管道静水压试验研究报告(2014.03.03)

1、河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 前言1前言南水北调中线工程主要由总干渠主体工程、总干渠分水口门至城市自来水厂入口之间的供水配套工程、城市水厂及管网工程三部分组成。三部分工程应同步建成才能实现南水北调工程巨大的社会和经济效益。根据南水北调工程总体规划和中央有关精神，总干渠主体工程由中央组建的项目法人直接负责建设管理或代理建设管理，部分工程按照委托制模式由各省市负责建设管理；供水配套工程由沿线省（直辖市）负责筹资、建设和管理；受水城市水厂及管网工程是南水北调工程供水的终端用户，按照现行的管理模式，应由各受水城市负责筹资、建设和管理。根据河南省人民政府以豫政文2007195号批复

2、的河南省南水北调受水区供水配套工程规划和省发展和改革委员会以豫发改农经2011248号对河南省南水北调受水区供水配套工程可行性研究报告的批复，河南省南水北调供水配套工程主要向南阳、平顶山、漯河、周口、许昌、郑州、焦作、新乡、鹤壁、濮阳、安阳等11座省辖市市区和所属的7个县级市、25个县城以及禹州神垕镇、邓州移民安置区、南阳龙升工业园区等48个供水目标提供生活和工业用水。工程实施后可有效改善受益市、县水资源供需紧张局面，同时对控制地下水严重超采、改善生态环境也有重要作用，是保障我省经济社会可持续发展与社会和谐稳定的重要基础设施。按照国务院南水北调建委会确定的建设目标，南水北调中线总干渠工程将于2

3、013年完工，2014年汛后通水。供水配套工程上接总干渠，下连城市水厂，担负着承上启下的输水任务，是南水北调工程在我省发挥效益的关键。为落实省政府提出的我省供水配套工程必须在2011年4月开工建设的要求，我公司依据可研报告批复投资，先行编制了河河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 前言2南省南水北调受水区供水配套工程许昌18号分水口门供水工程初步设计报告，省发改委以豫发改设计2011409号对其进行了批复。2011年4月29日，许昌18号口门配套工程在多方支持下举行了开工典礼，正式拉开了我省供水配套工程开工建设的序幕。随着许昌 18 号口门供水配套工程的开工建设，省发改委相继以豫

4、发改设计20111712 号、2012429 号、2012 1293 号对许昌（不含 18 号口门）、新乡、南阳等 11 个受水区城市为设计单元的“供水配套工程初步设计报告”进行了批复。在初设批复投资的基础上，河南省南水北调中线工程建设管理局于 2012 年 9 月 30 日前相继批复了 11个受水区设计单元的招标设计，为河南省南水北调供水配套工程全面开工建设奠定了良好的基础。目前，全省的供水配套工程建设已接近尾声，预计 2014 年 6 月将全部建成，按计划汛后与总干渠同步具备通水条件。由于南水北调配套工程供水目标多，线路分布广，管材种类多，管线长短、管径大小差异大，沿线地形地质条件复杂、参

5、建单位多、工程施工开工时间及施工进度不一，工程运行环境复杂。为顺利实现配套工程试验性充水，在试验性充水前，有必要通过静水压试验，对输水管道的管材、管道接口，空气阀、检修阀、控制阀、排空阀等各类阀件，压力计、流量计等计量设备，阀井、镇墩等附属建筑物及其它相关设施进行安全性检验，及时发现并处理管道及阀件等在制造、施工过程中可能存在的质量问题，排查安全隐患，为试验性充水顺利进行创造条件。为此，河南省南水北调中线工程建设管理局委托我公司对重力有压流输水管道静水压试验进行研究，根据相关规范并结合工程实际，我公司以 12 号分水口门输水工程为典型，于 2014 年 2 月 15 日编制了河南省南水北调受水

6、区供水配套工程输水管道静水压试验方案（审查稿）。河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 1 工程概况31 工程概况1.1 分水口门12 号马庄分水口门位于鲁山县辛集乡马庄村东南总干渠右岸，主要供平顶山市新城区规划水厂用水，年均分配水量 7300 万 m3。口门处总干渠设计桩号为 SH(3)20+004.9，设计水位 130.179m，加大水位130.827m，渠底高程 123.179m。分水口门设计流量 3m3/s，最底控制水位 129.506m，闸底板高程 123.179m。分水口门设计参数见表 1.1-1。表 1.1-1 总干渠分水口门参数表渠道流量(m3/s)口门编号口门位置

7、总干渠桩号设计加大口门流量(m3/s)供水目标12鲁山县马庄SH(3)20+004.93203803平顶山新区续表 1.1-1 总干渠分水口门参数表口门编号口门位置分配水量(万 m3)设计流量(m3/s)设计水位(m)最低水位(m)加大水位(m)闸底高程(m)12鲁山县马庄73003130.179129.506130.827123.1791.2 供水水厂平顶山市新城区水厂为规划水厂，厂址位于平顶山市新华区西王营村东，设计供水规模 20 万 m3/d，承接南水北调水量 7300 万 m3。厂址附近地势平坦、场地开阔，平均地面高程 112.38m。平顶山市新区水厂情况见表 1.2-1。表 1.2-

