CN106015824B - 预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵装置，涉及预应力钢筒混凝土管安装施工领域。它包括排气管，承插口钢件，短管，平盖堵头，千斤顶，钢板，混凝土靠背，预埋钢板，有压力表位于所述排气管上，所述排气管底端垂直连接于所述短管上表面，所述承插口钢件包括承插口钢环，承插口钢圈，加劲块；所述承插口钢环与预应力钢筒混凝土管连接，所述短管与所述承插口钢件的承插口钢圈处焊接；所述短管另一端焊接在平盖堵头上，所述千斤顶连接平盖堵头和混凝土靠背，所述预埋钢板分布于所述混凝土靠背内。它克服了现有技术费工费时，变形，不安全，经济效能低的缺点。本发明还公开了这种预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵方法。

Description

预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵装置及方法
技术领域
本发明涉及预应力钢筒混凝土管安装施工领域，具体的说是一种预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵装置。本发明还涉及操作这种预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵装置的方法。
背景技术
预应力钢筒混凝土管(简称PCCP即Prestressed Concrete Cylinder Pipe)是一种具有高强度、高抗渗性和高密封性的复合型管材，其集合了薄钢板、高强混凝土、高强预应力钢丝、高强砂浆和橡胶密封圈等原辅材料制造而成。该管道尤其适用于大口径、高工压和高覆土供水工程。PCCP管采用承插口式连接，通过在插口凹槽处安装橡胶密封圈进行密封。依据规范要求，压力管道安装完成后，应分段进行水压试验，水压试验合格后(压力降法和渗水量法)，才允许并网通水投入使用。规范中要求压力管道水压试验的管段长度不宜大于1.0km，因此压力管道工程需进行多次水压试验。水压试验的封堵装置关系重大。尤其是封堵装置的安全性、经济性和发明便捷性对水压试验、甚至于对整个管道安装工程都影响重大。
目前的水压试验封堵装置为：钢制打压配件管。钢制打压配件管是由钢板卷焊制作而成，一般长为5000mm，两端设置承插口与PCCP管连接。在钢制打压配件管内部中间焊接钢板，将钢制打压配件管内部堵死，作为水压试验的堵板，利用前后安装的PCCP管与土体产生的摩擦力作为靠背，阻止滑移，对两节钢制打压配件管中间位置的某一段PCCP管道进行冲水及水压试验。水压试验完成后，需要人工进入管道内部将堵板切割成小块，堵板小块从进人孔吊出管道后，再对管道内部堵板位置采用砂浆衬砌处理。因此，钢制打压配件管成本较高，一般为厚20mm～30mm钢板卷焊制作而成，内部圆形堵板厚30mm～40mm，与钢制打压配件管焊接，钢板焊接质量要求高。水压试验完成后，要人工从进人孔管内进行切割，费工费时，工人在空气几乎不流通的管道内部进行切割作业，极不安全，危害身体健康。且人工切割也可能对钢制打压配件管产生变形等不利影响。封堵板焊接在钢制打压配件管内部，水压试验过程中无法观察到作为后靠背的PCCP管道的位移或变形情况，导致水压试验允许渗水量法试验不精确。另外水压试验完成后，需要人工进入管道内部将堵板切割成小块，导致堵板只能一次使用，不能循环利用，经济效能低。
发明内容
本发明的第一目的是为了克服背景技术的不足之处，而提供预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵装置。
本发明的第二目的是提供操作这种预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵装置的方法。
