大口径埋地管道中间试压技术

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摘要： 以常州地区供水一期工程为例，大口径埋地管道中间试压技术克服了长距离输送管道因试压须间断施工带来的弊病，使管道间断施工变成连续施工，减少了预留原土后背给施工造成的麻烦，加快了工程施工进度。
关键词： 钢筒预应力混凝土管 中间试压装置 连续施工

　　Try Pressing Technology in the Middle for the Large Diameter Pipeline of Underground

　　ZHANG Bao-jun¹, ZHOU Mei-sheng²

　　(1. Department of Thermotechnical and Environmenal Engineering,Xuzhou Institute of Architectural Technology,Xuzhou,Jiangsu 221008, China； 2.The Third Construction Company of China Construction Eighth Engineering Bureau，Nanjing, Jiangsu 210046，China)

　　Abstract: Supply water of the first stage of the project as the example with the area of Changzhou, try pressing technology in the middle for the large diameter pipeline of underground have overcome the disadvantage brought of sending the pipeline and must construct to try pressing disconnectedly at a long distance, making the pipeline disconnected and constructing turns into constructing in succession ,has reduced the original soil back of reserving for the trouble caused, have accelerated the project construction speed .

　　Key words: Prestressed Concrete Cylinder Pipe; Try pressing device in the middle; construct in succession

　　钢筒预应力混凝土管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe，PCCP）是目前国际上使用较广泛的大口径、耐高压管材，由嵌埋薄钢筒的管芯、缠在管芯外的预应力钢丝和钢丝外的水泥砂浆保护层组成。如图1所示。

　　图1 PCCP管示意图

　　Fig.1 Schematic diagram of PCCP

　　管子的两端分别焊有钢制的承口圈密封。在工作状态下，嵌埋在管壁中的薄钢筒具有抗渗功能，缠绕在管芯外的预应力钢丝及管芯的混凝土壁承受管材内水压力及外荷载，因此PCCP管是一种将钢管与普通预应力混凝土管的优点相结合的管种。PCCP管广泛应用城市输配水干管、火电站供水管、水利工程、雨污水干管、工业供水及废水管线等方面。

　　常州地区供水一期工程浑水输水管线全长42km，除穿越主要公路及河段6km采用D1400×14钢管外，其余36km均采用D1400的PCCP管，双橡胶圈接口。是我国目前PCCP管应用规模较大的工程之一。

　　1工程特点

　　（1）本工程基本沿公路施工，施工前管道要预先排放在公路边，施工时吊车要停放在公路上。本工程管理的难点之一是克服交通与施工的矛盾。

　　（2）管沟沿公路开挖，本工程制订施工工艺时重点考虑消除管道沿线施工过程中管沟造成的安全隐患。

　　（3）由于管线跨越不同土质地段的情况较多，本工程的施工重点之一是解决沿线不同土质可能导致的管道不均匀沉降问题。

　　（4）长江中下游地区全年雨水较多，本标段施工时恰逢梅雨季节，大到暴雨天气较多，预防雨水或农田排水引起“浮管”是本工程管理的重点。

　　2管道末端试压后背施工

　　三通、弯头后壁混凝土支墩达到设计强度，进行回填土工作，最后进行管道强度试压及渗漏量检验。试压时管头的推力为185t，为确保安全，试压后背按承受力185×1.15=213t设计施工。《给水排水工程施工及验收规范》GB50268-97规定每段试压长度不超过1000m。

　　承受如此大推力的试压后背，制作和拆除都不是容易的事,试压时要尽量少制作试压后背。

　　本工程采用原土作后背。为增加原土受力面，在原土面上安装钢木结构。钢木结构以管中心为对称点安装。如图2所示。

　　施工时原土壁上沿横向和立向安放两排4×0.25×0.25m道木，再在道木前安放2.5×2.5m加肋钢板作受力壁板，钢板厚度为20mm，肋板为20×150×1000mm。肋板以壁板中心为圆心向八个方向对称焊接。

