CN105570533A - 一种长距离输水管道连续铺设、节水试压施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长距离输水管道连续铺设、节水试压施工方法，包括装配式管道试压装置设计与制作、沟槽开挖、输水管道安装、装配式管道试压装置安装、灌水系统施工、管道灌水、管道试压、排水、管道连接几个步骤。本发明解决了传统试压技术的不足，并能节约大量水资源，试压时无须停止铺设管道施工，具有施工进度快、施工安全可靠、降低施工成本的优点。

Description

一种长距离输水管道连续铺设、节水试压施工方法

技术领域

本发明涉及管道施工方法领域，具体是一种长距离输水管道连续铺设、节水试压施工方法。

背景技术

输水管道铺设期间必须分段进行试压，只有当上一段管道试压合格后，才能铺设下一段管道。即安装一个管段、试压一个管段，再下一个管段，安装与试压往复循环。这样铺设管道需要间断施工，而且要预留原土后背，试压后还要拆除后背，施工工序繁琐。施工组织复杂、工程进度较慢。并且试压用水不能循环利用，需要的试压水量较大，在缺水地区，试压难度大，成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种长距离输水管道连续铺设、节水试压施工方法，以解决现有技术输水管道试压施工方法存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种长距离输水管道连续铺设、节水试压施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、装配式管道试压装置设计与制作：

(1.1)装配式管道试压装置设计：

熟悉施工图纸，根据施工图及审批的水压试验方案及有关规范计算检修阀门、伸缩节、排气三通、附件的长度，然后按照管件、附件的长度计算装配式管道试压装置长度，根据各试压段工作压力以及实验压力确定各类型号管材、法兰、阀门；

(1.2)装配式管道试压装置制作：

根据装配式管道试压装置设计图，切割短管，在短管两端分别焊接法兰，在短管中间同轴加焊将短管隔开分成不相通两部分的中间钢板，在短管管壁和中间钢板上两侧分别加焊肋板作为加强措施，在中间钢板两边的短管管壁上分别焊接旁路管；

(1.3)装配式管道试压装置检测：

装配式管道试压装置制作完毕后检测尺寸及焊接情况，对不符合要求的部位进行修正，检测合格后进行水压试验；

(2)、沟槽开挖、输水管道连续铺设：

输水管道铺设前与设计、监理等有关人员确定试压段的划分，确定各试压段的工作压力以及试验压力，各试压段的划分预留在检修阀门井及排气井位置；输水管道施工时严格按照施工规范要求开挖沟槽、管道逐节安装、回填分层夯实程序施工，管顶覆土厚度要达到设计要求，防止管道起拱；输水管道的铺设不受试压的影响，采取连续铺设的施工方法；

(3)、装配式管道试压装置安装：

装配式管道试压装置制作经水压试验合格后与预留试验段同步安装，为了保证安装质量及提高效率，采用风炮安装螺栓，安装时注意螺栓位置，保证螺栓孔与水压试验后安装的阀门等附件的垂直度及平整度；

(4)、灌水系统施工：

根据管道试压灌水量设计灌水系统，包括水池、过滤设施、抽水设备，浇筑水泵混凝土基础，当混凝土达到设计强度后安装灌水泵，然后连接管路、各类阀门、压力表；

(5)、管道灌水：

输水管道灌水前应检查下列内容：(a)、输水管道覆土符合要求；(b)、弯头、支墩处混凝土达到设计要求；(c)、排水管路安装完毕；

在靠近水源部位预留的旁通阀安装灌水泵进行试压管道灌水，采用装配式管道试压装置进行压水试验，只需将准备试压的3～5段管道充满水即可，最大用水量仅为试压段管道内容积；试压管段试压合格后，即可将管内的水排至下一试管段，试压水可以重复利用，仅需补充少量损耗的试压水；

(6)、管道试压：

(6.1)、装配式试压装置安全性验算：

为了保证装配式试压装置不因为两侧压差过大引起输水管道轴向移动，应严格控制钢隔板两侧压力差；试压之前必须根据管道埋深、埋置长度、土料、压实度等参数计算摩擦力，确定隔板两压力差，确保试验安全；将钢隔板两侧压差控制在0.3MPa范围内可以确保管道不移位，安全可靠；

管道摩擦力按下列公式计算：

F＝πρgμD_外(h+D外/2)

