引水压力钢管水压试验.docx
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引水压力钢管水压试验
引水压力钢管水压试验方案
1工程概述
宁夏固原地区（宁夏中南部）城乡饮水安全水源工程是将宁夏固原地区南部六盘山东麓雨量较多、水量相对较丰沛的泾河流域地表水，经拦截、调蓄，向北输送到固原中北部干旱缺水地区的区域性水资源优化配置工程。
水源工程始于宁夏泾源县境内的泾河干流源头龙潭水库，由南向北经泾源、什字、大湾、青石咀、二十里铺止于固原市原州区南郊，线路总长75.24km，输水工程共布置隧洞11座。
本工程主要由0#隧洞及管线施工两大部分组成，0#隧洞全长624m，马蹄形断面。
管线段长度6.214公里主要由DN1800钢管、DN2000钢管、DN1800PCCP管、DN2000PCCP管连接组成，沿线包括100座建筑物（沟涵、排气补气阀井、管桥、排污检修井、路涵、镇墩等）。
管线前段0+000.00～2+880.00设计为D1800的钢管，总长度2880米，属压力管道，壁厚分为18mm和16mm两种。
引水钢管材质为Q345B型钢管,壁厚分别为16mm和18mm,钢管接口焊接形式手工电弧焊焊接,焊缝质量等级为Ⅱ级，焊缝接口形式为V型，无损探伤抽检比例为100%，技术等级为B级，焊缝评定等级达到Ⅱ级为合格。
焊缝的超声波检测合格后，做好内外防腐。
然后需对压力管道的强度和严密性进行试验，其试验方法采用水压试验法。
2编制依据
1）《主输水线路0+000～1+982.81（LT35-1）段（1#管线I）技施设计图册》；
2）《主输水线路1+982.81（LT35-1）～0#隧洞进口段（1#管线
）技施设计图册》；
3）GB50268-2008《给水排水管道施工及验收规范》；
4）SL432-2008《水利工程压力钢管制造安装及验收规范》；
5）CECS193《城镇供水长距离输水管道工程技术规程》。
6）现场实际水源及阀井布置情况。
7）建管【2014】33号关于转发《关于做好宁夏中南部饮水安全工程输水压力管道水压试验工作的有关通知》的通知。
3水压试验组织机构
为了便于更好的组织打压试验，落实参与打压的各级人员的责任，项目部专门成立了水压施工组织结构，机构包括水压试验领导小组及水压试验小组。
1、水压试验领导小组：
组长：
赵国民
副组长：
师海峡
2、水压试验小组：
现场总指挥：
王建涛
现场协调负责人：
王三虎
现场技术负责人：
王恒
现场安全负责人：
曹帅兵
现场检查负责人：
杨建东
打压记录负责人：
王辉
升压负责人：
王小伟
升压操作人员：
赵柏松
渗漏处理负责人：
韩小二
电气保障负责人：
赵永智
4水压试验压力选定
根据设计水位高程1915.917m，结合目前管道铺设的水位，计算三个水压试验段落的工作压力，从而确定各个段落的试验压力。
第一段由0+000至0+974.00，全长974m，该段在最低点0+974.00位置管中心线高程为1856.00，与设计水位的高差为59.91m，则该段最大工作压力为0.60Mpa。
第二段由0+974.00至1+974.00，全长1000m，该段在最低点1+974.00位置管中心线高程为1847.60，与设计水位的高差为68.32m，则该段最大工作压力为0.68Mpa。
第三段由1+974.00至2+880.00，全长906m，该段在最低点1+974.00位置管中心线高程为1847.60，与设计水位的高差为68.32m，则该段的工作压力为0.68Mpa。
表4-1压力管道分段水压试验的试验压力（Mpa）
管材种类
工作压力
试验压力
钢管
P
