驮英灌区东干渠输水工程PCCP水压试验的方法_邓小飞.pdf
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1、第 卷第 期红水河 年 月 驮英灌区东干渠输水工程 水压试验的方法邓小飞(中国水利水电第十二工程局有限公司,浙江 杭州)摘 要:在长距离倒虹吸工程预应力钢筒混凝土管安装施工完成后,需对管道进行水压试验,以检验施工安装质量,确保满足管道在后续运行中的使用功能。笔者以广西驮英灌区东干渠输水工程东门倒虹吸为例,对长距离大口径预应力钢筒混凝土管水压试验段划分、分段处堵板和后背设计以及试验压力确定进行论述,详细阐述分段水压试验方法和步骤。试验结果满足规范及设计要求,并有效地检验管道安装质量,为以后类似工程积累经验,具有一定的参考价值。关键词:长距离输水工程;预应力钢筒混凝土管;水压试验;倒虹吸中图分类号
2、:文献标志码:文章编号:():开放科学(资源服务)标识码():(,):(),:;();工程概述广西驮英灌区东干渠输水工程全长 ,共有倒虹吸 座,其中东门倒虹吸线路总长 ,东门倒虹吸 管道长 ,建筑物的设计级别为 级,设计的合理使用年限为 。设计流量为 ,加大流量为 ,糙率为,管道设计流速为 。倒虹吸由进口渐变段、沉沙池、拦污栅、压力前池、埋管段、出口闸门及出口渐变段组成。埋管段长约 ,管径为 ,工作压力为,其中,镇墩内连接管段、检查井、排气井及排水井内管道采用压力钢管,剩余部分采用的是预应力钢筒混凝土管()。沿线在上凸部分设置排气阀、下凹部位设置排水阀。钢管管材采用()镇静钢,钢管直径 ,壁厚
3、度均为 。管道型号为 ,管道符合相关规范要求。收稿日期:;修回日期:作者简介:邓小飞(),男,贵州铜仁人,工程师,主要从事水利水电工程施工工作。:。邓小飞:驮英灌区东干渠输水工程 水压试验的方法 水压试验段划分东门倒虹吸 管道(含倒虹吸进口钢管、倒虹吸出口钢管)桩号为,共计 。和钢管管径均为 ,工作压力为。该倒虹吸预应力钢筒混凝土管试验压力为 ,试压时,需要在试压段前后保留一段土体或混凝土块作为试压后背,水压试验的长度不宜大于 。该倒虹吸长度较长,应分段进行水压试验,因此,东门倒虹吸 水压试验需分两段进行。水压试验时,需在拟进行水压试验段的 管道首、尾两端设置堵板和后背。后背主要采用素混凝土结
4、构,水压试验结束后进行拆除,因此,需要在水压试验分段处预留出混凝土后背的位置。水压试验后背示意图如图 所示。图 水压试验后背示意图 根据现场实际情况,东门倒虹吸水压试验分段处选择在 号镇墩处,桩号为,高程,该处为倒虹吸所经过位置的最低点。在进行倒虹吸水压试验前,需先将 号镇墩连接段钢管切割成 节,分别是两端带有承插口的两节和不带承插口的中间节;同时,对已安装的 号镇墩连接段钢管两侧的 各拆除一节。两次水压试验分段桩号 处为后背预留的空间长度为上游一节 管道长度 号镇墩连接段钢管长度下游一节 管道长度。两段的水压试验施工顺序可根据现场实际情况进行确定。水压试验参数计算 水压试验段水压力差值计算东
5、门倒虹吸水压试验分为两段,其中,第一段水压试验桩号为,试验长度为 ;第二段水压试验桩号为 ,试验长度为 。东门倒虹吸沿线地形起伏,根据设计图纸,管道中心点桩号 处的高程为 ,桩号 处的高程为 (该段最低点),桩号 处的高程为 。根据上述分段情况,分别计算水压力差。)计算桩号 段的水压力差:根据公式 ,其中 ,则有 )计算桩号 段的水压力差:根据公式 ,其中 ,则有 根据上述计算结果可知,在桩号 与桩号 之间存在 的水压力差,在桩号 与桩号 之间存在 的水压力差。根据设计图纸中的说明“钢筒混凝土管试验压力为 ,试验前,施工单位应编制试验方案,试验时,需要在试压段前后保留一段土体作为试压后背。水压