式中:F——单位长度管道与土壤间摩擦力，单位N/m，

ρ——土壤密度，单位kg/m³，

g——重力加速度，单位m/s²，

μ——摩擦系数，

D_外——管道外径，铸铁管近似取内径，单位m，

h——管顶埋深，单位m；

(6.2)管道试压：

试验段管道内灌满水后，按施工规范要求充分浸泡；用试压泵将管内水压缓慢分级升压，每级0.1Mpa，在整体升压过程中先打开各试压段的管道试压装置旁通阀，在达到各段工作压力时关闭管道试压装置连通管闸阀；试压期间全过程巡查支墩、管身及接口有无漏水、损坏现象，若有漏水、损坏等异常现象时应停止升压，查明原因，采取修复或应对措施后再恢复升压；

在整体升压过程中要保持旁通阀、管道高点的排气阀全开启状态，泄水三通堵板全关闭状态；

(7)、排水：

在试压区间放空管三通口用盲板封堵，堵板预留闸阀，试验完成后将旁通阀打开，先均压后降压；压力降到零时打开放空阀进行组织排水。

(8)、管道连接：

管道内试压水排完后，拆除管道试压装置中的隔断板、工字钢肋板、旁通管等附件，对旁通管三通口焊接封堵，防腐处理后再次安装，达到管道试压装置重复利用，降低施工成本。

本发明原理为：

本发明利用控制试压段安全压差以及管道的自重、管道与土壤之间的摩擦力来抵消管道轴向压力，省去了大型靠背的制作与安装，利用检修阀门井两侧的拖拉墩提高安全系数，替代了以往的双靠背传统试压方法。

在输水管道的水压试验划分段位置使用装配式管道试压装置将输水管道各个打压段通过连通管连为一体，待输水管道安装至合适水源位置时预留灌水接口。为减少用水量，可以按照3～5个试压段作为一个试验段。水压试验时采取整个试压管段一次性灌水、整个试压管段同步升压至最低试验压力，再按要求的试压段长度进行压力试验的方法。试压过程中各相邻段互为后背，取消传统试压方法中的后背结构。

具体的试压步骤：试压管段灌水后，通过多级加压泵将全部试压管段压力升至试压管段中最低工作压力，之后关闭按设计意图划分的各试压段之间的旁通阀，然后通过移送式一体化水压试验设备，逐段加压至各试压段的试验压力，完成各段试压工作。

传统的管道试压是间断进行的，与管道安装交替施工，即安装一个管段、试压一个管段，再下一个管段，安装与试压往复循环。该技术是先安装管道，再试压，不需要间断安装管道，克服了通常长距离大口径输水管道因水压试验需间断施工带来的弊端，将管道间断施工转变为连续施工，省去了预留原土后背、再拆除后背的工序，减少施工干扰，加快了施工进度。

本发明优点为：

1、解决了管道安装因为试压段划分预留后背土、不能连续开挖管道沟槽的问题，保证了管道安装施工的连续性，缩短了工期。

2、利用控制试压段安全压差以及管道的自重、管道与土壤之间的摩擦力来抵消压力，省去了大型靠背的安装与制作，利用检修阀门井两侧的拖拉墩提高安全系数，替代了以往的双靠背传统试压方法。

3、克服了水压试验过程中水源、地质、气象条件等不利影响因素，试压水循环利用，试压用水量较传统试压方法明显减少，在干旱、输水管道沿线水源不足地区尤为适用。

附图说明

图1为装配式管道连续铺设、节水试压总体布置图。

图2为装配式管道试压装置示意图。

具体实施方式

一种长距离输水管道连续铺设、节水试压施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、装配式管道试压装置设计与制作，如图1、图2所示，图1、图2中，1:水池，2:钢网，3:渗井，4:潜污泵，5:水箱，6:供水管，7:输水管，8:灌水泵，9:阀门井，10:柔性接口输水管道，11:装配式装置中的钢管，12:装配式装置中的隔板，13:压力表，14:支管，15:灌水管，16:第一止回阀，17:连通管，18:第二止回阀，19:渗水孔，20:第一闸阀，21:第三止回阀，22:拖拉墩，23:第四止回阀，24:第二闸阀，25:承盘短管；

(1.1)装配式管道试压装置设计：

熟悉施工图纸，根据施工图及审批的水压试验方案及有关规范计算检修阀门、伸缩节、排气三通、附件的长度，然后按照管件、附件的长度计算装配式管道试压装置长度，根据各试压段工作压力以及实验压力确定各类型号管材、法兰、阀门；

(1.2)装配式管道试压装置制作：

根据装配式管道试压装置设计图，切割短管，在短管两端分别焊接法兰，在短管中间同轴加焊将短管隔开分成不相通两部分的中间钢板，在短管管壁和中间钢板上两侧分别加焊肋板作为加强措施，在中间钢板两边的短管管壁上分别焊接旁路管；