8、1 承接南水北调水厂情况口门编号水厂名称位置供水规模(万 m3/d)承接南水北调水量(万 m3)建设性质建设批复文件厂址地面高程(m)12平顶山新区水厂 新华区西王营东207300规划无112.38河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 1 工程概况41.3 输水工程1.3.1 管道设计流量初设阶段在确定管道流量时，对水厂规模小，口门分配流量大的输水线路在管道进口预留了分水口。12 号口门输水管道设计流量为 2.6 m3/s，预留分水口流量为 0.4m3/s。输水管道设计流量见表 1.3.1-1。表 1.3.1-1 12 号口门输水管道设计流量口门编号输水线路名称输水管线长度(km

9、)年均分配水量(万 m3)水厂设计规模(万m3/d)管道设计流量(m3/s)预留分水口流量(m3/s)备注12口门平顶山新区水厂6.977300202.60.41.3.2 进出口设计水位管道进口水位按闸前水位减 0.1m 确定，对规划水厂，管道出口水位按管顶以上不小于 6.0m 预留。输水管道进出口设计水位见表 1.3.2-1。表 1.3.2-1 输水管道进、出口设计水位口门编号位置名称地面高程(m)设计水位(m)备注进水池设计水位130.08进水池加大水位130.73进口进水池最低水位123.80129.41总干渠水位减 0.1m12出口平顶山新区规划水厂112.38116.261.3.3

10、工程布置输水管线起点位于马庄分水口门出口涵洞末端，终点为平顶山新区规划水厂，线路总长 6.97km，设计流量 2.6m3/s，采用 DN1400 PCCP管。输水管线自进水池引水后，向东偏南经马街南、西王营南至焦庄西北规划水厂。沿线共布置穿越工程 2 座，分别为桩号 2+990 处钢管穿河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 1 工程概况5越郑尧高速、桩号 4+770 处 PCCP 管穿越应河；各类阀井 23 座，其中控制阀、检修阀井 7 座，空气阀井 10 座，排空阀井 3 座，流量计井 2 座，调流阀空气阀井 1 座，镇墩 24 个。12 号口门输水工程布置见图 1.3.3-1

11、；输水管道穿越公路、河流及阀井、镇墩布置见表 1.3.3-14。表 1.3.3-1 穿越郑尧高速公路工程设计成果表输水管道混凝土套管管线桩号路面宽度(m)交叉角度（0）顶管长度(m)钢管内径(m)中心高程(m)套管内径(m) 中心高程(m)管顶高程(m)路面高程(m)路面以下套管管顶覆土厚度(m)3+000.00028.7863.991251.4113.79 2.00 114.09 115.34 120.04.71表 1.3.3-2 穿越应河倒虹吸工程设计成果表管中心高程（m）管线桩号交叉角度（0）倒虹吸长(m)管身内径(m)管材进口出口水平段河底高程(m)冲刷坑深度(m)水平段管顶覆土厚(m

12、)4+627.00064.24 152.321.4PCCP 109.69 110.53 106.53109.4502.67表 1.3.3-3 12 号口门输水管道各类阀件性能特征表序号中心桩号阀井编号地面高程(m)管中心高程(m)阀井平面尺寸(m)(外轮廓)井内安装阀件阀件规格检修阀 1手动蝶阀DN1400 1.0MPa空气阀 1复合空气阀DN250 1.0MPa10+037.4341#阀井 123.413 120.3144.4*5.1半球阀 1半球阀DN250 1.0MPa20+130.0002#阀井 123.115 120.1733.8*3.8流量计 1 超声波流量计DN1400 1.0M

13、Pa30+146.0003#阀井 123.192 120.1494.4*5.1控制阀 1电动蝶阀DN1400 1.0MPa40+448.1784#阀井 123.077 119.6872.6*3.6空气阀 2复合空气阀DN250 1.0MPa51+111.6515#阀井 120.446 117.2172.6*3.6空气阀 3复合空气阀DN250 1.0MPa61+212.2606#阀井 120.416 116.3204.7*2.6排空阀 1偏心半球阀DN350 1.0MPa71+656.2397#阀井 122.368 120.1532.6*3.6空气阀 4复合空气阀DN250 1.0MPa82+

14、238.5438#阀井 119.851 116.7252.6*3.6空气阀 5复合空气阀DN250 1.0MPa河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 1 工程概况6续表 1.3.3-3 12 号口门输水管道各类阀件性能特征表序号中心桩号阀井编号地面高程(m)管中心高程(m)阀井平面尺寸(m)(外轮廓)井内安装阀件阀件规格检修阀 2手动蝶阀DN1400 1.0MPa空气阀 6复合空气阀DN250 1.0MPa92+914.3269#阀井 117.916 114.8204.4*5.1半球阀 2半球阀DN250 1.0MPa103+087.48810#阀井 119.169 116.59

15、62.6*3.6空气阀 7复合空气阀DN250 1.0MPa113+597.51911#阀井 116.762 114.0902.6*3.6空气阀 8复合空气阀DN250 1.0MPa124+098.89012#阀井 114.439 111.2082.6*3.6空气阀 9复合空气阀DN250 1.0MPa134+143.84413#阀井 113.447 108.4354.9*2.8排空阀 2偏心半球阀DN350 1.0MPa检修阀 3手动蝶阀DN1400 1.0MPa空气阀 10复合空气阀DN250 1.0MPa144+287.07314#阀井 114.396 111.9224.4*5.1半球阀