P+0.5，且不小于0.9
结合上表，计算出各个段落的试验压力，如表4-2。
表4-2各个段落的试验压力选定（Mpa）
试验段落
长度（m）
管材种类
工作压力
试验压力
0+000～0+974.00
974
钢管
0.6
1.1
0+974.00～1+974.00
1000
钢管
0.68
1.2
1+974.00～2+880.00
906
钢管
0.68
1.2
5压力管道的试压分段计划及水压试验方法
5.1试压分段计划
根据规范GB50268-2008《给水排水管道施工及验收规范》规定：
压力管道水压试验的管段长度不宜大于1.0Km；设计另有要求的除外。
本工程钢管段计划分三段试压，具体见附图1《引水钢管试压分段示意图》：
第一段由0+000至0+974.00，全长974m，该段工作压力最大为0.6Mpa,试验压力取1.1Mpa；第二段由0+974.00至1+974.00，全长1000m，该段工作压力最大为0.68Mpa,试验压力取1.2Mpa；第三段由1+974.00至2+880.00，全长906m，该段工作压力最大为0.68Mpa,试验压力取1.2Mpa。
5.2试压计划安排
根据目前景区施工进度，首先进行第一段打压，整个打压作业时间分三个阶段：
1）0+974.00～1+974.00第一段试压：
2014年08月25日～29日完成0+974.00～1+974.00第一段（试验段）管道水压预试验（施工单位自检）；
2014年08月31日完成0+974.00～1+974.00第一段管道水压试验；
2）0+000.00～0+974.00第二段试压：
2014年09月17日～23日完成0+000.00～0+974.00第二段管道水压预试验（施工单位自检）；
2014年09月25日完成0+000.00～0+974.00第二段管道水压试验；
3）1+974.00～2+880.00第三段试压：
2014年10月20日～26日完成1+974.00～2+880.00第三段管道水压预试验（施工单位自检）；
2014年10月28日完成1+974.00～2+880.00第三段管道水压试验；
水压试验分段原则是：
长度较均匀、取水离泾河较近、排水方便。
6准备工作
6.1参与现场试验作业人员
试验职务
姓名
职务
备注
试验总指挥
王建涛
项目总工
升压负责人
王小伟
作业队长
升压操作人员
赵柏松
高级工
检查负责人
杨建东
质检员
安全负责人
曹帅兵
安全员
渗漏处理
韩小二
电气保障
赵永智
管道工
12人
电焊工
15人
力工
20人
其他配合检查漏点人员
6人
6.2机具设备材料配置
序号
机具设备名称
型号规格
单位
数量
备注
1
注水泵
VMP50×16
台
3
500m3/h
2
汽油机直连泵
100-30
台
1
3
橡胶钢丝软管
DN100mm
m
1000
4
空气压缩机
12方
台
1
5
流量计
台
1
6
钢管
DN325mm
m
30
7
钢管
DN100mm
m
8
8
钢管
DN25mm
m
20
9
闸阀
DN325-2.5Mpa
个
2
高压
10
闸阀
DN25-2.5Mpa
个
2
高压
11
法兰盘
DN325mm
片
8
12
法兰盘
DN25mm
片
4
13
电动试压泵
0～10MPa
台
2
14
压力表
0～2.5Mpa
（精度1.5级）
块
8
出示合格证
与检验报告
15
对讲机
部
8
16
扳手
各种规格
套
2
17
焊机
ZX700
台
2
18
手提式切割机
台
1
19
电缆
3×16+1×10
m
300
20
电缆
3×6+1×4
m
300
21
电缆
2×2.5
m
1500
22
配电盘
套
2
23
