高原地区山区管道打压实验应用

(整期优先)网络出版时间:2023-12-09
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高原地区山区管道打压实验应用

赵赛兵

云南建投第一水利水电建设有限公司

摘要:8#大水箐泵站工程输水线路全长11.376km,分为泵站提水管2.386km和有压输水管8.99km。主要是解决顺州镇干热河谷及半山片的灌溉缺水问题。通过水压试验对管道系统(含充水系统)、检验机组出水侧阀门等管系相关阀门的设计、施工、整体稳定性及管道系统安全运行所必须的承压能力进行验证,以确保管道系统的长期安全运行。

关键词:管道工程;提水管道;管道试压;滇中引水丽江配套工程;管道注水;旁通;封堵堵板

1.概述

8#大水箐泵站工程输水线路全长11.376km,分为泵站提水管2.386km和有压输水管8.99km。输水建筑物均为压力输水管道:工程设计泵站2个,1座移动式船坞泵站,1座地面固定泵站,管道主要是延地形起伏布置,整体管道提水高度312.2m。主要是解决顺州镇干热河谷及半山片的灌溉缺水问题。

2.水压实验的目的

通过水压试验对管道系统(含充水系统)、检验机组出水侧阀门等管系相关阀门的设计、施工、整体稳定性及管道系统安全运行所必须的承压能力进行验证,以确保管道系统的长期安全运行。通过规范规定的压力试验及时发现管体本身及焊缝,进人孔、伸缩节的自身缺陷并及时补救。对管道系统的设计、施工的合理性、正确性、可靠性及钢管材料的性能、焊缝质量、镇墩和支墩的强度及稳定性进行验证,并改善管体缺陷处的受力状况,减小或消除管体原有的残余应力。

3.水压试验的特点、难点分析

鲁地拉提水工程8#大水箐泵站工程2#提水主管线路长,且存在多个水平及空间转角,管道首部及末端高程相差较大,管道水头高,动水压力增幅大,且施工现场地形复杂,地势陡峭,管线长,落差大,弯曲拐点较多整体打压必然存在管内空气的排出困难,排出不尽的现象,管内残留空气将影响加压效果或延长加压时间。因此,打压过程中充水应采取流量较小的水泵缓缓注水及加压。

4.管道实验压力

按照管线工程首次充水、水压试验技术要求,鲁地拉提水工程8#大水箐泵站工程2#提水主管采用连续分段打压,在分段位置进行封堵,封堵位置设旁通管及阀门,然后在进出水口位置封堵后进行管道水压试验。各段水压试验压力及参数见下表。

提水管水压试验压力值

项目

分段

分段点高程(m)

低点静压(MPa)

低点设计最大工作压力(MPa)

低点试验压力(MPa)

高点试验压力(MPa)

分段点压力差(MPa)

8#大水箐泵站工程2#提水主管

下段(水泵出口-2Z0+232.654)

1463.425

3.122(水泵出口)

4.683(水泵出口)

5.840(水泵出口)

5.065(分段点)

0.691

中段(2Z0+232.654-2Z0+416.486)

2.333(分段点)

3.499(分段点)

4.374(分段点)

2.965(分段点)

1604.348

1.052

上段(2Z0+416.486-2Z1+842.891)

0.924(分段点)

1.385(分段点)

1.913(分段点)

1.147(出水池)

5.管道水压试验工艺技术

管道打压先将2#泵站出水侧DN250  PN4.0Mpa电动球阀球阀关闭,并关闭各支管配套的阀门(含排泥管、放空管及防水锤岔管),于2Z0+232.654、2Z0+416.486设置分段处设置内闷头封堵,外设旁通管,2Z0+232.654分段点旁通管中间设DN80  PN5.0Mpa球阀,2Z0+416.486分段点旁通管中间设DN80  PN3.0Mpa球阀,球阀两侧设排气、加压注水口,高位水池端利用封堵板堵水,并在封堵板增加压设注水管、排气阀、压力表,首次加压应打开旁通阀,待上下段注满且满足加压条件后经四方签认后加压,当上段出口水压试验压力值1.147MPa、上段低点(中、上段分段点)水压试验压力值必须达到1.9MPa时稳压力、时间要求符合设计要求时,关闭旁通阀;上段压力不卸压情况下,对中段段进行加压,当中段低点水压试验压力值达到4.374MPa(中、下段分段点)、中段高点(中、上分段点)水压试验压力值达到2.965MPa稳压力、时间要求符合设计要求;中段压力不卸压情况下,对中段段进行加压,当下段低点水压试验压力值达到5.854MPa、下段段高点(中、下分段点)水压试验压力值达到5.065MPa稳压力、时间要求符合设计要求该段钢管打压满足设计要求。稳压结束压力无变化,检查管线及附属设施无异常后开始逐级降压,降压至下段工作压力进行稳压,稳压时间满足设计及规范要求。稳压过程下段无异常后逐级降压至中段低点试验压力稳压,稳压时间满足设计及规范要求,打开旁通阀对中下段进行降压,降压至上段低点试验压力稳压,稳压时间满足设计及规范要求,打开旁通阀进行整段泄压。检查管线无异常逐级降压,管道水压试验完成。