16、 3半球阀DN250 1.0MPa154+695.27415#阀井 111.239 104.7794.9*2.8排空阀 3偏心半球阀DN350 1.0MPa检修阀 4手动蝶阀DN1400 1.0MPa空气阀 11复合空气阀DN250 1.0MPa164+922.06316#阀井 113.501 111.4074.4*5.1半球阀 4半球阀DN250 1.0MPa175+297.25017#阀井 112.295 110.0772.6*3.6空气阀 12复合空气阀DN250 1.0MPa185+740.65718#阀井 111.725 109.0312.6*3.6空气阀 13复合空气阀DN250

17、1.0MPa196+355.01819#阀井 111.152 108.4752.6*3.6空气阀 14复合空气阀DN250 1.0MPa206+671.76520#阀井 110.678 108.1884.4*5.1检修阀 5手动蝶阀DN1400 1.0MPa216+688.7 65 21#阀井 111.058 108.1733.8*3.8流量计 2 超声波流量计DN1400 1.0MPa调流阀 1226+712.76522#阀井 110.901 108.151空气阀 15复合空气阀DN250 1.0MPa236+730.76523#阀井 110.842 108.1354.4*5.1检修阀 6手

18、动蝶阀DN1400 1.0MPa河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 1 工程概况7表 1.3.3-4 12 号分水口门输水管道转角性能特征表序号桩号弯管转角()镇墩转角()地面高程(m)管中心高程(m)墩长(m)墩宽(m)墩高(m)备注10+015.00013.1522.50132.197124.4293.02.43.07竖向镇墩 120+032.58313.0622.50124.768120.3223.02.43.07竖向镇墩 230+091.75928.6430.00122.973120.2312.892.22.2水平镇墩 141+212.26090.0090.00120.

19、416116.8451.52.22.2三通镇墩 151+421.61511.2211.25121.519117.6591.712.22.2水平镇墩 261+718.77624.2430.00122.870119.785 2.892.22.2水平镇墩 371+965.3517.5811.25121.238118.333 1.712.22.2水平镇墩 482+398.8779.1611.25118.992115.781 1.712.22.2水平镇墩 592+836.79634.6345.00117.567114.8203.832.22.2水平镇墩 6102+914.3265.7111.25117.

20、916114.8203.002.42.71竖向镇墩 3112+924.5265.7111.25117.873113.8003.002.42.71竖向镇墩 4123+059.5265.7111.25119.008113.8003.002.42.71竖向镇墩 5133+087.4885.7111.25119.169116.5963.002.42.71竖向镇墩 6143+136.97637.2345.00119.770116.596 3.832.22.2水平镇墩 7153+754.12412.9922.50115.604113.1892.412.22.2水平镇墩 8164+143.84490.009

21、0.00113.447108.9601.52.22.2三通镇墩 2174+695.27490.0090.00111.239105.3041.52.22.2三通镇墩 3185+081.16612.8422.50113.124110.8062.412.22.2水平镇墩 9195+339.56414.0922.50112.294109.9342.412.22.2水平镇墩 10205+683.9549.2711.25111.113108.7723.002.42.71竖向镇墩 7215+698.8599.4611.25110.910106.2883.002.42.71竖向镇墩 8225+723.8599

22、.2711.25110.784106.2883.002.42.71竖向镇墩 9235+740.6579.3311.25111.725109.0313.002.42.71竖向镇墩 10246+753.44240.6445.00110.946 108.1143.832.22.2水平镇墩 111.3.4 管道设计压力1）钢管（SP）12 号口门输水管道穿越郑尧高速及沿线管配件均为钢管，遵循中华人民共和国国家标准给水排水工程管道结构设计规范GB 50332-河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 1 工程概况82002，钢管设计压力按表 1.3.4-1 采用。表1.3.4-1 钢管设计内水

23、压力标准值Fwd.k管道类别直径(mm)工作压力Fwk(10-1MPa)设计内水压力(MPa)采用值 Fwd.k (MPa)钢管1400Fwk=0.25Fwk+0.50.90.9现场试验压力遵循中华人民共和国国家标准给水排水管道工程施工及验收规范GB 50268-2008 规定应符合表 1.3.4-2 要求。表1.3.4-2 钢管水压试验的试验压力（MPa）管道类别直径(mm)工作压力 Fwk试验压力钢管1400Fwk=0.25Fwk+0.5，且不小于 0.92）PCCP 管遵循美国国家标准之预应力钢筒混凝土压力管设计标准ANSI/AWWA C304-99，PCCP 管道结构设计采用的内压包括

24、工作内压Pw、瞬时内压 Pt 和试验内压 Pft。工作内压：Pw=最大（Pg，Ps），式中 Pg 为由水力梯度产生的内水压力；Ps 为由净水头产生的内水压力。瞬时内压：Pt 为管道内水体流速发生急剧变化引起的超出正常工作内压 Pw 的实际内压值，Pt=最大（0.4Pw，0.276MPa）。现场试验内压：Pft 是在管道铺设后进行注水加压检验的内压，通常为：Pft=1.2Pw。PCCP 管设计内压见表 1.3.4-3。表 1.3.4-3 PCCP 管道内水压力设计成果表水力计算结果PCCP 管道设计压力桩号长度(km)直径(mm)工作压力(MPa)工作压力(MPa)瞬时内压(MPa)试验内压(M