角磨机
150
台
3
24
草地灯
只
20
25
逆变焊机
ZX7-400
台
12
26
手提式切割机
台
2
27
挖掘机
360
台
2
配合施工
及抢险
28
卡车
台
2
29
皮卡
台
2
30
全站仪
台
3
监控
6.3水压试验设计
根据GB50268-2008给水排水管道施工及验收规范及业主单位下发的建管【2014】33号关于转发《关于做好宁夏中南部饮水安全工程输水压力管道水压试验工作的有关通知》的通知。
管道水压试验前,要编制试验设计，其内容包括：
后背及堵板的设计；进水管路、排气孔及排水孔的设计；加压设备、压力计的选择及安装的设计；试验管段的稳定措施及安全措施。
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。
根据本项目实际管道安装情况，结合试验段落的划分，水压试验将已安装完成的管道做为后背进行安全校核计算。
6.3.1试压管道后背设计
根据本工程设计和规范要求，本工程的管道封板后的后背设计，采用工字钢支架和顶托，支撑在已安装好的钢管上，如附图5所示。
（1）试压管段管段承受的压力
—试压管段管端承受的压力；
承受的压力P可由下式计算：
作用在盲板上力的计算：
=1.2Mpa*∏*r2
=3.14*（900mm）2*1.2N/mm2
=3052.08KN
—试压管段管端承受的压力；
—试验压力（N/mm2）；
—管道内径（mm）；
（2）后背承受的推力
将已安装完成的钢管做为后背支撑，0+974.00～1+974.00钢管已安装完成83节，
单节钢管自身产生的重力为：
G1=mg
=2×3.14×0.9×12×141.3/1000×10N/kg
=95.84KN
取60节钢管做为计算对象，自身产生重力为：
G2=60×95.83=5749.8KN
G2＞P
后背钢管承受的力远远大于试压管段管端承受的压力，因此满足设计要求。
水体产生的作用力为3052.08KN，这是一个非常大的力量，因此对堵板焊接质量及位置选择有很高的要求。
根据管节布置情况，堵板均选择设置在伸缩节位置，堵板按大于管节的外径径尺寸下料，壁厚45mm，放在管节外侧双面焊接，具体堵板尺寸见附图4。
具体对称加固见附图5。
6.3.2进水管路、排气孔及排水孔的设计
水压试验进口管路、排气孔及排水孔布置详见附图2，排水孔根据现场情况在高程较低点的部设置，外部接直径108mm的钢管，并设置高压阀门。
6.3.3试验设备选择
（1）压力表：
采用精度不低于1.5级的弹簧压力表，最大量程为试验压力的1.3～1.5倍，表壳的公称直径不应小于150mm，数量3块，两端头各1块，试压泵处1块。
（2）加压泵：
本项目供水管道属于大中型管道，选用电动柱塞式组合泵。
（3）排气阀：
排气阀应启闭灵活，严密性好，且要满足耐压要求。
（4）注水管路：
注水管路必须安装止回阀，防止供水管压力低于注水压力时倒灌。
管路所有接头应严密而不漏水。
（5）试压堵板：
水压试验时，管道两端要设堵板封口，堵板要有足够的强度，试压过程中，堵板本身不能变形，与管道接头处不能漏水，堵板厚度取45mm。
堵板计算：
=45.53mm
式中：
S——堵板厚度;
k——条件系数,取k=0.4，
D——管道直径,取1800mm
P——管道内压力P=0.68MPa，
[σ]——许用应力，查材料应力表取170N/mm2。
7水压试验
7.1试压前检查
（1）对管道、节点、接口等外观进行认真检查。
（2）对管件逐一进行检查，特别是排水阀井、排气阀井检查其完整性，启闭灵活性，有无破损现象，并是否处于开启状态，不合格的及时更换，未开启的及时开启。
