球墨鑄鐵給水管道系統(tǒng)水壓試驗方法.docx

球墨鑄鐵給水管道系統(tǒng)水壓試驗方法及驗收標準探討張湛軍 摘 要：通過69條球墨鑄鐵給水管道水壓試驗結(jié)果研究，說明現(xiàn)行 GB5026897給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范中球墨鑄鐵管道水壓 試驗驗收標準失之過寬，應予修改。 關(guān)鍵詞：球墨鑄鐵管； 水壓試驗； 驗收標準輸配水管網(wǎng)投資占整個給水系統(tǒng)投資的70左右。球墨鑄鐵管因其不結(jié)垢、耐腐蝕、密封嚴、強度高、韌性好而作為輸配水管道的首選材料正得到越來越廣泛的應用。新建給水管道的管線水壓試驗是檢驗管材和安裝質(zhì)量的最后一道重要工序，水壓試驗的驗收標準直接關(guān)系到管材選擇、安裝質(zhì)量、正常運行、維護管理、運營成本等一系列問題。而現(xiàn)行GB5026897給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范1（以下簡稱GB5026897規(guī)范）中球墨鑄鐵管水壓試驗驗收標準制定時，因無充分的管道實測滲水量數(shù)據(jù)，故允許滲水量標準仍按1956年建筑安裝工程施工及驗收暫行技術(shù)規(guī)范執(zhí)行2。但此失之過寬的允許滲水量標準直接導致球墨鑄鐵給水管道的水壓試驗驗收標準降低，致使有滲水或漏水的管道因滲水量不超標而得以過關(guān)被驗收，但投入使用后就開始漏水、爆管，給供水企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失，影響用戶的正常用水，造成不良的社會影響。本研究試圖通過試驗結(jié)果提出修改現(xiàn)行規(guī)范的建議。1.試驗方法1.1 試驗對象鄭州市自來水總公司2001年和2002年敷設的69條球墨鑄鐵給水管道，管徑為DN100mm - DN1000mm，長度為 128m - 1773 m，總長度45366m，均為符合ISO2531標準，內(nèi)襯水泥砂漿，外涂瀝青的K9級管子和K12級管件、K14級丁字管。管道承插連接，膠圈接口，埋地敷設。每條管道分別按GB5026897規(guī)范進行注水法和放水法水壓試驗。試壓管道概況見表1。1.2 設計施工情況設計時特別注重管線的坡度設計，要求i0.002?，F(xiàn)場施工基本做到敷設坡度達到設計要求。每根球墨鑄鐵管承插安裝到位，無膠圈扭轉(zhuǎn)或不到位情況。由于市政道路施工進度要求，所有試壓管道安裝完后均被回填覆蓋，接口在試壓時均未敞露以供觀察。1.3 試驗設備器材0.4級壓力表，表盤直徑150mm，最大量程1.6MPa ,表盤刻度至0.01MPa，可估讀至0.001MPa。500mL、1000mL量杯，70L - 125L水箱，普通水桶。2m卷尺，計時表，溫度計。手壓泵或小流量高揚程電動加壓泵。1.4 試驗壓力和升壓程序驗收試驗壓力基本均為0.9MPa，個別驗收試驗壓力為0.8MPa。按GB5026897規(guī)范規(guī)定程序浸泡和分級升壓。1.5 放水法試驗放水法試驗按GB5026897規(guī)范附錄A規(guī)定的程序做。只是在降壓0.1 MPa所需要的時間T148h后不再繼續(xù)觀察記錄，只記錄T148h內(nèi)的時間和壓力，每半個小時讀取并記錄一次時間和壓力值。1.6 注水法試驗注水法試驗也按GB5026897附錄A規(guī)定的程序做。每當壓力下降0.02MPa時向管內(nèi)補水，延續(xù)時間均為2h。且在達到2h時，不管最后一次壓降是否達到0.02MPa，均補至試驗壓力。2. 試驗結(jié)果每條管道的放水法試驗和注水法試驗結(jié)果見表1。放水法試驗壓降0.1MPa 情況見表2.3. 