P C C P D E管道水压试验成果分析与应用

姜润文

（辽宁省水利厅，辽宁沈阳110003）

P C C P D E管道水压试验成果分析与应用

姜润文

（辽宁省水利厅，辽宁沈阳110003）

通过对采用P C C P D E管道进行长距离、多目标、大流量的压力密闭输配水系统的32次水压试验方法及相关成果进行整理和对实际渗水量值进行分析，所得出的各项监测技术参数显示P C C P D E管道系统运行正常，也充分证明产品设计、产品制造、安装铺设及调度管理的工作是成功的，可供类似引水工程参考。

P C C P D E；水压试验；渗水量；分析

1 概述

大伙房水库输水（二期）工程输水管道主要采用预应力钢筒混凝土管（简称P C C P），即由钢筒和钢筒内、外两侧混凝土层组成管芯并在管芯混凝土外侧缠绕环向预应力钢丝，然后制作水泥砂浆保护层而制成的输水管。本工程使用的输水管是接头采用了两根橡胶密封圈进行柔性密封连接的双胶圈埋置式预应力钢筒混凝土管（简称P C C P D E）。依据完工统计数据，共安装P C C P D E管道全长250.5km，其中从上游至下游依次为：D N 3200双线管道长60.3km，D N 2400双线管道长152.8km，D N 2400单线管道长37.4km。D N 3200有效长度为5m，D N 2400有效长度为6m。

本管道工程设计要求采用注水法进行水压试验，合格的判定依据为允许压力降值和允许渗水量值两项指标。分段水压试验含沿线交叉穿越的钢管段及检修阀、空气阀、泄水阀、绝缘法兰等各类设备，只有沿线配水加压站内钢管水压试验需单独进行。

2 分段水压试验方法

2.1 试验区段划分

管道功能性试验主要目的是为了验证管材制造和安装施工质量，当P C C P D E和钢管两种不同管材不具备分别试验的条件，必须组合试验时，采用不同管材中的管道长度最长、控制最严格的标准进行试验；当不同管径的同一种管材不具备分别试验的条件时，依据规范要求分别计算允许渗水量值后用累加值来判定；当有条件要考虑减少临时封堵对管材的影响时，区段划分尽力减少。

2.2 试验压力

P C C P D E管道设计工作压力分别为0.6MP a、0.8MP a，相应试验压力分别为0.9MP a、1.1MP a；考虑到由于同一试验区段的管道中心高程存在差异，同一断面管道内水压力也存在高程差，将试验压力基准点确定为试验区段管道内底高程最低处，以该点达到试验压力为准。

2.3 允许渗水量值

依据《给水排水管道工程施工及验收规范》（G B 50268-2008）第9.2.11条规定，允许渗水量值按下列公式计算：

预应力钢筒混凝土管：

式中：q——允许渗水量，L/m i n·km；Di——管道内径，m m。

按照设计文件要求，本工程P C C P D E管道的允许渗水量为在试验压力下不超过2.22 L/m i n·km；钢管段允许渗水量不超过式计算后与设计文件要求对比见表1，本工程采用设计允许渗水量值做为验收标准。

2.4 管道封堵方式

本工程采用的管道封堵方式有3种。一是根据试验压力、试验条件，使用有P C C P D E承（插）口按上述公

表1 各种管材及相应的允许渗水量值表

的钢制堵头及钢制背板，支撑系统选用液压顶进方式，利用两端堵头、背板挤压混凝土预制梁后背的回填土联合止推，同时可控制和减小加压过程的变形量，止推计算依据朗肯理论被动土压力公式进行；二是使用管线上的控制蝶阀代替试验段两侧的堵头；三是使用已正常安装的打压管方式，利用打压管附近多节管道与土体的摩擦力传递推力。

3 水压试验的主要步骤

3.1 准备工作

（1）管道接口单口全部完成2次水压试验并验收合格；管内接口填充材料已验收合格；管道内清扫干净。管线的镇支墩以及混凝土工程等均应完成并达到设计强度。

（2）检查合格并经相关各方确认后，在空气阀和闸阀处于开启状态下，对管道进行缓慢注水，利用空气阀充分排出气体，当管段注满水时，关闭闸阀。

（3）在不大于工作压力的条件下充分浸泡72h，并及时排出管道内的气体。

（4）一般采用0.2、0.4、0.6、0.9 MP a4个级别分级升压，每级稳压10m i n，每3km左右设一个压力监测点。

（5）当升压至0.2MP a时，统一开启闸阀，再次排气和验证空气阀是否漏水，随即关闭闸阀；对于有压力监测点的空气阀，闸阀不关闭。

（6）当发现弹簧压力计表针摆动、不稳，且升压较慢时，应重新排气后再升压；每升一级应检查后背、支墩、管身及接口，当无异常现象时，再继续升压。

（7）水压试验时，严禁对管身、接口进行敲打或修补缺陷，遇有缺陷时，应作出标记，卸压后修补。

3.2 预试验阶段

将管道内水压缓缓地升至试验压力并稳压30m i n，期间如有压力下降可注水补压，但不得高于试验压力。检查管道接口、配件等处有无漏水、损坏现象，有漏水、损坏现象时应及时停止试压，查明原因并采取相应措施后重新试压。