为了实现本发明的第一目的，本发明的技术方案为：预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵装置，其特征在于：包括排气管，承插口钢件，短管，平盖堵头，千斤顶，钢板，混凝土靠背，预埋钢板，有压力表位于所述排气管上，所述排气管底端垂直连接于所述短管上表面，所述承插口钢件包括承插口钢环，承插口钢圈，加劲块，所述承插口钢环与预应力钢筒混凝土管连接，所述短管与所述承插口钢件的承插口钢圈处焊接，所述短管另一端焊接在平盖堵头上，所述千斤顶连接平盖堵头和凝土靠背，所述钢板位于所述千斤顶和混凝土靠背的相交面，所述预埋钢板分布于所述混凝土靠背内。
在上述技术方案中，所述排气管上配置排气阀，且所述排气阀口径与所述排气管相匹配。在水压试验管道升压时排除管道内剩余空气。
在上述技术方案中，所述承插口钢环口径与安装的预应力钢筒混凝土管使用的承插口相匹配，内部用橡胶圈进行密封；所述承插口钢圈由钢板卷制焊接而成，且与所述承插口钢环焊接在一起。安装方便，止水性能好。
在上述技术方案中，所述短管由金属板卷制焊接而成，且口径与所述承插口钢环大小相匹配；所述承插口钢圈与所述短管连接处四周均匀焊接加劲块。对平盖堵头起一定缓冲作用，抵抗试验时管道内水压力；对承插口钢件起到加固作用，保证安全。
在上述技术方案中，所述平盖堵头由金属板制作，所述平盖堵头包含内环加劲圆环，外环加劲圆环及加劲板，所述内环加强圆环焊接加劲板；所述外环加劲圆环焊接加劲板。设置内外环加劲圆环和加劲板是根据规范和设计条件计算得出的，充分保证水压试验时安全可靠。
在上述技术方案中，所述千斤顶有多个。千斤顶起到缓冲作用，避免平盖堵头直接作用在混凝土靠背上，对平盖堵头造成破坏；调节千斤顶顶压平盖堵头，直至几乎不产生位移，才能进行水压试验。
在上述技术方案中，所述钢板为一整块。增大千斤顶与平盖堵头和凝土靠背的接触面积，均衡压力。
在上述技术方案中，所述混凝土靠背由预制矩形钢筋混凝土梁组合而成，所述混凝土梁内配置纵向及横向的螺纹钢筋。由于原状土体受力后会产生较大变形，不能作为第一级支撑靠背，必须使用变形小的混凝土作为第一级支撑靠背，原状土体作为第二级支撑靠背，且预制矩形钢筋混凝土梁工艺简单，成本低。
在上述技术方案中，所述预埋钢板有多块。将相邻两个混凝土块的钢板焊接在一起，起到固定的作用，保证混凝土梁整体受力。
为了实现本发明的第二目的，本发明的技术方案为：预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：将承插口钢件、短管与平盖堵头进行焊接；在所述短管上焊接排气管，在所述排气管上安装排气阀与压力表；
步骤2：将所述承插口钢件安装在PCCP管道上，所述承插口钢件内部用橡胶圈进行密封止水；
步骤3：于混凝土靠背下方铺设垫层混凝土，所述混凝土靠背由混凝土梁吊装叠放在一起形成，并通过预埋钢板焊接在一起，组合受力，原状土后背墙与所述混凝土靠背之间空隙采用砂浆灌实。
步骤4：所述平盖堵头与所述混凝土靠背之间用千斤顶顶严，由于所述千斤顶接触面积较小，采用钢板7增大接触面积，补强处理。
步骤5：升压后管内的水压力通过所述平盖堵头，所述千斤顶，所述钢板，所述混凝土靠背的传递，挤压所述混凝土靠背后的原状土后背墙，可能会产生少量位移，将压力降下来后，调节所述千斤顶顶压所述平盖堵头，反复操作直至几乎不产生位移，最后进行水压试验。
步骤6：管道内升压过程中，打开所述排气阀，排除管道内残余的空气，待空气排完后，关上所述排气阀，读取压力表的读数，并时时监测封堵装置的位移情况。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)安全性能高。采用千斤顶、钢板、混凝土梁、原状土作为后靠背，位移小，安全性高。
(2)堵头出露，便于时时观测位移，安全监测。
(3)提高水压试验允许渗水量法的精度。要求实测渗水量小于或等于规范要求。
(4)操作简单，安装拆除方便，可以重复使用，经济性能高。
附图说明
图1为预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵装置布置示意图。
