双面加劲平板密封打压管检材的研发与应用

潘雪松

（辽宁省朝阳水文局,辽宁朝阳122000）

双面加劲平板密封打压管检材的研发与应用

潘雪松

（辽宁省朝阳水文局,辽宁朝阳122000）

水压试验是检验PCCP管材生产质量和安装质量的重要环节。文中通过对传统打压方式的技术革新，研发并应用了一种新型的双面加劲平板密封打压管道结构型式，有效地消除了传统打压方式存在的质量、安全隐患，避免了投资高，施工组织不灵活，解决了影响总工期等关键问题。

PCCP管道；双面加劲平板密封；打压管；研发与应用

1 传统打压型式与原理

PCCP管道工程施工完成后，为了检验输水管道在规定的内水压作业下的安全可靠性和严密性，检验PCCP管材的生产质量及与主管线配套的支管线、阀门及其他配套设施等性能是否满足设计要求，在管道连续安装完成后，应进行水压试验。传统方式的水压试验多采用后靠背式分段打压的方式，即施工一段输水管道后需要对管道进行封堵，封堵采用带堵板的钢配件管道，封堵后进行注水试验。试验时还需要在封堵管道的堵板外侧浇筑大体积的混凝土，做为临时止推墩，通过止推镇墩与基础面之间的摩擦力，来平衡管道水压实验时水对打压封堵板产生的内水压力。

水压试验完成后，需要将临时止推墩拆除，在另一侧PCCP管道进行水压试验时，需再次进行打压管道安装和止推镇墩浇筑。该方法在小型管道工程或短距离管道输水工程中较为适合，但若在大型长距离PCCP输水管道工程中则对工程施工影响较大，并会产生以下问题：

1）需要单独生产并安装打压堵板管道，并且每次打压试验时均需要设置止推镇墩，水压试验完成后，止推墩混凝土不能用于工程，须拆除掉，造成很大浪费。

2）在两个打压段之间，都会形成断点，两段打压段间需要在止推镇墩拆除后进行管道合拢，需要增加一处合拢管，不但增加了合拢管费用，并且合拢管道不具备打压条件，无法验证其安全可靠性和严密性。

3）水压试验、止推镇墩浇筑、拆除、合拢管的安装均占用关键线路时间，工程总工期受到水压试验的影响。

4）由于靠止推墩与基础之间的摩擦力来平衡内水压力，每个止推墩的断面尺寸都不一样，施工比较复杂。

因此传统水压试验打压方式和结构型式既影响工程施工效率，增加工程投资，又容易形成管道安全质量隐患。

2 新型打压管结构型式与原理

针对PCCP管道传统水压试验方式存在的诸多问题，该工程研发了PCCP管道双面加劲平板密封堵头打压管道结构型式，由研发的新型打压管替代止推镇墩和带堵板的管配件，通过管道与其周围回填土的摩擦力来满足水压平衡。打压管作为管道的一部分，不需拆除。

新型管道两侧端部采用与PCCP管道一样的承插口设计形式，管内中间部位设置双向封堵板，堵板两侧各设置一个支管。在进行分段水压试验时将打压段侧支管采用法兰封堵，法兰封堵板连接有输水加压及压力检测装置。打压管道安装时按照常规PCCP管道安装工艺，进行承插口对接安装，打压管道上下游承插口均可进行接口打压试验，以验证打压段的施工质量。

打压管道主管连接两个支管的结构型式，有利于管道进行水压试验。打压侧的支管安装注水加压装置和压力监测装置，进行管道注水加压，并且在试验时进行管道内水压力和渗水量的监测。在另一侧不进行打压的支管，可以安装位移监测装置，监测管道水压试验时管道产生的位移。

水压试验后将打压管道中间堵板进行切割拆除，堵板与主管钢板环向角焊缝位置采用与打压管相同的衬砌防腐形式进行防腐，并且最终形成的过水断面与两侧相同，形成永久管道的一部分。

新型打压管道封堵装置包括设置于打压管道内部的封堵钢板和设置于封堵钢板两侧的加劲钢板，封堵钢板的边缘与打压管道的内壁通过焊接密封连接，由封堵钢板将打压管道的内部分隔为互不连通的两个腔体。

对于管径较大的管线打压管道若采用圆形平盖封头板，则需厚度很大钢板，厚钢板焊接工艺要求较高，很难保证焊接质量。因此该工程使用在封堵钢板的两侧设置加劲钢板的结构型式，封堵钢板两侧的加劲钢板垂直于封堵钢板，包括多行平行设置和垂直设置的加劲钢板，两个方向加劲钢板垂直交叉，任意两个相互平行且相邻的加劲钢板间的间距相等。加劲钢板平行等间距设置及垂直交叉的结构，使得封堵钢板与其两侧的加劲钢板组成了强度均匀的整体，既保证了结构的稳固性，同时也是最节省材料、最节省体积的设置结构。能够在增加封堵钢板刚度的同时有效降低其厚度，有利于保证封堵板的焊接质量，减少原材料的浪费，提高生产效率，保证打压试验的一次成功率，并且结构简单方便加工。

打压管道自身通过内部的密封双面加劲平板堵头装置和打压过程中管线外壁与回填土之间的摩擦力，形成推力来满足水压段管线的水压平衡，以此来检验输水管道在规定的内水压作业下的安全可靠性和严密性。

打压管防腐形式采用钢板内外壁均进行挂钢丝网衬砌水泥砂浆的型式。钢板内外侧进行点焊挂钢丝网，钢丝网与钢板间有10 mm左右间距，通过衬砌砂浆对钢丝的握裹力，提高砂浆与钢板的结合强度。钢丝网采用截面直径为4 mm的钢丝，钢丝网格规格为50 mm×100 mm，沿管道环向间距为50 mm，沿管道轴向间距为100 mm。衬砌混凝土厚度为30 mm。钢板采用壁厚为24 mm的Q 345C钢板。

3 新型打压管道的应用效果

1）新型打压管道的结构型式，不仅可以作为水压试验段端部堵板，并且可以作为今后运行使用管道的一部分，能够使一节打压管道作为两侧管线打压管使用，不必进行拆卸和合拢，试验段后续的管道安装施工不受水压试验的影响，提高了PCCP管道施工组织的灵活性。因此不会对总工期造成影响，并有效地解决了传统打压管道仅能作为打压堵板管道，打压后需要将打压管拆除、重新生产、安装合拢管道的局限性。

2）在止推环节中，新型打压管道采用与打压管道连接的非水压试验段，管道的周围回填土间摩擦力平衡内水压力的方式，以双面加劲平板密封堵头形式的打压管道，替代传统的止推镇墩。不需增加合拢管，并且在分段水压试验工程中，可以直接验证打压管的可靠性和严密性，消除了质量、安全隐患。

3）在施工工序环节中，传统打压管道安装回填后，需在水压试验时二次开挖基坑进行止推镇墩施工，而新型打压管道安装后即可回填，水压试验时无需二次开挖，极大的方便了工程施工。

4）新型打压管道结构简单，生产简便、快捷，有效的解决了管道水压试验打压管堵头装置质量不易保证，材料浪费问题，提高打压试验成功率。

4 结语

PCCP管道双面加劲平板密封堵头形式打压管道研发与应用，有效地解决了传统打压管存在的诸多问题，该成果已经在辽宁某重点工程中得到了应用和推广。此成果的应用，消除了PCCP管道安装的质量、安全隐患，节省了工程投资，提高了PCCP管道施工组织的灵活性，缩短了施工工期。

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2016-06-21