大口徑輸水管道安裝項(xiàng)目水壓試驗(yàn)

1、大口徑輸水管道安裝項(xiàng)目水壓試驗(yàn)摘要：給排水管道的水壓試驗(yàn)是對(duì)管道的接口、管材、施工質(zhì)量的全面檢查，也是工程驗(yàn)收之前必須履行的一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目。本文通過(guò)工程實(shí)例，詳細(xì)闡述了水壓試驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)、施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，可為類似工程提供參考。關(guān)鍵詞：大口徑 輸水管道 水壓試驗(yàn)一、工程概況及水壓試驗(yàn)技術(shù)要求某工程為南水北調(diào)配套輸水管道安裝工程，全線總長(zhǎng)約8Km，試驗(yàn)段長(zhǎng)度1000m，管溝深5m，溝內(nèi)管道兩端上部土體挖除1.4m，h=3.6m，管溝兩側(cè)1:0.3放坡。根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，該段施工深度內(nèi)地層為褐黃色粉質(zhì)粘土，其工程地質(zhì)技術(shù)參數(shù)：=18.5KN/m3，=20°，c=19KPa。施工深度范

2、圍無(wú)地下水。管道材質(zhì)為球墨鑄鐵管道，管徑DN1600，設(shè)計(jì)工作壓力0.25MPa，設(shè)計(jì)試驗(yàn)壓力0.5MPa。采用壓降法進(jìn)行壓水試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力下，壓力變化幅度不大于0.03MPa。二、方案設(shè)計(jì)壓降法水壓試驗(yàn)是主要針對(duì)管道安裝工序的質(zhì)量驗(yàn)收，是在現(xiàn)狀安裝狀態(tài)下，注水并逐級(jí)加壓至試驗(yàn)壓力后，通過(guò)對(duì)管道壓力變化幅度的連續(xù)觀測(cè)，管道試驗(yàn)壓力的衡定時(shí)間，判斷管道安裝質(zhì)量合格與否。在試驗(yàn)壓力下，大型輸水管道兩端尤其是兩側(cè)用于試驗(yàn)的盤(pán)承、盤(pán)插柔性接口處，會(huì)承受強(qiáng)大的水平推力，致使柔性接口逐漸張開(kāi)，導(dǎo)致試驗(yàn)失敗乃至發(fā)生安全事故。因此，管道兩側(cè)能夠提供足夠的水平反力，是試驗(yàn)成功的重要保證。水平反力可利用朗肯土壓力

3、理論通過(guò)計(jì)算被動(dòng)土壓力獲得。試驗(yàn)段兩端為沒(méi)有開(kāi)挖的土體，長(zhǎng)度均不小于500m。可按照半無(wú)限土體考慮。即：滿足F反F推墻F反= Ep*D F推墻= F1-F2Ep*DF1-F2 即：D(F1-F2)/ Ep式中：F反土體產(chǎn)生的水平總反力F推墻試驗(yàn)壓力下管道傳遞給后靠背的水平總推力D后靠背寬度F1土體產(chǎn)生的水平總反力 F2柔性接口摩擦阻力1、后靠背承受水平總推力F推墻F1=0.5MPa×0.8m×0.8m×3.14=1000KNF2很小，忽略不計(jì)。F推墻 F1=1000KN2、土體產(chǎn)生的水平總反力F反Kp=tg2(45°+20°/2)=2.04 =

4、1.428Ep=1/2h2tg2 Kp +2ch=439.905 KN/m。3、后靠背寬度設(shè)計(jì)D(F1-F2)/ Ep=1000/439.905=2.273m安全系數(shù)k=1.2，則擋土墻寬度L實(shí)際=2.273×1.2=2.73m。4、后靠背剛度設(shè)計(jì)后靠背需垂直，表面光滑，并應(yīng)具有滿足試驗(yàn)的剛度要求。為此，本工程采用厚度10mm的鋼板按設(shè)計(jì)尺寸焊制成長(zhǎng)方形箱體，內(nèi)用C30混凝土澆筑而成。箱體厚度500mm。在千斤頂位置，用20a槽鋼并排焊接在鐵板上，形成工字型，保證后靠背接收推力的整體性。5、傳力裝置設(shè)計(jì)后靠背受到管道的水平推力，擠壓墻后土體，使土體產(chǎn)生壓縮變形，隨著土體壓縮變形的增大

