球墨鑄鐵給水管道系統(tǒng)水壓試驗(yàn)方法.docx

球墨鑄鐵給水管道系統(tǒng)水壓試驗(yàn)方法及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)探討張湛軍 摘 要：通過(guò)69條球墨鑄鐵給水管道水壓試驗(yàn)結(jié)果研究，說(shuō)明現(xiàn)行 GB5026897給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范中球墨鑄鐵管道水壓 試驗(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)失之過(guò)寬，應(yīng)予修改。 關(guān)鍵詞：球墨鑄鐵管； 水壓試驗(yàn)； 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)輸配水管網(wǎng)投資占整個(gè)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(yán)、強(qiáng)度高、韌性好而作為輸配水管道的首選材料正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。新建給水管道的管線水壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)管材和安裝質(zhì)量的最后一道重要工序，水壓試驗(yàn)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)直接關(guān)系到管材選擇、安裝質(zhì)量、正常運(yùn)行、維護(hù)管理、運(yùn)營(yíng)成本等一系列問(wèn)題。而現(xiàn)行GB5026897給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范1（以下簡(jiǎn)稱GB5026897規(guī)范）中球墨鑄鐵管水壓試驗(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)，因無(wú)充分的管道實(shí)測(cè)滲水量數(shù)據(jù)，故允許滲水量標(biāo)準(zhǔn)仍按1956年建筑安裝工程施工及驗(yàn)收暫行技術(shù)規(guī)范執(zhí)行2。但此失之過(guò)寬的允許滲水量標(biāo)準(zhǔn)直接導(dǎo)致球墨鑄鐵給水管道的水壓試驗(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)降低，致使有滲水或漏水的管道因滲水量不超標(biāo)而得以過(guò)關(guān)被驗(yàn)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(jì)損失，影響用戶的正常用水，造成不良的社會(huì)影響。本研究試圖通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果提出修改現(xiàn)行規(guī)范的建議。1.試驗(yàn)方法1.1 試驗(yàn)對(duì)象鄭州市自來(lái)水總公司2001年和2002年敷設(shè)的69條球墨鑄鐵給水管道，管徑為DN100mm - DN1000mm，長(zhǎng)度為 128m - 1773 m，總長(zhǎng)度45366m，均為符合ISO2531標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)襯水泥砂漿，外涂瀝青的K9級(jí)管子和K12級(jí)管件、K14級(jí)丁字管。管道承插連接，膠圈接口，埋地敷設(shè)。每條管道分別按GB5026897規(guī)范進(jìn)行注水法和放水法水壓試驗(yàn)。試壓管道概況見(jiàn)表1。1.2 設(shè)計(jì)施工情況設(shè)計(jì)時(shí)特別注重管線的坡度設(shè)計(jì)，要求i0.002?，F(xiàn)場(chǎng)施工基本做到敷設(shè)坡度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。每根球墨鑄鐵管承插安裝到位，無(wú)膠圈扭轉(zhuǎn)或不到位情況。由于市政道路施工進(jìn)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(shí)均未敞露以供觀察。1.3 試驗(yàn)設(shè)備器材0.4級(jí)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(jì)時(shí)表，溫度計(jì)。手壓泵或小流量高揚(yáng)程電動(dòng)加壓泵。1.4 試驗(yàn)壓力和升壓程序驗(yàn)收試驗(yàn)壓力基本均為0.9MPa，個(gè)別驗(yàn)收試驗(yàn)壓力為0.8MPa。按GB5026897規(guī)范規(guī)定程序浸泡和分級(jí)升壓。1.5 放水法試驗(yàn)放水法試驗(yàn)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(shí)間T148h后不再繼續(xù)觀察記錄，只記錄T148h內(nèi)的時(shí)間和壓力，每半個(gè)小時(shí)讀取并記錄一次時(shí)間和壓力值。1.6 注水法試驗(yàn)注水法試驗(yàn)也按GB5026897附錄A規(guī)定的程序做。每當(dāng)壓力下降0.02MPa時(shí)向管內(nèi)補(bǔ)水，延續(xù)時(shí)間均為2h。且在達(dá)到2h時(shí)，不管最后一次壓降是否達(dá)到0.02MPa，均補(bǔ)至試驗(yàn)壓力。2. 試驗(yàn)結(jié)果每條管道的放水法試驗(yàn)和注水法試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。