3.3 主试验阶段

停止注水补压，稳定15m i n；当15m i n后压力下降不超过允许压力降数值0.03 MP a时，将试验压力降至工作压力并保持恒压30m i n，进行外观检查若无漏水现象，则允许压力降值合格。

当压力升至试验压力后开始计时，每当压力下降，应及时向管道内补水，但最大压降不得大于0.03MP a，保持管道试验压力恒定，恒压延续时间不得少于2h，并计量恒压时间内补入试验段内的水量，实测渗水量不超过2.22L/m i n·km时为合格。

由于本工程管道较长，无条件分段过细，同时为了避免由于分段过细增加的堵板破坏管道结构，试验分区段主要以沿线设置的检修阀门为区段划分界限，造成试验区段较长，且含有不同管材和设备。按从严原则，在主试验阶段当试验压力逐级升至试验压力后，稳压15m i n满足规范要求时，P CC P D E管线段不再将试验压力降至工作压力，直接在试验压力下恒压30m i n进行外观检查，以达到试验区段内全部管道水压力大于工作压力进行观测，直至合格为准，与规范相比也更加严格。

4 水压试验结果

根据设计文件要求及《给排水管道工程施工及验收规范》（G B 50268-2008）规定，P C C P D E管线段（含过河、过路钢管段）分别进行了7段1km首段水压试验和25段通水前水压试验，在预试验和主试验2个阶段中，全线各段压力降值、实测渗水量值均满足设计及规范要求，分别见表2、3。

表2 1k m首段水压试验成果表（7段）

表3 通水前水压试验成果表（25段）

5 结语

本管道工程采用长距离、多目标、大流量的压力密闭输配水系统，其结构和组成十分复杂，由于压力密闭的特点，干支线水力联系密切，相互作用、相互影响，组合工况多，经水压试验各段实测压力降值及渗水量值均满足设计及规范要求。同时自2010年11月14日正式通水运行以来，已累计安全运行1330多天，向下游六城市供水7.6亿m3，发挥了较大的社会效益和经济效益。

3年多来，P C C P D E管道系统运行管理过程中所取得的各项监测技术参数显示该管道系统运行正常，也充分证明了产品设计、产品制造、安装铺设及调度管理的工作是成功的，可供类似的引水工程参考。

［1］G B/T 19685-2005.预应力钢筒混凝土管［S］.

［2］G B 50268-2008.给水排水管道工程施工及验收规范［S］.

［3］张海森，王平.大伙房水库输水工程P C C P管安装静水压试验［J］.广西水利水电技术，2012（06）.

图7 系统运行成果图

（2）关键生产环节监测指标的控制原则

①水压试验设备：采用压力偏差0.03和打压次数不超过3次来进行控制；

②蒸养设备：利用监测数据可分析升温和恒温蒸养的时间、偏差值（10℃）来控制；

③缠丝设备：采用缠丝应力偏差来控制（5%）；

④喷浆与拌合：采用各项指标的偏差率来控制（水泥、掺和料、水、外加剂称量允许误差+1%，骨料称量允许误差+2%）。

4 结论

（1）本成果的研究采用理论结合实践的方式进行，首先在1#管厂建设示范研究，在试验应用成熟后，在其他六座管厂进行了推广应用，该模式起到了良好的效果。

（2）通过系统的研发与应用，实现了对管厂关键生产过程数据的全程记录和信息化管理，有利于软件直接形成分析、评价和报警报告，对管厂的生产质量保障能力提升显著。

（3）目前，P C C P管在我国大型输水工程中得到了广泛的应用，作为供水工程主体的一个基本单元，其生产质量关乎工程质量和供水安全。因此本成果在P C C P管生产领域具有广阔的推广前景，其产生的经济效益十分显著。

参考文献

［1］周玉涛，耿运生.P C C P制作安装中的几个常见问题［J］.水利规划与设计，2014（12）：44-45+86.

［2］张玉民.有压管道输水工程设计中的几个问题［J］.水利规划与设计，2004（03）：67-69.

［3］刘家珩.谈质量控制的几种措施［J］.水利技术监督，2002（05）：35-38.

T V 672+.2

B

1672-2469（2015）06-0053-03

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.06.018

姜润文（1967年—），男，高级工程师。