菲律宾大马尼拉供水工程大口径长距离输水管线水压试验技术

菲律宾大马尼拉供水工程大口径长距离输水管线水压试验技术摘要：本文以菲律宾大马尼拉供水项目AQ-6管线二期工程为背景，详细介绍了其大口径长距离输水管线水压试验的施工方法、施工工艺，对以后类似的工程有一定的借鉴作用关键词：大口径、长距离、水压试验、施工工艺1、工程概况菲律宾大马尼拉供水项目主要包括：修建沿着首都供排水系统的路权范围，全长约6500m的AQ-6二期和约5500m的AQ-5修复。AQ-6二期埋管钢管内径3.3m，壁厚16mm，材质A-283C外部设有加劲环，内外表面采用常规涂层。为适应地形的变化，沿管线设有弯管、跨管、过路、过河等交叉建筑结构。另设有进人孔、排气阀及排污管等附属设施。依照合同要求埋管钢管在厂内制作需对每节钢管进行水压试验和安装结束后需对整个管线进行水压实验两种。在实际施工的过程中，经与菲律宾马尼拉供水局（建设单位）协商，取消厂内水压试验的施工工序，待管线安装结束后统一进行水压试验。2、水压试验压力确定2.1厂内水压试验的确定：厂内水压试验压力确定依据合同规定应满足AWWAC2005.2.1静水压应不小于下列公式计算出的值：P=2St/D其中：P=最小水压试验压力(psi[kPa])S=水压试验中管壁的应力(psi[kPa])，是钢管最小屈服点的0.75倍t=壁厚经计算得：P=2×205×0.75×16/3332=1.5MPa2.2管线水压试验的确定安装后水压试验压力按照合同规定为“测试压力应为操作压力的1-½倍。最大系统操作压力为4.0kg/cm2。”经计算得：P=1.5×0.4MPa=0.6MPa因经协商，取消厂内水压试验，安装结束后统一进行水压试验，所以管线水压试验的试验压力最终确定为1.5MPa。因菲律宾不具备球封加工的能力，如果在国内进行加工，运输较为困难，因此经研究决定在制作厂自行设计制作平板闷头3、试验分段AQ-6二期埋管全长6500m，被1#、2#和6#三条隧洞分割成STA5+558.88-5+724、STA6+653-8+145、STA8+650-13+054.22、STA15+120-15+464.7四部分，根据现场的实际施工速度及菲律宾马尼拉供水局通过菲律宾专家论证，将整个管线分为STA5+558.88-5+724，STA6+553-7+322,STA7+322-7+929,STA7+929-8+145,STA8+650-11+379,STA11+379+13+052,STA15+120-15+464.7七个试验段。4、试验过程及结果本文主要以首次试验段STA7+322-STA7+929段进行说明。试验段内包含3#排气阀和1#排污阀，试验管线全长608m，注水量约为5200m3。4.1试压管段的试验布置4.1.1闷头的布置分别布置在7+322.417处和7+929.333处。并在7+322.417处的闷头顶部布置DN15压力表连接管，DN50排气管、在底部布置DN100排水管；7+929.333处底部布置DN50排气管，DN150的进水管，DN50的注压泵连接管、DN15的压力表连接管。在底部设置DN100的排水管。4.1.2排气阀和排污阀上的布置因排气阀和排污阀只进行管的预留，水压试验前在排气管上安装DN100的球阀，注水时作为此处的排气孔；在排污DN600的钢管上焊接平板闷头，并在闷头上设置DN50的钢管和球阀，管线注水时作为此处的排气阀。4.1.3水源的布置管线注水水源采用7+929.333处管线右侧AQ-2线的水井，用DN150水泵从井内抽水向管内注水。此处水井也作为水压试验泵的水源。4.2设备及仪表的选择4.2.1试压泵的选择我们对三种设备进行了选择：（1）试压泵在施工组织设计中选择的是4DSB-16,其流量在低压时只有474L/H，升压速度慢。