25、Pa)0+0006+9656.9714000.060.250.40.2760.48河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 2 试验的必要性、目的与任务92 静水压试验的必要性、目的与任务2.1 静水压试验的必要性静水压试验是压力管道竣工验收之前履行的一个试验项目，是对压力输水管道工程中的管道、接头、管件、各种阀件及镇墩、连通、分水口等附属建筑物的设计、施工、安装阶段的综合验证。1）在工程运行前通过静水压试验，可大幅降低安全事故发生的概率，便于局部问题局部解决，提高处理可能发生紧急事件的灵活性，最大限度控制紧急事件对当地居民生活及生产的影响。2）南水北调供水配套工程分布广、占线长，地

26、形地质条件复杂，由于工期紧张，施工单位众多，不同管段开挖沉降变形期各不相同，有可能导致管道工程发生不均匀沉降变形，通过静水压试验缓慢加载有利于减少不均匀沉降变形带来的不利影响。3）工程建设期间，尽管建设管理部门采取各种手段，投入大量人力物力对施工质量进行监控，但由于技术手段的限制，施工质量检查不可避免带有时间和地域上的随机性，通过静水压试验可全面检验工程设计、施工质量能否满足安全运行要求。4）管道沿线有众多的承插口和焊缝接头，其防水性能与管道渗漏问题紧密相关，直接关系到工程运行效益、社会影响，甚至关系到输水体系能否正常运行和工程安全问题。由于数量庞大，施工中要保证每个接头止水材料的安装质量都达

27、到设计要求存在较大难度，通过静水压试验可对管道止水进行系统检验。5）输水管道运行期间，通过布置在沿线的控制阀、检修阀、空气阀、排水阀、泄压阀、调流调压阀、流量计、测压计等，控制管道的输水流量、出口水位及其变化速率，使其符合设计条件要求，任何一个阀件出现问河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 2 试验的必要性、目的与任务10题都将对管道的运行安全造成不同程度的影响，因此有必要通过静水压试验，实况检验各类阀件技术性能、协调性能和可操作性，并检验操作结果能否满足设计要求。6）静水压试验结果是工程验收的重要依据。通过静水压试验，许多在施工阶段未能暴露的问题将会显现，并通过监测仪器得以量化

28、反映，对于存在质量问题的管道、阀件和建筑物，可为制定工程处理措施提供参考依据，对于不存在问题的管线，也可以对工程施工质量进行有效验证，成为工程竣工验收的重要依据之一。因此从防止恶性事故发生、系统检验工程质量、减少管道渗漏损失、确保工程运行调度可控、为试验性通水提供技术保障、为工程验收提供技术资料、确保工程顺利投入运行等多方面考虑，配套工程在竣工验收前进行静水压试验是必要的。2.2 静水压试验的目的与任务2.2.1 试验目的静水压试验的主要目的是验证管道及各附属建筑物是否满足设计工况，在工程投入运行前发现并解决质量问题。1）检验输水管道安装质量、材料质量、井室设备的安装质量，发现并解决存在问题，

29、确保工程质量合格安全投入运行。2）为工程运行前安全性评估、顺利投入运行提供技术保障。3）结合静水压试验，对工程初期运行可能涉及到的有关问题进行研究并取得部分初期运行所需的技术数据。静水压试验工作大体上分准备期、充水期、观察期、评价及完善期四个阶段。2.2.2 准备期的主要任务1）在充水加压前，应对所有建设项目进行全面清理，列出清单、制河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 2 试验的必要性、目的与任务11定计划，保障加压前所有工程建设项目满足充水要求。2）管道沿线的控制阀、检修阀、空气阀、排水阀、泄压阀、调流调压阀、流量计、测压计等应安装调试完毕，至少具备现地启闭操作条件，启闭开度

30、精度和稳定性等均应满足相关要求。3）在加压试验过程中确保供电设施稳定可靠，相应监控和保护设备的控制、操作、显示、报警等满足要求。4）对于规划采用的充水水源应办理相关的启用手续，并完成相关的充水水源建设、临时建筑物和设施的施工及安装调试。当需要外排局部管段充水水体时，应结合排水方式，完成其排水通道施工，并按所在地相关法规完成排放报备工作。5）在开始充水试验前应建立充水、加压期间的运行维护责任单位及管理体系，确定指挥机构及参与单位的责任分工。在充水过程中加加压观察期间，管道沿线需要投入巡查人员，并对所有参与静水压试验单位进行统一调配和管理。6）为妥善处理充水加压试验期间可能的突发事件，需要根据不同

31、管段或建筑物工程特点、所处的环境条件，制定相应的应急事件处理机制、组件突发事件抢险队伍、准备相应的机械设备，明确责任单位和指挥机构。河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 3 静水压试验方法123 静水压试验方法压力管道水压试验一般包括：管道接头水压试验、分段水压试验及全线水压试验。由于管道接头水压试验在管道安装过程中已完成，全线水压试验受水源、工期等条件限制尚不具备条件，故本报告仅对分段水压试验进行研究。3.1 不同规范、规程对水压试验要求1）给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008 要求管道水压试验的分段长度不大于 1.0km。对于无法分段试验的管道，应根据工程具

