白竹山引水应急供水工程管道打压试验技术研究.doc

白竹山引水应急供水工程管道打压试验技术研究摘 要：该工程在较短的时间内自流引水到双柏县城应急近3万人，管线较长，地形变化较大，水压较高，尤其是长距离输水管道打压试验尚未有较成熟的模式。本文通过实践，总结管道打压试验的技术和方法，同类工程可借鉴。关键词：引水；工程；管道；打压；技术1 工程背景由于县城地理位置较高，水资源短缺，县城原供水完全靠提水供给并长期存在供水困局。2009年双柏遇大旱以来，城区大部分工业企业被迫停厂、停业，多处地方吃不到自来水，部分单位、学校靠消防车送水。尤其是2010年，县城供水水源两座小（2）型水库，总库容110.0万m3，兴利库容93.1万m3，至11月蓄水仅32万m3，在城区附近打了4口应急地下取水井仍无法满足城区用水需求，整个县城闹起了“水荒”，县城吃水困难已经成为最大的民生问题。为缓解县城缺水状况，双柏县委、政府高度重视，请求设计单位及相关专家用近2个月的时间完成了工程勘察和可行性研究报告、初步设计及招投标工作，3个月的时间完成了管道全长34.08km的施工，并进行了全程打压试验后引水到县城，工程自运行以来正常，破解了双柏县城近期饮水困难局面。2 工程规模及内容白竹山引水工程为近期规划，分两期实施，一期应急工程从供水水源月牙埂、李芳村供水至水厂，管线全长34.08km，其中月牙埂至李芳村管线长1.4km，管径DN300，管材0.6MPaPE管。李芳村至县城自来水厂，管长32.68km，管径DN300400，管材PE管、K9型球墨铸铁管、无缝钢管,日平均引水量2200m3。二期工程从供水水源小石桥供水至一期主管道里程2+500m并管，二期供水线路总长5.86km，其中引水隧洞长3.34km，供水管道长2.52km，管径DN400，管材K9型球墨铸铁管，日平均供水量2800m3。据预测，到2020年供水人口3.5万人，县城需水量320.4万m3,白竹山调水工程新建后，将新增供水量为181.7万m3,总供水量为320.4万m3,能保证供水人口3.5万人需水，县城水资源供需平衡。一期管路走向沿晋云公路和妥大公路共21.87km,跨越河流及山地12.21km,工程设计流量0.061m3/s、流速0.49m/s0.86m/s,管道除跨河道架空外全程埋地铺设，管路沿线地形复杂,途经一个集市，横穿公路4道，设置1.46.4MPa不同的排气阀35个、放水阀8个、检修阀8个，50m3调节池1个，设计最大静水压458.51m，总投资4200万元。3 管道打压试验方法 3.1 打压试验分级打压试验首先要对管道水压进行分级，分级方法是由水源点水库校核洪水位减去分段管道管底高程为管道最大静水压，管道最大静水压力减去管道水头损失并计入管道水击压力为管道最大设计水压，经计算管道动水压力均小于静水压力，本工程各管道试验压力为设计最大静水压+0.5MPa。根据规范规定，K9型球墨铸铁管不分压力等级，工作压力4.2Mpa,试验压力5.1Mpa，管线坡度超过150采用K型接口，转弯处采用定型弯头。根据管道布置， 按管道水压试验长度不宜大于1000m，对中间设有附件的管段，水压试验分段长度不宜大于500m，系统中有不同材质的管道应分别进行试压的原则，制定和审核各管段打压试验分级表。本工程分32个打压站进行打压试验，各管段试验压力0.95.1Mpa不等，其中：K9型球墨管分27管段，试验压力1.53.72Mpa。 3.2 打压试验准备 打压试验要根据管段打压分级起止里程选择和布设好加压站，加压站设于管段低端向高端打压，打压前必须制定打压试验方案，具有严密有组织计划。白竹山引水应急供水工程的打压试验是全线先后5天开始进行，建安工程共分6个标段，打压试验由各标段负责完成，根据打压段的数量，每个标段设有13个打压站，计划15天时间完成打压任务。入场前进行安全教育，指挥部与各标段签订安全协议书，严格进行安全技术交底，防止各种违章指挥和违章作业行为的发生。打压期间24小时作业，各加压站设置好安全标识，前后路段专人负责指挥车辆及人员过往的安全，每个标段配备业主2人、监理1人跟踪见证打压，指挥部督查巡逻。 3.2.1打压前的检查：包括对管道接点、接口、管件逐一检查，特别是闸阀、排气阀、要检查其完整性、启闭灵活性、有无破损现象、是否处于开启状态，不合格的及时更换，未开启的及时开启；检查镇支墩是否达到设计强度要求；对试压管段端头应进行牢固性和可靠性的检查，试压时，支撑设施严禁松动崩脱，不得将阀门作为封板；检查试压所需的机械是否配备齐全，人员是否到位，对试压设备、排气阀等进行功能性检测，压力表到技术监督局进行检验并进行试用，保证检测器具的功能满足试用要求；检查管道试压前管道以上50cm土方回填是否完成，为便于观察和处理渗漏，管接头和管附件连接部位可外露。 