PCCP管道水压试验方案.docx
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PCCP管道水压试验方案
西安市李家河水库工程压力管线
北干线Ⅲ标段
水压试验方案
施工单位（章）：
河南省地矿建设工程（集团）有限公司
编制人：
审核人：
编制时间：
2014年1月9日
一、工程概况
西安市李家河水库工程压力管线北干线Ⅲ标段是西安市辋川河引水李家河水库工程的重要组成部分。
西安市辋川河引水李家河水库工程包括水库枢纽工程和输水工程两大组成部分，其中输水管（渠）位于水利枢纽工程至狄寨西侧二源子拟建水厂之间的秦岭山区及白鹿塬上，输水工程由新建输水隧道工程、已成干渠改造工程、新建南北输水管道工程3部分组成。
其中新建北输水管线位于白鹿塬北塬,全长29.381km，设计流量3.0m3/s--2.85m3/s，
其中，西安市李家河水库工程压力管线北干线施工Ⅲ标段位于蓝田县X101道路沿线，采用DN1600预应力钢筒砼管（PCCP）压力输水。
工程供水管道全长6.45km（桩号：
N12+200——N18+650），管线途径郗家街、樊家村、孟村镇、石覌寨、李华村等行政村（镇）。
管道主体工程由pccp标准管、弯管、钢管组成，其中pccp标准管件1.0mpa共计12根计72m.1.2mpa共计961根计5766m,管件及排气阀等约493m.顶管段钢管230m,桥倒段钢管126m,管道全长6687m.管道连接方式有胶圈连接、焊接等。
二、试验总体安排
1、试压时成立专门的试压小组，试压小组设组长一人，试压时听从组长指挥，试压组织方块图见如下：
2、试压总体安排
依据《给水排水管道施工及验收规范》（GB50268一2008）的要求，当管道工作压力大于等于0.1MPa时应通过水压试验法对管道的强度及严密性进行试验，试验方法为:
对不超过1km试验管段全部注满水，在不大于工作压力的条件下充分浸泡（管径小于等于1000mm时不少于48h;管径大于1000mm时不少于72h）后再用高压泵给管道充压。
当管道工作压力0.6MPa时试验压力为工作压力加上0.3MPa,恒压10min以检验管道强度。
管道严密性试验用渗水量测定。
这种方法用水量大，对后背承载能力要求高，并且需制作堵头、加固后背，同时需要对管道注水并配备复杂的充压设备，这给工程验收造成很大不便且费用较高，特别是在缺少水源的地方，大口径管道水压试验更是不便。
根据本工程实际情况，pccp管道水压试验分为强度及严密性试验。
强度试验采用试验段注水加压方式进行，严密性试验采用对承插口严密性进行试验。
三、强度试验
本工程pccp管道强度试验拟采用试验段注水加压与验收时全线注水加压试验结合的方式进行，具体安排如下：
3.1、分段安排
工程竣工验收前，接口打压试验合格、内外砂浆抹面完成后，管道回填之前，进行全管线的注水压力试验。
具体做法按照相关规范及监理要求进行。
分段的原则为①钢管分布地段；②打压段落内有排气阀门；③能协调到水源；④两端有砼镇墩后靠
合拢管的位置
顶管工作井的利用。
根据现场施工情况，按桩号分段情况如下：
第一段：
N12+200～N12+677：
全长477米，试压水源考虑协调沿途灌溉水罐，或从已完成压力试验的邻近管道内抽取。
进水口考虑利用排气阀，盲板设置在N12+677处。
第二段：
N12+677～改0+050（前卫路）：
全长413M，盲板设置在两头处，。
第三段：
改0+050～改0+780（环镇路东）：
全长730M。
第四段：
改0+780～N14+614（桥倒段起点）：
全长865M，盲板设置在N14+614（桥倒段起点）上，水源利用孟村水塔输水，或自完成压力试验中的管节中抽取。
第五段：
N14+614（桥倒段起点）～N14+748（桥倒段终点）：
：
全长134M，此段为钢管，水源利用孟村水塔输水，或自完成压力试验中的管节中抽取。
