戴 敏，田祥勇，陳華貴

（鄂北地區(qū)水資源配置工程建設與管理局(籌)，430071，武漢）

鄂北工程試驗段PCCP管道水壓試驗研究分析

戴 敏，田祥勇，陳華貴

（鄂北地區(qū)水資源配置工程建設與管理局(籌)，430071，武漢）

鄂北地區(qū)水資源配置工程在老河口孟樓鎮(zhèn)和棗陽七方鎮(zhèn)崗地之間有72 km低凹地段，該段為倒虹吸工程，采用了3根PCCP同槽埋設。PCCP倒虹吸工程在湖北省首次應用，為確保工程質量和安全，先期在襄州黃集鎮(zhèn)太山村開展了5 km試驗段水壓試驗，并對試驗結果進行了分析。通過試驗，驗證了管道的密封性，為后續(xù)主體工程PCCP管道安裝提供了寶貴的技術數(shù)據(jù)。

鄂北地區(qū)水資源配置工程；倒虹吸；PCCP；水壓試驗

鄂北地區(qū)水資源配置工程試驗段項目位于襄州區(qū)黃集鎮(zhèn)太山村，項目總長5.0 km，項目設計流量為38.0 m3/s，采用3根DN3 800 mm的PCCP并排同槽布置，管道工作壓力為0.4 MPa，設計壓力為0.6 MPa。通過對管道進行水壓試驗，檢驗其密封性，確保管網系統(tǒng)整體安全可靠，從而保障輸水工程的質量。鄂北工程孟樓—七方倒虹吸工程為亞洲連續(xù)最長的倒虹吸工程。

一、試驗目的及任務

依據(jù)《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》(GB 50268—2008)要求，給水管道安裝完成后應進行管道水壓試驗。通過單管1 km分段及5 km全線水壓試驗，檢驗管道的密封性。

二、管道試驗壓力及壓力表讀數(shù)計算

1.管道試驗壓力計算

試驗采用 DN3 800 mmPCCP，其工作壓力為0.4 MPa，依據(jù)《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》相關要求，管道試驗壓力為0.6 MPa。

2.水壓試驗壓力表讀數(shù)計算

由于管道高低起伏，所以在水壓試驗過程中管道最低點必須達到試驗壓力。依據(jù)壓力計算1 MPa=100 m水柱，即 1 m=0.01 MPa。

工作壓力時壓力表讀數(shù)=工作壓力-0.01 MPa/（m×壓力表與最低點管中心高程差）

試驗壓力時壓力表讀數(shù)=試驗壓力-0.01 MPa/（m×壓力表與最低點管中心高程差）

水壓試驗壓力表布置及讀數(shù)計算見表1和表2。

三、判定標準

項目試驗時采用壓力降及滲水量兩種標準進行同時判定。

壓力降：當壓力升至試驗壓力值時，立即停止升壓，并穩(wěn)壓15 min后，如果壓力下降沒有超過0.03 MPa，繼續(xù)降壓至0.04 MPa，穩(wěn)定壓力30 min后，對管道進行外部檢測，如果未出現(xiàn)漏水破損現(xiàn)象，則水壓試驗合格。

滲水量：滲水量試驗時間不低于2小時，按規(guī)范要求PCCP管道允許滲水量應不大于 8.63 L/（min·km）。

表1 1 km水壓試驗表布置及讀數(shù)計算表

表2 5 km水壓試驗表布置及讀數(shù)計算表

四、水壓試驗

PCCP安裝好后，為保障管網的整體可靠性，依據(jù)管線長度進行分段和全線兩種水壓試驗。管道水壓試驗前，將試驗段管道兩側至管頂以上500 mm進行土方回填分層夯實，管線的鎮(zhèn)墩等達到規(guī)范要求的強度后開始水壓試驗，其中試驗的壓力及方法都依據(jù) 《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》進行。水壓試驗流程如圖1。

圖1 水壓試驗流程

1.管端封堵裝置及后背設計

水壓試驗段管道工作壓力為0.4 MPa，依照 《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》，水壓試驗的壓力為0.6 MPa。

試驗段安裝完畢，接頭試驗合格后，在其兩端安裝長0.7 m、直徑3.8 m的承插口封堵裝置。封堵裝置由平蓋封頭、短管和承插口鋼件3部分組成。平蓋封頭由鋼板制作，短管由鋼板卷制而成，短管一端焊接在平蓋封頭上，另一端焊接在PCCP管承插口鋼件上。封堵裝置設計如圖2。

圖2 封堵裝置設計簡圖（單位：mm）

采用開挖后的原狀土作為后背墻，在墻前加混凝土支墩，使推力方向與混凝土支墩寬度中心線基本重合。

2.水源選擇

針對管線的實際情況，水源從襄陽市樊莊水庫抽取。樊莊水庫設計總庫容1 868萬m3，興利庫容1 382萬m3，水源來自港溝河和引丹干渠六支渠，水質較好，現(xiàn)水庫蓄水1 000萬m3以上，水質和水量滿足水壓試驗要求。

3.注水升壓

注水分兩階段進行，第一階段注水采用DN150mm鋼管，注水時，當注水口相應水位上升至排氣三通頂位置(水面不溢出)，立即停止注水，而后加蓋盲法蘭，隨后進入第二階段注水；第二階段注水采用DN50mm鋼管，當注滿水后停止注水，而后采用逆止閥和球閥進行封閉加壓注水，最后對管道進行排氣檢查。