32、体情况确定。水压试验的试验压力应符合表 3.1-1 要求。表3.1-1 钢管水压试验的试验压力（MPa）管道类别工作压力 Fwk试验压力钢管FwkFwk+0.5，且不小于 0.90.52Fwk球墨铸铁管0.5Fwk+0.50.61.5Fwk预应力钢筋及预应力钢筒混凝土管0.6Fwk+0.3现浇钢筋混凝土管涵0.11.5Fwk化学建材管0.11.5Fwk，且不小于 0.82）混凝土压力管道AWWA M9（美国供水协会）要求在最终移交压力管线之前进行静水压测试。对于特别长的管线，有时对已竣工的较短管线进行静水压试验比较方便，而不必等到完全竣工后才对整条管线进行测试。静水压试验压力通常为 1.2Pw

33、（工作压力）。严禁对管线进行空气压力试验。3）电力建设施工及验收技术规范中SDJ280-90 要求河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 3 静水压试验方法13当管子、管线安装技术检查资料完整，并经逐个接头水压试验合格后，可不再进行全线或分段水压试验。3.2 国内 PCCP 管水压试验的做法及效果1）山西万家寨引黄供水工程（DN3000）万家寨引黄工程联接段工程从汾河水库至 3#流量调节阀采用内径 DN3000 的 PCCP 管道输水，全长 43.2km，其中 354.km 为明挖铺设PCCP 管，7.8km 采用隧洞内铺设 PCCP 管。PCCP 管道安装逐个接头水压试验合格分三

34、段进行水压试验成功通水运行。2）三个泉倒虹吸工程（DN2800）三个泉倒虹吸全长 10927km，采用 PCCP 管与钢管组合方案，平行双线布置。内水压力 1.4MPa 及其以下采用 PCCP 管，单线管长7.385km，内径为 2.8m；1.4MPa 以上采用钢管，单线管长 3.181km，内径 2.7m。PCCP 管道安装逐个接头水压试验合格每 1.0km 进行水压试验成功通水运行。3）北京怀柔应急水源工程（DN1800）工程采用内径 1.8m 的 PCCP 管道输水，最大工作静水压力0.8MPa，长 4.8km。PCCP 管道安装逐个接头水压试验合格（部分镇墩附近接头加固）全段进行水压试

35、验成功通水运行。4）北京张坊水源应急供水工程（DN20001800）工程采用内径 1.82.0m 的 PCCP 管道输水，最大工作静水压力0.8MPa，长 41.95km。PCCP 管道安装逐个接头水压试验合格成功通水运行（未进行水压试验）。3.3 南水北调配套工程静水压试验方法根据上述统计分析，不同规范规程中水压试验要求存在差异，已建河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 3 静水压试验方法14工程对水压试验做法不一。针对南水北调供水配套工程，由于输水管线分布广、管材类型多、管道直径大、内水压力不同、管线长短差别大、水源条件、排水条件不同，很难统一标准，拟采取长距离（大于 1.0

36、km）分段水压试验方法。见图 3.2-1。图3.2-1 PCCP管道静水压试验过程图河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 4 静水压试验方案及实施计划154 静水压试验方案及实施计划以 12 号分水口门输水工程为实例叙述。4.1 试验方案4.1.1 编制依据1）河南省南水北调配套工程有压自流输水管道工程静水压试验合同文件；2）12 号分水口门输水管道工程初步设计及施工图设计；3）关于河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验有关问题处理的意见（豫调建【2013】60 号）；4）给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）；5）水利水电建设工程验收规程（SL223

37、-2008）；6）混凝土压力管道（AWWA M9）。4.1.2 试验分段静水压试验分段可结合工程总体布置可从以下几方面考虑：1）静水压试验分段适应管材压力分段。由于计算各桩号管道压力均不相同，为便于管道生产加工，设计将管道工作压力 Pw 划分为 0.4 MPa、0.6 MPa、0.8 MPa 等压力级别。因此在一个试验段内不能出现两个管材压力级别。2）静水压试验分段适应工程分标试验分段与工程施工分标相对应，责任明确，但应注意在各标段分界点设置堵头，其位置是否合适，若分界点没有合适的堵头位置，标段间应相互协商缩短或延长试验段长度。3）静水压试验分段适应检修分段河南省南水北调受水区供水配套工程管道

38、静水压试验方案 4 静水压试验方案及实施计划16输水管道沿线每 5km 左右设一处检修阀，并在大型河道、铁路、公路等穿越工程进出口、支线分水口处也设有检修阀，静水压试验可以检修阀分段，一个试验段内可以有多个检修阀。4）静水压试验分段适应管材分段根据给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008，当一条管线管道采用多种管材时，宜按不同管材分别进行试验。根据 12 号口门供水工程现场条件，实现全线分段静水压试验，以检修阀作为分段的节点，并结合输水管线控制阀、放空阀设置和管材压力等级、水源及排水条件等因素，确定分两段进行。第一段：进口 1#检修阀井郑尧高速 9#检修阀井；第二段：郑尧高速 9

