管道试压技术方案.docx
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管道试压技术方案
管道试压技术方案
管道试压技术方案
1.工程概况及试压原理
1.1工程概况
本次试压为温江区供水体系工程管网工程项目中的原水输水管道试压,该管道总长约10.75千米,双管同槽铺设,设计最大输水能力为35万吨/天,管径为DN1200,全线采用球墨铸铁管,特殊地段采用钢管,管道工作压力及试验压力主要内容如下:
管道设计工作压力为0.02—0.092MP,管道最大静压为0.37MP,管道试验压力为0.8MP。
管道水压试验的分段长度不大于1千米。
1.2试压原理
1.2.1本次试压按照设计要求分段试压，试压分段长度不大于1KM，故我们把两处阀门井间的1KM左右的长度作为一个试压段进行试压。
根据设计图纸，每千米管线间最大的高差不超过2M，此处为了安全，我们取2m的高差对加压状态下水对盲板的压力F进行验算。
F=G水+f试验=πr2（hg/1000+0.8M）=101.3t
1.2.2该试压采用后坐墙作为后靠背，后坐墙的整体强度需保证在试压过程中水的压力作用下不被破坏且不产生滑移。
后坐墙尺寸设计为直立式砼墙，砼强度为C25，墙体高3米，埋地深度1.5m，背后填土3m。
采用原槽浇筑,基础必须坐落在原状土上，不能设在人工回填土上。
地面高度为1.5米，采用支模现浇，地面部分和地下部分同时浇筑。
砼墙宽度为6m,以满足两根管道试压的要求。
砼墙顶厚2米，底厚2米。
施工时，先在由此计算此砼墙需要的混凝土方量为V=2×3×6=36m3.浇注完成后，墙背后回填砂砾，压实度95%，湿密度不小于20kN/m3，背墙尺寸示意图如下所示：
1.2.3对墙体进行稳定性验算
1.2.3.1验算圆管与墙体接触处墙体的抗剪强度
圆管与墙体接触处墙体的受剪面积S=3.14×1.2×1.5=5.652m2
剪应力R=1013000N/5.652m2=31710.753Pa=0.31MPa
小于墙体抗剪强度（C25砼为4.2MPa），故结构安全。
1.2.3.2验算墙体与地面线接触处墙体截面抗剪强度
受剪面积S=6×1.5=9m2
剪应力R=1013000N/9m2=112555.6Pa=1.1MPa
小于墙体抗剪强度（4.2MP），故结构安全。
1.2.3.3抗倾覆验算
1.2.3．1验算后背填土过程后背墙的稳定性
在此过程中，后背墙受主动土压力作用，根据朗金主动土压力计算公式，
Ea=1/2γh2tg2（45-φ/2）=1/2×20×32×tg2（45-300/2）=30KN/m
故主动土压力为30×6=180KN
主动土压力对墙趾的力矩：
180×1=180KN.m
后背墙自重对墙趾产生的力矩：
36×2.3×9.8×1=811.44KN.m
故填土过程中后背墙安全稳定。
1.2.3.2验算试压过程中后背墙的稳定
在试压压力的作用下，墙后填土受被动土压力作用，根据郎金被动土压力计算公式
Ep=1/2γh2tg2（45+φ/2）=1/2×20×32tg2（45+30/2）=270KN/m
故被动土压力Pp=270×6=1620KN
土压力与墙体自重相对于墙趾的力矩：
N1=1620×1+36×2.3×1=2448KN.m
管道试压产生的压力对墙趾的力矩：
N2=1013KN×1.95=1975KN.m
N1＞N2,故试压过程中墙体不会发生倾覆。
后背墙施工过程中会遇到阀门井等建筑物，为了保护已经形成的建筑物，本次施工采用对试压段管道适当延长，通过井的范围后，在井体的背后3米左右设后背墙。
如果两段管道之间空间不够施工后背墙，则对下一段管道采取特殊措施，人工清除已回填区域的土层后，拆除一根铸铁管以满足后背墙的空间需求。
管道拆除过程必须用两个同样的手拉葫芦套住对接的两根铸铁管同时向相反方向拉管道，直至两根铸铁管顺利脱开。
2.试压介质的选择
2.1试压介质的选定
管道主线路的试压采用洁净无泥沙的水做为试验介质。
2.2试压用水源的确定
本输水管道的试压所用的水基本从排水井中抽取干净的水，管道试压长度每段为1KM，每根管道装满水约1150m3,且单根试压时间超过24小时，利用排水井完全满足试压用水要求。
为了防止试压过程中水量不够，在某些试验段可以备用一台水罐车，以满足试压用水。
2.3取排水要求
2.3.1按照规定速率提取试压用水。
供水量以满足管线连续加水而不会发生中断现象为准。
2.3.2在管道注水和排水前72小时通知安全员，管道排水时禁止在规定位置以外的地方排水，不得排放含有油脂或其它物质的水，在接收水表面不可以看到大量油膜。
3.试压设备及测量仪表的选择
3.1采用的试压设备和测量仪表
3.1.1注水设备
