长输管道清管、试压同步施工工法适用范围

《长输管道清管、试压同步施工工法》适用于在输油输气等长输管道以水为介质进行清管和试压工序的操作。

长输管道清管、试压同步施工工法工艺原理

《长输管道清管、试压同步施工工法》的工艺原理叙述如下：

管线较低一端作为清管试压发球进水点，较高一端为管线收球端。清管与试压注水同步进行，即在管内注水时，清管器既起管道注水时隔离球的作用，又起清管器的作用，通过黄河打压车向管内注水时的水压即推动清管器在管内由低向高端清管及隔离排气，又使这些注入的水作为试压用水。待两清管器全部进入收球装置后，使水从高端温度计口溢出时间为5~10分钟，以确保管内气体均排干净，然后将温度计安装好。控制低端黄河打压车的注水压力，使其缓慢向管内注水。当压力升到强度试验压力并保压4小时后，通过收球装置处的针形阀排水泄压到严密性试验压力，保压24小时。试压结束后，再利用清管器进行气压通球排水。

长输管道清管、试压同步施工工法施工工艺

• 工艺流程

《长输管道清管、试压同步施工工法》的施工程序是：确定总体试压方案一准备工作一临时清管试压设施的制作一清管兼试压注水一升压一强度试验严密性试验一泄压排水一气压通球排水。

• 操作要点

《长输管道清管、试压同步施工工法》的操作要点如下：

一、清管、试压临时装置制作

1.清管试压首端（发球装置的预制）如图1所示。

利用主线管材5米长，管段的左端组焊对焊法兰一块（配盲板一块），距左端150毫米的管段顶部A点为温度计，B点为压力计，C点为1号DN50进水阀门支管，D点为2号DN50进水阀支管，E点为3号DN25的进水阀支管（通球前在第一个球前向管内注水），F点为4号DN100排水阀支管，将清管球置于如图所示位置，保证两球之间间距为0.6米，且在0.6米的正中处为进水D点，第一个球前端管段长度为1米，按照以上图示位置，将清管器及支管组装结束后，将此发球装置整体安装于主线低端。

2.清管试压末端（收球装置）预制如图2所示。

右端为比清管试压管线大两个规格的管段（4.5米长），在其左端焊接同心异径管，在异径管左端焊接与清管试压管线同规格短节（1.5米长），在该短节的左端焊接对焊法兰一块，在收球装置右端组焊对焊法兰一块（配盲板一块），4.5米长收球管段可以保证两清管器在其内时还有1.5米长的余量，并按图示安装压力表、温度计及5号、6号DN100的排污阀门。将此收球装置制作好后，将带有左端法兰与清管试压管线高端连接。

3.气压通球排水收球框的制作（如图3所示）

利用主线管材6米长制作气压通球排水收球框，如图3所示，为确保收球安全，在收球管段底部4点~8点范围沿轴向将管壁均匀抽条，使管段底部呈网格形收球框，并在框下挖5×2.5×2.5米（长×宽×高）的基坑，在气压通球清除管内积水过程中，利用4台4~6寸泵将管内推出之水从基坑内排出。

二、清管、试压、排水操作

1.注水、清管

2.在首端发球装置处，利用1寸泵由3号阀门向清管前主管内注水30~40立方米关闭此阀门，再由1号阀、2号阀门处分别向管内注水，使两清管器之间及第二个清管器与法兰盲板之间充满水。在末端收球装置处打开6号阀、关闭5号阀，暂时卸掉温度计使此孔在注水清通过程保证系统排气。

3.缓慢开启黄河打压车，在2号阀门处向管内注水，使水带压后推动第一清管器向前清通。在第一清管器前进大约60分钟时（约150米）打开1号阀，关闭2号阀门，向管内注水加压推动第二清管器向前清通，从而也推动第一清管器一起前进此后通过黄河打压车不断向管线内注水，使水推动清管器在管内前进，在清管器运行过程中由专业人员操作清管器示踪仪设施，以便能够时刻掌握清管器所在管内的位置。

4.当第一个清管器进入收球装置后，关闭6号阀门，打开5号阀门（以防两清管器相互撞击而损伤）。当通过示踪仪确定两个清管器均进入收球装置，此时通球清管过程结束。

三、试压

关闭5号阀门，等收球装置顶部温度计接口处溢水达5~10分钟后，表明管内水已充满，气已排尽，此时将此处的温度计安装好。用黄河打压车向已通球注水后的管线密闭系统中缓慢补水升压，按常规进行强度试验和严密性试验。