图2为预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵装置平面布置示意图。
图3为承插口钢件、短管与平盖堵头结构示意图。
图4为混凝土梁整体加固及千斤顶布置示意图。
图5为平盖堵头结构示意图。
图中1-压力表,2-排气管,21-排气阀，3-承插口钢件,31-承插口钢环，32-承插口钢圈，33-加劲块，4-短管，5-平盖堵头,51-内环加劲圆环，52-外环加劲圆环，53-加劲板，6-千斤顶，7-钢板，8-混凝土靠背，81-混凝土梁，9-预埋钢板。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵装置，其特征在于：包括排气管2，承插口钢件3，短管4，平盖堵头5，千斤顶6，钢板7，混凝土靠背8，预埋钢板9，有压力表1位于所述排气管2上，所述排气管2底端垂直连接于所述短管4上表面，所述承插口钢件3包括承插口钢环31，承插口钢圈32，加劲块33，所述承插口钢环31与预应力钢筒混凝土管连接，所述短管4与所述承插口钢件3的承插口钢圈32处焊接，所述短管4另一端焊接在平盖堵头5上，所述千斤顶6连接平盖堵头5和凝土靠背8，所述钢板7位于所述千斤顶6和混凝土靠背8的相交面，所述预埋钢板9分布于所述混凝土靠背8内。所述排气管2上配置排气阀21，且所述排气阀21口径与所述排气管2相匹配。所述承插口钢环31口径与安装的预应力钢筒混凝土管使用的承插口相匹配，内部用橡胶圈进行密封；所述承插口钢圈32由钢板卷制焊接而成，且与所述承插口钢环31焊接在一起。所述短管4由金属板卷制焊接而成，且口径与所述承插口钢环31大小相匹配；所述承插口钢圈32与所述短管4连接处四周均匀焊接加劲块33。所述平盖堵头5由金属板制作，所述平盖堵头5包含内环加劲圆环51，外环加劲圆环52及加劲板53，所述内环加劲圆环51焊接加劲板53，所述外环加劲圆环52焊接加劲板53；所述千斤顶6有多个。所述钢板7为一整块。所述混凝土靠背8由预制矩形钢筋混凝土梁81组合而成，所述混凝土梁81内配置纵向及横向的螺纹钢筋。所述预埋钢板9有多块。
参阅附图可知：预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：将承插口钢件3、短管4与平盖堵头5进行焊接；在所述短管4上焊接排气管2，在所述排气管2上安装排气阀21与压力表1；
步骤2：将所述承插口钢件3安装在PCCP管道上，所述承插口钢件3内部用橡胶圈进行密封止水；
步骤3：于混凝土靠背8下方铺设垫层混凝土，所述混凝土靠背8由混凝土梁81吊装叠放在一起形成，并通过预埋钢板9焊接在一起，组合受力，原状土后背墙与所述混凝土靠背8之间空隙采用砂浆灌实。
步骤4：所述平盖堵头5与所述混凝土靠背8之间用千斤顶6顶严，由于所述千斤顶6接触面积较小，采用钢板7增大接触面积，补强处理。
步骤5：升压后管内的水压力通过所述平盖堵头5，所述千斤顶6，所述钢板7，所述混凝土靠背8等的传递，挤压所述混凝土靠背8后的原状土后背墙，可能会产生少量位移，将压力降下来后，调节所述千斤顶6顶压所述平盖堵头5，反复操作直至几乎不产生位移，最后进行水压试验。
步骤6：管道内升压过程中，打开所述排气阀21，排除管道内残余的空气，待空气排完后，关上所述排气阀21，读取压力表1的读数，并时时监测封堵装置的位移情况。
其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (9)

1.预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵方法，包括排气管(2)，承插口钢件(3)，短管(4)，平盖堵头(5)，千斤顶(6)，钢板(7)，混凝土靠背(8)，预埋钢板(9)，有压力表(1)位于所述排气管(2)上，所述排气管(2)底端垂直连接于所述短管(4)上表面，所述承插口钢件(3)包括承插口钢环(31)，承插口钢圈(32)，加劲块(33)，所述承插口钢环(31)与预应力钢筒混凝土管连接，所述短管(4)与所述承插口钢件(3)的承插口钢圈(32)处焊接，所述短管(4)另一端焊接在平盖堵头(5)上，所述千斤顶(6)连接平盖堵头(5)和混凝土靠背(8)，所述钢板(7)位于所述千斤顶(6)和混凝土靠背(8)的相交面，所述预埋钢板(9)分布于所述混凝土靠背(8)内；