39、#检修阀井新城区规划水厂 23#检修阀井。详见表 4.2-1。表 4.2-1 12 号口门输水管道静水压试验段划分明细表试验段划分起点及桩号终点及桩号试验长度（m）第一试验段1#阀（K0+037.434）9#阀（K2+914.326）2876.892第二试验段9#阀（K2+914.326）23#阀（K6+730.765）3816.439根据给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008，当一条管线管道采用两种管材时，宜按不同管材分别进行试验，但考虑到 12号口门输水管道穿越郑尧高速公路顶管工程采用的钢管总体长度只有125m，占输水管道总体长度比例很小，所以此项试验忽略不计，整条管线均按

40、 PCCP 材质进行试验。4.1.3 试验压力1）分段水压试验压力要求试验压力取值采用 GB 50268-2008 规定；试验压力一般不大于试验段内最不利点管材的设计工作压力；试验压力不得小于正常运行通过加大流量时的管线内水压力。河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 4 静水压试验方案及实施计划172）分段水压试验压力数值根据管道设计静水压力，对应试验段选取相应试验压力值。按照美国 ANSI/AWWA C304-99 标准，PCCP 管道现场试验内压通常为 1.2Pw（Pw 为实际工作内压，即最大静水压力）。根据管道各桩号正常工作内压 Pw 及国家标准给水排水管道工程施工及验收规

41、范GB 50268-2008 规定的试验要求，当工作压力 Pw0.6 MPa 时，PCCP 试验压力为 1.5Pw，当工作压力0.6 MPa 时，PCCP 试验压力为 Pw+0.3MPa。南水北调供水配套工程除 PCCP 按美国 ANSI/AWWA C304-99 标准设计外，其它管材均按国家标准设计，为统一验收标准，静水压力试验值均采用 GB 50268-2008 规定进行计算。12 号口门输水管道进口最高水位为 130.73m；第一试验段管道最低点桩号 2+914.326 高程为 114.82m；第二试验段管道最低点桩号 4+695.274 高程为 105.304m；当末端阀门关闭时，各试

42、验段试验压力值见表 4.4-1。表 4.4-1 各试验段试验压力数值 工作压力 Pw(MPa）试验压力（MPa）试验段桩号试验长度（m）计算值设计值计算值采用值第一试验段K0+037.434 K2+914.3262876.8920.160.40.240.4第二试验段K2+914.326 K6+730.7653816.4390.250.40.3750.44.1.4 试验检测项目根据给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008），检测项目为允许压力降值和允许渗水量值。12 号口门管道允许压力降及渗水量见表 4.4-1 和表 4.4-2。表4.4-1 12号口门输水管道水压试验的允许压力

43、降（MPa）管材种类试验压力允许压力降PCCP管1.5P0.03河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 4 静水压试验方案及实施计划18表3.3-2 12号口门输水管道水压试验的允许渗水量允许渗水量（L/minkm）管道内径D（mm）焊接接口钢管PCCP管14001.755.004.2 实施计划4.2.1 计划项目1）静水压试验方案；2）静水压试验实施方案；3）堵头设计；4）水源点选取、注水口位置及排水设计；5）试验压力分级及观测制度规定；6）加压设备、压力计选择及通讯设备；7）质量和安全保障措施；8）组织机构安排；9）应急预案。4.2.2 堵头设计根据河南省南水北调中线工程建设管

44、理局文件豫调建【2013】60 号关于河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验有关问题处理的意见。检修阀阀门可做为静水试验的堵头。在管线末端应设置后靠背，用以支撑阀门传来的压力。根据试验分段，12 号口门 1#、9#、23#检修阀可作为堵头，其设计工作压力均为 1.0MPa，各种阀件在出厂前均进行阀体密封性试验及强度试验，密封性试验压力为 1.1 MPa，强度试验压力为 1.5 MPa，大于对应试验段试验压力 0.4 MPa，满足安全要求。河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 4 静水压试验方案及实施计划194.2.3 水源、注水口位置及排水路线确定 1）水源第一试验段：水

45、源选用 12 号口门现地管理房院内的机井；第二试验段：水源选择在 9#阀井附近的农用机井。2）注水口位置根据 12 号口门输水管道沿线的地下水情况及管道情况，输水管道管径较大，注水口选择在试验段内的上游高程较高的空气阀井不影响冲水时管道排气。第一试验段：注水口设在 1#阀井处；第二试验段：注水口设在 9#阀井处。水源和注水口位置见表 3.6-1。表 3.6-1 各试验段水源及注水口位置试验段试验段水源水源注水口注水口第一试验段井水1#阀井（K0+037.434）第二试验段井水9#阀井（K2+914.326）3）排水第一试验段：自 9#阀井排空，配置水泵强排至附近的自然沟道内；第二试验段：自 2

46、2#阀井自排为主结合水泵强排，管道尾端水泵强排，排至附近的自然沟道内。若试验段内有多个排空阀，可分段开启具有排水条件的排空阀进行自流排水，过阀流速不大于 3.0m3/s。对自流不尽的管道积水进行强排，管道底部通过长轴深井泵排不净的少量存水，可放入便携式潜水电泵进行排水。4.2.4 试验压力分级及观测重点对试验段安全检测设施进行观测。逐步缓慢分级升压，每级0.1MPa，每升一级后稳压不少于 10 分钟，对应检查后背、支墩、管身、河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 4 静水压试验方案及实施计划20镇墩、阀井、阀件及接口，并及时进行安全监测采集数据，当无异常现象时，再继续升压。4.2