四、泄压排水

经现场业主代表、监理及其他社会质检部门确认，强度、严密性试验达到标准要求并经现场记录资料签字确认后，打开管线两端DN100排水阀门进行排水，排水速度应有所控制，同时打开管线顶部的全部阀门及支管，以确保空气进入体系利于排水。

五、气压清管排水

将管线高端收球装置卸掉，再将试压首端装置按照试压时安装清管器的方式及位置将两个清管器装入发球装置，并将此装置安装于管线高端，同时将收球框安装于管线底端。利用10立方米/分钟的打压风车先在2号阀门处加压，使第一清管器在管内运行5分钟（约80~100米距离）。然后打开1号阀门，关闭2号阀门，使风车推动第二个清管器在管内向前清通的同时也推动了第一清管器前进。清管速度控制在4~5千米/小时，清管压力宜为0.2~0.3兆帕，如遇阻力可适当提高压力，直至两球先后进入管线低端收球框，则管内排水完成。

《长输管道清管、试压同步施工工法》所用的材料及设备明细如下（见表1）：

参考资料：

《长输管道清管、试压同步施工工法》的工法特点是：在长输管道施工分段清管和试压时，将试压与清管两道工序合二为一：两个清管器（同时充当隔离球）一并安装于待试压主管内，使其相隔设定的距离，两个清管器之间也充满水。在水压推动下，两个清管器一并向前行进，进行清管，同时起到隔离排气的作用。待把清管器全部推出管道，且试压水充满管道后，可进行试压工作。

陕西化建工程有限责任公司在南京天然气管道施工过程中，工期要求特别紧，管道的直径为610毫米，施工进行到水压试验工序时，查阅《输油输气管道线路工程施工及验收规范》SY0401-98：“长输管道分段试压前，应采用清管器进行清管，清管次数不少于两次”（第9.2.1条款）。同时，该规范第9.3.3条款规定在试压时，要加入隔离球，以防止空气存在于管内，影响试压结果判定。经陕西化建工程有限责任公司了解在各施工单位进行清管试压时，通常是两道工序分别完成的。结合现场实际情况，该公司技术人员在认真学习规范的前提下，经过认真细致的分析、沟通，认为在实际操作中可以将试压与清管两道工序合二为一即：两个清管器（同时充当隔离球）一并安装于待试压主管内，使其相隔设定距离，两个清管器之间也充满水。在水压推动下，两个清管器一并向前行进，进行清管，同时其中一个还起到隔离排气的作用。待把清管器全部推出管道，且试压水充满管道后，即可进行试压工作。这样，既节约了试压时间又降低了工程成本，在施工实践中得到了建设单位、监理单位以及设计单位的肯定。为该公司顺利竣工，提供了保证。

《长输管道清管、试压同步施工工法》的质量控制要求如下：

1.清管、试压水质、稳压时间、压力等级符合规范要求。

2.每段管道清管测径完成后，经现场监理核实确认，填写通球扫线施工记录。

3.清管、试压前要保证各类设备完好率达到100%

4.压力表等计量检测设备必须经过校验，并且有检验报告。

5.公路、河流穿越必须按设计要求单独试压，穿越标高、位置符合设计要求。

6.管道施工完后应该将管口进行封堵，清管、试压完后再次将管口进行封堵，并对其管口的封堵情况作检查，做到所有管口全部进行封堵，以免杂物灰尘进入。

7.通球失败应急措施见表2。

参考资料：

以西安-商州天然气长输管道工程ф610管线50千米清管、试压进行测算：

若采用传统方法人工需8.2万元，机械需60万元，材料需8.8万元，合计直接工程费77万元，试压工期为14天。

采用《长输管道清管、试压同步施工工法》试压清管，人工、材料、机械等费用的投入仅需传统方法的1/2，即直接工程费为38.5万元，同时管道试压周期由14天可缩短为7天。

注：施工费用以2009-2010年施工材料价格计算

采用《长输管道清管、试压同步施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1.清管、试压前，在所有通向作业带的道路旁边放置警告标志，这些标志保持到管道减压后。这些标志有下列词语：“警告一管道正在高压试验”。在管道试压时，严禁闲杂人员在管道附近逗留。

2.清管、试压前时，划出区域，做出通告，防止扰民。

3.清管：大管道施工前必须对管道内壁进行清理或拉锈，以保证管道清洁度，安装的管道在暂不碰头的情况下必须进行封口。

4.施工机械操作人员必须经过专门培训，考试合格后方准独立操作，机械设备的限位装置、传动部分保护、电气仪表必须保持良好状态。

5.安全用电：施工区内不得有裸线，过路须有穿管保护，电动机械必须有可靠接地，总开关装触电保护器，必须在晚上工作时，事先获得监理认可并提供具有足够照明强度的设备，以便工作能够安全、顺利完成，并且不对人员或工作造成损害。

