浅谈某给水管道安装工程在试压过程中出现漏水问题的原因及修复处理

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【摘要】本文针对南宁市某供水管道工程的安装过程中出现的漏水问题进行详细阐述，从过程细节、原因分析和处理措施三方面着手，完整说明供水工程的安装试压过程必须注意的问题及应对措施。

【关键词】给水管道安装工程;漏水原因;处理措施;支墩浇注;教训

1.工程概况

某工程为南宁市供水管道工程―邕宁县城给水扩建工程输配水工程，所在施工范围为清水泉至城南路三岔路口DN800预应力钢筒混凝土输水管，建设起点为清水泉至城南路三岔路口，管线敷设总长度约3300米。本工程根据现场实地探测观察了解，管线敷设走向为南北走向，南与清水泉DN800出厂钢管连接，北与城南路三岔路口DN800四通钢管连接，并以此为施工起点（即K0+000）。管线大部分沿城区-清水泉公路左侧敷设,部分管线约250米沿公路右侧敷设。

2.事件经过

施工完成后,须分三段进行管道试压，前两段从城南路口至新新村路口的管线已试压合格，后段管线于今年2月17日安装完成，（业主要求务必在本月20日前试压完成，配合清水泉泵房机组调试）。由于时间紧，于17日下午进行后段管线的运水工作，并于18日下午进行管道试压，当该管段水压打压至0.7MPa左右时，由清水泉泵房门口往城南路方向约240米处的钢管件转角位置发现漏水，管道试压没有达到要求，试压没有成功。次日立即组织机械、人工进行抢修（见图示1）

由于业主要求务必在20日通水调试机组，所以抢修后漏水位置的钢管件没有时间浇筑砼支墩,只在漏水位置的钢管件侧面（受力点）用DN100钢管做支撑临时代替砼支墩，打算在机组调试完成后再浇筑砼支墩，并进行该段管道的试压。（见图示2）

（注：调试清水泉泵房机组的管道出厂压力最高为0.58MPa，调试机组共5台，2月20日调试了3台。）漏水点抢修后（即2月19日下午）立即进行内部运水工作，当时打算运水试压至0.65MPa，即可满足调试机组及冲洗管道的需要。当该管线运水试压至0.6MPa左右时，在原维修好的钢管件处再次出现漏水。此时距机组调试时间（即2月20日）太短了，只好利用管件漏水处作为调试机组的泄水点，向山坡下排水至坡底的鱼塘里。当日调试机组共3台，后2台机组因电源线路等问题，需进行检查。后2台机组调试推迟至2月26日。为争取时间，2月21日晚赶工抢修，并进行钢管件加长，砼支墩用C20加早强剂浇筑。并回填漏水点处的土方（见图示3）。2月25日下午再次进行运水试压成功。2月26日交给邕宁水司整体调试，并全线冲洗管道，2月28日机组试运行。

3.原因分析

3.1第一次试压漏水原因分析

由于管道转弯处没有浇注混凝土支墩，导致弯头处受力超过管道接口承受能力，最终造成承口漏水。

弯头处受力分析如 下图：

计算合力如下：

弯头处受合力计算公式：(其中DN=80cm, P0=0.7Mpa,Ps取0.3 Mpa).

R=2Psin15°

P=P1=P2=0.785*DN2*(P0－PS)

所以：R=2*0.785*802*(0.7－0.3)* 98* sin15°=101944.4N

以弯头受到的合力，计算出弯头对后背土产生的压强PR,S为弯头处于后背土接触的面积。

PR=R/S－Pt=101944.4/（3.14*0.4*1.0）=101457=101.5KPa

一般回填土很难压实到地基承载力要求，弯头处回填土侧面承载力按修正后的地基承载力特征值最低档次取值，计80KPa，所以101.5KPa>80KPa,弯头处将相对后背土产生位移，导致管道承口破坏漏水。

3.2第二次试压漏水原因分析

⑴由于时间紧，接口材料未达到最终强度。

⑵由于只用钢管支撑住钢管件，即使抵消了管件Y方向的合力分力，但是合力X方向分力没有抵消，所以管道在X方向产生位移，钢管支撑失稳从而导致接口漏水。

计算依据：

水平方向力：Rx=R* sin15°=2*0.785*802*(0.6－0.3*0.8)*98* sin15°2=19785N

Rx对管道承口产生的压力为:

PX=Rx/S=19785/0.42*3.14=388280=0.388 Mpa

管道承口能承受的最大压力Ps取0.3Mpa。所以PX>PS ,接口漏水。

4.处理措施

经过第一第二次试压失败的教训，采取了以下较得（下转第9页）（上接第29页）当的措施，保证了试压的顺利进行。

⑴钢管件连接施工完毕后，按规范要求浇注了C20混凝土支墩，利用支墩与地面的摩擦力和支墩后背的被动土压力作用，消解了管道转弯处的合力。

⑵支墩浇注完毕后，回填了管坑，进一步确保抵抗转弯处的合力作用。

⑶加长了钢管件的长度，满足了浇注砼支墩的要求，同时使钢管件与回填土之间的摩擦力F增大，有助与保护管件接口不受破坏。

5.支墩浇注尺寸计算

以试验压力0.8MPa计算,则支墩须承受的管件转弯处推力为:

R=2Psin15°=2*0.785*802* (0.8-0.3)*98*sin15°=123088N=123.42KN

则支墩重量为: (安全系数取1.5)

⑴支墩有后背,浇注后并回填时,取T为支墩水平总阻力则

T=1.5R=184KN

所以根据水平支墩设计公式得出:

T=tg2(45°+φ/2)rs(h22- h12)L/2+Gf

其中, φ为土壤等效内摩擦角,取18°;

h1为支墩顶在设计地面以下深度,取0;

h2为支墩底在设计地面以下深度,取h2;

L=支墩长度

rs为支墩后背处土壤重度,取18KN/m3;

G 为支墩重量;f为支墩与土壤摩擦系数,取0.3;

则将数据代入公式得

184=tg2(45°+9°)*18*h22 * L/2+0.3G

即： 1840=171*h22 L+3G

若取h2=2m,L=1.8m则

G=(1840－171*22*1.8)/3=203KN

取混凝土重度为24KN/m3,支墩宽度取s

所以G= h2*L*s*24 代入数据,s=203/(2*1.8*24)=2.3m

所以支墩取长1.8m,宽2.3m,高2m

⑵支墩无后背,不回填时

T=1.5R=184KN

T=Gf=0.3G

得出G=613KN

若取h2=2.5m ,L=3m ,则s=613/(2.5*3*24)=3.4m

则支墩需浇注体积较大。

所以,当施工现场有条件时,水平支墩必须以原状土为后背,并保证支墩与土体紧密接触,否则应以C15素混凝土填实。

6.经验教训

（1）对大管道（DN≥300）转弯管件的安装一定要格外小心，严格按设计的标准图集浇注支墩。

（2）管道刚性接口材料及支墩要达到设计强度后，方可进行后继试压工作。

（3）抱侥幸心理，必吃大亏。