时, 将试验压力降至工作压力并保持恒定压力 30 min, 对管道外观进行检查, 如果没有出现漏水现象, 则该试验合格。图 1 水压试验流程 下载原图图 2 封堵装置设计简图 (单位:mm) 下载原图(2) 渗水量法用渗水量判定最终试验是否合格时, 按
12、照注水法进行渗水量检测。依照以下程序进行:当水压达到试验压力时开始计时, 当压力下降, 立即进行注水补压, 但降压不得大于 0.03 MPa, 使管道的试验压力保持恒定, 持续时间 2 小时, 同时对恒压期间内补入试验管段内的水量进行统计。依据规范要求, 最大渗水量为8.63 L/ (minkm) 。实测渗水量计算:q=W/ (TL) 式中, q 为实测渗水量L/ (minkm) , W 为恒压期间内补入管道的水量 (L) , T 为从开始计时至保持恒压结束的时间 (min) , L 为试验管段的长度 (km) 。五、结果与分析1. 结果(1) 分段水压试验允许压降值法:管道压力达到试验压力
13、0.6 MPa 后, 稳定压力 15 min 压力下降为 0.00 MPa, 将试验压力降至工作压力, 同时保持恒定压力 30min, 对管道两段及镇墩处外观检查, 都未出现漏水破损现象。渗水量法:当水压升至试验压力开始计时, 当压力下降, 立即向管道内注水补压, 使其试验压力始终保持恒定, 持续时间 2 小时, 中途共计补水 1 次, 补水 118 L, 计算实测渗水量为 0.98 L/ (minkm) 。(2) 全线水压试验允许压降值法:管道压力达到试验压力 0.6 MPa 后, 稳定压力 15 min 压力下降为 0.00 MPa, 将试验压力降至工作压力, 同时保持恒定压力 30min
14、, 对管道两段及镇墩处进行外观检查, 都未出现漏水破损现象。渗水量法:当水压升至试验压力开始计时, 当压力下降, 立即向管道内注水补压, 使管道试验压力始终保持恒定, 持续时间 2 小时, 中途共计补水 1 次, 补水224 L, 计算实测渗水量为 0.37 L/ (minkm) 。2. 结果分析试验通过允许压降值法和渗水量法同时检查水压试验结果, 通过允许压降值法检测, 1 km 分段管道两端及镇墩处外观检查均无漏水现象, 试压结果满足规范要求, 水压试验合格;5 km 全线管道两端及镇墩处外观检查都未出现漏水现象, 试压结果满足规范要求, 则该水压试验合格。通过渗水量法检测, 1 km 分段实测渗水量为 0.98 L/ (minkm) 8.63L/ (minkm) , 试验结果满足规范要求, 水压试验合格;5 km 全线实测渗水量为0.37 L/ (minkm) 8.63 L/ (minkm) , 试验结果满足规范要求, 水压试验合格。参考文献1给水排水管道工程施工及验收规范 (GB 502682008) S.2008. 2张法.PCCP 管道静水压试验在南水北调配套工程 PCCP 输水线路工程中的实践和控制J.广东科技, 2012 (15) . 3杨进新, 等.长距离大口径 PCCP 管道水压试验方法改进研究J.水利水电技术, 2009 (12) .