（3）对支线管、支墩、后背进行检查，其一检查有无被破坏或挖断等现象，其二检查管端堵板的牢固性，其三检查支墩强度是否达到强度要求、后背是否稳固。
（4）试压所需的机械、设备是否配备齐全，人员是否到位，技术交底是否落实。
（5）对试压设备、压力表、排气阀门等检测器具进行功能检查，并进行试用，保证检测器具的功能满足试验要求。
（6）试验如发生管道破裂或漏水等突发现象，是否有应及措施。
（7）试验所需的水源是否落实，水质是否为饮用水，做好水源引接及排水疏导路线工作。
（8）管道安装检查合格后，管顶上回填土厚度不应少于1m，管口处暂不回填，以便检查和修理。
试验管段不得采用闸阀做堵板，不得含有自动排气阀、安全阀、水锤消除器等附件。
（9）对排气管、试压后的排水设备及排水出路进行检查和落实。
检查水源、试压设备、放水及量测设备是否准备妥当和齐全，工作状态是否良好，以保证试压系统的严密性。
（10）进行水压试验应统一指挥，明确分工，对后背、支墩、接口、排气等都应规定专人负责检查，并明确规定发现问题时的联络信号。
7.2试验操作
7.2.1准备
（1）第一次及第二次水压试验前要用封头封堵管的两端，并对该处焊缝进行超声波检测；并且所有进人口应焊接好法兰短管，随时准备封闭。
（2）清除试验管段内的杂物，并清洗干净。
（3）管道焊接完成后，将封板焊接在两侧管线的端部，并对焊缝进行超声波检测；把检修阀门调到半开状态。
（4）连接好注水泵和增压泵管线、电源、水源。
（5）管道试压连接件示意图（附图3）。
7.2.2注水
试压前，从下游向上游注水，管道注水时，打开排气阀门和进人口处的法兰，从两端和中间同时用3台水泵注入，使管道内的气体自然从管道上端排除。
管道注水时水流速度不可太快，应使管道的进水量与排气量相匹配，如进水量大，而排气少，管道内气体就会滞留在管道内，形成的气囊会影响水压试验效果。
具体注水与排气的步骤如下：
（1）将管线最上侧的正三通、偏三通及进人孔打开排气；通过软管插入进人孔，用注水泵往试压管段中注水（见附图2）；
（2）注水时,将试压室上的排气阀门打开，以便排放管内空气；
（3）注水过程中，注意观察正三通及偏三通的情况，当偏三通出水后，用盲板密封偏三通，继续注水至正三通出水；
（4）注水完成后，关闭试压管汇上的阀门，静止一段时间，让管线中的水与其周围水的温度达到平衡。
（5）用盲板密封正三通。
注满水后，让满水管道沉降72小时后，再试压。
7.2.3升压
（1）管线注水完成、管内外水温达到平衡后，开始用试压泵对管线进行升压；
（2）升压前关闭相关的排气阀；
（3）升压时通过试压泵注入管线中的水，要通过流量计进行准确计量；
（4）升压时，压力应缓慢上升。
在管线压力达到75%以前，升压速率不大于0.1MPa/min，在管线压力达到95%以后，升压速率应小于0.01MPa/min；
（5）应分级升压，当压力升至试验压力的50%时，稳压15分钟，观察管线有无泄漏，压力有无明显下降；当压力无明显下降时，继续进行升压；
（6）在升压的过程中，严格观测制度，制订专人进行观测，要对注入管线中水的体积、时间、水温度、环境温度和相应的压力进行全过程记录。
（7）根据上述记录数据绘制出压力—时间、压力—容积的曲线。
当管中压力达到试验压力的75%时，若升压曲线基本成一条直线，则说明管线当中的空气含量很少，满足要求；若升压曲线成一条曲率较大的曲线，则说明管线当中的空气含量较高，要计算其中的空气含量.空气含量最好不超过管线总容量的0.2%；
（8）在管线升压过程中，当管线中的空气含量超过0.2%，拟采用的应急措施是：
打开加压泵的降压阀进行降压，然后再打开排气阀门，排放空气；反复多次，并注意观察排气口的情况，当排气口的出水形成连续性水柱时，管线内的空气基本已经排空。