在试压的过程中影响工作效率而不采用。（2）针对试压泵升压速度慢，我们改用JRD400B灌浆泵。该设备的排出压力为2.5-6MPa,流量为5m3/h。解决了水压试验升压过缓的问题。在七段水压试验的过程中，有六次采用。（3）我们还选择了多级离心泵，其参数为扬程160m，流量为20m3/h。在第三段试压中使用。使用中发现，在水泵向管道中注压的过程中，会因水泵密封胶圈的磨损而向管道内注入部分空气，升压一段时间后，要打开排气阀进行排气，否则会影响水压试验的质量。建议在以后类似的工程中，尽量采用灌浆泵，而少采用多级泵。4.2.2压力表的选择在两个闷头上分别布置一块1.6级弹簧压力表，表盘直径不小于150mm，最大量程为4MPa。并经过校验。4.2.3阀门的选择各个排气管、排水管、注水管所配置的球阀的公称压力为4MPa。首次水压试验各点布置图4.3实验过程4.3.1实验前检查在钢管无损检测合格并防腐结束后，对试验段钢管进行检查和清理。4.3.2实验前的准备工作（1）管线两端的闷头安装、焊接质量符合要求；闷头上各管路及阀门的安装符合要求；管线排气阀的球阀安装合格；管线排污阀的闷头和阀门安装质量合格。（2）将管线两端设置安全区域，并在周围15m范围设置警戒绳，与打压无关人员禁止进入警戒区域。用充水泵通过进水管向钢管内注水，在进水管上安装试验压力表；在压力表、进水管、排水管、排气管和灌浆泵进水管线上安装好阀门；并检查各压力表及阀门性能良好。（3）管线两端闷头处及压力表、各排气管安排专人监视，记录，并保持通讯畅通。（4）注水管、排水管及排气管按布置图进行布置。4.3.3试验程序（1）充水充水前记录气温、水温等数据。记录压力表的读数。开启排气阀，关闭排水阀，开启充水阀为管线内充水，依次关闭溢水的排气阀，当所有排气阀都关闭后，关闭充水阀。充水后检查闷头焊缝，各个阀门有无渗漏现象。（2）试验过程水压试验通过灌浆泵向钢管内打压，首先加压至0.4MPa稳压5分钟，检查各部位有无异常现象。第二步：无异常现象继续加压至0.8MPa稳压5分钟，检查各部位有无异常现象。第三步：无异常现象继续加压至1.0MPa稳压5分钟，检查各部位有无异常现象。第四步：无异常现象继续加压至1.25MPa稳压5分钟，检查各部位有无异常现象。第五步：无异常现象继续加压至1.5MPa稳压10分钟，检查各部位有无异常现象。第六步：无异常现象降压1.25MPa稳压30分钟，检查各部位有无渗漏、压力表有无变化；如无变化按1.0MPa、0.8MPa、0.4MPa、0逐级减压并分别稳压5分钟。检查并观测数据记录。打压泵加压、减压应缓慢、均匀，每次加压、减压操作前后观察记录各压力表读数，观察压力表指针应保持稳定，不得有颤动现象。在升压和稳压检查的过程中，如出现异常现象，需泄压后方可进行处理。处理合格后在进行升压。（3）排水水压试验合格后，打开排气阀、开启排水阀，将水排入水井内，放水时不得使钢管内产生负压。4.4试验结果七次水压试验在升压和稳压的过程中，没有出现任何异常现象，对整个管线钢管和连接焊缝强度也进行强度检验。试验结果全部符合规范要求。也为AQ6二期管线的提前通水奠定了基础，也受到了总包和建设单位的好评。5、结束语通过AQ-6二期管线工程的水压试验，为我们总结了以下几点经验：（1）对于大口径、长距离的输水管线，地势复杂折点多，注水时排气尤为重要，要根据每段试验管段不同的高程差和折点位置，仔细分析来确定排气阀的个数与位置。（2）升压时，试压泵的选择也尤为重要，在本工程中，我们针对三种设备的不同特点，选取了灌浆泵作为我们的升压设备，对加快AQ6二期管线的施工进度提前充水也起到了关键的作用。参考文献：【1】GB150-1998钢制压力容器【2】材料力学简明手册陈载赋著