放水法試驗(yàn)壓降0.1MPa 情況見(jiàn)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(cè)得的滲水量數(shù)值看，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于GB5026897規(guī)范所允許的滲水量，說(shuō)明現(xiàn)行的GB5026897規(guī)范所規(guī)定的允許滲水量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不符合實(shí)際，失之過(guò)寬。按此規(guī)范驗(yàn)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(biāo)而被認(rèn)為合格。3.2 對(duì)密封性能良好的埋地球墨鑄鐵給水管道來(lái)說(shuō)，按放水法進(jìn)行管道的嚴(yán)密性試驗(yàn)導(dǎo)致試驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。從表數(shù)據(jù)看，進(jìn)行放水法試驗(yàn)壓降0.1MPa需要的時(shí)間大部分超過(guò)了10小時(shí)，有的甚至超過(guò)48小時(shí)壓降仍不足0.1MPa。如此長(zhǎng)時(shí)間地觀察壓降是完全沒(méi)有必要的，試壓管道長(zhǎng)期處于高壓狀態(tài)對(duì)周圍環(huán)境和行人也是一個(gè)不安全因素。3.3 從表1可見(jiàn)69條試壓管道中有56條管道算得的放水法兩小時(shí)補(bǔ)水量小于注水法兩小時(shí)的補(bǔ)水量。其原因應(yīng)是注水法是在試驗(yàn)壓力下（至多差0.02MPa ）這一較高平均壓力下測(cè)得的補(bǔ)水量，而放水法是在試驗(yàn)壓力變化較大（多與試驗(yàn)壓力相差0.1MPa ）而平均壓力較低情況下測(cè)得的補(bǔ)水量，也就是說(shuō)試驗(yàn)壓力越高所測(cè)得的補(bǔ)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(bǔ)水量大于注水法補(bǔ)水量的情況。3.4 從表數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)看，有39條管道實(shí)測(cè)放水法補(bǔ)水量低于S1080標(biāo)準(zhǔn)3，有43條管道實(shí)測(cè)放水法補(bǔ)水量低于ISO10802標(biāo)準(zhǔn)4，只有3條管道實(shí)測(cè)補(bǔ)水量高于ANSI/AWWA C600-99標(biāo)準(zhǔn)5。3.5 BS、ISO、AWWA標(biāo)準(zhǔn)在試驗(yàn)壓力為0.9MPa時(shí)的允許補(bǔ)水量的關(guān)系為1：1.2：5.6，但屬于同一數(shù)量級(jí)，而對(duì)上述試壓管道來(lái)說(shuō)，現(xiàn)行GB5026897規(guī)范的允許滲水量是BS標(biāo)準(zhǔn)的18 - 56倍。3.6 從表2看在試驗(yàn)壓力下壓降與持續(xù)的時(shí)間呈線性關(guān)系。3.7 表1中某幾條補(bǔ)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(dǎo)致沒(méi)有時(shí)間進(jìn)行泄壓放水修補(bǔ)后再進(jìn)行試壓，也有個(gè)別管道敷設(shè)達(dá)不到設(shè)計(jì)坡度，使存氣不能順暢排出影響穩(wěn)壓，壓路機(jī)碾壓也導(dǎo)致降壓不均勻。3.8 氣溫升高有時(shí)導(dǎo)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(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，特別是球墨鑄鐵給水管道水壓試驗(yàn)的允許滲水量標(biāo)準(zhǔn)。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(yàn)的允許滲水量改稱允許補(bǔ)水量。對(duì)照英國(guó)、國(guó)際和美國(guó)有關(guān)球墨鑄鐵給水管道水壓試驗(yàn)的允許補(bǔ)水量標(biāo)準(zhǔn)，建議GB5026897規(guī)范修改時(shí)允許補(bǔ)水量采用如下標(biāo)準(zhǔn)：每mm管徑每km管長(zhǎng)每MPa試驗(yàn)壓力每小時(shí)允許補(bǔ)水量為0.02L水。此標(biāo)準(zhǔn)為相應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO10802所規(guī)定允許補(bǔ)水量的2倍。4.2 取消GB5026897規(guī)范中附錄A的放水法試驗(yàn)。因?yàn)榉潘ㄔ囼?yàn)要觀察壓降0.1MPa ，而壓降0.1MPa，對(duì)材質(zhì)良好，施工安裝質(zhì)量?jī)?yōu)良的球墨鑄鐵給水管道來(lái)說(shuō)往往需要超過(guò)十個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間，這完全沒(méi)有必要，且不安全。4.3 取消GB5026897規(guī)范中有關(guān)強(qiáng)度試驗(yàn)的內(nèi)容。因工程實(shí)際中埋地給水管道進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)絕大部分溝槽均進(jìn)行了回填，很難做到接口敞露以供觀察。再則水壓的嚴(yán)密性試驗(yàn)均是在試驗(yàn)壓力下進(jìn)行超過(guò)一小時(shí)的試驗(yàn)，應(yīng)是涵蓋了強(qiáng)度試驗(yàn)所要達(dá)到的目的，這樣強(qiáng)度試驗(yàn)就成為多余或重復(fù)的工作。另外英國(guó)、美國(guó)及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中均無(wú)相應(yīng)內(nèi)容的規(guī)定。4.4 把試驗(yàn)壓力這一因素考慮到嚴(yán)密性試驗(yàn)的允許補(bǔ)水量標(biāo)準(zhǔn)中去。因相同的管道，如試壓程序相同，但試驗(yàn)壓力不同時(shí)，所測(cè)得的補(bǔ)水量是不同的。