大伙房水库输水（二期）工程输水管线分段水压试验研究

刘桂文

（辽宁省清河水库管理局，辽宁清河 112003）

大伙房水库输水（二期）工程是将浑河流域调来的水由大伙房水库调节后，向下游的抚顺、沈阳、辽阳、鞍山、营口、盘锦6城市输水的一项大型输水工程。工程竣工后，抚顺日供水能力将比现在增加45万t，而其他下游城市居民用水紧张状况也将有望得到缓解。据了解，大伙房水库输水（二期）工程输水线路全长261 km。其中隧洞段长29 km，输水管线长232 km，全线建有6个配水站、1个加压泵站和7座稳压塔，沿途穿越东洲河、太子河、海城河、大辽河等23条河流。

1 试验目的

管线安装完成后需对开始铺设的1km长玻璃钢管进行水压试验，目的是对全线分段强度及严密性进行试验，以检查铺设质量和确定试验方法。以后每3 km可为一试验段。钢管水压试验的要求和玻璃钢管的要求相同。设计工作压力0.8 MPa，设计水压试验压力1.2 MPa。

2 试验要求

1）水压试验分段长度第一段为1 km，以后各段为3 km，也可以根据取水水源、排水沟渠的地理位置适当调整。

2）试验压力为1.2 MPa。

3）试验仪表采用弹簧压力计，精度不低于1.5级，表壳公称直径≥150 mm，使用前应校验。

4）管道升压试验时，应将管道内气体排出。

5）水压试验前需将试验段管内杂物清理干净。

3 材料与设备

3.1 试验材料

本次打压试验所处施工地段全长1.1 km，规格和材质为DN1400玻璃钢管，管件主要包括DN1400×DN800排气三通1个。

3.2 试验设备

1）仪表选用表直径150 mm以上，最大量程2.0 MPa压力弹簧水压计。

2）排气阀选用DN50/PN 1.0 MPa不锈钢球阀;注水阀选用DN100/PN 1.0 MPa不锈钢球阀;排水阀选用 DN100/PN 1.0MPa不锈钢球阀。

3）注水泵选用4#潜水泵;升压泵选用6级2.0MPa高压泵。

4）各种连接管件选用相应管径无缝钢管。

5）封堵盲板选用Φ800×25法兰盲板。

6）选用2台15 kVA的发电机。

4 试验原理和试压方案

4.1 试验原理

管道试验段两端安装封堵堵头，堵头与后背墙之间安设千斤顶，将试验段内的2个排气三通开口管件使用法兰盲板管件进行封堵，使试验段形成一个封闭管段。注水点排气三通法兰盲板上安装注水球阀，在排水点排气三通法兰盲板上安装排水球阀，在试验段全段最低点排气三通法兰盲板上安装试验检验仪表，在每个排气三通法兰盲板上安装排气球阀。

通过注水点注水球阀向管内注水，同时打开各个排气球阀，使管内空气排出。管内注满水后，关闭排气球阀，将升压泵与注水球阀连接，进行升压注水。水压试验合格后将排水球阀打开，进行泄压排水。试验原理见压水试验布置图。

图1 压水试验布置图

4.2 试压方案

首先选择在本项输水工程P190+986.123～P192+112.06段（1 132.347 m）处进行第一段水压试验，该段两端的后背墙浆砌石结构尺寸为长×宽×高=4 m×6 m×12 m，除打压后背支撑面一侧外，其它三侧均回填开挖料，开挖料用反铲分层压实。本工程采用内径φ1400的钢制承、插口分别制作两个压水堵头，每个堵头布置4个100 t千斤顶，千斤顶安装在堵头与后背墙（浆砌石挡墙）之间。

4.3 力学计算、校核

4.3.1 封堵堵头盲板水压力计算

封堵堵头盲板水压力F的计算按下列公式：

式中：F为水压试验对封堵堵头盲板产生的压力，Pa;Q为水压试验压强，1.2 MPa;S为封堵盲板面积，1.54 m2。经计算，F为188.5 t＜400 t。每端可选用4个100 t千斤顶。