（9）若管线中的空气含量满足要求，则继续升压至管线的试验压力。
7.2.4稳压
（1）当管线的压力升至试验压力后，关停试压泵，拆开相关的注水软管，并静止一段时间（约一小时）；
（2）管线内的压力平衡并稳定后，管线要在试验压力下稳压15分钟；稳压过程中，管线的压力变化情况要用压力记录仪、压力显示器进行记录；
（3）温度的变化对管线中的压力有一定的影响，稳压过程中要定时（15分钟）测量和记录水温度、环境温度及管线压力，必要时绘制温度-时间曲线图；
（4）水压试验合格标准：
在15分钟内压力下降满足规范标准，检测管道外观无渗漏水现象，则水压试验合格。
表7-1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
表7-2压力管道水压试验的允许渗水量（L/min.km）
管道内径（Di）
允许渗水量（L/min.km）
（1800mm）钢管
2.12
备注：
允许渗水量q=0.05√Di
7.2.5卸压
试压完成后，管线的卸压要缓慢进行；卸压速率不大于0.1MPa/min；
打开试压室上的排气阀放水降压；
试压完成后，及时提交试压报告给各方会签。
7.2.6用水水源及排水疏导措施
（1）水源解决：
根据本工程所在地，用水水源选取就近利用水泵抽取泾河水，现场计划用3台泵抽水。
（2）排水疏导措施：
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”。
具体为：
第一段管线试压完成后，打开排气阀和进人孔，用2～3台注水泵将第一段的水抽入第二段的管内；若两试压段同时注水的，第一段的水排入泾河。
第二段管线试压完成后，打开排气阀和进人孔,用2～3台注水泵将第二段的水抽出并直接排入泾河。
当注水泵不能抽出水后，打开两侧封头下侧的DN100孔，或者打开排污检修井底部小法兰堵板，将剩余的水继续排空。
7.3管道水冲洗
（1）冲洗管道应使用洁净水，宜采用最大流量，流速不得低于1.5m/s。
（2）排放水应引入可靠的排水井或沟中，排放管的截面积不得小于被冲洗管截面积的60%，排水时不得形成负压，管道的排水支管应全部冲洗。
（3）水冲洗应连续进行，以排出口的水色和透明度与入口水目测一致为合格。
（4）当管道净水冲洗合格后暂不运行时，应将水排净并及时吹干。
7.4出现异常情况的处理
在试压过程中，如出现异常情况，应根据实际情况停止试压，及时处理抢修后再重新根据流程试压。
①阀井、法兰漏水，应检查橡胶垫是否垫好，螺丝是否紧固到位；
②两管间接头漏水，应检查管道承接是否到位，橡胶圈承接时由于用力过猛，是否错位；
③弯头处漏水，检查支墩是否被挤坏，接口处橡胶圈是否挤出，承接橡胶圈是否错位。
7.5水压试验的要求和标准
①在整个试压期间，不论管段有多长压力下降值不超过规范值；
②在试验压力下管段不得出现裂缝、变色、渗漏现象。
7.6试压报告
①实验日期、编号；
②试压管段的准确位置；
③试压持续时间、压力、结论；
④压力试验记录表。
水压试验操作流程
8水压试验注意事项
①试压时管内不应有空气,否则在试压管道发生漏水时,不易从压力表上反映出来。
若管道水密性能尚好,气密性能较差时,如未排净空气，试压过程中容易导致表压下降。
②在试压管段起伏的顶点应设排气孔排气,灌水排气时,要使排出的水流中不带气泡,水流连续,速度不变,作为排气较彻底的标志。
③管端敞口,应事先用管堵或管帽堵严并加临时支撑,不得用闸阀代替。
9水压试验试验段落稳定措施
①非隐蔽管道的固定设施已按照设计安装完成。
②管道附属设施已按要求锚固合格。