低扬程注水泵—1台ISG80-160，DN100mm单级离心泵，电机额定功率7.5kw，扬程13.9m,流量50m3/h，用以从排水井抽水。
压力泵—采用柱塞泵，型号为3DK-S柱塞泵，排出压力为70MPa时，其额定排量为54升/分。
其出水管道安装高压小量程的流量计，用电导线与流量数字显示表相连，用以计量管道加压时的试压水的增加量或从管道中抽出的水量。
注水管—DN100mm×10.0mm，焊接连接。
流量计—型号FME系列，分体式，带远传数字输出，准确地计量流量，显示升/秒和累计量，准确度在0.1%以上，具有当前的校验证书。
水过滤器—Y--100型过滤器,过滤能力在1.0Mpa条件下为350升/秒。
过滤器的网眼为每平方厘米40个网眼，在需要时能清除陷入的淤泥，配有量程为0-1500kPa的压差表，测量通过滤网的压差。
DN100mm的钢球阀—进水和排气控制阀门。
DN100mm水表，精度B级，使用前应校正--补水量测定使用
3.1.2使用仪表
压力表—弹簧管型，表盘直径为150mm，量程为0—2.5Mpa，2.5kpa增量。
具有当前的校验证书。
3.1.3管子和管件
临时配管、管件、阀门、法兰、垫片、螺栓和其他试压配件能在额定压力或更高压力下使用。
注水泵和试压头的连接采用刚性配管连接。
3.1.4辅助设备
运输车辆—解放卡车，10t，数量1台。
临时管道延长端—钢质管道，规格φ1200×6，数量200m。
管道支撑端—钢管，规格φ900×6，数量200m,工字钢120*74*5，数量200m.
现场辅助设备—挖掘机PC3601台，汽车吊16t1台，拖板卡车40t1台，东风油罐车7t1台。
通讯系统：
手机5部。
3.2试压设备、仪器的校验
压力表以及流量计在压力测试前由经业主批准的有相关资质的独立的第三方实验室校准，并在水压试验作业前2周报送监理公司试验检查员。
4.试压压力
4.1试验压力
a）根据设计要求，试验压力为0.8Mpa
b）最大测试压力不超过管道的最小屈服强度的90%。
4.2在进行压力试验前，应仔细检查试压管段的最低点，最高点，起点和终点的实际标高，确认试压段的高差是否满足要求，并核算试压段首末端的试验压力值。
4.3在测试管段上，管道的最低点的实际试验压力必须保持低于达到90%最低屈服强度的压力（不论记录的还是计算的）。
4.4在测试管段管线的最高标高点的实际试验压力必须保持高于最低试验压力（不论记录的还是计算的）。
5.施工方法和主要技术测量
5.1试压仪表设备的位置
5.1.1水压试验试压头在试压管道两端靠各一个，上游端试压头附带排气管，下游端试压头附带进/出水管。
5.1.2压力表在试压管段的两端各安装1个。
5.1.3流量计安装在注水管上。
5.2．1试压头的制作
试压管道的两头试压端采用试压头的形式进行封堵，试压头分两种形式，分别用于试压管道高低两端。
试压头主体以盲板为界线分为两部分，一端由D1200mm钢管构成，管长1.5m,一端跟试压管道进行焊接。
另一端焊接盲板。
盲板采用20mm厚的钢板制作，见附图。
盲板需在纵横方向各加配肋板3片，肋板由工字钢120*74*5交叉焊接而成。
为了与后背墙之间形成可靠的支撑，我们采用一根D900mm的钢管连接后背墙钢板与盲板之间，钢管与盲板进行焊接。
作为进/出水口的D100mm的钢管焊接在盲板最低端并与试压段管道内部连通，出水管上必须焊接DN100mm的球阀。
具体布置如下图所示：
5.2.2试压头的检查与试压
在水压试验开始前，制作试压头并对试压头进行检查，确认所有的部件状态良好，达到工作压力要求。
在使用试压头前，要完成试压头的各种部件的安装，然后对试压头检验和测试，其中水压试验进行1个小时，压力达到最大试验压力的1.25倍。
试压头试压方法：
将两个试压头焊接在一起，预留一个阀门，作为试压进水阀门，然后关闭其它所有阀门并采用封头盲死，向试压头内充满水，按规定升压，直至符合要求。
在试压开始前，通知监理到场证明试压设备的合格情况。
在水压试验前，承包商要彻底检查试压头，确保所有的垫片，0-形环，管件，阀门和组件无漏，无损，达到所有的安全要求。
试压头试压完毕后，按照下图安全可靠的连接试压头与试压管道，并检查所有的接头，仪表，阀门，管件和组件无漏，无损。
5.3管道注水
5.3.1管道注水前，试压人员最后检查试压准备工作，确认如下工作已经完成：
a.所有管子和螺栓接头不漏水。
b.试验接管装配得当。
c.泵和压缩机工况良好。
d.按注水速度注水时，水源供应充足。
e.注水作业时，在试验管段的末端备有排水和放气点。
f.压力仪表按照要求正确安装待用。
流量计安装注水管上，同时安装止回阀。
g.安全员已经证实所有的HSE要求和认可已经到位。
5.3.2泵的吸入口放在带有过滤网的箱内，放置的深度要避免空气和水一起吸入泵内。