英國(guó)、美國(guó)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)規(guī)范體現(xiàn)了試驗(yàn)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(yàn)驗(yàn)收中嚴(yán)密性試驗(yàn)步驟，建議如下：試壓管段穩(wěn)步升壓至試驗(yàn)壓力，維持此試驗(yàn)壓力一個(gè)小時(shí)，在此一個(gè)小時(shí)內(nèi)每當(dāng)壓力下降0.01MPa時(shí)可用泵向管內(nèi)補(bǔ)水，且在此第一個(gè)小時(shí)結(jié)束時(shí)試壓管段應(yīng)達(dá)到試驗(yàn)壓力。斷開試壓泵與試壓管段的連接，再觀察一個(gè)小時(shí)，此第二個(gè)小時(shí)內(nèi)不允許向管內(nèi)補(bǔ)水。第二個(gè)小時(shí)結(jié)束時(shí)記錄壓力值，然后用泵將壓力升至試驗(yàn)壓力后停泵，再通過(guò)放水閥放水使壓力降至第二個(gè)小時(shí)結(jié)束時(shí)的壓力，量測(cè)放出的水量與允許補(bǔ)水量進(jìn)行比較以判斷合格與否。4.6 簡(jiǎn)化水壓試驗(yàn)驗(yàn)收合格判定標(biāo)準(zhǔn)，建議如下：如上述4.5中的第二個(gè)小時(shí)無(wú)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(yán)密性試驗(yàn)合格，而不必再做升壓、放水、量測(cè)放水量等工作。如上述4.5中的第二個(gè)小時(shí)有壓降，則應(yīng)按4.5所規(guī)定的步驟做升壓、放水、量測(cè)放水量，與允許補(bǔ)水量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，以判定合格與否。達(dá)不到合格標(biāo)準(zhǔn)的管道應(yīng)找出缺陷，維修后再進(jìn)行水壓試驗(yàn)，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(jiàn)，在試驗(yàn)壓力下，試壓管段的壓降與延續(xù)時(shí)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(dāng)DN400mm ,L1km時(shí)，如10min降壓不大于0.05MPa，也就是當(dāng)1h降壓不大于0.3MPa，不用做嚴(yán)密性試驗(yàn)可認(rèn)為合格。工程實(shí)際中對(duì)符合ISO2531標(biāo)準(zhǔn)的球墨鑄鐵管道來(lái)說(shuō)，不要說(shuō)1h降壓0.3MPa，就是1h降壓達(dá)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(shí)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(duì)各城市、縣鎮(zhèn)的供水管網(wǎng)工程來(lái)說(shuō)，DN400mm，L1km的管道都占絕大多數(shù)。工程實(shí)際中許多供水企業(yè)正是按此條文對(duì)給水管道進(jìn)行試壓驗(yàn)收，甚至把此條文的規(guī)定擴(kuò)大應(yīng)用到DN 400mm的給水管道工程水壓試驗(yàn)驗(yàn)收中去，導(dǎo)致管道驗(yàn)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(huì)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(yán)格按遠(yuǎn)高于GB50268-97規(guī)范的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（接近ISO10802標(biāo)準(zhǔn)），對(duì)敷設(shè)的給水管道進(jìn)行水壓試驗(yàn)驗(yàn)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(yàn)研究項(xiàng)目已于2002年12月通過(guò)建設(shè)部專家驗(yàn)收鑒定，鑒定意見(jiàn)為該課題試驗(yàn)提出的結(jié)論，符合我國(guó)實(shí)際，技術(shù)可行性強(qiáng)。試驗(yàn)結(jié)論對(duì)給水排水管道工程及施工驗(yàn)收規(guī)范（GB5026897）進(jìn)行的補(bǔ)充和完善，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，所提出的方法與標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際通行的方法標(biāo)準(zhǔn)接軌，意義重大。試驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)為進(jìn)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(chǔ)上，結(jié)合鑒定會(huì)提出的意見(jiàn)，擬定了“球墨鑄鐵給水管水壓試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)（試行）”的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為下階段原規(guī)范修訂提供廣泛的試用依據(jù)?；痦?xiàng)目：建設(shè)部科技攻關(guān)項(xiàng)目 02-2-2.3參考文獻(xiàn)：1 GB5026897，給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 ,19972 許其昌，給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范實(shí)施手冊(cè) ,1998 北京：中國(guó)建筑工 業(yè)出版社， 3 BS8010：British Standard