以长度740mm(DN1200蝶阀+伸缩节长度)，厚度14mmDN1200焊接钢管为例，钢管两端焊接DN1200mmP16法兰，在DN1200mm焊接钢管中间加焊厚度16mm钢板，将DN1200mm钢管隔开分成不相通的两部分，在DN1200mm管壁及厚度16mm钢板上两侧各加焊2道30B工字钢肋板，作为加强措施，在16mm隔板两边焊接DN100旁通管。

(1.3)装配式管道试压装置检测：

装配式管道试压装置制作完毕后检测尺寸及焊接情况，对不符合要求的部位进行修正，检测合格后进行水压试验；

(2)、沟槽开挖、输水管道连续铺设：

输水管道铺设前与设计、监理等有关人员确定试压段的划分，确定各试压段的工作压力以及试验压力，各试压段的划分预留在检修阀门井及排气井位置；输水管道施工时严格按照施工规范要求开挖沟槽、管道逐节安装、回填分层夯实程序施工，管顶覆土厚度要达到设计要求，防止管道起拱；输水管道的铺设不受试压的影响，采取连续铺设的施工方法；

(3)、装配式管道试压装置安装：

装配式管道试压装置制作经水压试验合格后与预留试验段同步安装，为了保证安装质量及提高效率，采用风炮安装螺栓，安装时注意螺栓位置，保证螺栓孔与水压试验后安装的阀门等附件的垂直度及平整度；

(4)、灌水系统施工：

根据管道试压灌水量设计灌水系统，包括水池、过滤设施、抽水设备，浇筑水泵混凝土基础，当混凝土达到设计强度后安装灌水泵，然后连接管路、各类阀门、压力表；

(5)、管道灌水：

输水管道灌水前应检查下列内容：(a)、输水管道覆土符合要求；(b)、弯头、支墩处混凝土达到设计要求；(c)、排水管路安装完毕；

在靠近水源部位预留的旁通阀安装灌水泵进行试压管道灌水，采用装配式管道试压装置进行压水试验，只需将准备试压的3～5段管道充满水即可，最大用水量仅为试压段管道内容积；试压管段试压合格后，即可将管内的水排至下一试管段，试压水可以重复利用，仅需补充少量损耗的试压水；与传统试压方法相比，显著减少了试压用水量。

(6)、管道试压：

(6.1)、装配式试压装置安全性验算：

为了保证装配式试压装置不因为两侧压差过大引起输水管道轴向移动，应严格控制钢隔板两侧压力差；试压之前必须根据管道埋深、埋置长度、土料、压实度等参数计算摩擦力，确定隔板两压力差，确保试验安全；多个工程实践表明，将钢隔板两侧压差通常控制在0.3MPa范围内可以确保管道不移位，安全可靠；

管道摩擦力按下列公式计算：

F＝πρgμD外(h+D_外/2)

式中:F——单位长度管道与土壤间摩擦力，单位N/m，

ρ——土壤密度，单位kg/m³，

g——重力加速度，单位m/s²，

μ——摩擦系数，

D_外——管道外径，铸铁管近似取内径，单位m，

h——管顶埋深，单位m；

以DN1200管道为例验算：ρ取1.7×103kg/m³；μ取0.3；h取2.0m；D外近似取1.2m。

F＝πρgμD_外(h+D_外/2)＝3.14×1.7×103×9.8×0.3×1.2×(2.0+1.2/2)≈48964N/m

紧邻装配式试压装置单根管段长为6m，埋入回填土中长为5m，试压装置两端各一根管道，总长为10m。

则：总摩擦力F_总＝48964×10＝489640N

装配式试压装置隔板上的压力P＝F_总÷(πD2/4)≈489640÷(3.14×1.22/4)≈433156N/m≈0.43MPa＞0.3MPa，管道是安全的。以上计算没有考虑拖拉墩显著增大摩擦力的效果，因此，计算趋于保守，试压时管道的安全更加有保障。

(6.2)管道试压：

试验段管道内灌满水后，按施工规范要求充分浸泡；用试压泵将管内水压缓慢分级升压，每级0.1Mpa，在整体升压过程中先打开各试压段的管道试压装置旁通阀，在达到各段工作压力时关闭管道试压装置连通管闸阀；试压期间全过程巡查支墩、管身及接口有无漏水、损坏现象，若有漏水、损坏等异常现象时应停止升压，查明原因，采取修复或应对措施后再恢复升压；

在整体升压过程中要保持旁通阀、管道高点的排气阀全开启状态，泄水三通堵板全关闭状态；

(7)、排水：

在试压区间放空管三通口用盲板封堵，堵板预留闸阀，试验完成后将旁通阀打开，先均压后降压；压力降到零时打开放空阀进行组织排水。

(8)、管道连接：

管道内试压水排完后，拆除管道试压装置中的隔断板、工字钢肋板、旁通管等附件，对旁通管三通口焊接封堵，防腐处理后再次安装，达到管道试压装置重复利用，降低施工成本。

Claims (1)