第六段：
N14+748（桥倒段终点）～N15+500（合拢管位置）：
全长752M，盲板设置在两头处，进水口利用排气阀，水源可考虑协调灌溉水源或从邻近完成压力试验的管节中抽取。
第七段：
N15+500～N16+530（煤气站跨路）：
全长1030M，盲板设置在两头，水源可协调附近灌溉水源或从邻近完成压力试验的管节中抽取。
第八段：
N16+530～N17+571（5#检修阀）：
全长1041M，选作试验段，盲板设置在管节两头，水源可考虑李华村水塔供水或从邻近完成压力试验的管节中抽取，进水口考虑利用排气阀。
此段临近项目部，水源问题便利，退水方式可引入其他待试验管段或排入灌溉渠道，综合各项条件，特选作试验段。
第九段：
N17+571～N18+460：
全长889M，盲板设置在管节两头处，水源可考虑协调灌溉水源或从邻近完成压力试验的管节中抽取。
试验段的选择：
结合施工实际，利用镇墩位置制作堵头、后背等，拟选N16+530～N17+571段作试验段，全长1041M，盲板设置在管节两头镇墩出，水源可考虑李华村水塔供水或从邻近完成压力试验的管节中抽取，进水口考虑利用排气阀。
此段临近项目部，水源问题便利，退水方式可输入其他待试验管段或排入灌溉渠道，综合各项条件，特选作试验段。
具体位置如下图所示：
3.2、水压试验具体要求
（一）水压试验前准备工作应符合下列规定：
1、试验管段所有敞口应封闭，不得有渗漏水现象；
2、试验管段不得用闸阀做堵板，不得含有消火栓、水锤消除器、安全阀等附件。
3、水压试验前应清除管道内的杂物。
4、水压试验前的准备工作。
a、做好后背及堵板b、安装进水管路、排气孔及排水管；c、加压设备、压力计的选择及安装；d、排水疏导措施；e、试验管段的稳定措施和安全措施。
（二）管道冲洗与消毒
1、给水管道冲洗与消毒应符合下列要求：
（1）给水管道严禁取用污染水源进行水压试验、冲洗，施工管段处于污染水水域较近时，必须严格控制污染水进入管道；如不慎污染管道，应由水质检测部门对管道污染水进行化验，并按其要求在管道并网运行前进行冲洗消毒；
（2）施工单位应在建设单位、管理单位的配合下进行冲洗与消毒；
（3）冲洗时，应避开用水高峰，流速不小于1.0m/s，连续冲洗。
2、给水管道冲洗消毒准备工作应符合下列规定：
（1）用于冲洗管道的清洁水源已经确定；
（2）消毒方法和用品已经确定，并准备就绪；
（3）排水管道已安装完毕，并保证畅通、安全；
（4）冲洗管段末端已设置方便、安全的取样口；
（5）照明和维护等措施已经落实。
3、管道冲洗与消毒应符合下列规定：
（1）管道第一次冲洗应用清洁水冲洗至出水口水样浊度小于3NTU为止，冲洗流速应大于1.0m/s。
（2）管道第二次冲洗应在第一次冲洗后，用有效氯离子含量不低于20mg/L的清洁水浸泡24h后，再用清洁水进行第二次冲洗直至水质检测、管理部门取样化验合格为止。
（三）试验要求
1、试验管段注满水后，宜在不大于工作压力条件下充分浸泡后再进行水压试验，浸泡时间应符合表1的规定：
表1压力管道水压试验前浸泡时间
管材种类
管道内径D1（mm）
浸泡时间（h）
钢管（有水泥砂浆衬里）
D1
≥24
预应力钢筒混凝土管
D1≤1000
≥48
D1﹥1000
≥72
2、水压试验应符合下列规定：
（1）试验压力应按表2-1选择确定。
表2-1压力管道水压试验的试验压力（Mpa）
管材种类
工作压力P
试验压力
钢管
P
P＋0.5，且不小于0.9
预应力钢筒混凝土管
≤0.6
1.5P
﹥0.6
P＋0.3
（2）预试验阶段：
将管道内水压缓缓地升至试验压力并稳压30min，期间如有压力下降可注水补压，但不得高于试验压力；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。
（3）主试验阶段：
