□劉 奕(河南省水利第一工程局)

1.前言

PCCP管道為預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的簡(jiǎn)稱，是一種新型的鋼性管材。它是帶有鋼筒的高強(qiáng)度混凝土管芯纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲，噴以水泥砂漿保護(hù)層，采用鋼制承插口，同鋼筒焊在一起，承插口有凹槽和膠圈形成了滑動(dòng)式膠圈的柔性接頭，是鋼板、混凝土、高強(qiáng)鋼絲和水泥砂漿幾種材料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，具有鋼材和混凝土各自的特性。預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)發(fā)揮了預(yù)應(yīng)力混凝土管和鋼管的優(yōu)點(diǎn)，并彌補(bǔ)了各自的不足，具有適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)壽命長(zhǎng)、抗震性能好、安裝方便、運(yùn)行成本低、基本不漏水等優(yōu)點(diǎn)。鋪設(shè)完成后，需要進(jìn)行靜水壓試驗(yàn)，檢驗(yàn)其輸水管道安裝質(zhì)量、材料質(zhì)量、井室設(shè)備的安裝質(zhì)量，檢驗(yàn)輸水管線在規(guī)定的內(nèi)水壓力作用下的安全可靠性和水密性，同時(shí)檢驗(yàn)與管線配套的限制性接頭系統(tǒng)、止推墩系統(tǒng)以及相關(guān)的管道配件的性能。

2.進(jìn)行靜水壓試驗(yàn)所應(yīng)具備的條件

靜水壓試驗(yàn)為管線投入使用前的最后一道檢驗(yàn)項(xiàng)目。進(jìn)行靜水壓試驗(yàn)前，必須完成靜水壓試驗(yàn)方案的編寫(xiě)和審批。靜水壓試驗(yàn)，可根據(jù)工作壓力、管線長(zhǎng)度、管道材質(zhì)、地形地貌、取水排水位置、檢修閥井位置等進(jìn)行分段試壓或總長(zhǎng)整體試壓。工程完工且通過(guò)分部驗(yàn)收，重點(diǎn)檢查管道接縫處理、管道清理、內(nèi)防腐完工情況。設(shè)備調(diào)試完成，前期相關(guān)試驗(yàn)完成，并驗(yàn)收合格，鎮(zhèn)墩及接頭勾縫混凝土及砂漿的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值，以防止管道位移或變形，管溝至少回填到胸腔以上。

3.靜水壓試驗(yàn)的準(zhǔn)備工作

試驗(yàn)方案及應(yīng)急預(yù)案已完成并已審批，制定相關(guān)安全措施，并落實(shí)到位；試驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)已建立，人員已到位，且人員職責(zé)及分工明確，試驗(yàn)必須有業(yè)主代表和監(jiān)理人員及設(shè)備廠家人員參加。管道內(nèi)雜物已清理干凈，根據(jù)閘閥不同使用功能進(jìn)行相應(yīng)打開(kāi)和關(guān)閉，并經(jīng)驗(yàn)收。水源及注水口位置確定，注水口必須選擇在試驗(yàn)段內(nèi)的相對(duì)地面高程較低的空氣閥井，以利沖水時(shí)管道排氣。水電及各種必需的物資器材已落實(shí)到位，壓力表、注水管、排氣管等已安裝到位，以及相關(guān)的堵頭、后背安裝可靠，并經(jīng)驗(yàn)收合格。根據(jù)設(shè)計(jì)提供靜水壓力計(jì)算表對(duì)應(yīng)試驗(yàn)段終止樁號(hào)后第一個(gè)樁號(hào)選取相應(yīng)試驗(yàn)壓力值，其間如包含試驗(yàn)壓力值大于終止樁號(hào)試驗(yàn)壓力值，應(yīng)取最大值。

4.靜水壓試驗(yàn)實(shí)施步驟

4.1 注水

試驗(yàn)前各項(xiàng)工作準(zhǔn)備就緒，報(bào)請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)小組驗(yàn)收，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)小組驗(yàn)收批準(zhǔn)后，方可進(jìn)行管道充水工作。充水水源水質(zhì)為Ⅰ～Ⅲ類，注水口應(yīng)設(shè)置在試驗(yàn)管線的最低處，而排氣孔應(yīng)設(shè)置在管線的高處，以便排出空氣。注水時(shí)控制注水流量，以較慢速度進(jìn)行，注水流速在0.3 m3/s之內(nèi)，流量＜1 m3/s，以減少余留空氣量及水錘壓力。充水完成后，關(guān)閉注水口及閥門(mén)，逐個(gè)檢查各個(gè)閥井及沿線管道是否存在漏水現(xiàn)象。每個(gè)閥井處安排專人把守，隨時(shí)開(kāi)關(guān)閥門(mén)，確保沖水安全。