結(jié)果討論3.1 從表1所列69條埋地球墨鑄鐵給水管道按GB5026897規(guī)范所做的放水法和注水法測得的滲水量數(shù)值看，要遠遠低于GB5026897規(guī)范所允許的滲水量，說明現(xiàn)行的GB5026897規(guī)范所規(guī)定的允許滲水量標準規(guī)范不符合實際，失之過寬。按此規(guī)范驗收球墨鑄鐵給水管道，則可能使有滲水甚至有漏水的管道也能因滲水量不超標而被認為合格。3.2 對密封性能良好的埋地球墨鑄鐵給水管道來說，按放水法進行管道的嚴密性試驗導致試驗時間過長。從表數(shù)據(jù)看，進行放水法試驗壓降0.1MPa需要的時間大部分超過了10小時，有的甚至超過48小時壓降仍不足0.1MPa。如此長時間地觀察壓降是完全沒有必要的，試壓管道長期處于高壓狀態(tài)對周圍環(huán)境和行人也是一個不安全因素。3.3 從表1可見69條試壓管道中有56條管道算得的放水法兩小時補水量小于注水法兩小時的補水量。其原因應是注水法是在試驗壓力下（至多差0.02MPa ）這一較高平均壓力下測得的補水量，而放水法是在試驗壓力變化較大（多與試驗壓力相差0.1MPa ）而平均壓力較低情況下測得的補水量，也就是說試驗壓力越高所測得的補水量越大。但因存在讀壓力表的誤差，放水快慢的差別、試壓管線內(nèi)的氣體是否完全排出等其他原因，也存在放水法補水量大于注水法補水量的情況。3.4 從表數(shù)據(jù)對比來看，有39條管道實測放水法補水量低于S1080標準3，有43條管道實測放水法補水量低于ISO10802標準4，只有3條管道實測補水量高于ANSI/AWWA C600-99標準5。3.5 BS、ISO、AWWA標準在試驗壓力為0.9MPa時的允許補水量的關(guān)系為1：1.2：5.6，但屬于同一數(shù)量級，而對上述試壓管道來說，現(xiàn)行GB5026897規(guī)范的允許滲水量是BS標準的18 - 56倍。3.6 從表2看在試驗壓力下壓降與持續(xù)的時間呈線性關(guān)系。3.7 表1中某幾條補水量偏大的管道存在工期緊，溝槽已回填且路面已硬化等情況，但因修路等后道工序追趕導致沒有時間進行泄壓放水修補后再進行試壓，也有個別管道敷設達不到設計坡度，使存氣不能順暢排出影響穩(wěn)壓，壓路機碾壓也導致降壓不均勻。3.8 氣溫升高有時導致試壓管段的水壓上升。4. 建議4.1 盡快修改GB5026897規(guī)范中的球墨鑄鐵給水管道水壓試驗驗收標準，特別是球墨鑄鐵給水管道水壓試驗的允許滲水量標準。且因材質(zhì)良好，正確安裝的球墨鑄鐵給水管道其接口和管身是不漏水或滲水的，因此建議球墨鑄鐵給水管道水壓試驗的允許滲水量改稱允許補水量。對照英國、國際和美國有關(guān)球墨鑄鐵給水管道水壓試驗的允許補水量標準，建議GB5026897規(guī)范修改時允許補水量采用如下標準：每mm管徑每km管長每MPa試驗壓力每小時允許補水量為0.02L水。此標準為相應國際標準ISO10802所規(guī)定允許補水量的2倍。4.2 取消GB5026897規(guī)范中附錄A的放水法試驗。因為放水法試驗要觀察壓降0.1MPa ，而壓降0.1MPa，對材質(zhì)良好，施工安裝質(zhì)量優(yōu)良的球墨鑄鐵給水管道來說往往需要超過十個小時甚至更長時間，這完全沒有必要，且不安全。4.3 取消GB5026897規(guī)范中有關(guān)強度試驗的內(nèi)容。因工程實際中埋地給水管道進行水壓試驗時絕大部分溝槽均進行了回填，很難做到接口敞露以供觀察。再則水壓的嚴密性試驗均是在試驗壓力下進行超過一小時的試驗，應是涵蓋了強度試驗所要達到的目的，這樣強度試驗就成為多余或重復的工作。另外英國、美國及國際標準中均無相應內(nèi)容的規(guī)定。4.4 把試驗壓力這一因素考慮到嚴密性試驗的允許補水量標準中去。因相同的管道，如試壓程序相同，但試驗壓力不同時，所測得的補水量是不同的。英國、美國和國際標準相應規(guī)范體現(xiàn)了試驗壓力這一因素，但GB5026897規(guī)范未考慮這一因素。