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长距离输水工程管道水压试验技术分析

2014-03-01王明智谢丽清曹丽娟

河北水利 2014年4期
关键词:插口砌石原状

□王明智 张 楠 谢丽清 曹丽娟

沙河市污水处理厂中水回用工程位于河北省沙河市,工程自沙河市污水处理厂引水,经压力管道,输送至新建沙河电厂,设计规模为3万m3/d,总输水长度25km,送水泵站设计扬程为93.1m,设计采用2条DN600球墨铸铁管输水管道,局部交叉及转弯处为钢管,终点附近定向钻施工处使用PE管,管道安装完成后须对其进行水压试验。

1.管道水压试验技术要求

管道工程安装完毕,在进行大面积管沟回填之前,应在有建设、监理及设计等代表参加的情况下进行试验,试验合格后方可进行后续回填、管道清洗、验收及交付使用等工作。

根据规范要求,管道水压试验的管段长度不宜大于1km;管道采用两种或两种以上管材时,宜按不同管材分别进行试验,不具备分别试验的条件必须组合试验,设计无要求时,应采用不同管材的管段中试验控制最严的标准进行试验。

2.试验方法与技术比较

输水管道在进行水压试验时,管道内水压力会对管道接口及两端产生巨大推力,对于焊接钢管,试压管段两端用法兰盲板焊接封堵,其整体性较好,可以抵抗水压对管道接口及两端封堵产生的巨大推力,无需特殊的支撑措施。

对于承插口管道,因其特有的管道接口形式,进行水压试验时须做临时靠背支撑。若靠背不能抵挡管道水压力,则承插口管道会发生纵向位移,造成接口脱落甚至不可预见性事故。因此,承插口管道临时靠背支撑的可靠程度直接关系到整个工程水压试验的成败。根据以往工程经验及其他工程中使用过的试验方法,管段两端临时靠背支撑做法共有4种,每种方法的技术特点分述如下。

2.1 利用凝土或浆砌石靠背

利用混凝土或浆砌石靠背与原装土体之间的基底摩擦力,可使管道堵头不泄露。该做法需浇(砌)筑大型混凝土或浆砌石长方体,混凝土、浆砌石砌筑养护时间较长,试验完成后需对其进行拆除,再进行下一阶段管道施工。该方法操作复杂,且混凝土和浆砌石养护控制试验周期长;试验需要大体积混凝土或浆砌石,投资较大;不可进行重复利用,造成资源浪费。

2.2 利用现有管道及附属构筑物

根据其他工程经验,利用相邻直管段或附属检查井、转角支墩等构筑物做临时靠背进行水压试验。该方法护卫靠背的管道需要进行适当回填,否则对已安装完毕管道冲击力较大,不确定性及潜在威胁较大;检查井、支墩为承受较大试验压力,需要进行加大尺寸或者下部增加凸隼等特殊设计。该方法投资较小,实施操作便利,工期较短,但试压段管道容易对已建管道产生冲击压力,从而产生不确定性因素,试验安全保证率较低;且本段试压完成后,支撑、管道连接件等空间管道连接及试压较困难。

此工程管道沿线设有连通井、截止阀井,但数量有限,远不能满足规范对试验长度要求。

2.3 利用原状土体

在直管段预留一定长度原状土体不进行开挖,并用现浇混凝土对靠背面进行平整,水压试验完成后再进行该段管道的施工。该方法技术可行,但施工复杂,受原状土体影响较大,需要对原状土体进行稳定性复核,不确定性因素较多,且因靠背土体不能开挖影响工程施工进度而耽误工期。此工程管道沿线地质情况为沙性土质,原状土体稳定性较差,不宜采用该方法进行水压试验。

2.4 人工桩基后背支撑

当土质承载力不足时,可以修建临时混凝土挡土墙或采用打桩方法作为水压试验段临时后背支撑。见图1。该方法操作简单,适用范围广,节省投资,且可重复利用。宜在承插口连接的管道水压试验中采用。

图1 人工桩基后背支撑示意图

3.结论

在长距离引调水工程中,水压试验是管道施工安装完成后,整体回填以前需要必须进行的一个重要程序,用来验证管道及其附属阀门设备等的安装是否合乎标准,以保证工程质量。钢管和PE管具有良好的整体性,除常规操作外,无需采取支撑措施;承插口连接管道水压试验有多种方法对管道两端堵头进行临时支撑,根据实际情况选取最经济、最便利的两端支撑方式封堵管口。利用人工桩基做后背支撑具有节省投资、缩短水压试验周期、操作方法简单及可重复利用等特点,宜在承插口输水管道工程中推广使用。

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