其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：将承插口钢件(3)、短管(4)与平盖堵头(5)进行焊接；在所述短管(4)上焊接排气管(2)，在所述排气管(2)上安装排气阀(21)与压力表(1)；
步骤2：将所述承插口钢件(3)安装在PCCP管道上，所述承插口钢件(3)内部用橡胶圈进行密封止水；
步骤3：于混凝土靠背(8)下方铺设垫层混凝土，所述混凝土靠背(8)由混凝土梁(81)吊装叠放在一起形成，并通过预埋钢板(9)焊接在一起，组合受力，原状土后背墙与所述混凝土靠背(8)之间空隙采用砂浆灌实；
步骤4：所述平盖堵头(5)与所述混凝土靠背(8)之间用千斤顶(6)顶严，由于所述千斤顶(6)接触面积较小，采用钢板(7)增大接触面积，补强处理；
步骤5：升压后管内的水压力通过所述平盖堵头(5)，所述千斤顶(6)，所述钢板(7)，所述混凝土靠背(8)的传递，挤压所述混凝土靠背(8)后的原状土后背墙，可能会产生少量位移，将压力降下来后，调节所述千斤顶(6)顶压所述平盖堵头(5)，反复操作直至几乎不产生位移，最后进行水压试验；
步骤6：管道内升压过程中，打开所述排气阀(21)，排除管道内残余的空气，待空气排完后，关上所述排气阀(21)，读取压力表(1)的读数，并时时监测封堵装置的位移情况。
2.根据权利要求1所述的预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵方法，其特征在于：所述排气管(2)上配置排气阀(21)，且所述排气阀(21)口径与所述排气管(2)相匹配。
3.根据权利要求2所述的预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵方法，其特征在于：所述承插口钢环(31)口径与安装的预应力钢筒混凝土管使用的承插口相匹配，内部用橡胶圈进行密封；所述承插口钢圈(32)由钢板卷制焊接而成，且与所述承插口钢环(31)焊接在一起。
4.根据权利要求3所述的预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵方法，其特征在于：所述短管(4)由金属板卷制焊接而成，且口径与所述承插口钢环(31)大小相匹配；所述承插口钢圈(32)与所述短管(4)连接处四周均匀焊接加劲块(33)。
5.根据权利要求4所述的预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵方法，其特征在于：所述平盖堵头(5)由金属板制作，所述平盖堵头(5)包含内环加劲圆环(51)，外环加劲圆环(52)及加劲板(53)，所述内环加劲圆环(51)焊接加劲板(53)，所述外环加劲圆环(52)焊接加劲板(53)。
6.根据权利要求5所述的预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵方法，其特征在于：所述千斤顶(6)有多个。
7.根据权利要求6所述的预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵方法，其特征在于：所述钢板(7)为一整块。
8.根据权利要求7所述的预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵方法，其特征在于：所述混凝土靠背(8)由预制矩形钢筋混凝土梁(81)组合而成，所述混凝土梁(81)内配置纵向及横向的螺纹钢筋。
9.根据权利要求1至8中任一项权利要求所述的预应力钢筒混凝土管道水压试验封堵方法，其特征在于：所述预埋钢板(9)有多块。
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