停止注水补压，稳定15min；当15min后压力下降不超过表2-2中所列允许压力降数值时，将试验压力降至工作压力并保持恒压30min，进行外观检查若无漏水现象，则水压试验合格。
压力管道水压试验的允许压力降（MPa）
管材种类
试验压力
允许压力降
钢管
P＋0.5，且不小于0.9
0
预应力钢筒混凝土管
1.5P
P＋0.2
（4）管道升压时，管道的气体应排除；升压过程中，发现弹簧压力计表针摆动、不稳，且升压较慢时，应重新排气后再升压。
（5）应分级升压，每升一级应检查后背、支墩、管身及接口，无异常现象时再继续升压。
（6）水压试验过程中，后背顶撑、管道两端严禁站人。
（7）水压试验时，严禁修补缺陷；遇有缺陷时，应做出标记，卸压后修补。
3、压力管道采用允许渗水量进行最终合格判定依据时，实测渗水量应小于或等于表3-1的规定及下列公式规定的允许渗水量。
管道内径Di（mm）
允许渗水量（L/min·km）
焊接接口钢管
预应力钢筒混凝土管
100
0.28
1.40
150
0.42
1.72
200
0.56
1.98
300
0.85
2.42
400
1.00
2.80
600
1.20
3.14
800
1.35
3.96
900
1.45
4.20
1000
1.50
4.42
1200
1.65
4.70
1400
1.75
5.00
当管道内径大于表3-1规定时，实测渗水量应小于或等于按下列公式计算的允许渗水量：
钢管：
q=0.05
预应力钢筒混凝土管：
q=0.14
4、预应力钢筒混凝土管道的接口单口水压试验应符合下列规定：
（1）安装时应注意将单口水压试验用的进水口（管材出厂时已加工）置于管道顶部；
（2）管道接口连接完毕后进行单口水压试验，试验压力为管道设计压力的2倍，且不得小于0.2Mpa；
（3）试压采用手提式打压泵，管道连接后将试压嘴固定在管道承口的试压孔上，连接试压泵，将压力升至试验压力，恒压2min，无压力降为合格；
（4）试压合格后，取下试压嘴，在试压孔上拧上M10×20mm不锈钢螺栓并拧紧；
（5）水压试验时应先排净水压腔内的空气；
（6）单口试压不合格且确认是接口漏水时，应马上拔出管节，找出原因，重新安装，直到符合要求为止。
（四）试验记录
压力升至试验压力后开始计时，每当压力下降，应及时向管道内补水，但最大压降不得大于0.03MPa，保持管道试验压力恒定，恒压延续时间不得少于2h，并计量恒压时间内补入试验管段内的水量。
实测渗水量应按下式计算：
q＝W/T*L×1000
式中q——实测渗水量（L/min·km）；
W——恒压时间内补入管道的水量（L）；
T——从开始计时至保持恒压结束的时间（min）；
L——试验管段的长度（m）。
注水法试验应进行记录，记录表格宜符合表C.0.3的规定。
注水法试验记录表
工程名称
试验日期
年月日
桩号及地段
管道内径
管材种类
接口种类
试验段长度
工作压力
试验压力
15min降压值
允许渗水量
渗水量测定记录
次数
达到试验压力的时间
恒压结束时间
恒压时间
恒压时间内补入的水量
实际渗水量
折合平均实测渗水量
外观
评语
施工单位:
试验负责人:
监理单位:
设计单位:
建设单位:
记录员:
3.3、取水
水源问题主要依靠就近供水，采用运输车运水与明铺管道引水结合的方式给管道内注水。
经现场调查现场能满足打压用水量的河流不多，为不延误工期，打压前我部将派专人与相关部门协调沿线的灌溉用水，临近水塔或经过此的地下供水管道。
进水口视水源情况设在两端的钢管上，注水及打压过程中产生的气体将由排气阀中排出。
现场准备2台七寸泵用于抽水。
各试验段水源问题详见分段安排。
3.4、排水
根据现场施工实际，试压合格后，就近采用明渠方式放掉管道内的全部存水，特别注意将管道低处的存水泄掉。
打压成功后，从节约水资源角度考虑，如果下一个打压段落能及时跟上，且需排水管道内的水质满足供水管道打压用水质量标准，可以从一个管道内用潜水泵将水抽至另一个管道。