《长输管道清管、试压同步施工工法》的应用实例如下：

1.2005年1月~2005年9月靖西输气管道扩建工程（ф610×10 53千米）。

2.2008年12月~2010年3月宝鸡至汉中天然气管道项目（ф323.9×7.1 64千米）。

3.2010年4月~2011年1月西安至商州天然气管道项目（ф610×10 72千米、ф273×6.3 64千米）。

《长输管道清管、试压同步施工工法》要求施工进程和施工完毕应采取相应措施减小对环境影响。建设期间对环境的影响主要来自管道施工中的清理平整施工作业带、施工便道的建设、堆管场、蓄水池和施工机械、车辆、人员践踏等活动对土壤和生态环境的影响。此外，建设期间各种机械、车辆排放的废气和产生的噪声、施工产生的固体废物的丢弃、管道试压产生的废水等，也将对环境产生一定的影响。施工时考虑的主要处理措施有：

1.加强施工管理，严格执行国家《土地复耕规定》，控制施工占地面积，减少地表植被的破坏；对于破坏的耕地，应将表层土推至一边堆放，恢复地貌时再覆土。

2.在施工过程中的临时性占地在施工完后即可恢复。固体废弃物及时清理、运走，不会对环境产生长期影响。

3.管道试压介质采用清洁水，试压后排放水中的主要污染物为悬浮物，处置方式是选择合适的地点排放，将水中悬浮物及时收集、运走。

4.施工后认真恢复地形、地貌，搞好排水系统设计，不能破坏和影响水土流失和环保。

5.对于油污、残渣等应设临时排污池，集中排放；施工完毕应运走至适当地方进行处理；施工过程中应在地方相关环保部门现场监督、指导下进行，达到环保相关要求方为合格。

2011年9月，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009-2010年度国家级工法的通知》建质[2011]154号，《长输管道清管、试压同步施工工法》被评定为2009-2010年度国家二级工法。 2100433B

试压泵分为三种：电动试压泵、手动试压泵和电动手提式试压泵。

荣誉表彰

2011年9月30日，《旧桥改造之桥梁同步顶升施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为国家二级工法 。

碾压砼坝异种混凝土同步浇筑上升施工工法适用范围

《碾压砼坝异种混凝土同步浇筑上升施工工法》适用于在建、拟建的大部分碾压混凝土重力坝。

碾压砼坝异种混凝土同步浇筑上升施工工法工艺原理

《碾压砼坝异种混凝土同步浇筑上升施工工法》的工艺原理叙述如下：

异种混凝土同步浇筑上升的主要原理为在碾压混凝土大仓面、大体积浇筑的工况下，择时进行导墙溢流面常态混凝土的浇筑。异种混凝土同步浇筑上升以碾压混凝土正常浇筑为前提及计算条件，常态混凝土的入仓及浇筑强度在保证不初凝的前提下，也要保证异种混凝土搭接处的混凝土能够跟随大仓面的整体浇筑速度。

混凝土浇筑之前要绘制浇筑要领图（仓面施工组织设计），根据混凝土拌制能力、运输能力、仓面大小、混凝土初凝时间、混凝土浇筑方法、浇筑强度、施工难度等综合因素计算导墙及溢流面常态混凝土浇筑强度及开始浇筑的时间。混凝土浇筑之前要进行现场的技术交底，浇筑过程中仓面指挥长需根据现场实际情况（环境气候、实际浇筑强度、资源运行情况等）及时的进行现场动态调整，以“不影响碾压混凝土正常浇筑速度、搭接处的异种混凝土跟随大仓面整体浇筑”为最佳原则。

• 碾压混凝土施工

碾压混凝土浇筑根据仓面特性、混凝土生产能力、资源配置等因素有平层碾压及斜层碾压两种方式。三级配碾压混凝土的浇筑层厚通常为30厘米。碾压混凝土浇筑强度以层间间隔时间及直接铺筑允许时间（初凝时间）为控制指标。层间间隔系指从下层混凝土拌合物拌合加水时起到上层混凝土碾压完毕为止的历时；直接铺筑允许时间指不经任何层面处理直接铺筑上层碾压混凝土就能够满足层间结合质量要求的最大层间间隔时间，也就是通常所指的碾压混凝土初凝时间。