旁通管布置示意图

  1. 管道试压前的具备的要求

加压提水管水压试验前、管道系统及附属设备应全部安装完毕并检查、验收合格,管路上的阀门(含复合式进排气阀、排泥阀、放空阀、检修阀等)、压力表(高点:精度1.5级,量程为试验压力值的1.5~2倍)安装调试完成,拆除波纹伸缩节上的定位装置和管道安装施工中的临时支撑,装设管道系统水压试验观测装置,还得满足以下要求:

1)、非隐蔽管道的固定设施已按设计要求安装合格;

2)、管道附属设备已按要求加固、锚固合格;

3)、管件的镇支墩、锚固设施混凝土强度已达到设计强度;

4)、管道安装检查合格后,埋管段按照规定回填完成;

5)、试验管段所有敞口应封闭,不得有渗漏水现象;

6)、水压试验前应清除管道内的杂物;

7)、泵站出口压力管、防水锤系统、泵站内排水系统(含水沟、潜水排污泵)、管桥处放空系统等已施工完成,调试调试合格,可在试验时投入使用。

  1. 管道水压试验充水

首次充水检查无任何异常情况,在参建各方认可后,水压试验可在首次充水后不放空管道直接进行,充水应满足以下要求:

1)、开启充水系统实施管道充水作业,充水作业采用缓慢注水方案,注水流量控制不大于0.05 m³/s,实际采用一台多级泵合计水量12.5 m³/h。

2)、充水过程由试验检查人员对管道系统进行全面监测,特别是补排气阀门的工作情况,对充水过程中产生的异常情况和暴露的施工缺陷,及时通知试验指挥机构,以便试验机构决策并采取相应处理措施。

3)、试验管段充水完成并由该试验段的排气阀溢出时,关闭该管段排气阀并暂停向管道充水,随即由试验检查人员对已充水的管段各部位进行全面检查,同时观测压力管道是否有异常情况,如有,应及时汇报试验机构,如无异常情况,继续余下管道的充水。

4)、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≥24h。

5)、浸泡时间满足后,再次对试验管段进行全面检查,确认无异常情况,通过排气管连接管观察液面无下降方可进行水压试验;若压面下降,通过向连接管内补水量计算渗水量。

  1. 试验注意事项

1)水压试验压力应严格按照水压试验技术方案执行。

2)水压试验时,应逐步缓慢升压。

3)整个试验过程中应随时检查钢管的渗水和其他异常情况。

4)试验工件上设置各种监测检测仪器,施工方应在水压试验报告中明确。

5)水压试验时,严禁修补缺陷;遇有缺陷时,应做出标记,泄压后修补。

6)管道升压时,管道的气体应排除;升压过程中,发现压力表针摆动、不稳,且升压较慢时,应重新排气后升压。

7)应分级升压,每升一级应检查各种管件、镇支墩、管身及接口,无异常现象时再继续升压。水压试验过程中,充水加压系统周边、排气阀附近及管道两端严禁站人。

8)试验完成后应割去水压试验临时增加的导管,并对开孔部位进行修复及防腐处理。

  1. 水压试验合格标准

压力管道实测渗水量及压力下降均应小于或等于规范规定的允许值方可认为合格。根据《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008)规定:试验压力升至工作压力并保持30min以上,此时压力表指示的压力应无变动;升至试验压力停止注水补压,稳定15min,压力表指示变化值为0,水压试验过程中钢管不渗水、混凝土无裂缝、镇墩无异常变位,则水压试验为合格。

10.结束语

管道工程在实际的引水工程中应用越来越广,对于其投入使用的安全性要求也在逐渐增加。本文通过对管道工程试压及管道旁通应用原理进行大概论述,以期望安装技术人员能够正式管道工程试压的重要性,对其试压能够更为全面、合理。对于管道工程试压的操作,要更切合实际,以实际需求作为第一要素。在试压之中,对于某些事项要提高注意度,对于试压所用的国家规范能够加以重视,进行正确的理解和运用,有效提高试压工作人员的素质和试压的效率,避免不必要的经济损失和安全事故

参考文献:1.《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008);

  1. 滇中引水工程丽江市水资源综合利用配套工程永胜县鲁地拉提水工程初步设计报告文件、初步设计报告图集、施工蓝图及设计技术要求;
  2. 工程建设强制性条文(2020版);
  3. 《水电水利工程压力钢管制造安装及验收规范》(SL432-2008)