4.試驗方法

（1）允許壓降值法

管道水壓試驗采用強度與嚴密性兩種試驗方法，兩種方法同時進行，通過嚴密性試驗來檢測管道強度，其中嚴密性試驗分為預試驗和主試驗兩個階段。

第一階段(預試驗)：向管道注滿水，經過72小時浸泡后進行，試驗采用分級升壓，每級0.2 MPa，每升一級后穩(wěn)壓不少于10 min，將管道內水壓慢慢升至試驗壓力并穩(wěn)定壓力30 min。在這期間如果出現(xiàn)壓力下降時進行注水補壓，但管道壓力不能高于試驗壓力，并對管道各處進行檢查，如果出現(xiàn)漏水破損等情況時立即停止試壓，并采取相應措施后重新試壓。

第二階段(主試驗)：在第一階段結束停止注水補壓后，穩(wěn)定壓力15 min，當壓力下降不超過0.03 MPa時，將試驗壓力降至工作壓力并保持恒定壓力30 min，對管道外觀進行檢查，如果沒有出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，則該試驗合格。

（2）滲水量法

用滲水量判定最終試驗是否合格時，按照注水法進行滲水量檢測。依照以下程序進行：當水壓達到試驗壓力時開始計時，當壓力下降，立即進行注水補壓，但降壓不得大于0.03 MPa，使管道的試驗壓力保持恒定，持續(xù)時間2小時，同時對恒壓期間內補入試驗管段內的水量進行統(tǒng)計。依據(jù)規(guī)范要求，最大滲水量為8.63 L/（min·km）。

實測滲水量計算：q=W/(TL)

式中，q 為實測滲水量 [L/（min·km）]，W為恒壓期間內補入管道的水量(L)，T為從開始計時至保持恒壓結束的時間(min)，L 為試驗管段的長度(km)。

五、結果與分析

1.結果

（1）分段水壓試驗

允許壓降值法：管道壓力達到試驗壓力0.6 MPa后，穩(wěn)定壓力15 min壓力下降為0.00 MPa，將試驗壓力降至工作壓力，同時保持恒定壓力30 min，對管道兩段及鎮(zhèn)墩處外觀檢查，都未出現(xiàn)漏水破損現(xiàn)象。

滲水量法：當水壓升至試驗壓力開始計時，當壓力下降，立即向管道內注水補壓，使其試驗壓力始終保持恒定，持續(xù)時間2小時，中途共計補水1次，補水118 L，計算實測滲水量為 0.98 L/（min·km）。

（2）全線水壓試驗

允許壓降值法：管道壓力達到試驗壓力0.6 MPa后，穩(wěn)定壓力15 min壓力下降為0.00 MPa，將試驗壓力降至工作壓力，同時保持恒定壓力30 min，對管道兩段及鎮(zhèn)墩處進行外觀檢查，都未出現(xiàn)漏水破損現(xiàn)象。

滲水量法：當水壓升至試驗壓力開始計時，當壓力下降，立即向管道內注水補壓，使管道試驗壓力始終保持恒定，持續(xù)時間2小時，中途共計補水1次，補水224 L，計算實測滲水量為 0.37 L/（min·km）。

2.結果分析

試驗通過允許壓降值法和滲水量法同時檢查水壓試驗結果，通過允許壓降值法檢測，1 km分段管道兩端及鎮(zhèn)墩處外觀檢查均無漏水現(xiàn)象，試壓結果滿足規(guī)范要求，水壓試驗合格；5 km全線管道兩端及鎮(zhèn)墩處外觀檢查都未出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，試壓結果滿足規(guī)范要求，則該水壓試驗合格。

通過滲水量法檢測，1 km分段實測滲水量為 0.98 L/（min·km）<8.63 L/（min·km），試驗結果滿足規(guī)范要求，水壓試驗合格；5 km全線實測滲水量為 0.37 L/（min·km）<8.63 L/（min·km），試驗結果滿足規(guī)范要求,水壓試驗合格。

[1]給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范(GB 50268—2008)[S].2008.

[2]張法.PCCP管道靜水壓試驗在南水北調配套工程PCCP輸水線路工程中的實踐和控制 [J].廣東科技，2012（15）.

[3]楊進新，等.長距離大口徑PCCP管道水壓試驗方法改進研究[J].水利水電技術，2009（12）.

Hydrostatic test for PCCP in experiment section of Water Resources Allocation Scheme in North Hubei Province

Dai Min,Tian Xiangyong,Chen Huagui

Water Allocation Scheme in North Hubei Province has a 72 km low-lying areas between Menglou Township in Laohekou City and Qifang Township in Zaoyang City.In this section,an inverted siphon is planned with PCCP3 slot buried.It is the first time for PCCP inverted siphon applied in Hubei Province.In order to ensure project quality and safety,hydrostatic test for 5km experiment section had been conducted in Taishan Village in the early stage and the result of experiment had been evaluated.It demonstrates that the leakproofness of the pipeline is good,which provides valuable technical data to the later installation of PCCP of main works.

Water Resources Allocation Scheme in North Hubei Province;inverted siphon;Prestressed Concrete Cylinder Pipe;hydrostatic test

TV68+TV672.5

B

1000-1123（2017）22-0034-03

2017-10-11

戴敏，工程師。

責任編輯 韋鳳年