6、试验的试验长度不宜大于 ,本倒虹吸长度较长,需要在合适的位置进行分段”,因此,在 段进行第一段管道水压试验时,需增设 的水压力,使得在桩号 处的管道试验压力值达到 ,此时在桩号 处的压力为 ;在桩号 段进行第二段管道水压试验时,增设 的水压力可以使得管道试验压力值达到,此时在桩号 处的压力为。水压试验段堵板及后背设计 堵板设计根据现场实际施工情况,在进行两次水压试验时,需分别在试验段桩号、桩号 的两端设置堵板。根据 给水排水管道工程施工及验收规范第 条的技术规范要求,东门倒虹吸水压试验堵板采用 厚厂家定型盲板。后背设计东门倒虹吸首尾两端(桩号 和桩号 红水河 年第 期)处地形为斜坡地,在该处设
7、置后背需沿倒虹吸轴线方向修建斜向施工便道下至倒虹吸基坑底部,中间分段位置桩号 处土方开挖已全部完成。因此,东门倒虹吸 个水压试验段后背无法采用混凝土墩原状土加固后背墙的方式,只能采用全混凝土后背墩的方式。东门倒虹吸在试验段桩号 、桩号 的两端设置后背,均采用 素混凝土后背墙的形式,后背墙面应平整,且与管道轴线垂直,在后背墙上使用机械千斤顶均匀顶住盲板。)后背压力验算。根据公式 ,可推算出 处的后背总推力,具体计算过程如下。在桩号 处的水压力为 ,该桩号处的后背总推力:在桩号 处的水压力为 ,该桩号处的后背总推力:在桩号 处的水压力为 ,该桩号处的后背总推力:)后背混凝土墩尺寸计算。该方案采用
8、素混凝土墩作为支撑体系,为确保在管道水压试验过程中后背混凝土墩不发生移动,取抗滑系数为。因此,在桩号、处所需要的后背混凝土墩质量分别如下:在桩号 处的后背混凝土墩质量:();在桩号 处的后背混凝土墩质量:();在桩号 处的后背混凝土墩质量:()。素混凝土容重取 ,则后背混凝土墩各桩号处所需混凝土方量如下:在 桩 号 处 的 混 凝 土 方 量:;在 桩 号 处 的 混 凝 土 方 量:;在桩号 处的后背混凝土墩方量:。由于东门倒虹吸底板设计开挖尺寸为 ,根据上述所算的后背混凝土墩方量的不同,因此,每处后背混凝土墩的长和高将不同,具体尺寸计算如下:在桩号 处的后背混凝土墩尺寸:(长)(宽)(高)
9、;在桩号 处的后背混凝土墩尺寸:(长)(宽)(高);在桩号 处的后背混凝土墩尺寸:(长)(宽)(高)。根据上述结果表明,各处后背混凝土墩的尺寸满足管道水压试验的要求。)后背混凝土墩的布置。根据上述计算结果,桩号、处后背混凝土墩的布置示意图如图、图、图 所示。图 桩号 处后背混凝土墩的布置示意图邓小飞:驮英灌区东干渠输水工程 水压试验的方法图 桩号 处后背混凝土墩的布置示意图图 桩号 处后背混凝土墩的布置示意图 )千斤顶受力计算。根据后背压力验算的结果,考虑到抗滑系数为,且在该方案的水压试验中拟采用 的千斤顶作为支撑体系,则每处所需千斤顶个数具体如下:在桩号 处的千斤顶:;在桩号 处的千斤顶:;
10、在桩号 处的千斤顶:。为了增强抗滑稳定性,拟在后背混凝土基础面按 呈梅花形布置、的插筋,共增设约 根。在打压过程中,为防止因管道内压力增加管道轴向发生位移的情况,千斤顶在堵板上呈梅花形均匀布置,使堵板受力均匀。水压试验堵板及水管布置水压试验堵板及水管布置示意图见图。图 水压试验堵板及水管布置示意图 (图中钢垫板均采用 型钢板;图中注水、进气钢管均采用碳素无缝钢管;千斤顶 底部加垫 厚钢板;东门倒虹吸桩号 处采用 个 千斤 顶,桩号 处采用 个 千斤顶,桩号 处采用 个 千斤顶。)红水河 年第 期 东门倒虹吸水压试验分段处 及钢管安装示意图见图。图 水压试验分段处 及钢管安装示意图 东门倒虹吸两
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