47、.5 加压和通讯设备投入试验设备见表 4.2.5-1。表 4.2.5-1 试验和通讯设备一览表序号序号设备仪器名称设备仪器名称数量数量备注备注1试压泵2 台配 7.5KW 发电机，每小时注水 6t2潜水泵2 台25t/小时 3压力表4 块精度 1.5 级，150mm4单向阀4 只DN100 5流量计2 块DN100 6注水压力连接管根据水源距离备用7发电机30KW 和 20KW 各 2 台备用8DN100 截止阀4 只二备二用9配电盘2 套10对讲机8 个11后靠背1 处12千斤顶1 套根据后背支撑实际需要配置4.2.6 试验组织机构及工作职责：1）成立由建管局、设计、监理、施工、设备厂家等单

48、位人员组成的试验工作指导小组，负责试验的组织、实施、技术指导、突发事件处理、试验结果确认等工作。2）成立由 12 号口门施工标段监理、施工等单位人员组成的试验工作实施小组；施工单位为试验责任主体，其项目经理为实施小组责任人，负责实施小组一切试验工作落实和完成。负责完成各试验段的人员配置、注水、试验记录、突发事件应急处理、修补、排水、试验资料整理等各项工作。河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 5 静水压试验实施方案215 静水压试验实施方案5.1 试验具备条件1）设计方案、实施计划等已完成、批复并完成打压前相关工作。2）工程完工且通过分部验收，重点检查管道接缝处理、管道清理、内防

49、腐完工情况。3）检修阀、控制阀、排空阀、空气阀等阀件设备调试完成，前期相关试验完成。4）水源、加压设备、压力计的选择及安置已完成。压力试验设备必须经过专业检测部门率定的合格的专用设备。5）电源引接及排水疏导路线施工已完成，确保排水出路畅通，排水泵及发电机数量足 够。6）试验压力分级及观测制度（观测人员、表格等）已落实。安全监测设施布设完毕，完成初始值测量。7）质量和安全保障措施已制定、落实。8）试验指挥机构成立，分工明确，职责清晰，通讯设施齐备。9）编制应急预案，成立应急小组。10）试验前由设计、设备厂家等专业人员进行试验前技术培训、各岗位培训，熟练掌握操作规程。5.2 静水压试验步骤和工作流

50、程5.2.1 试验基本步骤试验前准备 注水 试压 结果判定合格 泄压排水1）第一段静水压力试验先把 1#、9# 阀井处的排气阀卸掉，把 1#至 9#阀井之间所有排气河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 5 静水压试验实施方案22阀、控制阀等阀件打开，从 1#阀井处向管道内注水，全线观察，待水位快到 1#、9#阀件排气阀口时，用法兰装上装有试压泵、压力表、表弯、三通旋塞阀等的管道，当水位快到每个阀件孔口时，都及时关闭阀门。这样在 1#、9#阀井处同时各安装有 2 个压力表，继续向管内注水至压力 0.5MPa，观察静水压力情况。2）第二段静水压力试验过程基本同第一静水压力试验过程，只

51、是可先把第一试验段管内的水先直排至第二试验段，能排进去的排，不能排进去用水泵在 9#阀井处强排至附近的自然沟道内。试验段起始、终端阀井处用法兰装上装有试压泵、压力表、表弯、三通旋塞阀等的管道，具体见图 5.2.1-1。图 5.2.1-15.2.2 试验工作流程详见图 5.2.2-1。河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 5 静水压试验实施方案23试验前准备工作（闸阀启闭、管道清理） N Y N Y图 5.2.2-1 静水压试验流程图注水注水注水补压至试验压力值注水补压至试验压力值（保持恒压（保持恒压 2h）水压严密性试验水压严密性试验 加压至试验压力值（稳定加压至试验压力值（稳定

52、30min）水压强度试验）水压强度试验浸泡浸泡（72h）检查处理检查处理不不合合格格不不合合格格合合 格格合合 格格泄压排水泄压排水河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 5 静水压试验实施方案245.3 静水压试验实施5.3.1 注水试验前各项工作准备就绪，报请现场试验小组验收，经现场试验小组批准后，方可进行管道充水工作。充水水源水质为类，本方案水源采用打井抽水，在既定阀井处安装流量计，通过 DN100 的供水管线，控制注水流量，注水流速不大于 0.3m/s，以减少余留空气量及水锤压力。充水过程及注意事项：1）充水前必须打开试验段内所有 DN250 的排气阀；2）充水时，先不安装

53、试压装置，利用管道法兰孔自由注水，待快注满管道时，再安装试压装置，继续注水。充水速度要缓慢，充水时间大于等于 72 小时， 充满水后，用试压泵向管内注水；3）管道注水时应将管段内排气阀前半球阀全部打开，进行排气，如排气阀排气不良，或有漏水现象，应及时通知阀件厂家专业人员进行检查、维修，直到满足要求为止。4）充水完成后，关闭注水口及阀门，逐个检查各个阀井及沿线管道是否存在漏水现象。5）每个阀井处安排专人把守，随时开关阀门，确保充水安全。注水相关要素，见表 5.3.1-1。 表 5.3.1-1 注水相关要素表试验段注水口试验管段长注水总量（m3）单位注水量（m3/24h）注水时间（天）第一试验段1

