大口径输水管道安装项目水压试验

1、大口径输水管道安装项目水压试验摘要：给排水管道的水压试验是对管道的接口、管材、施工质量的全面检查，也是工程验收之前必须履行的一个试验项目。本文通过工程实例，详细阐述了水压试验的方案设计、施工要点及注意事项，可为类似工程提供参考。关键词：大口径 输水管道 水压试验一、工程概况及水压试验技术要求某工程为南水北调配套输水管道安装工程，全线总长约8Km，试验段长度1000m，管沟深5m，沟内管道两端上部土体挖除1.4m，h=3.6m，管沟两侧1:0.3放坡。根据工程地质勘察报告，该段施工深度内地层为褐黄色粉质粘土，其工程地质技术参数：=18.5KN/m3，=20°，c=19KPa。施工深度范

2、围无地下水。管道材质为球墨铸铁管道，管径DN1600，设计工作压力0.25MPa，设计试验压力0.5MPa。采用压降法进行压水试验，试验压力下，压力变化幅度不大于0.03MPa。二、方案设计压降法水压试验是主要针对管道安装工序的质量验收，是在现状安装状态下，注水并逐级加压至试验压力后，通过对管道压力变化幅度的连续观测，管道试验压力的衡定时间，判断管道安装质量合格与否。在试验压力下，大型输水管道两端尤其是两侧用于试验的盘承、盘插柔性接口处，会承受强大的水平推力，致使柔性接口逐渐张开，导致试验失败乃至发生安全事故。因此，管道两侧能够提供足够的水平反力，是试验成功的重要保证。水平反力可利用朗肯土压力

3、理论通过计算被动土压力获得。试验段两端为没有开挖的土体，长度均不小于500m。可按照半无限土体考虑。即：满足F反F推墙F反= Ep*D F推墙= F1-F2Ep*DF1-F2 即：D(F1-F2)/ Ep式中：F反土体产生的水平总反力F推墙试验压力下管道传递给后靠背的水平总推力D后靠背宽度F1土体产生的水平总反力 F2柔性接口摩擦阻力1、后靠背承受水平总推力F推墙F1=0.5MPa×0.8m×0.8m×3.14=1000KNF2很小，忽略不计。F推墙 F1=1000KN2、土体产生的水平总反力F反Kp=tg2(45°+20°/2)=2.04 =

4、1.428Ep=1/2h2tg2 Kp +2ch=439.905 KN/m。3、后靠背宽度设计D(F1-F2)/ Ep=1000/439.905=2.273m安全系数k=1.2，则挡土墙宽度L实际=2.273×1.2=2.73m。4、后靠背刚度设计后靠背需垂直，表面光滑，并应具有满足试验的刚度要求。为此，本工程采用厚度10mm的钢板按设计尺寸焊制成长方形箱体，内用C30混凝土浇筑而成。箱体厚度500mm。在千斤顶位置，用20a槽钢并排焊接在铁板上，形成工字型，保证后靠背接收推力的整体性。5、传力装置设计后靠背受到管道的水平推力，挤压墙后土体，使土体产生压缩变形，随着土体压缩变形的增大

5、，柔性接口会逐渐产生外移，对水压试验产生不利影响。实践中，常用在管道堵板与后靠背之间设置可调传力装置，来消除，来补偿这种变形，保持柔性承插接口相对位移始终处于规范允许范围。螺旋式千斤顶是常用的可调传力装置。为了将巨大的管道 插图1 传力装置水平推力均匀传递给后靠背，分别在盲板圆周上和圆心位置设置螺旋式千斤顶5台。根据推力大小及中间空间大小选用合适的规格型号。单台千斤顶承担的推力=1000KN/5=200KN，根据中间空间大小，最大伸长量为300mm，承重320KN型号QL-32的螺旋式千斤顶。:千斤顶与盲板之间设置槽式垫板，以防千斤顶滑脱。见插图1。6、注水、排水方案设计本工程输水管道采用DN

6、1600球墨铸铁管，单位长度容积2.01m3，试验段为水平段，长度800m，中间设置排气井一眼，自排气井三通注水，需注水1608m3。注水设备选用2台200QJ40-78/6潜水泵从附近农用井中取水，约需24小时可将试验段注满清水。试验完毕，就近排入农田浇地。试验段两侧盲板设置25mm排气孔，试验前将管道内气体排净。7、加压设备、压力计的选择加压设备选用BW-250型活塞式压力泵加压，管道两侧盲板设置弹簧压力计，压力计精度1.6级，量程1MPa，大于试验压力0.5 MPa的1.5倍，公称直径100mm，使用前进行校正。见水压试验示意图。三、施工准备1、试验段管道安装完毕检查合格后，除阀井、三通

7、、弯头等处其他位置分层碾压回填至管道顶以上0.5m。检查支墩、镇墩混凝土强度，应达到设计要求。2、安装调试管道连侧盲板、后靠背及压力计、排气阀。3、安装可调传力装置，5个千斤顶均匀加力，使后靠背垂直紧贴在墙后土体上，并对土体产生预压效果。根据后靠背移动情况，在千斤顶后加设垫块，保证水压试验时千斤顶有不少于100mm的预留伸长量。4、自中间三通向管道连续注水至已满，并注意观察各接口是否漏水。加压泵间断性低档运转，缓慢加压，加速管道内气体溢出。确定气体排净后，补水并用盲板封闭中间三通。5、充分侵泡不小于24小时。使管道内混凝土衬充分湿润。四、施工步骤及要点1、预试验开启加压泵，将管道内水压缓慢升高

8、，并在管道两侧利用排气阀排气。分级加压至试验压力，每级0.1MPa，每升高一级后稳定15分钟，检查管道接口、配件等处是否有漏水、损坏现象，有漏水和损坏现象应及时停止试验，查明原因并采取相应措施后再恢复试验。升至试验压力后，稳定30分钟，观察弹簧压力计压力是否变化，压力下降要及时补水。2、主试验停止注水补压，稳定15分钟，15分钟后，压力下降小于等于0.03MPa时，将试验压力降至工作压力，稳定30分钟，进行外观检查，若无漏水现象，则水压试验合格。五、注意事项1、传力千斤顶沿圆周均匀设置，安装时均匀给力，最后由现场技术人员进行调整，使几个千斤顶给力均匀，预留行程不小于10cm，给试验过程中留足调整空间。2、用塑料管连接排气管，将排气所带出的清水引出槽沟。3、试验过程中，后背顶撑、管道两侧严禁站人，安排专人负责随时观察支墩