　　图2 末端试压装置图

　　Fig.2 Schematic diagram of try pressing device for end

　　试压时千斤顶垂直安装在管道盲板中心与壁板中心。为防止钢木结构受力变形超过管道接口允许位移量，千斤顶要随钢木结构变形量增加而顶伸。

　　钢制盲板与PCCP转换接头焊接后整体安装在PCCP管上，安装时先在盲板上做好顶进长度标记，确保盲板安装质量。防止千斤顶过顶或盲板安装不到位。强度试压时随着管内压力升高，盲板将被向外推移，及时顶伸千斤顶消除盲板位移是确保试压成功的关键。

　　3管道中间试压技术

　　管道在农田内或公路边施工，不宜留下过长的原土做试压后背。因为预留口存在结水、塌方的危险。本工程采用5m长的D1400×14的钢管两端与PCCP转换接头焊接,钢管中间焊一个10mm厚钢板将钢管分成不相通的两部分,施工管道时直接安装在试压点。确保了管道连续施工。试压前在钢管上方安装DN50旁通管、阀门、排气阀、压力表及进水管，并在钢管上方安装D600人孔，组成一个完整的中间试压装置(发明专利)技术。如图3所示。

　　图3 中间试压装置

　　Fig.3 Schematic diagram of try pressing device in the middle

　　装置将几段连接起来进行试压，既不影响分段验收又减少了试压后背安装次数。而且确保了所有管道和接口都参加了强度试压。操作方法如下：每套试压装置可同时进行两个管段的试压，他们互作后背，按规范要求，每段长度在1000m左右。

　　（1）在系统注水，加压全过程中旁通阀全开启状态，自动排气阀排气，保持全线水压均等，且一旦升压过程中有问题时，试压段的压力能及时调整一致而中间装置不移动。

　　 （2）全线压力均升到1.05Mpa,观察末端试压后背10分钟，无异常现象后，关闭旁通阀分段进行渗漏量检验。

　　渗漏量检验方法参照GB50268-97有关规定进行。

　　观察压力表并记录从试验压力保水状态自然压降0.1Mpa所经时间T₁（min）；将管道压力补到试验压力1.05Mpa；通过放水口人工放水，人为将压力下降0.1Mpa，并收集人工放水量W（L），记录人工放水时间T₂（min）；然后进行实测渗漏量计算:

　　L-试验管段长度（km）；

　　W-人工T₂时间内放水量（L）；

　　本工程设计允许渗漏量5L/min·km。如果渗漏量超标，带压寻找漏点，待全部找出后，全线泄压。整体降压到零后，打开超压管段人孔，进入检查维修。

　　（3）为了保证中间装置不因为两边压差过大引起轴向移动，渗漏量检验应严格控制钢隔板两边压力，本工程实施时钢隔板两边压差控制在0.1Mpa范围内。

　　（4）渗漏量检验完毕后，将所有中间装置的旁通阀打开，进行均压后进行降压。压力降到零时打开末端放空阀进行组织排水。

　　（5）管道内水排完后，从中间装置的人孔进入管内将钢隔板割除掉，并将注水管割除封焊完毕。

　　由于试压段之间有旁通管，故可以方便地选用全线注水，最好在有河流的地方注水及排水。受现场限制，如果没有河流，可以多段连接，在近河流的管段注水，通过旁通管实现全线注水。

　　采用中间试压技术后，可以使管道间断施工变成连续施工。减少了预留原土后背给施工造成的麻烦；同时减少了试压后背的安装和拆除工作量、管道的碰头工作量。

　　如果按照传统的施工方法施工，即在强度试压后再回填土，则不可避免存在工期长、管道沿线安全隐患多、强度试压时管道无法固定等缺点。如果回填时留下接口处，不能保证回填土密实度，而且接口处产生的淤泥很难处理。

　　4结语

　　常州地区供水一期工程，全线有36km使用D1400的PCCP管，埋地安装均采用了该施工技术。各分段均一次性试压成功，现已投入使用。未出现一例安全事故和因质量问题返工。2003年8月23日送水调试一次性成功。创造了国内一次性PCCP管道施工最长，施工速度最快，试水时间最短的施工业绩。

　　实践证明，采用中间试压技术，可以使管道间断施工变成连续施工，在大口径埋地管施工中实现开挖、装管、回填同时进行的方法是可行的。