54、#阀井2876.8924428.6316007.4第二试验段22#阀井3816.4395874.9516009.85.3.2 管道浸泡试验管段灌满水后，宜在不大于工作压力条件下充分浸泡后再进行河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 5 静水压试验实施方案25水压试验，浸泡时间不少于 72 小时。5.3.3 水压试验1）开始水压试验时，先进行预试压，将管道内水压缓缓地升至试验压力，采取逐步缓慢分级升压，每次升压以 0.1MPa 为宜。2）在加压泵处安装两个压力表，以便复核压力读数，避免错误；管道升压时，管内气体应排除，升压过程中若发现压力计表针摆动、不稳，且升压较慢时，应重新排气后再

55、升压。3）每升一级后稳压不少于 15 分钟，分级升压过程中，每升一级应检查闸阀、管身、镇墩、阀井及接口，并及时进行安全监测、采集数据，当无异常现象时，再继续升压。4）试验过程中，出现管压升不上去或管堵损坏时，应立即停止试验，找出原因，采取有关措施后，再重新试压。5）升至水压试验压力值后稳压 2 小时。期间如有压力下降可注水补压，但不得高于试验压力。6）当试验用允许压力降作为判定合格依据时，最大压降不得大于0.03MPa, 进行外观检查，若无漏水现象，则水压试验合格；当采用允许渗水量进行最终合格判定依据时，注水补压到试验压力时稳压 2 小时，当实际渗水量小于允许渗水量 4.7L/minkm 时判

56、定合格。7）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。8）管道水压试验合格后，应立即利用排空井排水以解除管道内水压力；填写试压记录（见表 5.3.3-1），经有关人员签字后归档。5.3.4 排水根据试验方案结合工程实际情况，第一试验段自 9#阀井排空，配置水泵强排，排至附近的自然沟道内；第二试验段自 22#阀井自排为主河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 5 静水压试验实施方案26结合水泵强排，管道尾端水泵强排，排至附近的自然沟道内。表 5.3.3-1 注水法试验记录表注水法试验记录表工程名称试验日期年 月 日桩

57、号及地段管道内径（mm）管材种类接口种类试验段长度（m）工作压力（MPa）试验压力（MPa）15min 降压值（MPa）允许渗水量（L/minkm）次数达到试验压力的时间 t1恒压结束时间 t2恒压时间T（min）恒压时间内补入水量 W（L）实测渗水量q（L/minm）12345渗水量测定记录折合平均实测渗水量（L/minkm）外观评语说明：表中 q=W*1000/T*L；q:实测渗水量（L/minm） ；W:恒压时间内补入水量（L） ；T:从开始计时到保持恒压结束的时间（min） ；L:试验管道的长度（m）施工单位： 试验负责人：监理单位： 设计单位：建管局： 记录员：河南省南水北调受水区供

58、水配套工程管道静水压试验方案 5 静水压试验实施方案275.3.5 试压作业注意事项1）两端堵头有足够的抗压应力阻挡水压，堵头后面的试压靠背要稳固。 2）管内注水时，工作人员 24h 值班，沿线巡查管线及各种阀门是否工作正常。管道内灌满水后仍需充足排气至排气孔出水为止。当试验过程中，出现管压升不上去、管堵损坏、渗漏较大时，应立即停止试验，找出原因，采取有关措施后，方可重新试验。3）管道渗漏量主要由实验过程的温度变化、管内残留少量空气和混凝土管芯少量的吸水确定，但无论所测渗漏量为多少，所有可见渗水点及接头均视为不合格，应及时修补。4）水压试验时严禁对管身、接口敲打或修补缺陷，遇有缺陷，作出标记，

59、卸压后修补。对压力试验期间发现的任何有裂缝或有毛病的管道，无法修补的应予拆除。 5）水压试验过程中，后背顶撑、管道两端严禁站人。河南省南水北调受水区供水配套工程管道静水压试验方案 6 质量及安全保证措施286 质量及安全保证措施6.1 质量保证措施1）对试压设备、压力表（精度 1.5 级，最大量程为试验压力的 1.5 倍，表壳的公称直径不应小于 150mm，使用前应校正）、连接管、排气管、进水管及管件进行详细检查，确保系统的严密性。水泵、压力计应安装在与管道轴线相垂直的支管上。2）管道静水压试验必须按制定的原则、方法、步骤执行，即保证输水管线在规定内水压力作用下的安全可靠性和管线的水密性，同时

60、检验管线接头配置的限制性接头系统、止推系统以及相关管道配件如阀门、测流设施、组合空气阀等装置性能，检查堵头的支撑安全。阀井阀门厂家代表必须到场，随时解决阀门的突发问题。3）管线应缓慢注水，使管内空气由排气阀排出，尽量减少管内残留空气和波涌压力，以免试验时管内积存空气较多，使试验压力读数不正确，造成压降假象。4）管线必须按规定时间保持有压状态，以使管芯混凝土完全吸水饱和，避免管线加压试验时，因管壁仍在吸水，产生压降造成管线渗漏的假象，同时也可为正确确定裂缝位置提供足够的时间。5）堵头可以采用检修阀代替。6）冬季水压试验时应采取防冻措施，可在试压介质中加入防冻剂。试压完毕后，必须将管道内积水放尽，