1.一种长距离输水管道连续铺设、节水试压施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、装配式管道试压装置设计与制作：

(1.1)装配式管道试压装置设计：

熟悉施工图纸，根据施工图及审批的水压试验方案及有关规范计算检修阀门、伸缩节、排气三通、附件的长度，然后按照管件、附件的长度计算装配式管道试压装置长度，根据各试压段工作压力以及实验压力确定各类型号管材、法兰、阀门；

(1.2)装配式管道试压装置制作：

根据装配式管道试压装置设计图，切割短管，在短管两端分别焊接法兰，在短管中间同轴加焊将短管隔开分成不相通两部分的中间钢板，在短管管壁和中间钢板上两侧分别加焊肋板作为加强措施，在中间钢板两边的短管管壁上分别焊接旁路管；

(1.3)装配式管道试压装置检测：

装配式管道试压装置制作完毕后检测尺寸及焊接情况，对不符合要求的部位进行修正，检测合格后进行水压试验；

(2)、沟槽开挖、输水管道连续铺设：

输水管道铺设前与设计、监理等有关人员确定试压段的划分，确定各试压段的工作压力以及试验压力，各试压段的划分预留在检修阀门井及排气井位置；输水管道施工时严格按照施工规范要求开挖沟槽、管道逐节安装、回填分层夯实程序施工，管顶覆土厚度要达到设计要求，防止管道起拱；输水管道的铺设不受试压的影响，采取连续铺设的施工方法；

(3)、装配式管道试压装置安装：

装配式管道试压装置制作经水压试验合格后与预留试验段同步安装，为了保证安装质量及提高效率，采用风炮安装螺栓，安装时注意螺栓位置，保证螺栓孔与水压试验后安装的阀门等附件的垂直度及平整度；

(4)、灌水系统施工：

根据管道试压灌水量设计灌水系统，包括水池、过滤设施、抽水设备，浇筑水泵混凝土基础，当混凝土达到设计强度后安装灌水泵，然后连接管路、各类阀门、压力表；

(5)、管道灌水：

输水管道灌水前应检查下列内容：(a)、输水管道覆土符合要求；(b)、弯头、支墩处混凝土达到设计要求；(c)、排水管路安装完毕；

在靠近水源部位预留的旁通阀安装灌水泵进行试压管道灌水，采用装配式管道试压装置进行压水试验，只需将准备试压的3～5段管道充满水即可，最大用水量仅为试压段管道内容积；试压管段试压合格后，即可将管内的水排至下一试管段，试压水可以重复利用，仅需补充少量损耗的试压水；

(6)、管道试压：

(6.1)、装配式试压装置安全性验算：

为了保证装配式试压装置不因为两侧压差过大引起输水管道轴向移动，应严格控制钢隔板两侧压力差；试压之前必须根据管道埋深、埋置长度、土料、压实度等参数计算摩擦力，确定隔板两压力差，确保试验安全；将钢隔板两侧压差控制在0.3MPa范围内可以确保管道不移位，安全可靠；

管道摩擦力按下列公式计算：

F＝πρgμD_外(h+D外/2)

式中:F——单位长度管道与土壤间摩擦力，单位N/m，

ρ——土壤密度，单位kg/m³，

g——重力加速度，单位m/s²，

μ——摩擦系数，

D_外——管道外径，铸铁管近似取内径，单位m，

h——管顶埋深，单位m；

(6.2)管道试压：

试验段管道内灌满水后，按施工规范要求充分浸泡；用试压泵将管内水压缓慢分级升压，每级0.1Mpa，在整体升压过程中先打开各试压段的管道试压装置旁通阀，在达到各段工作压力时关闭管道试压装置连通管闸阀；试压期间全过程巡查支墩、管身及接口有无漏水、损坏现象，若有漏水、损坏等异常现象时应停止升压，查明原因，采取修复或应对措施后再恢复升压；

在整体升压过程中要保持旁通阀、管道高点的排气阀全开启状态，泄水三通堵板全关闭状态；

(7)、排水：

在试压区间放空管三通口用盲板封堵，堵板预留闸阀，试验完成后将旁通阀打开，先均压后降压；压力降到零时打开放空阀进行组织排水。

(8)、管道连接：

管道内试压水排完后，拆除管道试压装置中的隔断板、工字钢肋板、旁通管等附件，对旁通管三通口焊接封堵，防腐处理后再次安装，达到管道试压装置重复利用，降低施工成本。