CN107631846A - 一种长输管道的试压方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种长输管道的试压方法，包括如下步骤：(1)水源选取、划分试压段；(2)弯头支墩计算和制作；(3)打压后背制作；(4)注水试压；(5)排水。采用本发明的试压方法，能够减少试压段数，加大试压段长，最大程度克服超长距离、超高差低点注水等问题，解决传统施工中长距离输送管线的试压问题，降低施工成本，缩短施工周期。

Description

一种长输管道的试压方法

技术领域

本发明属于工业管道安装领域，具体涉及一种长输送管道的安装中的试压方法。

背景技术

在管道安装过程中，管道工程的质量取决于三个方面的因素，一是管道施工用的产品材料质量，这事保证管道施工质量的先决条件；二是管道的施工质量，在施工过程中必须严格按设计规定的规程规范进行操作，确保施工过程中的质量达标；三是管道试气试压的质量，工业管道试气试压是管道安装施工中十分重要的工序，也是检验管道的内在质量和施工质量的关键，保证工程竣工正式生产的必需的手段。

在对管道进行验收的时候，现有的管道试压方法为不同压力等级的管道单独试压，当管道数量较多时，试压过程比较繁琐，耗费大量的人力和时间。尤其是超长距离、超高差低点注水、取水较为困难的管道，采用目前的试压方法消耗的施工成本及其巨大，施工工期也难以得到保证。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种减少试压段数，加大试压段长，最大程度克服超长距离、超高差低点注水、高压力试压等诸多困难，解决长距离管线试压的试压方法。

技术方案：本发明所述长输管道的试压方法包括如下步骤：

(1)水源选取、划分试压段：根据水源情况将管网合理分段，取用河水作为水源时，采用水泵阶梯接力方式多级提升；

(2)弯头支墩计算和制作：根据在管道的弯头、三通和盲板处对支墩产生巨大的推力，精确计算支墩的地基承载力，确保水压试验的安全通过以及满足正常的通水要求；

(3)打压后背制作：采用钢法兰盲板或球墨铸铁承插堵封堵管道，在沟槽开挖深度内回填土无法支撑试压管端处由于水压给短管和盲板的外推力时，采用厚钢板配枕木加固后背，后背初装完成后，务必将后背与土壁缝隙夯实；对打压后背进行试压模拟分析，确保试压后背满足全管线上试压的要求；

(4)注水试压：选择排泥三通盲板处进行注水，开启管道上预留的排气阀，将水从低端或高端缓慢注入，排气阀出水后关闭，注水先采用潜水泵、多级泵进行注水，待压力达到试压压力的40-50％左右时，换更高压力的试压泵进行升压，直至管道内压力升至试验压力后停止注水补压，稳定15min，当15min后压力下降不超过规定允许压力降数值时，将试验压力降至工作压力并保持恒压30min，进行外观检查，若无漏水现象，则水压试验合格；

(5)排水：水压试验成功后，先打开排气阀，再开启排泥阀的25％流量，将打压用水排出；待试压段最高点盲板处压力表指数为0时，打开盲板，调大排泥阀流量加速排水。

本发明进一步优选地技术方案为，步骤(4)中注水和升压的具体步骤为：

a、注水：采取φ100潜水泵向1×1×1.2m规格的水箱注水，水箱连接多级泵，多级泵通过管线与盲板进水口连接，多级泵每小时流量18-20m³；注水升压过程应缓慢，管线注满水后，开始升压，每注入10箱水后，停泵放气一次，每次停泵时间不短于10分钟，压力升至工作压力的60％时，每升0.1MPa压力停泵30分钟稳压，或短时排气；管道内注满水后，浸泡24小时以上，防止水泥砂浆内衬吸水掉压；

b、升压：当多级泵升压缓慢时，用打压泵开始注水升压，打压泵为压力为4MPa，压力升至试压压力时，停泵、停止升压，进行稳压步骤。

作为优选，在注水升压过程中，在压力达到工作压力后，每升0.1Mpa应检查后背、支墩、管身及接口，无异常现象时再继续升压；若遇有缺陷时，做出标记，卸压后再进行修补，发生变形较大时应立即停泵。