4.3.2 稳定计算（后背墙）

1）后背墙自重：取后背墙r=1.7 t/m3，则G=489.6 t。

2）抗滑稳定性计算：

浆砌石后背与基础的摩擦力：取μ=0.4，ΣM=195.84 t

浆砌石后背与左右两侧回填土的摩擦力，取μ=0.4，∑M=43.2 t。浆砌石后背后侧回填土的土压力：r=1.5 t/m3，P=18 t抗滑/倾覆力=1.36＞1.3，由计算结果得知后背墙比较稳定。

4.3.3 封堵盲板的设计

根据施工经验，选用 Q235、δ=20 mm钢板，单面间隔500 mm，焊接高200 mm网状竖筋，筋板材质与盲板相同。

5 试验方法和要求

5.1 试验方法

每套试压装置可进行一个管段的压水试验，按合同要求，第一次压水试验长度约1 000 m左右，以后每段压水试验长度约3 000 m左右。

1）管道试压前将管道清洗干净。

2）水压试验段注满水后，经过24 h再进行压水试验，缓慢地对管道加压，先将管道内压力逐步升高到工作压力，检查管道和接口，如无渗漏再提高到试验压力，加压全过程中旁通阀全开启状态，自动排气阀排气，保持全线水压均等，且一旦升压过程中有问题时，试压段的压力能及时调整一致而中间装置不移动。

3）全线压力均升到试验压力1.2 MPa，无异常现象后，关闭旁通阀，观察10 min，压力降不超过0.05 MPa为合格，即可进行渗水试验。渗漏量检验方法参照GB50268-97有关规定进行。

观察压力表并记录从试验压力保水状态自然压降0.1 MPa所经时间 T1（min）;将管道压力补到试验压力1.2 MPa;通过放水口人工放水，人为将压力下降0.1 MPa，并收集人工放水量W（L），记录人工放水时间T2（min）;然后进行实测渗漏量计算：

式中：L为试验管段长度，km;W为人工T2时间内放水量，L。

本工程设计允许渗漏量2.21 L/min·km。如果渗漏量超标，带压寻找漏点，待全部找出后，全线泄压。整体降压到零后，进入检查维修。

4）渗漏量检验完毕后，将所有中间装置的旁通阀打开，进行均压后进行降压。压力降到零时打开末端放空阀进行组织排水。

5.2 试验要求

1）系统试验时应分级升压0.1 MPa，每升压一级应检查背、支墩、管身及接口，当无异常现象时再继续升压。

2）在试验过程中，后背、顶撑、管身两端接口严禁站人，并设置禁区标志。

3）水压试验时，严禁对管身、接口进行敲打或修补缺陷，严禁带压修理，如遇缺陷，应作出标记，卸压后再进行修补，缺陷消除后重新试压。

4）管道进行打压排气时，要在每一个空气阀处设置4个人，每个管堵及后背处设2人密切注意管道的稳定，如有变化要及时通过对讲机通知主要负责人，并采取措施，使其在控制范围内，保证试压安全。

6 试验结果

6.1 水压试验

2009年5月16日上午开始缓慢对管道加压，先将管道压力逐步升高到0.8 MPa，即工作压力值，检查管理道和接口，无渗漏，暂停10 min，检查管道和接口，无渗漏;再升压到1.0 MPa，暂停10 min，检查管道和接口，无渗漏;继续升压到1.1 MPa，暂停10 min，检查管道和接口，无渗漏;最后升压到1.2 MPa，即试验压力值，观察10 min，压力下降值为0.0125 MPa，符合标准中“压力下降值不超过0.05 MPa”的要求。

6.2 渗水试验

水压试验合格后即进行渗水试验。从9时45分～12时25分管道自然降压，由试验压力自然降压0.1 MPa，得T1为160 min，从13时07分～13时26分管道放水降压，由试验压力放水降压0.1 MPa，得T2为19 min，同时测量计算由试验压力放水降压0.1 MPa的放水量W为247 L，根据《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268的标准q=W/（T1-T2）·L，计算得出渗水量值为1.75 L/min·km，＜2.21 L/min·km。

6.3 结论

根据合同技术条款及现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268的标准，本次水太试验合格，符合设计要求。

大伙房水库输水（二期）工程输水管线分段水压试验于2009年5月进行，试验实施严格按照上述要求和方法进行，所取得的各项指标均满足设计要求，上述管道水压试验方法已成功地在大伙房水库输水管道工程中得到应用，该方法操作较为简单，且安全可靠，为今后类似工程进行管道水压试验提供了很好的借鉴。

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