方法为隔着盲板在钢管上规范开孔。
管节内的水应及时排到后，取出盲板，修补“人孔”。
试验水质能够达到农业用水标准时，采用明渠方式排入灌溉渠道及沟渠中。
3.5、后背及堵板的设计
试验管段的后背应符合下列规定：
1后背应设在原状土或人工后背上，土质松软时应采取加固措施；
2后背墙面应平整并与管道轴线垂直。
管道在进行水压试验时，在水的压力作用下管道将产生巨大的推力，该推力全部作用在试压段的后背上，如后背不坚固，管道将产生很大的纵向位移，损坏压兰和固定螺栓，管身甚至产生环向开裂， 极易引起安全事故，必须加以重视。
（1）后背土墙的允许抗力
当管堵传递给后背的作用力与后背墙被动土压力的合力作用点重合时，后靠背允许抗力可按下式计算：
Ep—后背墙每米宽度上的被动土压力（KN/m）
—后背土的重力密度（KN/m3），取19.0KN/m3
H—后背墙高度（m）为4.0m
h—后背墙顶端至地面高度（m）1.0m
Kp—被动土压力系数，按下式计算：
—后背土体的内摩擦角12°；
c—后背土体的粘聚力24kpa=24KN/m2；
（2） 作用于后背的力
试压时，管道作用于后背的力 R=P
R—管堵传递给后背的作用力；
P—试压管段管端承受的压力；
承受的压力P可由下式计算：
（3） 后背墙受力宽度
（4）后背土层长度
长度也是可以保证的.式中
L沿后背受力方向长度（m）
RL—附加安全长度（m），取0.5。
水体产生的作用力为3140KN，这是一个非常大的力量，因此对盲板焊接质量及位置选择有很高的要求。
根据管节布置情况，盲板均选择设置在钢制弯头前，与管节方向垂直，盲板按管节的内径尺寸下料，壁厚2㎝，放在管节内双面均匀焊接，考虑其稳定性及下一个段落利用，盲板背撑采用10㎝×10㎜的槽钢双面焊接（详见背撑布置图）。
待试压完成后在钢管顶部开“人孔”取出盲板。
（2）管道末端后背设计 本段管节盲板均设置在钢制弯头前，按补充图纸要求，钢制弯处均制作加筋砼镇墩，且在混凝土养生期后达到强度等级后方能进行压力试验，这样便能有效抵挡沿管节方向对盲板的作用力（镇墩作法详见补充设计图第3号大样图）。
管道末端后背采用C25砼墩及天然原状土体作为支撑，起、终点端部的支墩做法详见下页图：
3.6、试验进度安排
按照建管处、质监站及监理部的要求及统一部署，我部拟安排3月20日至3月25日进行试验段试验，随后进行主管线试验的准备工作，4月份进行全面试验阶段。
具体安排详见进度图
水压试验进度计划网络图
工作编号及其内容
编号
工作内容
用时及说明
A1
试验准备
3天
A2-1
N12+200～N12+677
各段管道注水、加压、记录、报告、退水等
24天，可采用流水作业方式进行
A2-2
N12+677～改0+050（前卫路）
A2-3
改0+050～改0+780
A2-4
改0+780～N14+614（桥起）
A2-5
N14+614（桥起）～N14+748（桥终）
A2-6
N14+748（桥倒段终点）～N15+500
A2-7
N15+500～N16+530（煤气站跨路）
A2-8
N16+530～N17+571（试验段）
A2-9
N17+571～N18+460
A3
临时设施的拆除，试验结束
3天
施工进度总体计划网络图图
计划工期：
30d
施工进度总体计划横道图
西安市李家河水库工程压力管线北干线施工Ⅲ标段工程工期：
30日历天
工期
节点工程
2014年4月
4.1-4.3
4.4-4.27
4.28-4.30
准备工作
注水
加压试验及记录
试验报告
退水
临时构筑物的拆除
四、严密性试验
在PCCP管的生产过程中，将钢制承插口环与薄钢板制作的钢筒部分焊接成一体制成PCCP钢筒，每个钢筒焊成后都要经过规定压力的水压检验，检验压力以薄钢板的允许拉应力为基准确定，检验合格的钢筒再投人管芯混凝土灌注工序，以确保钢筒在允许拉应力作用下不渗不漏，这就使PCCP管材具有可靠的抗渗性。
