东山供水工程PCCP管线分段水压试验

弓少君，梁燏，李成材

（山西省水利建筑工程局有限公司，山西 太原 030001）

0 引言

PCCP管道接口安装质量的好坏直接关系整个管线的使用寿命，而往往由于出现接口渗漏出水，影响整个工程的质量。为检验已安装管道的强度、严密性是否满足设计要求，必须分段进行水压试验，避免整体通水运行后管线渗漏、爆裂，为整个工程质量奠定了基础。

1 工程概况

山西省晋中东山供水工程输水线路施工十九标，此标段为北图划～3#隧洞段输水线路土建标，上接输水线路施工十八标，下连输水线路施工六标3#隧洞进口。北图划～3#隧洞进口（桩号BY0-005.45～BY10+690.96）为PCCP 双管布置段，长2 km×10.70 km，DN1600 和DN1400 双管并行布置，管中心间距3 m。沿线设置1 座检修阀室、2 座排水阀井、10 座排气阀井。穿河沟3次。水平镇墩17处，竖向镇墩6处、支墩2处。

输水线路施工十九标PCCP 管线全长10 696.41 m，其中DN1400PCCP 管 全 线 工 压 均 为0.60 MPa，DN1600PCCP 管5 405.45 m（BY0-005.45～BY5+400.00）工压为1.20 MPa，剩余段5 290.96 m（BY5+400～BY10+690.96）工压为1.00 MPa。

2 PCCP管线分段水压试验

2.1 试验目的

东山供水工程对PCCP管线进行分段水压试验目的是：为了检验PCCP 管线在规定的内水压作业下的安全可靠性和严密性，同时也是为了检验PCCP管线是否满足供水要求。

2.2 试验范围

2.2.1 分段水压试验范围

根据标段管线特点及施工情况，计划全段PCCP双管线各做2次水压试验，分别为：

2.2.2 第一段水压试验范围

DN1400PCCP 管从施工十七标GH-2#检修阀室（BG（5）0+070.000）至我标段BY1#检修阀室（BYG1+863.50），线路总长7.59 km，总容水量约1.20 万m3，管道设计压力分别为0.60 MPa、0.80 MPa，压力表放置在GH-2#检修阀和BY1#检修阀。

DN1600PCCP管从施工十八标1#检修阀室（检修阀室桩号SBE38+695.02 至起点桩号SBE44+172.55）至标段BY1#检修阀室（BYG1+863.50）段，长度约为7.34 km，总容水量约1.50万m3，管道设计压力分别为0.60、0.80、1.00 MPa和1.20 MPa，压力表放置在十八标1#检修阀和本标段BY1#检修阀内。

2.2.3 第二段水压试验范围

从BY1#检修阀室（BYG1+863.50）至施工六标流量调节阀室（IP23桩号BYG10+696.96加3#隧洞长度313.14再加3#隧洞与阀室连接钢管长度300），双管长度均为9.45 km，DN1400 管总容水量约1.50万3，DN1600管总容1.90万m3，DN1400管道设计压力为0.60 MPa、DN1600 管道设计压力为1.20、1.00 MPa，压力表放置在BY1#检修阀室和调节阀室。

2.3 试验依据及合格标准

2.3.1 试验依据

PCCP管线进行分段水压试验的依据是：合同文件，施工图纸，《给水排水管道工程施工及验收规范》。

2.3.2 试验判断标准

2.3.2.1 允许压力降

管道水压试验应采用注水法，管道水压试验合格的判定依据应满足允许压力降值。按照《给水排水管道工程施工及验收规范》第9.2.10规定，允许压力降值为0.03 MPa。

2.3.2.2 允许渗水量

按照《给水排水管道工程施工及验收规范》第9.2.11规定，允许渗水量值为

此次静水压试验双管线均分为2段进行打压，分段打压时每分钟允许渗水量如下所示：

DN1400PCCP管道

第一段（BG（5）0+070.000～BYG1+863.50）长度约为7.59 km，每分钟渗水量q=5.24 L/（min·km）×7.59 km=39.77 L/min。

第二段（BYG1+863.50～施工六标流量调节阀室）长度均为9.45 km，每分钟渗水量q=5.24 L/（min·km）×9.45 km=49.52 L/min。

DN1600PCCP管道

第一段（SBE38+695.02～BYG1+863.50），长度约为7.34 km，每分钟渗水量q=5.60 L/（min·km）×7.34 km=41.10 L/min。

第二段（BYG1+863.50～施工六标流量调节阀室）长度均为9.45 km，每分钟渗水量q=5.60 L/（min·km）×9.45 km=52.92 L/min。

压力升至试验压力后开始计时，当压力下降时，要及时向管道内补水，但最大压降不得大于0.03 MPa，保持管道试验压力恒定，恒压延续时间不得少于2h，并计算恒压时间内补入试验管段内的水量，水量根据补水计量桶进行计量。若实测渗水量小于允许渗水量，则水压试验合格。

2.4 试验前提

2.4.1 水平推力（阀门压力）

水压试验作用于检修蝶阀上的作用力用下式计算：

P=PSπR2/4 （1）

式中：P—试压段管端承受的压力（kN）；PS—试验压力（MPa）；R—管道内径（m）。

试验压力取0.90 MPa进行计算

关河支线管道内径取DN1400PCCP管道进行计算：最大压力P=PSπR2/4=0.90 MPa×3.14×1.42 m/4=1 384.70 kN 2#隧洞出口～云竹流量调节阀室管道内径取DN1600PCCP 管道进行计算：最大压力P=PSπR2/4=0.90 MPa×3.14×1.62 m/4=1 808.60 kN。