3.2.2 管道注水计划：本工程全程1次打压需水3468m3，距取水点4.2km的打压注水为水库水源，K19.83K22.09里程的无缝钢管段注水从跨河段抽取，其余27.62km的打压注水全部用拉水车注水。晋云线路的两个标段15.63km设置16个打压站，由指挥部协调2辆消防车援助注水的补给，消防官兵配合，交警维护交通秩序。 3.2.3打压机械配置：打压用电为柴油发电机带动加压泵，根据管压分级，加压泵采用高压水泵、多级离心泵、高压冲洗机、SB型或SSY-2.580手动试压泵等。 3.3打压试验程序 连结好试管段下端堵头预留管口与注水管并安装上压力表，将注水阀门打开，开始注水，注水从下游缓慢注入，或从上端管口自流注水到基本满管时，再安装好上端堵头和排气阀。注水时开启排气阀，注满水关闭排气阀，管道浸泡48小时后，用高压水泵加压。升压过程中发现压力表摆针不稳定，且升压较慢时应重新排气后在升压，升压要分级，每升一级都要认真检查堵头后背、管接口、镇墩等，无异常现象时再继续升压，升至试验压力为止，并填写管道闭水试验记录表。 3.3.1球墨铸铁管试验；将管内水压缓缓地升至试验压力，并稳压30min,检查管道接口、配件等处有无漏水、破损现象，有则及时停止试压，查明原因并采取相应措施后重新试压。若未发现管路及其配件异常，期间如有压力下降可注水补压，当压力升至试验压力后，停止注水补压，稳压15min后压力下降不超过0.3巴的允许降压数值时，将试验压力降至工作压力并保持恒压30min,若无漏水现象，则水压试验合格，方可继续向前推进直至全程管道试验合格，否则需重新再做试验，直至合格为止，各试压段依此进行。 3.3.2无缝钢管试验：压力升至试验压力的50%时稳压15min,观察管线及配件等有无漏水、压力有无下降，当压力无明显下降时，继续升压至试验压力后稳压15min,在15min内压力下降在0.03Mpa以内，检测管道外观无渗水及无异常现象则水压试验合格。升压速度是：管内压力升至试验压力的75%以前，升压速度不宜大于0.1Mpa/min,管内压力升至试验压力的95%以后，升压速度要小于0.1Mpa/min。4 打压试验的难点及对策 在白竹山引水应急工程管道打压试验中，最小压力为首段近2.4km的PE管，PE管采用热熔连接，因水压低易一次性打压成功，最大压力为跨河段2.28km的无缝钢管，管线为到虹吸式，虽水压较高，但空气容易排除，管段为焊接，只要保证管材及焊接质量，安置合格的伸缩节，就不会产生渗漏水，打压试验也易成功。而影响打压进程，一次性难予获得打压成功的是球墨铸铁管。主因：一是堵头与试验管道连接的球墨铸铁管法兰片在巨大水压力的作用下容易断裂，或后背支撑不牢固，导致封水圈漏水，损坏螺栓，堵头脱落，管道将会产生纵向位移，造成管道在瞬间泄水，水柱喷射极易引起安全事故，再注水重新试压，耽误的时间要长，注水成本要高。对策：堵头采用加肋钢板制作，周边加设锲型橡胶圈垫，法兰片要钢制并有足够的强度，固定螺栓受力要平衡，后背设支座，用工字钢支撑，支撑点与钢板接触面要紧密稳固，并防止钢与钢之间产生滑动。打压站在转弯处时可选择基坑山体为支点，加入20cm厚方木增加受力面积，若无支撑位置，则浇筑砼墩墙作为支点。打压过程中发现堵头漏水或支撑杆有异常现象时，应及时停止加压并泄压至安全状态后，采取紧急措施，调整固定螺栓，使密封圈缘合，加固支撑杆件，消除异常现象后方可补压，继续升压，否则，重新注水试压。二是升压过程中空气难以排净，要进行反复升压方可将管道内气体排净。当空气未能排除时，采取应急措施是：打开加压泵的降压阀降压，再打开排气阀排放空气，反复多次进行，当排气口出现水形成连续性水柱时，可确认管道内的空气已排净，则继续升压至试验压力。判定管道内气体是否排除可从以下3个现象确定：管道内充满水，升压时，水泵不断向管道内充水，但升压很慢当用水泵向管道内充水时，压力表针摆动幅度较大读数不稳定当水压升至试验压力的80%时，停止升压，打开连通管道的放水阀时带有“突突”的声响并喷出许多汽泡。 若管道充满水，气体已排净，加压时压力升不起来，说明管道有漏水。对策：停止升压，查寻管线漏水点，将漏水管道适当提起，用塞尺检查管接头间隙，校正管线，管接头两端用手拉葫芦挤压紧，或用木棒震动管接头，使封水圈缘合，直至不漏水再升压，压力很快会上升。若未查到管线漏水点，则说明加压泵流量过小，可更换大流量加压泵或用两台加压泵同时升压，压力很快会上升。5 结语本工程采用水压试验法对管道强度及