碾压混凝土的初凝时间根据浇筑强度需要、施工气候、原材料、配合比等因素决定，高温季节施工有时会掺用高温型缓凝减水剂，使得碾压混凝土的初凝时间增长。

斜层碾压一般从下游向上游铺筑，坡度不陡于1:10。在坝体中部以上高程，坝段数量多，仓面上下游距离变短，多采用从左到右或从右到左的方向进行斜层碾压。如图2。

每个仓块的碾压混凝土浇筑方式（平层或斜层碾压、斜层碾压浇筑方向）决定了常态混凝土浇筑的开始时间及方式。

• 常态混凝土施工

常态混凝土的运输有自卸车、搅拌车、门塔机、缆机等。混凝土的浇筑可采用平铺法或台阶法施工。应按照一定厚度、次序、方向，分层进行。台阶法施工的台阶宽度不应小于2米混凝土的浇筑坯层厚度，应根据拌合能力、运输能力、浇筑速度、气温及振捣器的性能等因素确定。一般为30~50厘米。有条件时，优选平铺法进行浇筑。如图3。

1.溢流面常态混凝土施工

溢流面常态混凝土通常情况下采用平层法进行浇筑，其浇筑面积较小，平层浇筑操作简单。在大坝全断面左右岸斜层碾压的情况下，溢流面的常态混凝土需采用左右方向台阶法进行浇筑，保持与碾压混凝土浇筑方向一致。

2.导墙常态混凝土施工

导墙的浇筑尺寸根据导墙结构、浇筑高程的不同而不同，导墙的浇筑仓块一般呈长条形，短边与碾压混凝土交界，故一般采用下游往上游台阶法进行浇筑。在导墙仓块浇筑面积较小施工的情况下，也可以采用平层法进行浇筑。

碾压砼坝异种混凝土同步浇筑上升施工工法施工工艺

《碾压砼坝异种混凝土同步浇筑上升施工工法》的施工工艺流程及操作要点叙述如下：

• 工艺流程

工艺流程见图4。

• 操作要点

1.混凝土配合比

光照大坝混凝土采用人工砂石骨料，骨料为灰岩，最大骨料粒径为80毫米，水泥采用贵州畅达水泥股份有限公司生产的畅达牌大坝42.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰为安顺火电厂生产的安顺Ⅱ级灰，外加剂采用南京瑞迪HLC-NAF缓凝高效减水剂和山西黄河的HJAE-A引气剂。光照水电站大坝碾压混凝土配合比见表1~表3。

注：外加剂为山西黄河新型化工有限公司生产的HJUNF-2H缓凝高效减水剂、HJAE-A引气剂和甘肃巨才电力技术有限责任公司生产的HF高强耐磨混凝土外加剂，纤维为广州市建腾建筑材料有限公司生产的“维锋＂聚丙烯纤维。

2.拌合系统及入仓方式

根据施工总进度计划安排，混凝土高峰月浇筑强度为23.2万立方米，其中常态混凝土0.95万立方米，碾压混凝土22.25万米。光照水电站拌合系统分左、右岸布置，左岸布置1号、2号两座2×4.5立方米强制式搅拌楼，3号一座2×3.0立方米强制式搅拌楼，右岸布置一座4×3.0立方米自落式4号搅拌楼，大坝左右岸拌合系统的碾压混凝土拌合能力（铭牌）为660（左） 180（右）=840立方米/小时。

大坝碾压混凝土水平运输主要采用汽车和深槽高速皮带机；垂直运输主要采用缆机和箱式满管。RCC入仓方式采用了自卸汽车直接入仓、皮带机 箱式满管入仓 自卸汽车、自卸汽车 箱式满管、自卸汽车 缆机入仓四种入仓方式。大坝相应部位的RCC入仓方式及工程量详见表4。

大坝常态混凝土主要采用自卸车直接入仓、满管 自卸车、缆机三种入仓方式，自卸车直接入仓主要为EL622.5以下部位，大坝表孔布置在EL640以上，导墙溢流常态混凝土的入仓方式主要为满管 自卸车、缆机（2台20吨辐射式）两种入仓方式。

3.平层碾压施工工况下的异种混凝土同步浇筑上升

仓面相对较小的情况下（3个坝段以内）碾压混凝土采用平层碾压浇筑。碾压混凝土的浇筑层厚为30厘米，常态混凝土浇筑厚度为30~50厘米。根据碾压混凝土仓面面积、拌合能力、入仓浇筑强度、初凝时间计算碾压混凝土每层覆盖浇筑的时间。常态混凝土再根据仓面面积、浇筑坯厚、初凝时间、碾压混凝土每层覆盖时间倒算常态混凝土需要的入仓浇筑强度。