③管件的支墩、镇墩及锚固设施混凝土已达到设计强度。
④未设置支墩、镇墩及锚固设施的混凝土应采取加固措施并验收合格。
10安全保证措施
10.1安全施工技术措施
1、严格执行公司安全监护工作准则，无条件接受安全员的安全监督，听从现场安全监护员的劝阻、教育。
在整个试压过程中，设立两名试压安全监督员，专门负责试压的安全。
2、在进入施工现场前，必须对所有施工人员进行针对性的安全教育和安全交底。
3、进入施工区域必须戴好安全帽，必要时系好安全帽带，施工时必须正确穿戴好劳防用品，必须听从有关领导及现场安全员的劝告和指挥；管线两端的试压点之间，要用对讲机随时保持联络，注意安全。
4、施工开始前，施工负责人应组织人员全面检查、清理现场，对施工所用的各种水、电、气等应与指挥部有关人员联系、落实，制定可靠的安全措施；并指派专人做好现场的警戒监护。
5、施工临时用电等，必须确保绝缘、接地良好，并有醒目标志。
施工完毕，必须及时拆除，做到“装得安全、用得正确、拆得彻底”。
6、施工与安全发生矛盾时，应立即暂停施工，并立即向有关领导汇报。
7、试压前，在试验范围内设置警戒区域，禁止闲杂人员进入，在吹扫排气口设立警示标志，任何人不准擅自拆除安全标志、警戒线；不准穿越、闯入警戒区域。
所有试压用的设备、机具在试压前要进行充分的检查，确保无安全隐患，压力表应有合格证和检验报告；试压过程中，特别是升压时，人员不允许站在阀门、仪表等可能喷射出来的方向上；特别是管线两端的的封板处严禁站人。
8、禁止在压力提高后立即进行检查以及对个别焊缝的敲打，禁止在有压的情况下进行修理工作；应待卸压后修补；压力试验的全过程中，非试压人员不允许动试压用的阀门、仪表，以及试压泵、空压机等设备；避免违规操作时出现安全事故。
9、施工必须由专业人员进行，例如：
电气焊工、起重工必须有合格的上岗证。
10、氧气、乙炔应按照安全距离摆放，安全距离应大于5米。
10.2临时用电安全技术措施
1）施工用电系统按设计规定安装完成后，必须经电气工程技术人员检查验收，确认合格并形成文件后，方可申请送电。
2）施工现场一旦发生触电事故，必须立即切断电源，抢救触电人员。
严禁在切断电源之前与触电人员接触。
3）不得在输电线路下工作，在输电线路一侧工作，不论在任何情况下，机械的任何部位与架空输电线路的最近距离应符合安全操作规程要求。
4）施工现场低压供电系统应设置总配电箱、分配电箱和开关箱，实行三级配电。
5）电动工具应设置各自专用的开关箱，必须实行“一机一闸”制，严禁一个开关直接控制两台或两台以上用电设备。
6）电动工具的外露金属部分必须做好接零或保护接地。
7）施工照明必须搭设灯架，高度不得低于2m，并做好绝缘处理。
在潮湿和易触及带电体场所的照明供电电压不应大于36V。
8）在施工作业区、施工道路、临时设施设置足够的照明，其照明度不低于有关规定。
9）施工用电设施的安装、拆卸和维护运行必须由电工负责，严禁非电工进行任何电气作业。
11环境保护及文明工地施工措施
11.1目标
预防和降低环境污染，重要环境因素全部达标。
施工工地应尽量节约资源、降低消耗；有效采取降尘压尘及降噪措施；对有毒有害废弃物实施不暴露及分类存放，集中处理，垃圾及时清运。
11.2管理体系
加强领导，严格管理，落实责任制成立环境保护小组，项目经理任组长，有关部室负责人为组员，设专人兼管环保工作。
环保工作在环保小组领导下，针对工地的情况，采取有关的环保措施，建立保护组织体系。
11.3保证措施
（1）按施工总平面布置位置堆放成品、半成品和原材料，所有材料要堆放整齐
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