5、，柔性接口會(huì)逐漸產(chǎn)生外移，對(duì)水壓試驗(yàn)產(chǎn)生不利影響。實(shí)踐中，常用在管道堵板與后靠背之間設(shè)置可調(diào)傳力裝置，來(lái)消除，來(lái)補(bǔ)償這種變形，保持柔性承插接口相對(duì)位移始終處于規(guī)范允許范圍。螺旋式千斤頂是常用的可調(diào)傳力裝置。為了將巨大的管道 插圖1 傳力裝置水平推力均勻傳遞給后靠背，分別在盲板圓周上和圓心位置設(shè)置螺旋式千斤頂5臺(tái)。根據(jù)推力大小及中間空間大小選用合適的規(guī)格型號(hào)。單臺(tái)千斤頂承擔(dān)的推力=1000KN/5=200KN，根據(jù)中間空間大小，最大伸長(zhǎng)量為300mm，承重320KN型號(hào)QL-32的螺旋式千斤頂。:千斤頂與盲板之間設(shè)置槽式墊板，以防千斤頂滑脫。見(jiàn)插圖1。6、注水、排水方案設(shè)計(jì)本工程輸水管道采用DN

6、1600球墨鑄鐵管，單位長(zhǎng)度容積2.01m3，試驗(yàn)段為水平段，長(zhǎng)度800m，中間設(shè)置排氣井一眼，自排氣井三通注水，需注水1608m3。注水設(shè)備選用2臺(tái)200QJ40-78/6潛水泵從附近農(nóng)用井中取水，約需24小時(shí)可將試驗(yàn)段注滿清水。試驗(yàn)完畢，就近排入農(nóng)田澆地。試驗(yàn)段兩側(cè)盲板設(shè)置25mm排氣孔，試驗(yàn)前將管道內(nèi)氣體排凈。7、加壓設(shè)備、壓力計(jì)的選擇加壓設(shè)備選用BW-250型活塞式壓力泵加壓，管道兩側(cè)盲板設(shè)置彈簧壓力計(jì)，壓力計(jì)精度1.6級(jí)，量程1MPa，大于試驗(yàn)壓力0.5 MPa的1.5倍，公稱直徑100mm，使用前進(jìn)行校正。見(jiàn)水壓試驗(yàn)示意圖。三、施工準(zhǔn)備1、試驗(yàn)段管道安裝完畢檢查合格后，除閥井、三通

7、、彎頭等處其他位置分層碾壓回填至管道頂以上0.5m。檢查支墩、鎮(zhèn)墩混凝土強(qiáng)度，應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2、安裝調(diào)試管道連側(cè)盲板、后靠背及壓力計(jì)、排氣閥。3、安裝可調(diào)傳力裝置，5個(gè)千斤頂均勻加力，使后靠背垂直緊貼在墻后土體上，并對(duì)土體產(chǎn)生預(yù)壓效果。根據(jù)后靠背移動(dòng)情況，在千斤頂后加設(shè)墊塊，保證水壓試驗(yàn)時(shí)千斤頂有不少于100mm的預(yù)留伸長(zhǎng)量。4、自中間三通向管道連續(xù)注水至已滿，并注意觀察各接口是否漏水。加壓泵間斷性低檔運(yùn)轉(zhuǎn)，緩慢加壓，加速管道內(nèi)氣體溢出。確定氣體排凈后，補(bǔ)水并用盲板封閉中間三通。5、充分侵泡不小于24小時(shí)。使管道內(nèi)混凝土襯充分濕潤(rùn)。四、施工步驟及要點(diǎn)1、預(yù)試驗(yàn)開(kāi)啟加壓泵，將管道內(nèi)水壓緩慢升高

8、，并在管道兩側(cè)利用排氣閥排氣。分級(jí)加壓至試驗(yàn)壓力，每級(jí)0.1MPa，每升高一級(jí)后穩(wěn)定15分鐘，檢查管道接口、配件等處是否有漏水、損壞現(xiàn)象，有漏水和損壞現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)停止試驗(yàn)，查明原因并采取相應(yīng)措施后再恢復(fù)試驗(yàn)。升至試驗(yàn)壓力后，穩(wěn)定30分鐘，觀察彈簧壓力計(jì)壓力是否變化，壓力下降要及時(shí)補(bǔ)水。2、主試驗(yàn)停止注水補(bǔ)壓，穩(wěn)定15分鐘，15分鐘后，壓力下降小于等于0.03MPa時(shí)，將試驗(yàn)壓力降至工作壓力，穩(wěn)定30分鐘，進(jìn)行外觀檢查，若無(wú)漏水現(xiàn)象，則水壓試驗(yàn)合格。五、注意事項(xiàng)1、傳力千斤頂沿圓周均勻設(shè)置，安裝時(shí)均勻給力，最后由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)整，使幾個(gè)千斤頂給力均勻，預(yù)留行程不小于10cm，給試驗(yàn)過(guò)程中留足調(diào)整空間。2、用塑料管連接排氣管，將排氣所帶出的清水引出槽溝。3、試驗(yàn)過(guò)程中，后背頂撐、管道兩側(cè)嚴(yán)禁站人，安排專人負(fù)責(zé)隨時(shí)觀察支墩