若导墙部位上下游尺寸较长，常态混凝土入仓强度难以满足时，可以采用调整配合比以延长常态混凝土初凝时间、导墙部位提前开始从下游往上游方向台阶法进行浇筑两种方法。同时保证不影响碾压混凝土浇筑进度及常态混凝土浇筑质量。

4.斜层碾压施工工况下的异种混凝土同步浇筑上升光照电站大坝碾压混凝土斜层碾压方向有下游往上游方向及左右方向两种。根据大坝结构特点，大坝EL662.5以下斜层碾压浇筑方向为由下游往上游EL6625以上斜层碾压浇筑方向为由右岸往左岸，斜层碾压的混凝土量占大坝碾压混凝土总量的92%

（1）下游往上游方向斜层碾压

以光照大坝5~11号坝段EL643.5~EL646.5碾压混凝土与大坝1号导墙同步浇筑上升为例说明。该仓块的浇筑范围为坝左0 113.05~坝右0 020.5、坝纵0 000~坝纵0 122.50，混凝土共3.17万立方米。大坝浇筑仓块平面图如图5。具体工程量见表5。

注：图5全称为：光照大坝5-11号坝段EL643.5-EL646.5混凝土浇筑平面图。

该仓块最先开始浇筑的部位为下游的1导墙，采用2台20吨辐射式缆机进行浇筑，由下游向上游台阶法进行浇筑，常态混凝土浇筑层厚50厘米，当底层50厘米厚常态混凝土开始铺筑至导墙与坝体碾压混凝土材料分区线时，开始进行碾压混凝土的浇筑，当坝体下游面碾压混凝土铺筑第9层时，1号导墙常态混凝土浇筑完毕。由于1号导墙断面较小，当碾压混凝土开始浇筑时，两台20吨辐射式缆机的入仓强度足以满足常态混凝土浇筑速度，仓面指挥长可视碾压混凝土浇筑实际情况，适当调整1号导墙常态混凝土浇筑速度，以常态混凝土不初凝且交界处异种混凝土搭接浇筑顺畅为原则。

（2）左右方向斜层碾压

以光照大坝3~18号坝段EL695.5~EL698.5碾压混凝土与大坝1~4号导墙溢流面同步浇筑上升为例说明。该仓块的浇筑范围为坝左0 16.45~坝右0 153.45、坝纵0 000~坝纵0 54.66，混凝土共3.4万立方米。大坝浇筑仓块平面图如图6、图7。具体工程量见表6。

注：图6全称为：光照大坝3-18号坝段EL695.5-EL698.5混凝土浇筑平面图

该仓块从右岸往左岸方向进行斜层碾压，最先浇筑右岸的18号坝段碾压混凝土，溢流面导墙位于9~12号坝段，斜层碾压的坡度为1:12。导墙的浇筑面积较小，仓强度满足平层浇筑要求，导墙采用平铺法进行浇筑，溢流面顺斜层碾压方向采用由右向左台阶法进行浇筑，浇筑坯厚均为50厘米。斜层碾压混凝土坡脚即将到达4号导墙时即可进行4号导墙常态混凝土浇筑，其余导墙依次进行。溢流面常态混凝土随碾压混凝土同步进行，常态混凝土采用自卸车直接入仓浇筑，平仓机、反铲辅以人工进行台阶分层浇筑，类似于模板边机拌变态混凝土的浇筑方法。如图8。

5.施工注意事项

（1）如果具备浇筑条件，导墙的常态混凝土可以直接从底部开始与坝体碾压混凝土同步浇筑上升。溢流面可以选择在直线段或者反弧段开始，弧线处最好在其切线接近45附近开始，有利于钢筋模板安装及混凝土浇筑。

（2）溢流面异种混凝土同步浇筑上升起始断面与已浇筑溢流面交界面要设置纵缝，纵缝垂直溢流面线形设置，并在纵缝上布置插筋、止浆片。

（3）导墙及溢流面混凝土施工质量尤为关键，异种混凝土同步浇筑上升之前需进行精细的仓面组织设计并绘制浇筑要领图进行现场交底，要有充足的施工资源。仓面指挥长在浇筑过程中需全程掌控浇筑进度及质量情况，并进行灵活调整。

（4）混凝土浇筑时，碾压机及重型设备不宜靠近溢流面导墙部位的混凝土，避免增大混凝土侧压力导致导墙溢流面的模板发生位移或变形。