作为优选，管道升压时，管道内的气体应排尽，升压过程中，当发现压力表针摆动较大，不稳，且升压较慢时，应重新排气后再按10％逐级升压。

作为优选，步骤(2)中弯头支墩制作包括支墩模板制作和混凝土浇筑：

a、支墩模板制作，根据地形、开挖条件及环境采取不同形式模板，环境及开挖条件较好基坑，采用木模板支护；模板支护困难基坑，可采用编织袋装沙土垛砌成模；因开挖条件限制或因时间问题及其它原因条件极差的基坑，可直接利用基坑侧壁做土模；

b、混凝土浇筑，为确保工程进度及产品质量，支墩混凝土全部采用商品砼，混凝土产品进入施工现场时必须提供正规齐全的质量保证资料，砼坍落度根据施工部位不同控制在规定范围内。

作为优选，步骤(4)中注水前要对后背进行加固，加固方法如下：

a、先用千斤顶对后背进行预压顶力，将千斤顶加力到最大；

b、将千斤顶行程回到最小，在千斤顶前后加枕木或方木，再次用千斤顶对后背进行预压，此时千斤顶加力杆长度不小于1.5m，加力人数为2人，加力杆用φ32Ⅲ级螺纹钢制作。

有益效果：(1)采用本发明的试压方法，能够减少试压段数，加大试压段长，最大程度克服超长距离、超高差低点注水等问题，解决传统施工中长距离输送管线的试压问题，降低施工成本，缩短施工周期；

(2)本发明通过合理减少大弯头转角，减少水势损失，精量化计算设计和浇筑弯头支墩，满足抗压水试验；同时采用水泵阶梯接力方式多级提升用水，取用少数水源为长距离的管网提供水源，适用于水资源较为缺乏的地区；

(3)本发明采用钢板和枕木组合制作试压后背，增大受力面积，满足地基较软或者承载力较小的试压环境，通过设置安全转角，创新性设置打压后背和弯头支墩，满足高压试压实验；本发明的试压方法适用于所有土质上安装的长距离管道，适用于地势高差大，可达100米的复杂地区。

附图说明

图1为本发明所述长输管道的试压方法的施工流程图。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：本实施例中以某配套供水项目为例，详细说明本发明的技术方案。

该项目由于管道超长，高差大，不可避免的产生水势损失，合理减少大弯头转角，缓解水势的进一步损失。管道自然转角安全度数，确保管道自然转角安全可靠，减少大角度弯头的使用；除5处过河段取水比较容易外，其它管段取水相当困难，由于当地水源极少，取用河水作为水源时，采用水泵阶梯接力方式多级提升。

本工程管道压力试压压力较高，管道试压压力2.25MPa。球墨铸铁管道试压压力达到1.25MPa，是对管道弯头支墩、管道整体将是严峻考验。尤其是管子形成管道后，弯头支墩要承受很强的水平和竖向推力。

针对以上的技术问题和技术难点，本工程管网试验压力采用分区压力试验。全管线主管线有DN500和DN400两种管径，工作压力为1.75MPa(试验压力2.25MPa)DN400管径管网长度为6.77km，剩余部分DN400管径管网(长度为9.12km)和所有DN500管网(长度为14.6km)工作压力为1.00MPa(试验压力1.50MPa)。

根据本工程的管线距离长，水压高，地形高差大和工期等特点，同时考虑到当地水源较少，现将全管网划分成16个试压段，并且选取了几个合理的取水点。

球墨铸铁管试压盲板采用钢法兰盲板或球墨铸铁承插堵结合方式，当地土质在沟槽开挖深度内承载力仅80KPa，回填土不足以支撑压力试验管端处由于水压给短管和盲板的外推力。由于本工程业不允许利用已完成管做后背，因此采用厚钢板配枕木加固后背。后背初装完成后，将后背与土壁缝隙夯实。用千斤顶预顶，将后背顶牢，待注水过程中，因试压段有较大高差，低点处盲板开始承受压力，再用千斤顶加力顶死。千斤顶中心必须与管盲板中心同中心，偏差不大于15mm。

本工程所制作的试压后背操作坑内自铸铁短管口下沿是不回填土的，在分析模拟打压过程中的打压后背受力过程时不考虑迎推力侧的主动土压力。根据计算1.5MPa试验压力下的DN500管网在后背处产生的管道截面外推力p最大，且打压后背主要考虑的是能够否承受管道截面外推力，因此选择1.5MPa试验压力下的DN500管网的试压后背水平方向进行模拟分析。

管道截面外推力P(KN)