钢筒及内、外侧密实的混凝土形成管芯，钢筒的嵌人大大加强了管壁的刚度和强度。
管芯外缠绕的预应力钢丝其配筋率符合结构设计要求，采用先进的差速法变频技术，在按照设计配筋率缠绕预应力钢丝的同时，能将测力仪测得的预应力数据在显示屏上直观显示并随时打印记录，数据准确，使PCCP能在标准规定的检验压力下不开裂，管材的强度有了可靠保证。
为了水压试验的方便和保证密封性能，中大口径PCCP管材的钢制插口环由可安装双胶圈的型材制作，制作时在插口环两条胶圈之间的档胶台上对称加工两个带丝扣的打压预留孔，用于对接后接头严密性水压试验。
安装管道时，这两个带丝扣的打压预留孔处于管道上部和下部，下部的孔为进水孔，上部的孔为排气孔，管道安装时都用丝堵封堵。
由于承插口环工作面之间间隙极小（<1mm），且两条密封胶圈之间所形成的圆环空腔宽度仅16mm，空腔体积很小，因而水压试验仅需用极少量的水。
由于PCCP管材的严密性强度在生产中都有直观而可测量的保证措施，因此在施工过程中仅检测接头的严密性即可。
Pccp管道严密性打压试验在管道安装完成后进行第一次打压试压，合格后安装下一节管道。
在管道砂浆灌缝前进行第二次打压试验，合格后方可灌缝抹面处理。
在管道验收前进行第三次打压试压，试验合格后方可进行验收。
每次打压试验严格按照打压试验流程进行，并做好记录。
试验设备要求：
1台便携式手压泵、1个和管子插口打压预留孔连接的专用接头、1根约2m长的高压胶管组成打压器。
试验准备：
试验前只需将手压泵、胶管、接头、预留打压孔组装连接在一起，给手压泵箱加人高出吸水口4一5cm的水，就可进行现场水压试验，整个水压系统的总质量仅几公斤，由一个人操作就可轻松完成，因而试验方法简单、方便。
试验操作过程：
首先将打压器的专用接头与管道下部预留打压孔拧紧连接，松掉管道上部预留打压孔的丝堵，然后用手压泵向承插口工作面两条胶圈所形成的空腔内充水，待管道上部打压预留孔连续流水时即认为空腔内水已注满，立即用丝堵封堵管道上部的排气孔，随后用打压器加压。
试验压力取工作压力P+0.5MPa且不应小于0.9MPa，保持稳压10min后进行外观检查，若管接头内、外侧无漏水现象，压力稳定则表明管道接头密封严密，水压试验合格，然后卸下与预留打压孔连接的接头，继续进行下一接头试验。
当发现管接头内、外侧有漏水现象时，应查明原因，重新安装后再次试验。
管道接头严密性试验操作过程详见管道接头严密性试验示意图
管道接头严密性试验示意图
试验注意事项：
打压器各个组件的接头部位必须严密（可采取更换密封垫或生料带后拧紧的方法）;管道承插口工作面两条胶圈所形成的空腔内的空气必须排净（充水时管道上部打压预留孔连续流水）。
五、安全技术措施
1、管道系统试压时划定警戒区，并设专人负责警戒，非试压人员不得进入。
2、管道系统采用液体介质进行试压时，环境温度不得低于5℃，否则必须采取防冻措施。
3、进入施工现场，必须戴安全帽，高处作业时必须系挂安全带。
4、试验过程中如果发现泄漏点，严禁进行带压修补和紧固。
5、使用的电动试压泵及空压机的电源线必须绝缘良好，设备接地良好，且配置三防插座和带漏电保护装置的开关，操作者应穿绝缘鞋。
6、现场搭设脚手架必须牢固，检查合格后方可使用。
7、现场使用的氧气瓶、乙炔气间距不得小于10米，且必须放置于室外，气瓶做好防晒，气瓶必须带防震圈。
8、试压合格后，降压应缓缓进行，降压速度不宜超过0.5MPa/min，当系统高点表压为零时，应打开进气口，防止系统产生负压。
9、施工中必须严格遵守劳动纪律，增强自我保护意识。
10、试压时系统内的水不得随意排放，应排放至指定地点。
11、气压试验和吹扫时，用尽量将系统减小，并在气体排放口作明显标记，试压区域设置警戒线，无关人员禁止入内。
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