浅谈高压管线施工中几个需要注意的常见问题

[摘 要]一般而言、普通管线的施工技术难度较低，会出现工程质量问题的几率也相对较小，但是、有些问题处理不当，也会造成较为严重的工程质量问题、甚至需要返工和导致工期耽误等情况发生。施工工作：质量控制是根本，成本控制是关键。因而、施工人员有必要去执行最佳施工技术方案、最佳流程等；以求达到项目用最低的成本、最短的时间去保质完成工作，实现项目最佳的实施效果。在此、我们就地势起伏大、地形变化复杂的高压供水管线几个需要特别关注的技术与施工问题浅谈一下。

[关键词]高压管 施工 高压供水

中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0335-02

综合我们两个高压供水管线工程的施工经验―1、坦桑尼亚蒙杜里最大达40公斤运行压力的铸铁承插式供水管线，这是一个从低往高用泵送压力完成其送水功能的管道工程。其工程特点是：高差较大、达到345米，且因为需要动力泵送，对管线整体密封性要求极高，第一次试运行对管线造成的冲击力会极大、水锤现象也会很严重，易出安全风险。2、肯尼亚堪达拉最大达30公斤运行压力的高压钢管承插式供水管线，该项目是通过自流完成其送水功能的管道工程。其特点是：地势起伏较大，地形较为复杂，高差最大达486米。

我们在此讲述此类高压管线工程中容易导致出现状况的几个技术控制要点。

一、 安装过程中的几个控制要点

1. 尽量避免转向角度过大和短距离出现反复较大转向情况。如果必须用较大弯头时，对水平弯头就需要根据现场地质情况，布设足够大面积的和强度的混凝土镇墩块，确保任何有足够大的承载力。对于弯拱朝上的弯头，就必须浇筑足够大重量的镇墩；同时、镇墩埋深不能太小且长度也要较大，确保在上部压力作用下、运行冲击力和压力不会造成此处发生任何滑动现象。

2. 对于承插连接的管线、承插必须到底，保正承插长度和防止相互产生位移。因为没插到底的那段距离给管子产生位移留下了隐患，在运行过程中就可能会因为受较大的冲击力而出现相互滑动位移的现象，从而可能导致承插端部滑出止水圈而导致漏水情况的发生。

3. 冲洗阀和气阀的布设。一般而言、按照规范：冲洗阀是为了清洗某一段管线的管内脏物而安装在此段的最低点位置，而气阀是为了排除某一段管线的管内气体而安装在此段的最高点位置。在实际施工安装中是以它为原则，但是具体到实际施工中，就需要结合现场情况来进行布设。例如某些部位不一定绝对会安装在最高点或最低点，因为实际安装不仅需要考虑到技术原因、也需要考虑到实际安装位置是否安全可靠和便于操作等条件。例如、在堪达拉供水项目中，就不合适把阀室放在有较深淤泥的河床最低位置。原因是：第一、施工不方便、第二、基础不安全、第三、不便利进入操作。处理办法是：把阀室往河床外移、使之放置在地质较好和便于进入操作的位置，同时尽可能降低阀室的底部高程，使该位置管底最低或尽可能缩小与最低点的高差。而气阀的安装也是类似，堪达拉有0.56公里管线埋设在公路边的排水沟内，且该段最高点也在排水沟内，按设计规范和技术要求、此段最高点位置应布设一个气阀。但考虑到此段公路两侧是浆砌石挡土墙护壁高台，没法在最高点放置阀室。因此、据现场实际情况把气阀往外移了，并尽可能提高此处的管线高程。同时、把其他地势较高位置的管沟、在确保安全的情况下尽可能加大挖深，以缩小高差、最大程度上接近要求。