P＝0.785*dn²*(Pw-P大气)/1000

＝0.785*0.5²*(1.5-0.1)/1000＝274.75

式中dn——管道接口设计内径，mm

Pw——管道内水压力，Mpa

P大气——当地大气压力，取0.1Mpa

压实回填土对后背产生的被动土压力Fepk(KN)

式中——土壤等效内摩擦角，当地取值30(°)

γs3——主动土压力计算采用的回填土重度，当地土壤取值15KN/m³

Z2——支墩底在设计地面以下的深度，m

Z1——支墩顶在设计地面以下的深度，m

L——支墩长度L，m

抗滑系数Ks

Ks＝Fepk/P＝907.2/274.75＝3.3

经模拟分析次试压后背完全满足1.5MPa试验压力下的DN500管网试验要求。以同样方法分析，1.5MPa试验压力下的DN500管网的试压后背同样满足全管线上试压的要求。

注水方式采用排泥三通盲板处注水。为节省注水时间，注水先采用潜水泵或多级泵注水，待压力达到0.8MPa左右时，换4MPa试压泵进行升压。试验压力1.5MPa，采用2.5MPa压力表，试验压力2.25MPa，采用4MPa压力表。

注水前要对后背进行加固，加固方法如下：

(1)先用千斤顶对后背进行预压顶力，将千斤顶加力到最大行程。

(2)将千斤顶行程回到最小，在千斤顶前后加枕木或方木，再次用千斤顶对后背进行预压。此时千斤顶加力杆长度不小于1.5m，加力人数为2人，加力杆用φ32Ⅲ级螺纹钢制作。

具体注水步骤为：

(1)注水：开启管道上预留的排气阀，将水从低端(或高端)缓慢注入，注满水后，按规定浸泡24小时以上，以防水泥砂浆内衬吸水掉压；采取φ100潜水泵向1×1×1.2m规格的水箱注水，水箱连接多级泵，多级泵通过管线与盲板进水口连接，多级泵每小时流量18-20m³；注水升压过程应缓慢，管线注满水后，开始升压，每注入10箱水后，停泵放气一次，每次停泵时间不短于10分钟，压力升至工作压力的60％时，每升0.1MPa压力停泵30分钟稳压，或短时排气；

(2)升压：当多级泵升压缓慢时，用打压泵开始注水升压，打压泵为压力为4MPa(40kg/cm²)，压力升至试压压力时，停泵、停止升压，进行稳压步骤。

压力达到工作压力后，每升0.1Mpa应检查后背、支墩、管身及接口，无异常现象时再继续升压。尤其关注45°、90°弯头支墩变化情况(DN500×90°弯头水平推力达55t)，试压试验时，严禁修补缺陷；若遇有缺陷时，做出标记，卸压后再进行修补。管道升压时，管道内的气体应排尽，升压过程中，当发现压力表针摆动较大，不稳，且升压较慢时，应重新排气后再按10％逐级升压。

整个注水过程中，要随时巡视弯头、三通支墩变化，注意排气。观察后背及盲板变形情况，做好记录，如果发生变形较大要立即停泵注水加压。试压现场10m范围内禁止外人进入，四周设置警示带，并设置中法文警示牌，告知管线试压危险禁止靠近。启闭各种球阀时要稳，防止用力过大损坏阀门和压力管路。

注水后，管线内压力达到试压压力，停止注水补压，稳定15min；当15min后压力下降不超过规定0.02MPa允许压力降数值时，将试验压力降至工作压力并保持恒压30min，进行外观检查若无漏水现象，则水压试验合格。

水压试验成功后，先打开排气阀，在开启排泥阀的25％流量，将打压用水排出；待试压段最高点盲板处压力表指数为0时，可打开盲板，可调大排泥阀流量加速排水。

采用上述的试压方法，本工程减少试压段数，加大试压段长，最大程度克服超长距离、超高差低点注水、高压力试压诸多困难，使用长距离高压球墨铸铁承插式管道，解决长距离管线试压技术问题，降低施工成本，有效地解决了项目工期紧，雨季施工等工期问题，而且解决了现场水源少的问题，增加一次试压长度减少试压次数。因沟槽挖深较浅，当地土质为细沙，后背土承载力仅8-10t/㎡，远远低于试压后背承载力的要求。需要人工做后背，后背材料为枕木、厚钢板及千斤顶组成。按业主通水时间，一期通水需要25段同时试压，需要一次性投入大量的后背材料和机具。通过优化试压方案，一期通水仅用6段完成了试压；二期用了8段完成试压，全线减少试压段28段。大大减少了后背制作和试验次数，减少了材料投入，缩短了试验总时间，并且项目试验人员、机械费用也相应减少。减少了打压后背制作次数，也加快了施工进度，为主线通水争取了时间。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (6)