2.4.2 抗滑移验算

检修阀室抗滑移稳定验算用下式计算：

满足要求。

综上验算，沿线检修阀在进行管道水压试验时检修阀室稳定可靠。

2.4.3 位移监测

2.4.3.1 检修阀室位移监测

位移监测分两部分进行监测，第一部分监测检修阀室土建实体是否有位移；第二部分监测检修阀室检修蝶阀是否有位移，全过程采用全站仪进行位移监测，具体监测方法如下：①在检修阀室周围取若干固定点建立临时施工坐标系（例取A1、B1、C1、D1）；②水压试验前，先按照建立的上述施工坐标系测量出检修阀室四周及室内检修蝶阀固定点先关控制要素（包括桩号、偏距、高程），用以作为水压试验过程中阀室是否发生位移的对照量；③水压试验过程中，不定时对第2步所测的固定点进行复测，并做好记录及时计算对比是否发生位移。若发生较大偏移，及时上报并停止加压，待加固处理后再进行水压试验。

2.4.3.2 镇墩位移监测

镇墩位移监测全过程采用全站仪进行位移监测，具体监测方法同检修阀室位移监测。

2.4.4 堵板

根据现场实际情况结合以往施工经验并参考厂家提供的相关设备型号及参数，此次管道静水压试验采用沿线检修阀井的阀门作为水压试验的堵板。

水压试验时管道最大压力均不大于阀门工压，故采用阀门作为水压试验的堵板可满足试验要求。

2.5 水压试验

2.5.1 水源引接及初期注水

方案一采用上游来水正充（最优方式）注水口为上游管线标；方案二采用云竹水库反充注水口为4#隧洞；方案三采用水泵进行抽水，注水口设置在高程最高的排气阀井（10#排气阀井），根据业主及监理指示，选用上述方法之一进行管道注水。

2.5.2 加压、补水设备安装

加压、补水设备布置根据线路条件确定，加压泵采用高扬程多级离心泵（200 m 扬程），用高压水管加压，压力表采用1.60 MPa仪表，注水量用计量桶计量，补水设备用潜水泵补水。

在各试验段加压点，加工一块和加压处排气盲板同型号同规格盲板，在新盲板上安装加压管、补水管，分别和高压水管、补水管连接，水管另一头连接加压泵，在高压水管和加压泵间安置计量水表，在加压管上再安装一节三通，连接泄压水管。加压管、补水管、泄压管由阀门分别控制，现场设一储水桶。

试验用水利用附近水源，泄压排水到附近渠道。

2.5.3 试验流程

安装加压设施→管内注水补水→浸泡→关闭试验段排气阀→预试验阶段→主试验阶段→泄压→拆除打压设施。

2.5.4 试验步骤

第一，在试验段加压点排气三通安装加工好的排气盲板，并安装加压设施。第二，管内注水：注水前打开管线所有排气阀门，关闭排水阀门，把所需检修阀门关闭后开始注水，直到线路最高点排气阀无气体排出，说明管道内已注满水，停止注水。如管道内注水不足，利用补水设施把管内水补满。第三，浸泡：注满水后，浸泡72 h。第四，关闭所有排气阀门，关闭检修阀门、旁通阀门。第五，预试验阶段：保证水源供水存足，先把储水桶注满，用加压泵开始加压。加压时，压力表读数稳定上升，说明管内没有空气；如果加压时发现压力表读数不稳，数字上下变化，说明管内有空气，应重新排气补水再加压。第六，主试验阶段：预试验合格后，进入主试验阶段，保持试验压力恒压15 min，恒压后压降不超0.03 MPa时，将试验压力降至工作压力并保持恒压30 min，进行外观检查，若无漏水渗水现象，则水压试验合格。第七，水压试验合格后，把泄压阀打开，泄压水排到附近渠道。第八，进行下一段压水试验。第九，管道卸压：水压试验工作全部完成后，从泄压管开始卸压。第十，结论分析：试验完毕后，根据试压过程中所记录的数据进行计算，并与允许渗流量比较，小于或等于允许的渗流量即可判断本次水压试验合格。

2.5.5 试压

2.5.5.1 DN1400PCCP管道

第一段（BG（5）0+070.000～BYG1+863.50）长度约为7.59 km，试压段两端分别为施工十七标GH-2#检修阀室（BG（5）0+070.000）、此标段BY1#检修阀室（BYG1+863.50），根据现场实际情况，该段加压泵设置在本标段BY1#检修阀室内。第二段（BYG1+863.50～施工六标流量调节阀室）长度均为9.45 km，试压段两端分别为BY1#检修阀室、施工六标流量调节阀室，该段加压泵设置在施工六标流量调节阀室内。

2.5.5.2 DN1600PCCP管道

第一段（SBE38+695.02～BYG1+863.50），长度约为7.34 km，试压段两端分别为施工十八标1#检修阀室（SBE38+695.02）、此标段BY1#检修阀室（BYG1+863.50），根据现场实际情况，该段加压泵设置在施工十八标1#检修阀室内。第二段（BYG1+863.50～施工六标流量调节阀室）长度均为9.45 km，试压段两端分别为BY1#检修阀室、施工六标流量调节阀室，该段加压泵设置在施工六标流量调节阀室内。

加压采取分级打压的方式，逐步缓慢分级升压（每级0.20 MPa），每升一级后稳压不少于10 min。每升压一级，各部位观测人员应做好记录。试压时如有任何情况，观测人员应及时向水压实验调度负责人汇报。

3 结论

东山供水工程通过有效地对PCCP 管线进行分段水压试验，文章从试验标准、试验范围、试验流程、水压试验等方面进行阐述。东山供水工程PCCP管线水压试验的成功，说明PCCP管道安装质量可以满足供水的需求。管道安全可靠，规避工程质量安全隐患，为东山供水工程正式运行提供了有力的保证，为其他输水工程类似问题提供了积极有益的参考。