4. 软基的处理和施工。管线的布设有时候不可避免的需要通过沼泽地或淤泥地段，这时候，不但必须处理管道基础，同时还需要十分注意管线的布设设计。因为在沼泽或淤泥的地质情况极差， 承载力和抗冲击极弱。因此、管线布设在这些部位时，在垂直方向上：尽量按同一水平高程设计，至少需要按同一平面布设，转向处最好布设在软基外，这样可以最大限度地减少管线运行时垂直方向的冲击力。同时、在水平方向应按直线布设，不可避免需要改变方向时，需要控制每次拐弯角度，使之每次拐弯角度尽量小，以尽量减少水平方向的冲击力。

5. 穿河管道的施工。穿河管道的布设一般采取两种方式，第一是浇筑墩柱，上面穿过。第二是埋设在河床底下，下部埋设穿过。上部穿越，钢管供水管线的连接可采取法兰盘连接方式完成，而铸铁管供水管线，需要下部布设钢桁架支撑，且每根铸铁管至少需要在两端和中间设置三道固管环箍，以防管道发生位移。下部穿越时，需要进行混凝土包管、但是需要注意的是：管与管的连接处必须留出来、不能用混凝土包裹。

二、 压力试验和试运行过程中的控制要点

1. 压力试验。

管线压力试验一般采取水压力试验。水压力试验步骤一般为堵头安设、注水、加压、稳压、泄压和撤除堵头6个阶段。在堵头安设之前，需要挖掘并清理堵头支撑面，支撑面最好为密实面，任何松散部分都应该被清理干净。支撑面和管线钢管端口距离为：堵头插入后外伸有效长度+使用千斤顶最短长度+枕木厚度+钢板厚度+2-3厘米为宜。然后根据承载压力大小需要，选用合适的大小和长度的枕木与承压钢板。如果每个端面使用2个或2个以上千斤顶，需要均匀分布在堵头封堵面、且距边缘3cm左右的位置。特别需要注意的是，千斤顶必须和堵头传力面及受力钢板面垂直，不能成倾斜状态。否则加压后、容易发生千斤顶滑动，压力试验无法继续的事件。一般在水压试验段的较低位置封堵上设置一个直径为1.5-2厘米且带有阀门的注水管，在较高位置封堵上安装一个同样大小且带有阀门的排气管。打压设备一般安装在低处封堵上。在堵头安装完成后，所有堵头阀门先关闭。注水阶段，如果打压段有多处起伏情况，注水一般从较低位置气阀处首先注水，直至从该注水口无法再注入水为止，然后移至下一个注水口，最后为最高位置气阀注水口，在每一个相应位置注满水后、需要用密封胶圈和钢板密封该位置的气阀口。封堵两头的排气/注水小管可以根据情况和需要，在注水过程中，适时打开以便更好地排除管内气体。对试验段最高点位置没有气阀的情况，可分根据现场情况进行如下：如果高于最高气阀处管线高程的管线长度不大于10米时，可考虑不进行处理，直接打压。如果长度较大时，可采取在最高点焊接直径为1厘米左右且自带封堵排气孔的办法进行处理。加压需要注意的是：有时候加压到一定程度后，情况一、尽管可注入水，但是压力不升反降。这时应该重新检查外露部分是否有漏气漏水的地方（主要是检查接头和焊接部位、阀门、封堵是否松动等），如果有、采取措施密封。如果没有，那就可以判断是管线中间连接处不密封漏水了，需要找出不密封位置进行密封处理。情况二、可注入水、但压力保持在某个值。加压时，压力可能稍微上升，但在上升一定程度之后，会出现下降情况。如此反复、甚至停止加压、停留1-2天压力也会保持在某个较高的值。这时最大可能就是管线中间连接处有漏水的地方，是密封圈安装得不好，保持的压力值，是漏水和不漏水的临界压力值。情况三、不能注入水或注水极度困难且量很少，也没有渗漏现象，同时、压力不降也基本不上升。极有可能是压力泵送系统自身问题或进口被完全堵塞，需要检查压力泵及输送系统，如果确认压力泵及输送系统没有问题的话，就是进口被完全堵塞，把打压泵换到另一端进行打压试验，此两种情况都在堪达拉供水项目水压试验过程中出现过。 稳压：如果在规定稳压时间内压力下降超出允许值，可再次加压至规定稳压值，进行再次稳压试验。要是再次出现在规定稳压时间内压力下降超出允许值的话，分两种情况处理：情况一、再次下降的压力值和第一次相同或甚至更低时，极有可能是有渗漏情况，需要检查渗漏部位和密封。情况二、再次下降的压力值比第一次下降后的压力值高时，可能是因为管内气体太多的原因。可进行第三次加压、在第三次加压之后，出现的情况按第一次和第二次类似的比较方法进行处理，直至能达到满意的水压试验结果。泄压和撤除封堵。泄压的操作原则是：首先是保障泄压出口要没有障碍物，其次是操作人员一定不能面对泄压口，再次是最好第一次只打开一个泄压口，试验段最好是把最高位置的冲洗阀选为第一个泄压口。当地一个泄压口大压力基本为零时，对称可打开其他相对位移较高的另外2个冲洗阀泄压口，类似操作，最后打开最低位置的冲洗阀或端头封堵泄水。这样、可最大限度保障操作的安全性。