1.一种长输管道的试压方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)水源选取、划分试压段：根据水源情况将管网合理分段，取用河水作为水源时，采用水泵阶梯接力方式多级提升；

(2)弯头支墩计算和制作：根据在管道的弯头、三通和盲板处对支墩产生巨大的推力，精确计算支墩的地基承载力，确保水压试验的安全通过以及满足正常的通水要求；

(3)打压后背制作：采用钢法兰盲板或球墨铸铁承插堵封堵管道，在沟槽开挖深度内回填土无法支撑试压管端处由于水压给短管和盲板的外推力时，采用厚钢板配枕木加固后背，后背初装完成后，务必将后背与土壁缝隙夯实；对打压后背进行试压模拟分析，确保试压后背满足全管线上试压的要求；

(4)注水试压：选择排泥三通盲板处进行注水，开启管道上预留的排气阀，将水从低端或高端缓慢注入，排气阀出水后关闭，注水先采用潜水泵、多级泵进行注水，待压力达到试压压力的40-50％左右时，换更高压力的试压泵进行升压，直至管道内压力升至试验压力后停止注水补压，稳定15min，当15min后压力下降不超过规定允许压力降数值时，将试验压力降至工作压力并保持恒压30min，进行外观检查，若无漏水现象，则水压试验合格；

(5)排水：水压试验成功后，先打开排气阀，再开启排泥阀的25％流量，将打压用水排出；待试压段最高点盲板处压力表指数为0时，打开盲板，调大排泥阀流量加速排水。

2.根据权利要求1所述的长输管道的试压方法，其特征在于，步骤(4)中注水和升压的具体步骤为：

a、注水：采取φ100潜水泵向1×1×1.2m规格的水箱注水，水箱连接多级泵，多级泵通过管线与盲板进水口连接，多级泵每小时流量18-20m³；注水升压过程应缓慢，管线注满水后，开始升压，每注入10箱水后，停泵放气一次，每次停泵时间不短于10分钟，压力升至工作压力的60％时，每升0.1MPa压力停泵30分钟稳压，或短时排气；管道内注满水后，浸泡24小时以上，防止水泥砂浆内衬吸水掉压；

b、升压：当多级泵升压缓慢时，用打压泵开始注水升压，打压泵为压力为4MPa，压力升至试压压力时，停泵、停止升压，进行稳压步骤。

3.根据权利要求2所述的长输管道的试压方法，其特征在于，在注水升压过程中，在压力达到工作压力后，每升0.1Mpa应检查后背、支墩、管身及接口，无异常现象时再继续升压；若遇有缺陷时，做出标记，卸压后再进行修补，发生变形较大时应立即停泵。

4.根据权利要求2所述的长输管道的试压方法，其特征在于，管道升压时，管道内的气体应排尽，升压过程中，当发现压力表针摆动较大，不稳，且升压较慢时，应重新排气后再按10％逐级升压。

5.根据权利要求1所述的长输管道的试压方法，其特征在于，步骤(2)中弯头支墩制作包括支墩模板制作和混凝土浇筑：

a、支墩模板制作，根据地形、开挖条件及环境采取不同形式模板，环境及开挖条件较好基坑，采用木模板支护；模板支护困难基坑，可采用编织袋装沙土垛砌成模；因开挖条件限制或因时间问题及其它原因条件极差的基坑，可直接利用基坑侧壁做土模；

b、混凝土浇筑，为确保工程进度及产品质量，支墩混凝土全部采用商品砼，混凝土产品进入施工现场时必须提供正规齐全的质量保证资料，砼坍落度根据施工部位不同控制在规定范围内。

6.根据权利要求1所述的长输管道的试压方法，其特征在于，步骤(4)中注水前要对后背进行加固，加固方法如下：

a、先用千斤顶对后背进行预压顶力，将千斤顶加力到最大；

b、将千斤顶行程回到最小，在千斤顶前后加枕木或方木，再次用千斤顶对后背进行预压，此时千斤顶加力杆长度不小于1.5m，加力人数为2人，加力杆用φ32Ⅲ级螺纹钢制作。