4.5 規(guī)范水壓試驗驗收中嚴密性試驗步驟，建議如下：試壓管段穩(wěn)步升壓至試驗壓力，維持此試驗壓力一個小時，在此一個小時內(nèi)每當壓力下降0.01MPa時可用泵向管內(nèi)補水，且在此第一個小時結(jié)束時試壓管段應達到試驗壓力。斷開試壓泵與試壓管段的連接，再觀察一個小時，此第二個小時內(nèi)不允許向管內(nèi)補水。第二個小時結(jié)束時記錄壓力值，然后用泵將壓力升至試驗壓力后停泵，再通過放水閥放水使壓力降至第二個小時結(jié)束時的壓力，量測放出的水量與允許補水量進行比較以判斷合格與否。4.6 簡化水壓試驗驗收合格判定標準，建議如下：如上述4.5中的第二個小時無壓降或壓力略有升高（氣溫變化、管線伸展等原因），則可直接判定嚴密性試驗合格，而不必再做升壓、放水、量測放水量等工作。如上述4.5中的第二個小時有壓降，則應按4.5所規(guī)定的步驟做升壓、放水、量測放水量，與允許補水量標準進行比較，以判定合格與否。達不到合格標準的管道應找出缺陷，維修后再進行水壓試驗，直到合格為止。4.7 取消GB5026897規(guī)范中10.2.13.4條的規(guī)定從表2可見，在試驗壓力下，試壓管段的壓降與延續(xù)時間基本是線性關(guān)系。而按GB5026897規(guī)范中的10.2.13.4條的規(guī)定，當DN400mm ,L1km時，如10min降壓不大于0.05MPa，也就是當1h降壓不大于0.3MPa，不用做嚴密性試驗可認為合格。工程實際中對符合ISO2531標準的球墨鑄鐵管道來說，不要說1h降壓0.3MPa，就是1h降壓達到0.1MPa，也肯定是存在漏水之處，但按此條文規(guī)定，存在漏水的管段（工程實際中多數(shù)情況是接口已被全部回填而看不到漏水）可被判為合格。況且，對各城市、縣鎮(zhèn)的供水管網(wǎng)工程來說，DN400mm，L1km的管道都占絕大多數(shù)。工程實際中許多供水企業(yè)正是按此條文對給水管道進行試壓驗收，甚至把此條文的規(guī)定擴大應用到DN 400mm的給水管道工程水壓試驗驗收中去，導致管道驗收完投入使用后爆管漏水頻發(fā)，搶修停水影響用戶用水，產(chǎn)生不良社會影響，增加供水企業(yè)成本。鄭州水司自1999年開始大量采用符合ISO2531的球墨鑄鐵管材，嚴格按遠高于GB50268-97規(guī)范的企業(yè)標準（接近ISO10802標準），對敷設的給水管道進行水壓試驗驗收，至今尚未發(fā)生一次爆管漏水事故。 球墨鑄鐵給水管道水壓試驗研究項目已于2002年12月通過建設部專家驗收鑒定，鑒定意見為該課題試驗提出的結(jié)論，符合我國實際，技術(shù)可行性強。試驗結(jié)論對給水排水管道工程及施工驗收規(guī)范（GB5026897）進行的補充和完善，填補了國內(nèi)空白，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，所提出的方法與標準與國際通行的方法標準接軌，意義重大。試驗取得的數(shù)據(jù)為進一步修改完善該規(guī)范提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。我公司在目前研究成果的基礎上，結(jié)合鑒定會提出的意見，擬定了“球墨鑄鐵給水管水壓試驗方法與標準（試行）”的企業(yè)標準，為下階段原規(guī)范修訂提供廣泛的試用依據(jù)。基金項目：建設部科技攻關(guān)項目 02-2-2.3參考文獻：1 GB5026897，給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范 ,19972 許其昌，給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范實施手冊 ,1998 北京：中國建筑工 業(yè)出版社， 3 BS8010：British Standard