通过过滤网的水应该没有有机物或特别物质。
5.4管道试压
5.4.1管道注水
管道试压前，应进行管内充水养护，养护水从降水井中直接抽入试压管道内，同时打开排气阀进行排气。
充水至排气管溢水为止。
管道充水完成后养护24小时。
5.4.2管道水压强度试验
管道浸泡符合要求后，进行管道水压试验，管道试压采用DN50mm多级离心泵对管道加压，加压分两步进行；第一步是升压，第二步按强度试验要求进行检查。
升压：
管道升压时管道内的空气应排净，升压过程中，当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，升压时应分段升压，其分段值分别为0.6~0.7~0.8，每升压一次应检查盲板、管身及焊缝，当无异常现象时再继续升压，升压前应开启排气阀。
水压升至试验标准压力后，保持恒压15min，经对焊缝和管身覆盖土层检查无漏水现象，压力仪表压力值下降在0.03Mpa范围以内，即认为管道试验强度合格
5.4.3管道严密性试验
根据本工程钢管口径和实际工作条件，管道严密性试验采用注水法试验，允许渗水量标准为3.3L/min.KM。
注水法试验操作程序为：
管道水压升至试验压力后，施工员开始记录，每当压力下降时，应及时向管道内补水，但压降不得大于0.03Mpa，使管道试验压力始终保持恒定，持续时间不得小于2小时，并测量恒压时间内补入试验段的总水量W，可直接在DN40水表上读出。
实测渗水量计算采用如下公式：
Q=W/（T*L）
Q-实测管道渗水量L/min.KM
W-实测管道注入水量L
T-从开始时至保持恒压结束时间min
L-试验管段长度km
严密性试验合格标准为：
Q≦3.3L/min.KM
5.5管道卸压
试压过程经过试压检查员及监理验收通过后，按照每分钟不超过300KPa的速率缓慢减压，以避免引起管道颤动。
减压的整个过程中要特别小心，要缓慢地开关泄压阀，防止水击荷载损伤组装管道，阀门一定不要完全打开降压。
最终管道试压点的压力不得降至低于大气压力，应至少保持该点的试压段的水的静压值。
排出的水可以直接抽取至相邻管段作为试压用水。
若相邻管段无试压条件时，将水排至地下水降水井内。
6.试压安全措施
为保证管道试压过程安全，采取以下措施：
6.1管道试压工作由施工作业段的施工员负责组织操作实施。
6.2设备操作人员负责设备的操作和调试。
现场安全员负责试验设备、管道和排水措施的安全检查。
6.3试压设备、管道排水措施及电源条件不具备时，不得进行管道试压工作。
6.4所有试压操作人员必须服从施工员的指挥。
6.5进行盲板切割时，应采用排风设备，保持管内空气通畅。
管道水压试验见证和记录
质量代表负责组织管道水压试验及见证和记录工作。
管道水压试验合格后，由质量代表填写水压试验和严密性试验记录。
试验记录应有各相关方代表签字，对此项检验质量进行结论。
7.设备资源计划
7.1主要施工设备、机具、仪器需求计划
序号
机具设备名称
型号
数量
备注
1
多级离心式清水泵
DN50-4
1台
用于从降水井取水至注水点
2
高压柱塞泵
3DK-S最低16Mpa
1台
用于管道内升高压
3
焊机
林肯
2套
用于试压过程中管道的焊接
4
卡车
2台
材料运输
5
拖板车
40t
1台
试压设备转场
6
平板车
1台
用于设备转场
7
水车
1台
备用
8
气焊切割机
磁力
2套
管道切割
9
单斗挖掘机
PC360
1台
配合施工，基槽开挖
10
油罐车
解放8t
1台
设备燃油拉运
11
吊车
16t
1台
配合施工
12
生产指挥车
2辆
生产指挥
13
微机
联想
2台
办公
7.2主要施工技措用料需求计划
序号
仪表材料名称
型号规格
单位
数量
备注
1
压力表
φ50、0~40MPa
块
10
精度等级为1.0级，刻度不大于0.1MPa
2
过滤器
DN100
个
4
Y型
3
流量计
FME系列（高压低流量）
套
2
西安仪表股份有限公司
4
钢板
厚度20mm
M2
200
盲板制作及后背墙连接垫
5
无缝钢管20
D1200×10
m
200
管道延长
6
无缝钢管20
D900×10
m
200
盲板支撑
7
工字钢
120*74*5
T
3
肋板制作
8
焊接阀门
Z61H-16MPaDN100
12
管段注水试压阀门
9
高压针型截止阀
J13H-16MPaDN15
个
10
接压力表
10
焊接止回阀
H61H-16MpaDN100
个
1
11
高压丝头
DN15L=100mm16MPa
30
接试压头
12
压力表接头
PN25，DN1516MPa
个
30
接压力表
13
生料带
聚四氟乙烯
卷
50
14
二芯橡皮电缆
2.5mm2
m
500
升级会员 