2. 清洗。

在压力试验之后，至少是不同管径管道相互连接密封之前，必须进行管线的清洗工作，把安装时留在管内的所有脏物清除干净，以免管线运行时、造成管道堵塞或阀门破坏等状况的发生。

3. 试运行。

3.1.重力自流供水工程：按长度和高差综合考虑、在较高位置布设截止阀。其第一次试运行时的控制原则是：分段逐步推进法进行、尽量减少对管线的冲击力和最大可能消除水锤的影响、监控全面、信息及时等。具体操作顺序是：先主管线后分支。主管线的试运行方法是：从进水口开始至第一个流经闸阀之间的管线为第一段试运行段、从第一个流经闸阀至第二个流经闸阀之间的管线为第二段试运行段、如此类推直至主管线尾端位置。在进行主管线试运行之前、关闭所有支线分流阀门。3.1.1. 第一段试运行时、按比较均匀的距离先打开管线几个冲洗阀，并关闭第一个闸阀。打开冲洗阀的目的是观测流水到达情况和对管线进行第二次清洗―水压试验和清洗之后的管线段连接作业可能带入脏物。然后、打开取水口的阀门、使水进入输送管线。为了防止水流过大，加之第一次注水、管内空气太多、容易形成紊流、水锤等情况，从而在坡降较大位置的底部产生至少比正常运行大好几倍的冲击作用力或几倍的振动情况、并因此破坏管线该处的质量甚至极有可能导致该处位置的管线被破坏。最好不要把取水阀门全部打开，控制在输送管线的管内水流量为四分之一至半管为佳。只有在第一个冲洗阀流出的水至少10分钟没有任何脏物的情形下、方可关闭第一个冲洗阀，然后检查第二个冲洗阀、操作手法同第一个，如此类推、直至关闭最后一个冲洗阀。在运行过程中和注满水之后，需要及时检查管线运行情况。如果发现有问题、需要及时通知操作的各个工作点。采取打开出现问题位置上游的冲洗阀（最好是最近的那一个）并关闭取水口闸阀的办法控制事态的进一步恶化。3.1.2. 在第一段试运行确保成功之后、方可进行第二段的试运行作业。同样、在打开第一个闸阀给第二段供水之前，需要预先在第二段打开几个冲洗阀、并关闭第二个闸阀。闸阀的打开高度为四分之一至一半，目的和第一段控制管内流量一样――就是为了控制第二试运行段管内的流量、确保安全，闸阀不全打开同时还起到为第二段减少压力的作用。其余步骤和方法同上、直至完成。3.1.3. 以同样的办法完成整个主管线的试运行，支线的试运行方法同主管线类似。

3.2.高压泵送供水管线：特点是：从泵站出发，沿线100米高差左右需要布设一个单向阀，这可以防止水倒流，减少单向阀后面管线的水压力和水锤回冲击力。在出泵管线不到10米的位置，连接有一个消力罐，以消除过大回水压力和水锤等的影响。