4.2 管道浸泡

為了管芯混凝土完全吸收飽和，避免管線加壓試驗(yàn)時(shí)，因管壁仍在吸水，產(chǎn)生壓降造成管線滲漏的假象，同時(shí)也可為正確確定裂縫位置提供足夠的時(shí)間，試驗(yàn)管段灌滿水后，宜在不大于工作壓力條件下充分浸泡后再進(jìn)行水壓試驗(yàn)，浸泡時(shí)間：管內(nèi)徑＞1m時(shí)，≥72h;管內(nèi)徑≤1m時(shí)，≥48h。

4.3 水壓試驗(yàn)

水壓試驗(yàn)應(yīng)逐級(jí)升壓，每次升壓0.2MPa為宜，每次升壓后保持15min，檢查閘閥、管身及接口無(wú)異常后再繼續(xù)升壓至下一級(jí)。升至試驗(yàn)壓力值后穩(wěn)壓2h。其間如有壓力下降可注水補(bǔ)壓，但不得高于試驗(yàn)壓力。停止注水補(bǔ)壓后穩(wěn)定30min，其間壓力下降≤0.03MPa，進(jìn)行外觀檢查若無(wú)漏水現(xiàn)象，則水壓試驗(yàn)合格；注水補(bǔ)壓到試驗(yàn)壓力時(shí)穩(wěn)壓2h，當(dāng)實(shí)際滲水量≤允許滲水量時(shí)判定靜水壓試驗(yàn)合格。允許滲流量，Q為允許滲流量L/min·km，D為管道內(nèi)徑mm。檢查管道接口、配件等處有無(wú)漏水、損壞現(xiàn)象；有漏水、損壞現(xiàn)象時(shí)應(yīng)及時(shí)停止試壓，查明原因并采取相應(yīng)措施后重新試壓。管道水壓試驗(yàn)合格后，應(yīng)立即利用排空井排水以解除管道內(nèi)水壓力。填寫(xiě)試壓記錄，經(jīng)有關(guān)人員簽字后歸檔。

5.安全及注水控制措施

首先，打壓過(guò)程中，一切無(wú)關(guān)人員一律不得靠近作業(yè)面，后背頂撐、管道兩端嚴(yán)禁站人，并配專人負(fù)責(zé)巡視。閘閥井、排氣井等主要井口必須上蓋，嚴(yán)禁開(kāi)口，防止人員掉入，發(fā)生磕碰、傷亡。

其次，管道滲漏量主要由實(shí)驗(yàn)過(guò)程的溫度變化、管內(nèi)殘留少量空氣和混凝土管芯少量的吸水確定，但無(wú)論所測(cè)滲漏量為多少，所有可見(jiàn)滲水點(diǎn)均為不合格，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

再次，水壓試驗(yàn)時(shí)嚴(yán)禁對(duì)管身、接口敲打或修補(bǔ)缺陷，遇有缺陷，作出標(biāo)記，卸壓后修補(bǔ)。應(yīng)在加壓泵處安裝兩個(gè)壓力表，以便復(fù)核壓力讀數(shù)，避免錯(cuò)誤。壓力表要經(jīng)過(guò)標(biāo)定，且最大量程為試驗(yàn)壓力的1.3～1.5倍。

最后，管內(nèi)注水時(shí)，工作人員24 h值班，沿線巡查管線及各種閥門(mén)是否工作正常。管道內(nèi)灌滿水后仍需充足排氣至排氣孔出水為止。當(dāng)試驗(yàn)過(guò)程中，出現(xiàn)管壓升不上去、管堵?lián)p壞、滲漏較大時(shí)，應(yīng)立即停止試驗(yàn)，找出原因，采取有關(guān)措施后，方可重新試驗(yàn)。

6.結(jié)語(yǔ)

PCCP管道靜水壓試驗(yàn)必須按制定的原則、方法、步驟執(zhí)行，即保證輸水管線在規(guī)定內(nèi)水壓力作用下的安全可靠性和管線的水密性，同時(shí)檢驗(yàn)管線接頭配置的限制性接頭系統(tǒng)、止推系統(tǒng)以及相關(guān)管道配件如閥門(mén)、測(cè)流設(shè)施、組合空氣閥等裝置性能，檢查堵頭的支撐安全?？偨Y(jié)試驗(yàn)成果，檢查驗(yàn)收修補(bǔ)情況，提出并簽署試驗(yàn)結(jié)論文件。